説明

塗料組成物および塗膜形成方法

【課題】下層の赤外線反射率に影響を受けることなく、同様の反射率向上効果を有する上層の塗料組成物および塗膜形成方法を提供すること。
【解決手段】本発明の塗料組成物は、赤外線透過性濃色顔料(A)とアルミフレーク顔料(B)とを含有する塗料組成物であって、赤外線透過性濃色顔料(A)とアルミフレーク顔料(B)との重量比が、0.05≦(A)/(B)≦1.60の条件を満たす構成を有する。この構成により、ベース塗膜12は、その下層に形成される中塗り塗膜11の赤外線反射率に影響を受けることなく、中塗り塗膜11が赤外線高反射色もしくは赤外線低反射色のいずれであっても、同様の反射率向上効果を得ることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、赤外線を反射する塗料組成物および塗膜形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、塗膜の赤外線吸収による温度上昇を防ぐために、下層に赤外線反射層を形成し、その赤外線反射層の上に発色層である赤外線透過層を形成した赤外線反射体の構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−60698号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
下層となる赤外線反射層には、赤外線の反射率を高くするために、白などの明色からなる赤外線高反射色を用いる必要があり、上層となる赤外線透過層を濃色とする場合には、赤外線透過層と赤外線反射層との明度が大きく異なることとなる。したがって、上記した従来の赤外線反射体を自動車用塗装に適用すると、チッピングにより塗装剥がれが発生した場合に、上層の濃色の中に明色の下層が露出することとなり、まだら模様として目立ってしまうことが懸念される。
【0005】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、下層塗膜の赤外線反射率に影響を受けることなく、同様の反射率向上効果を有する上層塗膜を形成する塗料組成物および塗膜形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する本発明の塗料組成物は、赤外線透過性濃色顔料(A)とアルミフレーク顔料(B)とを含有する塗料組成物であって、赤外線透過性濃色顔料(A)とアルミフレーク顔料(B)との重量比が、0.05≦(A)/(B)≦1.60の条件を満たすことを特徴としている。
【0007】
上記課題を解決する本発明の塗膜形成方法は、基材に、上記の塗料組成物を塗装して塗膜を形成することを特徴としている。また、基材に、上記の塗料組成物を塗装してベース塗膜を形成し、該ベース塗膜を形成した後に、クリア塗料を塗装してクリア塗膜を形成してもよい。
【0008】
そしてまた、基材に中塗り塗料を塗装して中塗り塗膜を形成し、該中塗り塗膜を形成した後に、上記の塗料組成物を塗装してベース塗膜を形成し、該ベース塗膜を形成した後に、クリア塗料を塗装してクリア塗膜を形成してもよい。また、中塗り塗膜は暗色であることが好ましく、特にグレー色であることが好ましい。
【発明の効果】
【0009】
本発明の塗料組成物および塗膜形成方法によれば、塗膜の下に赤外線高反射色を用いた場合と、赤外線低反射色を用いた場合とで、同等の反射率向上効果を得ることができる。したがって、例えば、本発明の塗膜形成方法によりベース塗膜(上層塗膜)を形成する場合に、ベース塗膜の下に形成される中塗り塗膜(下層塗膜)に、白などの明色からなる赤外線高反射色を用いなくても、高い遮熱効果(反射率向上)を発現させることが可能であり、中塗り塗膜に暗色からなる赤外線低反射色を用いることができる。したがって、自動車用塗装に適用して、中塗り塗膜を暗色とし、ベース塗膜を濃色とした場合に、チッピングによる塗装剥がれが発生して中塗り塗膜が露出したとしても、まだら模様として目立つことはない。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本実施の形態に係わる発明品の塗膜構造を説明する図。
【図2】従来品の塗膜構造を説明する図。
【図3】発明品と従来品の性能を比較して示す図。
【図4】アルミフレーク顔料に対するカーボンブラックまたはペリレンブラックの比と反射率との関係を示すグラフ。
【図5】実施例の構成を示すデータ表。
【図6】比較例の構成を示すデータ表。
【発明を実施するための形態】
【0011】
次に、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。本実施の形態では、自動車の車体に施される塗装の場合を例に説明する。
【0012】
図1は、本実施の形態に係わる発明品の塗膜構造を説明する図、図2は、従来品の塗膜構造を説明する図である。
【0013】
