WO2023007697A1 - 塗膜および塗装物 - Google Patents

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WO2023007697A1
WO2023007697A1 PCT/JP2021/028294 JP2021028294W WO2023007697A1 WO 2023007697 A1 WO2023007697 A1 WO 2023007697A1 JP 2021028294 W JP2021028294 W JP 2021028294W WO 2023007697 A1 WO2023007697 A1 WO 2023007697A1
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WO
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coating film
less
aluminum
aluminum pieces
coat layer
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PCT/JP2021/028294
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French (fr)
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宏典 筒井
達也 鈴木
チータック ホ
Original Assignee
日産自動車株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/06—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents

Definitions

  • the present invention relates to a coating film having permeability to electromagnetic waves such as millimeter waves and a coated article provided with the coating film.
  • the body parts that make up the vehicle are painted with metallic pigments that contain light-reflecting aluminum flakes as brightening agents in order to enhance the design.
  • Patent Document 1 discloses a millimeter-wave transparent coating film in order to achieve both the design and electromagnetic wave transparency, which are the problems described above.
  • Patent Document 1 shows that when the area occupation ratio of the aluminum pieces (aluminum flakes) is 75% or more, the electromagnetic wave permeability deteriorates rapidly. That is, in the technique of Patent Document 1, the area occupation ratio of the aluminum pieces cannot be increased to 75% or more in order to enhance the metallic design, and there is room for improvement.
  • the technology of Patent Document 1 is mainly a coating technology for emblems, and by making the luster material (indium or aluminum) a sea-island structure and an ultra-thin film (1 ⁇ m or less), it achieves both metallic feeling and radar transmission. However, it cannot be used for vehicle parts such as bumpers from the viewpoint of quality.
  • the electromagnetic wave permeability is solved, but the design is unavoidably deteriorated.
  • At least one embodiment of the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and specifically provides a coating film that achieves both metallic design and electromagnetic wave permeability, and a coated object comprising the coating film. That's what it is.
  • the coating film according to the present embodiment is a coating film having a laminated structure including at least a base coat layer containing a plurality of substantially flat aluminum pieces, and the area occupancy of the aluminum pieces is more than 75% and 100% or less. and the average length of the flat surface of the aluminum piece in the longitudinal direction is 9 ⁇ m or less, and the film thickness of the coating film is more than 2 ⁇ m and less than 9 ⁇ m.
  • a coated article according to the present embodiment includes the coating film and a base material made of a resin material on which the coating film is formed on the outer surface.
  • a coated object 1 is composed of a coating film 10 and a substrate 20, which is an object to be coated on which the coating film 10 is formed on the outer surface.
  • the coating film 10 has a laminate structure including at least a primer layer 11 , a base coat layer 12 and a top coat layer 13 .
  • the coating film 10 is formed by applying the primer layer 11, the base coat layer 12 and the top coat layer 13 one or more times.
  • the base coat layer 12 is preferably the only layer containing metal in order to achieve electromagnetic wave permeability.
  • the coating film 10 is not limited to the laminated structure shown in FIG. 1, and may be changed as appropriate according to the application of the part. That is, the coating film 10 may include other functional layers in addition to the primer layer 11, base coat layer 12, and top coat layer 13.
  • the primer layer 11 is formed on the outer surface (coated surface) of the base material 20 .
  • the primer layer 11 is a layer for improving adhesion between the base coat layer 12 and the substrate 20 .
  • a known resin paint for primer can be adopted.
  • resin paint for example, resin paint such as modified polyolefin resin, polyester resin, urethane resin, epoxy resin, melamine resin, alkyd resin, phenol resin, and acrylic resin can be used.
  • the primer layer 11 may appropriately contain known additives in addition to the resin material.
  • the base coat layer 12 is formed on the outer surface (coated surface) of the primer layer 11 .
  • the base coat layer 12 contains a resin material, a solvent, and a pigment (bright material).
  • the base coat layer 12 may optionally contain, for example, organic pigments, inorganic pigments, materials (mica, glass, etc.) other than the aluminum flakes 12a functioning as glittering materials, ultraviolet absorbers, radical trapping agents, and the like. may contain.
  • resin material of the base coat layer 12 a known resin material commonly used in the paint field can be applied.
  • resin materials that can be used include polyester resins, urethane resins, epoxy resins, melamine resins, alkyd resins, phenol resins, and acrylic resins.
  • organic solvent a known organic solvent or water solvent (such as water) commonly used in the paint field can be applied.
  • organic solvents include hydrocarbons such as toluene and xylene, ketones such as acetone, methyl ketone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, and alcohols.
  • the pigment is composed of aluminum pieces 12a that function as glittering materials.
  • the aluminum piece 12a has a non-spherical, substantially flat shape (for example, shapes called flakes, scales, plates, and flakes are also included).
  • the term “flat” means that the major axis in the width direction perpendicular to the thickness direction of the flat portion (the length in the major axis direction of the circle-equivalent diameter of the “flat plane” where the projected area of the flat portion is maximum) is the same as the thickness. It means a shape that is longer than the length of the direction.
  • the base coat layer 12 is formed by mixing a resin material and a solvent with a pigment, volatilizing the solvent during the drying process, and shrinking the volume. As a result, the orientation of the aluminum piece 12a is enhanced, and the flat surface of the aluminum piece 12a can be arranged substantially parallel to the surface of the base coat layer 12 to be coated. Therefore, the coating film 10 has a higher specular reflectance of reflected light and interference light, and a higher sense of brightness and contrast can be obtained.
  • the area occupancy of the aluminum pieces 12a is more than 75% and 100% or less, and the average length of the flat surface of the aluminum pieces 12a in the longitudinal direction (hereinafter also simply referred to as "average length") is 9 ⁇ m or less. and the film thickness is more than 2 ⁇ m and less than 9 ⁇ m.
  • the coating film 10 if the area occupancy of the aluminum pieces 12a is 75% or less, the base does not cover the coating, so that a sense of contrast cannot be obtained and the design is deteriorated. Also, in the coating film 10, when the average length of the aluminum pieces 12a exceeds 9 ⁇ m, the adjacent aluminum pieces 12a in the base coat layer 12 are likely to come into contact with each other. Since the contacts between the aluminum pieces 12a act as a dielectric, the dielectric constant increases and the electromagnetic wave permeability decreases. Furthermore, when the coating film 10 has a thickness of 2 ⁇ m or less, the lower layers (the primer layer 11 and the base material 20) are transparent, resulting in a decrease in designability. A feeling of contrast cannot be obtained, and designability is deteriorated.
  • the base coat layer 12 satisfies the above conditions, so that the flat surfaces of the aluminum pieces 12a in the base coat layer 12 are substantially parallel to the coating surface as shown in FIG. Also, contact with other adjacent aluminum pieces 12a is suppressed and a gap is formed between them. That is, by satisfying the above conditions, the base coat layer 12 can control the orientation of the aluminum pieces 12a and achieve both metallic design and electromagnetic wave permeability. Therefore, in the coating film 10, the orientation of the aluminum pieces 12a and an appropriate film thickness necessary for obtaining a metallic contrast feeling are ensured, and the metallic design is improved. Also, in the base coat layer 12, as shown in FIG. 1, contact between adjacent aluminum pieces 12a is reduced. Therefore, the coating film 10 has a low attenuation rate of electromagnetic waves and is excellent in electromagnetic wave permeability. As described above, the coating film 10 according to the present embodiment can achieve both metallic design and electromagnetic wave permeability, which have been considered difficult in the prior art.
  • the base coat layer 12 has a pigment (aluminum piece 12a) content ratio (P/B: pigment ( The aluminum piece)/resin material) is preferably 45% or less.
  • the coating film 10 when the content ratio of the aluminum pieces 12a to the resin material in the base coat layer 12 exceeds 45%, the gaps between the aluminum pieces 12a adjacent to each other in the base coat layer 12 are narrowed, making it easier for the aluminum pieces 12a to come into contact with each other.
  • the contact point of the capacitor acts as a dielectric, increasing the attenuation rate.
  • the content ratio of the aluminum pieces 12a to the resin material in the base coat layer 12 is set to 45% or less, the gaps between the adjacent aluminum pieces 12a in the base coat layer 12 are appropriately secured. Therefore, in the coating film 10, it becomes difficult for the aluminum pieces 12a to form contact points with each other, and the effect of improving the electromagnetic wave permeability while securing the metallic design property is obtained.
  • the base coat layer 12 preferably has an area occupation ratio of the aluminum pieces 12a of 99.5% or less, more preferably 77% or more, from the viewpoint of improving electromagnetic wave permeability and metallic design. It may be 89.9% or less.
