МНОГОСЛОЙНАЯ ПЛЕНКА ПОКРЫТИЯ И ПОКРЫТЫЙ ОБЪЕКТ
MULTI-LAYER FILM COATING AND COVERED OBJECT

[0001]
Настоящее изобретение относится к многослойной пленке покрытия, а также к покрытому объекту.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002]
Типичный основной материал, такой как корпус автомобиля и деталь автомобиля, имеет многослойную пленку покрытия, нанесенную на поверхность основного материала, так что нанесенная многослойная пленка покрытия защищает и улучшает внешний вид основного материала. Например, Патентный документ 1 раскрывает многослойную пленку покрытия. Для того, чтобы обеспечить золотой внешний вид, имеющий высокую насыщенность цвета и яркость с блеском, пленка покрытия включает в себя: блестящую основную пленку покрытия, содержащую красящий алюминиевый пигмент, алюминиевый пигмент и цветной пигмент; а также прозрачную пленку покрытия, нанесенную на блестящую основную пленку покрытия. Красящий алюминиевый пигмент представляет собой блестящий чешуйчатый пигмент, изготовленный из осажденных из паровой фазы алюминиевых чешуек, с композицией покрытия, включающей в себя окисленное железо. Если оттенок красящего алюминиевого пигмента определять относительно нулевого положения цветового круга Мунзела, поделенного на 100 секторов, цветной пигмент включает в себя по меньшей мере два вида пигментов, каждый из которых имеет номер оттенка в пределах от -3 до -15 и от +3 до +15, когда цветовой круг включает в себя уменьшающиеся до -50 номера оттенков в направлении против часовой стрелки и увеличивающиеся до +50 номера оттенков в направлении по часовой стрелке. Кроме того, цветной пигмент может быть смешан с прозрачной пленкой покрытия.
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ
[0003]
Патентный документ 1: Японская не прошедшая экспертизу патентная заявка № 2011-251252
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
[0004]
Как проиллюстрировано на Фиг. 1, когда цветное покрытие (например, цветная прозрачная пленка покрытия) 4, включающая в себя пигмент 3 и обладающая светопроницаемостью, наносится на блестящее покрытие 2, содержащее блестящий материал (например, алюминиевые блестки) 1, неравномерная толщина цветного покрытия 4 может вызывать неравномерность цвета. В частности, поглощение света будет при этом варьироваться между толстой частью и тонкой частью цветного покрытия 4. В результате появятся светлые пятна и темные пятна, образуя неравномерность цветового тона и контраста.
[0005]
Контрмерой для этой проблемы является известная методика, проиллюстрированная на Фиг. 2; а именно, пигмент 3, имеющий тот же самый тип цвета, что и цветное покрытие 4, добавляется к блестящему покрытию 2 для того, чтобы уменьшить неравномерность цвета. Однако Фиг. 2 показывает, что пигмент 3 не обязательно равномерно диспергируется по блестящему покрытию 2. Как правило, пигмент 3 диспергируется неравномерно. Например, часть поверхностного слоя блестящего покрытия 2 содержит пигмент 3 в большом количестве в сравнении с блестящим материалом 1. Другая часть поверхностного слоя блестящего покрытие 2 содержит пигмент 3 в небольшом количестве в сравнении с блестящим материалом 1. В этом случае та часть, которая содержит пигмент 3 в большом количестве, имеет низкое светоотражение (кажется темной), а та часть, которая содержит пигмент 3 в небольшом количестве, имеет высокое светоотражение (кажется яркой). Следовательно, блестящее покрытие 2, содержащее пигмент 3, не обязательно уменьшает неравномерность цвета.
[0006]
Кроме того, как проиллюстрировано на Фиг. 2, неравномерное распределение пигмента 3 в блестящем покрытии 2 создает проблему; а именно, блестящий материал 1 не ориентируется параллельно поверхности блестящего покрытия 2, и часть блестящего материала 1 располагается под углом, что приводит к частичному или полному уменьшению яркости многослойной пленки покрытия.
[0007]
Настоящее изобретение уменьшает неравномерность цветового тона и контраста многослойной пленки покрытия, включающей в себя цветное покрытие, нанесенное на блестящее покрытие.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
[0008]
Для того, чтобы решить вышеописанные проблемы, настоящее изобретение использует красящие блестки в качестве блестящего материала для блестящего покрытия.
[0009]
В частности, многослойная пленка покрытия, раскрытая в настоящем документе, включает в себя: блестящее покрытие, содержащее блестящий материал; цветное покрытие, нанесенное на блестящее покрытие и обладающее светопропусканием; а также красящие чешуйки, включенные в блестящее покрытие и действующие в качестве блестящего материала для окрашивания поверхности блестящей чешуйки окрашивающим материалом того же самого цветового типа, что и цветовой тип цветного покрытия.
[0010]
Когда свет входит в блестящее покрытие этой многослойной пленки покрытия, окрашивающий материал в красящей чешуйке отражает свет, имеющий длину волны, уникальную для окрашивающего материала, и поглощает другой свет, имеющий другую длину волны. Таким образом, даже если толщина цветного покрытия является неравномерной, свет, проходящий через цветное покрытие и входящий в блестящее покрытие, либо поглощается, либо отражается от красящей чешуйки, окрашенной в тот же самый цветовой тип, что и цветовой тип цветного покрытия. Такая особенность может уменьшить неравномерность цвета.
[0011]
Как было описано выше, настоящее изобретение уменьшает неравномерность цвета с использованием красящих чешуек. Следовательно, пигмент не обязательно добавляется к блестящему покрытию. Однако небольшое количество пигмента может быть добавлено к блестящему покрытию по мере необходимости. Следует отметить, что если пигмент добавляется к блестящему покрытию, этот пигмент предпочтительно имеет массовую концентрацию пигмента (PWC), равную 5,0 мас.% или меньше. Низкая или нулевая концентрация пигмента в блестящем покрытии способствует уменьшению неравномерности цвета из-за неравномерного распределения пигмента на или над блестящим материалом, и кроме того уменьшает риск того, что блестящий материал будет неподходящим образом ориентирован пигментом. Такие особенности являются выгодными для поддержания яркости.
[0012]
В одном выгодном варианте осуществления, окрашивающий материал в красящей чешуйке может быть присоединен к поверхности блестящей чешуйки в разных местах так, чтобы блестящая чешуйка была частично открытой. Такая особенность позволяет открытой части блестящей чешуйки зеркально отражать свет. Когда угол отражения света (угол между нормалью к поверхности красящей чешуйки и направлением отражения) становится большим, окрашивающий материал, в разных местах присоединенный к блестящей чешуйке, действует как так называемое пространственное затруднение, и отраженный свет имеет тенденцию блокироваться этим окрашивающим материалом. В результате яркость отраженного света становится низкой. В частности интенсивность отраженного света является низкой в направлении тени (на стороне падения вдали от стороны зеркального отражения, с низкой яркостью отраженного света). Следовательно, интенсивность света, отраженного от красящей чешуйки, значительно изменяется в зависимости от угла отражения. Такая особенность достигает значительного флоп-эффекта.
[0013]
Здесь выражение «блестящая чешуйка является частично открытой» означает, что открытая часть не имеет никакого окрашивающего материала. Это выражение может интерпретироваться так, что открытая часть имеет светопропускающую пленку или светопропускающую частицу, такую как акриловая бусинка и стеклянная бусинка.
