Многослойная пленка покрытия и покрытый объект
Изобретение относится к области многослойных пленочных покрытий с металлическим эффектом для металлических изделий, в частности корпуса транспортного средства, и касается многослойной пленки покрытия и покрытого объекта. Пленка содержит окрашенный базовый слой, который содержит краситель и непосредственно или опосредованно сформирован на поверхности целевого объекта и содержащий блестящий материал слой, который содержит чешуйки блестящего материала, например чешуйки алюминия, и краситель и наслоен на окрашенный базовый слой, при этом окрашенный базовый слой имеет чистоту поверхности 8 или менее единиц Wd, измеренную с помощью прибора WaveScan DOI производства компании BYK-Gardner, содержащий блестящий материал слой имеет толщину 1,5 мкм или более и 6 мкм или менее, содержание красителя в содержащем блестящий материал слое составляет 7 мас.% или более и 30 мас.% или менее, и когда весь блестящий материал в содержащем блестящий материал слое выступает на поверхность содержащего блестящий материал слоя, занимаемая им площадь поверхности составляет 30% или более и 90% или менее площади поверхности содержащего блестящий материал слоя. Изобретение обеспечивает улучшение свойств изменения яркости при изменении угла обзора и металлического эффекта у металлического покрытия. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к многослойной покровной пленке и изделию с покрытием.
Уровень техники
В целом, предпринимались попытки нанесения множества покровных пленок поверх друг друга на поверхность кузова или другого компонента автомобиля с целью улучшения ее защиты и внешнего вида. Например, в патентном документе 1 описано нанесение покрытия насыщенного цвета, содержащего пигмент насыщенного цвета (углеродную сажу), на целевой объект, которым является металлическая пластина с катионным электролитическим покрытием и промежуточным покрытием; нанесение металлического покрытия, содержащего чешуйки алюминиевого пигмента, на поверхность покрытия насыщенного цвета; и дополнительно нанесение прозрачного покрытия. Для получения многослойной покровной пленки с выраженными свойствами изменения яркости при изменении угла обзора используется покрытие насыщенного цвета, имеющее светлоту от 0 до 5 согласно атласу цветов Манселла, и чешуйки алюминиевого пигмента, имеющие толщину от 0,1 мкм до 1 мкм и средний размер 20 мкм.
В патентном документе 2 описано металлическое покрытие, в состав которого входят алюминиевые чешуйчатые пигменты трех типов А-С, каждый из которых имеет отличающийся средний размер D50 и отличающуюся среднюю толщину. Алюминиевый чешуйчатый пигмент А имеет средний размер частиц D50 13-40 мкм и среднюю толщину 0,5-2,5 мкм. Алюминиевый чешуйчатый пигмент В имеет средний размер частиц D50 13-40 мкм и среднюю толщину 0,01-0,5 мкм. Алюминиевый чешуйчатый пигмент С имеет средний размер частиц D50 4-13 мкм и среднюю толщину 0,01-1,3 мкм. Твердое вещество алюминиевых чешуйчатых пигментов А-С имеет следующие весовые отношения: А/В от 10/90 до 90/10 и (А+В)/С от 90/10 до 30/70, при этом содержание твердого вещества (А+В+С) составляет от 5 до 50 весовых частей на 100 весовых частей, твердого вещества смолы. Предполагается, что такие составляющие улучшают яркость, свойства изменения яркости при изменении угла обзора и кроющую способность.
В патентном документе 3 описано получение блестящей и проницаемой для электромагнитных волн покровной пленки, которая путем нанесения на основу из смолы покрытия, содержащего плоские блестящие частицы алюминия. Блестящие частицы ориентированы таким образом, что их плоские поверхности лежат на поверхности покровной пленки, и расположены таким образом, что средний коэффициент перекрытия у (которым является среднее число блестящих частиц, которые пересекаются с одной из линий, перпендикулярных поверхности покровной пленки) и среднее расстояние х (которым является среднее расстояние между соседними блестящими частицами в направлении той же перпендикулярной линии, с которой пересекаются соседние блестящие частицы) удовлетворяют заданной зависимости.