  • the area occupancy of the aluminum pieces 12a is 99.5% or less, more preferably 77% or more and 89.9% or less, thereby minimizing contact between the adjacent aluminum pieces 12a and creating a space between them.
  • the orientation of the aluminum piece 12a can be enhanced in the vacant state. Therefore, the coating film 10 can further improve the contrast feeling and the metallic design property, and can further improve the electromagnetic wave permeability. Incidentally, the lower the area occupation ratio of the aluminum pieces 12a, the lower the probability of contact between the adjacent aluminum pieces 12a.
  • the base coat layer 12 may have a film thickness of 6 ⁇ m or less, preferably 4 ⁇ m or less, from the viewpoint of improving electromagnetic wave permeability and metallic design.
  • the film thickness of the base coat layer 12 is 6 ⁇ m or less, preferably 4 ⁇ m or less, so that the orientation of the aluminum pieces 12a is further improved, and the electromagnetic wave permeability is improved while maintaining excellent metallic design. can be done.
  • the base coat layer 12 has an average length of 8 ⁇ m or more and 9 ⁇ m or less of the aluminum pieces 12 a from the viewpoint of improving the liquid feeling (dense feeling) without feeling the grainy feeling of the pigment (aluminum pieces 12 a).
  • the average thickness of the aluminum piece 12a is preferably 0.1 ⁇ m or more and 0.7 ⁇ m or less, more preferably 0.1 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less, from the viewpoint of achieving both metallic design and electromagnetic wave permeability. more preferred.
  • the average thickness of the aluminum pieces 12a is preferably more than 0.2 ⁇ m from the viewpoint of suppressing deformation of the pigment (aluminum pieces 12a) circulated under pressure in the paint pipe.
  • the average thickness of the aluminum pieces 12a is preferably 0.25 ⁇ m or more, more preferably 0.3 ⁇ m or more, and still more preferably 0.35 ⁇ m, from the viewpoint of further enhancing the effect of suppressing deformation of the pigment due to circulation. More preferably, it should be 0.4 ⁇ m or more.
  • the average thickness of the aluminum pieces 12a When the average thickness of the aluminum pieces 12a is less than 0.1 ⁇ m, the rigidity of the aluminum pieces 12a decreases and the aluminum pieces 12a are easily deformed. The number of contact points between the aluminum pieces 12a increases, the dielectric constant increases, and the electromagnetic wave permeability tends to decrease. In addition, when the average thickness of the aluminum piece 12a exceeds 0.7 ⁇ m, the movement of the aluminum piece 12a is suppressed. The design is further degraded. Therefore, from the viewpoint of metallic design by highly oriented aluminum, the aluminum piece 12a preferably has an average thickness of 0.5 ⁇ m or less.
  • the average length of the aluminum pieces 12a is 8 ⁇ m or more and 9 ⁇ m or less, and the average thickness of the aluminum pieces 12a is 0.1 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less.
  • electromagnetic wave permeability can be improved while maintaining excellent metallic design.
  • the coating film 10 by adjusting the coating film 10 so that the average thickness of the aluminum pieces 12a exceeds 0.2 ⁇ m, the deformation of the pigment when the paint is stirred is effectively suppressed, and the contact between the adjacent aluminum pieces 12a is suppressed. As a result, an increase in the attenuation factor can be prevented, and the electromagnetic wave permeability can be further improved.
  • the top coat layer 13 is formed on the outer surface (coated surface) of the base coat layer 12 .
  • the top coat layer 13 is a layer for imparting weather resistance, glossiness, scratch resistance, and antifouling properties to the painted object 1 .
  • a transparent (regardless of whether it is colored or colorless) conventionally known resin material having the above performance can be used.
  • the topcoat layer 13 may contain, for example, a fluorine resin.
  • weather resistance agents, plasticizers, stabilizers, fillers, dispersants, dyes, pigments, solvents, and the like may be appropriately added to the topcoat layer 13 as necessary.
  • the base material 20 is made of a material that hardly adversely affects electromagnetic wave permeability and is excellent in impact resistance and weather resistance, and the coating film 10 is formed on the outer surface thereof.
  • Synthetic resin materials are suitable as the constituent material of the base material 20.
  • general-purpose plastics polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), acrylic resin (PMMA), acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS)
  • PP polypropylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • ABS acrylic resin
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene resin
  • PC polycarbonate
  • the metal content does not contain metal or does not adversely affect the electromagnetic wave permeability. It is preferable to use a material with
  • the method of forming (coating) the coating film 10 on the substrate 20 is not particularly limited, and known coating methods (e.g., dipping method, spin coating method, flow coating method, roll coating method, spray coating method, blade coating method and air knife coat method).
  • the coating film 10 can be applied by appropriately selecting these coating methods according to the shape and application of the coated object 1, the composition of the coating film 10 and the substrate 20, and the like.
  • the drying process of the coating film 10 can be carried out by appropriately selecting natural drying, forced drying, or the like.
  • the coated object 1 has a configuration in which the coating film 10 described above is provided on the outer surface of the base material 20 . Since the coated object 1 is provided with the coating film 10, it is excellent in electromagnetic wave permeability in addition to the metallic design. Therefore, the painted object 1 is a vehicle body that requires metallic design and electromagnetic wave permeability, such as a bumper arranged at a position facing the transmitting/receiving section 110 of the radar device 100 that transmits/receives electromagnetic waves of a predetermined wavelength such as millimeter waves. It can be suitably used as a constituent material for parts.
  • the radar device 100 transmits an electromagnetic wave (transmission wave W1) having a predetermined wavelength such as a millimeter wave to a detection target X (for example, a vehicle or an obstacle traveling around the own vehicle), and the reflected wave W2 It is a device for receiving and measuring physical quantities (moving speed, object distance, etc.) related to the detection object X.
  • transmission wave W1 transmission wave W1 having a predetermined wavelength such as a millimeter wave
  • a detection target X for example, a vehicle or an obstacle traveling around the own vehicle
  • the reflected wave W2 It is a device for receiving and measuring physical quantities (moving speed, object distance, etc.) related to the detection object X.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a part of a vehicle provided with a bumper and a radar device 100, which are painted objects 1 according to this embodiment.
  • the aluminum pieces 12a in the base coat layer 12 of the coating film 10 are prevented from coming into contact with other adjacent aluminum pieces 12a to form an appropriate gap.
  • a transmission wave W1 which is an electromagnetic wave transmitted from the transmitting/receiving unit 110 of the radar device 100, is transmitted toward the detection target X, passes through the base material 20, passes through the aluminum pieces 12a, and reaches the detection target X. to reach The transmitted wave W1 that has reached the detection target X returns to the radar device 100 again as a reflected wave W2.
  • the reflected wave W2 passes through the aluminum pieces 12a of the base coat layer 12, passes through the base material 20, and reaches the transmitting/receiving section 110 of the radar device 100.
  • the bumper which is the object to be painted 1 should minimize the attenuation of the electromagnetic waves (transmission wave W1, reflected wave W2) transmitted and received by the radar device 100 (attenuation rate of 3 dB or less at which the radar device 100 functions normally). can be done.
  • the bumper, which is the painted object 1 has the coating film 10, it is excellent in metallic design in addition to electromagnetic wave permeability.
  • the application of the painted object 1 is not particularly limited.
  • it can be applied to other vehicle body parts that require both metallic design and electromagnetic wave permeability in addition to the bumpers described above.
  • the coating 10 that achieves both metallic design and electromagnetic wave permeability is formed on the outer surface of the base material 20 of a resin material, the coated object 1 can accommodate, for example, a device that transmits and receives electromagnetic waves, or can be used around the device. It can also be applied to parts other than vehicle parts that require metallic design and electromagnetic wave permeability, such as covering and protecting at least a part of the.
  • the coating film 10 has a laminated structure including at least the base coat layer 12 containing a plurality of substantially flat aluminum pieces 12a, and is formed on the outer surface of the substrate 20.
  • the area occupation ratio of the aluminum pieces 12a is more than 75% and 100% or less, and the average length in the longitudinal direction (average major diameter) of the flat surface of the aluminum pieces 12a is 9 ⁇ m or less.
  • the film thickness is more than 2 ⁇ m and less than 9 ⁇ m.
  • the flat surface of the aluminum piece 12a in the base coat layer 12 is substantially parallel to the layer surface, and contact with other adjacent aluminum pieces is suppressed to form a gap between them. Since the orientation can be controlled so as to occur, it is possible to achieve both metallic design and electromagnetic wave permeability.
