(57)【要約】  液体金属組成物は、アクリル樹脂及び酪酸酢酸セルロースを含む結合剤、ワックス、有機溶媒、及びＰＶＤアルミニウムフレークを含むアルミニウム顔料を含む。多層コーティングシステムが、１０よりも高いフロップインデックスを有し、且つ基板、該基板の周りに配置され且つ液体金属組成物から形成された液体金属層、及び該液体金属層の周りに配置され且つトップコート組成物から形成されたトップコート層を含む。多層コーティングシステムを形成するために液体金属組成物及びトップコート組成物を用いる基板の塗装方法は、液体金属層を形成するために液体金属組成物を１０％よりも高い適用固形分パーセントで基板の上に塗布する工程、トップコート層を形成するためにトップコート組成物を液体金属層の上に塗布する工程、及び多層コーティングシステムを形成するために層を硬化する工程を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０よりも高いフロップインデックスを有する多層コーティングシステムであって、
（Ａ）基板；
（Ｂ）前記基板の周囲に配置され且つ１０％よりも高い適用固形分パーセントを有し且つ
アクリル樹脂及び酪酸酢酸セルロースを含む結合剤、
ワックス、
有機溶媒、及び
ＰＶＤアルミニウムフレークを含むアルミニウム顔料
を含む、液体金属組成物から形成された液体金属層；及び
（Ｃ）前記液体金属層の周囲に配置され且つトップコート組成物から形成されたトップコート層
を含む、前記多層コーティングシステム。
【請求項２】
液体金属組成物中の前記結合剤に対する前記アルミニウム顔料の比が０．２５未満である、請求項１に記載の多層コーティングシステム。
【請求項３】
液体金属組成物が１１％〜３５％の適用固形分パーセントを有する、請求項１又は２に記載の多層コーティングシステム。
【請求項４】
前記ＰＶＤアルミニウムフレークが１〜３０μｍのＤ１０値、５〜５０μｍのＤ５０値、及び７５μｍ未満のＤ９０値を有する粒径分布を有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の多層コーティングシステム。
【請求項５】
前記液体金属層及び前記トップコート層が同時に硬化されるウェットオンウェットシステムによって形成される請求項１から４までのいずれか１項に記載の多層コーティングシステム。
【請求項６】
前記液体金属層が０．４ミル厚さ未満であり且つ前記液体金属層と前記トップコート層がまとめて２．６ミル厚さ未満である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の多層コーティングシステム。
【請求項７】
多層コーティングシステムを形成するために液体金属組成物及びトップコート組成物を用いる基板の塗布方法であって、
液体金属層を形成するために結合剤、ワックス、有機溶媒、及びアルミニウム顔料を含む液体金属組成物を、１０％よりも高い適用固形分パーセントで基板の上に塗布する工程；
トップコート層を形成するためにトップコート組成物を該液体金属層の上に塗布する工程；及び
１０よりも高いフロップインデックスを有する多層コーティングシステムを形成するために層を硬化する工程
を含む、前記塗布方法。
【請求項８】
液体金属層が０．４ミル厚さ未満であり、且つ液体金属層とトップコート層がまとめて２．６ミル厚さ未満である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
トップコート組成物を液体金属層上に塗布する工程が、層が同時に硬化されるように、トップコート組成物を液体金属層上にウェットオンウェット塗布する工程として更に規定される、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
液体金属組成物を適用する工程の前にベースコート層を形成するために基板の上にベースコート組成物を塗布する工程を更に含む、請求項７から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
液体金属組成物を塗布する工程の前にクリアコート層を形成するためにベースコート層の上にクリアコート組成物を塗布する工程を含む、請求項７から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
液体金属組成物中の結合剤に対するアルミニウム顔料の比が０．２５未満であり、液体金属組成物が１１％〜３５％の適用固形分パーセントで塗布される、請求項７から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
多層コーティングシステムが１２よりも高いフロップインデックスを有する、請求項７から１２までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
アルミニウム顔料が、１〜３０μｍのＤ１０値、５〜５０μｍのＤ５０値、及び７５μｍ未満のＤ９０値を有する粒径分布を有するＰＶＤアルミニウムフレークを含み、該ＰＶＤアルミニウムフレークは基板に隣接し且つ液体金属層内で基板に対して実質的に平行に配向している、請求項７から１３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
液体金属組成物の塗布工程が、液体金属組成物を第１及び第２の塗膜で基板の上に塗布する工程として更に規定される、請求項７から１４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
１０よりも高いフロップインデックスを有する液体金属層を形成する液体金属組成物であって、
（Ａ）アクリル樹脂及び酪酸酢酸セルロースを含む結合剤、
（Ｂ）ワックス；
（Ｃ）有機溶媒；及び
（Ｄ）ＰＶＤアルミニウムフレークを含むアルミニウム顔料
を含む、前記液体金属組成物。
【請求項１７】
前記結合剤に対する前記アルミニウム顔料の比が０．２５未満である、請求項１６に記載の液体金属組成物。
【請求項１８】
１０％よりも高い適用固形分パーセントを有する請求項１６又は１７に記載の液体金属組成物。
【請求項１９】
前記ＰＶＤアルミニウムフレークが、１〜３０μｍのＤ１０値、５〜５０μｍのＤ５０値、及び７５μｍ未満のＤ９０値を有する粒径分布を有する、請求項１６から１８までのいずれか１項に記載の液体金属組成物。
【請求項２０】
前記酪酸酢酸セルロースが６５，０００〜７５，０００ｇ／モルの数平均分子量（Ｍｎ）を有する、請求項１６から１９までのいずれか１項に記載の液体金属組成物。
【請求項２１】
前記ワックスがエチレン−アクリル酸コポリマーを含む、請求項１６から２０までのいずれか１項に記載の液体金属組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
発明の属する技術分野
本発明は、概して液体金属組成物、多層コーティングシステム、及び多層コーティングシステムの形成方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
自動車メーカーは、市場での競争がますます激しくなっている。自動車メーカーは、競争するために可能な限り低いコストで消費者の興味を引く車を提供しなければならない。
【０００３】
銀色の車は消費者の興味を引いている。銀色は通常、最も人気のある色の１つであり、そうでないとしても、新しい車の購入者によって選択されている。銀色の車の人気が高まっているため、自動車メーカーは様々な銀色を提供している。従って、金属の色を含む、多彩な銀色は、現在利用可能である。多彩な銀色が利用可能であっても、更に、経済的で、魅力的な銀色塗料及びかかる銀色塗料を塗布できる自動車塗装方法が、自動車メーカーから求められている。
【０００４】
従来、自動車の塗装方法は、基板、例えば、車体の準備を含む。基板を準備した後、基板を塗装ブースに移動し、そこで、通常、自動アプリケータを用いて、ベースコート組成物を塗布して、ベースコート層を形成する。塗装ブースにおいて、クリアコート組成物も、クリアコート層を形成するために、別の自動アプリケータを用いて塗布する。次に基板をオーブンに移動し、そこで基板を焼成して層を硬化し且つ多層コーティングを形成する。上記の自動車の塗装工程は、一般的な自動車の塗装工程である。
【０００５】
自動車を銀色に塗装する工程は、複雑で、高価な銀色ベースコート組成物及び自動車の塗装工程を必要とすることが多い。銀色は、銀色ベースコート組成物の塗布と銀色ベースコート層の形成の結果である。
【０００６】
開始するために、銀色ベースコート組成物は、バインダー、即ち、樹脂、架橋剤、添加剤、顔料、及び溶媒を含むように配合されている。更に詳細には、銀色ベースコート組成物は、通常、例えば、銀色ベースコート層に銀色を付与する、黒及び白顔料などの様々な顔料と組み合わせた、アルミニウムフレークなどの顔料を含む。銀色ベースコート組成物全体にわたるアルミニウムフレークの分散、アルミニウムフレークのサイズ及び形状、銀色ベースコート組成物のレオロジー特性、銀色ベースコート組成物の塗布、及び銀色ベースコート層内のアルミニウムフレークの配向は、銀色ベースコート層の光学特性に影響を及ぼす。
