(57)【要約】【課題】構造性光学機能を呈する光輝材による重なりや凝集が抑制され、塗膜表面平滑性に対する基準が高く、塗膜面積が広い基材であっても実質的に平滑な塗膜を、簡便に、効率良く形成することが可能な光輝材含有塗料組成物、該塗料組成物において、光学機能発現構造体として機能する表面電荷が高い新規な光輝材、複合光輝材及び光輝材の製造法を提供すること。【解決手段】本発明の光輝材は、光透過性を有し、屈折率の異なる少なくとも２種類のポリマーを順次層状に形成した層構造を有し、光の反射干渉作用による、可視光線、赤外線又は紫外線に対する光学機能を発現し、且つゼータ電位が−３０ｍＶ以下を示し、本発明の塗料組成物は、前記光輝材と塗膜形成性樹脂と溶剤とを含む。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有し、屈折率の異なる少なくとも２種類のポリマーを順次層状に形成した層構造を有し、光の反射干渉作用による、可視光線、赤外線又は紫外線に対する光学機能を発現し、且つゼータ電位が−３０ｍＶ以下を示すことを特徴とする光輝材。
【請求項２】
光輝材の断面短軸長さと断面長軸長さとの比が、１：０．８〜１０．０であり、光輝材の平均長さが２０〜２５０μｍである請求項１記載の光輝材。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光輝材において、異なる反射ピーク波長を有する複数の光輝材からなることを特徴とする複合光輝材。
【請求項４】
請求項１又は２記載の光輝材において、光の反射干渉作用による、可視光線に対する光学機能を発現する光輝材、赤外線に対する光学機能を発現する光輝材及び紫外線に対する光学機能を発現する光輝材のうちの少なくとも２種以上を含むことを特徴とする複合光輝材。
【請求項５】
光透過性を有し、屈折率の異なる少なくとも２種類のポリマーを順次層状に形成した層構造を有し、光の反射干渉作用による、可視光線、赤外線又は紫外線に対する光学機能を発現する構造体を所定大きさに切断したチップを準備する工程(a)と、該チップをアニオン系界面活性剤及び／又はノニオン系界面活性剤を含む溶液中に混合し、乾燥することによりゼータ電位−３０ｍＶ以下とする工程(b)とを含むことを特徴とする光輝材の製造法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項記載の光輝材と、塗膜形成性樹脂と、溶剤とを含む光輝材含有塗料組成物。
【請求項７】
塗膜形成性樹脂が、繊維素系樹脂を含む請求項６記載の塗料組成物。
【請求項８】
分散剤、界面活性剤及び粒状緩衝材からなる群より選択される少なくとも1種を更に含む請求項６又は７記載の塗料組成物。
【請求項９】
分散剤が、アミン系高分子分散剤、ポリカルボン酸系高分子分散剤、スルホン酸系高分子分散剤、リン酸系高分子分散剤及びこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１種を含み、界面活性剤が、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤及びこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１種を含み、粒状緩衝材が、ガラスビーズ、有機ビーズ、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウム及びシリカからなる群より選択される少なくとも１種を含む請求項８記載の塗料組成物。
【請求項１０】
粒状緩衝材の１次粒子径が０．０１〜１０μｍである請求項８記載の塗料組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、鉄道車両、船舶、航空機、家具、電化製品、スポーツ用品等の塗装に適用される、光輝感と共に見る角度によって色相が変化する意匠性に優れた光輝材、紫外線を有効に反射する光輝材及び赤外線を有効に反射する光輝材の少なくとも１種の光輝材を含み、得られる塗膜中において光輝材の凝集、重なりが抑制され、光輝材が塗膜に対して平行に配向し易い塗料組成物、該塗料組成物に適した光輝材、複合光輝材及び光輝材の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装技術に関しては種々研究、開発がなされており、例えば、自動車の上塗りとしては、ソリッドカラー塗膜、メタリックカラー塗膜又はパールカラー塗膜が一般的に知られている。中でもメタリックカラー塗膜は、着色顔料と微細なアルミ片を含有し、着色顔料の色彩に加えてアルミ片による光の乱反射に基づく意匠性を示し、また、パールカラー塗膜は、雲母片を含有する透明のマイカベース塗料を用いることで、メタリックカラー塗膜よりも柔らかな反射光を呈する意匠性を示す。更に近年においては見る角度によって色相が変化する意匠性の高いパールカラー塗膜も開発され実用化されている。
