(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色染料を含有するカラーベース層と、該カラーベース層上に形成され、着色染料を含有するカラークリヤ層とを有する塗膜であって、
上記カラーベース層中の染料濃度及びカラークリヤ層中の染料濃度をそれぞれ重量％で表すとき、そのカラーベース層中の染料濃度をｘ軸に、カラークリヤ層中の染料濃度をｙ軸にとった直交座標面上において、深み感の有無の境界を表す第１の深み感評価曲線Ａ１が、原点側に向かって凸な曲線 ｙ＝０．２６ｅ-45x＋０．０４で近似され、
上記直交座標面上において、色むらの大小の境界を表す第１の色むら評価曲線Ｂ１が、右下がりの曲線 ｙ＝０．３３ｅ-5xで近似され、
上記両評価曲線Ａ１，Ｂ１が、ｘｙ座標（０，０．３０）近傍の点Ｐ1およびｘｙ座標（０．４２，０．０４）近傍の点Ｑ1の２点で交差し、それらによって囲まれる閉領域が、上記カラーベース層中の染料濃度が０を越えて、ほぼ０．４２重量％までの範囲内にあり、かつ上記カラークリヤ層中の染料濃度がほぼ０．０４〜０．３０重量％の範囲内にあることを示す第１の閉領域Ｓ１を形成しており、
上記第１の閉領域Ｓ１内に、上記カラーベース層中の染料濃度と上記カラークリヤ層中の染料濃度とが設定されていることを特徴とする塗膜。
【請求項２】
上記直交座標面上において、深み感の大小の境界を表す第２の深み感評価曲線Ａ２が、原点側に向かって凸な曲線 ｙ＝０．４２ｅ-45x＋０．０８で近似され、
上記直交座標面上において、色むらの有無の境界を表す第２の色むら評価曲線Ｂ２が、右下がりの曲線 ｙ＝０．２５ｅ-5xで近似され、
上記両深み感評価曲線Ａ２，Ｂ２が、ｘｙ座標（０．０３，０．２２）近傍の点Ｐ2およびｘｙ座標（０．２４，０．０８）近傍の点Ｑ2の２点で交差し、それらによって囲まれる閉領域が、上記カラーベース層中の染料濃度がほぼ０．０３〜０．２４重量％の範囲内にあり、かつ上記カラークリヤ層中の染料濃度がほぼ０．０８〜０．２２重量％の範囲内にあることを示す第２の閉領域Ｓ２を、上記第１の閉領域Ｓ１内に形成しており、
上記第２の閉領域Ｓ２内に、上記カラーベース層中の染料濃度と上記カラークリヤ層中の染料濃度とが設定されていることを特徴とする請求項１に記載の塗膜。
【請求項３】
上記カラーベース層が着色顔料を含有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の塗膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車車体の上塗り塗装等に適用して好適な高意匠性を有する塗膜の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車車体の上塗り塗膜においては、着色顔料を含有するカラーベース層上に、クリヤ層を塗布しているが、入射光の透過吸収に起因するいわゆる「深み感」を得るために、上記カラーベース層中の着色顔料と同系色の着色染料をクリヤ層中に含有させることが行われている（例えば特開平４−９４７７４号公報参照）。なお、上記「深み感」は、塗色の彩度と明度とに関係することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常の自動車車体の量産ラインの塗装工程においては、トップコート層であるクリヤ層の膜厚が３０〜８０μの範囲で変動するのを免れず、したがって、「深み感」を得るためにクリヤ層に着色染料を含有させてカラークリヤ層とした場合、このカラークリヤ層の膜厚変動により、濃淡の色むらが生じるという問題があった。
【０００４】
この色むらは、カラークリヤ層の膜厚変動に加え、カラークリヤ層中の染料濃度にも強い影響を受ける。すなわち、カラークリヤ層中の染料濃度が高ければ、僅かな膜厚変動でも色むらが感知でき、染料濃度が低ければ、多少の膜厚変動があっても、色むらは人間の感知し得ないレベルとなる。例えば、深み感を得るためにクリヤ層中に０．５重量％の染料を含有させたカラークリヤ層では色むらが生じても、染料含有量を０．２５重量％に低減すれば色むらは生じないことが判明している。
【０００５】
しかしながら、カラークリヤ層中の染料含有量を０．２５重量％まで低下させると、色むらの問題は解消する代わりに、深み感をもたらす光の選択吸収効果も低下するため、目的とする深み感が得られなくなるという問題を生じる。
