СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПРЕВОСХОДНОГО МНОГОСЛОЙНОГО ПЛЕНОЧНОГО ПОКРЫТИЯ
METHOD FOR FORMATION OF EXCELLENT MULTILAYER FILM COATING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу формирования многослойного пленочного покрытия, конкретно, способу формирования превосходного многослойного пленочного покрытия.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В последние годы превосходное многослойное пленочное покрытие с высокой насыщенностью, высокой яркостью и превосходной глубиной цвета известно как пленочное покрытие автомобильного кузова, в котором превосходное многослойное пленочное покрытие формируется путем нанесения цветной прозрачной пленки, содержащей красящий пигмент, на пленочное покрытие на металлической основе, содержащее люстровый пигмент. Такие превосходные многослойные пленочные покрытия называют пленочным покрытием "карамельного цвета".
Пленочные покрытия карамельного цвета привлекают большое внимание как внешний вид автомобиля. Однако изготовление пленочных покрытий карамельного цвета требует строгого регулирования для условий нанесения покрытия, таких как подавление изменений в толщине пленки, для того чтобы получать однородную структуру пленки во всем автомобильном кузове, имеющем сложную форму. Отсутствие регулирования для условий нанесения покрытия обеспечивает частую цветовую неравномерность и неоднородную структуру пленки. К тому же, подавление изменений в толщине пленки при формировании пленочного покрытия снижает эффективность производства.
JP 2001-314807 A (патентный документ 1) описывает способ формирования многослойного пленочного покрытия, включающий в себя процесс формирования первого пленочного покрытия путем нанесения первой композиции покрытия, содержащей люстровый пигмент, на поверхность покрываемого объекта, процесс формирования второго пленочного покрытия путем нанесения второй композиции покрытия, которая содержит красящий компонент, содержание которого составляет 0,01-1 вес. % для содержания полимерных твердых веществ композиции покрытия, на поверхность первого пленочного покрытия, без термообработки и отверждения первого пленочного покрытия, а также процесс формирования прозрачного пленочного покрытия путем нанесения композиции прозрачного покрытия на поверхность второго пленочного слоя без термообработки и отверждения второго пленочного покрытия, затем пленочные покрытия нагреваются и отверждаются. Способ включает в себя регулирование содержания красящего пигмента во втором пленочном покрытии для разрешения проблемы в использовании композиции цветного прозрачного покрытия.
Способ может предотвращать цветовую неравномерность и цветовое матирование пленочного покрытия. Даже если использовать такие технологии, изготовление пленочного покрытия карамельного цвета сопровождается частой неравномерностью цвета, трудностью конструктивного исполнения однородной пленки и равномерного цвета покрытия. К тому же, требуется подавление изменений в толщине пленки при формировании пленочного покрытия, которое снижает эффективность производства.
JP 2007-167720 A (патентный документ 2) описывает способ формирования многослойного пленочного покрытия, включающий в себя этапы:
нанесения композиции покрытия на металлической основе на подложку покрытия для формирования пленочного покрытия на металлической основе, при этом композиция покрытия на металлической основе включает в себя люстровый пигмент,
нанесения композиции покрытия на цветной основе на пленочное покрытие на металлической основе для образования пленочного покрытия на цветной основе, при этом композиция покрытия на цветной основе включает в себя красящий пигмент,
нанесения композиции прозрачного покрытия на пленочное покрытие на цветовой основе для образования прозрачного пленочного покрытия, и
одновременного нагревания и отверждения пленочного покрытия на металлической основе, пленочного покрытия на цветовой основе и прозрачного пленочного покрытия для образования многослойного пленочного покрытия, притом величина яркости L* пленочного покрытия на металлической основе составляет не более 60, и светопропускание при длине волны 400 нм - 700 нм пленочного покрытия на цветовой основе составляет 30-50%. Патентный документ 2 также описывает уменьшение цветовой неравномерности из-за изменений в толщине пленки пленочного покрытия карамельного цвета, однако этот процесс не является достаточным для улучшения эффективности производства. К тому же требуется пленочное покрытие карамельного цвета, имеющее превосходную глубину цвета.
ДОКУМЕНТЫ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Патентный документ 1: JP 2001-314807 A
Патентный документ 2: JP 2007-167720 A
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
Главной целью настоящего изобретения является предложить способ формирования многослойного пленочного покрытия, конкретно, способ формирования превосходного многослойного пленочного покрытия, имеющего меньше цветовой неоднородности и однородную структуру пленки без строгого регулирования изменений по толщине пленки, а также имеющего высокую насыщенность, высокую яркость и превосходную глубину цвета. Способ формирования многослойного пленочного покрытия может обеспечить пленочное покрытие так называемого карамельного цвета.
СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ
Настоящее изобретение предлагает способ формирования превосходного многослойного пленочного покрытия, включающий в себя этапы:
(1) нанесения композиции покрытия на металлической основе на подложку покрытия для формирования пленочного покрытия на металлической основе, при этом композиция покрытия на металлической основе содержит красящий пигмент и люстровый пигмент,
(2) нанесения композиции покрытия на цветной основе на пленочное покрытие на металлической основе, полученное с помощью этапа (1) для формирования покрытия на цветной основе, при этом композиция покрытия на цветной основе включает в себя красящий пигмент и не включает в себя люстровый пигмент,
(3) нанесения композиции прозрачного покрытия на пленочное покрытие на цветной основе, полученное с помощью этапа (2) для формирования прозрачного пленочного покрытия, и
(4) одновременного нагревания и отверждения пленочного покрытия на металлической основе, пленочного покрытия на цветной основе и прозрачного пленочного покрытия, образованных на этапах (1), (2) и (3) для формирования многослойного пленочного покрытия, при этом одиночный слой пленочного покрытия на металлической основе, полученный путем нагревания и отверждения пленочного покрытия на металлической основе на этапе (1), имеет коэффициент отражения света от 45 до 50% в диапазоне длин волн 650-700 нм и коэффициент отражения света не более 20% в диапазонах длин волн 410-440 нм и 510-590 нм, и
одиночный слой пленочного покрытия на цветной основе, полученный путем нагревания и отверждения пленочного покрытия на цветной основе на этапе (2), имеет светопропускание от 50 до 70% в диапазоне длин волн 400-700 нм, светопропускание от 88 до 92% в диапазоне длин волн 650-700 нм и светопропускание от 20 до 60% в диапазонах длин волн 410-440 нм и 510-590 нм.