【０００７】
光学特性の１つ、光反射は、特に、銀色ベースコート層の特性決定に有用である。光反射で観察される変化は、一般的に、トラベル又はフロップインデックスによって特徴付けられる。従来、低フロップインデックスを有する銀色ベースコート層は、複数の角度から且つ曲面で見ると銀色ベースコート層が均一に見えることが望ましい。通常、銀色ベースコート層における低フロップインデックスは、アルミニウムフレークが銀ベースコート層内でランダムに配向されていることを要求する。近年、高フロップインデックスを有する銀色ベースコート層は、複数の角度から且つ湾曲した面で見ると異なって見えるため、ますます人気が高まっており、これは「液体金属」の外観と呼ばれることが多い。通常、銀色ベースコート層における高フロップインデックスは、アルミニウムフレークが、実質的に銀色ベースコート層内の基板に対してほぼ平行に配向されることを要求する。高フロップインデックスを有する銀色ベースコート層を形成するために、低固形分を有する銀ベースコート組成物、即ち、高溶媒が、手で塗布される。低固形分を有する液体ベースコート組成物は手で塗布されるため、高フロップインデックスを有する銀色ベースコート層の使用は自動車メーカーによって制限されている。
【０００８】
高いフロップインデックスを有する銀色ベースコート層を形成するために、効率的な自動車塗装方法を用いて塗布できる経済的な銀色ベースコート組成物を配合する努力がなされている。これまで、高いフロップインデックス及び“液体金属”外観を有する銀色ベースコート層は、経済的な銀色ベースコート組成物を用いて達成されておらず、これは効率的な自動車塗装方法を用いて塗布できる。
【０００９】
発明の概要及び利点
本発明は、液体金属組成物を提供する。液体金属組成物は、アクリル樹脂及び酪酸酢酸セルロース、ワックス、有機溶媒、及びＰＶＤアルミニウムフレークを含むアルミニウム顔料を含む結合剤を含む。
【００１０】
本発明はまた、１０より大きなフロップインデックスを有し且つ基板を含む多層コーティングシステム、該基板に配置され且つ液体金属組成物から形成される液体金属層、及び液体金属層に配置され且つトップコート組成物から形成されたトップコート層も提供する。
【００１１】
本発明は、さらに多層コーティングシステムを形成するための液体金属組成物及びトップコート組成物による基板の塗装方法を提供する。本方法は、基板上に１０％より高い適用パーセント固形分を有する液体金属組成物を塗布して液体金属層を形成する工程、トップコート組成物を液体金属層の上に塗布してトップコート層を形成する工程、及び層を硬化して多層コーティングシステムを形成する工程を含む。
【００１２】
本発明の液体金属組成物は、高フロップインデックス及び消費者の興味を引く「液体金属」外観を有する液体金属層を形成するために基板に適用され得る。更に、液体金属組成物は経済的であり且つ効率的な自動車の塗装工程によって塗布され得る。
【００１３】
図面の簡単な説明
本発明の別の利点は容易に理解されるので、添付の図面に関して考慮する際に、以下の詳細な説明を参照することによってより良く理解されている。
【００１４】
図１は、本発明による多層コーティングを形成するための液体金属組成物及びトップコート組成物を用いて基板を塗装する方法を概略的に示すフローチャートである。
【００１５】
図２は、基板、液体金属層、及びトップコート層を含む本発明による多層コーティング系の断面図である。
【００１６】
図３は、本発明による多層コーティングシステムを形成するためにベースコート組成物、液体金属組成物、及びトップコート組成物を用いて基板を塗布する方法を概略的に示すフローチャートである。
【００１７】
図４は、基板、ベースコート層、液体金属層、及びトップコート層を含む本発明による多層コーティングシステムの断面図である。
【００１８】
図５は、本発明による多層コーティングシステムを形成するためにベースコート組成物、クリアコート組成物、液体金属組成物、及びトップコート組成物を用いて基板を塗装する方法を概略的に示すフローチャートである。
【００１９】
図６は、基板、ベースコート層、クリアコート層、液体金属層、及びトップコート層を含む本発明による多層コーティングシステムの断面図である。
【００２０】
発明の詳細な説明
本発明は、液体金属組成物、多層コーティングシステム１２、及び多層コーティングシステム１２を形成するための基板１０の塗装方法を提供し、それぞれが更に以下に詳細に記載されている。“液体金属”とは、実際の液体金属を指すのではなく液体金属組成物から形成される、液体金属層／コーティングの“液体金属”外観を意味することが理解されるべきである。図面を参照すると、数字は、複数の図を通して対応する部分を示し、液体金属組成物及びトップコート組成物を有する多層コーティングシステム１２を形成するための基板１０の塗装方法は１４に概略的に示されている。液体金属組成物、多層コーティングシステム１２、及び本発明の方法１４は、自動車塗装産業に特に適している。しかしながら、液体金属組成物、多層コーティングシステム１２、及び方法１４は自動車塗装産業に限定されるものではないことが理解されるべきである。例えば、液体金属組成物、多層コーティングシステム１２、及び方法１４は、家具塗装産業において利用され得る。
【００２１】
基板１０は、金属、合金、高分子材料等の任意の種類の材料を含み得る。更に、基板１０は、前処理され得る及び／又は既にその上に配置されたコーティングを有し得る。通常、基板１０は、自動車の車体である。自動車車体は、任意の種類の自動車車体であってよく、例えば、自動車車体は車、トラック、ＳＵＶ、トレーラー、バス等であってよいことが理解されるべきである。また、「自動車車体」との用語は、バンパー、ミラー、及び／又はボディパネル等の自動車部品をも包含することが理解されるべきである。上記のように、自動車車体はその上に置かれたコーティングを有し得る。例えば、基板１０は、リン酸塩層、ｅ−コート層、プライマー層、ベースコート層、クリアコート層、又はその上に置かれたそれらの任意の組み合わせを有する自動車車体であってよい。
【００２２】
本発明は、液体金属組成物を提供する。液体金属組成物は、アクリル樹脂及び酪酸酢酸セルロースを含むバインダー、ワックス、有機溶媒、及びＰＶＤアルミニウムフレーク１８を含むアルミニウム顔料を含む。液体金属組成物は、液体金属層１６を形成するために基板１０に塗布される。
【００２３】
また、当該技術分野で知られるように、樹脂とも呼ばれる結合剤には、多様な可能な化学的性質及び機能性が含まれる。結合剤は、１種以上の樹脂を含み、典型的には樹脂の組み合わせを含み得る。
【００２４】
結合剤はアクリル樹脂を含む。結合剤は２種以上のアクリル樹脂を含み得る。アクリル樹脂は、通常、ヒドロキシル官能性を有する。アクリル樹脂は、典型的には、１，０００より高い、更に典型的には２，０００〜２０，０００、最も典型的には３，０００〜１５，０００ｇ／モルの数平均分子量（Ｍｎ）を有する。理論に縛られることなく、上の範囲内の分子量を有するアクリル樹脂は、液体金属組成物の適用中に及びそれから形成される液体金属層におけるアルミニウム顔料の配向性を最適化すると考えられている。アクリル樹脂は、１００質量部の液体金属組成物の結合剤を基準として、典型的には１０〜８０質量パーセントの量で、更に典型的には２０〜７０質量パーセントの量で、最も典型的には４０〜６０質量パーセントの量で液体金属組成物中に含まれる。
【００２５】
結合剤はまた、架橋剤、例えば、メラミンホルムアルデヒド樹脂を含んでもよいが、これに限定されない。メラミンホルムアルデヒド樹脂が含まれる場合、メラミンホルムアルデヒド樹脂は、典型的にはアクリル樹脂と反応することが含まれる。即ち、メラミンホルムアルデヒド樹脂は、アクリル樹脂を架橋又は硬化することが含まれる。メラミンホルムアルデヒド樹脂、それ自体は、典型的には特定の選択されたアクリル樹脂を考慮して選択されている。一実施態様では、メラミンホルムアルデヒドは、５５:４５のメチルブチル比を有するヘキサメトキシメチル／ｎ−ブチル−メラミンホルムアルデヒドである。架橋剤は典型的には、１００質量パーセントの液体金属組成物の結合剤を基準として、５〜６０質量パーセントの量で、更に典型的には１０〜４５質量パーセントの量で、最も典型的には１５〜３５質量パーセントの量で液体金属組成物中に存在する。
【００２６】
