塗料組成物及び塗膜形成方法
【課題】
各種工業製品、特に自動車の外板に適用できる、全体に高彩度で、ハイライト（正反射光近傍）からシェード（斜め方向）に明度と色相が変化し、深み感を有する塗膜を形成可能な塗料組成物及び塗膜を形成可能な塗膜形成方法を提供することである。
【解決手段】本発明は、半透明な鱗片状基材を金属酸化物で被覆した鱗片状干渉顔料及び鱗片状金属基材に非晶質酸化珪素層と金属層を形成した表面にさらに金属粒子を被覆した着色金属顔料を含む塗料組成物及び基材上に該塗料組成物を塗装しさらにクリヤー塗料を塗装する塗膜形成方法に関するものである。
各種工業製品、特に自動車の外板に適用できる、全体に高彩度で、ハイライト（正反射光近傍）からシェード（斜め方向）に明度と色相が変化し、深み感を有する塗膜を形成可能な塗料組成物及び塗膜を形成可能な塗膜形成方法を提供することである。
【解決手段】本発明は、半透明な鱗片状基材を金属酸化物で被覆した鱗片状干渉顔料及び鱗片状金属基材に非晶質酸化珪素層と金属層を形成した表面にさらに金属粒子を被覆した着色金属顔料を含む塗料組成物及び基材上に該塗料組成物を塗装しさらにクリヤー塗料を塗装する塗膜形成方法に関するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体に高彩度で、ハイライト（正反射光近傍）からシェード（斜め方向）に明度と色相が変化し、深み感を有する塗膜を形成可能な塗料組成物及び塗膜形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の工業製品において、観察角度によって見え方が変化するメタリック塗色の人気は高く、特に観察角度によって色相が変化し、全体に彩度が高い塗色は、深み感に優れるため、高級感のある塗色として注目されている。彩度感を維持し、強い光輝感を発現する複合塗膜の形成方法として、特許文献１には、着色アルミニウムとアルミナフレークとを含有させた光輝性顔料含有塗料組成物を２コート１ベーク工程の塗膜形成方法により複合塗膜化する方法が記載されている。しかしながら、特許文献１に開示の方法では、ハイライトで高彩度且つ光輝感が発現し、シェードでは暗くなる明度変化する塗色が得られるが、色相変化しないため、観察角度による色変化が単調になる問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、全体に高彩度で、ハイライト（正反射光近傍）からシェード（斜め方向）に明度と色相が変化し、深み感を有する塗膜を形成可能な塗料組成物及び塗膜形成方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、
１．半透明な鱗片状基材を金属酸化物で被覆した鱗片状干渉顔料及び鱗片状金属基材に非晶質酸化珪素層と金属層を形成した表面にさらに金属粒子を被覆した着色金属顔料を含むメタリック塗料組成物、
２．透明な鱗片状基材がガラスフレーク、アルミナフレーク及びシリカフレークから選択された一種であって且つ金属酸化物が酸化チタンである１項に記載のメタリック塗料組成物、
３．鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の合計含有量が、塗料組成物中のビヒクル形成成分である樹脂固形分１００質量部に対して固形分として０．１〜２５質量部の範囲内である１項又は２項に記載のメタリック塗料組成物、
４．鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の質量比が、前者／後者の比で、５／１〜１／１０の範囲内である１〜３項のいずれか１項に記載のメタリック塗料組成物、
５．鱗片状干渉顔料のハイライトにおける干渉色の色相角度と、着色金属顔料のハイライトにおける干渉色の色相角度との差Δｈが、０〜１２０の範囲内である１〜４項のいずれか１項に記載のメタリック塗料組成物、
６．被塗物に、１〜５項に記載されたメタリック塗料組成物を塗装し、さらにクリヤー塗料を塗装する塗膜形成方法
に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、全体に高彩度で、ハイライト（正反射光近傍）からシェード（斜め方向）に明度と色相が変化し、深み感を有する塗膜を形成可能な塗料組成物及び塗膜を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の塗料組成物は、塗装して得られる塗膜のハイライト（正反射光近傍）で干渉色を発現し、ハイライト（正反射光近傍）からシェード（斜め方向）への色相及び明度を変化せしめること及びハイライトで粒子感を発現することを目的として、半透明な鱗片状基材を金属酸化物で被覆した鱗片状干渉顔料を含有する。
【０００８】
本発明における半透明な鱗片状基材を金属酸化物で被覆した鱗片状干渉顔料とは、半透明な鱗片状基材に、基材とは屈折率が異なる金属酸化物を被覆せしめたものであって、被覆された金属酸化物の種類や被覆層の厚さによって干渉色を生じる顔料である。半透明な基材としては、マイカ、人工マイカ、ガラスフレーク、シリカフレーク及びアルミナフレークが知られており、被覆する金属酸化物としては、酸化チタンや酸化鉄が知られている。
【０００９】
本発明の塗料組成物に含有せしめる鱗片状干渉性顔料としては特に制限されるものではないが、塗装して得られる塗膜のハイライトにおける干渉色発現や粒子感の点から、透明性が高く表面が平滑且つ粒度分布が狭いガラスフレーク、シリカフレーク又はアルミナフレークを基材とし、酸化チタンを被覆したものを使用することが好適である。
【００１０】
上記鱗片状干渉顔料の大きさは、平均粒径が３〜４０μｍの範囲内のものを使用することが、塗装された塗膜の仕上がり性やハイライトの明度の点から好ましく、より好ましくは粒径が５〜３０μｍの範囲内もの、特に好ましくは６〜２５μｍの範囲内ものである。厚さは０．０５〜０．５μｍの範囲内のものを使用することが好ましい。ここでいう粒径及び厚さは、光学顕微鏡又は電子顕微鏡で該鱗片状干渉顔料を観察して得られた数値又はレーザー回折法等のレーザーを用いた粒度分布測定装置で測定された数値を意味する。
【００１１】
また、鱗片状干渉顔料の含有量は、塗装して得られる塗膜の仕上がり性の点から、塗料中の樹脂固形分１００質量部に対して、合計で０．０１〜２５質量部の範囲内が好ましく、より好ましくは０．０３〜２３質量部の範囲内、特に好ましくは０．０５〜２０質量部の範囲内である。
【００１２】
本発明の塗料組成物は、塗装して得られる塗膜について、ハイライトからシェードに大きく色相及び明度を変化せしめることを目的として、金属基材に非晶質酸化珪素層と金属層を形成した表面にさらに金属粒子を被覆した着色金属顔料を含有する。
【００１３】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料における金属基材としては、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、チタン、鉄、ニッケル、クロム及びこれらの合金を挙げることができる。これらの中で、金属基材としてアルミニウムを用いることが、塗装して得られる塗膜のハイライトにおける干渉色を強く発現する点から好ましい。
【００１４】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料は、光輝金属基材表面に非晶質酸化珪素層が形成されている。非晶質酸化珪素層は、金属基材表面に直接形成されていてもよいが、金属基材と非晶質酸化珪素層との付着を安定させるために、金属基材と非晶質酸化珪素膜層との間に中間層を１層又は２層以上介在していてもよい。２層以上介在している場合、同じ組成の層が２層以上積層されていてもよいが、組成の異なる層が積層されていてもよい。
【００１５】
中間層としては制限されるものではないが、例えば、モリブデン及び／又はリンを含む酸化物、水酸化物、水和物の少なくともいずれかの単独膜または混合物膜からなる層を挙げることができる。
【００１６】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料は、光輝金属基材表面を、酸化させて金属酸化物層を形成せしめた後に非晶質酸化珪素層が形成されたものであってもよい。該着色金属顔料においては、金属酸化物層を形成することにより、該金属酸化物層を起点として非晶質酸化珪素膜が成長させることができる利点が得られる。
【００１７】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料においては、金属酸化物層及び中間層のうちいずれかが形成されてもよく、また金属酸化物層と中間層とがともに形成されてもよい。金属酸化物層と中間層とがともに形成される場合には、金属基材表面に金属酸化物表面改質層が形成され、その上に中間層が形成されることにより、金属基材と中間層との付着性が向上する。