  • the coating film 10 according to the present embodiment may preferably have a structure in which the content ratio of the aluminum flakes to the resin material in the base coat layer is 45% or less.
  • the gap between the adjacent aluminum pieces 12a in the base coat layer 12 is appropriately ensured, making it difficult to form contact points between the aluminum pieces 12a. An effect of improving the permeability can be obtained.
  • the coating film 10 according to the present embodiment may preferably be configured such that the area occupation ratio of the aluminum pieces is 99.5% or less, more preferably 77% or more and 89.9% or less.
  • the coating film 10 can further increase the contrast feeling and improve the metallic design property, and can improve the orientation of the aluminum pieces 12a to improve the electromagnetic wave permeability.
  • the coating film 10 according to the present embodiment may preferably have a film thickness of 4 ⁇ m or less.
  • the coating film 10 has the effect of further improving the orientation of the aluminum pieces 12a and improving the electromagnetic wave permeability while maintaining the excellent metallic design.
  • the average length (average major diameter) in the longitudinal direction of the flat surface of the aluminum pieces 12a is 8 ⁇ m or more and 9 ⁇ m or less, and the average thickness of the aluminum pieces 12a is A configuration of 0.1 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less may be adopted.
  • the coating film 10 has the effect of improving the electromagnetic wave permeability while maintaining a dense and excellent metallic design that does not feel the graininess of the pigment (aluminum pieces 12a).
  • the coating film 10 according to the present embodiment may preferably be configured such that the average thickness of the aluminum pieces 12a exceeds 0.2 ⁇ m.
  • the coating film 10 effectively suppresses deformation of the pigment during stirring of the coating material, suppresses contact between the adjacent aluminum pieces 12a, prevents an increase in the attenuation rate, and further improves the electromagnetic wave permeability. can be improved.
  • the coated object 1 according to the present embodiment includes the coating film 10 described above and a substrate 20 made of a resin material on which the coating film 10 is formed on the outer surface.
  • the coated object 1 has a coating film 10 that achieves both metallic design and electromagnetic wave permeability on the outer surface of the resin material. It can be applied to parts that require both metallic design and electromagnetic wave permeability to cover and protect at least a part of.
  • the painted object 1 may be arranged to face the transmitting/receiving unit 110 of the electromagnetic wave W in the radar device 100 that transmits/receives the electromagnetic wave W and measures the physical quantity with respect to the object to be detected in front. .
  • the coated object 1 when used as a bumper attached to the front or rear of a vehicle, even if the radar device 100 is arranged on the back side of the bumper, the metallic design and electromagnetic wave permeability can be achieved. Therefore, the design of the vehicle can be improved without hindering the function of the radar device 100 .
  • Examples 1 to 7 The paints used in Examples 1 to 7 were obtained by uniformly mixing the following materials and sufficiently stirring them with a disperser.
  • ⁇ raw materials> ⁇ Resin material (Protouch Nigori Clear, solid content 23%: manufactured by Rock Paint Co., Ltd.) ⁇ Solvent (Protouch Thinner: manufactured by Rock Paint Co., Ltd.) ⁇ Pigment A (GX-3109 solid content 74%: manufactured by Asahi Kasei Corporation) ⁇ mixing ratio> ⁇ Example 1 Resin material: 28% by mass, solvent: 70% by mass, pigment A: 2% by mass ⁇ Example 2 Resin material: 28% by mass, solvent: 70% by mass, pigment A: 2% by mass ⁇ Example 3 Resin material: 28% by mass, solvent: 70% by mass, pigment A: 2% by mass ⁇ Example 4 Resin material: 28% by mass, solvent: 70% by mass, pigment A: 2% by mass ⁇ Example 5 Resin material: 28% by mass, solvent: 28%
  • the paint adjusted for each sample is spray-coated to form a base coat layer with a predetermined thickness, and the surface of the base coat layer is wet-on-wet with a two-component clear (multi-top clear SF, multi-top S curing agent: both manufactured by Rock Paint Co., Ltd., mixed at a ratio of 2:1), allowed to set for 5 minutes, and then forcedly dried at 60° C. for 35 minutes.
  • a two-component clear multi-top clear SF, multi-top S curing agent: both manufactured by Rock Paint Co., Ltd., mixed at a ratio of 2:1
  • ⁇ Attenuation rate (dB)> The attenuation rate was measured indoors (temperature 26°C, humidity 60%) using an electromagnetic wave absorption measurement device (transmission attenuation measurement jig with a dielectric lens: manufactured by Keycom Co., Ltd.), and an electromagnetic wave of 76.5 GHz was measured using a millimeter wave module (WR12- VNAX: manufactured by Virginia Diodes), each sample is incident at an incident angle of 0 degrees, and the electromagnetic waves transmitted through the sample are received by the receivers of the millimeter wave modules facing each other across the sample. (N5222B: manufactured by Keysight Technologies, Inc.), the value was doubled to obtain the attenuation rate based on the round-trip transmission attenuation of the electromagnetic wave.
  • an electromagnetic wave absorption measurement device transmission attenuation measurement jig with a dielectric lens: manufactured by Keycom Co., Ltd.
  • an electromagnetic wave of 76.5 GHz was measured using a millimeter wave module (WR12- VNAX:
  • the radar device functions normally, and if it is "2 dB or less", more accurate measurement becomes possible. Also, if it is "3 dB or less”, it is a value that enables detection of the rear of the vehicle with a radar device mounted on the vehicle, and if it is "2 dB or less", it is a value that enables detection of the front and sides of the vehicle. From the above, if the evaluation index of electromagnetic wave permeability is "3 dB or less", it can be evaluated that the product has sufficient performance.
  • FF flip Flop
  • the FF value is a numerical representation of the degree of change in light intensity due to the difference in the reflection angle of the incident light from the light source in the paint color of an automobile. If it is "1.7 or more", it can be evaluated that the metallic design property of the product is good.
  • Example 6 P/B is 45% or less, and it is confirmed that the attenuation rate is lower than that of Example 7 (P/B: 56.2%) and the brightness is excellent. rice field. From this result, it is shown that "making P/B equal to or less than 45%" is an element that improves the electromagnetic wave permeability and the metallic design property in the coating film 10 and the coated article 1 having the coating film. .
  • Example 4 and Example 5 have an area occupancy of 99.5% or less, and have a lower attenuation rate and superior brilliance than Example 6 (area occupancy: 100%). was confirmed. From this result, it is shown that "an area occupancy rate of 99.5% or less" is an element that improves electromagnetic wave permeability and metallic design in the coating film 10 and the coated object 1 having the coating film. ing.
  • the average thickness of the aluminum pieces was 0.5 ⁇ m, and the attenuation rate and FF value satisfied the acceptance criteria of the evaluation index. From this result, "the average thickness of the aluminum flakes is 0.1 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less” is a dense and excellent metallic design that does not feel the graininess of the pigment (aluminum flakes) while maintaining electromagnetic wave permeability. It shows that it is an element that improves. In addition, "the average thickness of the aluminum pieces exceeds 0.2 ⁇ m" effectively suppresses the deformation of the pigment when the paint is stirred, indicating that it is an element for further improving the electromagnetic wave permeability. .
  • Comparative Example 1 has an area occupancy of 70%, a film thickness of 1.8 ⁇ m, and satisfies the criteria for the attenuation rate, but does not satisfy the criteria for the brightness. confirmed. From this result, it is presumed that in Comparative Example 1, the film thickness was too thin to conceal the underlying layer, and the lower layer became transparent, resulting in a decrease in brilliance.
  • Comparative Example 2 had a film thickness of 9.0 ⁇ m and met the standards for the attenuation rate, but did not meet the standards for the brightness. From this result, it is presumed that in Comparative Example 2, the film thickness was too thick and the orientation of the aluminum flakes was disturbed, resulting in a decrease in the brilliance.
  • Comparative Example 3 had a film thickness of 10.0 ⁇ m, and it was confirmed that the attenuation rate and brightness did not meet the standards. From these results, in Comparative Example 3, it is presumed that the film thickness was too thick, the attenuation rate deteriorated, and the orientation of the aluminum flakes was disturbed, resulting in the deterioration of the brilliance.
  • Comparative Example 4 As shown in Table 2, in Comparative Example 4, the average major axis was 15.0 ⁇ m, the film thickness was 18.5 ⁇ m, the average thickness of the aluminum pieces was 1.0 ⁇ m, and the attenuation rate satisfied the criteria. However, it was confirmed that the brightness did not meet the standards. From this result, in Comparative Example 4, although the contact between adjacent aluminum pieces was suppressed due to the thick film thickness, it is estimated that the excessive thickness disturbed the orientation of the aluminum pieces and reduced the brilliance. be done.