Перечень ссылок
Патентный документ
Патентный документ 1: Публикация нерассмотренной японской патентной заявки № Н10-192776
Патентный документ 2: Публикация нерассмотренной японской патентной заявки №2005-200519
Патентный документ 3: Публикация нерассмотренной японской патентной заявки №2010-30075
Краткое изложение сущности изобретения
Техническая задача
Именно свойства изменения яркости при изменении угла обзора придают эффект светотени или металлический эффект металлическому покрытию, нанесенному, например, на кузов автомобиля. Светлота изделия с покрытием, обладающим свойствами изменения яркости при изменении угла обзора, изменяется в зависимости от угла, под которым на него смотрят. Иными словами, свойства изменения яркости при изменении угла обзора делают более выраженной светлоту (т.е. высвеченные участки) и темноту (т.е. затененные участки). Свойства изменения яркости при изменении угла обзора часто выражаются величиной флоп-индекса (ФИ) компании X-Rite, Inc. Тем не менее, достигнутая до настоящего времени величина ФИ металлических покрытий обычно составляет около 18, и до сих пор не достигнут производящий сильное впечатление усиленный металлический эффект.
Общеизвестно, что блестящие материалы (например, чешуйки алюминия), ориентированные по поверхности слоя, содержащего блестящий материал, ослабляют рассеянное отражение света и усиливают зеркальное отражение света. В результате, увеличивается светлота высвеченных участков, и уменьшается светлота затененных участков, что способствует достижению большей величины ФИ. Тем не менее, в результате слишком сильного зеркального отражения от содержащего блестящий материал слоя за счет ориентации частиц блестящего материала может возникать феномен, при котором отражение источника света выглядит на поверхности как зеркальное отражение, или блестящим (т.е. сверкающим белизной) является только тот участок, на котором происходит зеркальное отражение. Иными словами, он кажется наиболее блестящим, если смотреть на него под тем же углом, что и угол падения, но светлота резко снижается при изменении угла обзора, даже если смотреть почти под углом зеркального отражения. Иными словами, высвеченный участок виден только на ограниченной площади (т.е. не кажется, что сверкает относительно большая площадь поверхности), что ухудшает внешний вид.
Вкратце, величина ФИ отражает степень светлоты при наблюдении под углом, близким к углу зеркального отражения, относительно светлоты затененных участков, и, соответственно, величина ФИ является низкой, если светлота является низкой при наблюдении под углом, близким к углу зеркального отражения. Рассеяние света, вызываемое блестящими материалами, может усиливаться с целью увеличения светлоты при наблюдении под углом, близким к углу зеркального отражения. Тем не менее, при таком усилении также увеличивается светлота затененных участков. Это означает, что не могут достигаться выраженные свойства изменения яркости при изменении угла обзора.
Ввиду вышесказанного в основу настоящего изобретения положена задача улучшения свойств изменения яркости при изменении угла обзора и усиления металлического эффекта у металлического покрытия.
Решение задачи
В настоящем изобретении регулируются свойства зеркального отражения блестящего материала на основании площади, занимаемой блестящим материалом, в содержащем блестящий материал слое, и за счет красителя в содержащем блестящий материал слое и окрашенного базового слоя поглощается рассеянный свет, рассеиваемый блестящим материалом.
Описанная многослойная покровная пленка содержит окрашенный базовый слой, который содержит краситель и непосредственно или опосредованно сформирован на поверхности целевого объекта, и содержащий блестящий материал слой, который содержит чешуйки блестящего материала и краситель и наслоен на окрашенный базовый слой, при этом:
окрашенный базовый слой имеет чистоту поверхности 8 или менее единиц Wd, измеренную с помощью прибора WaveScan DOI (фирменное наименование) производства компании BYK-Gardner,
содержащий блестящий материал слой имеет толщину 1,5 мкм или более и 6 мкм или менее, и
когда весь блестящий материал в содержащем блестящий материал слое выступает на поверхность содержащего блестящий материал слоя, занимаемая им площадь поверхности составляет 30% или более и 90% или менее площади поверхности содержащего блестящий материал слоя.