Согласно настоящему изобретению красящий пигмент в композиции покрытия на металлической основе и красящий пигмент в композиции покрытия на цветной основе предпочтительно может быть одним и тем же красящим пигментом.
Красящий пигмент предпочтительно может быть периленовым пигментом.
ПОЛЕЗНЫЙ ЭФФЕКТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение может обеспечить превосходное многослойное пленочное покрытие, имеющее высокую насыщенность, высокую яркость и превосходную глубину цвета в случае присутствия малых изменений по толщине пленки в процессе нанесения покрытия, исходя из регулирования коэффициента отражения света одиночного слоя пленочного покрытия на металлической основе и светопропускания одиночного слоя пленочного покрытия на цветной основе. В настоящем изобретении коэффициент отражения света и светопропускание имеют высокую величину в видимой области высокого диапазона длин волн, т.е. в диапазоне длин волн 650-700 нм, а также имеют низкую величину в других областях длин волн.
Фиг. 1 показывает график с помощью нанесения точек коэффициента отражения света (%) и светопропускания (%), которые удовлетворяют описанию согласно настоящему изобретению, показывающий горизонтальную ось - длину волны и вертикальную ось - пропускание и коэффициент отражения (%). Как показано на фиг. 1, высокий коэффициент отражения света одиночного слоя пленочного покрытия на металлической основе (черные квадраты на фиг. 1) и высокое светопропускание одиночного слоя пленочного покрытия на цветовой основе (черные ромбы на фиг. 1) в длинноволновом диапазоне длин волн, т.е. в диапазоне длин волн 650-700 нм, и низкий коэффициент отражения света одиночного слоя пленочного покрытия на металлической основе (черные квадраты) и низкое светопропускание одиночного слоя пленочного покрытия на цветовой основе (черные ромбы) в коротковолновом диапазоне длин волн, т.е. в диапазоне длин волн 410-590 нм, могут обеспечивать превосходное многослойное пленочное покрытие, имеющее высокую насыщенность, высокую яркость, превосходную глубину цвета и меньшую неравномерность цвета. Конкретно, настоящее изобретение предпочтительно можно использовать в формировании многослойного пленочного покрытия, имеющего красно-карамельный цвет.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способу формирования превосходного многослойного пленочного покрытия, включающему в себя этапы:
(1) нанесения композиции покрытия на металлической основе на подложку покрытия для формирования пленочного покрытия на металлической основе, притом композиция покрытия на металлической основе содержит красящий пигмент и люстровый пигмент,
(2) нанесения композиции покрытия на цветной основе на пленочное покрытие на металлической основе, полученное с помощью этапа (1), для формирования пленочного покрытия на цветной основе, при этом композиция покрытия на цветной основе включает в себя красящий пигмент и не включает в себя люстровый пигмент
(3) нанесения композиции прозрачного покрытия на пленочное покрытие на цветной основе, полученное с помощью этапа (2) для формирования прозрачного пленочного покрытия, и
(4) одновременного нагревания и отверждения пленочного покрытия на металлической основе, пленочного покрытия на цветной основе и прозрачного пленочного покрытия, сформированных на этапах (1), (2) и (3) для формирования многослойного пленочного покрытия.
Этап 1
Этапом (1) в способе формирования превосходного многослойного пленочного покрытия согласно настоящему изобретению является этап нанесения композиции покрытия на металлической основе на подложку покрытия для формирования пленочного покрытия на металлической основе, при этом композиция покрытия на металлической основе включает в себя красящий пигмент и люстровый пигмент.
Пленочное покрытие на металлической основе может скрывать цвет поверхности подложки покрытия, а также может обеспечивать превосходную структуру пленки, имеющей высокую яркость, высокую насыщенность и высокое просвечивание, путем сочетания пленочного покрытия на цветной основе и прозрачного пленочного покрытия, описанных ниже.
Подложка покрытия
Подложка покрытия может включать в себя, например, металлопродукты, такие как железо, сталь, алюминий, олово, цинк и легированный металл из них, а также продукты формования, полученные их металлизацией или вакуумной металлизацией, а также продукты формования стекла, пластиков или пеноматериала. Конкретный пример такой подложки покрытия включает в себя, например, кузов автомобиля или автомобильные компоненты. Подложка покрытия может быть предпочтительно подвергнута воздействию предварительной обработки, такой как обезжиривание или обработка поверхности. Подложка покрытия может иметь грунтовочную пленку на ее поверхности.
Грунтовочная пленка может обеспечивать укрывистость поверхности подложки, антикоррозийное свойство и свойство защиты от ржавчины. Грунтовочная пленка может быть получена путем нанесения грунтовочной композиции, затем нагревания и отверждения получающего пленочного покрытия. Толщина пленки грунтовочной пленки может быть, например, от 10 до 50 мкм по толщине сухой пленки. Такая грунтовочная композиция не ограничивается, а включает в себя, например, композицию для катионного электроосаждения покрытия или композицию для анионного электроосаждения покрытия, в особенности, композиции для электроосаждения покрытия, известные специалистам в этой области техники, такие как композиция для электроосаждения покрытия, содержащая компонент, имеющий гидроксильную группу и заблокированный полиизоцианат, а также композицию для электроосаждения покрытия, содержащую полимер, имеющий сульфониевую группу и пропаргиловую группу. Грунтовочная пленка может быть получена путем нанесения покрытия электроосаждением грунтовочной композиции, затем нагревания и отверждения при условии типа грунтовочной композиции.