最近においては、塗膜に対する優れた意匠性の要求が更に強くなってきており、従来のメタリックカラー塗膜やパールカラー塗膜とは異なる意匠性を示す特定の発色構造体をチップ状に切断した光輝材を有する塗膜が開発されている(例えば、特許文献１〜５及び非特許文献１〜２参照)。
このような塗膜は、光透過性を有し、屈折率の異なる少なくとも２種類のポリマーを順次層状に形成した発色構造を有し、光の反射干渉作用による干渉光と干渉光以外の透過光とが制御された構造性発色を呈するので、透明感、深み感、奥行き感等の質感にも優れ、また、下地にカラー層等を設けることで独特の複合色が得られ、しかも見る角度や光線の種類や光量によってもこのような意匠性が変化して従来の塗膜とは異なる意匠性を示す。
【特許文献１】特開平７−３４３２４号公報
【特許文献２】特開２０００−２２９３７０号公報
【特許文献３】特開２０００−２４６８２９号公報
【特許文献４】特開２００１−３４７７９８号公報
【特許文献５】特開平４−２９５８０４号公報
【非特許文献１】「繊維機械学会誌」vol.42,No.2、繊維機械学会出版、１９９８年２月発行、p55-62(光干渉発色性繊維に関する研究)
【非特許文献２】「繊維機械学会誌」vol.42,No.10、繊維機械学会出版、１９９８年１０月発行(光干渉発色性繊維に関する研究)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述の塗膜に用いられる光輝材は、メタリックカラー塗膜に用いるアルミ片等の金属製材料や、パールカラー塗膜に用いるマイカに比して概ね１．１〜１．３と低比重であり、しかも、厚みが数μｍ〜十数μｍと大の形態を有する。このため、前記光輝材を実質的に塗膜面に対して平行に配向させ、光輝材同士の重なりを抑制した塗膜を形成することが極めて困難であり、実際の工業的生産においては、光輝材が塗膜から大きく突出したり、はみ出し、塗膜表面を平滑にし難いという問題が生じている。
そこで、このような光輝材を有する塗膜を形成後に該塗膜表面における光輝材による凹凸を研磨して平滑にした後にクリア塗装を行うか、若しくはクリア塗膜の厚さを極端に厚くする方法が採用されている。しかし、このような方法は、工程が煩雑化し、またクリア塗膜を厚くすると塗膜全体の厚さが厚くなるという問題があるため、塗膜表面平滑性に対する基準が高く、塗膜面積が広い自動車ボディー等への塗膜形成には適用し難い。
従って、このような意匠性に優れる光輝材が開発されているにもかかわらず、塗膜面積が広い基材への適用が困難であるのが実状である。
ところで、近年、塗膜に対して意匠性のみならず、紫外線防止作用や赤外線防止作用が望まれる場合がある。このような紫外線防止や赤外線防止についても、屈折率の異なる少なくとも２種類のポリマーを順次層状に形成した構造を有する光輝材の利用が考えられる。しかし、このような光輝材も上述の塗膜表面の平滑性等にかかる課題が解決できなければその適用範囲が制限され、本来有する優れた効果が発揮できないという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、塗膜表面平滑性に対する基準が高く、塗膜面積が広い基材であっても、光輝材の凝集、重なりが抑制され、光輝材を塗膜に対して平行に配向させた塗膜を、塗膜表面平滑性に対する基準が高く、塗膜面積が広い基材であっても容易に形成することが可能な光輝材含有塗料組成物、該塗料組成物において、光の反射干渉作用による、可視光線、赤外線及び紫外線の少なくともいずれかに対する光学機能を発現し、優れた意匠性、紫外線防止作用や赤外線防止作用を有する、特定の表面電荷を有する新規な光輝材、複合光輝材及び光輝材の製造法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、屈折率の異なる少なくとも２種類のポリマーを順次層状に形成した構造を有する光輝材に対して特定の表面処理を施し、特定のゼータ電位を示す光輝材を製造し、該光輝材を塗料組成物に含有させることにより、光輝材同士の重なりや凝集が抑制でき、得られる塗膜の凹凸が抑制しうることを見出した。更に、前記光輝材に加えて、塗料組成物中に、粒状緩衝材、繊維素系樹脂等を配合することによって、より確実に、光輝材同士の重なりや凝集が抑制できることを見出した。
【０００６】
すなわち本発明によれば、光透過性を有し、屈折率の異なる少なくとも２種類のポリマーを順次層状に形成した層構造を有し、光の反射干渉作用による、可視光線、赤外線又は紫外線に対する光学機能を発現し、且つゼータ電位が−３０ｍＶ以下を示すことを特徴とする光輝材が提供される。
