説明

遮熱塗料組成物及びそれを用いた遮熱塗膜の形成方法並びに遮熱塗膜

【課題】薄い膜厚で遮熱塗膜を形成することができる遮熱塗料組成物及びそれを用いた遮熱塗膜の形成方法並びに遮熱塗膜を得る。
【解決手段】800〜2100nmの波長領域における赤外波長域反射率が30%以上であり、明度L*値が20〜40の範囲内であり、彩度C値が3〜30の範囲内である遮熱塗膜を形成するための遮熱塗料組成物であって、着色顔料の減法混色法により調製され、着色顔料として、800〜2100nmの波長領域における赤外波長域反射率が30%以上である紫系顔料、青色顔料、赤色顔料及び緑色顔料からなる群より選択される2種以上の着色顔料を含有し、含有される着色顔料の内の少なくとも1種が、顔料濃度(PWC)10重量%で該着色顔料のみを含有させた乾燥膜厚13μmの塗膜における白黒隠蔽試験紙上の白地部分と黒地部分の色差(ΔE値)が5.0以下である高隠蔽性顔料であり、この高隠蔽性顔料が顔料濃度(PWC)で4重量%以上含有されていることを特徴としている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、着色顔料の減法混色法により調製された遮熱塗料組成物及びそれを用いた遮熱塗膜の形成方法並びに遮熱塗膜に関するものである。
【背景技術】
【0002】
建築物や建造物の家根や外壁は、常に日光に曝されていることから、温度上昇を抑制したい場合に、遮熱塗料を塗布して遮熱塗膜を形成することが行われている。黒色系の遮熱塗料を調製する方法としては、赤外波長域反射率が高い着色顔料を減法混色法により混合することにより調製される方法が知られている(特許文献1及び2など)。
【0003】
自動車車体においても、遮熱性の塗料を塗布し、車内の温度上昇を低減させることが望まれる場合があるが、自動車車体に塗布する場合、薄い膜厚で塗布する必要があり、薄い膜厚で高い隠蔽性を有する遮熱塗料については、従来具体的に検討されていなかった。
【特許文献1】特開2002−20647号公報
【特許文献2】特開2002−320912号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、薄い膜厚で遮熱塗膜を形成することができる遮熱塗料組成物及びそれを用いた遮熱塗膜の形成方法並びに遮熱塗膜を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の遮熱塗料組成物は、800〜2100nmの波長領域における赤外波長域反射率が30%以上であり、明度L*値が20〜40の範囲内であり、彩度C値が3〜30の範囲内である遮熱塗膜を形成するための遮熱塗料組成物であって、着色顔料の減法混色法により調製され、着色顔料として、800〜2100nmの波長領域における赤外波長域反射率が30%以上である紫系顔料、青色顔料、赤色顔料及び緑色顔料からなる群より選択される2種以上の着色顔料を含有し、含有される着色顔料の内の少なくとも1種が、顔料濃度(PWC)10重量%で該着色顔料のみを含有させた乾燥膜厚13μmの塗膜における白黒隠蔽試験紙上の白地部分と黒地部分の色差(ΔE値)が5.0以下である高隠蔽性顔料であり、この高隠蔽性顔料が顔料濃度(PWC)で4重量%以上含有されていることを特徴としている。
【0006】
本発明の遮熱塗料組成物は、着色顔料の減法混色法により調製される。本発明においては、着色顔料として、800〜2100nmの波長領域における赤外波長域反射が30%以上である紫系顔料、青色顔料、赤色顔料及び緑色顔料からなる群より選択される2種以上の着色顔料が含有され、含有される着色顔料の内の少なくとも1種が、顔料濃度(PWC)が10%で該着色顔料のみを含有させた乾燥膜厚13μmの塗膜における白黒隠蔽試験紙上の白地部分と黒地部分の色差(ΔE値)が5.0以下である高隠蔽性顔料である。本発明においては、このような高隠蔽性顔料を着色顔料として用い、かつ顔料濃度(PWC)で4重量%以上含有しているので、薄い膜厚で高い隠蔽性を有する遮熱塗膜を形成することができる。従って、例えば、自動車車体や自動車部品などに用いる遮熱塗料組成物とすることができる。
【0007】
本発明においては、上述のように、高隠蔽性顔料を顔料濃度(PWC)で4重量%以上含有している。高隠蔽性顔料の含有量が4重量%未満であると、高い隠蔽性を有する遮熱塗膜を形成することができない。高隠蔽性顔料のさらに好ましい含有量は、顔料濃度(PWC)で5重量%以上である。高隠蔽性顔料の含有量の上限値としては、20重量%が挙げられる。なお、顔料濃度(PWC)は、塗料組成物の固形部分中における顔料濃度である。
【0008】
本発明においては、上記赤外波長域反射率が30%以上である紫系顔料、青色顔料、赤色顔料及び緑色顔料からなる群より選択される2種以上の着色顔料を含有している。このため、上記赤外波長域反射率の高い遮熱塗膜を形成することができる。本発明の遮熱塗料組成物を用いて形成した遮熱塗膜は、800〜2100nmの波長領域における赤外波長域反射率が30%以上である。