Подложка покрытия может дополнительно иметь промежуточное пленочное покрытие на грунтовочной пленке. Промежуточное пленочное покрытие может обеспечить укрывистость поверхности подложки или поверхности грунтовочной пленки, свойство адгезии, а также свойство стойкости к скалыванию. Промежуточное пленочное покрытие может быть получено путем нанесения композиции промежуточного покрытия на грунтовочную пленку. Толщина пленки промежуточного пленочного покрытия может быть, например, от 10 до 50 мкм по толщине сухой пленки. Такая композиция промежуточного покрытия для формирования промежуточного пленочного покрытия может включать в себя, например, композицию промежуточного покрытия, содержащую пленкообразующий полимер, который известен специалистам в этой области техники, такой как содержащая гидроксильную группу полиэфирная смола и/или содержащая гидроксильную группу акриловая смола с меламиноформальдегидной смолой и/или заблокированным изоцианатом. Композицию промежуточного покрытия наносят соответствующей типу композиции промежуточного покрытия, затем получающееся в результате пленочное покрытие сушится при комнатной температуре или отверждается при нагревании. Этап 1 может осуществляться без отверждения промежуточного пленочного покрытия, так называемым методом нанесения покрытия по влажному слою.
Композиция покрытия на металлической основе
Композиция покрытия на металлической основе, используемая в процессе формирования многослойного пленочного покрытия согласно настоящему изобретению, может предпочтительно быть композицией отверждаемого покрытия. Композиция покрытия на металлической основе содержит пленкообразующий полимер, красящий пигмент и люстровый пигмент.
Пленкообразующий полимер является связующим в получающемся в результате основном пленочном покрытии. Пленкообразующий полимер включает в себя, например, акриловую смолу, полиэфирную смолу, эпоксидную смолу, уретановую смолу и подобное. Пленкообразующий полимер может включать в себя смолу, имеющую отверждаемую функциональную группу, а также может дополнительно содержать отверждающий агент, такой как аминосмола или изоцианатная смола, имеющая заблокированную изоцианатную группу при необходимости, которая может реагировать, вступать в реакцию с отверждающей функциональной группой.
Красящий пигмент может обеспечивать укрывистость поверхности подложки покрытия и насыщенность для получающегося многослойного пленочного покрытия. Красящий пигмент включает в себя, например, неорганический красящий пигмент, такой как диоксид титана, углеродная сажа, оксид железа, желтый оксид железа и подобное; и органический красящий пигмент, такой как фталоцианиновый синий, фталоцианиновый зеленый, карбазол фиолетовый, антрапиридин, азо оранжевый, флаван Slon желтый, изоиндолин желтый, индантрен голубой, бибромо Anza Slon красный, периленовый красный, азо красный, антрахиноновый красный, хинакридоновый красный, дикетопирролопиррол красный и подобное. Красящий пигмент может предпочтительно быть периленовым пигментом, в особенности периленовым красным с точки зрения насыщенности и яркости.
Люстровый пигмент может обеспечивать яркость для получающегося многослойного пленочного покрытия. Люстровый пигмент не ограничивается при условии, что он имеет специфический коэффициент отражения, и включает в себя, например, алюминиевую пудру, алюминооксидный порошок, бронзовую пудру, медную пудру, оловянную пудру, цинковую пудру, фосфид железа, металлизирующий слюдяной порошок, диоксид титана-металлизирующий слюдяной порошок и подобное. Люстровый пигмент может быть предпочтительно алюминиевой пудрой с точки зрения получения специфического коэффициента отражения света.
Количество красящего пигмента не ограничивается и может предпочтительно заключаться в диапазоне 3-20% мас. как массовой концентрации, т.е. (массовое содержание пигмента(ов) в композиции покрытия/ сумма массового содержания пигментов и содержание сухих веществ пленкообразующих компонентов) с точки зрения яркости и насыщенности, более предпочтительно, 7-17% мас. и, наиболее предпочтительно, 10-15% мас. Когда количество красящего пигмента составляет менее 3% мас., подавление отражения света в коротковолновом диапазоне, т.е. в диапазоне длин волн 410-590 нм, может быть недостаточным и может не предохранять от возникновения цветовой неравномерности. С другой стороны, когда количество красящего пигмента составляет более 20% мас., то может не получаться превосходное свойство из-за отсутствия насыщенности и яркости, и качества многослойного пленочного покрытия могут снизиться.
Количество люстрового пигмента не ограничивается и может предпочтительно заключаться в диапазоне 2-20% мас. как массовая концентрация пигмента, с точки зрения яркости и насыщенности, более предпочтительно, 3-15% мас. и, наиболее предпочтительно, 5-10% мас. Когда количество люстрового пигмента составляет менее 2% мас., то может не получаться превосходное многослойное пленочное покрытие из-за отсутствия насыщенности и яркости. С другой стороны, когда количество люстрового пигмента составляет более 20% мас., то качества многослойного пленочного покрытия могут снижаться.
Композиция покрытия на металлической основе может необязательно содержать наполнитель, катализатор отверждения, кондиционер поверхности, поглотитель ультрафиолетовых лучей, антиоксидант и подобное, что обычно применяют в этой области техники.
Тип композиции покрытия на металлической основе не ограничивается, и может быть любая из композиции на основе растворителя, композиции покрытия водно-дисперсного типа или композиция покрытия водорастворимого типа.
В композиции покрытия на металлической основе, использующейся в процессе для формирования превосходного многослойного пленочного покрытия согласно настоящему изобретению, требуются коэффициент отражения света от 45 до 50% в диапазоне длин волн 650-700 нм и коэффициент отражения света не более 20% в диапазонах длин волн 410-440 нм и 510-590 нм в одиночном слое пленочного покрытия на металлической основе, полученном из него, в особенности, цвет покрытия многослойного пленочного покрытия в красной цветовой гамме. Когда диапазоны длин волн пленочного покрытия находятся вне вышеприведенных диапазонов длин волн, то цвет покрытия пленочного покрытия не находится в красной цветовой гамме. Когда диапазоны длин волн находятся вне вышеприведенных диапазонов, то цвет покрытия пленочного покрытия не находится в красной цветовой гамме.
Коэффициент отражения света может быть измерен следующим методом. Композиция для катионного электроосаждения покрытия наносится на стальную пластину и отверждается, затем композиция промежуточного покрытия наносится на пластину и отверждается. На получающуюся в результате пластину наносится композиция покрытия на металлической основе методом распыления, для того чтобы получать толщину сухого пленочного покрытия 10 мкм, затем получающееся в результате пленочное покрытие нагревается и отверждается при температуре 140°C в течение 20 минут для получения одиночного слоя пленочного покрытия на металлической основе. Термин "одиночный слой" в этом описании означает пленочное покрытие на металлической основе, нанесенное на подложку, имеющую пленочное покрытие катионного электроосаждения и промежуточное пленочное покрытие, и означает состояние без каких-либо пленочных покрытий на пленочном покрытии на металлической основе.