В этой многослойной покровной пленке светлота высвеченных участков увеличивается за счет зеркального отражения света блестящим материалом в содержащем блестящий материал слое. С другой стороны, свет, рассеиваемый блестящим материалом, в частности, рассеянный свет, многократно отражаемый множеством частиц блестящего материала, поглощается красителем в содержащем блестящий материал слое. Кроме того, свет, который достигает окрашенного базового слоя через зазор между частицами блестящего материала, поглощается красителем в окрашенном базовом слое. В результате, уменьшается светлота затененных участков. Таким образом, в описанной многослойной покровной пленке светлота затененных участков может регулироваться красителем в содержащем блестящий материал слое и окрашенным базовым слоем. Это выгодно для улучшения свойств изменения яркости при изменении угла обзора.
Термин "диффузное отражение" используется в настоящем изобретении для описания феномена, при котором падающий свет отражается под различными углами, а термин "рассеяние" используется для описания феномена, при котором падающий свет отражается под углом, отличающимся от угла падающего света.
В описанной многослойной покровной пленке площадь, занимаемая выступающими на поверхность частицами блестящего материала, составляет 30% или более и 90% или менее площади поверхности содержащего блестящий материал слоя. Занимаемая площадь находится в таком интервале, поскольку, если она составляет менее 30%, частицы блестящего материала отражают меньше света в качестве зеркально отраженного света, и металлический эффект уменьшается. Кроме того, светлота высвеченных участков становится низкой, что отрицательно сказывается на свойствах изменения яркости при изменении угла обзора. С другой стороны, если занимаемая площадь является большой, например, более 90%, зеркально отраженный свет становится слишком сильным. В результате, блестящим является только участок поверхности с покрытием, на котором происходит зеркальное отражение. Таким образом, светлота уменьшается с изменением угла зеркального отражения даже при наблюдении под углом, близким к углу зеркального отражения. В результате, ухудшается внешний вид.
Занимаемая площадь может составлять 30% или более и 90% или менее при выборе концентрации блестящего материала в содержащем блестящий материал слоя около 8 масс. % или более и около 35 масс. % или менее. Занимаемая площадь предпочтительно составляет 35% или более и 75% или менее, более предпочтительно 45% или более и 65% или менее.
Кроме того, в описанной многослойной покровной пленке свет поглощается окрашенным базовым слоем. Соответственно, чтобы уменьшить светлоту затененных участков, не требуется добавлять большое количество красителя в содержащий блестящий материал слой. В результате, блестящий материал правильно ориентирован (т.е. блестящий материал ориентирован параллельно поверхности содержащего блестящий материал слоя), и на блестящий материал падает больше света. Это выгодно для обеспечения блеска и увеличения светлоты высвеченных участков.
Кроме того, окрашенный базовый слой имеет чистоту поверхности 8 или менее единиц Wd. Соответственно блестящий материал правильно ориентирован. Чистота поверхности окрашенного базового слоя более предпочтительно составляет 6 или менее единиц Wd. Шероховатость поверхности Ra окрашенного базового слоя предпочтительно составляет 5% или менее размера частиц блестящего материала (размер частиц предпочтительно составляет 8 мкм или более и 20 мкм или менее).
Толщина содержащего блестящий материал слоя составляет 1,5 мкм или более и 6 мкм или менее. В результате, блестящий материал правильно ориентирован, что выгодно для увеличения светлоты высвеченных участков. Толщина содержащего блестящий материал слоя предпочтительно составляет 20% или менее размера частиц блестящего материала (т.е. 1,5 мкм или более и 4 мкм или менее). Толщина содержащего блестящий материал слоя выбрана в этом интервале, чтобы регулировать угол ориентации блестящего материала (т.е. угол между поверхностью содержащего блестящий материал слоя и блестящим материалом) за счет толщины содержащего блестящий материал слоя. Угол ориентации блестящего материала уменьшается с уменьшением толщины содержащего блестящий материал слоя. Угол ориентации блестящего материала предпочтительно составляет 3 градуса или менее, более предпочтительно 2 градуса или менее.