[0014]
В красящей чешуйке блестящая чешуйка может иметь долю открытой части в пределах от 20% до 85% включительно. Такая особенность способствует более высокому флоп-индексу (FI), что является выгодным для улучшения флоп-эффекта.
[0015]
В другом выгодном варианте осуществления красящая чешуйка может включать в себя окрашивающие материалы, действующие в качестве окрашивающего материала, каждый из которых имеет различный коэффициент полного светопропускания видимого света, и окрашивающие материалы, каждый из которых имеет различный коэффициент полного светопропускания, могут быть присоединены к поверхности блестящей чешуйки пятнистым, то есть несплошным образом.
[0016]
В этом варианте осуществления свет сильно поглощается в части, снабженной окрашивающим материалом, включенным в красящую чешуйку и имеющим низкий коэффициент полного светопропускания; тогда как интенсивность света, зеркально отраженного от блестящей чешуйки, является высокой в части, снабженной окрашивающим материалом, имеющим высокий коэффициент полного светопропускания, поскольку свет имеет тенденцию проходить через окрашивающий материал и достигать блестящей чешуйки. Когда угол отражения света становится большим в этом варианте осуществления, отраженный свет блокируется окрашивающим материалом, присоединенным в разных местах к блестящей чешуйке и имеющим низкий коэффициент полного светопропускания. В результате яркость отраженного света становится низкой. В частности, интенсивность отраженного света является низкой в направлении к тени, достигая значительного флоп-эффекта.
[0017]
В еще одном варианте осуществления многослойная пленка предпочтительно может включать в себя: два окрашивающих материала, действующих в качестве окрашивающего материала, каждый из которых имеет различный коэффициент полного светопропускания, причем в красящей чешуйке один из двух окрашивающих материалов может иметь более высокий коэффициент полного светопропускания, чем другой из этих двух окрашивающих материалов, причем один окрашивающий материал занимает долю площади в пределах от 25% до 80% включительно. Такая особенность способствует более высокому FI при использовании красящей чешуйки, что является выгодным для улучшения флоп-эффекта.
[0018]
В еще одном выгодном варианте осуществления окрашивающий материал может быть зернистым и иметь средний размер частиц 300 нм или меньше. Такая особенность позволяет красящей чешуйке иметь высокую яркость, потому что рассеянное отражение, вызываемое зернистым окрашивающим материалом, уменьшается. Это является выгодным для улучшения флоп-эффекта.
[0019]
Блестящие чешуйки могут представлять собой алюминиевые чешуйки, изготовленные из измельченной алюминиевой фольги. Кроме того, блестящие чешуйки могут быть осажденными из паровой фазы алюминиевыми чешуйками, поверхности которых обладают улучшенной гладкостью. Осажденные из паровой фазы алюминиевые чешуйки изготавливаются из алюминиевой пленки, осажденной из паровой фазы на тонкий основной материал, а затем измельченной. Такие алюминиевые чешуйки и осажденные из паровой фазы алюминиевые чешуйки являются выгодными для увеличения яркости и получения эффекта металлической текстуры.
[0020]
В еще одном выгодном варианте осуществления окрашивающий материал имеет насыщенный цвет, такой как красный и черный (значение по шкале Мунзела 5 или ниже), в частности черноватый цвет. В частности, как проиллюстрировано на Фиг. 1 и Фиг. 2, неравномерность цвета (в частности контраст) имеет тенденцию образовываться тогда, когда черный пигмент добавляется к цветному покрытию для того, чтобы получить черный цвет, потому что неравномерная толщина цветного покрытия вызывает частичные вариации в поглощении света в цветном покрытии. Принимая во внимание уменьшение такой неравномерности цвета, важно использовать окрашивающий материал темного цвета для красящей чешуйки в блестящем покрытии.
[0021]
В еще одном выгодном варианте осуществления цветное покрытие может быть окрашено в черный цвет черным пигментом, и красящая чешуйка в блестящем покрытии может быть окрашена в черный цвет окрашивающим материалом. Неравномерность цвета (в частности контраст) имеет тенденцию возникать тогда, когда черный пигмент добавляется к цветному покрытию для того, чтобы получить черный цвет, потому что неравномерная толщина цветного покрытия вызывает частичные вариации поглощения света в цветном покрытии. Однако вышеописанная особенность этого выгодного варианта осуществления позволяет свету поглощаться также в черном окрашивающем материале красящей чешуйки в блестящем покрытии. Такая особенность может уменьшить неравномерность цвета.
[0022]
В еще одном выгодном варианте осуществления блестящее покрытие может быть нанесено на цветное грунтовочное покрытие, имеющее тот же самый тип цвета, что и цветное покрытие.
[0023]
Тонкая красящая чешуйка в блестящем покрытии позволяет свету, входящему в многослойную пленку покрытия, проходить через красящую чешуйку и отражаться от основы. В этом случае цвет основы влияет на внешний цвет краски. Другими словами, цвет краски становится белесоватым. Именно поэтому грунтовочное покрытие является цветным грунтовочным покрытием того же самого типа цвета, что и цветное покрытие. Такая особенность уменьшает белесоватость цвета краски и придает цвету краски высокую плотность, глубину и эффект металлической текстуры.
[0024]
Здесь тот же самый тип цвета для ахроматического цвета означает, что разность в значениях яркости Мунзела между сравниваемыми цветами предпочтительно составляет 5,0 или меньше. Тот же самый тип цвета для хроматического цвета означает, что один из сравниваемых цветов предпочтительно находится внутри диапазона оттенков ±10 при условии, что цветовой круг Мунзела делится на 100 секторов, оттенок другого из сравниваемых цветов устанавливается в качестве опорного (нулевое положение), и цветовой круг включает в себя уменьшающиеся номера оттенков до -50 в направлении по часовой стрелке и увеличивающиеся номера оттенков до +50 в направлении против часовой стрелки.
[0025]
В еще одном выгодном варианте осуществления прозрачное бесцветное покрытие может быть нанесено на цветное покрытие. Такая особенность может придать многослойной пленке покрытия кислотостойкость и стойкость к царапанию.
[0026]
Примерами покрытого объекта, на который наносится многослойная пленка покрытия, может быть корпус автомобиля, мотоцикла или другого вида транспортного средства, а также металлический продукт, отличающийся от корпуса автомобиля, мотоцикла или другого вида транспортного средства.
ПРЕИМУЩЕСТВА НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0027]
Настоящее изобретение направлено на многослойную пленку покрытия, включающую в себя блестящее покрытие, содержащее блестящий материал; цветное покрытие, нанесенное на блестящее покрытие и обладающее светопропусканием; а также красящие чешуйки, включенные в блестящее покрытие и действующие в качестве блестящего материала для окрашивания поверхности блестящей чешуйки окрашивающим материалом того же самого цветового типа, что и цветовой тип цветного покрытия. Такие особенности способствуют уменьшению неравномерности цвета из-за неравномерной толщины цветного покрытия. Кроме того, использование красящих чешуек может уменьшить или устранить необходимость в дополнительном количестве пигмента для уменьшения неравномерности цвета блестящего покрытия. Небольшое или нулевое количество пигмента уменьшает неравномерность цвета из-за неравномерности распределения пигмента на или над блестящим материалом, а также уменьшает риск того, что блестящий материал будет неподходящим образом ориентирован пигментом. Такие особенности являются выгодными для поддержания яркости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0028]
[Фиг. 1] Фиг. 1 представляет собой поперечное сечение, схематично иллюстрирующее один типичный пример многослойной пленки покрытия.