【００１８】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料においては、金属基材表面に非晶質酸化珪素膜層が形成されている。このことにより、金属基材の表面に、基材とは屈折率が異なる層が存在し、干渉色が発現するという効果が得られる。非晶質酸化珪素膜層の形成方法としては、たとえば金属基材と、珪素化合物を含む溶液とを、塩基性または酸性に保ちながらスラリー状態またはペースト状態で撹拌または混練する方法等が採用でき、これにより金属基材表面、前記金属酸化物層又は中間層の表面に非晶質酸化珪素膜層を形成することができる。
【００１９】
非晶質酸化珪素膜層の厚みは、後述する金属粒子の吸着を安定させ、塗装して得られる塗膜の彩度を高くする点から、１０〜５００ｎｍの範囲内のものを用いることが好ましく、さらに好ましくは１０〜１００ｎｍの範囲内することである。
【００２０】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料においては、非晶質酸化珪素膜層の表面に金属層が形成されている。該金属層が形成されていることにより、後述する金属粒子と金属層との良好な吸着状態により、金属粒子を緻密かつ均一に析出させ、塗装して得られる塗膜において彩度の高い干渉色を発現させることができる。金属層は、Ｓｎ（スズ）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましく、中でも、Ｓｎ，Ｐｄのいずれか１種を含むことが好ましい。
【００２１】
金属層は、非晶質酸化珪素膜層の表面に直接形成されていてもよいが、非晶質酸化珪素膜層と金属層との間に他の層を介在させてあってもよい。該他の層としては、たとえばアルミニウムやセリウム等の酸化物や水酸化物等からなる層を挙げることができる。金属層の析出方法は特に限定されないが、たとえば、金属層とされるための金属アルコキシドをゾル−ゲル法により加水分解析出させる方法や、金属層とされるための金属を含む金属塩溶液にアルカリを加えて中和析出させる方法等が好適である。なお、後述する金属粒子が無電解めっきにて形成されている場合には、金属層とされるための金属を含む水溶性金属塩を使用することが好ましい。
【００２２】
上記のような方法により、Ｓｎ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕ等の触媒層が本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料における金属層として担持される。この後、該金属層の表面に無電解めっきによって金属粒子を形成することができる。金属層が形成された金属顔料を無電解めっき溶液に浸漬すると、金属層の触媒活性により、めっき液中の還元剤が該金属層の表面で酸化される。このとき放出される電子によって無電解めっき溶液中の金属イオンが還元され、金属層の表面に金属が析出し、金属粒子が生成する。
【００２３】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料において、金属層の厚みは３０ｎｍ以下とされることが好ましい。この場合、得られる着色金属顔料により良好な彩度と干渉色が付与される。金属層の厚みは、さらに０．１〜１０ｎｍの範囲内とされることが好ましい。金属層の厚みは、たとえば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）における３００万倍程度の高倍率観察において、非晶質酸化珪素膜層と金属粒子との間に形成される金属の層として確認することができる。
【００２４】
なお、金属層は、非晶質酸化珪素膜層の表面に均一に析出していても不均一に析出していても良い。また、例えばＴＥＭで観察できない程度に金属層の厚さが薄い場合であっても、金属層が析出している場合には金属粒子を緻密かつ均一に析出させたものであってもよい。
【００２５】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料においては、金属層の表面の一部を直接覆うように金属粒子が析出されている。該着色金属顔料は金属粒子が形成されていない部位、すなわち金属粒子によって被覆されていない部位を有している。これにより、金属粒子の表面からの反射光と、非晶質酸化珪素膜層を通過する基材である金属基材表面からの反射光との干渉が生じ、彩度の高い干渉色を呈する着色金属顔料となっている。また金属層の表面に直接金属粒子が形成されることにより金属層と金属粒子との密着性が良好となり、多様な色彩と変化に富む干渉色を有するものである。
【００２６】
金属粒子としては、たとえばＡｌ（アルミニウム），Ｔｉ（チタン），Ｃｒ（クロム），Ｆｅ（鉄），Ｃｏ（コバルト），Ｎｉ（ニッケル），Ｃｕ（銅），Ｚｎ（亜鉛），Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム），Ｐｄ（パラジウム），Ａｇ（銀），Ｓｎ（スズ），Ｐｔ（白金），Ａｕ（金）およびこれらの合金から選ばれる１種以上を含む粒子を挙げることができる。金属粒子がこれらの金属および金属合金から選ばれる１種以上を含む場合、彩度の高い干渉色を呈する着色金属顔料が得られる。特に好ましい金属粒子としては、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇから選択される１種以上を含む粒子が挙げられる。
【００２７】
金属粒子の平均粒径は５０ｎｍ以下とされることが好ましい。この場合、金属粒子が形成されている部位と該金属粒子が形成されていない部位とを有する着色金属顔料表面の表面形態が比較的平滑であり、仕上がり外観に優れるメタリック膜を与えることができる着色金属顔料が得られる。金属粒子の平均粒径は、３０ｎｍ以下とされることがより好ましい。
【００２８】
さらに、本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料においては、非晶質酸化珪素膜層の厚みが１０〜５００ｎｍの範囲内であり、かつ金属粒子の平均粒径が５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。この場合特に彩度の高い干渉色が発現される。
【００２９】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料において形成される金属粒子は、金属層を完全に覆うことなく、該金属層の一部を覆うように形成されるが、より高彩度の着色金属顔料が得られる点で、金属粒子同士の間隔が１０ｎｍ以下とされることが好ましい。また本発明においては、金属粒子が金属層の上に２粒子以上重なって析出していても良いが、単独粒子として１層で析出していることが好ましい。この場合、基材の金属顔料からの反射光と金属粒子からの反射光とにより非晶質酸化珪素膜層内で光が散乱するとともに、金属粒子間を抜けた反射光の干渉により彩度の高い干渉色が付与される。さらに、各々の金属粒子が互いに接触することなく金属層の上に析出していることが好ましい。最も典型的には、各々の金属粒子が互いに接触することなく、かつ金属粒子同士の間隔が１０ｎｍ以下となるように金属層の上に１層で析出していることが好ましい。
【００３０】
なお、金属粒子の析出状態、平均粒径および金属粒子同士の間隔は、たとえば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いた断面観察により評価することができる。この場合、観察用の試料作製としては、金属粒子が形成された着色金属顔料の断面を、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）加工する方法が好ましく採用できる。この方法は、走査型イオン顕微鏡（ＳＩＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）像を見ながら加工箇所を決定できるため、試料中の特定の個所を加工することができる。上記のような方法で加工を行ない、金属粒子の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて３０〜３００万倍で観察する。
【００３１】
金属粒子の形成方法は特に限定されないが、真空蒸着法、スパッタリング法、化学気相蒸着法、無電解めっき法などが好適である。これらの方法のうち、無電解めっき法は金属粒子を均一に析出させることができ、良好な彩度が得られるため、特に好適である。