また本発明によれば、前記光輝材において、異なる反射ピーク波長を有する複数の光輝材からなることを特徴とする複合光輝材が提供される。
更に本発明によれば、前記光輝材において、光の反射干渉作用による、可視光線に対する光学機能を発現する光輝材、赤外線に対する光学機能を発現する光輝材及び紫外線に対する光学機能を発現する光輝材のうちの少なくとも２種以上を含むことを特徴とする複合光輝材が提供される。
更にまた本発明によれば、光透過性を有し、屈折率の異なる少なくとも２種類のポリマーを順次層状に形成した層構造を有し、光の反射干渉作用による、可視光線、赤外線又は紫外線に対する光学機能を発現する構造体を所定大きさに切断したチップを準備する工程(a)と、該チップをアニオン系界面活性剤及び／又はノニオン系界面活性剤を含む溶液中に混合し、乾燥することによりゼータ電位−３０ｍＶ以下とする工程(b)とを含むことを特徴とする光輝材の製造法が提供される。
また本発明によれば前記光輝材と、塗膜形成性樹脂と、溶剤とを含む光輝材含有塗料組成物が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光輝材は、光透過性を有し、屈折率の異なる少なくとも2種類のポリマーを順次層状に形成した層構造を有し、且つ所定のゼータ電位を示すので、塗料に配合し塗膜を形成した際に、塗膜中における光輝材同士の重なりや凝集が抑制でき、平滑性に優れ、光輝材の有する優れた意匠性、紫外線防止作用や赤外線防止作用を十分に発揮した塗膜が得られる。また本発明の光輝材の製造法では、光輝材を簡便な方法により表面処理するので、容易に前記光輝材を得ることができる。
更に本発明の塗料組成物は、前記光輝材を含み、また必要により、特定の粒状緩衝材、繊維素系樹脂等を含むので、塗膜表面平滑性に対する基準が高く、塗膜面積が広い基材であっても所望の意匠性、紫外線防止作用、赤外線防止作用又はこれらを組合せた作用を有する塗膜を、簡便に、効率良く、しかも工業的に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明を更に詳細に説明する。
本発明の光輝材は、基本的には例えば、前述の特許文献１〜５及び非特許文献１〜２や特開平７−１９５６０３号公報等に記載された従来提案されている構造の光学機能を発現する構造体(繊維)を切断してチップ状にした、特定のゼータ電位を示す材料である。
本発明の光輝材を調製するための光学機能を発現する構造体は、光透過性を有し、屈折率の異なる少なくとも２種類のポリマーを順次層状に形成した層構造を備える。該構造は、層の厚さと屈折率を精密制御することにより、可視光線の特定波長を反射させる発色機能を発現させる構造、紫外線を反射させる構造又は赤外線を反射させる構造とすることができる。
【０００９】
前記光学機能を発現する構造体において、例えば、２種類のポリマーを交互積層させ、反射干渉作用による光学機能の発現を可能にするためには、式(１)が成立するように光学設計する。
λ＝２(ｎaｄa+ｎbｄb)    (１)
ここで、λは所望の反射スペクトルのピーク波長、ｎa、ｎbはそれぞれ使用するポリマーの屈折率、ｄa、ｄbはそれぞれ使用するポリマーの層厚を示す。尚、最大反射を示すのは、式(２)の四分の一波長のときである。
λ＝４ｎaｄa＝４ｎbｄb    (２)
従って、例えば、可視光線域での干渉反射、即ち、発色を発現させるためには、上記反射スペクトルのピーク波長λが概ね、０．３８μｍ〜０．７８μｍの範囲内に設定される。
λが概ね０．４７μｍである青色を呈する発色構造体を得るためには、２種類のポリマーとして、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)(屈折率ｎa＝１．５８)とポリアミド(Ny-6)(屈折率ｎb＝１．５３)とからなる交互積層構造を有する扁平型繊維を調製すれば良く、厚さは、それぞれ０．０７４μｍ、０．０７７μｍ、両層の交互積層数Ｎは、理想状態での反射率R=８０％を前提とすると、Ｎ＝６１程度となる。従って、この場合、交互積層部の総厚さ(Ａ＋Ｂ)は、(Ａ)０．０７４μｍ×３０層＝２．２２μｍ、(Ｂ)０．０７７μｍ×３１層＝２．３８７μｍより４．６０７μｍとなる。
尚、光学機能を発現する構造体は通常、実用性を考慮し、後述する図１に示すように交互積層部の周囲をクラッド部１２で覆う構成としており、そのクラッド部の厚さが概ね１μｍ〜５μｍ程度である。クラッド部の厚さは前記実用性(保護性)に加え、光学的整合(交互積層部における反射干渉強度を損ねないための条件)の観点からは、片側が４μｍ程度が望ましい。
従って、この際の構造体断面の短軸長(厚さ)は、４．６０７μｍ＋４μｍ×２＝１２．６μｍ程度にすることができる。
【００１０】