結合剤は酪酸酢酸セルロースも含む。酪酸酢酸セルロースは、セルロースのポリマーエステルであり且つ樹脂であると考えられる。酪酸酢酸セルロースは、（１）液体金属組成物のレオロジー特性を変更し且つ（２）それから形成された液体金属層の物理特性、例えば、硬度及びＵＶ耐性を改善するために、液体金属組成物に添加され得る。レオロジー改質剤として、酪酸酢酸セルロースは、典型的には、以下に更に詳細に記載される通り、トップコート組成物を有する液体金属組成物の「ウェットオンウェット」塗布を容易にするためにワックスと組み合わせて機能する。
【００２７】
酪酸酢酸セルロースの粘度及び数平均分子量（Ｍｎ）は、レオロジー全体並びに液体金属組成物の塗布特性、例えば、噴霧適性に影響を及ぼす。典型的には、酪酸酢酸セルロースは、（１）ＡＳＴＭ  Ｄ１３４３に従って試験した際に２５℃で０．５〜８０ポアズ、更に典型的には１〜８０ポアズ、最も典型的には７４〜７８ポアズの粘度、及び（２）５０００〜１００，０００ｇ／モル、更に典型的には２０，０００〜８０，０００ｇ／モル、最も典型的には６５，０００〜７５，０００ｇ／モルの数平均分子量（Ｍｎ）を有する。
【００２８】
酪酸酢酸セルロースの特定例として、ＣＡＢ−３８１−０．５及びＣＡＢ−３８１−２０が挙げられ、両方ともテネシー州、キングスポートのイーストマンケミカルカンパニー（Eastman Chemical Company）から市販されている。酪酸酢酸セルロースは、典型的には、１００質量部の液体金属組成物の結合剤を基準として、０．１〜４０質量パーセントの量で、更に典型的には５〜３５質量パーセントの量で、最も典型的には１０〜３０質量パーセントの量で液体金属組成物中に存在する。
【００２９】
結合剤はエポキシ樹脂を含んでもよい。エポキシ樹脂は、それから形成される液体金属層の耐久性、膜分裂（film splitting）、及び接着特性を改善するために液体金属組成物に添加され得る。典型的には、エポキシ樹脂は、（１）２５℃で１〜１０００センチポアズ、更に典型的には１〜１００センチポアズ、最も典型的には５〜１５センチポアズの粘度及び（２）２０，０００〜２００，０００、更に典型的には５０，０００〜１００，０００、最も典型的には９０，０００〜１００，０００のエポキシド当量を有する。エポキシ樹脂は、典型的には、１００質量パーセントの液体金属組成物の結合剤を基準として、０．１〜１０質量パーセントの量で、更に典型的には１〜５質量パーセントの量で、最も典型的には１．５〜４．０質量パーセントの量で液体金属組成物中に存在する。
【００３０】
結合剤は、前述の樹脂並びに当該技術分野で公知の他の樹脂及び架橋剤の任意の組み合わせを含んでよいことが理解されるべきである。結合剤は、典型的には、液体金属組成物中の１００質量パーセントの固形分を基準として、５〜６０質量パーセントの量で、更に典型的には１０〜５０質量パーセントの量で、最も典型的には１５〜４５質量パーセントの量で、液体金属組成物中に存在する。固形分は、液体金属組成物中の固体成分、例えば、結合剤、ワックス、顔料等である。
【００３１】
液体金属組成物はワックスも含む。一般的に、ワックスは周囲温度近くで展性のある化学物質である。ワックスは典型的には低粘度の液体を得るために４５℃を上回る融点を有する。ワックスは典型的には有機化合物であり、合成によって又は自然に生じ得る。ワックスは典型的には有機溶媒に溶解性である。ワックス自体は、ワックス溶液を含み得る。一実施態様では、１００質量パーセントのワックス溶液を基準として、６質量パーセントの量のエチレンアクリル酸コポリマー、４１質量パーセントの量のＡｒｏｍａｔｉｃ１００、及び５３質量パーセントの量のｎ−酢酸ブチルを含むワックスを含むワックス溶液が形成されて、ワックスを溶解する。ワックス溶液は液体金属組成物に添加される。ワックスは典型的には、１００質量パーセントの液体金属組成物を基準として、５質量パーセント未満の量で、更に典型的には１質量パーセント未満の量で、最も典型的には０．１〜０．３質量パーセントの量で液体金属組成物中に存在する。
【００３２】
液体金属組成物はまたアルミニウム顔料も含む。液体金属組成物は、単一のアルミニウム顔料又は異なるアルミニウム顔料の混合物を含み得る。アルミニウム顔料は、１０を上回る高トラベル及びフロップインデックス、即ち、「液体金属」外観を提供するために多層コーティングの光学特性を最適化する。
【００３３】
典型的には、アルミニウム顔料は、物理蒸着によって形成されたアルミニウムフレークを含み、且つＰＶＤアルミニウムフレーク１８として当該技術分野で公知である。ＰＶＤアルミニウムフレーク１８の物理特性、例えば、粒子の形状、サイズ及び分布、並びに粒子の厚さ及び表面特性は、光学特性、例えば、液体金属層１６のフロップインデックスに影響を及ぼす。
【００３４】
ＰＶＤアルミニウムフレーク１８は、典型的には、以下の粒子サイズ分布を有する：１〜３０μｍ、更に典型的には２〜２０μｍ、最も典型的には４〜６μｍのＤ１０値；５〜５０μｍ、更に典型的には１０〜２０μｍ、更に最も典型的には１１〜１２μｍのＤ５０値；及び７５μｍ未満、更に典型的には５０μｍ未満、最も典型的には２４μｍ未満のＤ９０値。Ｄ５０はＰＶＤアルミニウムフレークの分布におけるＰＶＤアルミニウムフレークの中位径を記載している。例えば、ＰＶＤアルミニウムフレークの所与の試料において、５０％のＰＶＤアルミニウムフレークはＤ５０よりも小さな直径を有し、他の５０％のＰＶＤアルミニウムフレークはＤ５０よりも大きな直径を有する。Ｄ１０はＰＶＤアルミニウムフレークの分布において最も小さな１０％のＰＶＤアルミニウムフレークの直径を記載している。例えば、ＰＶＤアルミニウムフレークの所与の試料において、１０％のＰＶＤアルミニウムフレークは、Ｄ１０よりも小さな直径を有し、９０％のＰＶＤアルミニウムフレークは、Ｄ１０よりも大きな直径を有する。Ｄ９０は、ＰＶＤアルミニウムフレークの分布において最も大きな１０％のＰＶＤアルミニウムフレークの直径を記載している。例えば、ＰＶＤアルミニウムフレークの所与の試料において、９０％のＰＶＤアルミニウムフレークは、Ｄ９０よりも小さな直径を有し、１０％のＰＶＤアルミニウムフレークは、Ｄ９０よりも大きな直径を有する。
【００３５】
ＰＶＤアルミニウムフレーク１８は、典型的には、従来のアルミニウムフレークの表面に対して滑らかな上面及び底面を有する。更に、ＰＶＤアルミニウムフレーク１８は、典型的には１０〜１５０ｎｍ、更に典型的には２５〜１００ｎｍ、最も典型的には３０〜５０ｎｍの厚さを有する。ＰＶＤアルミニウムフレーク１８の滑らかな上面及び底面並びに厚さは、液体金属層の光反射及び「液体金属」外観に影響を及ぼす。即ち、ＰＶＤアルミニウムフレーク１８が平坦で、薄く、言わば、基板１０の表面に対して更に水平の配向で、横になっているため、ＰＶＤアルミニウムフレーク１８を含む液体金属組成物は、更なる「液体金属」効果を作り出している。
【００３６】
液体金属層１６中のＰＶＤアルミニウムフレーク１８の配向は、基板の１０トポグラフィー、液体金属組成物の配合、及び液体金属組成物の基板１０への適用による影響を受ける。しかしながら、ＰＶＤアルミニウムフレーク１８の物理特性も、液体金属層１６におけるＰＶＤアルミニウムフレーク１８の配向に影響を及ぼす。一般的に、ＰＶＤアルミニウムフレーク１８の物理特性は、図２、４及び６に示すように、液体金属層１６内の基板１０に対して近くに且つ実質的に平行なＰＶＤアルミニウムフレーク１８の配向を促進させる。理論により拘束されないが、リーフィング又はノンリーフィング特性は、フレークの「浮動」させる能力によって決定され、且つより良く浮動するフレークはより均一に層の表面に分布し易いと考えられる。理論により拘束されないが、本発明の液体金属組成物のＰＶＤアルミニウムフレーク１８はノンリーフィング挙動を示すことも考えられる。即ち、ＰＶＤアルミニウムフレーク１８が基板１０に対して平行に配向し且つ均一に分布しても、ＰＶＤアルミニウムフレーク１８は基板１０の近位で配向し易く且つ液体金属組成物において「浮動」しにくい。ＰＶＤアルミニウムフレーク１８のノンリーフィング挙動は、ＰＶＤアルミニウムフレーク１８の厚さ及び表面特性並びにアクリル樹脂の分子量の結果である。ＰＶＤアルミニウムフレークのノンリーフィング挙動の結果、ＰＶＤアルミニウムフレーク１８が基板１０の近位で配向し易いので、液体金属層１６は、１０を上回るフロップインデックス及び「液体金属」外観を示し且つ耐性がある。
【００３７】
一実施態様では、アルミニウム顔料は、１〜３０μｍのＤ１０値、５〜５０μｍのＤ５０値、及び７５μｍ未満のＤ９０値を有する粒径分布を有するＰＶＤアルミニウムフレーク１８を含み、且つＰＶＤアルミニウムフレーク１８は基板１０の近位にあり且つ液体金属層１６内で基板１０に対して実質的に平行に配向している。
【００３８】