【００３２】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料は、塗膜の仕上がり性の点から、長手方向の平均粒子径（Ｄ５０）が１〜５０μｍの範囲内のものを使用することが好ましく、３〜３０μｍの範囲内のものを使用することがより好ましく、５〜２５μｍの範囲内のものを使用することが特に好ましい。また厚さは、０．０１μｍ〜１０μｍの範囲内のものを使用することが好ましく、０．１μｍ〜５μｍの範囲内のものを使用することが特に好ましい。本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料としては、具体的には、国際公開番号ＷＯ２００７／０９４２５３に開示されている着色金属顔料を使用することができる。
【００３３】
また、鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の含有量の比は、隠蔽力や仕上がりの点から、鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の質量比として５／１〜１／１０の範囲内であることが好ましい。彩度と陰影感（ハイライトからシェードへの明度変化）を両立させる点においては着色金属顔料の含有量が鱗片状干渉顔料のそれと同量かそれ以上であることが好ましく、具体的には、鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の質量比として１／１〜１／５の範囲内とすることが好ましい。
【００３４】
本発明の塗料組成物においては、塗装して得られる塗膜の彩度の点から、鱗片状干渉顔料のハイライトの色と、着色金属顔料のハイライトの色との、Ｌ＊Ｃ＊ｈ表色系における色相角度の差Δｈが０〜１２０度の範囲内である組合せとすることが好ましく、より好ましくは０〜６０度の範囲内である。Ｌ＊Ｃ＊ｈ表色系とは、１９７６年に国際照明委員会で規定され、ＪＩＳ Ｚ ８７２９にも採用されているＬ＊ａ＊ｂ＊表色系をベースに考案された表色系であって、ｈは色相角度を表わし、色度図において赤方向の軸を０°として、反時計方向に移動した角度である。色相角度の差Δｈとは、一方の色の色相角度ｈ１と他方の色の色相角度ｈ２との差分の角度の最小値を意味する。本明細書における鱗片状干渉顔料及び着色金属顔料のハイライトの色は、該鱗片状干渉顔料又は着色金属顔料のみを着色材として含有する塗膜のハイライトの角度において観察した色を意味する。以下、具体的な測定方法の例を挙げる。水酸基含有アクリル樹脂（水酸基価１００、数平均分子量２００００）及びメラミン樹脂からなる樹脂成分１００固形分質量部あたり、該鱗片状干渉顔料又は着色金属顔料を１５質量部配合して攪拌混合し、塗装に適正な粘度に希釈して、固形分約２５％の有機溶剤型塗料を調整して得られた塗料を、予め黒色（Ｎ−２）の塗膜を形成した塗板上に硬化塗膜として２０μｍの膜厚となるようにエアスプレー塗装し、室温にて１５分間放置し、その後に熱風乾燥機を使用して１４０℃で３０分加熱して硬化乾燥せしめて得られた塗膜をＸ−Ｒｉｔｅ社製のＭＡ−６８ＩＩ（商品名）を使用して、塗膜に４５度の角度から照射した光を正反射光に対して２５度の角度で受光したときの分光反射率から計算して色相角度ｈを得ることができる。
【００３５】
本発明の塗料組成物は、塗装して得られる塗膜の色相を微調整することを目的として、着色顔料を含有することができる。該着色顔料としては、特に制限されるものではないが、具体的には、透明性酸化鉄顔料、カーボンブラック、酸化チタン顔料（微粒子酸化チタンを含む）等の無機顔料やアゾ系顔料、キナクリドン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属キレートアゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アンスラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、インジゴ系顔料等の有機顔料等の中から任意のものを１種もしくはそれ以上を組み合わせて使用することができる。
【００３６】
本発明の塗料組成物に着色顔料を配合せしめる場合その含有量は、塗膜のハイライトからシェードへの色相変化を阻害しない点から、塗料中の樹脂固形分１００質量部に対し０．０１〜３０質量部の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１〜２５質量部、特に好ましくは０．２〜２０質量部の範囲内であることが好ましい。
【００３７】
本発明の塗料組成物には、通常、ビヒクルとして、樹脂成分を含有することができる。樹脂成分としては、具体的には、水酸基などの架橋性官能基を有する、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂などの基体樹脂と、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネ−ト化合物（ブロック体も含む）などの架橋剤とを併用したものが挙げられ、これらは有機溶剤及び／又は水などの溶媒に溶解または分散して使用される。
【００３８】
さらに、本発明の塗料組成物には、必要に応じて、水あるいは有機溶剤等の溶媒、顔料分散剤、沈降防止剤、硬化触媒、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、表面調整剤、レオロジーコントロール剤等の各種添加剤、体質顔料などを適宜配合することができる。
【００３９】
本発明の塗料組成物は、前述の成分を混合分散せしめることによって調製される。塗装時の固形分含有率を、塗料組成物に基づいて、１２〜６０質量％、好ましくは１５〜５０質量％に調整しておくことが好ましい。
【００４０】
本発明の塗膜形成方法は、基材上に上記塗料組成物を塗装し、硬化乾燥せしめる方法に関するものである。
【００４１】
次に本発明の塗膜形成方法について説明する。本発明の塗膜形成方法においては、上記の如き料組成物を基材に塗装し、さらに得られた塗膜上にクリヤー塗料を塗装する。
【００４２】
基材としては、鉄、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム等の金属やこれらを含む合金、及びこれらの金属によるメッキまたは蒸着が施された成型物、ならびに、ガラス、プラスチックや発泡体などによる成型物等を挙げることができる。さらにこれらの素材に応じて適宜、脱脂処理や表面処理を行なったものを基材とすることができる。さらに、上記基材に下塗り塗膜や中塗り塗膜を形成させて基材とすることもでき、これらの塗装された基材が特に好ましい。
【００４３】
上記下塗り塗膜とは、素材表面を隠蔽したり、素材に防食性及び防錆性などを付与するために形成されるものであり、下塗り塗料を塗装し、乾燥、硬化することによって得ることができる。この下塗り塗料種としては特に限定されるものではなく、例えば、電着塗料、溶剤型プライマー等を挙げることができる。
【００４４】
また、上記中塗り塗膜とは、素材表面や下塗り塗膜を隠蔽したり、付着性や耐チッピング性などを付与したり、複層塗膜における明度を調整するために形成されるものであり、素材表面や下塗り塗膜上に、中塗り塗料を塗装し、乾燥、硬化することによって得ることができる。中塗り塗料種は、特に限定されるものではなく、既知のものを使用でき、例えば、熱硬化性樹脂組成物及び着色顔料を必須成分とする有機溶剤系又は水系の中塗り塗料を好ましく使用できる。
【００４５】
特に基材として、下塗り塗膜あるいは中塗り塗膜を形成させる場合においては、下塗り
塗膜及び中塗り塗膜を加熱し、架橋硬化後に前述の塗料組成物を塗装することができる。あるいは、下塗り塗膜を加熱し、架橋硬化後に中塗り塗膜を形成せしめ、中塗り塗膜が未硬化の状態で、前述の塗料組成物を塗装することもできる。又は、下塗り塗膜及び中塗り塗膜が未硬化の状態で前述の塗料組成物を塗装してもよい。
【００４６】
本発明の塗料組成物は、上記各種基材に静電塗装、エアスプレ−、エアレススプレーなどの方法で塗装することができ、その膜厚は硬化塗膜に基づいて５〜３０μｍの範囲内とするのが、塗膜の平滑性の点から好ましい。通常、所定の膜厚となるように塗装した後に、加熱し、乾燥硬化せしめることができるが、未硬化の状態で後述するクリヤー塗料を塗装することができる。本発明の塗料組成物の塗膜それ自体は、焼き付け乾燥型の場合、通常、約５０〜約１８０℃の温度で架橋硬化させることができ、常温乾燥型又は強制乾燥型の場合には、通常、常温乾燥〜約８０℃の温度で硬化させることができる。
【００４７】
本発明方法におけるクリヤー塗料は、前述の塗料組成物の未硬化もしくは硬化させてなる塗面に塗装する塗料であり、樹脂成分および溶剤を主成分とし、さらに必要に応じてその他の塗料用添加剤などを配合してなる無色もしくは有色の透明塗膜を形成する液状塗料である。
【００４８】
本発明方法におけるクリヤー塗料としては、従来公知のものが制限なく使用できる。例
えば、基体樹脂及び架橋剤を含有する液状もしくは粉体状の塗料組成物が適用できる。基