Коэффициент отражения света может быть получен с помощью спектрофотометра типа U-3310 (производимого компанией Hitachi Ltd) путем измерения отношения интенсивности отраженного света в направлении одиночного слоя пленочного покрытия на металлической основе к интенсивности светового облучения при условии сканирования по длине волны в диапазоне 300-780 нм, скорости сканирования 300 мм/минуту, интервала измерения 0,5 нм.
Коэффициент отражения света, измеренный вышеописанным методом, составляет от 45 до 50% в диапазоне длин волн 650-700 нм, предпочтительно от 47 до 49%. Диапазон длин волн может влиять на насыщенность и яркость. Когда коэффициент составляет менее 45%, то яркость получающегося в результате многослойного пленочного покрытия снижается. Когда коэффициент составляет более 50%, то насыщенность получающегося многослойного пленочного покрытия снижается.
К тому же, коэффициент отражения света составляет не более 20% в диапазонах длин волн 410-440 нм и 510-590 нм, предпочтительно, не более 15%, наиболее предпочтительно, не более 10%. В областях длин волн светопропускание одиночного слоя пленочного покрытия на цветной основе значительно изменяется в том случае, когда цвет его покрытия является красным. Области длин волн также могут влиять на структуру пленки многослойного пленочного покрытия. Следовательно, снижение коэффициента отражения света падающего света пленочного покрытия на металлической основе в областях длин волн может обеспечивать ослабленное колорирование, а также может минимизировать неоднородную структуру пленки из-за изменений в толщине пленки. Когда коэффициент отражения света в областях длин волн составляет более 20%, то неоднородная структура пленки из-за изменений в толщине пленки при нанесении покрытия увеличивается, и структура пленки ухудшается.
Регулирование коэффициента отражения света пленочного покрытия на металлической основе осуществляют путем выбора типа красящего пигмента и люстрового пигмента, их массовой концентрации пигмента и толщины пленки получающегося пленочного покрытия. Конкретно, в случае использования композиции покрытия на металлической основе, в которой красящим пигментом является периленовый красный, люстровым пигментом является алюминиевая пудра, пигментная массовая концентрация красящего пигмента составляет 10-15% мас. и пигментная массовая концентрация алюминиевой пудры составляет 5-10% мас., многослойное пленочное покрытие, имеющее меньше цветовую неравномерность, однородную структуру пленки, высокую насыщенность, высокую яркость и превосходную глубину цвета, может быть получено путем нанесения композиции покрытия на металлической основе, чтобы получать толщину сухой пленки 7-12 нм.
Содержание твердого вещества и вязкость композиции покрытия на металлической основе можно регулировать путем ее разбавления органическим растворителем и/или водой. Конкретный пример способа нанесения композиции покрытия на металлической основе на этапе (1) может включать в себя нанесение покрытия воздушным распылением, нанесение покрытия безвоздушным распылением, нанесение покрытия электростатическим распылением и подобное. В вышеупомянутом способе нанесения покрытия нанесение покрытия электростатическим распылением может быть предпочтительно с точки зрения эффективности покрытия.
Кроме того, установление временного интервала между этапом (1) и этапом (2) может быть предпочтительно с точки зрения предотвращения расслаивания и проникновения в части промежуточного слоя пленочного покрытия на металлической основе, полученного с помощью этапа (1), и цветного пленочного покрытия, полученного с помощью этапа (2). Временной интервал может обеспечивать достаточное улетучивание органического растворителя и/или воды для улучшения структуры получающегося в результате многослойного пленочного покрытия. Временной интервал может быть, например, в интервале 15 секунд - 15 минут. Кроме того, операция нагревания для подложки покрытия, имеющей пленочное покрытие на металлической основе, может осуществляться во временном интервале. Что касается термической операции, то операция так называемого подогрева может быть предпочтительной с точки зрения энергосбережения. Подогрев является операцией нагревания с кратковременным нагревом для эффективного улетучивания органического растворителя и/или воды, содержащихся в пленочном покрытии на металлической основе, скорее, чем отвердевание пленочного покрытия на металлической основе. С другой стороны, термическая операция может быть термической операцией, которая обеспечивает отверждение пленочного покрытия на металлической основе. Подогрев может быть термической операцией с температурой 40-80°C в течение 2-10 минут. Подогрев может осуществляться с использованием вентиляторного воздухонагревателя или инфракрасного обогревателя.
Этап (2)
Этапом (2) в способе формирования превосходного многослойного пленочного покрытия согласно настоящему изобретению является этап нанесения композиции покрытия на цветной основе на пленочное покрытие на металлической основе, полученное с помощью этапа (1), для формирования пленочного покрытия на цветной основе, в котором композиция покрытия на цветной основе содержит красящий пигмент и не содержит люстровый пигмент. Пленочное покрытие на цветной основе может обеспечивать тонкую цветовую регулировку пленочного покрытия на металлической основе для увеличения насыщенности и глубины цвета.
Композиция покрытия на цветной основе
Композиция покрытия на цветной основе, использующаяся в способе для формирования многослойного пленочного покрытия согласно настоящему изобретению, может быть предпочтительно композицией отверждаемого покрытия. Композиция покрытия на цветной основе содержит пленкообразующий полимер и красящий пигмент. С другой стороны, композиция покрытия на цветной основе не содержит люстровый пигмент. Если композиция покрытия на цветной основе содержит люстровый пигмент, то получающееся пленочное покрытие на цветной основе ослабляет отражение света нижележащего пленочного покрытия на металлической основе с получением худшей глубины цвета.