ＰＶＤアルミニウムフレーク１８は、典型的には、１００質量部の液体金属組成物を基準として、０．１〜５質量パーセントの量で、更に典型的には１〜２．５質量パーセントの量で、最も典型的には１．８〜２．２質量パーセントの量で、液体金属組成物中に存在する。ＰＶＤアルミニウムフレーク１８が上記の範囲に従って液体金属組成物中に存在する場合、アルミニウム顔料は、最適な光学特性、即ち、高トラベル、高フロップインデックス、及び「液体金属」外観を多層コーティングシステム１２に付与する。しかしながら、ＰＶＤアルミニウムフレーク１８が、１００質量部の液体金属組成物を基準として５質量パーセントを上回る量で液体金属組成物中に存在し、さらに適切な光学特性、例えば、フロップ及びトラベルインデックスを、液体金属組成物に付与することが理解されるべきである。
【００３９】
アルミニウム顔料が、物理蒸着法によって製造されていない、アルミニウムフレークを含み得ることが理解されるべきである。例えば、アルミニウム顔料は、不規則なエッジ及び表面特性及び約０．１μｍの厚さを有する従来の粉砕されたアルミニウムフレーク、レンズ状の形状及び滑らかなエッジ及び表面特性及び約０．３〜０．５μｍ厚の厚さを有するアルミニウムフレーク、及び／又は比較的な滑らかなエッジ及び表面特性及び約０．８〜１．２μｍ厚の厚さを有するアルミニウムフレークをも含み得る。アルミニウム顔料が、本願明細書に特に列挙又は記載されていない幾つかの他の成分を含み、なお特許請求の範囲内に入ることが理解されるべきである。
【００４０】
上記の通り、液体金属組成物は、結合剤及びアルミニウム顔料の両方を含む。液体金属組成物における結合剤に対するアルミニウム顔料の比は、コストと液体金属層１６の特性に影響を及ぼす。アルミニウム顔料は、典型的には液体金属組成物の他の成分に対して費用がかかり、また、最適な光学特性、例えば、フロップ及びトラベルインデックスを有する液体金属層１６をも提供するため、典型的には、より低い結合剤に対するアルミニウム顔料の比が望ましい。液体金属組成物における結合剤に対するアルミニウム顔料の比は、典型的には０．２５未満、更に典型的には０．２０未満、最も典型的には０．０８〜０．１８である。
【００４１】
液体金属組成物は有機溶媒を含む。液体金属組成物の有機溶媒は、典型的には溶媒の混合物を含む。当業者は、通常、液体金属層１６の形成の間に容易に蒸発する溶媒成分を選択する。好適な溶媒としては、グリコール、エステル、エーテル−エステル、グリコール−エステル、エーテル−アルコール、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ケトン、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。適切な溶媒の具体例としては、Ａｒｏｍａｔｉｃ７１００、Ａｒｏｍａｔｉｃ１５０、イソプロパノール、Ｎ−酢酸ブチル、第１級酢酸アミル、ＰＭアセテート、アセトン、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチル、プロパノール、ノルマルプロパン酸ペンチル、アミノメチルプロパノール、ｎ−メチルピロリドン、及び水が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４２】
液体金属組成物は顔料も含み得る。顔料は、典型的には、液体金属組成物から形成された液体金属コーティングに色を付与するために液体金属組成物中に含まれる。かかる顔料は、通常、当該技術分野で公知であり且つ所望の色、耐久性、耐候性、及び耐薬品性に従って当業者によって選択される。好適な顔料としては、無機金属酸化物、有機化合物、金属フレーク（アルミニウムフレーク以外）、マイカ、延長剤又は充填剤顔料、並びに腐食防錆顔料、例えば、クロム酸塩、シリカ、ケイ酸塩、リン酸塩、モリブデン酸塩、及びこれらの組み合わせが挙げられる。液体金属組成物中に含まれる場合、顔料は、種々の量で含まれ得る。
【００４３】
液体金属組成物は、リン酸塩成分、例えば、リン酸エステルも含み得る。リン酸塩成分は、典型的には、液体金属コーティングの基板１０への付着を改善するために液体金属組成物中に含まれる。好適なリン酸エステルは、ＬＵＢＲＩＺＯＬ（登録商標）２０６１、ＬＵＢＲＩＺＯＬ（登録商標）２０６２、及びＬＵＢＲＩＺＯＬ（登録商標）２０６３であり、全てオハイオ州、ウィクリフのルブリゾール社（Lubrizol Corporation）から市販されている。液体金属組成物中に含まれる場合、リン酸エステルは種々の量で含まれ得る。
【００４４】
液体金属組成物は追加成分も含み得る。追加成分は、当該技術分野で公知の任意の好適な追加成分又は追加成分の混合物を含み得る。追加成分は典型的には追加成分の組み合わせを含む。好適な追加成分は、触媒、平坦化剤又は艶消剤、界面活性剤、充填剤、可塑剤、乳化剤、結着剤、増粘剤、接着促進剤、安定剤、消泡剤、湿潤添加剤、及びそれらの組み合わせの群から選択され得る。他の添加剤成分は、本願明細書に特に記載されず、また本発明の目的に適している。液体金属組成物中に含まれる場合、追加成分は種々の量で含まれ得る。
【００４５】
多層コーティングシステム１２もトップコート組成物を含む。トップコート組成物は、液体金属層１６に塗布されてトップコート層２０を形成する。トップコート組成物は、液体又は粉末のいずれかであってよく且つ当該技術分野でよく知られている。トップコート層２０は、典型的には透明及び／又はクリアであるが、通常、必ずしも基板１０に対して多層コーティングシステム１２の最外層ではない。しかしながら、追加層がトップコート層２０に塗布され得ることが理解されるべきである。
【００４６】
多層コーティングシステム１２は、任意にベースコート組成物を含む。ベースコート組成物は、基板１０に塗布されてベースコート層２２を形成する。ベースコート組成物は、当該技術分野でよく知られた液体又は粉末のいずれかであってよい。
【００４７】
多層コーティングシステム１２は、任意にクリアコート組成物を含む。クリアコート組成物は、基板１０に塗布されてクリアコート層２４を形成する。クリアコート組成物は、当該技術分野でよく知られた液体又は粉末のいずれかであってよい。
【００４８】
基板１０は上記の種々の層の塗布前に準備される。基板１０の準備は、典型的にはリン酸鉄の洗浄を用いて基板１０を清浄にすることを含む。基板１０の清浄後、電着（電着塗装）が基板１０に施される。電着塗装は、当該技術分野で公知の任意の種類の電着塗装であり且つエポキシド、アクリル、当該技術分野で公知の他のポリマー、及びそれらの組み合わせの群から選択されるポリマーを含み得る。電着塗装は、好ましくは、電着として知られた方法によって塗布され、その際、基板１０は荷電し且つ電着塗装の浴に浸漬されている。電着塗装の浴は、基板１０に対して反対の電荷を含む。電着塗装の浴中の粒子は、基板１０に引き付けられ、中和され、そして硬化される。好ましい方法１４は、基板１０をカソードにすることを含み、その際、このプロセスは、当該技術分野でよく知られているように、カソード電着塗装と呼ばれている。基板１０に堆積された電着塗装は、当該技術分野でよく知られているように、粉末プライマーの塗布前にオーブンで硬化される。電着塗装が硬化された後、基板１０の最終準備は、電着塗装の平均表面粗さ（Ｒａ）を低下させるために電着塗装をサンダー仕上げすることを含み得る。
【００４９】
電着塗装の塗布後、プライマーは基板１０の上に塗布されてプライマー層を形成し得る。プライマーは、当該技術分野で公知の水溶性、溶媒性（solventborne）、粉末、粉末スラリー、又は任意のプライマーであってよい。プライマー層は、硬化されず、当該技術分野でよく知られるような標準的な塗装技術によって電着塗装が施される。
【００５０】
方法１４は、液体金属層１６を形成するために、液体金属組成物を基板１０に塗布する工程を含む。液体金属組成物は、方法１４で使用され得る他の全ての成分と同様に、多層コーティングシステム１２に関して上記されている。
【００５１】
通常、中間組成物は、様々な理由で、製造現場に輸送され、製造現場にて溶媒で更に希釈されて、液体金属組成物を形成する。基板１０に塗布された時の液体金属組成物の固形分パーセントは、適用固形分パーセントを意味する。液体金属組成物は、典型的には、１００質量部の液体金属組成物を基準として、１０％を上回る適用固形分パーセントで、更に典型的には１１〜３５％の適用固形分パーセントで基板１０に適用されて液体金属層１６を形成する。
【００５２】
一実施態様では、液体金属組成物中の結合剤に対するアルミニウム顔料の比は０．２５未満であり、液体金属組成物は、１００質量部の液体金属組成物を基準として、１１％から３５％までの適用固形分パーセントで基板１０に塗布されて、液体金属層１６を形成する。別の実施態様では、液体金属組成物中の結合剤に対するアルミニウム顔料の比は０．０８〜０．１８であり、液体金属組成物は、１００質量部の液体金属組成物を基準として、１１％から３５％までの適用固形分パーセントで基板１０に塗布されて、液体金属層１６を形成する。
【００５３】