体樹脂の例としては、水酸基、カルボキシル基、シラノ−ル基、エポキシ基などの架橋性
官能基を含有する、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、ウレ
タン樹脂、シリコン含有樹脂などが挙げられる。架橋剤としては、前記基体樹脂の官能基
と反応しうるメラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネ−ト化合物、ブロックポリイソシ
アネ−ト化合物、エポキシ化合物又は樹脂、カルボキシル基含有化合物又は樹脂、酸無水
物、アルコキシシラン基含有化合物又は樹脂等が挙げられる。また、必要に応じて、水や
有機溶剤等の溶媒、硬化触媒、消泡剤、紫外線吸収剤、レオロジーコントロール剤、酸化
防止剤、表面調整剤等の添加剤を適宜配合することができる。
【００４９】
本発明方法におけるクリヤー塗料には、透明性を損なわない範囲内において、着色顔料
を適時配合することができる。着色顔料としては、インク用、塗料用として従来公知の顔
料を１種あるいは２種以上を組み合わせて配合することができる。その添加量は、適宜決
定されて良いが、クリヤー塗膜中の樹脂固形分１００質量部に対して、固形分として３０
質量部以下、好ましくは０.０１〜１５質量部、特に好ましくは０．１〜１０質量部の範
囲内である。
【００５０】
本発明方法におけるクリヤー塗料は、静電塗装、エアスプレ−、エアレススプレ−などの方法で塗装することができ、その膜厚は硬化塗膜に基づいて１５〜７０μｍの範囲内とするのが好ましい。クリヤー塗料の塗膜それ自体は、焼き付け乾燥型の場合、通常、約５０〜約１８０℃の温度で架橋硬化させることができ、常温乾燥型又は強制乾燥型の場合には、通常、常温乾燥〜約８０℃の温度で架橋硬化させることができる。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、「部」及び「％」はいずれも質量基準によるものである。
（製造例１）水酸基含有アクリル樹脂の製造
温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器及び滴下装置を備えた反応容器にエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート５０部を仕込み、撹拌混合し、１３５℃に昇温した。次いで下記のモノマー／重合開始剤の混合物を３時間かけて、同温度に保持した反応容器内に滴下し、滴下終了後１時間熟成を行なった。その後、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート１０部、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）０．６部からなる混合物を１３５℃に保持した反応容器内に１時間３０分かけて滴下し、さらに２時間熟成した。次にエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを減圧下で留去し、樹脂固形分６５％の水酸基含有アクリル樹脂溶液を得た。得られた水酸基含有樹脂は、水酸基価５４ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２０，０００であった。ここで数平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって標準ポリスチレンの検量線を用いて測定したものを意味する。
モノマー／重合開始剤の混合物：
メチルメタクリレ−ト３８部、エチルアクリレ−ト１７部、ｎ−ブチルアクリレ−ト１７部、ヒドロキシエチルメタクリレ−ト７部、ラウリルメタクリレ−ト２０部及びアクリル酸１部及び２，２'−アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）２部からなる混合物。
実施例１〜４，比較例１〜３
（塗料組成物の調製）
製造例１で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液を固形分として７５部、ユーバン２８−６０（商品名、ブチルエーテル化メラミン樹脂、三井化学社製）を固形分として２５部からなるビヒクル形成成分である樹脂固形分１００部に対して、光輝性顔料及び着色顔料を表１に示す比率で配合して攪拌混合し、さらに有機溶剤を加えて希釈して、固形分約２５％の有機溶剤型塗料を調製し、実施例及び比較例に使用する塗料組成物１〜７を調製した。
【００５２】
【表１】
【００５３】
（試験板の作成）
基材の調製
脱脂及びりん酸亜鉛処理した鋼板（ＪＩＳＧ３１４１、大きさ４００×３００×０．８ｍｍ）にカチオン電着塗料「エレクロン９４００ＨＢ」（商品名：関西ペイント株式会社製、エポキシ樹脂ポリアミン系カチオン樹脂に硬化剤としてブロックポリイソシアネ−ト化合物を使用したもの）を硬化塗膜に基づいて膜厚２０μｍになるように電着塗装し、１７０℃で２０分加熱して架橋硬化させて電着塗膜を得た。
【００５４】
得られた電着塗面に、中塗塗料「ル−ガベ−ク中塗りグレ−」（商品名：関西ペイント株式会社製、ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系、有機溶剤型）をエアスプレーにて硬化塗膜に基づいて膜厚３０μｍになるように塗装し、１４０℃で３０分加熱して架橋硬化させて、中塗塗膜を形成した塗板を基材とした。
（２）塗料組成物１〜７及びクリヤー塗料の塗装
上記基材に、塗料組成物１〜７をエアスプレーを用いて、硬化塗膜として２０μｍとなるように塗装し、塗装後、室温約２０℃の実験室に約１５分静置し、その後にクリヤー塗料「ル−ガベ−ククリヤ−」（商品名：関西ペイント製、アクリル樹脂・アミノ樹脂系、有機溶剤型）をミニベル型回転式静電塗装機を用いて、ブ−ス温度２５℃、湿度７５％の条件で硬化塗膜として、３０μｍとなるように塗装した。塗装後、室温にて１５分間放置した後に、熱風循環式乾燥炉内を使用して、１４０℃で３０分間加熱し、複層塗膜を同時に乾燥硬化せしめて試験板を得た。
（評価）
上記試験板の意匠性を以下の要領にて評価し、結果を表１に示した。
（１）陰影感の評価
ＭＡ−６８ＩＩ（商品名、多角度分光光度計、ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を使用して、試験板に対して４５度から照射した光を正反射光に対して１５度で受光したときのＸＹＺ表色系におけるＹ１５と、４５度で受光したときのＹ４５とを求め、下記に示す式によりＦＦ値を求めた。
（式）ＦＦ＝２×（Ｙ１５−Ｙ４５）／（Ｙ１５＋Ｙ４５）
（２）目視による評価
作成した塗板を、人工太陽灯（セリック社製、色温度６５００Ｋ）で照明し、試験板の照明に対する角度を変えて観察して、彩度、深み感及びハイライト（正反射光近傍）からシェード（斜め方向）への色相変化を以下の基準に沿って目視にて評価した。評価は、色彩開発に３年以上従事するデザイナー２名と技術者３名の計５名が行ない、平均点を採用した。
彩度
４：彩度が高い。
３：彩度がある。
２：彩度が乏しい。
１：彩度がない。
深み感
４：深み感が強い。
３：深み感がある。
２：深み感が乏しい。
１：深み感がない。
色相変化
３：大きな色相変化がある。
２：小さな色相変化がある。
１：色相変化がほとんどない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の塗料組成物及び塗膜形成方法は、各種工業製品、特に自動車外板に適用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体に高彩度で、ハイライト（正反射光近傍）からシェード（斜め方向）に明度と色相が変化し、深み感を有する塗膜を形成可能な塗料組成物及び塗膜形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の工業製品において、観察角度によって見え方が変化するメタリック塗色の人気は高く、特に観察角度によって色相が変化し、全体に彩度が高い塗色は、深み感に優れるため、高級感のある塗色として注目されている。彩度感を維持し、強い光輝感を発現する複合塗膜の形成方法として、特許文献１には、着色アルミニウムとアルミナフレークとを含有させた光輝性顔料含有塗料組成物を２コート１ベーク工程の塗膜形成方法により複合塗膜化する方法が記載されている。しかしながら、特許文献１に開示の方法では、ハイライトで高彩度且つ光輝感が発現し、シェードでは暗くなる明度変化する塗色が得られるが、色相変化しないため、観察角度による色変化が単調になる問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、全体に高彩度で、ハイライト（正反射光近傍）からシェード（斜め方向）に明度と色相が変化し、深み感を有する塗膜を形成可能な塗料組成物及び塗膜形成方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、