[Фиг. 2] Фиг. 2 представляет собой поперечное сечение, схематично иллюстрирующее другой типичный пример многослойной пленки покрытия.
[Фиг. 3] Фиг. 3 представляет собой поперечное сечение, схематично иллюстрирующее многослойную пленку покрытия в соответствии с первым вариантом осуществления и вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
[Фиг. 4] Фиг. 4 представляет собой поперечное сечение, схематично иллюстрирующее один пример красящей чешуйки.
[Фиг. 5] Фиг. 5 представляет собой график, иллюстрирующий значение яркости в примере и сравнительных примерах.
[Фиг. 6] Фиг. 6 представляет собой график, иллюстрирующий степень неравномерности цвета в примере и сравнительных примерах.
[Фиг. 7] Фиг. 7 представляет собой поперечное сечение, схематично иллюстрирующее другой пример красящей чешуйки.
[Фиг. 8] Фиг. 8 представляет собой иллюстрацию цветового круга Мунзела.
[Фиг. 9] Фиг. 9 представляет собой поперечное сечение, схематично иллюстрирующее многослойную пленку покрытия в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.
[Фиг. 10] Фиг. 10 представляет собой поперечное сечение, схематично иллюстрирующее один пример красящей чешуйки.
[Фиг. 11] Фиг. 11 представляет собой вид сверху, схематично иллюстрирующий красящую чешуйку.
[Фиг. 12] Фиг. 12 представляет собой поперечное сечение, схематично иллюстрирующее другой пример красящей чешуйки.
[Фиг. 13] Фиг. 13 представляет собой вид сверху, схематично иллюстрирующий красящую чешуйку.
[Фиг. 14] Фиг. 14 представляет собой график, показывающий, как на коэффициент отражения света влияют (i) доля открытой площади алюминиевой чешуйки, включенной в открытую красящую чешуйку, использующую красный пигмент, и (ii) размер частиц красного пигмента.
[Фиг. 15] Фиг. 15 представляет собой график, показывающий, как на коэффициент отражения света влияют (i) доля открытой площади алюминиевой чешуйки, включенной в открытую красящую чешуйку, использующую черный пигмент, и (ii) размер частиц черного пигмента.
[Фиг. 16] Фиг. 16 представляет собой иллюстрацию отраженного света, используемую для вычисления индекса FI.
[Фиг. 17] Фиг. 17 представляет собой график, показывающий, как на индекс FI влияют (i) доля открытой площади алюминиевой чешуйки, включенной в открытую красящую чешуйку, и (ii) размер частиц пигмента.
[Фиг. 18A - 18D] Фиг. 18A - 18D показывают, как угол отражения отраженного света изменяет степень блокирования отраженного света окрашивающим материалом в открытой красящей чешуйке, имеющей долю открытой площади 40%.
[Фиг. 19] Фиг. 19 представляет собой график, показывающий, как на коэффициент отражения света влияют (i) доля площади черного пигмента 2, включенного в смешанную красящую чешуйку, и (ii) размер частиц черного пигмента 2.
[Фиг. 20] Фиг. 20 представляет собой график, показывающий, как на индекс FI влияют (i) доля площади черного пигмента 2, включенного в смешанную красящую чешуйку, и (ii) размер частиц черного пигмента 2.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0029]
Далее в настоящем документе будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи варианты осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что описываемые ниже варианты осуществления представляют собой по существу примеры, и не предназначены для ограничения области охвата настоящего изобретения, применения настоящего изобретения или использования настоящего изобретения.
[0030]
<Первый вариант осуществления>
Как проиллюстрировано на Фиг. 3, многослойная пленка 12 покрытия наносится на поверхность корпуса автомобиля (стальной лист) 11 в соответствии с первым вариантом осуществления. Многослойная пленка 12 покрытия включает в себя: цветное грунтовочное покрытие 14, блестящее покрытие 15, цветное покрытие (черное) 16, обладающее светопропусканием, а также прозрачное бесцветное покрытие 17, все из которых наносятся друг на друга в перечисленном порядке. Поверхность корпуса 11 автомобиля снабжается электроосаждаемой пленкой 13 покрытия (покрытия праймером) с помощью катионного электроосаждения. На электроосаждаемой пленке 13 покрытия предусматривается многослойная пленка 12 покрытия. В этой многослойной пленке 12 покрытия цветное грунтовочное покрытие 14 эквивалентно грунтовочному слою, а блестящее покрытие 15, цветное покрытие 16 и прозрачное бесцветное покрытие 17 эквивалентны верхнему покрытию.
[0031]
Цветное грунтовочное покрытие 14 включает в себя диспергированный в нем первый пигмент 21. Блестящее покрытие 15 включает в себя красящие чешуйки 22, диспергированные в нем в качестве блестящего материала. Цветное покрытие 16 включает в себя диспергированный в нем второй пигмент 23.
[0032]
Примерами первого пигмента 21 могут служить черный пигмент, такой как коммерчески доступная сажа, графит, а также черный железооксидный пигмент. Этот пигмент имеет распределение размера частиц с пиком при размере частиц в диапазоне от 300 нм до 500 нм включительно. Примером второго пигмента 23 может служить черный пигмент, подобный первому пигменту 21. Предпочтительно примером второго пигмента 23 может быть тонкая порошковая сажа, имеющая распределение размера частиц с пиком при размере частиц 200 нм или меньше. Тонкая порошковая сажа делается из коммерчески доступной сажи, которая подвергается влажному размолу с использованием абразивных материалов, таких как гранулированное стекло. Этот влажный размол позволяет механически изменить структуру сажи так, чтобы она имела более малый размер частиц.
[0033]
Красящие чешуйки 22 блестящего покрытия 15 ориентируются так, чтобы они были по существу параллельными поверхности блестящего покрытия 15. Краска, содержащая красящие чешуйки 22, наносится на цветное грунтовочное покрытие 14. Затем эта краска подвергается термической обработке, и растворитель, находящийся в краске, испаряется, так что пленка покрытия из краски становится тоньше за счет сжатия объема. Утончение пленки покрытия позволяет красящим чешуйкам 22 расположиться физически горизонтально.
[0034]
Примером полимерного компонента для цветного грунтовочного покрытия 14 может служить полиэфирная смола. Примером полимерного компонента для блестящего покрытия 15 и цветного покрытия 16 может служить акриловая смола. Примером полимерного компонента для прозрачного бесцветного покрытия 17 может служить акриловая смола с кислотно-эпоксидным отверждением.