【0009】
また、本発明の遮熱塗料組成物は、上記着色顔料を用いているので、明度L*値が20〜40の範囲内であり、彩度C値が3〜30の範囲内である遮熱塗膜を形成することができる。
【0010】
なお、本発明においては、必要に応じて、800〜2100nmの波長領域における赤外波長域反射率が90%以上である光輝性顔料及び白色顔料、並びに前記赤外波長域反射率が40%以上である黄色顔料からなる群より選択される少なくとも1種の顔料がさらに含有されていてもよい。
【0011】
本発明の遮熱塗料組成物中に、光輝性顔料が含まれる場合、光輝性顔料と高隠蔽性顔料の合計の含有量は、顔料濃度(PWC)で7重量%以上であることが好ましく、さらに好ましくは8重量%以上である。光輝性顔料と高隠蔽性顔料の合計の含有量を、このような範囲とすることにより、より高い隠蔽性を有する遮熱塗膜を形成することができる。
【0012】
本発明の遮熱塗料組成物は、遮熱塗膜とした場合の白黒隠蔽膜厚が18μm以下であることが好ましい。白黒隠蔽膜厚を18μm以下とすることにより、薄い膜厚で高い隠蔽性を有する遮熱塗膜を形成することができる。従って、自動車車体及び自動車部品などの薄い膜厚で膜を形成する用途においても、遮熱塗膜を形成することができる。
【0013】
遮熱塗膜の白黒隠蔽膜厚の下限値は特に限定されるものではないが、例えば、7μm以上の値が挙げられる。
【0014】
本発明において、上記高隠蔽性顔料としては、例えば、紫系顔料としてのジオキサジンバイオレット及び赤色顔料としての酸化鉄レッドなどが好ましい顔料として挙げられる。
【0015】
本発明において、上記高隠蔽性顔料は、少なくとも2種含有されていることが好ましい。含有する2種の高隠蔽性顔料としては、紫系顔料、青色顔料、赤色顔料及び緑色顔料の内の異なる色彩の顔料2種であることが好ましい。特に、良好な目視の深み感を得るためには、上記ジオキサジンバイオレット及び酸化鉄レッドを併用するが好ましい。
【0016】
紫系顔料と赤色顔料と混合する場合、L*値及びC値を本発明の範囲とするためには、紫系顔料と赤色顔料の質量混合比(紫系顔料:赤色顔料)を、1:1〜1:4の範囲とすることが好ましく、1:1.5〜1:3.0の範囲とすることがさらに好ましく、1:1.8〜1:2.5の範囲とすることが、特に好ましい。
【0017】
本発明の遮熱塗膜の形成方法は、上記本発明の遮熱塗料組成物を用いて遮熱塗膜を形成することを特徴としている。
【0018】
本発明の遮熱塗膜の形成方法によれば、薄い膜厚で高い隠蔽性を有する遮熱塗膜を形成することができる。
【0019】
また、本発明の遮熱塗膜の形成方法においては、遮熱塗膜の上にウェットオンウェット塗装によりクリヤ塗膜を形成してもよい。すなわち、遮熱塗膜を塗布した後、ウェットオンウェット塗装により、クリヤ塗膜を形成し、その後、遮熱塗膜とクリヤ塗膜を同時に加熱硬化させることができる。
【0020】
本発明の遮熱塗膜は、上記本発明の形成方法により形成したことを特徴としている。本発明の遮熱塗膜は、薄い膜厚で高い隠蔽性を有する遮熱塗膜とすることができる。
【0021】
本発明の遮熱塗料組成物は、例えば、自動車車体や自動車部品等に用いる場合、ソリッド塗料として用いてもよいし、ベース塗料として用い、その上にクリヤ塗料を形成してもよい。
【0022】
ソリッド塗料として用いる場合、例えば、メラミン硬化系ソリッド塗料組成物とすることができる。例えば、ポリエステル樹脂、メチル/ブチル混合アルキルエーテル化メラミン及びブチルエーテル化メラミン樹脂の内の少なくとも1種からなる硬化剤、及び顔料を含有するソリッド塗料組成物が挙げられる。上記ポリエステル系樹脂は、必須成分として多価カルボン酸及び/または酸無水物と多価アルコールを重縮合することによって製造することができる。上記必須成分以外の他の反応成分として、モノカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン等を含んでいてもよい。また、乾性油、反乾性油及びそれらの脂肪酸を含有していてもよい。
【0023】
上記ポリエステル樹脂は、例えば、固形分中20〜70重量%の比率で配合することが好ましく、より好ましくは、30〜50重量%である。
【0024】
上記硬化剤の固形分に対する配合比率は10〜40重量%であることが好ましく、さらに好ましくは、15〜35重量%である。
【0025】
顔料としては、上記着色顔料の他に、タルク、焼成カオリン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、珪酸マグネシウム等の体質顔料や、アルミニウム箔、マイカ、錫箔、金箔、金属チタン箔、ニッケル箔等の光輝性顔料を配合することができる。