Что касается пленкообразующего полимера и красящего пигмента, содержащихся в композиции покрытия на цветной основе, то могут быть использованы вышеупомянутый пленкообразующий полимер и красящий пигмент пленочного покрытия на металлической основе. Оттенок пленочного покрытия на цветной основе и оттенок пленочного покрытия на металлической основе предпочтительно могут быть подобного цвета, более предпочтительно, быть того же самого цвета. Термин "подобный цвет" в настоящем изобретении означает, что два цвета принадлежит тому же самому или соседнему расположению цветового круга цветовой системы Манселла. В настоящем изобретении периленовый пигмент может быть предпочтителен как красящий пигмент, содержащийся в композиции покрытия на металлической основе. Таким образом, периленовый пигмент, в особенности, периленовый красный, может быть предпочтителен как красящий пигмент, содержащийся в композиции покрытия на цветной основе.
Количество красящего пигмента может предпочтительно быть в пределах 0,1-5% мас., в качестве массовой концентрации пигмента, более предпочтительно, в пределах 0,5-3% мас., наиболее предпочтительно, в пределах 1-2% мас. Когда количество красящего пигмента составляет менее 0,1% мас., то улучшение насыщенности многослойного пленочного покрытия может быть не получено. С другой стороны, когда количество красящего пигмента составляет более 5% мас., то ухудшается просвечивание многослойного пленочного покрытия.
Композиция покрытия на цветной основе может опционально содержать наполнитель, катализатор отверждения, кондиционер поверхности, поглотитель ультрафиолетового излучения, антиоксидант и подобное, что обычно используется в данной области техники.
Тип композиции покрытия на цветной основе не ограничивается и может быть любым из композиции покрытия на основе растворителя, композиции покрытия на водно-дисперсионной основе или композиции покрытия водорастворимого типа.
В композиции на цветной основе, использующейся в способе формирования превосходного многослойного пленочного покрытия согласно настоящему изобретению, требуется светопропускание от 50 до 70% в диапазоне длин волн 400-700 нм, светопропускание от 88 до 92% в диапазоне длин волн 650-700 нм и светопропускание от 20 до 60% в диапазоне длин волн 410-440 нм и 510-590 нм в одиночном слое пленочного покрытия на цветной основе, полученной из него, в особенности, цвет покрытия многослойного пленочного покрытия находится в красной цветовой гамме. Когда диапазоны длин волн находятся вне вышеприведенных диапазонов, цвет покрытия пленочного покрытия не находится в красной цветовой гамме.
Отражение света может быть измерено следующим методом. Композиция покрытия на цветной основе наносится на полипропиленовую пластину методом распыления, чтобы получить сухое пленочное покрытие толщиной 12 мкм, затем нагревается и отверждается при температуре 140°C в течение 20 минут и получающееся пленочное покрытие отслаивают, чтобы получить одиночный слой пленочного покрытия на цветной основе. Термин "одиночный слой пленочного покрытия на цветной основе" в этом описании означает пленочное покрытие на цветной основе, нанесенное на подложку, и отслоенное.
Светопропускание может быть получено с помощью спектрофотометра типа U-3310 (производимого компанией Hitachi Ltd.) путем измерения доли интенсивности прошедшего света от падающего света через одиночный слой пленочного покрытия на цветной основе при условии режима сканирования по длине волны в интервале 300-780 нм, скорости сканирования 300 нм/минуту, интервала измерения 0,5 нм.
Светопропускание, измеренное методом, описанным выше, составляет 50-70% в интервале длин волн от 400 до 700 нм, предпочтительно, от 50 до 60%, более предпочтительно, от 50 до 55%. Область длин волн может влиять на насыщенность и яркость. Когда светопропускание составляет менее 50%, то яркость получающегося в результате многослойного пленочного покрытия снижается. Когда светопропускание составляет более 70%, то насыщенность получающегося многослойного пленочного покрытия снижается. Кроме того, светопропускание составляет от 88 до 92%, более предпочтительно, от 89 до 91% в диапазонах длин волн 650-700 нм. Область длин волн может влиять на насыщенность и яркость. Когда светопропускание составляет менее 88%, то яркость получающегося в результате многослойного пленочного покрытия снижается. Когда светопропускание составляет более 92%, то насыщенность получающегося в результате многослойного покрытия снижается.
Кроме того, светопропускание составляет от 20 до 60% в диапазонах длин волн 410-440 нм и 510-590 нм, предпочтительно, от 20 до 50%, более предпочтительно, от 20 до 40%. В областях длин волн светопропускание одиночного слоя пленочного покрытия на цветной основе значительно изменяется в том случае, когда этот цвет покрытия является красным. Области длин волн могут также влиять на структуру пленки многослойного пленочного покрытия. Следовательно, регулирование светопропускания пленочного покрытия на цветной основе в областях длин волн может обеспечивать подавленное изменение цвета из-за изменений толщины пленки. Когда светопропускание в областях длин волн составляет менее 20%, то насыщенность снижается. Когда светопропускание в областях длин волн составляет более 60%, то неоднородная структура пленки увеличивается из-за изменений в толщине пленки при нанесении покрытия и структура пленки ухудшается.
Регулирование светопропускания пленочного покрытия на цветной основе осуществляется путем выбора типа красящего пигмента, массовой концентрации этого пигмента и толщины пленки получающегося пленочного покрытия. Конкретно, при использовании красящего пигмента в композиции покрытия на цветной основе, в которой красящий пигмент является периленовым красным и массовая концентрация красящего пигмента составляет 1-2% мас., многослойное пленочное покрытие, имеющее меньшую неравномерность цвета, однородную структуру пленки, высокую насыщенность, высокую яркость и превосходную глубину цвета, может быть получено путем нанесения композиции покрытия на цветной основе, чтобы получить толщину сухой пленки 10-15 мкм.
Содержание твердых веществ и вязкость композиции покрытия на цветной основе могут регулироваться путем ее разбавления органическим растворителем и/или водой.
Кроме того, установление временного интервала между этапом (2) и этапом (3) может быть предпочтительным с точки зрения предотвращения расслаивания и проникновения в часть промежуточного слоя пленочного покрытия на цветной основе, полученного с помощью этапа (2), и прозрачного пленочного покрытия, полученного с помощью этапа (3). Временной интервал, например, может быть оставлен в несколько минут, опционально, с операцией нагревания в направлении к подложке покрытия, имеющей пленочное покрытие на цветной основе после этапа (1) подобного образа временного интервала. Временной интервал и операция нагревания могут осуществляться в таком же временном интервале после этапа (1).