[0035]
Фиг. 4 иллюстрирует один пример красящих чешуек 22. Каждая из этих красящих чешуек 22 включает в себя: алюминиевую чешуйку 25, действующую в качестве блестящей чешуйки; аморфное внутреннее покрытие 26 из кремнезема, покрывающее поверхность алюминиевой чешуйки 25; металлооксидное покрытие, сформированное, например, из олова и цинка и покрывающее покрытие 26 из кремнезема; покрытие 27 из серебряных частиц, сформированное из множества серебряных частиц, равномерно присоединенных ко всей поверхности металлооксидного покрытия; а также внешнее покрытие 28 из кремнезема, покрывающее покрытие 27 из серебряных частиц. Эта красящая чешуйка 22 создает черноватый визуальный эффект за счет создания интерференции между светом, отраженным от поверхности внутреннего покрытия 26 из кремнезема, и светом, отраженным от поверхности покрытия 27 из серебряных частиц. В частности, внутреннее покрытие 26 из кремнезема и покрытие 27 из серебряных частиц составляют окрашивающий материал красящих чешуек 22. Этот окрашивающий материал окрашивает красящие чешуйки 22 в черный цвет, который является тем же самым типом цвета, что и тип цвета цветного покрытия 16.
[0036]
Когда цветное покрытие 16 окрашено в ахроматический цвет, такой как черный, как видно в первом варианте осуществления, разность в значении яркости Мунзела между красящими чешуйками 22 и цветным покрытием 16 предпочтительно составляет 5,0 или меньше, если красящие чешуйки 22 и цветное покрытие 16 должны быть окрашены в цвет одного и того же типа.
[0037]
Алюминиевые чешуйки 25 предпочтительно имеют размер частиц в пределах от 10 мкм до 30 мкм и толщину в пределах от 0,5 мкм до 2 мкм. Внутреннее покрытие 26 из кремнезема предпочтительно имеет толщину в пределах от 10 нм до 100 нм. Металлооксидное покрытие предпочтительно имеет толщину 10 нм или меньше. Серебряные частицы предпочтительно имеют средний размер частиц в пределах от 20 нм до 40 нм. Внешнее покрытие 28 из кремнезема предпочтительно имеет толщину в пределах от 10 нм до 100 нм.
[0038]
Ниже описывается пример производства красящих чешуек 22. Алюминиевые чешуйки 25 диспергируются в растворителе. В растворителе гидролизуется кремнийорганическое соединение, и кремнезем осаждается на поверхности алюминиевой чешуйки 25 для того, чтобы сформировать внутреннее покрытие 26 из кремнезема. Кроме того, оксид металла осаждается на поверхности внутреннего покрытия 26 из кремнезема для того, чтобы сформировать металлооксидное покрытие. Затем электролитическая металлизация используется для того, чтобы равномерно осадить частицы серебра по всей поверхности металлоксидного покрытия для формирования покрытия 27 из серебряных частиц. Алюминиевые чешуйки 25 с покрытием 27, сформированным из серебряных частиц, смешиваются с силиконсодержащим растворителем так, чтобы гидратированная пленка сформировалась на поверхности алюминиевых чешуек 25. Эта гидратированная пленка затем нагревается для того, чтобы стать внешним покрытием 28 из кремнезема.
[0039]
<Пример и Сравнительные примеры>
- Пример -
Таблица 1 показывает конфигурация многослойной пленки покрытия в Примере.
[0040]
[Таблица 1]
Слой пленки покрытия
Вид материалов
Содержание твердых веществ, мас.%
Толщина (мкм)
Прозрачное покрытие
Смола: Акриловая смола с кислотно-эпоксидным отверждением
100
35
Цветное покрытие
Смола: Акриловая смола
99,7
10
Пигмент: Тонкая порошковая сажа (пиковый размер частиц: 180 нм)
0,3
Блестящее покрытие
Смола: Акриловая смола
75,0
2
Блестящий материал: красящие чешуйки
25,0
Грунтовочное покрытие
Смола: Полиэфирная смола
65,7
15
Пигмент: Коммерчески доступная сажа
7,1
Пигмент-наполнитель: Сульфат бария
27,2
[0041]
Каждая из красок; а именно цветное грунтовочное покрытие, блестящее покрытие, цветное покрытие и прозрачное бесцветное покрытие наносились на стальной лист посредством методики окраски по влажному слою, а затем подвергались термической обработке (нагреву при температуре 140°C в течение 20 мин). Красящие чешуйки, использующие серебряные частицы, проиллюстрированные на Фиг. 4, использовались в качестве блестящего материала блестящего покрытия.
[0042]
- Сравнительный пример 1 -
Таблица 2 показывает конфигурацию многослойной пленки покрытия в Сравнительном примере 1.
[0043]
[Таблица 2]
Слой пленки покрытия
Вид материалов
Содержание твердых веществ, мас.%
Толщина (мкм)
Прозрачное покрытие
Смола: Акриловая смола с кислотно-эпоксидным отверждением
100
35
Цветное покрытие
Смола: Акриловая смола
99,7
10
Пигмент: Тонкая порошковая сажа (пиковый размер частиц: 180 нм)
0,3
Блестящее покрытие
Смола: Акриловая смола
75,0
2
Блестящий материал: Алюминиевые чешуйки
25,0
Грунтовочное покрытие
Смола: Полиэфирная смола
65,7
15
Пигмент: Коммерчески доступная сажа
7,1
Пигмент-наполнитель: Сульфат бария
27,2
[0044]
В Примере 1, алюминиевые чешуйки используются в качестве блестящего материала блестящего покрытие. Детали других слоев пленки покрытия являются теми же самыми, что и в Примере.
[0045]
- Сравнительный пример 2 -
Таблица 3 показывает конфигурацию многослойной пленки покрытия в Сравнительном примере 2.
[0046]
[Таблица 3]
Слой пленки покрытия
Вид материалов
Содержание твердых веществ, мас.%
Толщина (мкм)
Прозрачное покрытие
Смола: Акриловая смола с кислотно-эпоксидным отверждением
100
35
Цветное покрытие
Смола: Акриловая смола
99,7
10
Пигмент: Коммерчески доступная сажа (пиковый размер частиц: 180 нм)
0,3
Блестящее покрытие
Смола: Акриловая смола
68,0
2
Пигмент: Коммерчески доступная сажа
7,0
Блестящий материал: Алюминиевые чешуйки
25,0
Грунтовочное покрытие
Смола: Полиэфирная смола
65,7
15
Пигмент: Коммерчески доступная сажа
7,1
Пигмент-наполнитель: Сульфат бария
27,2
[0047]
В Примере 2 коммерчески доступная сажа (пигмент) добавлялась к блестящему покрытию в дополнение к алюминиевым чешуйкам (блестящему материалу). Детали других слоев пленки покрытия являются теми же самыми, что и в Примере.
[0048]
- Оценка многослойной пленки покрытия -
Оценка неравномерности цвета выполнялась для пленок многослойного покрытия в Примере и Сравнительных примерах 1 и 2. В частности, фотометр линейно перемещался в одном направлении на многослойной пленке покрытия, и значение яркости L* измерялось с шагом 1 см. Абсолютное значение разности между значением яркости L* каждого положения и средним значением яркости L* (то есть L*(среднее)) получалось как степень вариации цвета ΔL* (=|L*(среднее) - L *|). Здесь значение L* измерялось спектрофотометром в соответствии с японским промышленным стандартом JIS Z 8722 (например, с помощью многоуглового спектрофотометра MA98 производства компании X-rite Co., Ltd.), где угол освещения равен 45°, а угол получения света равен 45° относительно угла зеркального отражения (то есть при получении света, перпендикулярного к поверхности). Фиг. 5 показывает значение яркости L* для соответствующего Примера и Сравнительных примеров 1 и 2. Фиг. 6 показывает степени вариации цвета ΔL* для соответствующего Примера и Сравнительных примеров 1 и 2. Наблюдатель навряд ли заметит неравномерность цвета при ΔL*, равном 0,4 или ниже, и не сможет заметить неравномерность цвета при ΔL*, равном 0,25 или ниже.