【０００６】
上述の事情に鑑み、本発明は、互いに相反する性質を有する色むらの抑圧と深み感の維持とを両立させた塗膜を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる塗膜は、まず、図１に示すように、着色染料を含有するカラーベース層１と、該カラーベース層１上に形成され、着色染料を含有するカラークリヤ層２とを有することを特徴とする。
【０００８】
その場合に、本発明者等は、実験の結果、上記カラーベース層中の染料濃度及びカラークリヤ層中の染料濃度をそれぞれ重量％で表すとき、そのカラーベース層１中の染料濃度をｘ軸に、また、カラークリヤ層２中の染料濃度をｙ軸にとった図２に示すような直交座標面上において、深み感の有無の境界を表す第１の深み感評価曲線Ａ１が、原点側に向かって凸な曲線 ｙ＝０．２６ｅ-45x＋０．０４ で近似され、深み感の大小の境界を表す第２の深み感評価曲線Ａ２が、上記第１の深み感評価曲線Ａ１よりも原点から離れた側に位置し、かつ該第１の深み感評価曲線Ａ１にほぼ相似する曲線 ｙ＝０．４２ｅ-45x＋０．０８で近似されることを見出だした。
【０００９】
さらに、上記座標面上において、色むらの大小の境界を表す第１の色むら評価曲線Ｂ１が、緩やかな右下がり曲線 ｙ＝０．３３ｅ-5x で近似され、色むらの有無の境界を表す第２の色むら評価曲線Ｂ２が、上記第１の色むら評価曲線Ｂ１よりも原点側に位置し、かつ該第１の色むら評価曲線Ｂ１にほぼ相似する曲線 ｙ＝０．２５ｅ-5x で近似され、しかも第１および第２の深み感評価曲線Ａ１，Ａ２と、第１および第２の色むら評価曲線Ｂ１，Ｂ２との間に複数の閉領域が形成されることを見出だした。
【００１０】
そこで、本発明に係わる塗膜は、上記第１および第２の深み感評価曲線Ａ１，Ａ２のいずれか一方と、上記第１および第２の色むら評価曲線Ｂ１，Ｂ２のいずれか一方とによって形成される閉領域内に、上記カラーベース層１中の染料濃度と上記カラークリヤ層２中の染料濃度とが設定されてなることを特徴とする。
【００１１】
具体的に、請求項１の発明では、上記染料濃度を重量％で表すとき、上記深み感の有無の境界を表す第１の深み感評価曲線Ａ１と、色むらの大小の境界を表す第１の色むら評価曲線Ｂ１とが、ｘｙ座標（０，０．３０）近傍の点Ｐ1およびｘｙ座標（０．４２，０．０４）の近傍の点Ｑ1の２点で交差して、該評価両曲線Ａ１，Ｂ１によって囲まれる閉領域が、上記カラーベース層１中の染料濃度が０を越えて、ほぼ０．４２重量％までの範囲内にあり、かつ上記カラークリヤ層２中の染料濃度がほぼ０．０４〜０．３０重量％の範囲内にあることを示す第１の閉領域Ｓ１を形成しており、該第１の閉領域Ｓ１内に、上記カラーベース層１中の染料濃度と上記カラークリヤ層２中の染料濃度とが設定されている。
【００１２】
また、本発明の最も好ましい態様として、請求項２の発明では、上記染料濃度を重量％で表すとき、上記深み感の大小の境界を表す第２の深み感評価曲線Ａ２と、色むらの有無の境界を表す第２の色むら評価曲線Ｂ２とが、ｘｙ座標（０．０３，０．２２）近傍の点Ｐ2およびｘｙ座標（０．２４，０．０８）近傍の点Ｑ2の２点で交差して、該両評価曲線Ａ２，Ｂ２が、上記カラーベース層１中の染料濃度がほぼ０．０３〜０．２４重量％の範囲内にあり、かつ上記カラークリヤ層２中の染料濃度がほぼ０．０８〜０．２２重量％の範囲内にあることを示す第２の閉領域Ｓ２を上記第１の閉領域Ｓ１内に形成しており、該第２の閉領域Ｓ２内に、上記カラーベース層１中の染料濃度と上記カラークリヤ層２中の染料濃度とが設定されている。
【００１３】
さらに、請求項３の発明に係わる塗膜は、上記請求項１または２のいずれかの構成に加えて、上記カラーベース層２が着色顔料３を含有していることを特徴とする。
【００１４】
【作用および発明の効果】