発明品と従来品は、図1と図2に示すように、塗板(基材)の上に、中塗り塗膜、ベース塗膜、クリア塗膜を積層してなる複層塗膜構造を有している。複層塗膜構造は、自動車生産工場の自動車塗装ラインに設けられた中塗り塗装ゾーン、ベース塗装ゾーン、クリア塗装ゾーンに順番に車体を通過させることによって形成される。
【0014】
中塗り塗装ゾーンでは、車体の塗板に中塗り塗料を塗装して中塗り塗膜を形成する。そして、ベース塗装ゾーンでは、中塗り塗膜の上にベース塗料を塗装してベース塗膜を形成する。それから、クリア塗装ゾーンでは、ベース塗膜の上にクリア塗料を塗装してクリア塗膜を形成する。
【0015】
本実施の形態に係わる発明品10は、図1に示すように、グレー色の中塗り塗料を塗装することにより中塗り塗膜(下層塗膜)11が形成され、その中塗り塗膜11の上に、赤外線透過性濃色顔料21とアルミフレーク顔料22を含有する塗料組成物をベース塗料として塗装することによりベース塗膜(上層塗膜)12が形成される。ベース塗膜の塗料組成物に用いられる赤外線透過性濃色顔料21は、例えばペリレンブラック等の赤外線を透過する性質を持つ有機黒顔料によって構成されている。そして、ベース塗膜12の上にクリア塗料を塗装することによりクリア塗膜13が形成される。
【0016】
ベース塗膜12は、クリア塗膜13を通過してベース塗膜12に到達した赤外線Iを、赤外線透過性濃色顔料21に透過させ、アルミフレーク顔料22で反射させる。したがって、ベース塗膜12に遮熱性能を付与しつつ、良好な外観が得られる。
【0017】
そして、ベース塗膜12を形成するベース塗料の塗料組成物は、赤外線透過性濃色顔料(A)とアルミフレーク顔料(B)との重量比が、0.05≦(A)/(B)≦1.60となるように設定されている。
【0018】
上記赤外線透過性濃色顔料(A)とアルミフレーク顔料(B)との重量比を、0.05≦(A)/(B)≦1.60と設定することによって、中塗り塗膜11の赤外線反射率に影響を受けることなく、中塗り塗膜11が赤外線高反射色もしくは赤外線低反射色のいずれであっても、同様の反射率向上効果を得ることができる。
【0019】
ここで、反射率向上効果とは、赤外線透過性濃色顔料(A)とアルミフレーク顔料(B)を含有する塗料組成物を塗装して形成した塗膜の赤外線反射率と、赤外線透過性濃色顔料(A)の代わりに赤外線吸収性濃色顔料(C)を同じ比率で用いた塗料組成物を塗装して形成した塗膜の赤外線反射率との差をいい、かかる差が大きい場合に反射率向上効果があり、高い遮熱効果を得ることができる。例えば、上記の差が10%以上の場合に、適切な反射率向上効果が得られると判断することができる。
【0020】
本発明の塗料組成物を有するベース塗料を用いてベース塗膜12を形成すれば、中塗り塗膜11に赤外線反射機能を持たせる必要がなく、中塗り塗膜11の色を、白などの赤外線高反射色に制限されることなく、任意の色に設定することができる。したがって、例えば、中塗り塗膜11の色を暗色の赤外線低反射色に設定した場合には、暗色の中塗り塗膜11の上に濃色のベース塗膜12が形成され、チッピングによる塗装剥がれによって、まだら模様として目立つのを防ぐことができる。
【0021】
第1従来品100は、図2(a)に示すように、塗板(図示せず)に赤外線高反射色である白の中塗り塗料を塗装することにより中塗り塗膜101が形成され、その中塗り塗膜101の上に、赤外線透過性濃色顔料21を含有する塗料組成物をベース塗料として塗装することによりベース塗膜102が形成される。そして、ベース塗膜102の上にクリア塗料を塗装することによりクリア塗膜103が形成される。
【0022】
第1従来品100の場合、赤外線Iは、外部からクリア塗膜103に進入してベース塗膜102に到達すると、ベース塗膜102を透過して中塗り塗膜101に到達する。そして、中塗り塗膜101の上面で反射されて、再びベース塗膜102を透過し、クリア塗膜103から外部に出る。
【0023】
第1従来品100では、赤外線透過性濃色顔料21を含有するベース塗膜102に赤外線Iを透過させて、中塗り塗膜101で赤外線Iを反射しているので、赤外線吸収による温度上昇は抑制できるが、白の中塗り塗膜101の上に濃色のベース塗膜102が形成されるので、チッピングにより塗装剥がれが発生した場合に、まだら模様となって目立ってしまうことが懸念される。したがって、第1従来品100の場合、図3の表中でチッピングの欄に×印で示すように、チッピングに対して問題がある。
【0024】
第2従来品200は、図2(b)に示すように、グレー色などの暗色でかつ赤外線反射率が高い遮熱材料を中塗り塗料として塗装することにより中塗り塗膜201が形成され、その中塗り塗膜201の上に、赤外線透過性濃色顔料21を含有する塗料組成物をベース塗料として塗装することによりベース塗膜202が形成される。そして、ベース塗膜202の上にクリア塗料を塗装することによりクリア塗膜203が形成される。
【0025】
第2従来品200の場合、赤外線Iは、外部からクリア塗膜203に進入してベース塗膜202を透過し、中塗り塗膜201に到達する。そして、中塗り塗膜201で反射されて、再びベース塗膜202を透過し、クリア塗膜203から外部に出る。