また、λ＝０．３μｍである紫外線の反射干渉作用を発現する構造体であって、前記同様、PET及びNy-6からなる交互積層体(総層数N＝６１層)を調製する場合は、厚さがそれぞれ０．０４７５μｍ、０．０４９μｍ程度となり交互積層部の総厚さ（Ａ＋Ｂ)は、(Ａ)０．０４７５×３０層＝１．４２４μｍ、(Ｂ)０．０４９μｍ×３１層＝１．５２０μｍより２．９４４μｍとなる。上記同様、クラッド部の厚さを４μｍ程度とすると、構造体断面の短軸長(厚さ)は、２．９４４μｍ＋４μｍ×２＝１０．９４４μｍ程度とすることができる。
更に赤外線の反射干渉作用を発現する構造体の場合も上記と同様に、層の厚さと屈折率を精密制御することで調製することができる。
【００１１】
前記層構造を構成するポリマーは、透明性を有するポリマーが使用でき、例えば、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ナイロン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド等の単体樹脂、あるいはこれらの混合樹脂、また各種液晶ポリマー等が挙げられる。
前記層構造は、屈折率の異なる少なくとも２種類のポリマーを順次層状に形成したものであるので、前記具体例から屈折率の異なる２種類以上のポリマーを適宜選択して製造することができる。屈折率の異なるポリマーは、２種以上であれば良く、所望の意匠性や紫外線防止作用、赤外線防止作用(以下、意匠性等という)を得るためにその種類の数は適宜選択することができる。また、所望に応じて、特定の層に無彩色系色素又は有彩色系色素等を含有させることもできる。
前記層構造を順次層状に形成するとは、例えば、屈折率の異なるポリマーを２種類用いる場合は交互に層状に形成すれば良く、屈折率の異なるポリマーを３種以上用いる場合には、これら３種以上のポリマーの順序を変えることなく所定順序に繰り返し層状に形成することが好ましい。この際、形成する層の繰り返しは所望の意匠性等を得るために適宜選択できるが、通常、層構造における層の総数Ｎが６層以上、特に１０〜１５０層であるのが好ましい。
【００１２】
前記層構造の製造は、公知の各種薄膜形成法や紡糸法が適用可能であり、例えば、真空蒸着、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、分子線エピタキシャル等の物理蒸着法、キャスティング法、スピンコート法、プラズマ重合法、ラングミュア・ブロジェット(LB)法等の薄膜形成法や、溶融、湿式、乾式等の各種紡糸法等を利用して製造することができる。
前記層構造は、層の剥離防止、耐摩耗性等の機械的強度を向上させるために、透明の樹脂製保護膜により被覆されていることが好ましい。樹脂の種類は透明性を有する樹脂から適宜選択することができる。
【００１３】
本発明の光輝材は、前記光学機能を発現する構造体の表面が高電荷を有するように処理された材料であって、ゼータ電位が、−３０ｍＶ以下、好ましくは−４０ｍＶ以下を示す。ゼータ電位の下限は通常−８０ｍＶ程度である。このようなゼータ電位を示すことにより、光輝材同士が所定の電荷を帯び、光輝材を含む塗膜を形成する際に、光輝材同士が反発するよう作用するので、該塗膜中における光輝材の重なり等が抑制される。ゼータ電位が−３０ｍＶを超えると、例えば光輝材を塗料に配合して塗膜を形成した際に、光輝材同士の重なり等が多く生じ、塗膜の平滑性が確保できず、塗膜形成工程が煩雑になったり、最終的に形成するクリア塗膜の膜厚を厚くしなければならないという不具合が生じる。
ここで、ゼータ電位は、公知のゼータ電位測定装置、例えば、商品名「レーザーゼーター電位計ELS−8000」(大塚電子(株)製、電気泳動光散乱光度計)等により、標準水系セルを用いて、光輝材を１質量％濃度で分散させた水を、測定角度１５°、平均電場−２６．４４Ｖ／ｃｍの条件で測定した値を意味する。測定においては、複数回測定しその平均値を求めることが好ましい。
【００１４】
本発明の光輝材の形態は、断面短軸長さ、即ち光輝材の断面における層状面に垂直な方向の辺の最大長さと、断面長軸長さ、即ち光輝材の断面における層状面に平行な方向の長辺の最大長さとの比が、通常１：０．８〜１０．０、好ましくは１：４〜６となる形態であることが望ましい。前記断面短軸長さ１に対する断面長軸長さの比が上記範囲外であると、光輝材を含有する塗膜中の光輝材を構成する発色構造体の層構造に、反射干渉作用を示す方角から光が当たるように光輝材を配向させることが困難となり好ましくない。光輝材の前記断面短軸長さは、反射干渉作用を効率良く発現しうる層数Nにも依存しているため、一概には決定できないが、通常数μｍ〜十数μｍが好ましい。光輝材の平均長さは、通常２０〜２５０μｍが好ましい。
【００１５】