１．半透明な鱗片状基材を金属酸化物で被覆した鱗片状干渉顔料及び鱗片状金属基材に非晶質酸化珪素層と金属層を形成した表面にさらに金属粒子を被覆した着色金属顔料を含むメタリック塗料組成物、
２．透明な鱗片状基材がガラスフレーク、アルミナフレーク及びシリカフレークから選択された一種であって且つ金属酸化物が酸化チタンである１項に記載のメタリック塗料組成物、
３．鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の合計含有量が、塗料組成物中のビヒクル形成成分である樹脂固形分１００質量部に対して固形分として０．１〜２５質量部の範囲内である１項又は２項に記載のメタリック塗料組成物、
４．鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の質量比が、前者／後者の比で、５／１〜１／１０の範囲内である１〜３項のいずれか１項に記載のメタリック塗料組成物、
５．鱗片状干渉顔料のハイライトにおける干渉色の色相角度と、着色金属顔料のハイライトにおける干渉色の色相角度との差Δｈが、０〜１２０の範囲内である１〜４項のいずれか１項に記載のメタリック塗料組成物、
６．被塗物に、１〜５項に記載されたメタリック塗料組成物を塗装し、さらにクリヤー塗料を塗装する塗膜形成方法
に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、全体に高彩度で、ハイライト（正反射光近傍）からシェード（斜め方向）に明度と色相が変化し、深み感を有する塗膜を形成可能な塗料組成物及び塗膜を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の塗料組成物は、塗装して得られる塗膜のハイライト（正反射光近傍）で干渉色を発現し、ハイライト（正反射光近傍）からシェード（斜め方向）への色相及び明度を変化せしめること及びハイライトで粒子感を発現することを目的として、半透明な鱗片状基材を金属酸化物で被覆した鱗片状干渉顔料を含有する。
【０００８】
本発明における半透明な鱗片状基材を金属酸化物で被覆した鱗片状干渉顔料とは、半透明な鱗片状基材に、基材とは屈折率が異なる金属酸化物を被覆せしめたものであって、被覆された金属酸化物の種類や被覆層の厚さによって干渉色を生じる顔料である。半透明な基材としては、マイカ、人工マイカ、ガラスフレーク、シリカフレーク及びアルミナフレークが知られており、被覆する金属酸化物としては、酸化チタンや酸化鉄が知られている。
【０００９】
本発明の塗料組成物に含有せしめる鱗片状干渉性顔料としては特に制限されるものではないが、塗装して得られる塗膜のハイライトにおける干渉色発現や粒子感の点から、透明性が高く表面が平滑且つ粒度分布が狭いガラスフレーク、シリカフレーク又はアルミナフレークを基材とし、酸化チタンを被覆したものを使用することが好適である。
【００１０】
上記鱗片状干渉顔料の大きさは、平均粒径が３〜４０μｍの範囲内のものを使用することが、塗装された塗膜の仕上がり性やハイライトの明度の点から好ましく、より好ましくは粒径が５〜３０μｍの範囲内もの、特に好ましくは６〜２５μｍの範囲内ものである。厚さは０．０５〜０．５μｍの範囲内のものを使用することが好ましい。ここでいう粒径及び厚さは、光学顕微鏡又は電子顕微鏡で該鱗片状干渉顔料を観察して得られた数値又はレーザー回折法等のレーザーを用いた粒度分布測定装置で測定された数値を意味する。
【００１１】
また、鱗片状干渉顔料の含有量は、塗装して得られる塗膜の仕上がり性の点から、塗料中の樹脂固形分１００質量部に対して、合計で０．０１〜２５質量部の範囲内が好ましく、より好ましくは０．０３〜２３質量部の範囲内、特に好ましくは０．０５〜２０質量部の範囲内である。
【００１２】
本発明の塗料組成物は、塗装して得られる塗膜について、ハイライトからシェードに大きく色相及び明度を変化せしめることを目的として、金属基材に非晶質酸化珪素層と金属層を形成した表面にさらに金属粒子を被覆した着色金属顔料を含有する。
【００１３】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料における金属基材としては、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、チタン、鉄、ニッケル、クロム及びこれらの合金を挙げることができる。これらの中で、金属基材としてアルミニウムを用いることが、塗装して得られる塗膜のハイライトにおける干渉色を強く発現する点から好ましい。
【００１４】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料は、光輝金属基材表面に非晶質酸化珪素層が形成されている。非晶質酸化珪素層は、金属基材表面に直接形成されていてもよいが、金属基材と非晶質酸化珪素層との付着を安定させるために、金属基材と非晶質酸化珪素膜層との間に中間層を１層又は２層以上介在していてもよい。２層以上介在している場合、同じ組成の層が２層以上積層されていてもよいが、組成の異なる層が積層されていてもよい。
【００１５】
中間層としては制限されるものではないが、例えば、モリブデン及び／又はリンを含む酸化物、水酸化物、水和物の少なくともいずれかの単独膜または混合物膜からなる層を挙げることができる。
【００１６】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料は、光輝金属基材表面を、酸化させて金属酸化物層を形成せしめた後に非晶質酸化珪素層が形成されたものであってもよい。該着色金属顔料においては、金属酸化物層を形成することにより、該金属酸化物層を起点として非晶質酸化珪素膜が成長させることができる利点が得られる。
【００１７】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料においては、金属酸化物層及び中間層のうちいずれかが形成されてもよく、また金属酸化物層と中間層とがともに形成されてもよい。金属酸化物層と中間層とがともに形成される場合には、金属基材表面に金属酸化物表面改質層が形成され、その上に中間層が形成されることにより、金属基材と中間層との付着性が向上する。
【００１８】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料においては、金属基材表面に非晶質酸化珪素膜層が形成されている。このことにより、金属基材の表面に、基材とは屈折率が異なる層が存在し、干渉色が発現するという効果が得られる。非晶質酸化珪素膜層の形成方法としては、たとえば金属基材と、珪素化合物を含む溶液とを、塩基性または酸性に保ちながらスラリー状態またはペースト状態で撹拌または混練する方法等が採用でき、これにより金属基材表面、前記金属酸化物層又は中間層の表面に非晶質酸化珪素膜層を形成することができる。
【００１９】
非晶質酸化珪素膜層の厚みは、後述する金属粒子の吸着を安定させ、塗装して得られる塗膜の彩度を高くする点から、１０〜５００ｎｍの範囲内のものを用いることが好ましく、さらに好ましくは１０〜１００ｎｍの範囲内することである。
【００２０】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料においては、非晶質酸化珪素膜層の表面に金属層が形成されている。該金属層が形成されていることにより、後述する金属粒子と金属層との良好な吸着状態により、金属粒子を緻密かつ均一に析出させ、塗装して得られる塗膜において彩度の高い干渉色を発現させることができる。金属層は、Ｓｎ（スズ）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましく、中でも、Ｓｎ，Ｐｄのいずれか１種を含むことが好ましい。
【００２１】
金属層は、非晶質酸化珪素膜層の表面に直接形成されていてもよいが、非晶質酸化珪素膜層と金属層との間に他の層を介在させてあってもよい。該他の層としては、たとえばアルミニウムやセリウム等の酸化物や水酸化物等からなる層を挙げることができる。金属層の析出方法は特に限定されないが、たとえば、金属層とされるための金属アルコキシドをゾル−ゲル法により加水分解析出させる方法や、金属層とされるための金属を含む金属塩溶液にアルカリを加えて中和析出させる方法等が好適である。なお、後述する金属粒子が無電解めっきにて形成されている場合には、金属層とされるための金属を含む水溶性金属塩を使用することが好ましい。
【００２２】