中間組成物が適切に希釈されて液体金属組成物を形成すると、液体金属組成物は、空気噴霧又はベルアプリケータ（bell applicator）を用いてベル塗布される噴霧塗布によって、又は他の同等のプロセスによって基板１０の上に吹き付けを介して適用される。液体金属組成物がベルアプリケータを用いて基板１０に適用される時に、液体金属組成物は典型的には１５，０００〜８０，０００ｒｐｍのベル速度で塗布され、更に典型的には５０，０００〜６５，０００ｒｐｍのベル速度で塗布され、最も典型的には５０，０００〜６０，０００ｒｐｍのベル速度で塗布される。更に、液体金属組成物がベルアプリケータを用いて基板１０に適用される時に、液体金属組成物は、典型的には５０〜８００ｃｃ／分の流量で、更に典型的には１００〜５００ｃｃ／分の流量で、最も典型的には１５０〜３５０ｃｃ／分の流量で適用される。次に、液体金属組成物は、周囲温度で幾らかの期間にわたりフラッシュされ得る。上記のベル速度及び流量の範囲は、他のプロセスパラメータに応じて変化し、例えば、自動車用途において流量は、ロボットの数、ライン速度、及び単位時間（例えば、分）当たりの塗布面積（例えば、ｆｔ２）に依存する。
【００５４】
基板１０に塗布されると、液体金属組成物は、熱、赤外線、又は紫外線のうち少なくとも１つの適用によって硬化されて液体金属層１６を形成し得る。液体金属組成物が熱によって硬化される時に、これは典型的には２５０°Ｆ〜３５０°Ｆの温度のオーブンで１０〜５０分の間にわたり金属温度で硬化される。硬化されると、液体金属層１６は、典型的には０．７ミル厚未満、更に典型的には０．５ミル厚未満、更に一層典型的には０．４ミル厚を上回り、最も典型的には０．２〜０．４ミル厚である。
【００５５】
方法１４は、トップコート組成物を液体金属層１６の上に塗布してトップコート層２０を形成する工程も含む。トップコート層２０は、多層コーティングシステム１２に関して上記された通りである。トップコート組成物は、液体金属層１６を形成するために、熱、赤外線、又は紫外線のうち少なくとも１つの適用によって硬化され得る。トップコート組成物が熱によって硬化される時、これは典型的には２５０〜３５０°Ｆの温度のオーブンで１０〜５０分の間にわたり金属温度で硬化される。
【００５６】
トップコート層２０は個別に又は液体金属層１６と同時に硬化され得る。トップコート組成物が基板１０に適用されて液体金属層１６を形成し、トップコート組成物が液体金属層１６に適用される場合、トップコート組成物を液体金属層１６の上に塗布する工程は、トップコート組成物を、液体金属層１６の上に層が同時に硬化するようにウェットオンウェットで適用することとして更に規定され得る。液体金属層１６及びトップコート層２０が硬化されると、液体金属層１６とトップコート層２０を合わせた厚さは、典型的には３．５ミル厚未満、更に典型的には２．６ミル厚未満、最も典型的には２．０〜２．６ミル厚である。種々の実施態様では、液体金属層１６は０．４ミル厚未満であり、液体金属層１６及び前記トップコート層２０は合わせて２．６ミル厚未満である。
【００５７】
一実施態様では、多層コーティングシステム１２は、液体金属層１６及びトップコート層２０を含む。図１は、多層コーティングシステム１２を形成するための液体金属組成物とトップコート組成物による基板１０の塗装方法１４を概略的に例示するフローチャートであり、図２は、液体金属層１６とトップコート層２０を含む基板１０上での多層コーティングシステム１２の断面図である。
【００５８】
方法１４は、任意に、液体金属組成物を適用する工程の前にベースコート層２２を形成するために基板１０の上にベースコート組成物を適用する工程を含む。ベースコート組成物は、典型的には当該技術分野でよく知られた標準的な塗装技術によって準備された基板１０に塗布される。
【００５９】
別の実施態様では、多層コーティングシステム１２は、ベースコート層２２、液体金属層１６、及びトップコート層２０を含む。図３は、多層コーティングシステム１２を形成するためにベースコート組成物、液体金属組成物、及びトップコート組成物による基板１０の塗装方法１４を概略的に例示するフローチャートであり、図４はベースコート層２２、液体金属層１６、及びトップコート層２０を含む基板１０上の多層コーティングシステム１２の断面図である。
【００６０】
方法１４はまた、任意に、液体金属組成物を塗布する工程の前にクリアコート層２４を形成するために準備された基板１０又はベースコート層２２の上にクリアコート組成物を適用する工程も含む。クリアコート組成物は、当該技術分野でよく知られた標準的な塗装技術によって基板１０に塗布される。
【００６１】
別の実施態様では、多層コーティングシステム１２は、ベースコート層２２、クリアコート層２４、液体金属層１６、及びトップコート層２０を含む。図５は、多層コーティングシステム１２を形成するために、ベースコート組成物、クリアコート組成物、液体金属組成物、及びトップコート組成物を用いて基板１０を塗装する方法１４を概略的に例示するフローチャートであり、図６は、ベースコート層２２、クリアコート層２４、液体金属層１６、及びトップコート層２０を含む、本発明による基板１０上の多層コーティングシステム１２の断面図である。
【００６２】
上記の通り、方法１４は、液体金属組成物とトップコート組成物を適用し、任意にベースコート組成物とクリアコート組成物を適用する工程を含む。直ぐ上に記載された組成物は、任意の順序で且つ１つ以上の用途で適用され得る。更に、上記の組成物は、部分的に順次に、同時に硬化（即ち、順次及び同時の両方で層を硬化）されるか、又は全体的に同時に硬化（即ち、全ての層を同時に硬化）され得る。更に、組成物が熱を介して硬化される時、組成物は、様々な温度及び時間で硬化されてよく、なお特許請求の範囲内に入る。
【００６３】
方法１４は多層コーティングシステム１２を提供する。液体金属層１６を含む多層コーティングシステム１２は、観察角度の変化による光の強さの変化に反映する。多層コーティングシステム１２は、「Ｌ」値、「ａ」値、及び「ｂ」値によって規定される色を有し、即ち、物品２０はＬ＊ａ＊ｂ＊値を有する。多層コーティングシステム１２のＬ＊ａ＊ｂ＊値は、Ｈｕｎｔｅｒ  Ｌａｂカラースケールに従って分光光度計によって測定され得る。Ｈｕｎｔｅｒ  Ｌａｂカラースケールは、色分野の当業者によく知られた色測定システムである。Ｌ＊ａ＊ｂ＊値を測定するために利用される分光光度計は、典型的には、４５°／０°分光光度計、例えば、ミシガン州、グランドラピッズのエックスライト社（Ｘ−Ｒｉｔｅ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）から市販されているものであるが、他の型の分光光度計も使用され得る。Ｈｕｎｔｅｒ  Ｌａｂカラースケールでは、「Ｌ」値は、明暗を表す中心垂直軸と関連し、明は「Ｌ」＝１００（白）であり、暗は「Ｌ」＝０（黒）である。更に、Ｈｕｎｔｅｒ  Ｌａｂカラースケールでは、「ａ」値はレッド／グリーンスケールと関連し、「ｂ」スケールはイエロー／ブルースケールと関連する。「Ｌ」値とは異なり、「ａ」及び「ｂ」値は数値的な限界がないことが理解されるべきである。正の値はレッドであり負の値はグリーンである。正の「ｂ」値はイエローであり、負の「ｂ」値はブルーである。他のカラースケール、例えば、ＣＩＥＬＡＢ色空間も物品２０の色を決定するために使用できることが評価されるべきである。
【００６４】
方法１４は多層コーティングシステム１２を提供する。液体金属層１６を含む多層コーティングシステム１２は、観察角度の変化による光の強さの変動を反映する。一般的に、観察角度は、３つのカテゴリーにグループ化される：「フェイス」（近スペクトル）、「ミッドスペクトル」（又は拡散）、及び「フロップ」（遠スペクトル）。これらのカテゴリーは、以下のように変角分光測光器（goniospectrophotometer）での観察角度と相関する：近スペクトルは１５°又は２５°であり；ミッドスペクトルは４５°であり；且つ遠スペクトルは７５°又は１１０°である。観察角度は、基準から４５°の反射角を基準にして決定される。典型的には、トラベルは、「フェイス」が、暗い灰色に見える「フロップ」と比較する時に、明るい銀色に見える程度の差として記載されている。
【００６５】
観察される光の反射の変化についての別の表現は、フロップインデックスによって示される。フロップインデックスは、コーティングが観察角度を通して回転される時の、コーティングの反射率の変化の目安である。フロップインデックス０はべた色を表すが、１０よりも高いフロップインデックスは「液体金属効果」を示す。
【００６６】
フロップインデックスは数学的に以下によって規定される：
フロップインデックス＝２．６９（Ｌ＊１５−Ｌ＊１１０）１．１１／（Ｌ＊４５）０．８６
【００６７】
本発明の多層コーティングシステム１２は、典型的には１０よりも高い、更に典型的には１２よりも高い、最も典型的には１２〜２０のフロップインデックスを有する。
【００６８】