【0026】
顔料は、固形分中の25〜60重量%の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは、30〜50重量%である。
【0027】
ソリッド塗料中には、ポリエステル樹脂、硬化剤、顔料の他、増粘剤としての架橋樹脂粒子、有機ベントナイト、脂肪酸ポリアマイド、ポリエチレンワックス等、有機溶剤としての芳香族炭化水素系、脂肪族炭化水素系、エステル系、アルコール系溶媒等、添加剤として酸触媒、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤、酸化防止剤、表面調整剤、レベリング剤、顔料分散剤、可塑剤、消泡剤等を含有してもよい。
【0028】
<ベース塗料>
本発明の遮熱塗料組成物をベース塗料として用いる場合、有機溶剤系及び水性のいずれでもよいが、好ましくは水性ベース塗料として用いられる。
【0029】
水性ベース塗料としては、α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物を乳化重合して得られるエマルション樹脂をバインダー樹脂として含むものが挙げられる。α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物としては、酸基または水酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーを含むものが挙げられる。
【0030】
酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、2−アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、イソクロトン酸、α−ハイドロ−ω−((1−オキソ−2−プロペニル)オキシ)ポリ(オキシ(1−オキソ−1,6−ヘキサンジイル))、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、3−ビニルサリチル酸、3−ビニルアセチルサリチル酸、2−アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等を挙げることができる。これらの中で好ましいものは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸二量体である。
【0031】
水酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーとしては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、アリルアルコール、メタクリルアルコール、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとε−カプロラクトンとの付加物を挙げることができる。これらの中で好ましいものは、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとε−カプロラクトンとの付加物である。
【0032】
さらに、上記α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物はさらにその他のα,β−エチレン性不飽和モノマーを含んでいてもよい。上記その他のα,β−エチレン性不飽和モノマーとしては、エステル部の炭素数3以上の(メタ)アクリル酸エステル(例えば(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタジエニル、(メタ)アクリル酸ジヒドロジシクロペンタジエニル等)、重合性アミド化合物(例えば、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジオクチル(メタ)アクリルアミド、N−モノブチル(メタ)アクリルアミド、N−モノオクチル(メタ)アクリルアミド 2,4−ジヒドロキシ−4’−ビニルベンゾフェノン、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)メタクリルアミド等)、重合性芳香族化合物(例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルケトン、t−ブチルスチレン、パラクロロスチレン及びビニルナフタレン等)、重合性ニトリル(例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、α−オレフィン(例えば、エチレン、プロピレン等)、ビニルエステル(例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等)、ジエン(例えば、ブタジエン、イソプレン等)、重合性芳香族化合物、重合性ニトリル、α−オレフィン、ビニルエステル、及びジエンを挙げることができる。これらは目的により選択することができるが、親水性を容易に付与する場合には(メタ)アクリルアミドを用いることが好ましい。