上記のような方法により、Ｓｎ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕ等の触媒層が本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料における金属層として担持される。この後、該金属層の表面に無電解めっきによって金属粒子を形成することができる。金属層が形成された金属顔料を無電解めっき溶液に浸漬すると、金属層の触媒活性により、めっき液中の還元剤が該金属層の表面で酸化される。このとき放出される電子によって無電解めっき溶液中の金属イオンが還元され、金属層の表面に金属が析出し、金属粒子が生成する。
【００２３】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料において、金属層の厚みは３０ｎｍ以下とされることが好ましい。この場合、得られる着色金属顔料により良好な彩度と干渉色が付与される。金属層の厚みは、さらに０．１〜１０ｎｍの範囲内とされることが好ましい。金属層の厚みは、たとえば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）における３００万倍程度の高倍率観察において、非晶質酸化珪素膜層と金属粒子との間に形成される金属の層として確認することができる。
【００２４】
なお、金属層は、非晶質酸化珪素膜層の表面に均一に析出していても不均一に析出していても良い。また、例えばＴＥＭで観察できない程度に金属層の厚さが薄い場合であっても、金属層が析出している場合には金属粒子を緻密かつ均一に析出させたものであってもよい。
【００２５】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料においては、金属層の表面の一部を直接覆うように金属粒子が析出されている。該着色金属顔料は金属粒子が形成されていない部位、すなわち金属粒子によって被覆されていない部位を有している。これにより、金属粒子の表面からの反射光と、非晶質酸化珪素膜層を通過する基材である金属基材表面からの反射光との干渉が生じ、彩度の高い干渉色を呈する着色金属顔料となっている。また金属層の表面に直接金属粒子が形成されることにより金属層と金属粒子との密着性が良好となり、多様な色彩と変化に富む干渉色を有するものである。
【００２６】
金属粒子としては、たとえばＡｌ（アルミニウム），Ｔｉ（チタン），Ｃｒ（クロム），Ｆｅ（鉄），Ｃｏ（コバルト），Ｎｉ（ニッケル），Ｃｕ（銅），Ｚｎ（亜鉛），Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム），Ｐｄ（パラジウム），Ａｇ（銀），Ｓｎ（スズ），Ｐｔ（白金），Ａｕ（金）およびこれらの合金から選ばれる１種以上を含む粒子を挙げることができる。金属粒子がこれらの金属および金属合金から選ばれる１種以上を含む場合、彩度の高い干渉色を呈する着色金属顔料が得られる。特に好ましい金属粒子としては、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇから選択される１種以上を含む粒子が挙げられる。
【００２７】
金属粒子の平均粒径は５０ｎｍ以下とされることが好ましい。この場合、金属粒子が形成されている部位と該金属粒子が形成されていない部位とを有する着色金属顔料表面の表面形態が比較的平滑であり、仕上がり外観に優れるメタリック膜を与えることができる着色金属顔料が得られる。金属粒子の平均粒径は、３０ｎｍ以下とされることがより好ましい。
【００２８】
さらに、本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料においては、非晶質酸化珪素膜層の厚みが１０〜５００ｎｍの範囲内であり、かつ金属粒子の平均粒径が５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。この場合特に彩度の高い干渉色が発現される。
【００２９】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料において形成される金属粒子は、金属層を完全に覆うことなく、該金属層の一部を覆うように形成されるが、より高彩度の着色金属顔料が得られる点で、金属粒子同士の間隔が１０ｎｍ以下とされることが好ましい。また本発明においては、金属粒子が金属層の上に２粒子以上重なって析出していても良いが、単独粒子として１層で析出していることが好ましい。この場合、基材の金属顔料からの反射光と金属粒子からの反射光とにより非晶質酸化珪素膜層内で光が散乱するとともに、金属粒子間を抜けた反射光の干渉により彩度の高い干渉色が付与される。さらに、各々の金属粒子が互いに接触することなく金属層の上に析出していることが好ましい。最も典型的には、各々の金属粒子が互いに接触することなく、かつ金属粒子同士の間隔が１０ｎｍ以下となるように金属層の上に１層で析出していることが好ましい。
【００３０】
なお、金属粒子の析出状態、平均粒径および金属粒子同士の間隔は、たとえば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いた断面観察により評価することができる。この場合、観察用の試料作製としては、金属粒子が形成された着色金属顔料の断面を、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）加工する方法が好ましく採用できる。この方法は、走査型イオン顕微鏡（ＳＩＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）像を見ながら加工箇所を決定できるため、試料中の特定の個所を加工することができる。上記のような方法で加工を行ない、金属粒子の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて３０〜３００万倍で観察する。
【００３１】
金属粒子の形成方法は特に限定されないが、真空蒸着法、スパッタリング法、化学気相蒸着法、無電解めっき法などが好適である。これらの方法のうち、無電解めっき法は金属粒子を均一に析出させることができ、良好な彩度が得られるため、特に好適である。
【００３２】
本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料は、塗膜の仕上がり性の点から、長手方向の平均粒子径（Ｄ５０）が１〜５０μｍの範囲内のものを使用することが好ましく、３〜３０μｍの範囲内のものを使用することがより好ましく、５〜２５μｍの範囲内のものを使用することが特に好ましい。また厚さは、０．０１μｍ〜１０μｍの範囲内のものを使用することが好ましく、０．１μｍ〜５μｍの範囲内のものを使用することが特に好ましい。本発明の塗料組成物に配合せしめる着色金属顔料としては、具体的には、国際公開番号ＷＯ２００７／０９４２５３に開示されている着色金属顔料を使用することができる。
【００３３】
また、鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の含有量の比は、隠蔽力や仕上がりの点から、鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の質量比として５／１〜１／１０の範囲内であることが好ましい。彩度と陰影感（ハイライトからシェードへの明度変化）を両立させる点においては着色金属顔料の含有量が鱗片状干渉顔料のそれと同量かそれ以上であることが好ましく、具体的には、鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の質量比として１／１〜１／５の範囲内とすることが好ましい。
【００３４】
本発明の塗料組成物においては、塗装して得られる塗膜の彩度の点から、鱗片状干渉顔料のハイライトの色と、着色金属顔料のハイライトの色との、Ｌ＊Ｃ＊ｈ表色系における色相角度の差Δｈが０〜１２０度の範囲内である組合せとすることが好ましく、より好ましくは０〜６０度の範囲内である。Ｌ＊Ｃ＊ｈ表色系とは、１９７６年に国際照明委員会で規定され、ＪＩＳ Ｚ ８７２９にも採用されているＬ＊ａ＊ｂ＊表色系をベースに考案された表色系であって、ｈは色相角度を表わし、色度図において赤方向の軸を０°として、反時計方向に移動した角度である。色相角度の差Δｈとは、一方の色の色相角度ｈ１と他方の色の色相角度ｈ２との差分の角度の最小値を意味する。本明細書における鱗片状干渉顔料及び着色金属顔料のハイライトの色は、該鱗片状干渉顔料又は着色金属顔料のみを着色材として含有する塗膜のハイライトの角度において観察した色を意味する。以下、具体的な測定方法の例を挙げる。水酸基含有アクリル樹脂（水酸基価１００、数平均分子量２００００）及びメラミン樹脂からなる樹脂成分１００固形分質量部あたり、該鱗片状干渉顔料又は着色金属顔料を１５質量部配合して攪拌混合し、塗装に適正な粘度に希釈して、固形分約２５％の有機溶剤型塗料を調整して得られた塗料を、予め黒色（Ｎ−２）の塗膜を形成した塗板上に硬化塗膜として２０μｍの膜厚となるようにエアスプレー塗装し、室温にて１５分間放置し、その後に熱風乾燥機を使用して１４０℃で３０分加熱して硬化乾燥せしめて得られた塗膜をＸ−Ｒｉｔｅ社製のＭＡ−６８ＩＩ（商品名）を使用して、塗膜に４５度の角度から照射した光を正反射光に対して２５度の角度で受光したときの分光反射率から計算して色相角度ｈを得ることができる。