[0049]
Фиг. 6 показывает, что наблюдатель не сможет заметить неравномерность цвета в Примере. В отличие от Сравнительных примеров 1 и 2 неравномерность цвета практически незаметна в Примере, потому что используются красящие чешуйки 22.
[0050]
<Второй вариант осуществления>
Второй вариант осуществления включает в себя получение хроматического цвета посредством многослойной пленки покрытия. Структура покрытия из многослойной пленки покрытия во втором варианте осуществления является той же самой, что и в первом варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 3. Однако пигменты 21 и 23, а также красящие чешуйки 22 во втором варианте осуществления отличаются от используемых в Примере.
[0051]
Примерами используемых пигментов 21 и 23 являются пигменты хроматического цвета, такие как периленовый пигмент, фталоцианиновый синий пигмент, а также дикето-пирроло-пирроловый пигмент. Следовательно, цветное покрытие 16 окрашено в хроматический цвет. В соответствии с этим хроматическим цветом используемые красящие чешуйки 22 делаются из блестящих чешуек, окрашенных окрашивающим материалом в хроматический цвет того же самого типа, что и у цветного покрытия 16.
[0052]
Фиг. 7 иллюстрирует один пример красящих чешуек 22. Каждая из этих красящих чешуек 22 включает в себя: алюминиевую чешуйку 25, действующую в качестве блестящей чешуйки, поверхность которой покрыта полимерным грунтовочным покрытием; покрытие 29 из окрашивающего материала, сформированное из многих окрашивающих материалов, присоединенных к поверхности полимерного грунтовочного покрытия; а также полимерное покрытие 30, покрывающее покрытие 29 из окрашивающего материала. Полимерное грунтовочное покрытие и полимерное покрытие 30 могут быть сформированы, например, из конденсата кремнезема или конденсата полисилоксана. Примерами окрашивающего материала могут служить пигменты, цветовой тип которых является тем же самым, что и у пигментов 21 и 23.
[0053]
Здесь тот же самый цветовой тип в хроматическом цвете означает, что оттенок красящих чешуек 22 предпочтительно находится внутри диапазона ±10 при условии, что цветовой круг Мунзела делится на 100 секторов, оттенок цветного покрытия 16 устанавливается в качестве опорного (нулевого положения), и круг цветовых оттенков включает в себя уменьшающиеся до -50 номера оттенков в направлении по часовой стрелке и увеличивающиеся до +50 номера оттенков в направлении против часовой стрелки.
[0054]
Предпочтительно полимерное грунтовочное покрытие имеет толщину в пределах от 5 нм до 100 нм, окрашивающий материал имеет размер первичных частиц в пределах от 20 нм до 100 нм, и полимерное покрытие 30 имеет толщину в пределах от 10 нм до 100 нм включительно.
[0055]
Многослойная пленка покрытия во втором варианте осуществления также обеспечивает уменьшенную неравномерность цвета и ожидаемую яркость.
[0056]
2
2
2
1/2
При проверке неравномерности хроматического цвета фотометр линейно перемещается в одном направлении на многослойной пленке покрытия, и значения яркости L*, а* и b* измеряются с шагом 1 см. Здесь ΔE=((L* - L*(среднее))+(a* - а*(среднее))+(b* - b*(среднее))) предпочтительно имеет значение 0,8 или меньше (то есть наблюдатель навряд ли заметит неравномерность цвета), и более предпочтительно имеет значение 0,5 или меньше (то есть наблюдатель не сможет заметить неравномерность цвета). Здесь значения L*, а* и b* измерялись спектрофотометром в соответствии с японским промышленным стандартом JIS Z 8722 (например, с помощью многоуглового спектрофотометра MA98 производства компании X-rite Co., Ltd.), где угол освещения равен 45°, а угол получения света равен 45° относительно угла зеркального отражения (то есть при получении света, перпендикулярного к поверхности).
[0057]
<Третий вариант осуществления>
Как проиллюстрировано на Фиг. 9, многослойная пленка 12 покрытия наносится на поверхность корпуса автомобиля (стальной лист) 11 в соответствии с третьим вариантом осуществления. Многослойная пленка 12 покрытия включает в себя: цветное грунтовочное покрытие 14, блестящее покрытие 15, а также прозрачное бесцветное покрытие 17, нанесенные друг на друга в указанном порядке. Поверхность корпуса 11 автомобиля снабжается электроосаждаемой пленкой 13 покрытия (покрытия праймером) с помощью катионного электроосаждения. На электроосаждаемой пленке 13 покрытия предусматривается многослойная пленка 12 покрытия. В этой многослойной пленке 12 покрытия цветное грунтовочное покрытие 14 эквивалентно грунтовочному слою, а блестящее покрытие 15 и прозрачное бесцветное покрытие 17 эквивалентны верхнему покрытию.
[0058]
Цветное грунтовочное покрытие 14 включает в себя пигмент 21, имеющий насыщенный цвет и диспергированный в цветном грунтовочном покрытии 14. Блестящее покрытие 15 включает в себя красящие чешуйки 22, диспергированные в нем в качестве блестящего материала. Примерами пигмента 21 могут быть пигменты, имеющие различный цвет и средний размер частиц в пределах от 300 нм до 500 нм включительно. Эти пигменты включают в себя черный пигмент, такой как сажа, периленовая сажа и анилиновая сажа, или красный пигмент, такой как периленовый красный. Примерами окрашивающего материала для красящих чешуек 22 могут служить, например, пигменты, имеющие тот же самый тип цвета, что и пигмент 21 для цветного грунтовочного покрытия 14.
[0059]
Красящие чешуйки 22 блестящего покрытия 15 ориентируются так, чтобы они были по существу параллельными поверхности блестящего слоя 15. Краска, содержащая красящие чешуйки 22, наносится на грунтовочное покрытие 14. Затем эта краска подвергается термической обработке, и растворитель, находящийся в краске, испаряется, так что пленка покрытия из краски становится тоньше за счет сжатия объема. Утончение пленки покрытия позволяет красящим чешуйкам 22 расположиться физически горизонтально.
[0060]
Примером полимерного компонента для цветного грунтовочного покрытия 14 может служить полиэфирная смола. Примером полимерного компонента для блестящего покрытия 15 может служить акриловая смола. Примером полимерного компонента для прозрачного бесцветного покрытия 17 может служить акриловая смола с кислотно-эпоксидным отверждением.
[0061]
Далее описываются красящие чешуйки 22.
[0062]
[Открытая красящая чешуйка]
Фиг. 10 и Фиг. 11 иллюстрируют открытую красящую чешуйку 22A, действующую в качестве красящей чешуйки 22. Открытая красящая чешуйка 22A включает в себя: алюминиевую чешуйку 25, действующую в качестве блестящей чешуйки; и зернистый окрашивающий материал (пигмент) 31, присоединенный к поверхности алюминиевой чешуйки 25 в разных местах так, что алюминиевая чешуйка 25 является частично открытой. Вся алюминиевая чешуйка 25, к которой присоединен окрашивающий материал 31, покрывается полимерным покрытием 32. Эта красящая чешуйка 22A ради удобства упоминается как «открытая красящая чешуйка», поскольку алюминиевая чешуйка 25 является частично открытой. Эта открытая красящая чешуйка 22A может быть произведена, например, с помощью нанесения покрытия методом погружения и методом осаждения из паровой фазы.