  • Comparative Example 5 As shown in Table 2, in Comparative Example 5, the average major axis was 15.0 ⁇ m, the film thickness was 14.8 ⁇ m, the average thickness of the aluminum pieces was 1.0 ⁇ m, and the attenuation rate satisfied the criteria. However, it was confirmed that the brightness did not meet the standards. From this result, in Comparative Example 5, as in Comparative Example 4, the contact between the adjacent aluminum pieces was suppressed due to the thick film thickness, but the excessive thickness disturbed the orientation of the aluminum pieces, and the brightness was improved. is presumed to have decreased.
  • Comparative Example 6 As shown in Table 2, in Comparative Example 6, the average major axis was 15.0 ⁇ m, the film thickness was 14.6 ⁇ m, the average thickness of the aluminum pieces was 1.0 ⁇ m, and the attenuation rate and brilliance were below the standard. It was confirmed that the requirement was not met. From this result, it is presumed that in Comparative Example 6, the film thickness was too thick, and the orientation of the aluminum flakes was disturbed, resulting in a decrease in brightness. In addition, in Comparative Example 6, the P/B ratio was 25.5%, nearly double that of Comparative Example 4, so the number of contact points between adjacent aluminum pieces with disordered orientation increased, increasing the dielectric constant. , it is presumed that the attenuation rate deteriorated.
  • Comparative Example 7 As shown in Table 2, in Comparative Example 7, the average major axis was 11.0 ⁇ m, the average thickness of the aluminum pieces was 0.03 ⁇ m, and the brightness satisfied the standards, but the attenuation rate did not satisfy the standards. Confirmed not. In order to suppress sedimentation of the pigment, the paint circulates while receiving pressure in the paint pipe. In Comparative Example 7, since the average thickness of the aluminum pieces was 0.1 ⁇ m or less, the stability during circulation was poor (the aluminum pieces were easily deformed), and the number of aluminum pieces per unit mass increased. It is presumed that after the layer formation, the number of contact points between adjacent aluminum pieces increased, the dielectric constant increased, and the electromagnetic wave permeability decreased.
  • Comparative Example 8 As shown in Table 2, in Comparative Example 8, the film thickness was 10.0 ⁇ m, the average thickness of the aluminum pieces was 0.14 ⁇ m, and the attenuation rate satisfied the standards, but the brightness did not satisfy the standards. Confirmed not. From this result, in Comparative Example 8, since the average thickness of the aluminum pieces is 0.1 ⁇ m or more, the electromagnetic wave permeability is secured by the effect of achieving both metallic design and electromagnetic wave permeability, but the film thickness is thick. It is presumed that the orientation of the aluminum flakes was disturbed due to the deterioration of the luster.
  • Comparative Example 9 had a film thickness of 15.0 ⁇ m and met the standards for attenuation rate, but did not meet standards for brightness. From this result, in Comparative Example 9, since the average thickness of the aluminum pieces exceeds 0.2 ⁇ m, although the electromagnetic wave permeability is excellent compared to Comparative Example 8, the film thickness is too thick as in Comparative Example 8. It is presumed that the orientation of the aluminum flakes was disturbed and the brightness was lowered.

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Abstract

 本発明は、メタリック意匠性と電磁波透過性を両立した塗膜および該塗膜を備えた塗装物を提供することを目的とする。  塗膜（１０）は、光輝材（１２ａ）となる略扁平状のアルミニウム片を複数含有するベースコート層（１２）を少なくとも含む積層構造を有し、ベースコート層（１２）は、アルミニウム片の面積占有率が７５％を超え１００％以下であり、アルミニウム片の扁平面における長手方向の平均長さ（平均長径）は、９μｍ以下であり、塗膜（１０）の膜厚は、２μｍを超え９μｍ未満である。

Description

塗膜および塗装物
　本発明は、ミリ波などの電磁波透過性を有する塗膜および該塗膜を備える塗装物に関する。
　車両を構成する車体部品は、意匠性を高めるため、光反射性を有するアルミニウム片などを光輝剤として含有したメタリック顔料による塗装が施される。
　また、近年では、高分解能が得られるマイクロ波、ミリ波などを用いたレーダー装置を利用し、車両の自動運転化について研究および実用化が進められている。この種のレーダー装置は、車両の車体部品（フロントバンパーやリアバンパーなど）の裏面側に設置されるため、該当する車体部品は電磁波の減衰率を低く抑える必要がある。
