JPH04501686A - 光反射性フレークを含有する塗料で被覆された物品又はシート材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 塗料被覆物品 技術分野 本発明は塗料被覆物品、さらに詳しくは、光反射性フレークを含有する塗料で被 覆した物品に関する。

発明の背景 光反射性フレークおよび着色剤を含有する塗料組成物は、例えば車体の、保護お よび装飾塗料に用いられる。そのような塗料はスタイリングラインおよび外形表 面を引き立たせ、そして幾何メタメリズムとして知られる現象を示す特徴を有す る。ゴニオクロマチズムまたは「フロップ」　とも呼ばれる幾何メタ、メリズム とは、見る方向によって色および明度に微妙な変化を示す塗料フィルムの能力の ことである。この効果は、フィルムに異なる深さで加えた金属、または雲母のよ うな他の反射性フレークによって得られる。そのような装飾および保護塗料から 受ける美しさはさらに、像の輪郭のシャープさによって影響される。この特徴は 塗料工業界では、「像の鮮明度（ｄｉｓｔｉｎｃｔｎｅｓｓ　ｏｆ　ｉｍａｇｅ ｓ　Ｄｏ　Ｉ　）　Ｊまたは単に「光沢」として知られている。

金属粉顔料塗料の外観が満足なものであるかどうかは、金属粒子によってもたら される適度な被覆力または光学濃度による。満足な被覆力は通常、標準物の外観 に匹敵するものとして定義される。そのような標準物がなければ、塗料は、保護 のために塗料を付着させる基体をおおい隠すのに十分な被覆力を示さなければな らない。

高度の幾何メタメリズムを有すると言われる、場合によってはベースコートとも 呼ばれる一般的な従来の反射性フレーク含有塗料被覆は、例えば米国特許第４． ６８１．８１１号に記載のような単一層の吹き付は塗布によって、あるいは例え ば米国特許第４．６０３．０６４号および第４．７１９．１３２号に記載のよう な同じ組成物の二重の層を塗布することによって形成される。

自動車パネルのような基体に用いるための反射性金属フレークを有する保護およ び装飾塗料被覆の外観を向丘させる試みは、数多く行われてきた。下記の特許に 記載されたものは代表的なものである　米国特許第・１．７２５．６４０号、４ ．２１３．８８６号、第４、】９９．４８９号、第４．６１１．．０２Ｇ号、第 ４．３５９．５０４号、第３５．９３２．３４９号１、第４．４８４．９５１号 および４．４０３．００３号。

これましのこれらの試みに（まいづれも、金属フレークの濃度が好ましべないほ ど高い、高価な成分を添加する必要がある、塗料層が好ましくないほど厚くなる 、あるいは７０ツブまたは被覆力が不適当であるというような欠点が１−〕以ま あ）た。

金属７１ノ一ク含有塗料組成物中のフレー・・りの大きさがより大きいと膏利で あることは、米国特許第３．６９２．７３１号で示唆されている。この第１欄に は、より高い割合のフレークが調和して光を反射し、高い光沢度を有する領域が より大きく離れるように、大きな不溶性樹脂に平面度の高いフレークを担持させ る形でアルミニウムをより少量用いると、光沢度をさらに高めることができるこ さが示されている。

しかしながら、塗料および表面被覆（Ｐａｉｎｔ　ａｎｄ　５ｕｒｆａｃｅ　Ｃ ｏａｔｉｎｇ）　：理論と実球、第１０章、第４６６頁の「自動車塗料」にある ように、自動車塗料をベースコート用の粗いフレーク（約３０μｍ以下の大きさ ）乏配合することには、不透明度が不十分であり、かつフレークがベースコート 表面からはみ出して外観がっふ状の不満足なものとなる問題があるため、偏見が あった。

従って、この業界が直面している問題点は、大きなフレークの利点を有し、しか も優れた不透明性と改良された外観を有する塗料を提供することである。

本発明の説明 本発明者は、特定の２層塗料被覆を施すことによってこの問題点を解決した。

さらに詳しく述べると、本発明では、基体、基体に被覆した外側の塗料および内 側の塗料よりなる塗料被覆物品を提供する。各層は重合体結合剤およびその中に 分散させた反射性フレークよりなる。外側の層のフレークは比較的大きな平均サ イズを有し、そしてこれらのフレークは、層が光透過性であるような濃度で存在 する。内側の層のフレークは比較的小さな平均サイズを有する。内側の層の付着 量は、塗料被覆全体が不透明となるのに十分な量である。これらの被覆は像の鮮 明度、光沢、フロップおよび被覆力がすぐれており、好ましくないっぷ状の外観 を示さない。