[0063]
[Нанесение покрытия методом погружения]
Окрашивающий материал, кремнийорганический аппрет и растворитель смешиваются вместе, и окрашивающий материал диспергируется в этой смеси с помощью шаровой мельницы. К этой смеси добавляется паста из алюминиевых чешуек и растворителя, и окрашивающий материал дополнительно диспергируется в смеси вместе с пастой из алюминиевых чешуек с помощью шаровой мельницы для того, чтобы получить густую суспензию. Растворитель добавляется к полученной густой суспензии, и шары удаляются. Густая суспензия отстаивается, так что алюминиевые чешуйки, к которым присоединился окрашивающий материал, осаждаются. Затем растворитель удаляется.
[0064]
После этого полученные алюминиевые чешуйки покрываются смолой. Густая суспензия, включая углеводородный растворитель или спиртовой растворитель, содержащая диспергированные в ней окрашенные алюминиевые чешуйки, нагревается и перемешивается вместе с таким мономером, как акриловая кислота, метакриловая кислота, метилметакрилат, бутилакрилат, и таким инициатором полимеризации, как перекись бензоила и перекись изобутила. В результате мономер полимеризуется так, что смола осаждается на поверхности алюминиевых чешуек.
[0065]
При вышеупомянутом нанесении покрытия методом погружения сажа используется в качестве окрашивающего материала. При нанесении покрытия методом погружения используются: 1 г сажи, 0,5 г кремнийорганического аппрета, 10 г растворителя (уайт-спирита) и 10 г пасты из алюминиевых чешуек (алюминиевые чешуйки имеют средний размер частиц 30 мкм и среднюю толщину 1 мкм). Сажа присоединяется к алюминиевым чешуйкам в разных местах, и 60% площади поверхности каждой алюминиевой чешуйки остаются открытыми.
[0066]
[Нанесение покрытия методом осаждения из паровой фазы]
В вакуумной камере, оборудованной устройством для флюидизации порошка и резистивным нагревателем, нанесение покрытия методом осаждения из паровой фазы включает в себя испарение окрашивающего материала, псевдоожижение алюминиевых чешуек и присоединение окрашивающего материала к алюминиевым чешуйкам. Примеры устройства для флюидизации порошка включают в себя вращательное устройство для флюидизации, оборудованное вращающейся барабанной вакуумной камерой. Резистивный нагреватель включает в себя, например, источник постоянного тока, пару медных электродов и резистивный элемент в виде сетки из нержавеющей стали. Медные электроды соединяются с электрическими проводами, ведущими от источника постоянного тока в вакуумную камеру. Резистивный элемент в виде сетки из нержавеющей стали прикрепляется к медным электродам так, чтобы он располагался в середине вакуумной камеры.
[0067]
-4
Густая суспензия, включающая в себя алюминиевые чешуйки, диспергированные в ацетоне, подвергается вакуумной фильтрации, а затем сушится горячим воздухом при температуре 200°C так, чтобы алюминиевые чешуйки были получены в форме сухого порошка. Эти алюминиевые чешуйки помещаются в вакуумную камеру, и окрашивающий материал помещается на сетку из нержавеющей стали. Давление в вакуумной камере уменьшается до величины 10 мм рт.ст. или ниже. В то время как вакуумная камера вращается ротором для псевдоожижения алюминиевых чешуек, электрический ток подается к медным электродам для того, чтобы нагреть и испарить пигмент. После того, как пигмент испарится, алюминиевые чешуйки охлаждаются до приблизительно комнатной температуры. Такой процесс может производить алюминиевые чешуйки, к которым в разных местах присоединен окрашивающий материал.
[0068]
После этого полученные алюминиевые чешуйки покрываются смолой. Густая суспензия, включая углеводородный растворитель или спиртовой растворитель, содержащая диспергированные в ней окрашенные алюминиевые чешуйки, нагревается и перемешивается вместе с таким мономером, как акриловая кислота, метакриловая кислота, метилметакрилат и бутилакрилат, и таким инициатором полимеризации, как перекись бензоила и перекись изобутила. В результате мономер полимеризуется так, что смола осаждается на поверхности алюминиевых чешуек.
[0069]
При вышеупомянутом нанесении покрытия методом осаждения из паровой фазы сажа используется в качестве окрашивающего материала. При нанесении покрытия методом осаждения из паровой фазы используются: 10 г сажи и 20 г алюминиевых чешуек (алюминиевые чешуйки имеют средний размер частиц 30 мкм и среднюю толщину 1 мкм). Ток напряжением 10 В и величиной 40 А пропускается через электроды, и окрашивающий материал нагревается и испаряется в течение 60 мин. Сажа присоединяется к алюминиевым чешуйкам в разных местах, и 50% площади поверхности каждой алюминиевой чешуйки остаются открытыми.
[0070]
При вышеупомянутом нанесении покрытия методом погружения и методом осаждения из паровой фазы окрашивающий материал и просвечивающие бусинки, такие как акриловые бусинки, смешиваются вместе и присоединяются к алюминиевым чешуйкам для того, чтобы покрыть всю поверхность алюминиевых чешуек. В этом случае окрашивающий материал также присоединяется к каждой из алюминиевых чешуек в разных местах, и просвечивающие бусинки присоединяются к частям алюминиевых чешуек. Поскольку эти части оптически являются открытыми, т.е. алюминиевая чешуйка видна через просвечивающие бусинки, полученная красящая чешуйка может упоминаться как открытая красящая чешуйка.
[0071]
[Смешанная красящая чешуйка]
Фиг. 12 и Фиг. 13 иллюстрируют смешанную красящую чешуйку 22B, действующую в качестве другого примера красящей чешуйки 22. Смешанная красящая чешуйка 22B включает в себя алюминиевую чешуйку 25, поверхность которой покрыта двумя видами зернистых окрашивающих материалов 33 и 34, каждый из которых имеет различный коэффициент полного пропускания видимого света. Кроме того, вся алюминиевая чешуйка 25, к которой присоединены окрашивающие материалы 33 и 34, покрывается полимерным покрытием 32. Два вида окрашивающих материалов 33 и 34, каждый из которых имеет различный коэффициент полного пропускания света, присоединены к поверхности алюминиевой чешуйки 25 пятнистым, то есть несплошным образом. В целях удобства каждая из красящих чешуек 22B, включая множественные виды окрашивающих материалов, смешанных вместе, упоминается как «смешанная красящая чешуйка».
[0072]
Эта смешанная красящая чешуйка 22B может также быть приготовлена с помощью вышеописанного нанесения покрытия методом погружения и методом осаждения из паровой фазы. При использовании нанесения покрытия методом погружения смешанные красящие чешуйки 22B могут быть приготовлены аналогично открытым красящим чешуйкам, за исключением того, что множество видов окрашивающих материалов смешиваются с кремнийорганическим аппретом и растворителем, и эти окрашивающие материалы диспергируются в этой смеси с помощью шаровой мельницы. При использовании нанесения покрытия методом осаждения из паровой фазы смешанные красящие чешуйки 22B могут быть приготовлены аналогично открытым красящим чешуйкам, за исключением того, что множество видов окрашивающих материалов смешиваются вместе и помещаются на сетку из нержавеющей стали.