　ところで、デザイン要望の高いメタリックのコントラスト感を持たせて意匠性を高めるには、車体に対して光輝材となるアルミニウムを緻密に、かつ並行に敷き詰める必要がある。しかし、アルミニウムは、ミリ波などの電磁波が透過し難くい性質を有するため、電磁波透過性が低減してしまう。一方、電磁波透過性を向上させるには、メタリック塗装中のアルミニウム含有量を低減させたりアルミニウム以外の光輝材を使用したりすればよいが、コントラスト感が低下して意匠性が低減してしまう。
　下記特許文献１には、上述した課題である意匠性と電磁波透過性を両立するため、ミリ波透過性塗膜について開示されている。
特開２０１９－１２３８１９号公報
　しかし、特許文献１には、アルミニウム片（アルミフレーク）の面積占有率を７５％以上とすると、電磁波透過性が急激に悪化してしまうことが示されている。すなわち、特許文献１の技術では、メタリック意匠性を高めるためにアルミニウム片の面積占有率を７５％以上にすることができず、改善の余地がある。また、特許文献１の技術は、主としてエンブレムに対する塗装技術であり、光輝材（インジウムやアルミニウム）を海島構造、かつ超薄膜（１μｍ以下）にすることで、メタリック感とレーダー透過を両立しているが、バンパーなどの車両部品には品質上の観点から採用できない。
　なお、光輝材としてアルミニウム以外の誘電率の低い顔料（ガラスやマイカなど）を用いることも考え得るが、電磁波透過性は解決する一方、意匠性の低下は免れない。
　以上のように、メタリック塗装において、相反関係にあるメタリック意匠性と電磁波透過性との両立は容易ではなく、これら性能の両立が次世代のメタリック塗装を実現する上で重要な課題となっている。
　本発明の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、具体的には、メタリック意匠性と電磁波透過性を両立した塗膜および該塗膜を備えた塗装物を提供することにある。
　本実施形態に係る塗膜は、略扁平状のアルミニウム片を複数含有するベースコート層を少なくとも含む積層構造を有する塗膜であって、前記アルミニウム片の面積占有率は、７５％を超え１００％以下であり、前記アルミニウム片の扁平面における長手方向の平均長さは、９μｍ以下であり、塗膜の膜厚は、２μｍを超え９μｍ未満である。
　本実施形態に係る塗装物は、前記塗膜と、外表面に前記塗膜が形成される樹脂材料からなる基材と、を備える。
　本発明の少なくとも一実施形態によれば、メタリック意匠性と電磁波透過性を両立した新規の塗膜および塗装物を提供することができる。
本実施形態に係る塗膜の層構造を示す概略構成図である。 本実施形態に係る塗膜を備えた塗装物の使用例を示す概略構成図である。
　以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ここで示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するために例示するものであって、本発明を限定するものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者などにより考え得る実施可能な他の形態、実施例および運用技術などは全て本発明の範囲、要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　さらに、本明細書に添付する図面は、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺、縦横の寸法比、形状などについて、実物から変更し模式的に表現される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
　図１に示すように、本実施形態に係る塗装物１は、塗膜１０と、外表面に塗膜１０が形成される被塗物である基材２０と、で構成される。
　〈塗膜〉
　塗膜１０は、プライマー層１１と、ベースコート層１２と、トップコート層１３とを少なくとも含む積層構造を有する。塗膜１０は、プライマー層１１、ベースコート層１２およびトップコート層１３を、それぞれ１回または複数回に亘って塗布形成される。塗膜１０は、電磁波透過性を実現するため、金属を含む層はベースコート層１２のみとするのが好ましい。
　塗膜１０は、図１に示す積層構造に限定されず、部品の用途に応じて適宜変更してもよい。すなわち、塗膜１０は、プライマー層１１、ベースコート層１２、およびトップコート層１３に加えて他の機能層を含んでいてもよい。
　プライマー層１１は、基材２０の外表面（塗装面）上に形成される。プライマー層１１は、ベースコート層１２と基材２０との密着性を向上させるための層である。プライマー層１１の材料としては、例えば、公知のプライマー用の樹脂塗料を採用することができる。樹脂塗料としては、例えば、変性ポリオレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、アルキド系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂などの樹脂性塗料を採用することができる。プライマー層１１は、樹脂材料の他、公知の添加剤を適宜含有させてもよい。
　ベースコート層１２は、プライマー層１１の外表面（塗装面）に形成される。ベースコート層１２は、樹脂材料と、溶剤と、顔料（光輝材）とを含んで構成される。また、ベースコート層１２は、これら材料に加え、必要に応じて例えば有機顔料、無機顔料、光輝材として機能するアルミニウム片１２ａ以外の材料（マイカ、ガラスなど）、紫外線吸収剤、ラジカルトラップ剤などを含有してもよい。
　ベースコート層１２の樹脂材料は、塗料分野で一般的に使用される公知の樹脂材料を適用することができる。樹脂材料としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂得、アルキド系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂などを採用することができる。
　溶剤は、塗料分野で一般的に使用される公知の有機溶剤や水溶剤（水など）を適用することができる。有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、アセトン、メチルケトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、アルコール類が挙げられる。
　顔料は、光輝材として機能するアルミニウム片１２ａを含んで構成される。アルミニウム片１２ａは、非球状となる略扁平状（例えば、フレーク状、鱗片状、板状、薄片状などと称される形状も含む）をなしている。ここで、「扁平」とは、扁平部分の厚み方向と直交する幅方向の長径（扁平部分の投影面積が最大となる「扁平面」の円相当径の長軸方向の長さ）が、厚み方向の長さよりも長い形状を意味する。
　ベースコート層１２は、樹脂材料と溶剤に顔料を混合した後、乾燥工程の際に溶剤を揮発させ、体積収縮して形成される。これにより、アルミニウム片１２ａは、配向性が高まり、ベースコート層１２の表面に対してアルミニウム片１２ａの扁平面を塗装面に対して略平行に配置することができる。そのため、塗膜１０は、反射光や干渉光の正反射率が高まり、より高い輝度感およびコントラスト感を得ることができる。
　ベースコート層１２は、アルミニウム片１２ａの面積占有率が７５％を超え１００％以下であり、アルミニウム片１２ａの扁平面における長手方向の平均長さ（以下、単に「平均長径」とも称する）が９μｍ以下であり、膜厚が２μｍを超え９μｍ未満である。
　ここで、塗膜１０は、アルミニウム片１２ａの面積占有率が７５％以下では下地が隠蔽しないため、コントラスト感が得られず意匠性が低下する。また、塗膜１０は、アルミニウム片１２ａの平均長径が９μｍを超えると、ベースコート層１２内で隣り合うアルミニウム片１２ａ同士が接触し易くなる。アルミニウム片１２ａ同士の接点は、誘電体として作用するため、誘電率が高くなり、電磁波透過性が低減してしまう。さらに、塗膜１０は、膜厚が２μｍ以下では、下層（プライマー層１１や基材２０）が透けて意匠性が低下し、膜厚が９μｍ以上では、アルミニウム片１２ａの配向性が悪化してコントラスト感が得られず意匠性が低下する。
　これに対し、本実施形態に係る塗膜１０は、ベースコート層１２が上記条件を満たすことにより、図１に示すように、ベースコート層１２内のアルミニウム片１２ａの扁平面が塗装面と略平行に、かつ隣り合う他のアルミニウム片１２ａとの接触を抑制して相互間に間隙が生じるように配置される。すなわち、ベースコート層１２は、上記条件を満たすことにより、アルミニウム片１２ａの配向性が制御でき、メタリック意匠性と電磁波透過性が両立することができる。したがって、塗膜１０は、メタリックのコントラスト感を得るために必要なアルミニウム片１２ａの配向性と適度な膜厚が確保され、メタリック意匠性が向上する。また、ベースコート層１２は、図１に示すように、隣り合うアルミニウム片１２ａ同士の接触が低減される。そのため、塗膜１０は、電磁波の減衰率が低く抑えられ、電磁波透過性に優れる。以上のように、本実施形態に係る塗膜１０は、従来技術では困難とされてきたメタリック意匠性と電磁波透過性の両立が可能となる。