本発明の特に好ましい具体例では、上記塗料層を被覆物として熱成形性重合体支 持体フィルムに塗布して、熱成形法で用いるのに適した、塗料を塗布した柔軟性 で伸縮性のシート材料を得、熱成形法において、該シート材料を引き伸ばし、そ して三次元の基体、例えば自動車の外部パネル、に結合させて高度の幾何メタメ リズムを示す装飾被覆を形成する。

本発明の実施方法 本発明は、保護および装飾金属塗料層の外観を改良するものである。この被覆層 は、像の鮮明度、光沢、フロップおよび被覆力の点ですぐれており、乾燥被覆層 からなるフィルムを熱成形法で引き伸ばしそして基体に結合させたときに、これ らの特性が失われる可能性が少ないものである。

本発明では、基体および基体に被覆した外側の塗料層と内側の塗料層よりなり、 各層は重合体結合剤およびこれに分散させた反射性フレークよりなる、塗料被覆 物品を提供する。

ここで用いる「外側」および「内側」という語は、本発明の被覆物品の２種の必 須フレークを含有する層の相対的な空間関係を定義するものである。しかしなが ら、この技術分野に詳し、い人々には明らかなように、塗料被覆物品には、基体 と内側の層との間、内側の層とダ側の層との間または外側の層の上にさらに１つ 以上の層、例えば実質的に透明な層を含めることもできる。

本発明の基本的な特徴は、外層のフレークが比較的大きな平均サイズを有するも のであり、そして層が光透過性であるような濃度でこれらのフレークが存在する ことである。外側の石のフレークの主軸の平均寸法は約１１０−１Ｏ０ｕ、好ま しくは２０−９０μｍである。乾燥した外側の層のフレーク含有量は０．１−５ ．０、好ましくは０．　３−３．　０重量％である。

内層のフレークは、外層のフレークよりも比較的小さい平均サイズを有するもの である。内層のフレークの主軸の平均寸法は約１−約２０Ｊ１ｍ、、さらに好ま しくは２−１５頭であるのが好ましい。外層のフレークの主軸の平均寸法は、内 層のフレークのそれの少なくとも３、さらに好ましくは少なくとも５倍であるの が好ましい。内側の層の金属フレークの（１着量は約０．０１−約１０ｍｇ／ａ ｍ”、より好ましくは０．　１０−１．、Ｏｍｇ／ｃｍ２である。好ましい不透 明度をうるのに必要な付着量は、例えばフレークの大きさ、重量に対する密度お よび表面積比、層の厚さおよび量、被覆物が収縮性であるかどうかというような パラメーターによって決まる。　本発明の被覆物品の各塗料層には、重合体結合 剤の他に反射性フレークが含まれる。有用なフレークは金属フレーク、例えばア ルミニウムフレ・−り、銅フレーク１１、ブロンズフレ・−り、銅ブロンズフレ ーク、ニッケルフレーク、亜鉛フレーク、マグネシウムフレーク、銀フレーク、 金フレークおよび白金フレーク、並びに他の小板状のもの、例えば雲母、ガラス 、ステンレス鋼、被覆雲母、被覆ガラスおよびポリエステルフィルムを彼ｔした アルミニウムフラグメント等である。

塗料被覆物品が熱成形性シート材料である場合、融点の低い金属フレーク、すな わち、熱成形温Ｉより約５０℃高い温度と、結合フィルムの標準的な使用温度の 最高温度より約５℃高い温度との間の融点を有する合金または金属から形成され たフレークが有用である。好ましい低融点フレークは、融点が約９５℃と２００ ℃との間の金属または合金から形成される。２種類以上のブレークの混合物も使 用することができる。

内側の塗料層の付着量は、塗料被覆全体が不透明になるのに十分な量である。

不透明ということは、保護のために被覆物を付着させた基板を、被覆物がおおい 隠すのに十分な被覆力を有することを意味する。好ましい被覆物品は、少なくと も３．０の平均光学濃度を宵する。本発明の被覆物品は、高度に均一な光学濃度 を示すものが好ましい。光学マイクロデンシトメーターを用いて物品を測定して 、シート材料の平均濃度から０．　３単位未満の最大光学濃度偏差を示すと、さ らに好ましい。そのような測定は、この技術分野に詳しい人であれば、パーキン ・エルマーＰＤＳマイクロガンシトメーターのような一般的な装置を用いて容易 に行′ンことができる。