【0026】
第2従来品200によれば、中塗り塗膜201を暗色の遮熱材料で構成し、中塗り塗膜201内で赤外線Iを反射しているので、赤外線吸収による温度上昇は防止できかつチッピングによる塗膜剥がれによりまだら模様の発生も抑制することができるが、中塗り塗装ゾーンにおいて、通常の中塗り塗料の代わりに、遮熱材料を塗装する必要があり、その遮熱材料専用の配管設備等を新たに用意しなければならず、設備費が高騰し、コスト高となる。したがって、第2従来品200の場合、図3の表中で実現容易性の欄に×印で示すように、実現容易性に問題がある。
【0027】
第3従来品300は、図2(c)に示すように、通常の中塗り塗料を塗装することにより中塗り塗膜301が形成され、その中塗り塗膜301の上に、アルミフレーク顔料22とカーボンブラック23を含有する塗料組成物をベース塗料として塗装することによりベース塗膜302が形成される。そして、ベース塗膜302の上にクリア塗料を塗装することによりクリア塗膜303が形成される。
【0028】
第3従来品300の場合、赤外線Iは、外部からクリア塗膜303に進入してベース塗膜302に到達すると、ベース塗膜302のカーボンブラック23に吸収される。カーボンブラック23は、赤外線吸収性濃色顔料の一つであり、赤外線吸収率が高く、赤外線の吸収によって塗板の温度が上昇する。したがって、第3従来品300の場合、図3の表中で遮熱の欄に×印で示すように、遮熱効果が弱いという問題がある。
【0029】
本発明品10は、ベース塗膜12に赤外線透過性濃色顔料21とアルミフレーク顔料22を含有する塗料組成物を使用し、さらに、その赤外線透過性濃色顔料(A)とアルミフレーク顔料(B)との重量比を、0.05≦(A)/(B)≦1.60となるように設定している。
【0030】
したがって、中塗り塗膜11の赤外線反射率に影響を受けることなく、中塗り塗膜11が赤外線高反射色もしくは赤外線低反射色のいずれであっても、同様の反射率向上効果を得ることができる。
【0031】
したがって、中塗り塗膜11の色を自由に選択することができ、例えば、中塗り塗膜11の色を暗色の赤外線低反射色に設定し、暗色の中塗り塗膜11の上に濃色のベース塗膜12を形成した場合に、チッピングによる塗装剥がれによって、まだら模様として目立つのを防ぐことができる。
【0032】
また、上記した重量比を有する塗料組成物の使用は、現状の設備をそのまま利用して容易に実現することができる。したがって、本発明品10の場合、図3の表中で各欄に○印で示すように、遮熱性、実現容易性、チッピングの全ての項目について満足する結果を得ることができる。
【0033】
図4は、アルミフレーク顔料に対するカーボンブラックまたはペリレンブラックとの重量比と赤外線反射率との関係を示すグラフである。
【0034】
本発明品10のベース塗膜12を形成するベース塗料の塗料組成物は、赤外線透過性濃色顔料であるペリレンブラック(A)とアルミフレーク顔料(B)との重量比が、
0.05≦(A)/(B)≦1.60
の範囲内にある場合に、反射率向上効果が10%以上であり、高い遮熱効果を得ることができる。
【0035】
一方、ペリレンブラック(A)とアルミフレーク顔料(B)との重量比が、0.05より少ない場合は、その塗料組成物を塗装して形成した塗膜の赤外線反射率と、ペリレンブラック(A)の代わりに赤外線吸収性濃色顔料であるカーボンブラック(C)を同じ比率で用いた塗料組成物を塗装して形成した塗膜の赤外線反射率との差である、反射率向上効果が10%未満であり、適切な反射率向上効果を得ることはできない。
【0036】
図5は、本発明品の実施例の構成を示すデータ表、図6は、比較例の構成を示すデータ表である。
【0037】
本発明品10は、ベース塗膜22を構成する塗料組成物のペリレンブラック(A)とアルミフレーク顔料(B)との重量比を、実施例1では1.60、実施例2では1.08、実施例3では0.80、実施例4では0.62、実施例5では0.41、実施例6では0.25、実施例7では0.06、実施例8では0.05とした。そして、各実施例1〜8において中塗り塗膜11の色を赤外線低反射色であるグレー色とした。
【0038】
実施例1〜8では、中塗り塗膜11に赤外線高反射色の塗料を使用しなくても、適切な反射率向上効果を得ることができ、遮熱効果(反射率向上)を発現可能であり、遮熱の項目はいずれも良好を示す○印となっている。また、中塗り塗膜11の色を、暗色のグレー色にしているので、チッピングによる塗膜剥がれによって、まだら模様が目立つという問題も発生せず、チッピングの項目も全て良好を示す○印となっている。
【0039】
比較例9、10は、重量比が(0.05≦(A)/(B)≦1.60)の範囲内に入っているが、中塗り塗膜に白色の塗料を使用しているので、チッピングによる問題を有している。
【0040】