[0073]
При нанесении покрытия методом погружения в качестве окрашивающих материалов используются сажа и анилиновая сажа, каждая из которых имеет различный коэффициент полного пропускания света. При нанесении покрытия методом погружения используются: 0,5 г сажи, 0,5 г анилиновой сажи, 0,5 г кремнийорганического аппрета, 10 г растворителя (уайт-спирита) и 10 г пасты из алюминиевых чешуек (алюминиевые чешуйки имеют средний размер частиц 30 мкм и среднюю толщину 1 мкм). Сажа и анилиновая сажа присоединяются к алюминиевым чешуйкам пятнистым, то есть несплошным образом, и 60% площади поверхности каждой алюминиевой чешуйки покрываются анилиновой сажей.
[0074]
При нанесении покрытия методом осаждения из паровой фазы сажа и анилиновая сажа используются в качестве окрашивающих материалов. При нанесении покрытия методом осаждения из паровой фазы используются: 15 г сажи, 15 г анилиновой сажи и 20 г алюминиевых чешуек (алюминиевые чешуйки имеют средний размер частиц 30 мкм и среднюю толщину 1 мкм). Ток напряжением 10 В и величиной 40 А пропускается через электроды, и окрашивающие материалы нагреваются и испаряются в течение 60 мин. Сажа и анилиновая сажа присоединяются к алюминиевым чешуйкам пятнистым, то есть несплошным образом, и 50% площади поверхности каждой алюминиевой чешуйки покрываются анилиновой сажей.
[0075]
Здесь сажа имеет показатель преломления, равный 1,8, а анилиновая сажа имеет показатель преломления, равный 1,58. Поскольку более низкий показатель преломления обеспечивает более высокий коэффициент полного пропускания света, с помощью управления долей площади на алюминиевой чешуйке, покрытой каждым из окрашивающих материалов, имеющих различные показатели преломления, можно регулировать характеристику света, отраженного от смешанной красящей чешуйки.
[0076]
[Характеристика света, отраженного от открытой красящей чешуйки]
Было проведено исследование открытой красящей чешуйки на предмет определения того, как на коэффициент отражения света влияют (i) доля открытой площади алюминиевой чешуйки и (ii) размер частиц окрашивающего материала. Коэффициент отражения света был коэффициентом зеркального отражения (отражение под углом 10°), когда свет падал под углом 10° с нормалью к поверхности красящей чешуйки, определенной в качестве опорной. Падающий свет имеет длину волны 630 нм.
[0077]
Фиг. 14 показывает случай, в котором периленовый красный, имеющий показатель преломления 2,02, использовался в качестве красного пигмента. Фиг. 15 показывает случай, в котором сажа, имеющая показатель преломления 1,8, использовалась в качестве черного пигмента. В любом случае коэффициент отражения увеличивается при увеличении доли открытой площади алюминиевой чешуйки. Кроме того, коэффициент отражения значительно уменьшается, когда средний размер частиц становится больше чем 200 нм.
[0078]
<Зависимость индекса FI от таких факторов, как доля открытой площади на открытой красящей чешуйке>
Были приготовлены (i) окрашивающие материалы, а именно два вида сажи, один со средним размером частиц 200 нм, а другой со средним размером частиц 400 нм, и (ii) блестящие чешуйки, а именно алюминиевые чешуйки. Затем было сформировано множество видов открытых красящих чешуек. Здесь каждый вид открытых красящих чешуек отличался значением доли открытой площади. Эти открытые красящие чешуйки использовались для того, чтобы сформировать блестящее покрытие на подложке, и прозрачное бесцветное покрытие было сформировано на блестящем покрытии. Следовательно, было сформировано более одного образца. Блестящее покрытие было сформировано из распыленной акриловой грунтовочной краски, в которой были диспергированы красящие чешуйки. Красящие чешуйки были ориентированы по существу параллельно поверхности блестящего покрытие и расположены так, чтобы подложка между красящими чешуйками не была открытой. Прозрачное бесцветное покрытие было сформировано из распыленной акриловой бесцветной краски.
[0079]
Полученные образцы отличались по значению среднего размера частиц окрашивающего материала и по доле открытой площади на алюминиевых чешуйках для открытых красящих чешуек, включенных в каждое блестящее покрытие. Затем был измерен индекс FI для каждого образца.
[0080]
Когда свет входит в поверхность образца 35 под углом 45° к поверхностной нормали, как проиллюстрировано на Фиг. 16, значение индекса FI получалось с помощью нижеприведенного выражения, основанного на (i) индексе яркости L*45° отраженного света (света, отраженного под углом 45°), наклоненного под углом 45° от направления зеркального отражения к направлению падающего света, (ii) индексе яркости L*15° отраженного света (света, отраженного под углом 15°), наклоненного под углом 15° от направления зеркального отражения к направлению падающего света, и (iii) индексе яркости L*110° отраженного света (света, отраженного под углом 110°), наклоненного под углом 110° от направления зеркального отражения к направлению падающего света.
[0081]
1,11
0,86
FI=2,69 x (L*15° - L*110°)/L*45°
Фиг. 17 показывает результат измерения. В любом случае, то есть когда средний размер частиц составлял 200 нм и 400 нм, значение индекса FI увеличивалось при увеличении доли открытой площади от нулевого процента. После достижения пикового значения индекса FI, когда доля открытой площади составляет приблизительно от 50% до 60% включительно, индекс FI уменьшался при увеличении доли открытой площади.
[0082]
Причина, по которой значение индекса FI растет при увеличении доли открытой площади от нулевого процента, заключается в том, что свет, отраженный под углом 15°, становится тем ярче, чем больше становится доля открытой площади алюминиевых чешуек. В отличие от этого, значение индекса FI достигает максимума, когда доля открытой площади достигает приблизительно от 50% до 60% включительно, а затем падает при дальнейшем увеличении доли открытой площади. Причина этого заключается в том, что слишком большая доля открытой площади алюминиевых чешуек уменьшает степень блокирования света, отражаемого под углом 110° окрашивающим материалом.
[0083]
Была изучена степень блокирования отраженного света окрашивающим материалом. Фиг. 18 (A)-(D) показывают, как степень блокирования света, отражаемого окрашивающим материалом, меняется в зависимости от угла отражения отраженного света. Стеклянные шарики были использованы в качестве модели окрашивающего материала при допущении о том, что все частицы окрашивающего материала имеют сферическую форму и однородный размер частиц. Множество стеклянных шариков было помещено на пластину так, чтобы они были по существу равноотстоящими друг от друга, и чтобы открытой оставалось 40% площади пластины. Затем угол наблюдения изменялся, и фотография делалась при каждом угле наблюдения для того, чтобы определить, какая доля площади пластины видна среди стеклянных шариков. Фиг. 18 (A) показывает случай, в котором угол наблюдения составлял 20° (в направлении света, отраженного под углом 115°). Фиг. 18 (В) показывает случай, в котором угол наблюдения составлял 30° (в направлении света, отраженного под углом 105°). Фиг. 18 (С) показывает случай, в котором угол наблюдения составлял 45° (в направлении света, отраженного под углом 90°). Фиг. 18 (D) показывает случай, в котором угол наблюдения составлял 90° (в направлении света, отраженного под углом 45°).