以下の実施例は、本発明を例示し且つ決して本発明の範囲を限定するものとは見なされないことを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、液体金属組成物及びトップコート組成物を用いて基板を塗装する方法を概略的に示すフローチャートである。
【図２】図２は、基板、液体金属層、及びトップコート層を含む本発明の多層コーティング系の断面図である。
【図３】図３は、ベースコート組成物、液体金属組成物、及びトップコート組成物を用いて基板を塗布する方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、基板、ベースコート層、液体金属層、及びトップコート層を含む本発明による多層コーティングシステムの断面図である。
【図５】図５は、ベースコート組成物、クリアコート組成物、液体金属組成物、及びトップコート組成物を用いて基板を塗装する方法を示すフローチャートである。
【図６】図６は、基板、ベースコート層、クリアコート層、液体金属層、及びトップコート層を含む本発明による多層コーティングシステムの断面図である。
【００７０】
実施例
例示多層コーティング１〜５（「ウェットオンウェット」プロセスを介して形成される）の例
例示組成物１〜３に対応する、液体金属組成物を、本発明に従って形成する。例示組成物１〜３を表１に記載し、例示する。例示多層コーティング１〜５も、本発明に従って「ウェットオンウェット」プロセスを用いて例示組成物２及び３から形成する。例示組成物１〜３を形成するために使用される各成分の量及び種類を、以下の表１に示し、その際、全ての質量部の値は、特段指示がない限り、適用前の成分の組み合わせた質量の１００質量部を基準とする。
【表１】
2015503000.tif 000002
【００７１】
樹脂Ａは高分子量のアクリル樹脂である。
樹脂Ｂは変性エポキシ樹脂である。
樹脂Ｃはヘキサメトキシメチル／ｎ−ブチル−メラミンホルムアルデヒド樹脂である。
ＣＡＢ  Ａは３０，０００の分子量（Ｍｎ）を有する酪酸酢酸セルロースである。
ＣＡＢ  Ｂは７０，０００の分子量（Ｍｎ）を有する酪酸酢酸セルロースである。
ワックスはエチレンアクリル酸コポリマーである。
添加剤Ａは、１００質量％の添加剤Ａを基準として、９５質量％のベンゼンプロパン酸（３−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−５−（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシ−、Ｃ７〜９−分枝鎖状及び直鎖状アルキルエステル、及び５質量％の１−メトキシ−２−プロピルアセテートを含むＵＶ安定剤である。
添加剤Ｂは、アミン中和ドデシルベンゼンスルホン酸（ＤＤＢＳＡ）を含む触媒である。
添加剤Ｃは、アミン中和ｐ−トルエンスルホン酸（ｐ−ＴＳＡ）を含む触媒である。
アルミニウム顔料Ａは、ＨＹＤＲＯＳＨＩＮＥ（登録商標）ＷＳ−３００１、ケンタッキー州ルイビルのエッカルトアメリカ社（Eckart America Corporation）から市販されているＰＶＤアルミニウムフレークである。
有機溶媒Ａは、Ａｒｏｍａｔｉｃ７１００、芳香族炭化水素ブレンドである。
有機溶媒Ｂは、Ａｒｏｍａｔｉｃ１５０、芳香族炭化水素ブレンドである。
有機溶媒Ｃはイソプロパノールである。
有機溶媒ＤはＮ−酢酸ブチルである。
有機溶媒Ｅは第１級酢酸アミルである。
有機溶媒ＦはＰＭアセテートである。
有機溶媒Ｇはアセトンである。
有機溶媒Ｈは水である。
有機溶媒Ｉはイソプロパノールである。
有機溶媒Ｊはｎ−ブタノールである。
有機溶媒Ｋはエチレングリコールモノブチルエーテルである。
有機溶媒Ｌは酢酸エチルである。
有機溶媒Ｍはプロパノールである。
【００７２】
例示組成物１〜３の特性を以下の表２に記載する。
【表２】
2015503000.tif 000003
【００７３】
多層コーティング１〜３を形成するために、例示組成物２を３つの基板に塗布し、それぞれの基板は、金属を含み且つその上にＣＡＴＨＯＧＵＡＲＤ（登録商標）５００電着塗装及び異なるプライマー（以下に記載されるように）が塗布されている。例示組成物２は、２つの塗膜に吹き付け塗布され、トップコート組成物ＵＲＥＧＬＯＳＳ（登録商標）もまた、通常、自動車製造業者によって利用される方法に合った自動化プロセスで、静電ベル型アプリケータを用いてそれぞれの基板に「ウェットオンウェット」で吹き付け塗布されている。例示組成物２の第１の塗膜の適用後に、第１の塗膜を、例示組成物２の第２の塗膜の適用前に、周囲温度で１分間フラッシュする。例示組成物２の第２の塗膜を適用したら、第２の塗膜を、トップコート組成物の適用前に、周囲温度で１分間フラッシュする。例示組成物２を、２つの塗膜で０．３ミルの全対象厚さで基板に適用し、トップコート組成物を単一の塗膜で２．０ミルの対象厚さで適用し、その上に組成物を有する基板を、２８５°Ｆの金属温度で２０分間焼成し且つ硬化して例示多層コーティング１〜３を形成する。
【００７４】
例示多層コーティング１〜３の色データを以下の表３に示す。例示多層コーティング１〜３を、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊カラースケールでエックスライト分光光度計で分析する。表３は、例示多層コーティング１〜３のＬ＊、ａ＊、ｂ＊、Ｃ＊、及びｈ＊値を含む。更に、表３はまた、例示多層コーティング１〜３の（１）Ｌ＊値トラベル（Ｌ＊１５°−Ｌ＊１１０°）及び（２）フロップインデックス（２．６９（Ｌ＊１５−Ｌ＊１１０）１．１１／（Ｌ＊４５）０．８６）も含む。Ｌ＊値トラベルに関しては、典型的には値が高い程、より良くなる、即ち、１５°でＬ＊値が高く且つ１１０°でＬ＊値が低い程、「液体金属」外観はより顕著になる。フロップインデックスに関しては、典型的にはフロップインデックス値が高い程、より良くなる、即ち、フロップインデックス値が高い程、「液体金属」外観はより顕著になる。
【表３】
2015503000.tif 000004
【００７５】
ここで表３に関しては、例示多層コーティング１〜３は（１）典型的には自動車製造業者に利用される方法に合った自動化された「ウェットオンウェット」プロセスで静電ベル型アプリケータを用いて、及び（２）典型的には自動車製造業者によって使用される多様なプライマーで形成される時に、優れたＬ＊値トラベルとフロップインデックスを示す。
【００７６】
例示多層コーティング４及び５を形成するために、例示組成物３を、２つの異なる吹き付け速度で、ＣＡＴＨＯＧＵＡＲＤ（登録商標）５００電着塗装及びその上に適用されたＵＮＩＢＬＯＣ（登録商標）ブラックプライマーを有する金属パネルの上に適用する。例示組成物３を、２つの塗膜で吹き付け塗布し、ＵＲＥＧＬＯＳＳ（登録商標）トップコート組成物を、典型的には自動車製造業者に利用される方法に合った自動化プロセスで静電ベル型アプリケータを用いてそれぞれの基板の上に「ウェットオンウェット」で適用する。例示組成物３を、２つの塗膜で０．３ミルの全対象厚さで基板に塗布し、トップコート組成物を２．０ミルの対象厚さで塗布し、組成物を２８５°Ｆの金属温度で２０分間焼成し、硬化して例示多層コーティング４及び５を形成する。しかしながら、例示組成物３を、２つの塗膜で１９０ｃｃ／分及び１３０ｃｃ／分で基板に吹き付け塗布し、硬化して多層コーティング４を形成する一方で、例示組成物３を２つの塗膜で２２０ｃｃ／分及び１５０ｃｃ／分で基板に吹き付け塗布し、硬化して多層コーティング５を形成する。
【００７７】
例示多層コーティング４及び５を、エックスライト分光光度計を用いてＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊カラースケールで分析し、色のデータを以下の表４に示す。更に詳細には、表４は、例示多層コーティング４及び５についてのＬ＊、ａ＊、ｂ＊、Ｃ＊、ｈ＊、Ｌ＊値、トラベル及びフロップインデックス値を含む。
【表４】
2015503000.tif 000005
【００７８】
ここで表４に関しては、例示多層コーティング４及び５は、異なる適用プロセスで形成される時に、即ち、例示組成物３が異なる速度で塗布されてコーティング４及び５を形成する時に、類似の優れたＬ＊値、トラベル及びフロップインデックスを示す。即ち、例示組成物３は、塗布プロセスにおける微小な変化が、それから形成された例示多層コーティングの特性に影響を及ぼすような「プロセス感受性」ではない。
【００７９】
例示多層コーティング６〜２４（「ベークオンベーク」プロセスによって形成）
例示組成物４〜１２に対応する、液体金属組成物は、本発明に従って形成される。例示組成物４〜１２は、上記され且つ表５及び表６に例示されている。例示多層コーティング６〜２４も、本発明に従って「ベークオンベーク」プロセスで例示組成物４〜１２から形成される。例示組成物４〜１２を形成するために使用されるそれぞれの成分の量及び種類は、以下の表５及び表６に示されており、全ての値はグラムである。