比較例11は、塗料組成物のペリレンブラック(A)とアルミフレーク顔料(B)との重量比が9であり、(0.05≦(A)/(B)≦1.60)の範囲から外れていると共に、中塗り塗膜に赤外線高反射色である白色の塗料を使用している。したがって、中塗り塗膜の白色塗料によって遮熱性は得られるが、チッピングによって、まだら模様が目立つという問題がある。
【0041】
比較例12は、ベース塗膜の塗料組成物に5重量%のカーボンブラックを用いており、ペリレンブラック(A)とアルミフレーク顔料(B)を使用していない。そして、中塗り塗膜の色も白となっている。したがって、遮熱効果が低く、チッピングによる問題も有する結果となっている。
【0042】
比較例13は、比較例12の中塗り塗膜が白色であったのに対して、赤外線低反射色であるグレー色に変更したものである。したがって、比較例12のようなチッピングによる問題は生じないが、遮熱効果は依然として低く、遮熱性に問題有りという結果になっている。
【0043】
比較例14は、ベース塗膜の塗料組成物をペリレンブラックのみで構成し、カーボンブラックおよびアルミフレーク顔料を含有していない構成としたものである。かかる構成の場合、赤外線は、ベース塗膜を透過して中塗り塗膜に到達する。中塗り塗膜の色は、赤外線低反射色であるグレー色になっている。したがって、チッピングによる問題はないが、遮熱効果は低く、遮熱性に問題有りという結果になっている。
【0044】
比較例15は、ベース塗膜の塗料組成物を、カーボンブラックが1重量%、アルミフレーク顔料が10重量%とし、ペリレンブラックを含有しない構成とし、中塗り塗膜の色を白としたものである。かかる構成の場合、遮熱効果が低く、チッピングによる問題も有する結果となる。
【0045】
比較例16は、比較例15の中塗り塗膜の色が白であったのに対して、グレーに変更したものである。したがって、比較例15のようなチッピングによる問題は生じないが、遮熱効果は依然として低く、遮熱性に問題有りという結果になっている。
【0046】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、赤外線透過性濃色顔料の例としてペリレンブラックを用いる場合を説明したが、ペリレンブラック以外の顔料を用いてもよい。
【符号の説明】
【0047】
10 本発明品
11、101、201、301 中塗り塗膜
12、102、202、302 ベース塗膜
13、103、203、303 クリア塗膜
21 赤外線透過性濃色顔料
22 アルミフレーク顔料
23 カーボンブラック
100 第1従来品
200 第2従来品
300 第3従来品
I 赤外線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
赤外線透過性濃色顔料(A)とアルミフレーク顔料(B)とを含有する塗料組成物であって、
前記赤外線透過性濃色顔料(A)と前記アルミフレーク顔料(B)との重量比が、
0.05≦(A)/(B)≦1.60
の条件を満たすことを特徴とする塗料組成物。
【請求項2】
前記塗料組成物を塗装して形成した塗膜の赤外線反射率と、前記赤外線透過性濃色顔料(A)の代わりに赤外線吸収性濃色顔料(C)を同じ比率で用いた塗料組成物を塗装して形成した塗膜の赤外線反射率との差である反射率向上効果が10%以上であることを特徴とする請求項1に記載の塗料組成物。
【請求項3】
基材に、請求項1又は2に記載の塗料組成物を塗装して塗膜を形成することを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項4】
基材に、請求項1又は2に記載の塗料組成物を塗装してベース塗膜を形成し、該ベース塗膜を形成した後に、クリア塗料を塗装してクリア塗膜を形成することを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項5】
基材に、中塗り塗料を塗装して中塗り塗膜を形成し、該中塗り塗膜を形成した後に、請求項1又は2に記載の塗料組成物を塗装してベース塗膜を形成し、該ベース塗膜を形成した後に、クリア塗料を塗装してクリア塗膜を形成することを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項6】
前記中塗り塗膜は暗色であることを特徴とする請求項5に記載の塗膜形成方法。
【請求項7】
前記中塗り塗膜はグレー色であることを特徴とする請求項5に記載の塗膜形成方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−82319(P2012−82319A)
【公開日】平成24年4月26日(2012.4.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−229735(P2010−229735)
【出願日】平成22年10月12日(2010.10.12)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】(000230054)日本ペイント株式会社 (626)
【Fターム(参考)】