[0084]
Фиг. 18 показывает, что чем меньше угол наблюдения, тем меньше доля площади пластины, видимая среди стеклянных шариков. Когда угол наблюдения был равен 20° (в направлении света, отраженного под углом 115°), поверхность пластины становилась практически не видна. Более малый угол наблюдения еще больше ухудшал видимость поверхности пластины. Если соотнести это со случаем красящих чешуек, например, свет, отраженный под углом 110° от алюминиевой чешуйки, блокируется окрашивающим материалом, и интенсивность отраженного света становится значительно более низкой. Таким образом, это означает, что значение индекса FI становится высоким (то есть достигается больший флоп-эффект).
[0085]
Фиг. 18 представляют случай, в котором открытыми являются 40% площади. Увеличение доли открытой площади вызывает снижение степени блокирования отраженного света окрашивающим материалом. Следовательно, как проиллюстрировано на Фиг. 17, когда доля открытой площади становится больше 60%, значение индекса FI стремится к уменьшению. Когда открытыми являются 100% площади на алюминиевых чешуйках, значение индекса FI становится равным значению индекса FI самих алюминиевых чешуек.
[0086]
Кроме того, Фиг. 17 показывает, что значение индекса FI является более высоким при среднем размере частиц 200 нм, чем при среднем размере частиц 400 нм. Причина этого заключается в том, что более малый размер частиц позволяет свету более легко проходить через окрашивающий материал. Другими словами, рассеянное отражение света на окрашивающем материале при этом уменьшается.
[0087]
Результат на Фиг. 17 показывает, что более высокое значение индекса FI достигается тогда, когда (i) доля открытой площади предпочтительно составляет приблизительно от 20% до 85% включительно (то есть значение индекса FI равно 30 или больше при среднем размере частиц 200 нм) и (ii) средний размер частиц окрашивающего материала предпочтительно является малым; то есть, например, 300 нм или меньше.
[0088]
[Характеристика света, отраженного от смешанной красящей чешуйки]
Исследование было выполнено на двух видах системы окрашивающий материал - смешанные красящие чешуйки для определения того, как на коэффициент отражения света влияют (i) доля площади окрашивающих материалов, имеющих высокий коэффициент полного пропускания света (отношение площади окрашивающих материалов к площади поверхности алюминиевых чешуек) и (ii) размеры частиц двух видов окрашивающих материалов. Коэффициент отражения света измерялся при тех же самых условиях, что и для открытых красящих чешуек.
[0089]
Фиг. 19 показывает случай, в котором сажа, имеющая показатель преломления 1,8, используется в качестве окрашивающего материала с низким коэффициентом полного пропускания света, и анилиновая сажа, имеющая показатель преломления 1,58, используется в качестве окрашивающего материала с высоким коэффициентом полного пропускания света. В этом случае коэффициент отражения также увеличивается с увеличением доли площади анилиновой сажи. Кроме того, коэффициент отражения значительно уменьшается, когда средний размер частиц становится больше чем 200 нм.
[0090]
<Зависимость индекса FI от таких факторов, как доля площади окрашивающего материала на смешанной красящей чешуйке>
Были приготовлены (i) окрашивающие материалы, а именно сажа и анилиновая сажа, имеющие средний размер частиц 200 нм, и сажа и анилиновая сажа, имеющие средний размер частиц 400 нм, а также (ii) блестящие чешуйки, а именно алюминиевые чешуйки. Затем было сформировано множество видов смешанных красящих чешуек, включающих в себя сажу и анилиновую сажу. Здесь окрашивающие материалы отличаются долей площади анилиновой сажи и средним размером частиц. Эти смешанные красящие чешуйки использовались для того, чтобы сформировать блестящее покрытие на подложке, и прозрачное бесцветное покрытие было сформировано на блестящем покрытии. Следовательно, было сформировано более одного образца. Блестящее покрытие было сформировано из распыленной акриловой грунтовочной краски, в которой были диспергированы красящие чешуйки. Красящие чешуйки были ориентированы по существу параллельно поверхности блестящего покрытие и расположены так, чтобы подложка между красящими чешуйками не была открытой. Прозрачное бесцветное покрытие было сформировано из распыленной акриловой бесцветной краски.
[0091]
Полученные образцы отличались долей площади анилиновой сажи и средним размером частиц окрашивающего материала для смешанных красящих чешуек, включенных в каждое блестящее покрытие. Затем был измерен индекс FI для каждого образца.
[0092]
Фиг. 20 показывает результат измерения. В любом случае, то есть когда средний размер частиц составлял 200 нм и 400 нм, значение индекса FI увеличивалось при увеличении доли площади анилиновой сажи от нулевого процента. После достижения пикового значения индекса FI, когда доля площади достигает приблизительно от 50% до 60% включительно, индекс FI уменьшался при увеличении доли площади.
[0093]
Причина, по которой значение индекса FI растет при увеличении доли площади анилиновой сажи от нулевого процента, заключается в том, что свет, отраженный от алюминиевых чешуек, становится тем ярче, чем больше становится доля площади, занимаемой анилиновой сажей, имеющей высокий коэффициент полного пропускания света. В отличие от этого, значение индекса FI достигает максимума, когда эта доля площади достигает приблизительно от 50% до 60% включительно, а затем падает при дальнейшем увеличении доли площади. Причина этого заключается в том, что слишком большая доля площади, занимаемой анилиновой сажей, уменьшает степень блокирования света, отражаемого от алюминиевых чешуек окрашивающим материалом.
[0094]
Кроме того, аналогично случаю открытых красящих чешуек, значение индекса FI является более высоким при среднем размере частиц 200 нм, чем при среднем размере частиц 400 нм.
[0095]
Результат на Фиг. 20 показывает, что более высокое значение индекса FI достигается тогда, когда (i) доля площади окрашивающего материала с высоким коэффициентом полного пропускания света предпочтительно составляет приблизительно от 25% до 80% включительно (то есть значение индекса FI равно 30 или больше при среднем размере частиц 200 нм), и (ii) средний размер частиц окрашивающего материала предпочтительно является малым; то есть, например, 300 нм или меньше.
ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
[0096]
11 - корпус автомобиля (стальной лист);
12 - многослойная пленка покрытия;
13 - электроосаждаемая пленка покрытия;
14 - цветное грунтовочное покрытие;
15 - блестящее покрытие;
16 - цветное покрытие;
17 - прозрачное покрытие;
21 - первый пигмент;
22 - красящая чешуйка;
22A - открытая красящая чешуйка;
22B - смешанная красящая чешуйка;
23 - второй пигмент;
25 - алюминиевая чешуйка;
26 - внутреннее покрытие из кремнезема (включенное в окрашивающий материал);
27 - покрытие с серебряными частицами (включенное в окрашивающий материал);
29 - покрытие из окрашивающего материала;
31 - окрашивающий материал;
32 - полимерное покрытие;
33 - окрашивающий материал (имеющий низкое общее светопропускание);
34 - окрашивающий материал (имеющий высокое общее светопропускание).