Этап 3
Этапом 3 в способе формирования превосходного многослойного пленочного покрытия согласно настоящему изобретению является этап нанесения композиции прозрачного покрытия на пленочное покрытие на цветной основе, полученное на этапе (2), чтобы сформировать прозрачное пленочное покрытие. Прозрачное пленочное покрытие может предотвращать потускнение пленочного покрытия на металлической основе и пленочного покрытия на цветной основе и, кроме того, может обеспечивать превосходное просвечивание и глубину цвета многослойного пленочного покрытия.
Композиция прозрачного покрытия
Композиция прозрачного покрытия, используемая в способе формирования многослойного пленочного покрытия согласно настоящему изобретению, может предпочтительно быть композицией отверждаемого покрытия. Композиция прозрачного покрытия содержит пленкообразующий полимер. Что касается пленкообразующего полимера в композиции прозрачного покрытия, то могут быть использованы смола и отверждающий агент пленочного покрытия на металлической основе. С другой стороны сочетание акриловой смолы и/или полиэфирной смолы, имеющих функциональную группу, содержащую активный водород, такую как гидроксильную группу, с отверждающим агентом полиизоцианатной смолы, опционально заблокированной, или сочетание акриловой смолы и/или полиэфирной смолы, содержащей группу карбоновой кислоты, с акриловой смолой, содержащей эпокси-группу, могут быть предпочтительны с точки зрения кислотоустойчивого свойства.
Кроме того, композиция прозрачного покрытия может опционально содержать кондиционер поверхности, регулирующий вязкость агент, поглотитель ультрафиолетового излучения, светостабилизатор и подобное, что обычно применяется в этой области техники.
Композиция прозрачного покрытия может предпочтительно не содержать ни красящие пигменты, ни люстровые пигменты с точки зрения предотвращения потускнения краски, устойчивости против атмосферных воздействий и глубины цвета получающегося пленочного покрытия.
Тип композиции прозрачного покрытия не ограничивается и может быть любым из композиции покрытия на основе растворителя, композиции покрытия водно-дисперсного типа, композиции покрытия водорастворимого типа или порошкообразной композиции покрытия.
Содержание твердых веществ и вязкость композиции прозрачного покрытия может регулироваться путем ее разбавления органическим растворителем и/или водой, в случае, когда композицией прозрачного покрытия, использующегося на этапе (3), является композиция покрытия на основе растворителя, композиция покрытия водно-дисперсного типа или композиция покрытия водорастворимого типа.
Способ нанесения покрытия этапа (3) не ограничивается и может быть выбран в зависимости от типа и формы композиции прозрачного покрытия. В случае когда композицией покрытия является композиция покрытия на основе растворителя, композиция покрытия водно-дисперсного типа или композиция покрытия водорастворимого типа, то способом нанесения покрытия может быть нанесение покрытия воздушным распылением, нанесение покрытия безвоздушным распылением, нанесение покрытия электростатическим распылением и подобное. В случае когда композиция покрытия является порошкообразной композицией покрытия, способ нанесения покрытия может быть процессом покрытия порошковым материалом. Толщина прозрачного пленочного покрытия не ограничивается и может быть, например, от 30 до 50 мкм по толщине сухой пленки.
Этап (4)
Этапом 4 в способе формирования превосходного многослойного пленочного покрытия согласно настоящему изобретению является этап нагревания и отверждения пленочного покрытия на металлической основе, пленочного покрытия на цветной основе и прозрачного пленочного покрытия, сформированных на этапах (1), (2) и (3), с целью образования многослойного пленочного покрытия.
Режим нагревания и отверждения не ограничивается. Например, пленочное покрытие может нагреваться и отверждаться при подходящих температуре и времени для получения превосходного многослойного покрытия на подложке покрытия. Вышеупомянутые температура и время могут быть выбраны в зависимости от типа композиции прозрачного покрытия.
Получающееся превосходное многослойное пленочное покрытие имеет превосходное просвечивание и глубину цвета, и высокую насыщенность. Кроме того, превосходное пленочное покрытие имеет меньше цветовой неравномерности и однородную структуру пленки без строгого контроля изменений в толщине пленки. Толщина пленки превосходного многослойного пленочного покрытия не ограничивается и может быть, например, от 30 до 100 мкм по толщине сухой пленки.
Настоящее изобретение точнее иллюстрируется ниже согласно примерам, но настоящее изобретение не ограничивается только этими примерами.
Пример приготовления 1
Приготовление композиции 1 металлического покрытия
В контейнер из нержавеющей стали добавляли 87,8 частей по массе акриловой смолы (произведенной компанией Nippon Paint Co., Ltd., величина кислотности 20 мг KOH/г, гидроксильное число 75 мг KOH/г, показатель среднего молекулярного веса 5000, содержание твердых веществ 60%), затем добавляли 12,0 частей Paliogen Maroon L3920 (торговое название - периленовый красный, производимый корпорацией BASF) и диспергировали до тех пор, пока размер частиц не был менее 5 мкм. Далее, добавляли 47,2 части Uban 128 (торговое название - бутилированная меламиновая смола, произведенная компанией Mitsui Chemicals Inc., содержание твердых веществ 60%) и 7,0 частей Alumipaste 7640 NS (торговое название - алюминиевый пигмент, произведенный компанией Toyo aluminum K.K.) и смешивали с помощью настольной мешалки, чтобы получить композицию 1 покрытия на металлической основе. Вязкость получающейся в результате композиции покрытия контролировали перед нанесением покрытия.
Светопропускание композиции 1 металлического покрытия измеряли следующим методом. Результат показан в таблице 1.