【0033】
上記α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物を乳化重合することにより、上記エマルション樹脂を得ることができる。
【0034】
水性ベース塗料には、上記本発明の着色顔料が含有される。また、着色顔料以外にも、上記ソリッド塗料において説明した体質顔料や、光輝性顔料が含まれていてもよい。
【0035】
水性ベース塗料中の顔料濃度(PWC)は、4〜50%であることが好ましく、さらに好ましくは4〜40%であり、特に好ましくは4〜30%である。
【0036】
上記水性ベース塗料は、硬化剤を含むことができる。硬化剤としては、塗料一般に用いられているものを使用することができる。このようなものとして、アミノ樹脂、ブロックイソシアネート、エポキシ化合物、アジリジン化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、金属イオン等が挙げられる。得られた塗膜の諸性能、コストの点からアミノ樹脂および/またはブロックイソシアネート樹脂が一般的に用いられる。
【0037】
上記硬化剤としてのアミノ樹脂は、特に限定されるものではなく、水溶性メラミン樹脂あるいは非水溶性メラミン樹脂を用いることができる。
【0038】
上記ブロックイソシアネートとしては、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のポリイソシアネートに活性水素を有するブロック剤を付加させることによって得ることができるものであって、加熱によりブロック剤が解離してイソシアネート基が発生するものが挙げられる。
【0039】
上記水性ベース塗料は、必要によりその他の塗膜形成性樹脂を含んでいてもよい。その他の塗膜形成性樹脂としては、特に限定されるものではなく、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の塗膜形成性樹脂が利用できる。
【0040】
上記水性塗料における上記エマルション樹脂とその他の塗膜形成性樹脂との配合割合は、その樹脂固形分総量を基準にして、エマルション樹脂が5〜95重量%、好ましくは10〜85重量%、さらに好ましくは20〜70重量%であり、その他の塗膜形成性樹脂が95〜5重量%、好ましくは90〜15重量%、さらに好ましくは80〜30重量%である。エマルション樹脂の割合が5重量%を下回ると作業性が低下し、95重量%より多いと造膜性が悪くなる恐れがある。
【0041】
上記その他の塗膜形成性樹脂として、エマルション樹脂との相溶性の点から、水溶性アクリル樹脂を用いることが好ましい。この水溶性アクリル樹脂は、先のα,β−エチレン性不飽和モノマー混合物のところで述べた酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーを必須成分とし、それ以外のα,β−エチレン性不飽和モノマーとともに溶液重合を行うことにより得ることができる。
【0042】
なお、上記水溶性アクリル樹脂は、通常、塩基性化合物、例えばモノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びジメチルエタノールアミンのような有機アミンで中和し、水に溶解させて用いるが、この中和は、水溶性アクリル樹脂そのものに対して行っても、水性ベース塗料の製造時に行ってもよい。
【0043】
<クリヤ塗料>
本発明におけるクリヤ塗料は、特に限定されず、塗膜形成性熱硬化性樹脂および硬化剤等を含有するものを利用できる。このクリヤ塗料の形態としては、溶剤型、水性型および粉体型のものが挙げられる。
【0044】
上記溶剤型クリヤ塗料の好ましい例としては、透明性あるいは耐酸エッチング性等の点から、アクリル樹脂および/またはポリエステル樹脂とアミノ樹脂との組合わせ、あるいはカルボン酸・エポキシ硬化系を有するアクリル樹脂および/またはポリエステル樹脂等が挙げられる。
【0045】
また、上記水性型クリヤ塗料の例としては、上記溶剤型クリヤ塗料の例として挙げたものに含有される塗膜形成性樹脂を、塩基で中和して水性化した樹脂を含有するものが挙げることができる。この中和は重合の前又は後に、ジメチルエタノールアミンおよびトリエチルアミンのような3級アミンを添加することにより行うことができる。
【0046】
一方、粉体型クリヤ塗料としては、熱可塑性および熱硬化性粉体塗料のような通常の粉体塗料を用い得ることができる。良好な物性の塗膜が得られるため、熱硬化性粉体塗料が好ましい。熱硬化性粉体塗料の具体的なものとしては、エポキシ系、アクリル系およびポリエステル系の粉体クリヤ塗料等が挙げられるが、耐候性が良好なアクリル系粉体クリヤ塗料が特に好ましい。