【表５】
2015503000.tif 000006
【表６】
2015503000.tif 000007
【００８０】
樹脂Ｄはマイクロゲル樹脂である。
添加剤Ｄは、ポリヒドロキシカルボン酸アミドの溶液である。
添加剤Ｅはアクリル流動剤である。
アルミニウム顔料Ｂは、ケンタッキー州ルイビルのエッカルトアメリカ社（Eckart America Corporation）から市販されているＭＥＴＡＬＵＲＥ（登録商標）Ｌ−５６１６１である。
アルミニウム顔料Ｃは、ＳＩＬＶＥＲＳＨＩＮＥ（登録商標）Ｓ２１００、ケンタッキー州ルイビルのエッカルトアメリカ社（Eckart America Corporation）から市販されているＰＶＤアルミニウムフレークである。
アルミニウム顔料Ｄは、ＳＴＡＰＡ（登録商標）ＨＹＤＲＯＬＡＮ２１５６、ケンタッキー州ルイビルのエッカルトアメリカ社（Eckart America Corporation）から市販されているＰＶＤアルミニウムフレークである。
ＣＡＢ  Ｃは、１００質量部のＣＡＢ  Ｃを基準として、２０質量部の３０，０００の分子量（Ｍｎ）を有する酪酸酢酸セルロースと、８０質量部のｎ−酢酸ブチルを含む溶液である。
有機溶媒Ｎはｎ−メチルピロリドンである。
【００８１】
例示組成物４〜１２の特性を以下の表７に記載する。
【表７】
2015503000.tif 000008
【００８２】
多層コーティングＮｏ．６〜２４を形成するために、液体金属組成物４〜１２を、以下の表８及び９に記載されたパラメータに従って準備された基板の上に塗布する。
【表８】
2015503000.tif 000009
【表９】
2015503000.tif 000010
【００８３】
例示多層コーティング６〜１６を試験し、結果を以下の表１０に記載する。実施例のフロップインデックスを上記の通り測定し、液体金属外観は、当業者によるコーティングの目視検査に基づく。
【００８４】
実施例のチップ抵抗を、７０ｐｓｉの圧力で冷却（−２０℃）した３パイントの砂利を用いてグラベロメーター（Gravelometer）で行った。チップ抵抗値は、それぞれの実施例の塗膜損失パーセントを示す。一般的に、３％未満のチップ抵抗は、良好な性能であると見なされる。
【００８５】
ＱＣＴ付着性試験を、実施例を１１０°Ｆで４日間熟成させた後に行い、その際、Ｑパネルからのクリーブランド凝縮試験機で湿気を凝縮させる。１〜１０のチップ抵抗評価スケールは、それぞれの試料の塗料損失パーセントを示すために使用される。０の値はコーティングの損失がないことを示し；１の値は５パーセント未満のコーティング損失を示し；２の値は約５パーセントのコーティング損失を示し；３の値は約１０パーセントのコーティング損失を示し；４の値は約１５パーセントのコーティング損失を示し；５の値は約２０パーセントのコーティング損失を示し；６の値は約２５パーセントのコーティング損失を示し；７の値は約４５パーセントのコーティング損失を示し；８の値は約６０パーセントのコーティング損失を示し；９の値は約７５パーセントのコーティング損失を示し；１０の値は約９５パーセントのコーティング損失を示す。一般的に、３以下のＱＣＴ接着評価は良好な性能であると見なされる。
【表１０】
2015503000.tif 000011
【００８６】
例示多層コーティングＮｏ．１７〜２４を、以下の表１１に記載した様々な塗布技術を用いて本発明による例示組成物４〜９で形成する。多層コーティングＮｏ．１７〜２４を形成するために、液体金属組成物４〜１２を、上の表９に記載されたパラメータに従って準備された基板の上に適用する。上記の通り測定した、例示多層コーティングＮｏ．１７〜２４のフロップインデックスも、以下の表１１に記載する。
【表１１】
2015503000.tif 000012
【００８７】
例示組成物１３〜２３に対応する、液体金属組成物を、本発明に従って形成する。例示組成物１３〜２３を記載し且つ表１２及び１３に例示する。例示多層コーティング２５〜３５Ａ〜Ｃも、本発明に従って「ベークオンベーク」プロセスを用いて例示組成物１３〜２３から形成する。例示組成物１３〜２３を形成するために使用されるそれぞれの成分の量と種類を、以下の表１２及び表１３に示し、全ての値はグラムである。
【表１２】
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【表１３】
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【００８８】
樹脂Ｅは、１７．５ｄＰａ．ｓ．の粘度及び２８００ｇ／モルの分子量（Ｍｎ）を有するａｒｏｍａｔｉｃ１００溶媒中の７５％のヒドロキシル官能性アクリル樹脂である。
樹脂Ｆは、２７ｄＰａ．ｓ．の粘度及び１９，２４３ｇ／モルの分子量（Ｍｎ）を有するａｒｏｍａｔｉｃ１００溶媒中の５５％のヒドロキシル官能性アクリル樹脂である。
樹脂Ｇは、５０ｄＰａ．ｓ．の粘度及び２８，７００ｇ／モルの分子量（Ｍｎ）を有するａｒｏｍａｔｉｃ１００溶媒中の５３％のヒドロキシル官能性アクリル樹脂である。
樹脂Ｈは、１５０ｄＰａ．ｓ．の粘度及び２５，０００ｇ／モルの分子量（Ｍｎ）を有するａｒｏｍａｔｉｃ１００溶媒中の５６％のヒドロキシル官能性アクリル樹脂である。
【００８９】
例示組成物１３〜２３から形成された、例示多層コーティングの３つの実施態様：（１）液体金属層及びトップコート層を含む多層コーティング、（２）ベースコート層、液体金属層、及びトップコート層を含む多層コーティング、及び（３）ベースコート層、クリアコート層、液体金属層、及び第２のトップコート層を含む多層コーティングを、表１３に記載する。例示組成物１３〜２３から形成されたコーティングを、上に記載されるようにチップ耐性について試験する。チップ耐性試験の結果を以下の表１４に記載する。
【表１４】
2015503000.tif 000015
【００９０】
例示多層コーティング２５Ａ−Ｃ−３５Ａ−Ｃを、０．１２の結合剤に対する顔料の比で多様な結合剤とアルミニウム顔料を用いて形成する。例示組成物１３〜２３を、０．３ミルの対象厚さで吹き付け塗布するが、従来のベースコート層ほど厚くない、耐久性のある液体金属層を更に形成する。
【００９１】
ここで表１４に関しては、チップ耐性の値が低い程、コーティングの耐久性が高まる。液体金属層とトップコート層を含む、実施態様１の多層コーティングは、一般的に実施態様２の多層コーティングよりも低いチップ耐性値を有する。特に、実施態様１の多層コーティングは、３未満のチップ耐性値を有する優れたチップ耐性を示す。
【００９２】
例示組成物２４は、本発明に従って形成され、以下の表１５に記載され且つ例示される。例示組成物２４を形成するために使用される各成分の量及び種類を、以下の表１５に示し、その際、全ての値は、１００質量部の組成物を基準とする質量部である。
【表１５】
2015503000.tif 000016
【００９３】
添加剤Ｆは、ＬＵＢＲＩＺＯＬ（登録商標）２０６２、オハイオ州、ウィクリフのルブリゾール社（Lubrizol Corporation）から市販されているリン酸エステル付着促進剤である。
有機溶媒Ｏは、標準のペンチルプロパノエートである。
有機溶媒Ｐはアミノメチルプロパノールである。
樹脂Ｉは、Ｋ−フレックスＸＭ−Ａ３０、コネチカット州、ノーウォークのキングインダストリーズ社から市販されているポリエステル樹脂である。
【００９４】
例示組成物２４の割合を以下の表１６に記載する。
【表１６】
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【００９５】
ここで表１７に関しては、例示組成物２４を、ＣＡＴＨＯＧＵＡＲＤ（登録商標）５００電着塗装及びＵＮＩＢＬＯＣ（登録商標）チタンプライマーが塗布された金属基板に吹き付け塗装する。更に詳細には、例示組成物２４を０．３ミルの厚さで塗布し、例示組成物２４が塗布された基板を２８５°Ｆの金属温度で２０分間加熱し、硬化して「液体金属層」を形成する。ＵＲＥＧＬＯＳＳ（登録商標）トップコート組成物を、２．０ミルの厚さで吹き付け塗布し、その上にトップコート組成物を有する基板を２８５°Ｆの金属温度で２０分間加熱して、例示多層コーティング３６〜３９を形成する。例示多層コーティング３６〜３９をチップ耐性並びに基板への付着について試験し、結果を以下の表１７に記載する。プロセスパラメータについては表９を参照されたい。
【表１７】
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【００９６】
また、表１７に関しては、例示多層コーティング３６〜３８は、優れたチップ耐性並びに基板へ付着性を示す。
【００９７】