本発明の複合光輝材は、前記光輝材において、異なる反射ピーク波長を有する複数の光輝材からなる。例えば、前記光輝材において、光の反射干渉作用による、可視光線に対する光学機能を発現する光輝材、赤外線に対する光学機能を発現する光輝材及び紫外線に対する光学機能を発現する光輝材のうちの少なくとも２種以上を含む態様等が挙げられる。このような複合光輝材を用いて塗料を調製することにより、優れた意匠性と紫外線防止作用及び／又は赤外線防止作用とを有する塗膜、紫外線防止作用と赤外線防止作用とを有する塗膜を得ることができる。
前記複合光輝材の態様としては、上記以外に光の反射干渉作用による可視光線に対する光学機能を発現する光輝材のうちの異なる反射ピーク波長を有する複数の光輝材から成る態様、光の反射干渉作用による赤外線に対する光学機能を発現する光輝材のうちの異なる反射ピーク波長を有する複数の光輝材から成る態様、光の反射干渉作用による紫外線に対する光学機能を発現する光輝材のうちの異なる反射ピーク波長を有する複数の光輝材から成る態様、若しくはこれらの任意の組合せ態様等も挙げられる。このような態様から各異なる反射ピーク波長を有する光輝材の割合を適宜選択することにより、所望の光学機能を発現する塗膜を得ることができる。
【００１６】
本発明の光輝材は、例えば、光透過性を有し、屈折率の異なる少なくとも２種類のポリマーを順次層状に形成した層構造を有し、光の反射干渉作用による、可視光線、赤外線又は紫外線に対する光学機能を発現する構造体(繊維)を所定大きさに切断したチップを準備する工程(a)と、該チップをアニオン系界面活性剤及び／又はノニオン系界面活性剤とを含む溶液中に混合し、乾燥することによりゼータ電位を−３０ｍＶ以下とする工程(b)とを含む本発明の製造法等により得ることができる。
従来、提案されている前記発色構造体を切断したチップからなる光輝材を含有する塗料には、通常、溶剤や、分散材及び／又は界面活性剤が配合されることがあるが、このような塗料では、塗膜中における光輝材の重なり等が十分に抑制することが極めて困難である。
本発明の製造法において、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤の種類は特に限定されない。アニオン系界面活性剤及び／又はノニオン系界面活性剤の使用量は、好ましくは溶液１００質量部に対して１〜１０質量部の割合であり、前記チップの使用量は、好ましくは前記溶液１００質量部に対して３〜３０質量部の割合である。
本発明の製造法において混合時間は特に限定されないが、通常、１０分間〜５時間程度である。
本発明の製造法において前記混合後の乾燥は、表面処理されたチップを濾過等により分離してから、自然乾燥、加温乾燥等の公知の乾燥方法により行うことができる。
【００１７】
本発明の光輝材含有塗料組成物は、前記本発明の光輝材又は複合光輝材と、塗膜形成性樹脂と、溶剤とを含む。
前記塗膜形成性樹脂は、透明性を有し、塗膜形成能を有する樹脂であれば良く、例えば、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アミノ樹脂等が挙げられ、硬化剤としては、アルコキシメチロールメラミン樹脂、イソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合物、ポリ酸無水物、ポリエポキシ化合物等が挙げられる。
前記塗膜形成性樹脂は、例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、ニトロセルロース、セルロースプロピオネートプロピオン酸セルロース、セルローストリアセテート又はこれらの１種又は２種以上等の繊維素系樹脂を含むことが好ましい。このような繊維素系樹脂を配合することにより、塗料を塗布した後の最適な残留粘度制御が容易になり、光輝材の泳ぎを抑制し、光輝材を得られる塗膜に対して実質的に平行に配向させる作用、更には光輝材同士の重なりを抑制する作用を更に向上させることができる。
前記繊維素系樹脂を含有させる際の含有割合は、塗膜形成性樹脂全量基準で、通常５〜３０質量％である。繊維素系樹脂の含有割合が３０質量％を超える場合には、塗料組成物による塗料の粘度が高くなり、塗装適性が低下するので好ましくない。
【００１８】
前記溶剤としては、前記塗膜形成性樹脂を溶解又は分散させる溶剤であれば良く、例えば、トルエン、キシレン、ブチルアセテート、メチルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ブチルアルコール、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、水又はこれらの２種以上の混合物等が挙げられる。
【００１９】