本発明に係わる塗膜は、図１に示すように、着色染料を含有するカラーベース層１と、該カラーベース層１上に形成され、着色染料を含有するカラークリヤ層２とを有するものであるから、入射光の透過吸収に起因する「深み感」付与のための染料をトータルで必要量含有でき、かつ着色染料を含有するカラークリヤ層２の膜厚変化に伴う塗膜色の変化、すなわち色むらを最小限に抑えることができる。以下、その理由について説明すると、図３は、カラーベース層１１中には着色顔料３のみで着色染料を含有せず、クリヤ層中にのみ着色染料を含有させてカラークリヤ層２とした従来の上塗り塗膜構造を示すものである。図３の左方部は、カラークリヤ層２の膜厚が薄い部分において、カラークリヤ層２に入射した光がカラーベース層１１内の顔料３で反射してカラークリヤ層２から出射する状態を示し、図３の右方部は、カラークリヤ層２の膜厚が厚い部分において、カラークリヤ層２に入射した光がカラーベース層１１中の顔料３で反射してカラークリヤ層２から出射する状態を示す。そして、光はカラークリヤ層２中の着色染料による２度に亘る吸収作用で減衰を受けるが、いま、カラークリヤ層２の膜厚が薄い部分と厚い部分との比を１：１．５とすれば、膜厚が厚い部分における光の減衰量と膜厚が薄い部分における光の減衰量との比は、減衰を受ける光路長の比、すなわち、（１．５＋１．５）：（１＋１）＝１．５：１となり、これが色むらを生じる原因となる。
【００１５】
これに対して、本発明では、図１に示すように、カラーベース層１中に着色染料を含有させているから、光はカラーベース層１中の染料による２度に亘る吸収作用によっても減衰を受ける。いま、カラーベース層１内の光路長をカラークリヤ層２内の光路長と等しいと仮定すれば、膜厚が厚い部分における光の減衰量と膜厚が薄い部分における光の減衰量との比は、（１．５＋１＋１＋１．５）：（１＋１＋１＋１）＝５：４＝１．２５：１となり、図３に比較して、色むらが減少すること明らかである。
【００１６】
なお、カラーベース層１中に着色顔料３が含まれていない場合は、光はカラーベース層１よりも下層の層に含まれる着色顔料で反射することになり、上記と同様の効果が生じるが、請求項３の発明のように、カラーベース層１が着色顔料３を含有することにより、染料の隠蔽力不足を有効に補うことができる。
【００１７】
ここで、上記カラーベース層中の染料濃度及びカラークリヤ層中の染料濃度をそれぞれ重量％で表して、そのカラーベース層中の染料濃度をｘ軸に、カラークリヤ層中の染料濃度をｙ軸にとった直交座標面上において、深み感の有無および大小の境界をそれぞれ表す第１および第２の深み感評価曲線Ａ１，Ａ２のいずれか一方と、色むらの大小および有無の境界をそれぞれ表す第１および第２の色むら評価曲線Ｂ１，Ｂ２のいずれか一方とによって、図２に示すように、４つの閉領域が形成される。
【００１８】
そして、そのうちの最も広い閉領域は、深み感の有無の境界を表す第１の深み感評価曲線Ａ１と色むらの大小の境界を表す第１の色むら評価曲線Ｂ１とによって形成される閉領域Ｓ１であり、請求項１の発明では、カラーベース層１中の染料濃度とカラークリヤ層２中の染料濃度とを上記閉領域Ｓ１内に設定することで、深み感があり、かつ色むらの少ない塗膜が得られる。
【００１９】
また、最も狭い閉領域は、深み感の大小の境界を表す第２の深み感評価曲線Ａ２と色むらの有無の境界を表す第２の色むら評価曲線Ｂ２とによって上記閉領域Ｓ１内に形成される閉領域Ｓ２であり、請求項２の発明では、カラーベース層１中の染料濃度とカラークリヤ層２中の染料濃度とを上記閉領域Ｓ２内に設定することで、深み感が大きく、かつ色むらの無い極めて優れた塗膜が得られる。
【００２０】
尚、深み感の有無の境界を表す第１の深み感評価曲線Ａ１と色むらの有無の境界を表す第２の色むら評価曲線Ｂ２とによって形成される閉領域内に、カラーベース層１中の染料濃度とカラークリヤ層２中の染料濃度とを設定すれば、深み感があり、かつ色むらのない塗膜が得られ、さらに、深み感の大小の境界を表す第２の深み感評価曲線Ａ２と色むらの大小の境界を表す第１の色むら評価曲線Ｂ１とによって形成される閉領域内に、カラーベース層１中の染料濃度とカラークリヤ層２中の染料濃度とを設定すれば、深み感が大で、かつ色むらの少ない塗膜が得らることになる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２２】
図４は、カラーベース層１中の染料濃度とカラークリヤ層２中の染料濃度との関係を示す図２の具体的例を示し、染料濃度は重量％で表されている。
【００２３】
深み感評価および色むら評価は、下記に示す青系塗料および赤系塗料のそれぞれについて、関係者８名による目視評価によって行なった。
【００２４】
［青系塗料］
カラーベース層形成用塗料：