【0047】
本発明に用いる粉体型クリヤ塗料として、硬化時の揮散物が無く、良好な外観が得られ、そして黄変が少ないことから、エポキシ含有アクリル樹脂/多価カルボン酸の系の粉体塗料が特に好ましい。
【0048】
更に、上記クリヤ塗料には、塗装作業性を確保するために、粘性制御剤を添加されていることが好ましい。粘性制御剤は、一般にチクソトロピー性を示すものを使用できる。また必要により、硬化触媒、表面調整剤等を含むことができる。
【0049】
<基材>
本発明の遮熱塗料組成物は、種々の基材に対して塗布することができる。例えば金属、プラスチック、発泡体等、特に金属表面、および鋳造物に有利に用い得るが、カチオン電着塗装可能な金属製品に対し、特に好適に使用できる。
【0050】
上記金属製品としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛等およびこれらの金属を含む合金が挙げられる。具体的には、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車車体および部品が挙げられる。これらの金属は予めリン酸塩、クロム酸塩等で化成処理されたものが特に好ましい。
【0051】
また、本発明に用いられる基材には、化成処理された鋼板上に電着塗膜及び中塗り塗膜が形成されていても良い。電着塗膜を形成する電着塗料としては、カチオン型及びアニオン型を使用できるが、カチオン型電着塗料組成物が防食性において優れた積層塗膜を与えるため好ましい。
【0052】
中塗り塗膜を形成する中塗り塗料としては、カーボンブラックと二酸化チタンとを主要顔料としたグレー系のメラミン硬化系あるいはイソシアネート硬化系のものが用いられる。更に、上塗りとの色相を合わせたものや各種の着色顔料を組み合わせたものを用いることもできる。
【0053】
<水性ベース塗膜及びクリヤ塗膜の形成方法>
本発明においては、上述のように、基材上に、本発明の遮熱塗料組成物である水性ベース塗料を塗布し、水性ベース塗膜を形成した後、クリヤ塗料を塗布し、クリヤ塗膜を形成することができる。水性ベース塗膜及びクリヤ塗膜は、静電塗装機を用いてウェットオンウェット塗装で形成することができる。
【0054】
本発明で水性ベース塗料を自動車車体に塗装する場合は、作業性及び外観を高めるために静電塗装機を用いる。この静電塗装機の例としては、例えば「リアクトガン」等と言われるエアー静電スプレー塗装、或いは、通称「μμ(マイクロマイクロ)ベル」、「μ(マイクロ)ベル」あるいは「メタベル」等と言われる回転霧化式の静電塗装機が挙げられる。これらによる多ステージ塗装、好ましくは2〜3ステージ塗装が挙げられ、エアー静電スプレー塗装と、回転霧化式の静電塗装機等とを組み合わせた塗装方法等により塗膜を形成することもできる。
【0055】
本発明における水性ベース塗料による乾燥塗膜の膜厚は、所望の用途により変化するが、その塗膜の乾燥膜厚は5〜35μmに設定することができ、好ましくは7〜25μmである。ベース塗膜の膜厚が35μmを超えると、鮮映性が低下したり、塗膜にムラまたは流れが生じることがあり、5μm未満であると、下地隠蔽性が不充分となり、膜切れ(塗膜が不連続な状態)が生じることがあるため、いずれも好ましくない。
【0056】
本発明の塗膜形成方法では更に、未硬化の水性ベース塗膜の上に、クリヤ塗料をウエットオンウエットで塗布し、クリヤ塗膜を形成する。
【0057】
本発明の塗膜形成方法において、上記ベース塗膜を形成した後に塗装されるクリヤ塗膜は、上記ベース塗膜に起因する凹凸、光輝性顔料が含まれる場合に起こるチカチカ等を平滑にし、保護するために形成される。塗装方法として具体的には、先に述べたμμベル、μベル等の回転霧化式の静電塗装機により塗膜形成することが好ましい。
【0058】
上記クリヤ塗料により形成されるクリヤ塗膜の乾燥膜厚は、一般に10〜80μm程度が好ましく、より好ましくは20〜60μm程度である。上限を越えると、塗装時にワキあるいはタレ等の不具合が起こることもあり、下限を下回ると、下地の凹凸が隠蔽できない。
【0059】
上述のようにして得られた積層された塗膜は、同時に硬化させる、いわゆる2コート1ベーク(2C1B)によって塗膜形成を行うが、水性ベース塗装後に40〜100℃で1〜10分間水分を揮散させる工程を入れることが好ましい。
【0060】
上記積層塗膜を硬化させる硬化温度を80〜180℃、好ましくは120〜160℃に設定することで高い架橋度の硬化塗膜が得られる。上限を越えると、塗膜が固く脆くなり、下限未満では硬化が充分でない。硬化時間は硬化温度により変化するが、120℃〜160℃で10〜30分が適当である。
【0061】