　本実施形態に係る塗膜１０において、ベースコート層１２は、電磁波透過性およびメタリック意匠性を向上させる観点から、層中の樹脂材料に対する顔料（アルミニウム片１２ａ）の含有比率（Ｐ／Ｂ：顔料（アルミニウム片）／樹脂材料）は、４５％以下とするのが好ましい。
　塗膜１０において、ベースコート層１２における樹脂材料に対するアルミニウム片１２ａの含有比率が４５％を超えると、ベースコート層１２内で隣り合うアルミニウム片１２ａ同士の間隙が狭まって接触し易くなり、アルミニウム片１２ａ同士の接点が誘電体として作用して減衰率が高くなってしまう。しかし、塗膜１０において、ベースコート層１２における樹脂材料に対するアルミニウム片１２ａの含有比率を４５％以下にすると、ベースコート層１２内において隣り合うアルミニウム片１２ａの間の間隙が適度に確保される。したがって、塗膜１０は、アルミニウム片１２ａ同士の接点が形成され難くなり、メタリック意匠性を担保しつつ電磁波透過性を向上させる効果が得られる。
　本実施形態に係る塗膜１０において、ベースコート層１２は、電磁波透過性およびメタリック意匠性を向上させる観点から、好ましくはアルミニウム片１２ａの面積占有率を９９．５％以下、より好ましくは７７％以上８９．９％以下としてよい。
　塗膜１０において、アルミニウム片１２ａの面積占有率を９９．５％以下、より好ましくは７７％以上８９．９％以下とすることで、隣り合うアルミニウム片１２ａ同士の接点を極力作らずに間隔を空けた状態でアルミニウム片１２ａの配向性を高めることができる。そのため、塗膜１０は、コントラスト感がさらに高まってメタリック意匠性が向上するとともに、電磁波透過性もさらに向上させることができる。なお、アルミニウム片１２ａの面積占有率は、低くなるほど隣り合うアルミニウム片１２ａ同士の接触確率が低減するので電磁波透過性を向上させる効果が得られ易い。
　本実施形態に係る塗膜１０において、ベースコート層１２は、電磁波透過性およびメタリック意匠性を向上させる観点から、膜厚を６μｍ以下、好ましくは４μｍ以下としてよい。
　塗膜１０は、ベースコート層１２の膜厚が６μｍ以下、好ましくは４μｍ以下とすることで、アルミニウム片１２ａの配向性がさらに向上し、優れたメタリック意匠性を保ちつつ電磁波透過性を向上させることができる。
　本実施形態に係る塗膜１０において、ベースコート層１２は、顔料（アルミニウム片１２ａ）の粒子感を感じないリキッド感（緻密感）を向上させる観点から、アルミニウム片１２ａの平均長径を８μｍ以上９μｍ以下とし、さらにアルミニウム片１２ａの平均厚みは、メタリック意匠性と電磁波透過性を両立させる観点から、０．１μｍ以上０．７μｍ以下とするのが好ましく、０．１μｍ以上０．５μｍ以下とすることがより好ましい。また、アルミニウム片１２ａの平均厚みは、塗料配管内で圧力を受けて循環（サーキュレーション）される顔料（アルミニウム片１２ａ）の変形を抑制する観点から、０．２μｍを超える厚みとするのが好ましい。さらに、アルミニウム片１２ａの平均厚みは、サーキュレーションによる顔料の変形の抑制効果をより高める観点から、好ましくは０．２５μｍ以上であり、より好ましくは０．３μｍ以上であり、さらに好ましくは０．３５μｍ以上であり、一層好ましくは０．４μｍ以上とするのがよい。
　なお、アルミニウム片１２ａは、平均厚みが０．１μｍを下回ると、アルミニウム片１２ａの剛性が低くなって変形し易く、またベースコート層１２の厚み方向に対するアルミニウム片１２ａの重なり枚数が増えるため、隣り合うアルミニウム片１２ａ同士の接触箇所が増えて誘電率が上がり、電磁波透過性が低減する傾向にある。また、アルミニウム片１２ａは、平均厚みが０．７μｍを超えると、アルミニウム片１２ａの動きが抑制されるため、塗着後から成膜までの過程で体積収縮による高配向化が享受できず、メタリック意匠がさらに低下する。したがって、アルミ高配向化によるメタリック意匠性の観点から、アルミニウム片１２ａは、平均厚みを０．５μｍ以下とするのが好ましい。
　塗膜１０は、アルミニウム片１２ａの平均長径を８μｍ以上９μｍ以下とし、さらにアルミニウム片１２ａの平均厚みを０．１μｍ以上０．５μｍ以下とすることで、アルミニウム片１２ａの粒子感を感じない緻密、かつ優れたメタリック意匠性を保ちつつ電磁波透過性を向上させることができる。また、塗膜１０は、アルミニウム片１２ａの平均厚みが０．２μｍを超えるように調整することで、塗料撹拌時の顔料の変形が効果的に抑制され、隣り合うアルミニウム片１２ａ同士の接触が抑制されて減衰率の上昇を防止し、電磁波透過性のさらなる向上を図ることができる。
　トップコート層１３は、ベースコート層１２の外表面（塗装面）に形成される。トップコート層１３は、塗装物１に耐候性、光沢性、耐傷付性、防汚性を付与するための層である。トップコート層１３は、上記性能を有する透明（有色、無色を問わず）な従来公知の樹脂材料を用いることができる。また、トップコート層１３には、例えば、フッ素樹脂を含ませてもよい。さらに、トップコート層１３には、必要に応じて、耐侯剤、可塑剤、安定剤、充填剤、分散剤、染料、顔料、溶剤などを適宜添加してもよい。
　〈基材〉
　基材２０は、電磁波透過性に悪影響を及ぼし難く、耐衝撃性や耐候性に優れた材料で構成され、その外表面に塗膜１０が形成される。基材２０の構成材料としては、合成樹脂材料が適しており、例えば汎用プラスチック（ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、アクリロ二トリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）など）やエンジニアプラスチック（ポリカーボネート（ＰＣ）など）のような熱可塑性樹脂をはじめとする種々の合成樹脂材料を挙げることができる。これら合成樹脂材料は、塗装物１の用途に応じて適宜選択することができる。また、基材２０に樹脂材料を採用する場合は、塗装物１における塗膜１０の電磁波透過性への影響を考慮すると、金属を含まない若しくは電磁波透過性に悪影響を及ぼさない程度の金属含有量とした材料を採用するのが好ましい。
　塗膜１０を基材２０に形成（塗装）する方法としては、特に制限されず、公知の塗布方法（例えば、ディッピング法、スピンコート法、フローコート法、ロールコート法、スプレーコート法、ブレードコート法およびエアーナイフコート法）などが挙げられる。塗膜１０は、これらの塗布方法を塗装物１の形状や用途、塗膜１０や基材２０の組成などに応じて適宜選択して実施することができる。また、塗膜１０の乾燥工程は、自然乾燥、強制乾燥などを適宜選択して実施することができる。
　本実施形態において、塗装物１は、基材２０の外表面に上述した塗膜１０を備えた構成を有している。塗装物１は、塗膜１０を備えているため、メタリック意匠性に加えて電磁波透過性に優れる。そのため、塗装物１は、ミリ波などの所定波長の電磁波を送受信するレーダー装置１００の送受信部１１０と対向する位置に配置されるバンパーのような、メタリック意匠性および電磁波透過性が要求される車体部品の構成材料として好適に用いることができる。なお、レーダー装置１００は、ミリ波などの所定波長の電磁波（送信波Ｗ１）を検知対象物Ｘ（例えば自車両の周囲を走行する車両や障害物など）に対して送信し、その反射波Ｗ２を受けて検知対象物Ｘに関する物理量（移動速度、対物距離など）を測定するための装置である。
　図２には、本実施形態に係る塗装物１であるバンパーおよびレーダー装置１００を備えた車両の一部を模式的に示した図である。図２に示すように、塗膜１０のベースコート層１２内のアルミニウム片１２ａは、隣り合う他のアルミニウム片１２ａとの接触が抑制されて適度な間隙が形成される。レーダー装置１００の送受信部１１０から送信される電磁波である送信波Ｗ１は、検知対象物Ｘに向かって送信されると、基材２０を透過し、アルミニウム片１２ａの間を通り抜けて検知対象物Ｘに到達する。検知対象物Ｘに到達した送信波Ｗ１は、反射波Ｗ２となって再びレーダー装置１００に戻る。この際、反射波Ｗ２は、ベースコート層１２のアルミニウム片１２ａの間を通り抜け、基材２０を透過してレーダー装置１００の送受信部１１０に到達する。このように、塗装物１であるバンパーは、レーダー装置１００が送受信する電磁波（送信波Ｗ１、反射波Ｗ２）の減衰量を極力小さく（レーダー装置１００が正常に機能する減衰率３ｄＢ以下）することができる。また、塗装物１であるバンパーは、塗膜１０を備えているため、電磁波透過性に加えてメタリック意匠性にも優れている。
　なお、塗装物１の用途は特に限定されず、例えば車体部品であれば、上述したバンパー以外にメタリック意匠性と電磁波透過性の両立が求められる他の車体部品に適用することができる。また、塗装物１は、樹脂材料の基材２０の外表面にメタリック意匠性と電磁波透過性を両立する塗膜１０が形成されるため、例えば電磁波を送受信する機器を収容したり該機器の周囲の少なくとも一部を覆って保護したりするような、メタリック意匠性および電磁波透過性が要求される車体部品以外の他の部品にも適用することができる。
　［作用効果］
　以上説明したように、本実施形態に係る塗膜１０は、略扁平状のアルミニウム片１２ａを複数含有するベースコート層１２を少なくとも含む積層構造を有し、基材２０の外表面に形成される。塗膜１０のベースコート層１２は、アルミニウム片１２ａの面積占有率が７５％を超え１００％以下であり、アルミニウム片１２ａの扁平面における長手方向の平均長さ（平均長径）が９μｍ以下であり、膜厚が２μｍを超え９μｍ未満である。