本発明の塗料組成物において、光輝材、塗膜形成性樹脂及び溶剤の配合割合は、その種類や目的とする意匠性等に応じて適宜決定することができる。光輝材の含有割合は、例えば、溶剤を除く塗料組成物中に０．１〜３０質量％が望ましい。光輝材の割合が０．１質量％未満では、光学機能を発現する要素が少なくなって、例えば、得られる塗膜の色相の変化や奥行き感、深み感が得難くなったり、所望の紫外線防止効果、赤外線防止効果が得られ難いおそれがあり、３０質量％を超えると、塗膜の伸び性能等の塗膜物性に悪影響が生じる傾向があるので好ましくない。
一方、塗膜形成性樹脂及び溶剤の配合割合は、例えば、塗料組成物の粘度が、通常、２０℃における粘度が５〜１００mPa・s、好ましくは１０〜５０mPa・sとなるように適宜決定することができる。
【００２０】
本発明の塗料組成物には、前記光輝材、塗膜形成性樹脂及び溶剤の他に、光輝材の泳ぎを抑制し、光輝材を得られる塗膜に対して実質的に平行に配向させる作用、更には光輝材同士の重なりを抑制する作用を更に向上させるために、分散剤、界面活性剤及び粒状緩衝材からなる群より選択される少なくとも１種を更に含有させることが好ましい。
前記分散剤としては、例えば、アミン系高分子分散剤、ポリカルボン酸系高分子分散剤、スルホン酸系高分子分散剤、リン酸系高分子分散剤及びこれらの混合物等からなる群より選択される１種又は２種以上が挙げられる。
前記界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤及び／又はノニオン系界面活性剤等が挙げられる。
前記粒状緩衝材としては、例えば、ガラスビーズ、有機ビーズ、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウム及びシリカからなる群より選択される１種又は２種以上が挙げられる。該粒状緩衝材の１次粒子径は、上記作用の更なる向上を有効に得るために通常０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．１〜５μｍである。
【００２１】
本発明の塗料組成物において、前記分散剤、界面活性剤及び粒状緩衝材を配合させる際の含有割合は、それぞれ所望の効果を向上させるためにその種類等に応じて適宜選択することができる。特に、粒状緩衝材を配合する際の含有割合は、塗料組成物中の塗膜形成性樹脂１００質量部に対して、通常１〜３０質量部が好ましい。粒状緩衝材の含有割合が前記３０質量部を超える場合には、所望の効果が得られないばかりか、得られる塗膜の外観が低下する恐れがあるので好ましくない。
【００２２】
本発明の塗料組成物は、前記各成分の他に、必要に応じて、可塑剤、表面調整剤等の添加剤、得られる塗膜の透明性を確保し得る程度の顔料等を含んでいても良い。
本発明の塗料組成物は、公知の方法等により塗装することにより、光輝材の光の反射干渉作用による干渉光と干渉光以外の透過光とが制御された構造性光学機能を呈する塗膜を形成することができる。
前記塗膜の形成は、光輝材が存在していない部分の樹脂層の厚さが、通常２〜２０μm、特に５〜１０μm程度になるよう形成することが望ましい。従って、本発明の塗料組成物により形成される塗膜自体は、通常、光輝材により凹凸を有する層となる。従来の光輝材を含有する塗膜の形成方法では、光輝材層上にクリア層を設けるので、光輝材同士の重なりが多くなったり、光輝材が塗膜に対して平行に配置し難く、前記凹凸の度合いが大きくなるために、クリア層を厚くするか、若しくは光輝材の凹凸を研磨により除去する必要があった。これに対し、本発明の塗料組成物では、前記光輝材層の凹凸の度合いを小さくでき、従って、クリア層の厚さを薄くしても最終的に得られる塗膜の平滑性を保持することができる。
【００２３】
本発明の塗料組成物は、自動車、鉄道車両、船舶、航空機、家具、電化製品、スポーツ用品等に用いる各種塗膜を形成する塗料として適用することができ、特に、塗膜表面平滑性に対する基準が高く、塗膜面積が広い自動車ボディー等への塗料として有効に適用することができる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００２５】
実施例１−１
（発色構造体(I)の調製）
屈折率の異なるポリマーとして、PET及びNy-6を交互に６１層積層した発色部(PETは３０層、Ny-6は３１層)と、該発色部を覆うPET製のクラッド部(発色部の保護膜)との複合構造からなり、図１に示す断面の長軸長さが約７０μｍ、短軸長さが約１４μｍであり、且つ前記PET層１層あたりの平均厚さが７１ｎｍ、前記Ny-6層１層あたりの平均厚さが７４ｎｍである紫発色する商品名「モルフォテックス」(日産自動車(株)、帝人ファイバー(株)、田中貴金属工業(株)３社の共同開発品：帝人ファイバー(株)製造)の光発色繊維を準備した。