本発明で形成される積層塗膜の膜厚は、多くの場合30〜300μmであり、好ましくは50〜250μmである。上限を越えると、冷熱サイクル等の膜物性が低下し、下限を下回ると膜自体の強度が低下する。
【発明の効果】
【0062】
本発明によれば、薄い膜厚で高い隠蔽性を有する遮熱塗膜を形成することができる。このため、例えば、自動車車体や自動車部品などの一般に薄い膜厚で塗膜を形成する用途においても、遮熱塗膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0063】
以下、本発明を具体的な実施例において説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0064】
〔着色顔料の隠蔽力(ΔE値)並びに日射反射率及び赤外波長域反射率の測定〕
以下の実施例及び比較例において用いた着色顔料について、隠蔽力(ΔE値)、日射反射率及び赤外波長域反射率を測定した。
【0065】
なお、測定対象の顔料としては以下のものを用いた。
【0066】
・ジオキサジンバイオレット:紫系顔料:Hostaperm Violet BL、クラリアント社製
・酸化鉄レッド:赤色顔料:Bayferrox 120FS、バイエル社製
・シアニングリーン:緑色顔料:Lionol Green 6YKPN、東洋インキ社製
・キナクリドンバイオレット:紫系顔料:Cinquasia Mazenta RT−355D、チバ社製
・カーボンブラック:黒色顔料:Raven 5000 Ultra3、コロンビヤン社製
・酸化鉄ブラック:黒色顔料:TAROXゴウセイサンカテツBL−100、チタン工業社製
・アルミニウム顔料:光輝性顔料:#7100、東洋アルミニウム社製
【0067】
(隠蔽力の測定)
測定対象である着色顔料のみを顔料濃度(PWC)10重量%となるように含有させた塗料を調製した。バインダー樹脂としては、熱硬化性ポリエステル樹脂及びメラミン樹脂(ソリッド塗料と同じ)を用い、溶剤としては、ソルベッソ100(エクソン化学社製)を用いた。
【0068】
この塗料を用いてJIS(日本工業規格)K5400の白黒隠蔽紙に、乾燥膜厚が13μmとなるようにスプレー塗装して、塗膜を形成した。
【0069】
白黒隠蔽紙上の白地部分と黒地部分の色差(ΔE値)を、Xrite社製の測色分光光度計を用いてCIA−Lab測定により求めた。測定結果を表1に示す。
【0070】
(日射反射率及び赤外波長域反射率の測定)
測定対象である着色顔料のみを配合した塗料を上記と同様にして調製し、この塗料を用いて、JIS A5759に準拠して、300〜2100nmの波長領域における日射反射率及び800〜2100nmの波長領域における赤外波長域反射率をそれぞれ測定した。測定結果を表1に示す。なお、日射反射率と赤外長域反射率との差を示すため両者を併記した。
【0071】
【表1】

【0072】
表1に示すように、黒色顔料であるカーボンブラック及び酸化鉄ブラック、並びに光輝性顔料であるアルミニウム顔料は、高い隠蔽性を示している。800〜2100nmの波長領域における赤外波長域反射率が30%以上である着色顔料においては、表1に示すように、ジオキサジンバイオレット及び酸化鉄レッドのΔE値が5.0以下であり、高い隠蔽性を示す顔料であることがわかる。
【0073】
〔塗膜の形成〕
(実施例1)
<水性ベース塗料の調製>
本発明の遮熱塗料組成物として、水性ベース塗料を以下のようにして調製した。なお、以下において、%及び部は、それぞれ、重量%及び重量部を示す。
【0074】
日本ペイント社製アクリルエマルション(平均粒子径150nm、不揮発分20%、固形分酸価20mgKOH/g、水酸基価40mgKOH/g)を208.9部、ジメチルエタノールアミン10%水溶液を10部、日本ペイント社製水溶性アクリル樹脂(不揮発分は30.0%、固形分酸価40mgKOH/g、水酸基価50mgKOH/g)を28.2部、プライムポールPX−1000(三洋化成工業社製2官能ポリエーテルポリオール、数平均分子量400、水酸基価278mgKOH/g、一級/二級水酸基価比=63/37、不揮発分100%)を7.6部、サイメル204(三井サイテック社製混合アルキル化型メラミン樹脂、不揮発分100%)を21.5部、そして、ラウリルアシッドフォスフェート0.2部、紫系顔料「Hostaperm Violet BL」(クラリアント社製)2.3部、赤色顔料「Bayferrox120FS」(バイエル・ジャパン社製)4.7部、緑色顔料「Lionol Green 6YKPN」(東洋インキ社製)8.7部およびアルミニウム顔料「Astroshine N−8980」(日本防湿工業社製)5部を加えて均一分散することにより水性ベース塗料組成物(実施例1)を得た。表2には、塗料組成物の調製に用いた顔料、顔料質量濃度(PWC%)を示す。