日本ペイント（株）製アクリルメラミン樹脂 OTO-5525 インフィニットブル−に日本ペイント（株）製黒色染料DBK-02を０〜０．５重量％混入したもの
カラークリヤ層形成用塗料：
日本ペイント（株）製アクリルメラミン樹脂 OTO-5563 クリヤーに日本ペイント（株）製黒色染料DBK-02を０〜０．５重量％混入したもの。
【００２５】
［赤系塗料］
カラーベース層形成用塗料：
日本ペイント（株）製アクリルメラミン樹脂 OTO-5525 パッションローズマイカに日本ペイント（株）製橙色染料DOR-01を０〜０．５重量％混入したもの
カラークリヤ層形成用塗料：
日本ペイント（株）製アクリルメラミン樹脂 OTO-5563 クリヤーに日本ペイント（株）製橙色染料DOR-01を０〜０．５重量％混入したもの。
【００２６】
深み感の有無および大小の境界をそれぞれ表す第１および第２の深み感評価曲線Ａ１，Ａ２と、色むらの大小および有無の境界をそれぞれ表す第１および第２の色むら評価曲線Ｂ１，Ｂ２とは、上記青系塗料について染料濃度を変えた各サンプルについて８名の評価者が下記の表１および表２により評価点を付け、その平均点を算出した。
【００２７】
【表１】
0003804073.tif 000002
【００２８】
【表２】
0003804073.tif 000003
【００２９】
なお、上記赤系塗料に関してもほぼ同様の結果が得られた。
【００３０】
上記表１に基づいて算出した深み感の有無および大小の境界ならびに上記表２に基づいて算出した色むらの大小および有無の境界はそれぞれ下記の通りである。
【００３１】
深み感無し：１．５点未満
深み感有り：１．５点以上
深み感小 ：１．５点以上、３．５点未満
深み感大 ：３．５点以上
色むら大 ：３．５点以上
色むら小 ：３．５点未満、１．５点以上
色むら有り：１．５点以上
色むら無し：１．５点未満
図４に示す各曲線は下記の式によってそれぞれ近似される。
【００３２】
深み感評価曲線Ａ１： ｙ＝０．２６ｅ-45x＋０．０４
深み感評価曲線Ａ２： ｙ＝０．４２ｅ-45x＋０．０８
色むら評価曲線Ｂ１： ｙ＝０．３３ｅ-5x
色むら評価曲線Ｂ１： ｙ＝０．２５ｅ-5x
図４においては、深み感の有無の境界を表す第１の深み感評価曲線Ａ１と、色むらの大小の境界を表す第１の色むら評価曲線Ｂ１とが、ｘｙ座標（０，０．３０）近傍の点Ｐ1およびｘｙ座標（０．４２，０．０４）の近傍の点Ｑ1の２点で交差して、該評価両曲線Ａ１，Ｂ１が、上記カラーベース層１中の染料濃度が０を越えて、ほぼ０．４２重量％までの範囲内にあり、かつ上記カラークリヤ層２中の染料濃度がほぼ０．０４〜０．３０重量％の範囲内にあることを示す第１の閉領域Ｓ１を形成しており、該第１の閉領域Ｓ１内に、上記カラーベース層１中の染料濃度と上記カラークリヤ層２中の染料濃度とを設定することにより、深み感があり、かつ色むらの少ない塗膜が得られた。
【００３３】
また、図４においては、深み感の大小の境界を表す第２の深み感評価曲線Ａ２と、色むらの有無の境界を表す第２の色むら評価曲線Ｂ２とが、ｘｙ座標（０．０３，０．２２）近傍の点Ｐ2およびｘｙ座標（０．２４，０．０８）近傍の点Ｑ2の２点で交差して、該両評価曲線Ａ２，Ｂ２が、上記カラーベース層１中の染料濃度がほぼ０．０３〜０．２４重量％の範囲内にあり、かつ上記カラークリヤ層２中の染料濃度がほぼ０．０８〜０．２２重量％の範囲内にあることを示す第２の閉領域Ｓ２を上記第１の閉領域Ｓ１内に形成しており、該第２の閉領域Ｓ２内に、上記カラーベース層１中の染料濃度と上記カラークリヤ層２中の染料濃度とを設定することにより、深み感が大で、かつ色むらの無い塗膜が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる塗膜の構造を示す断面図
【図２】  カラーベース層中の染料濃度とカラークリヤ層中の染料濃度との関係を示す特性図
【図３】  従来の塗膜構造を示す断面図
【図４】  図２の具体例を示す特性図
【符号の説明】
１，１１    カラーベース層
２    カラークリヤ層
３    着色顔料
【図１】
0003804073.tif 000004
【図２】
0003804073.tif 000005
【図３】
0003804073.tif 000006
【図４】
0003804073.tif 000007