前記光発色繊維を、６０００万デニールとなるように集合させ、水噴霧により仮固定して集合束にした。この集合束を定速送出し機構を備えた繊維切断機を用いてチップ材を得た。次いで、得られたチップ材を分級処理装置(振動式)により分級し、最終的に平均長さ６５μｍ長さのチップ型発色構造体(以下、発色構造体(I)という)を調製した。ここで、平均長さとは、発色構造体(I)の長さの分布中央値を示すもので、分級処理した発色構造体(I)を任意に３００個抽出し、これらを画像処理することにより各々の発色構造体(I)の長さを算出し、その長さの平均値を表すものである。
【００２６】
（光輝材(I)の調製）
水１００ｇにアニオン系界面活性剤(共栄社化学社製、商品名「フローノンSD700」)５ｇを溶解した後、上記で調製した発色構造体(I)１０ｇを加え、３００ｒｐｍで３０分間攪拌した。次いで、得られた溶液を４００メッシュのストレーナーで濾過し、４０℃熱風により１２時間の乾燥処理を行い、表面処理した光輝材(以下、光輝材(I)という)を調製した。
得られた光輝材(I)のゼータ電位を以下の方法により測定した。結果を表１に示す。
まず、０．２２μｍ水系フィルターで濾過した水に光輝材(I)を１質量％濃度となるように分散させ、９０Ｗ超音波を１分間照射した。その後、一昼夜放置した後、標準水系セルを用いて、商品名「レーザーゼーター電位計ELS−8000」(大塚電子(株)製、電気泳動光散乱光度計)により、測定角度１５°、平均電場−２６．４４Ｖ／ｃｍの条件で電気移動度を測定し、Smoluchowskiの式により各ゼータ電位を算出した。
【００２７】
実施例１−２
（光輝材(II)の調製）
水１００ｇにアニオン系界面活性剤(共栄社化学社製、商品名「フローノンSD700」)３ｇを溶解した後、実施例１−１で調製した発色構造体(I)１０ｇを加え、３００ｒｐｍで３０分間攪拌した。次いで、得られた溶液を４００メッシュのストレーナーで濾過し、４０℃熱風により１２時間の乾燥処理を行い、表面処理した光輝材(以下、光輝材(II)という)を調製した。得られた光輝材(II)のゼータ電位を実施例１−１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００２８】
実施例１−３
（光輝材(III)の調製）
アニオン系界面活性剤として、商品名「CS1361E」(旭電化社製)３ｇを用いた以外は、実施例１−２と同様に光輝材(以下、光輝材(III)という)を調製し、ゼータ電位を測定した。結果を表１に示す。
【００２９】
実施例１−４
（光輝材(IV)の調製）
アニオン系界面活性剤として、商品名「SC141E」(旭電化社製)３ｇを用いた以外は、実施例１−２と同様に光輝材(以下、光輝材(IV)という)を調製し、ゼータ電位を測定した。結果を表１に示す。
【００３０】
実施例１−５
（光輝材(V)の調製）
水１００ｇの代わりに酢酸エチル１００ｇを用い、アニオン系界面活性剤の代わりにノニオン系界面活性剤(ビックケミー社製、商品名「BYK 2001」)３ｇを用いた以外は、実施例１−２と同様に光輝材(以下、光輝材(V)という)を調製し、ゼータ電位を測定した。結果を表１に示す。
【００３１】
比較例１−１
実施例１−１で調製した発色構造体(I)のゼータ電位を実施例１−１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００３２】
比較例１−２
（光輝材(VI)の調製）
水１００ｇの代わりに酢酸エチル１００ｇを用い、アニオン系界面活性剤の代わりにカチオン系界面活性剤(ビックケミー社製、商品名「BYK 130」)３ｇを用いた以外は、実施例１−２と同様に光輝材(以下、光輝材(VI)という)を調製し、ゼータ電位を測定した。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2005187631.tif 000002
【００３４】
実施例２−１
アクリルメラミン樹脂ベース塗料(商品名「R305」(日本ビーケミカル(株)製)(以下、ベース塗料(I)という)に、該ベース塗料(I)に含まれる樹脂成分１００質量部に対して１５質量部の光輝材(I)を配合し、光輝材含有塗料を調製した。
得られた光輝材含有塗料を用い、SPTE鋼板(電気錫メッキ鋼板)の中塗り塗装後に、HVLPガン(高流量低圧ガン)により塗装し、光輝材(I)が無い部分の層の厚さが約１０μｍである光輝材含有塗膜層を形成した。
次に、トップクリア用１液アクリルメラミン塗料(日本ビーケミカル社製、商品名「R365クリヤー」)を、アクリルメラミン用シンナーで、フォードカップ＃４で１６〜１８秒程度となるように希釈した後、前記光輝材含有塗膜層上にHVLPガンによりウェットオンウェット方式(セッティング時間５分)で塗装し、クリア層を形成した。該クリア層の形成は、得られる塗膜の光沢を、グロス計(光沢度測定器、ビックガードナー社製)を用いて、照射角度２０°で測定した値が８０以上で、且つ照射角度６０°で測定した値が９０以上となるようにクリア層の膜厚を調整して形成した。得られた塗膜について以下の測定を行った。結果を表２に示す。尚、得られた塗膜の意匠性はいずれも優れたものであった。