【0075】
<2C1B塗膜形成>
30cm×40cm、厚み0.8mmのダル鋼板をリン酸亜鉛処理した後、カチオン電着塗料「パワートップV−6」(日本ペイント社製)、及び予め希釈されたダークグレー中塗り塗料(「オルガ P−30 ダークグレー」日本ペイント社製)を、乾燥膜厚が30μmとなるように塗布された基材に、先の予め希釈された水性ベース塗料を、乾燥膜厚13μmとなるように外部印加型の「メタベル」を用い、印加電圧−60kV、回転数25000rpm、シェービングエアー圧3.5kg/cm、吐出量120cc/分で2ステージ塗装した。2回の塗布の間に、1.5分間のインターバルを行った。2回目の塗布後、3分間セッティングを行った後、80℃で3分間プレヒートを行った。
【0076】
次に、「マックフロー O−1820クリヤ」(日本ペイント社製酸・エポキシ硬化型クリヤ塗料)を、乾燥膜厚35μmとなるように「マイクロマイクロベル」を用いて、印加電圧−90kV、回転数30000rpm、シェービングエアー圧1.5kg/cm、吐出量280cc/分で、1ステージ塗装し、7分間セッティングした。次いで、得られた塗装板を乾燥機で140℃で20分間焼き付けを行った。
【0077】
(実施例2及び4〜6並びに比較例1〜2)
水性ベース塗料中に含有させる着色顔料として、表2に示すものを用いる以外は、上記実施例1と同様にして、水性ベース塗料を調製し、この水性ベース塗料を用いて、実施例1と同様に、2C1B塗膜を形成した。なお、実施例2においては、中塗り塗料として、ミドルグレー中塗り塗料(「オルガ P−30 ミドルグレー」日本ペイント社製)を用いた。ダークグレー中塗り塗膜のL*値は30であり、ミドルグレーの中塗り塗膜のL*値は、60であった。
【0078】
(実施例3)
本実施例においては、本発明の遮熱塗料組成物として、ソリッド塗料を調製して用いた。
【0079】
<ソリッド塗料の調製>
熱硬化性ポリエステル樹脂(日本ペイント社製、水酸基価80、酸価8mgKOH/g、数平均分子量1800、固形分70質量%)84.4部と紫系顔料「Hostaperm Violet BL」(クラリアント社製)2.3部、赤色顔料「Bayferrox120FS」(バイエル・ジャパン社製)5.7部、および緑色顔料「Lionol Green 6YKPN」(東洋インキ社製)8.7部を加えて均一分散し、更に、メラミン樹脂「ユーバン128」(三井サイテック社製、固形分60質量%)42.2部を加えて均一分散することによりソリッド塗料を得た。
【0080】
<1C1B塗膜形成>
30cm×40cm、厚み0.8mmのダル鋼板をリン酸亜鉛処理した後、カチオン電着塗料「パワートップV−6」(日本ペイント社製)、及び上述の予め希釈されたダークグレー中塗り塗料(L*値30)を、乾燥膜厚が30μmとなるように塗布された基材に、先の予め希釈されたソリッド塗料を、乾燥膜厚35μmとなるように「マイクロマイクロベル」を用いて、印加電圧−90kV、回転数30000rpm、シェービングエアー圧1.5kg/cm、吐出量280cc/分で、1ステージ塗装し、7分間セッティングした。次いで、得られた塗装板を、乾燥機を用いて140℃で20分間焼き付けを行った。
【0081】
〔白黒隠蔽膜厚の測定〕
上記実施例及び比較例において作製した水性ベース塗料またはソリッド塗料について、白黒隠蔽膜厚を以下のようにして測定した。
【0082】
白黒の市松模様を有する白黒隠蔽試験紙(日本テストパネル社製、10cm×30cm)の上に、予め希釈した上記実施例または比較例の塗料を5〜40μmの範囲で膜厚勾配ができるように塗装し、5分間セッティングし、放置した。
【0083】
次に、140℃で20分間焼き付け、評価用塗膜を作製した。目視により、白黒の市松模様が透けて見えない限界の塗膜部位を測定し、その部位の膜厚を実測し、隠蔽膜厚とした。なお、上記白黒隠蔽紙としては、20mm間隔の白黒市松模様を焼き付けたものとし、その明度は白色部でL*値80以上、黒色部でL*値12以下のものである。
【0084】
〔塗膜の評価〕
実施例1〜6及び比較例1〜2における2C1B塗膜形成または1C1B塗膜形成で作製した積層塗膜について、以下のようにして評価した。
【0085】
・日射反射率及び赤外波長域反射率
JIS A5759に準拠して、日射反射率及び赤外波長域反射率を測定し、測定結果を表2に示した。
【0086】
・測色分光光度計による測定
上記各塗膜について、L*値、a*値、b*値、及びC値を、上記と同様に、Xrite社製の測色分光光度計を用いて測定し、測定結果を表2に示した。
【0087】
・目視の深み
上記各塗膜について、以下の評価基準で目視の深み感を観察し、評価結果を表2に示した。
【0088】
〇:漆器のような深み感がある
〇△:深み感がある
△:やや浅い感じがする
×:浅い感じがする
【0089】
【表2】