Метод измерения коэффициента светоотражения
На матовую пластину из нержавеющей стали, на которую воздействовали химической обработкой фосфатом цинка, наносили покрытие электроосаждением для получения толщины сухой пленки 20 мкм при использовании "POWERNIX 110" (композиция покрытия для катионного электроосаждения, произведенная компанией Nippon Paint Co., Ltd.), затем получающаяся пленка нагревалась и отверждалась при температуре 160°C в течение 30 минут для получения покрытия электроосаждением. На полученную электроосаждением пленку наносили Orga TO-H-880-3 Gray (композицию промежуточного покрытия (типа полиэстер/меламин), произведенную Nippon Paint Co., Ltd.), наносили покрытие методом распыления для получения толщины сухой пленки 3,0 мкм, затем получающееся в результате пленочное покрытие нагревалось и отверждалось при температуре 140°C в течение 20 минут для получения промежуточного пленочного покрытия. Величина L* получающего в результате промежуточного пленочного покрытия была 48, где величину L* измеряли спектральным дифференциальным колориметром (SE-6000, произведенным компанией Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). На получающуюся в результате покрытую пластину наносили композицию 1 покрытия на металлической основе путем нанесения покрытия методом распыления для получения толщины сухой пленки 10 мкм, затем получающееся в результате пленочное покрытие нагревалось и отверждалось при температуре 140°C в течение 20 минут в сушильной печи с потоком сухого воздуха для получения одиночного металлического пленочного покрытия. Коэффициент отражения света одиночного металлического пленочного покрытия измеряли, используя спектрофотометр типа U-3310 (произведенный компанией Hitachi Ltd.), путем измерения доли интенсивности отраженного света в направлении одиночного слоя пленочного покрытия на металлической основе от интенсивности света облучения при условии режима сканирования по длине волны в диапазоне 300-780 нм, скорости сканирования 300 нм/минуту, интервала измерения 0,5 нм.
Примеры приготовления 2-5
Приготовление композиций 2-5 покрытия на металлической основе
Композиции 2-5 покрытия на металлической основе готовили тем же способом, как в примере приготовления 1, за исключением того, что использовали компоненты и количества, показанные в таблице 1. Далее, коэффициент отражения света композиций 2-5 покрытия на металлической основе измеряли так же, как и в примере приготовления 1. Результаты показаны в таблице 1.
Пример приготовления 6
Приготовление композиции 1 покрытия на цветной основе
В контейнер из нержавеющей стали добавляли 213,4 частей по массе акриловой смолы (произведенной компанией Nippon Paint Co., Ltd., величина кислотности 20 мг KOH/г, гидроксильное число 75 мг KOH/г, показатель среднего молекулярного веса 5000, содержание твердых веществ 60%), затем добавляли 3,0 частей Paliogen Maroon L3920 (торговое название - периленовый красный, производимый корпорацией BASF) и диспергировали до тех пор, пока размер частиц не был менее 5 мкм. Далее, добавляли 114,9 частей Uban 128 (торговое название - бутилированная меламиновая смола, произведенная компанией Mitsui Chemicals Inc., содержание твердых веществ 60%) и смешивали с помощью настольной мешалки, чтобы получить композицию 1 покрытия на цветной основе. Вязкость получающейся в результате композиции покрытия контролировали перед нанесением покрытия.
Светопропускание композиции 1 покрытия на цветной основе измеряли следующим методом. Результат показан в таблице 1.
Метод измерения светопропускания
Композиция 1 покрытия на цветной основе наносилась на полипропиленовую пластину методом распыления, чтобы получить толщину пленочного покрытия 12 мкм, затем нагревалась и отверждалась при температуре 140°C в течение 20 минут, а получающееся в результате пленочное покрытие отслаивали, чтобы получить одиночный слой пленочного покрытия на цветной основе. Светопропускание получали при использовании спектрофотометра типа U-3310 (произведенного компанией Hitachi Ltd.) путем измерения доли интенсивности прошедшего света от падающего света через одиночный слой пленочного покрытия на цветной основе при условии режима сканирования по длине волны в диапазоне 300-780 нм, скорости сканирования 300 нм/минуту, интервала измерения 0,5 нм.
Примеры приготовления 7 и 8
Приготовление композиций 2 и 3 покрытия на цветной основе
Композиции 2 и 3 готовили так же, как и в примере приготовления 6, за исключением того, что использовали компоненты и количества, показанные в таблице 1.
Далее, светопропускание композиций 2 и 3 покрытий на цветной основе измеряли так же, как и в примере приготовления 6. Результаты показаны в таблице 1.
Таблица 1
Пример приготовления
1
2
3
4
5
6
7
8
№ композиции покрытия
Композиция покрытияна металлической основе
Композиция покрытияна цветной основе
1
2
3
4
5
1
2
3
Компоненты
Акриловая смола
87,8
89,9
87,8
98,7
70,4
213,4
195,0
216,0
Paliogen Maroon L3920
12,0
7,0
0,0
2,0
25,0
3,0
20,0
0,1
Urban 128
47,2
48,4
47,2
53,0
37,9
114,9
105,0
116,6
Alumipaste 7640 NS
7,0
10,0
7,0
7,0
10,0
-
-
-
Коэффициент отражения света (%)
650-700 нм
48
50
55
52
42
-
-
-
410-440 нм
9
18
56
35
5
-
-
-
510-590 нм
5
10
57
24
3
-
-
-
Светопропускание (%)
400-700 нм
-
-
-
-
-
55
30
80
650-700 нм
-
-
-
-
-
90
85
93
410-440 нм
-
-
-
-
-
43
15
70
510-590 нм
-
-
-
-
-
30
10
50
Приготовление композиции прозрачного покрытия
Использовали Mack flow O-1800 clear (торговое название - композиция прозрачного покрытия типа эпоксидной смолы кислотного отверждения, произведенная компанией Nippon Paint Co., Ltd.). Вязкость композиции контролировали перед нанесением покрытия.
Пример приготовления 9
Приготовление подложки покрытия
На матовую пластину из нержавеющей стали, которую подвергли воздействию химической обработки фосфатом цинка, наносилось покрытие электроосаждением, чтобы получить толщину сухой пленки 20 нм, с использованием "POWERNIX110" (композиция покрытия катионным электроосаждением, произведенная компанией Nippon Paint Co., Ltd.), и нагревалось и отверждалось при температуре 160°C в течение 30 минут, чтобы получать пленку, нанесенную электроосаждением. На получающуюся в результате пленку, нанесенную электроосаждением, наносили методом распыления Orga TO-H-880-3 Gray (композицию промежуточного покрытия (типа полиэстер/меламин), произведенную компанией Nippon Paint Co., Ltd.), чтобы получить толщину сухой пленки 30 мкм, затем получающееся в результате пленочное покрытие нагревалось и отверждалось при температуре 140°C в течение 20 минут, чтобы получить покрытие подложки нанесенным промежуточным пленочным покрытием.