　このような構成とすることで、ベースコート層１２内のアルミニウム片１２ａは、層表面に対して扁平面が略平行となり、かつ隣り合う他のアルミニウム片との接触を抑制して相互間に間隙が生じるように配向性を制御できるため、メタリック意匠性および電磁波透過性を両立することができる。
　また、本実施形態に係る塗膜１０は、好適には、ベースコート層中の樹脂材料に対する前記アルミニウム片の含有比率は、４５％以下とする構成としてもよい。
　このような構成とすることで、ベースコート層１２内において隣り合うアルミニウム片１２ａの間の間隙が適度に確保されてアルミニウム片１２ａ同士の接点が形成され難くなるため、メタリック意匠性を担保しつつ電磁波透過性を向上させる効果が得られる。
　また、本実施形態に係る塗膜１０は、好適には、アルミニウム片の面積占有率は、９９．５％以下、より好適には、７７％以上８９．９％以下とする構成としてもよい。
　このような構成とすることで、塗膜１０は、コントラスト感がさらに高まってメタリック意匠性が向上するとともに、アルミニウム片１２ａの配向性を高めて電磁波透過性を向上させることができる。
　また、本実施形態に係る塗膜１０は、好適には、膜厚は、４μｍ以下とする構成としてもよい。
　このような構成とすることで、塗膜１０は、アルミニウム片１２ａの配向性がさらに向上し、優れたメタリック意匠性を保ちつつ電磁波透過性が向上するという効果が奏される。
　また、本実施形態に係る塗膜１０は、好適には、アルミニウム片１２ａの扁平面における長手方向の平均長さ（平均長径）は、８μｍ以上９μｍ以下であり、アルミニウム片１２ａの平均厚みは、０．１μｍ以上０．５μｍ以下とした構成としてもよい。
　このような構成とすることで、塗膜１０は、顔料（アルミニウム片１２ａ）の粒子感を感じない緻密、かつ優れたメタリック意匠性を保ちつつ電磁波透過性が向上するという効果が奏される。
　また、本実施形態に係る塗膜１０は、好適には、アルミニウム片１２ａの平均厚みが０．２μｍを超える構成としてもよい。
　このような構成により、塗膜１０は、塗料撹拌時の顔料の変形が効果的に抑制され、隣り合うアルミニウム片１２ａ同士の接触が抑制されて減衰率の上昇を防止し、電磁波透過性のさらなる向上を図ることができる。
　また、本実施形態に係る塗装物１は、上述した塗膜１０と、外表面に塗膜１０が形成される樹脂材料からなる基材２０を備える。
　このような構成とすることで、塗装物１は、樹脂材料の外表面にメタリック意匠性と電磁波透過性を両立する塗膜１０が形成されるため、例えば電磁波を送受信する機器を収容したり周囲の少なくとも一部を覆って保護したりするメタリック意匠性と電磁波透過性の両立が求められる部品に適用することができる。
　また、本実施形態に係る塗装物１は、電磁波Ｗを送受信して、前方の検知対象物との物理量を測定するレーダー装置１００における電磁波Ｗの送受信部１１０と対向して配置した構成としてもよい。
　このような構成とすることで、塗装物１は、車両の前方や後方に取り付けられるバンパーとして採用した場合、バンパーの裏面側にレーダー装置１００を配置したとしても、メタリック意匠性と電磁波透過性を兼ね備えているため、レーダー装置１００の機能を阻害することなく、車両の意匠性を向上させることができる。
　以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲は下記の実施例に限定されるものではない。
　本発明の実施形態に係る塗膜１０を備えた塗装物１の実施例及び比較例について説明する。
　［塗料の調整］
　実施例１～実施例７、比較例１～比較例９における塗膜となる塗料の調整方法は、それぞれ下記の通りに調整した。
　＜実施例１～実施例７＞
　実施例１～実施例７で使用する塗料は、下記材料を均一に混合し、分散機で十分に撹拌して得た。
〈原材料〉
・樹脂材料（プロタッチニゴリクリヤー　固形分２３％：ロックペイント社製）
・溶剤（プロタッチシンナー：ロックペイント社製）
・顔料Ａ（ＧＸ－３１０９　固形分７４％：旭化成株式会社製）
〈混合比〉
・実施例１　樹脂材料：２８質量％、溶剤：７０質量％、顔料Ａ：２質量％
・実施例２　樹脂材料：２８質量％、溶剤：７０質量％、顔料Ａ：２質量％
・実施例３　樹脂材料：２８質量％、溶剤：７０質量％、顔料Ａ：２質量％
・実施例４　樹脂材料：２８質量％、溶剤：７０質量％、顔料Ａ：２質量％
・実施例５　樹脂材料：２８質量％、溶剤：７０質量％、顔料Ａ：２質量％
・実施例６　樹脂材料：２５質量％、溶剤：７２質量％、顔料Ａ：３質量％
・実施例７　樹脂材料：２８質量％、溶剤：７０質量％、顔料Ａ：２質量％
　＜比較例１～比較例９＞
　比較例１～比較例９で使用する塗料は、下記材料を均一に混合し、分散機で十分に撹拌して得た。
〈原材料〉
・樹脂材料（プロタッチニゴリクリヤー　固形分２３％：ロックペイント社製）
・溶剤（プロタッチシンナー：ロックペイント社製）
・顔料Ａ（ＧＸ－３１０９　固形分７４％：旭化成株式会社製）
・顔料Ｂ（ＧＸ－３１６０　固形分７４％：旭化成株式会社製）
・顔料Ｃ（ＥＭＲＳ－９１０　固形分１０％：東洋アルミニウム株式会社製）
・顔料Ｄ（ＥＭＲ－ＤＺ４６０　固形分６０％：東洋アルミニウム株式会社製）
〈混合比〉
・比較例１　樹脂材料：２８質量％、溶剤：７０質量％、顔料Ａ：２質量％
・比較例２　樹脂材料：２５質量％、溶剤：７２質量％、顔料Ａ：３質量％
・比較例３　樹脂材料：２５質量％、溶剤：７２質量％、顔料Ａ：３質量％
・比較例４　樹脂材料：９６質量％、溶剤：０質量％、顔料Ｂ：４質量％
・比較例５　樹脂材料：９０質量％、溶剤：４質量％、顔料Ｂ：５質量％
・比較例６　樹脂材料：８７質量％、溶剤：６質量％、顔料Ｂ：７質量％
・比較例７　樹脂材料：７１質量％、溶剤：０質量％、顔料Ｃ：２９質量％
・比較例８　樹脂材料：８４質量％、溶剤：６質量％、顔料Ｄ：１０質量％
・比較例９　樹脂材料：２８質量％、溶剤：７０質量％、顔料Ａ：２質量％
　［サンプルの製造］
　実施例１～実施例７、比較例１～比較例９の各サンプルは、まず、基材として、ポリプロピレン基材（ＭＸ０１ＨＸ：サンアロマー株式会社製、ＴＥＴ０ＣＡ１２９　２ｗｔ％配合：トーヨーカラー株式会社製）を混合した原料を射出成形し、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍの黒色プロピレン平板を作製した。塗膜は、作製した基材に対し、導電性プライマー（ＰＬＹＭＡＣ　Ｎｏ．１５０１（Ｎ６）：ＢＡＳＦジャパン株式会社製）を膜厚４μｍ～５μｍでスプレー塗装してプライマー層を形成し、ウェットオンウェットでプライマー層の表面に、サンプル毎に調整した塗料をスプレー塗装して所定膜厚のベースコート層を形成し、さらにウェットオンウェットでベースコート層の表面に二液クリヤー（マルチトップクリヤーＳＦ、マルチトップＳ硬化剤：ともにロックペイント社製を２：１で混合）を塗布して、５分間セッティングタイムを設けた後、６０℃で３５分間強制乾燥させて得た。
　［測定方法］
　実施例および比較例において、構成寸法や比率などについては、下記に示す方法で測定した。
〈面積占有率〉
アルミニウム片の面積占有率は、透明ポリプロピレン基材に各実施例および比較例で設定した膜厚条件でベースコート層を形成し、ベースコート層にトップコート層を形成した後、８５℃で２０分間焼き付けしたものを光学顕微鏡５００倍で透過にて写真撮影し、得られた顕微鏡写真を画像解析ソフト「Ｍｉｃｒｏｓｔｕｄｉｏ」で解析して得た。
・光学顕微鏡：ＬＥＩＣＡ　ＤＭＬＭ
・カメラ：ＷＲＡＹＭＥＲ　ＶＥＸ１２０
・画像解析ソフト：Ｍｉｃｒｏｓｔｕｄｉｏ
・倍率：カメラ０．６３×２／３、対物１０×
・測定部：顔料（アルミニウム片）のない領域
・測定方法：選択位置のＲＧＢをもとに同色のエリアを抜き出し、空隙位置全面が選択された時点でカウントを行い（カウント数／全ピクセル数）×１００で割合を出した。
〈アルミ長径〉
アルミ長径（アルミニウム片の平均長径）は、粒子径分布測定装置を用いてレーザー回折散乱法によって体積基準粒度分布のメジアン径を測定して得た。
〈ベースコート層の膜厚・アルミニウム片の厚み〉
ベースコート層の膜厚とアルミニウム片の厚みは、それぞれ透過電子顕微鏡を用いて実施例および比較例の各サンプルの断面のＴＥＭ写真を観察して得た。
　［性能評価］
　実施例および比較例の性能評価の結果を下記表１、表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　［評価指標］
　表１、表２中の性能評価において、電磁波透過性の評価指標は「減衰率（ｄＢ）」とし、メタリック意匠性の評価指標は「光輝性（ＦＦ値）」とした。
　〈減衰率（ｄＢ）〉