【0090】
表2に示す結果から明らかなように、比較例1においては、黒色顔料であるカーボンブラックを用い、比較例2においては、黒色顔料である酸化鉄ブラックを用いているが、これらの黒色顔料を用いた場合には、白黒隠蔽膜厚から明らかなように、高い隠蔽性を得ることができる。しかしながら、日射反射率及び赤外波長域反射率は低くなり、高い遮熱性が得られない。また、C値が高くなり、「目視の深み感」においても、深み感がなく、彩度が低くなっている。
【0091】
これに対し、本実施例に従う実施例1〜6においては、高い隠蔽性が得られており、日射反射率及び赤外波長域反射率も高い値が得られており、遮熱性において優れていることがわかる。また、C値が高く良好な彩度が得られると共に、「目視の深み感」においても良好な深み感が得られている。
【0092】
実施例2においては、中塗り塗膜としてミドルグレー系中塗り塗膜を用いているが、ダークグレー系中塗り塗膜を用いた実施例1と比べ、色相に大きな変化がない。これは、中塗り塗膜の上に形成した本発明の遮熱塗膜が、高い隠蔽性を有しているためであると考えられる。
【0093】
実施例3においては、ソリッド塗料として、本発明の遮熱塗料組成物を用いているが、この場合にも、日射反射率及び赤外波長域反射率が高くなっており、高い隠蔽性を有する遮熱塗膜が形成されている。
【0094】
実施例1〜6と比較例1〜2との比較から、本発明に従い、高隠蔽性顔料をPWCで4重量%以上含有させることにより、良好な目視の深み感が得られており、5重量%以上含有させることにより、さらに良好な目視の深み感が得られていることがわかる。
【0095】
また、高隠蔽性顔料と光輝性顔料の合計のPWCにおいては、7重量%以上で良好な目視の深み感が得られており、8重量%以上でさらに良好な目視の深み感が得られていることがわかる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
800〜2100nmの波長領域における赤外波長域反射率が30%以上であり、明度L*値が20〜40の範囲内であり、彩度C値が3〜30の範囲内である遮熱塗膜を形成するための遮熱塗料組成物であって、
着色顔料の減法混色法により調製され、着色顔料として、800〜2100nmの波長領域における赤外波長域反射率が30%以上である紫系顔料、青色顔料、赤色顔料及び緑色顔料からなる群より選択される2種以上の着色顔料を含有し、含有される着色顔料の内の少なくとも1種が、顔料濃度(PWC)10重量%で該着色顔料のみを含有させた乾燥膜厚13μmの塗膜における白黒隠蔽試験紙上の白地部分と黒地部分の色差(ΔE値)が5.0以下である高隠蔽性顔料であり、この高隠蔽性顔料が顔料濃度(PWC)で4重量%以上含有されていることを特徴とする遮熱塗料組成物。
【請求項2】
800〜2100nmの波長領域における赤外波長域反射率が90%以上である光輝性顔料及び白色顔料、並びに前記赤外波長域反射率が40%以上である黄色顔料からなる群より選択される少なくとも1種の顔料がさらに含有されていることを特徴とする請求項1に記載の遮熱塗料組成物。
【請求項3】
前記高隠蔽性顔料と前記光輝性顔料の合計の含有量が、顔料濃度(PWC)で7重量%以上であることを特徴とする請求項2に記載の遮熱塗料組成物。
【請求項4】
前記遮熱塗膜の白黒隠蔽膜厚が18μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の遮熱塗料組成物。
【請求項5】
前記高隠蔽性顔料として、ジオキサジンバイオレット及び/または酸化鉄レッドを用いることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の遮熱塗料組成物。
【請求項6】
前記高隠蔽性顔料が、少なくとも2種含有されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の遮熱塗料組成物。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれか1項に記載の遮熱塗料組成物を用いて遮熱塗膜を形成することを特徴とする遮熱塗膜の形成方法。
【請求項8】
前記遮熱塗膜の上に、ウェットオンウェット塗装により、クリヤ塗膜を形成することを特徴とする請求項7に記載の遮熱塗膜の形成方法。
【請求項9】
請求項7または8に記載の方法で形成したことを特徴とする遮熱塗膜。

【公開番号】特開2009−286862(P2009−286862A)
【公開日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−139065(P2008−139065)
【出願日】平成20年5月28日(2008.5.28)
【出願人】(000230054)日本ペイント株式会社 (626)
【Fターム(参考)】