添付の特許請求の範囲は、表現及び特定の化合物、組成物、又は詳細な説明に記載された方法に限定されず、これは添付の特許請求の範囲内に入る特定の実施態様の間で変化し得ることが理解されるべきである。多様な実施態様の特別な特徴又は態様を記載するための本願明細書によるマーカッシュ群に関しては、様々な、特別な及び／又は予想されない結果が、他の全てのマーカッシュ要素から独立してそれぞれのマーカッシュ群のそれぞれの要素から得られ得ることが理解されるべきである。マーカッシュ群のそれぞれの要素は、個々に又は組み合わせて添付の特許請求の範囲内の特定の実施態様のための適切な根拠になり得て、これを提供する。
【００９８】
本発明の種々の実施態様を説明する際に依存する任意の範囲及びサブ範囲は、独立して及びまとめて添付の特許請求の範囲内に入ることも理解されるべきであり、かかる値が本願明細書に明白に記載されていない場合でも、そこにある全体値及び／又は小数値を含む全ての範囲を記載し且つ考慮することが理解されている。当業者であれば、列挙された範囲及びサブ範囲が本発明の種々の実施態様を十分に記載し且つ可能にすることを容易に認識し、かかる範囲及びサブ範囲が更に関連の２分の１、３分の１、４分の１、５分の１等に記載され得ることを容易に理解する。単なる一例として、「０．１〜０．９」の範囲は、下３分の１、即ち、０．１〜０．３、中３分の１、即ち、０．４〜０．６、及び上３分の１、即ち、０．７〜０．９に更に説明され得る。これらは個別に及びまとめて添付の特許請求の範囲内であり、個別に及び／又はまとめて添付の特許請求の範囲内の特別な実施態様のための適切な根拠になり得て、これを提供する。更に、「少なくとも」、「より高い」、「未満」、「以下」等の範囲を規定又は変更する用語に関しては、かかる用語がサブ範囲及び／又は上限又は下限を含むことが理解されるべきである。別の実施例として、「少なくとも１０」の範囲は、少なくとも１０〜３５のサブ範囲、少なくとも１０〜２５のサブ範囲、２５〜３５のサブ範囲などを固有に含み、それぞれのサブ範囲は、個別に及び／又はまとめて添付の特許請求の範囲内の特別な実施態様のための適切な根拠になり得て、これを提供する。最終的に、開示された範囲内の個別の数は、添付の特許請求の範囲内の特別な実施態様のための適切な根拠になり得て、これを提供する。例えば、「１〜９の」範囲は、様々な個別の整数、例えば、３並びに小数点（又は分数）を含む個別の数、例えば、４．１を含み、これは添付の特許請求の範囲内の特別な実施態様のための適切な根拠になり得て、これを提供する。
【００９９】
本発明は、例示された方法で記載されており、使用されてきた専門用語が、限定ではない説明の用語の性質を帯びることが意図されていることが理解されるべきである。明らかに、本発明の多くの変更及び改変が上記の技術に照らして可能である。従って、添付の特許請求の範囲内で、本発明は特に記載されない限り実施され得ることが理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年7月17日(2014.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０よりも高いフロップインデックスを有する多層コーティングシステムであって、
（Ａ）基板；
（Ｂ）前記基板の周囲に配置され且つ１０％よりも高い適用固形分パーセントを有し且つ
アクリル樹脂及び酪酸酢酸セルロースを含む結合剤、
ワックス、
有機溶媒、及び
ＰＶＤアルミニウムフレークを含むアルミニウム顔料
を含む、液体金属組成物から形成された液体金属層；及び
（Ｃ）前記液体金属層の周囲に配置され且つトップコート組成物から形成されたトップコート層
を含む、前記多層コーティングシステム。
【請求項２】
液体金属組成物中の前記結合剤に対する前記アルミニウム顔料の比が０．２５未満である、請求項１に記載の多層コーティングシステム。
【請求項３】
液体金属組成物が１１％〜３５％の適用固形分パーセントを有する、請求項１又は２に記載の多層コーティングシステム。
【請求項４】
前記ＰＶＤアルミニウムフレークが１〜３０μｍのＤ１０値、５〜５０μｍのＤ５０値、及び７５μｍ未満のＤ９０値を有する粒径分布を有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の多層コーティングシステム。
【請求項５】
前記液体金属層及び前記トップコート層が同時に硬化されるウェットオンウェットシステムによって形成される請求項１から４までのいずれか１項に記載の多層コーティングシステム。
【請求項６】
前記液体金属層が１０．２μｍ（０．４ミル）厚さ未満であり且つ前記液体金属層と前記トップコート層がまとめて６６．０μｍ（２．６ミル）厚さ未満である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の多層コーティングシステム。
【請求項７】
多層コーティングシステムを形成するために液体金属組成物及びトップコート組成物を用いる基板の塗布方法であって、
液体金属層を形成するために結合剤、ワックス、有機溶媒、及びアルミニウム顔料を含む液体金属組成物を、１０％よりも高い適用固形分パーセントで基板の上に塗布する工程；
トップコート層を形成するためにトップコート組成物を該液体金属層の上に塗布する工程；及び
１０よりも高いフロップインデックスを有する多層コーティングシステムを形成するために層を硬化する工程
を含む、前記塗布方法。
【請求項８】
液体金属層が１０．２μｍ（０．４ミル）厚さ未満であり、且つ液体金属層とトップコート層がまとめて６６．０μｍ（２．６ミル）厚さ未満である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
トップコート組成物を液体金属層上に塗布する工程が、層が同時に硬化されるように、トップコート組成物を液体金属層上にウェットオンウェット塗布する工程として更に規定される、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
液体金属組成物を適用する工程の前にベースコート層を形成するために基板の上にベースコート組成物を塗布する工程を更に含む、請求項７から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
液体金属組成物を塗布する工程の前にクリアコート層を形成するためにベースコート層の上にクリアコート組成物を塗布する工程を含む、請求項７から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
液体金属組成物中の結合剤に対するアルミニウム顔料の比が０．２５未満であり、液体金属組成物が１１％〜３５％の適用固形分パーセントで塗布される、請求項７から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
多層コーティングシステムが１２よりも高いフロップインデックスを有する、請求項７から１２までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
アルミニウム顔料が、１〜３０μｍのＤ１０値、５〜５０μｍのＤ５０値、及び７５μｍ未満のＤ９０値を有する粒径分布を有するＰＶＤアルミニウムフレークを含み、該ＰＶＤアルミニウムフレークは基板に隣接し且つ液体金属層内で基板に対して実質的に平行に配向している、請求項７から１３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
液体金属組成物の塗布工程が、液体金属組成物を第１及び第２の塗膜で基板の上に塗布する工程として更に規定される、請求項７から１４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
１０よりも高いフロップインデックスを有する液体金属層を形成する液体金属組成物であって、
（Ａ）アクリル樹脂及び酪酸酢酸セルロースを含む結合剤、
（Ｂ）ワックス；
（Ｃ）有機溶媒；及び
（Ｄ）ＰＶＤアルミニウムフレークを含むアルミニウム顔料
を含み、且つ
１０％よりも高い適用固形分パーセントを有する、前記液体金属組成物。
【請求項１７】
前記結合剤に対する前記アルミニウム顔料の比が０．２５未満である、請求項１６に記載の液体金属組成物。
【請求項１８】
前記ＰＶＤアルミニウムフレークが、１〜３０μｍのＤ１０値、５〜５０μｍのＤ５０値、及び７５μｍ未満のＤ９０値を有する粒径分布を有する、請求項１６又は１７に記載の液体金属組成物。
【請求項１９】
前記酪酸酢酸セルロースが６５，０００〜７５，０００ｇ／モルの数平均分子量（Ｍｎ）を有する、請求項１６から１８までのいずれか１項に記載の液体金属組成物。
【請求項２０】
前記ワックスがエチレン−アクリル酸コポリマーを含む、請求項１６から１９までのいずれか１項に記載の液体金属組成物。
【国際調査報告】
2015503000.tif 000025
2015503000.tif 000026
2015503000.tif 000027