【００３５】
本発明の塗料組成物は、塗装して得られる塗膜の色相を微調整することを目的として、着色顔料を含有することができる。該着色顔料としては、特に制限されるものではないが、具体的には、透明性酸化鉄顔料、カーボンブラック、酸化チタン顔料（微粒子酸化チタンを含む）等の無機顔料やアゾ系顔料、キナクリドン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属キレートアゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アンスラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、インジゴ系顔料等の有機顔料等の中から任意のものを１種もしくはそれ以上を組み合わせて使用することができる。
【００３６】
本発明の塗料組成物に着色顔料を配合せしめる場合その含有量は、塗膜のハイライトからシェードへの色相変化を阻害しない点から、塗料中の樹脂固形分１００質量部に対し０．０１〜３０質量部の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１〜２５質量部、特に好ましくは０．２〜２０質量部の範囲内であることが好ましい。
【００３７】
本発明の塗料組成物には、通常、ビヒクルとして、樹脂成分を含有することができる。樹脂成分としては、具体的には、水酸基などの架橋性官能基を有する、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂などの基体樹脂と、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネ−ト化合物（ブロック体も含む）などの架橋剤とを併用したものが挙げられ、これらは有機溶剤及び／又は水などの溶媒に溶解または分散して使用される。
【００３８】
さらに、本発明の塗料組成物には、必要に応じて、水あるいは有機溶剤等の溶媒、顔料分散剤、沈降防止剤、硬化触媒、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、表面調整剤、レオロジーコントロール剤等の各種添加剤、体質顔料などを適宜配合することができる。
【００３９】
本発明の塗料組成物は、前述の成分を混合分散せしめることによって調製される。塗装時の固形分含有率を、塗料組成物に基づいて、１２〜６０質量％、好ましくは１５〜５０質量％に調整しておくことが好ましい。
【００４０】
本発明の塗膜形成方法は、基材上に上記塗料組成物を塗装し、硬化乾燥せしめる方法に関するものである。
【００４１】
次に本発明の塗膜形成方法について説明する。本発明の塗膜形成方法においては、上記の如き料組成物を基材に塗装し、さらに得られた塗膜上にクリヤー塗料を塗装する。
【００４２】
基材としては、鉄、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム等の金属やこれらを含む合金、及びこれらの金属によるメッキまたは蒸着が施された成型物、ならびに、ガラス、プラスチックや発泡体などによる成型物等を挙げることができる。さらにこれらの素材に応じて適宜、脱脂処理や表面処理を行なったものを基材とすることができる。さらに、上記基材に下塗り塗膜や中塗り塗膜を形成させて基材とすることもでき、これらの塗装された基材が特に好ましい。
【００４３】
上記下塗り塗膜とは、素材表面を隠蔽したり、素材に防食性及び防錆性などを付与するために形成されるものであり、下塗り塗料を塗装し、乾燥、硬化することによって得ることができる。この下塗り塗料種としては特に限定されるものではなく、例えば、電着塗料、溶剤型プライマー等を挙げることができる。
【００４４】
また、上記中塗り塗膜とは、素材表面や下塗り塗膜を隠蔽したり、付着性や耐チッピング性などを付与したり、複層塗膜における明度を調整するために形成されるものであり、素材表面や下塗り塗膜上に、中塗り塗料を塗装し、乾燥、硬化することによって得ることができる。中塗り塗料種は、特に限定されるものではなく、既知のものを使用でき、例えば、熱硬化性樹脂組成物及び着色顔料を必須成分とする有機溶剤系又は水系の中塗り塗料を好ましく使用できる。
【００４５】
特に基材として、下塗り塗膜あるいは中塗り塗膜を形成させる場合においては、下塗り
塗膜及び中塗り塗膜を加熱し、架橋硬化後に前述の塗料組成物を塗装することができる。あるいは、下塗り塗膜を加熱し、架橋硬化後に中塗り塗膜を形成せしめ、中塗り塗膜が未硬化の状態で、前述の塗料組成物を塗装することもできる。又は、下塗り塗膜及び中塗り塗膜が未硬化の状態で前述の塗料組成物を塗装してもよい。
【００４６】
本発明の塗料組成物は、上記各種基材に静電塗装、エアスプレ−、エアレススプレーなどの方法で塗装することができ、その膜厚は硬化塗膜に基づいて５〜３０μｍの範囲内とするのが、塗膜の平滑性の点から好ましい。通常、所定の膜厚となるように塗装した後に、加熱し、乾燥硬化せしめることができるが、未硬化の状態で後述するクリヤー塗料を塗装することができる。本発明の塗料組成物の塗膜それ自体は、焼き付け乾燥型の場合、通常、約５０〜約１８０℃の温度で架橋硬化させることができ、常温乾燥型又は強制乾燥型の場合には、通常、常温乾燥〜約８０℃の温度で硬化させることができる。
【００４７】
本発明方法におけるクリヤー塗料は、前述の塗料組成物の未硬化もしくは硬化させてなる塗面に塗装する塗料であり、樹脂成分および溶剤を主成分とし、さらに必要に応じてその他の塗料用添加剤などを配合してなる無色もしくは有色の透明塗膜を形成する液状塗料である。
【００４８】
本発明方法におけるクリヤー塗料としては、従来公知のものが制限なく使用できる。例
えば、基体樹脂及び架橋剤を含有する液状もしくは粉体状の塗料組成物が適用できる。基
体樹脂の例としては、水酸基、カルボキシル基、シラノ−ル基、エポキシ基などの架橋性
官能基を含有する、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、ウレ
タン樹脂、シリコン含有樹脂などが挙げられる。架橋剤としては、前記基体樹脂の官能基
と反応しうるメラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネ−ト化合物、ブロックポリイソシ
アネ−ト化合物、エポキシ化合物又は樹脂、カルボキシル基含有化合物又は樹脂、酸無水
物、アルコキシシラン基含有化合物又は樹脂等が挙げられる。また、必要に応じて、水や
有機溶剤等の溶媒、硬化触媒、消泡剤、紫外線吸収剤、レオロジーコントロール剤、酸化
防止剤、表面調整剤等の添加剤を適宜配合することができる。
【００４９】
本発明方法におけるクリヤー塗料には、透明性を損なわない範囲内において、着色顔料
を適時配合することができる。着色顔料としては、インク用、塗料用として従来公知の顔
料を１種あるいは２種以上を組み合わせて配合することができる。その添加量は、適宜決
定されて良いが、クリヤー塗膜中の樹脂固形分１００質量部に対して、固形分として３０
質量部以下、好ましくは０.０１〜１５質量部、特に好ましくは０．１〜１０質量部の範
囲内である。
【００５０】
本発明方法におけるクリヤー塗料は、静電塗装、エアスプレ−、エアレススプレ−などの方法で塗装することができ、その膜厚は硬化塗膜に基づいて１５〜７０μｍの範囲内とするのが好ましい。クリヤー塗料の塗膜それ自体は、焼き付け乾燥型の場合、通常、約５０〜約１８０℃の温度で架橋硬化させることができ、常温乾燥型又は強制乾燥型の場合には、通常、常温乾燥〜約８０℃の温度で架橋硬化させることができる。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、「部」及び「％」はいずれも質量基準によるものである。
（製造例１）水酸基含有アクリル樹脂の製造