外側の塗ｆＡ層の乾燥時の厚さは約０．０１．−約１．．００ＩＩ１ｍである。

乾燥時の厚さが０．　０３−０．　０７ｍｍであるのが非常に好ましい。内側の 層の乾燥時の厚さは約０．００５−約０５０龍である。乾燥時の厚さが０．０１ −０．０３市であるのが非常に好まし、い。塗料層の合計の厚さは、約０．０１ ５−約１．　５ｍｍである。し、か【２ながら、主に経済的な理由から、乾燥時 の合計の厚さが０．０ｆ−０、ｉ０ａ＋瓜であるのが好ましい。厚さが約１龍を 越えると、そのような被覆は脆くなり、接着性および柔軟性を失うので好まし２ くない。

本発明の被覆物品は、ＡＳＴＭｆｆ験Ｅ−４３０に従って測定した像の鮮明度（ ＤＣＨ）が少なくとも８０を示すものが好ましい。そのような測定は、例えばＨ ＵＮＴＥＲＬＡＢ　ＭＯＤＥｌ、　Ｄ４７Ｒ−６ＤＯＲｉＧ（ＩＮ　ＧＬＯ８Ｓ ＭＥＴＥＲで行うことができる。本発明の好ましい物品は、少なくとも８５、よ り好ましくは少なくとも９０のＤＯＩを示す。非常に好ま（２い物品は少なくと も９５のＤＯＩを示す。　本発明の被覆物品は、ＡＳＴＭ試験Ｄ−２４５７に従 って測定した２０度光沢が少なくとも８０であるのが好ましい。本発明の特に好 ましい被覆物品は、少なくとも８５、より好ま【パは少なくきも９０の２０度光 沢を示す。

本発明で得られる被覆は高閲な像の鮮明度、フロップ、光沢およびすぐれた被覆 力を示し、好ましくないつぶ状の外観を示さない。その理由は、現時点では十分 に分かっていない。本出願人は理論的なメカニズムと結び付けるつもりはないが 、このすぐれた効果は、少なくとも幾分かは、フレークが外側の塗料層の外面を 貫いてはみ出るのを最少にする傾向のある、フレークの各塗料被覆物品へのサイ ズ分布によるものと考えられる。

各塗料層は重合体結合剤およびその中に分散している反射性フレークよりなる。

各塗料層の結合剤は同じものでも異なるものでもよく、塗料組成物の配合に有用 であると知られているどのようなフィルム形成結合剤でもよい。そのような結合 剤およびそれらの製法の例は、米国特許第４．６８１．８１１号、第４．４０３ ．００３号および第４．２２０．６７９号に記載されている。特に有用な樹脂結 合剤はアクリル重合体、ポリエステルおよびポリウレタンである。

塗料層（Ｃ特に好ましい樹脂結合剤は、ボリウ１メタンからなるものである。使 用し、・）るポリウレタンには、ポリエステルポリオールまたはアクリルポリオ −・ルをポリイソシアネートと反応させることにょ〕て得られる重合体ポリオー ルがある。

本発明の塗料組成物は、これらが付着する様々な基体に塗布することかできる。

塗料は、はけ塗り、浬漬、流し塗りおよび吹き付は等の一般的な方法で塗布する ことができる。本発明の塗料は、エラストマ・−系基体を含めた、木材、金属、 ガラス、布、プラスチック、発泡体等の実質的にどのような基体に塗布すること もでき、自動車に見られるような基体の金属およびエラストマ一部品のいづれに も塗布することができる。これらの塗料組成物は一般に、液体媒体中に加えた形 でそのような基体に塗布する。