Пример 1
На подложку покрытия, имеющую промежуточное пленочное покрытие, полученное в соответствии с примером приготовления 9, наносили композицию 1 металлического покрытия, полученную в соответствии с примером приготовления 2, путем использования мета конуса, чтобы получать толщину сухой пленки 10 мкм. После временного интервала в 2 минуты композицию 1 покрытия на цветной основе наносили туда путем использования мета конуса для получения толщины сухой пленки 12 мкм. После временного интервала в 4 минуты туда наносили композицию прозрачного покрытия путем использования микро-микро конуса (micro micro bell), чтобы получить толщину сухой пленки 35 мкм. После временного интервала в 10 минут получающиеся в результате пленочные покрытия нагревались и отверждались при температуре 140°C в течение 20 минут для получения превосходного многослойного пленочного покрытия.
Насыщенность, глубина цвета, яркость и цветовая однородность получающихся в результате превосходных многослойных пленочных покрытий оценивали следующим методом. Результаты показаны в таблице 2. В таблице 2 также показаны коэффициент светоотражения композиции металлического покрытия при конкретной длине волны и светопропускание композиции покрытия на цветной основе при конкретной длине волны.
Насыщенность и глубина цвета
Насыщенность и глубина цвета получающихся в результате превосходных многослойных пленочных покрытий оценивали путем визуального осмотра.
Критерий оценки состоит в следующем:
ο: обладание превосходной насыщенностью и превосходной глубиной цвета
×: обладание худшей насыщенностью или нет глубины цвета
Яркость
Величину 15°L* получающихся в результате превосходных многослойных пленочных покрытий измеряли с помощью измерительного спектрофотометрического прибора для колориметрии (MA-68II, произведенного X-Rite корпорацией), а яркость оценивали на основе величины 15°L*. Критерий оценки состоит в следующем:
ο: 15°L*, которая не менее чем 45
×: 15°L*, которая менее чем 45
Неравномерность цвета
Неравномерность цвета получающихся в результате превосходных многослойных покрытий оценивали путем визуального осмотра.
Критерий оценки состоит в следующем:
ο: обладание однородным цветом и незначительной неоднородности цвета
×: обладание значительной неравномерностью цвета.
Пример 2 и сравнительные примеры 1-5
На подложку покрытия, имеющую промежуточное пленочное покрытие, полученное по примеру приготовления 9, наносились и отверждались композиция покрытия на металлической основе и композиция покрытия, показанные в таблице 2, и композиция прозрачного покрытия так же, как и в примере 1, чтобы получить превосходное многослойное пленочное покрытие. Насыщенность и глубина цвета, яркость и неравномерность цвета получающихся в результате пленочных покрытий оценивали так же, как и пример 1. Результаты показаны в таблице 2.
Таблица 2
Пример
Сравнительный пример
1
2
1
2
3
4
5
Композиция покрытия на металлической основе
1
2
3
4
5
1
1
Композиция покрытия на цветной основе
1
1
1
1
1
2
3
Пленочное покрытие
Длина волны
Определение (%)
Композиция покрытия на металлической основе
Коэффициент отражения света
650-700 нм
45-50
48
50
55
52
42
48
48
410-440 нм
<20
9
18
56
35
5
9
9
510-590 нм
<20
5
10
57
24
3
5
5
Композиция покрытия на цветной основе
Светопропускание
400-700 нм
50-70
55
55
55
55
55
30
80
650-700 нм
88-92
90
90
90
90
90
85
93
410-440 нм
20-60
43
43
43
43
43
15
70
510-590 нм
20-60
30
30
30
30
30
10
50
Оценка
Насыщенность и глубина цвета
ο
ο
ο
ο
×
×
×
Неоднородность цвета
ο
ο
×
×
ο
ο
ο
Яркость
ο
ο
ο
ο
×
×
В примерах 1 и 2 коэффициент отражения пленочного покрытия на металлической основе и светопропускание пленочного покрытия на цветной основе находились в диапазоне настоящего изобретения. А многослойное пленочное покрытие имело превосходную насыщенность, глубину цвета и яркость без отклонения неравномерности цвета.
В сравнительных примерах 1 и 2 использовали композицию 3 или 4, которая имела коэффициент отражения света пленочного покрытия на металлической основе вне диапазона настоящего изобретения. Превосходное многослойное пленочное покрытие имело неравномерность цвета.
В сравнительном примере 3 использовали композицию 5 покрытия на металлической основе, в которой коэффициент отражения света пленочного покрытия на металлической основе в диапазоне длин волн 650-700 нм составлял 42%, т.е. ниже, чем диапазон настоящего изобретения. В сравнительном примере 3 другие параметры были в пределах диапазона настоящего изобретения. Тем не менее многослойное пленочное покрытие имело худшие насыщенность, глубину цвета и яркость.
В сравнительных примерах 4 и 5 использовали композиции 2 или 3 покрытий на цветовой основе, которая имела светопропускание пленочного покрытия на цветной основе вне диапазона настоящего изобретения. В сравнительных примерах 4 и 5 коэффициент отражения света пленочного покрытия на металлической основе был в пределах диапазона настоящего изобретения. Тем не менее многослойное пленочное покрытие имело худшие насыщенность и глубину цвета. Многослойное покрытие в сравнительном примере 4 имело худшую яркость.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Способ формирования превосходного многоцветного пленочного покрытия согласно настоящему изобретению обеспечивает способ нанесения покрытия, пленочного покрытия, так называемого карамельного цвета, на подложку покрытия, имеющую большую покрываемую площадь, особенно на автомобиль, без неравномерности цвета. Способ согласно настоящему изобретению может обеспечить пленочное покрытие карамельного цвета на различных подложках покрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой графическую диаграмму коэффициента отражения света одиночного пленочного покрытия на металлической основе и светопропускания одиночного пленочного покрытия на цветной основе, полученных способом формирования превосходного многослойного пленочного покрытия согласно настоящему изобретению, путем откладывания длины волны по горизонтальной оси, и коэффициента отражения света одиночного пленочного покрытия на металлической основе и светопропускание одиночного пленочного покрытия на цветной основе - по вертикальной оси.