　減衰率は、室内（温度２６℃、湿度６０％）で電磁波吸収測定装置（誘電体レンズ付き透過減衰測定治具：キーコム株式会社製）を用い、７６．５ＧＨｚの電磁波をミリ波モジュール（ＷＲ１２－ＶＮＡＸ：Ｖｉｒｇｉｎｉａ　Ｄｉｏｄｅｓ社製）の発信器から入射角０度で各サンプルに入射させ、サンプルを挟んで対峙するミリ波モジュールの受信器でサンプルを透過した電磁波を受信し、透過減衰量をネットワークアナライザ（Ｎ５２２２Ｂ：キーサイト・テクノロジー社製）で測定した後、その値を２倍して往復の電磁波の透過減衰量に基づく減衰率を求めた。減衰率は、例えば車両に搭載するレーダー装置において、「３ｄＢ以下」であればレーダー装置が正常に機能し、「２ｄＢ以下」はより高精度な測定が可能となる。また、「３ｄＢ以下」であれば、車両に搭載したレーダー装置で車両の後方検知が可能な値であり、「２ｄＢ以下」であれば車両の前方および側方検知が可能な値となる。以上により、電磁波透過性の評価指標は、「３ｄＢ以下」であれば製品として十分な性能を有していると評価できる。
　〈光輝性〉
　光輝性は、メタリック感測定装置（Ａｌｃｏｐｅ　ＬＭＲ－２００：関西ペイント株式会社製）を用いて、ＦＦ（Ｆｌｉｐ　Ｆｌｏｐ）値を測定した。ＦＦ値は、自動車の塗色において光源からの入射光に対する反射角度の違いによる光の強度の変化の度合いを数値化したものであり、値が大きい方がハイライトとシェードの明度が大きくコントラストが強いことを示し、「１．７以上」であれば製品としてメタリック意匠性が良好であると評価できる。
　［結果］
　表１に示すように、実施例１～実施例７のサンプルは、アルミニウム片の面積占有率が７５％を超え１００％以下であり、アルミニウム片の平均長径が９μｍ以下であり、ベースコート層の膜厚が２μｍを超え９μｍ未満であり、減衰率およびＦＦ値が評価指標の合格基準を満たしていた。この結果から、「アルミニウム片の面積占有率を、７５％を超え１００％以下とすること」、「アルミニウム片の平均長径を９μｍ以下とすること」、および「ベースコート層の膜厚を、２μｍを超え９μｍ未満とすること」は、塗膜および塗膜を備えた塗装物において、電磁波透過性とメタリック意匠性を両立させる重要な要素であることを示している。
　一方、実施例６は、Ｐ／Ｂが４５％以下となっており、実施例７（Ｐ／Ｂ：５６．２％）よりも減衰率が低く、かつ光輝性に優れていることが確認された。この結果から、「Ｐ／Ｂを４５％以下とすること」は、塗膜１０および塗膜を備えた塗装物１において、電磁波透過性およびメタリック意匠性を向上させる要素であることを示している。
　実施例４と実施例５は、共に面積占有率が９９．５％以下となっており、実施例６（面積占有率：１００％）よりも減衰率が低く、かつ光輝性に優れていることが確認された。この結果から、「面積占有率を９９．５％以下とすること」は、塗膜１０および塗膜を備えた塗装物１において、電磁波透過性およびメタリック意匠性を向上させる要素であることを示している。
　実施例１～実施例３は、面積占有率が７７％以上８９．９％以下であり、さらに膜厚が４μｍ以下となっており、実施例４よりも減衰率が低く、かつ光輝性に優れていることが確認された。この結果から、「面積占有率を７７％以上８９．９％以下とすること」、および「膜厚を４μｍ以下とすること」は、塗膜１０および塗膜を備えた塗装物１において、電磁波透過性およびメタリック意匠性を向上させる要素であることを示している。
　実施例１～実施例７は、いずれもアルミニウム片の平均厚みが０．５μｍであり、減衰率およびＦＦ値が評価指標の合格基準を満たしていた。この結果から、「アルミニウム片の平均厚みが０．１μｍ以上０．５μｍ以下であること」は、顔料（アルミニウム片）の粒子感を感じない緻密、かつ優れたメタリック意匠性を保ちつつ電磁波透過性を向上させる要素であることを示している。また、「アルミニウム片の平均厚みが０．２μｍを超えること」は、塗料撹拌時の顔料の変形が効果的に抑制され、電磁波透過性のさらなる向上を図るための要素であることを示している。
　表２に示すように、比較例１は、面積占有率が７０％であり、膜厚が１．８μｍであり、減衰率は基準を満たしているが、光輝性は基準を満たしていないことが確認された。この結果から、比較例１は、膜厚が薄過ぎて下地が隠蔽できず、下層が透けてしまい光輝性が低下したものと推定される。
　表２に示すように、比較例２は、膜厚が９．０μｍであり、減衰率は基準を満たしているが、光輝性は基準を満たしていないことが確認された。この結果から、比較例２は、膜厚が厚過ぎてアルミニウム片の配向性が乱れ、光輝性が低下したものと推定される。
　表２に示すように、比較例３は、膜厚が１０，０μｍであり、減衰率および光輝性が基準を満たしていないことが確認された。この結果から、比較例３は、膜厚が厚過ぎて減衰率が悪化し、さらにアルミニウム片の配向性が乱れ、光輝性が低下したものと推定される。
　表２に示すように、比較例４は、平均長径が１５．０μｍであり、膜厚が１８．５μｍであり、アルミニウム片の平均厚みが１．０μｍであり、減衰率は基準を満たしているが、光輝性は基準を満たしていないことが確認された。この結果から、比較例４は、膜厚が厚いことで隣り合うアルミニウム片同士の接触は抑制されたが、膜厚が厚過ぎてアルミニウム片の配向性が乱れ、光輝性が低下したものと推定される。
　表２に示すように、比較例５は、平均長径が１５．０μｍであり、膜厚が１４．８μｍであり、アルミニウム片の平均厚みが１．０μｍであり、減衰率は基準を満たしているが、光輝性は基準を満たしていないことが確認された。この結果から、比較例５は、比較例４と同様、膜厚が厚いことで隣り合うアルミニウム片同士の接触は抑制されたが、膜厚が厚過ぎてアルミニウム片の配向性が乱れ、光輝性が低下したものと推定される。
　表２に示すように、比較例６は、平均長径が１５．０μｍであり、膜厚が１４．６μｍであり、アルミニウム片の平均厚みが１．０μｍであり、減衰率および光輝性が基準を満たしていないことが確認された。この結果から、比較例６は、膜厚が厚過ぎてアルミニウム片の配向性が乱れて光輝性が低下したものと推定される。また、比較例６は、比較例４と比べてＰ／Ｂが２５．５％と倍近く多いため、配向性が乱れた隣り合うアルミニウム片同士の接触箇所が増えて誘電率が高まり、その結果、減衰率が悪化したものと推定される。
　表２に示すように、比較例７は、平均長径が１１．０μｍであり、アルミニウム片の平均厚みが０．０３μｍであり、光輝性は基準を満たしているが、減衰率は基準を満たしていないことが確認された。塗料は、顔料の沈降を抑えるため、塗料配管内で圧力受けながら循環（サーキュレーション）する。比較例７は、アルミニウム片の平均厚みが０．１μｍ以下であるため、サーキュレーション時の安定性が悪く（アルミニウム片が変形し易く）、また、単位質量あたりのアルミニウム片の枚数が増えることにより、層形成後に隣り合うアルミニウム片同士の接触箇所が増えて誘電率が上がり、電磁波透過性が低下したものと推定される。
　表２に示すように、比較例８は、膜厚が１０．０μｍであり、アルミニウム片の平均厚みが０．１４μｍであり、減衰率は基準を満たしているが、光輝性が基準を満たしていないことが確認された。この結果から、比較例８は、アルミニウム片の平均厚みが０．１μｍ以上であるため、メタリック意匠性と電磁波透過性を両立させる効果により、電磁波透過性は担保されているものの、膜厚が厚過ぎてアルミニウム片の配向性が乱れて光輝性が低下したものと推定される。
　表２に示すように、比較例９は、膜厚が１５．０μｍであり、減衰率は基準を満たしているが、光輝性が基準を満たしていないことが確認された。この結果から、比較例９は、アルミニウム片の平均厚みが０．２μｍを超えているため、比較例８と比べて電磁波透過性は優れているものの、比較例８と同様、膜厚が厚過ぎてアルミニウム片の配向性が乱れて光輝性が低下したものと推定される。
　　　１　塗装物、
　　１０　塗膜、
　　１１　プライマー層、
　　１２　ベースコート層（１２ａ　アルミニウム片）、
　　１３　トップコート層、
　　２０　基材、
　１００　レーダー装置、
　１１０　送受信部、
　　Ｗ１　送信波（電磁波）、
　　Ｗ２　反射波（電磁波）、
　　　Ｘ　検知対象物。

Claims (9)

  1. 　略扁平状のアルミニウム片を複数含有するベースコート層を少なくとも含む積層構造を有する塗膜であって、
    　前記ベースコート層は、前記アルミニウム片の面積占有率が７５％を超え１００％以下であり、前記アルミニウム片の扁平面における長手方向の平均長さが９μｍ以下であり、膜厚が２μｍを超え９μｍ未満である、塗膜。
  2. 　前記ベースコート層中の樹脂材料に対する前記アルミニウム片の含有比率は、４５％以下である、請求項１に記載の塗膜。
  3. 　前記アルミニウム片の面積占有率は、９９．５％以下である、請求項２に記載の塗膜。
  4. 　前記アルミニウム片の面積占有率は、７７％以上８９．９％以下である、請求項３に記載の塗膜。
  5. 　前記膜厚は、４μｍ以下である、請求項４に記載の塗膜。
  6. 　前記アルミニウム片の扁平面における長手方向の平均長さは、８μｍ以上９μｍ以下であり、
    　前記アルミニウム片の平均厚みは、０．１μｍ以上０．５μｍ以下である、請求項５記載の塗膜。
  7. 　前記アルミニウム片の平均厚みが０．２μｍを超える、請求項６記載の塗膜。
  8. 　請求項１～７の何れかに記載された塗膜と、
    　外表面に前記塗膜が形成される樹脂材料からなる基材と、
    　を備える、塗装物。
  9. 　前記基材は、電磁波を送受信して、前方の検知対象物との物理量を測定するレーダー装置における前記電磁波の送受信部と対向して配置される、請求項８記載の塗装物。
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