塗料組成物の液体媒体には、フィルム形成重合体用の溶剤および溶剤ではない希 釈剤等がある。溶剤系は有機または水性のものまたはこれらの組み合わせでもよ い。本発明の１つの好ましい具体例では、フィルム形成重合体はラテックスとし て存在し、媒体は水と、Ｎ−メチルピロリドンのような融合を促進する有機溶剤 との組み合わせである。媒体は単一化合物または化合物の混合物でもよい。溶解 性、混和性、極性、親水性および親液性のようなファクターを考慮する。液体媒 体の適した成分の例は、炭素原子数１−８の低級アルコールのようなアルコール 、例えばメタノール、エタノール、プロパツール、インプロパツール、ブタノー ル、５ｅＣ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、アミルアルコー ル、ヘキシルアルコール；エーテルおよびエーテルアルコール、例えばエチレン グリコールモノエチルエーテル、エチ（ノングリコールモノブチルエーテル、エ チレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル 、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエ ーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルおよびジプロピレングリコ ールモノブチルエーテル：ケトン、例えばメチルエチルケトン、メチルイソブチ ルケトン、メチルアミルケトンおよびメチルｎ−ブチルケトン：エステル、例え ばブチルアセテート、２−エトキシエチルアセテートおよび２−エチルヘキシル アセテート：脂肪族および脂環式炭化水素、例えば石油ナフサおよびシクロヘキ サン、芳香族炭化水素、例えばトルエンおよびキシレン、そして水である。塗料 組成物中の液体媒体の濃度は、広い範囲で変化させるこ志ができる。しかしなが ら、一般に、むし、ろ固体含有率の高いのが好ましく、例えば２０−６０重量％ 程度であり、残部は液体媒体である。水か水性媒体であるとき、例えば水が７０ −９９％で、残りが有機溶剤または溶剤と＃−ることかできる。

この塗料組成物は任意に、フィルム形成結合剤に混和ぎせた顔料または着色剤を 含む。表面域）組成物に使用される一般的な着色剤を用いることができ、それら には無機顔料、例えば二酸化チタソ、酸化鉄、酸化クロム、クロム酸鉛、カーボ ンブラック、シリカ、タルク、白土、金属酸化物、ケイ酸塩、クロム酸塩等、お よび有機ａｍ４、例えばフタロシアニングリースカルバゾールバイオレット、ぺ １月ノン１ノツト、シアプレット等が含まれる。

重合体じヒクル、反射性フレークおよび任意の顔料または着色剤の他に、塗料組 成物中に、重合体フィルムに有用であることが知られている添加物、例えばＵＶ 吸収剤、充填剤、可塑剤、駿化防止剤等を含有させるこ志ができる。

特に奸ま［７い特定の塗料組成物１：、ついては、１９８９年５月１８日発行の レアフラー　（ＲｅａｆＬｅｒ）のＰＣＴ国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ　８８１ ０３７０７の例に記載されている。

上記の塗料組成物中は、ヘースコート／クリアコーＦ−複合材料に一般的に用い られるような透明なトップコートを有するものである。

１つの好ましい具体例では、」−記の塗１層を、薄くて本質的に平らな自立性の 伸縮Ｐｉ、熱ＦＴ塑性重合体フ、イルム支持体に塗布すると、上記の！ノアフラ ーの特許出願にＪ２戯の種類の柔軟性で伸縮性のシート材料を得ることができる 。そのような柔軟性で伸縮性のシート材料は、熱成形法で用いるのに特に適して おり、この方法では、該ソート材料を引き伸は］２て、自動車の外部パネルのよ うな三次元寸法の物品に結合させて、高度の幾何メタメリズムを示す装飾被覆を 形成する。

支持体フィルムは、熱成形法で用いるのに適した熱軟化性および引っ張り伸び特 性４有するものか好ましい。好まし、い支持体フィルムは、実質的に均一な厚さ 、好ましくは０．　０５−０．　４０ｍｚ、より好ましくは０．　１０−０．　 ３０ｍｍの厚さを有する。支持体フィルム用の適した組成物については、ＰＣＴ 国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ　８８１０３７０７に記載されている。支持体フィ ルム用の特に好ましいＩｆｌ成物は、米国特許第４．５８２．８７６号に記載の ポリ（１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）に基づくコポリエ ステルおよび少なくとも２種のゴム状添加物を有するゴム変性スチレンマレイン 酸無水物共重合体の配合物である。支持体フィルム用の他の好ましい組成物は、 １９８９年１月３１０発行のＰＣＴ国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ８９１００３７ ８号に記載のポリ（エーテルエステル）およびポリエステルの配合物である。

上記のレアフラーの出願に記載のように、塗料層を、結合強度を向上させそして 離層の可能性を減じる接着性促進タイコート層を有するフィルム支持体上に被覆 してもよい。透明なトップコート層は、塗料層および、塗料層と反対側のフィル ム支持シートの表面に被覆した適当な接着剤上に施すことかできる。トップフー トは改良された滑らかさ、高度の光沢、硬さ、耐久性、耐候性、耐摩耗性、耐引 っ掻き性、耐ｆ−ｌピング性、耐擦傷性および、酸性雨または汚染によって生じ るスポット損傷に対する抵抗性のような好ましい性質をもたらすことができる。