＜クリア層の膜厚測定＞
電磁式膜厚計及びマイクロスコープにより、クリア層の膜厚を測定した。
＜塗膜中の光輝材の状態測定＞
塗膜の断面を、マイクロスコープを用いて観察し、塗膜中の光輝材の状態を観察した。
【００３５】
実施例２−２
実施例２−１で調製した光輝材含有塗料を用い、SPTE鋼板の中塗り塗装後に、HVLPガンにより塗装し、光輝材(I)が無い部分の層の厚さが約１０μmである光輝材含有塗膜層を形成した。
次いで、アクリルメラミン樹脂ベース塗料(商品名「R305」(日本ビーケミカル(株)製)をアクリルメラミン用シンナーで、フォードカップ＃４で１５〜１６秒程度となるように希釈した後、前記光輝材含有塗膜層上にHVLPガンによりウェットオンウェット方式(セッティング時間５分)で塗装し、それぞれ膜厚約１５μｍの光透過性を有する樹脂層を形成した。
次に、トップクリア用１液アクリルメラミン塗料(日本ビーケミカル社製、商品名「R365クリヤー」)を、アクリルメラミン用シンナーで、フォードカップ＃４で１６〜１８秒程度となるように希釈した後、前記樹脂層上にHVLPガンによりウェットオンウェット方式(セッティング時間５分)で塗装し、クリア層を形成した。該クリア層の形成は、実施例２−１と同様な基準で形成した。得られた塗膜について実施例２−１と同様な測定を行った。結果を表２に示す。尚、得られた塗膜の意匠性はいずれも優れたものであった。
【００３６】
実施例２−３〜２−６及び比較例２−１〜２−２
光輝材(I)の代わりに表２に示す光輝材又は発色構造体を用いた以外は、実施例２−１と同様に光輝材含有塗料を調製し、該塗料を用いて光輝材含有塗膜層及びクリア層を形成した。得られたそれぞれの塗膜について実施例２−１と同様な測定を行った。結果を表２に示す。尚、得られた塗膜の意匠性はいずれも優れたものであった。
【００３７】
実施例２−７
ベース塗料(I)に、該ベース塗料(I)に含まれる樹脂成分１００質量部に対して、１５質量部の光輝材(III)と、２０質量部の繊維素系樹脂としての商品名「CAB551-0.2」(イーストマンコダック社製)とを配合し、光輝材含有塗料を調製した。
得られた光輝材含有塗料を用いて実施例２−１と同様に光輝材含有塗膜層及びクリア層を形成した。得られた塗膜について実施例２−１と同様な測定を行った。結果を表２に示す。尚、得られた塗膜の意匠性はいずれも優れたものであった。
【００３８】
実施例２−８
ベース塗料(I)に、該ベース塗料(I)に含まれる樹脂成分１００質量部に対して、１５質量部の光輝材(IV)と、１５質量部の粒状緩衝材としての商品名「MBX-5」(架橋ポリメタクリル酸メチル、平均粒径５μｍ、積水化成品工業社製)とを配合し、光輝材含有塗料を調製した。
得られた光輝材含有塗料を用いて実施例２−１と同様に光輝材含有塗膜層及びクリア層を形成した。得られた塗膜について実施例２−１と同様な測定を行った。結果を表２に示す。尚、得られた塗膜の意匠性はいずれも優れたものであった。
【００３９】
実施例２−９
ベース塗料(I)に、該ベース塗料(I)に含まれる樹脂成分１００質量部に対して、１５質量部の光輝材(V)と、１５質量部の粒状緩衝材としての商品名「MBX-5」(架橋ポリメタクリル酸メチル、平均粒径５μm、積水化成品工業社製)と、２０質量部の繊維素系樹脂としての商品名「CAB551-0.2」(イーストマンコダック社製)とを配合し、光輝材含有塗料を調製した。
得られた光輝材含有塗料を用いて実施例２−１と同様に光輝材含有塗膜層及びクリア層を形成した。得られた塗膜について実施例２−１と同様な測定を行った。結果を表２に示す。尚、得られた塗膜の意匠性はいずれも優れたものであった。
【００４０】
実施例２−１０
ベース塗料(I)に、該ベース塗料(I)に含まれる樹脂成分１００質量部に対して１５質量部の光輝材(IV)を配合した後、アニオン系界面活性剤(共栄社化学社製、商品名「フローノンSD700」)１質量部を配合して光輝材含有塗料を調製した。
得られた光輝材含有塗料を用いて実施例２−１と同様に光輝材含有塗膜層及びクリア層を形成した。得られた塗膜について実施例２−１と同様な測定を行った。結果を表２に示す。尚、得られた塗膜の意匠性はいずれも優れたものであった。
【００４１】
【表２】
2005187631.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】発色構造体(I)の断面の概略を示す概略説明図である。(実施例１−１)
【符号の説明】
【００４３】
１０：発色構造体(I)
１１：層構造
１１a：PET層
１１b：Ny-6層
１２：クラッド部
Ｘ：断面長軸長さ
Ｙ：断面短軸長さ
【図１】
2005187631.tif 000004