温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器及び滴下装置を備えた反応容器にエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート５０部を仕込み、撹拌混合し、１３５℃に昇温した。次いで下記のモノマー／重合開始剤の混合物を３時間かけて、同温度に保持した反応容器内に滴下し、滴下終了後１時間熟成を行なった。その後、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート１０部、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）０．６部からなる混合物を１３５℃に保持した反応容器内に１時間３０分かけて滴下し、さらに２時間熟成した。次にエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを減圧下で留去し、樹脂固形分６５％の水酸基含有アクリル樹脂溶液を得た。得られた水酸基含有樹脂は、水酸基価５４ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２０，０００であった。ここで数平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって標準ポリスチレンの検量線を用いて測定したものを意味する。
モノマー／重合開始剤の混合物：
メチルメタクリレ−ト３８部、エチルアクリレ−ト１７部、ｎ−ブチルアクリレ−ト１７部、ヒドロキシエチルメタクリレ−ト７部、ラウリルメタクリレ−ト２０部及びアクリル酸１部及び２，２'−アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）２部からなる混合物。
実施例１〜４，比較例１〜３
（塗料組成物の調製）
製造例１で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液を固形分として７５部、ユーバン２８−６０（商品名、ブチルエーテル化メラミン樹脂、三井化学社製）を固形分として２５部からなるビヒクル形成成分である樹脂固形分１００部に対して、光輝性顔料及び着色顔料を表１に示す比率で配合して攪拌混合し、さらに有機溶剤を加えて希釈して、固形分約２５％の有機溶剤型塗料を調製し、実施例及び比較例に使用する塗料組成物１〜７を調製した。
【００５２】
【表１】
【００５３】
（試験板の作成）
基材の調製
脱脂及びりん酸亜鉛処理した鋼板（ＪＩＳＧ３１４１、大きさ４００×３００×０．８ｍｍ）にカチオン電着塗料「エレクロン９４００ＨＢ」（商品名：関西ペイント株式会社製、エポキシ樹脂ポリアミン系カチオン樹脂に硬化剤としてブロックポリイソシアネ−ト化合物を使用したもの）を硬化塗膜に基づいて膜厚２０μｍになるように電着塗装し、１７０℃で２０分加熱して架橋硬化させて電着塗膜を得た。
【００５４】
得られた電着塗面に、中塗塗料「ル−ガベ−ク中塗りグレ−」（商品名：関西ペイント株式会社製、ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系、有機溶剤型）をエアスプレーにて硬化塗膜に基づいて膜厚３０μｍになるように塗装し、１４０℃で３０分加熱して架橋硬化させて、中塗塗膜を形成した塗板を基材とした。
（２）塗料組成物１〜７及びクリヤー塗料の塗装
上記基材に、塗料組成物１〜７をエアスプレーを用いて、硬化塗膜として２０μｍとなるように塗装し、塗装後、室温約２０℃の実験室に約１５分静置し、その後にクリヤー塗料「ル−ガベ−ククリヤ−」（商品名：関西ペイント製、アクリル樹脂・アミノ樹脂系、有機溶剤型）をミニベル型回転式静電塗装機を用いて、ブ−ス温度２５℃、湿度７５％の条件で硬化塗膜として、３０μｍとなるように塗装した。塗装後、室温にて１５分間放置した後に、熱風循環式乾燥炉内を使用して、１４０℃で３０分間加熱し、複層塗膜を同時に乾燥硬化せしめて試験板を得た。
（評価）
上記試験板の意匠性を以下の要領にて評価し、結果を表１に示した。
（１）陰影感の評価
ＭＡ−６８ＩＩ（商品名、多角度分光光度計、ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を使用して、試験板に対して４５度から照射した光を正反射光に対して１５度で受光したときのＸＹＺ表色系におけるＹ１５と、４５度で受光したときのＹ４５とを求め、下記に示す式によりＦＦ値を求めた。
（式）ＦＦ＝２×（Ｙ１５−Ｙ４５）／（Ｙ１５＋Ｙ４５）
（２）目視による評価
作成した塗板を、人工太陽灯（セリック社製、色温度６５００Ｋ）で照明し、試験板の照明に対する角度を変えて観察して、彩度、深み感及びハイライト（正反射光近傍）からシェード（斜め方向）への色相変化を以下の基準に沿って目視にて評価した。評価は、色彩開発に３年以上従事するデザイナー２名と技術者３名の計５名が行ない、平均点を採用した。
彩度
４：彩度が高い。
３：彩度がある。
２：彩度が乏しい。
１：彩度がない。
深み感
４：深み感が強い。
３：深み感がある。
２：深み感が乏しい。
１：深み感がない。
色相変化
３：大きな色相変化がある。
２：小さな色相変化がある。
１：色相変化がほとんどない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の塗料組成物及び塗膜形成方法は、各種工業製品、特に自動車外板に適用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半透明な鱗片状基材を金属酸化物で被覆した鱗片状干渉顔料及び鱗片状金属基材に非晶質酸化珪素層と金属層を形成した表面にさらに金属粒子を被覆した着色金属顔料を含む塗料組成物。
【請求項２】
透明な鱗片状基材がガラスフレーク、アルミナフレーク及びシリカフレークから選択された一種であって且つ金属酸化物が酸化チタンである請求項１に記載の塗料組成物。
【請求項３】
鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の合計含有量が、塗料組成物中のビヒクル形成成分である樹脂固形分１００質量部に対して固形分として０．１〜２５質量部の範囲内である請求項１又は２に記載の塗料組成物、
【請求項４】
鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の質量比が、前者／後者の比で、５／１〜１／１０の範囲内である請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗料組成物。
【請求項５】
鱗片状干渉顔料のハイライトにおける干渉色の色相角度と、着色金属顔料のハイライトにおける干渉色の色相角度との差Δｈが、０〜１２０の範囲内である請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗料組成物。
【請求項６】
被塗物に、請求項１〜５に記載された塗料組成物を塗装し、さらにクリヤー塗料を塗装する塗膜形成方法
【請求項１】
半透明な鱗片状基材を金属酸化物で被覆した鱗片状干渉顔料及び鱗片状金属基材に非晶質酸化珪素層と金属層を形成した表面にさらに金属粒子を被覆した着色金属顔料を含む塗料組成物。
【請求項２】
透明な鱗片状基材がガラスフレーク、アルミナフレーク及びシリカフレークから選択された一種であって且つ金属酸化物が酸化チタンである請求項１に記載の塗料組成物。
【請求項３】
鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の合計含有量が、塗料組成物中のビヒクル形成成分である樹脂固形分１００質量部に対して固形分として０．１〜２５質量部の範囲内である請求項１又は２に記載の塗料組成物、
【請求項４】
鱗片状干渉顔料と着色金属顔料の質量比が、前者／後者の比で、５／１〜１／１０の範囲内である請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗料組成物。
【請求項５】
鱗片状干渉顔料のハイライトにおける干渉色の色相角度と、着色金属顔料のハイライトにおける干渉色の色相角度との差Δｈが、０〜１２０の範囲内である請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗料組成物。
【請求項６】
被塗物に、請求項１〜５に記載された塗料組成物を塗装し、さらにクリヤー塗料を塗装する塗膜形成方法
【公開番号】特開２０１２−２５８２３（Ｐ２０１２−２５８２３Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６４７２７（Ｐ２０１０−１６４７２７）
【出願日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【出願人】（０００００１４０９）関西ペイント株式会社 (815)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【出願人】（０００００１４０９）関西ペイント株式会社 (815)
【Ｆターム（参考）】
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