米国特許第４．７６９．１００号に記載のような真空成形および熱成形法は、塗 料層を有するシート材料を、自動車の外部パネルのような構造物品に付着させる のに好まし、い。

図面について説明すると、図１は、上記のような反射性フレーク１３を含有する 内側の塗料層１２および反射性フレーク１５を含有する外側の塗料層１４か被覆 されている基体１０を含む本発明の塗料被覆物品を示す図である。図２は、支持 体フィルム１６が、その上に反射性フレーク１３を含有する内側の塗料層１２お よび反射性フレーク１５を含有する外側の塗料層１４が被覆されているものであ る、本発明のシート材料を示す図である。図３は、結合強度を向上させそしてだ 層の可能性を減じる接着性促進タイコート層１８を支持体フィルム１６上に有す るシート材料を示す図である。このシート材料は、反射性フレーク１３を含有す る内側の塗料層１２および反射性フレーク１５を含有する外側の塗料層１４およ び透明なトップコート２０を有する。

図面の簡単な説明 図１−３は、本発明の塗料被覆物品の断片的な断面図である。

ＦＩＧ、　／ ＦＩＧ、　３ 国　際　ｔｌ　事　翰　へ 一一一−１＾帥掘ζ−↑−陶ＰＣＴ／υＳ　８９１０４９１６国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．像の鮮明度、フロップおよび被覆力のすぐれた塗料被覆物品であって、基体 、 基体上に被覆した外側の塗料層および内側の塗料層、これらの各層は重合体結合 剤およびこれに分散した反射性フレークを含んでいる、平均サイズが比較的大き く、層が光透過性であるような濃度で存在する、上記の外側の層のフレーク 平均サイズが比較的小さい上記の内側の層のフレーク、そして上記の内側の層の 付着量は、塗料被覆全体が不透明であるのに十分な量である、 よりなる、上記の物品。 ２．反射性フレークが金属フレークである、請求項１に記載の物品。 ３．外側の層のフレークの主軸の平均寸法が約１０−１００μｍであり、内側の 層のフレークの主軸の平均寸法が約１−２０μｍであり、但し、外側のフレーク の主軸の平均寸法は内側の層のフレークの主軸の平均寸法の少なくとも３倍であ る、請求項２に記載の物品。 ４．外側の層のフレーーク含有量が約０．１−５．０重量％である、請求項２に 記載の物品。 ５．内側の層の金属フレークの付着量が約０．０１−１０ｍｇ／ｃｍ２である、 請求項２に記載の物品。 ６．外側の層の乾燥時の厚さが約０．０３−０．０７ｍｍであり、内側の層の乾 燥時の厚さが約０．０１−０．０３ｍｍである、請求項２に記載の物品。 ７．塗料層全体の厚さが約０．０４−０．１０ｍｍである、請求項２に記載の物 品。 ８．ＡＳＴＭ試験Ｅ−４３０に従って測定した像の鮮明度が少なくとも８０でで ある、請求項２に記載の物品。 ９．ＡＳＴＭ試験Ｄ−２４５７に従って測定した２０度光沢が少なくとも８０で ある、請求項２に記載の物品。 １０．柔軟性で伸縮性のシート材料を引き伸ばしそして三次元物品に結合して、 高度の幾何メタメリズムを示す装飾被覆を形成する熱成形法に用いるのに適した 柔軟性で伸縮性のシート材料であって、以下の（１）および（２）よりなる前記 のシート材料： （１）厚さが実質的に均一な薄くて本質的に平らな伸縮性で熱可塑性の重合体支 持体フィルム；該支持体フィルムは、上記熱成形法に用いるのに適した熱軟化性 および引っ張り伸び特性を有し、そして（２）上記熱可塑性重合体支持体の１つ の表面上の、厚さが実質的に均一な薄い塗料被覆、該塗料被覆は、 外側の層および内側の層、 これらの各層は重合体結合剤およびこれに分散した反射性フレークよりなり、 平均サイズが比較的大きく、層が光透過性であるような濃度で存在する上記の外 側の層のフレーク、 粒子サイズが比較的小さい上記の内側の層のフレーク、上記の内側の層の付着量 は、塗料被覆全体が不透明であるのに十分な量である、 よりなる。