Содержащий блестящий материал слой предпочтительно содержит 7 масс. % или более и 30 масс. % или менее красителя. Краситель содержащего блестящий материал слоя поглощает свет, рассеиваемый блестящим материалом. Тем не менее, если содержание красителя составляет менее 7 масс. %, снижается скорость поглощения, и светлота затененных участков уменьшается незначительно. Это отрицательно сказывается на улучшении свойств изменения яркости при изменении угла обзора. С другой стороны, если содержание красителя превышает 30 масс. %, краситель блокирует свет, и количество света, попадающего на блестящий материал, уменьшается. Это отрицательно сказывается на обеспечении блеска и светлоты высвеченных участков.
При более высоком содержании блестящего материала и красителя в содержащем блестящий материал слое ухудшаются физические свойства покровной пленки. Так, общее содержание блестящего материала и красителя в содержащем блестящий материал слое предпочтительно составляет 50 весовых частей на 100 весовых частей смолы.
В качестве блестящего материала для усиления блеска и металлического эффекта используются чешуйки алюминия, предпочтительно полученные путем измельчения алюминиевой фольги, более того, осажденные из паровой фазы чешуйки алюминия с улучшенной чистотой поверхности, полученные путем измельчении алюминия, который осажден из паровой фазы на основу.
Такие чешуйки алюминия имеют размер 8 мкм или более и 20 мкм или менее. Если чешуйки имеют размер менее 8 мкм, снижается вероятность их правильной ориентации. Если чешуйки имеют размер более 20 мкм, некоторые из них могут выступать наружу из содержащего блестящий материал слоя, и может снижаться коррозионная стойкость целевого объекта.
Чешуйки алюминия предпочтительно имеют толщину 25 нм или более и 200 нм или менее. Если чешуйки алюминия являются слишком тонкими, сквозь них проходит больше света, что отрицательно сказывается на увеличении светлоты высвеченных участков. Кроме того, если чешуйки алюминия являются слишком тонкими относительно своего размера, они легко деформируются, что отрицательно сказывается на их ориентации. С учетом этого толщина чешуек алюминия предпочтительно составляет 0,4% или более их размера, то есть, например, 30 нм или более. С другой стороны, если чешуйки алюминия являются слишком толстыми, снижается вероятность их правильной ориентации. Кроме того, при этом увеличивается объемная доля чешуек алюминия в содержащем блестящий материал слое, необходимая для обеспечения блеска. Соответственно, ухудшаются физические свойства покровной пленки. С учетом этого толщина чешуек алюминия предпочтительно составляет 200 нм или менее. Более предпочтительно чешуйки алюминия имеют толщину 80 нм или более и 150 нм или менее.
Чешуйки алюминия предпочтительно имеют шероховатость поверхности Ra 100 нм или менее для уменьшения диффузного отражения или рассеяния света.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления красители в окрашенном базовом слое и содержащем блестящий материал слое имеют насыщенный цвет с низким коэффициентом отражения в видимой области спектра (светлотой по Манселлу 5 или менее), такой как черный и красный, предпочтительно, черноватый цвет. Как описано ранее, согласно настоящему изобретению светлота затененных участков уменьшается за счет эффекта поглощения света окрашенным базовым слоем. Так, если в качестве красителя используется краситель насыщенного цвета с низким коэффициентом отражения в видимой области спектра, такой краситель увеличивает величину ФИ и выгоден для улучшения свойств изменения яркости при изменении угла обзора.
В качестве красителя может использоваться как пигмент, так и красящее вещество. Кроме того, могут использоваться красители двух или более видов, которые смешаны друг с другом (т.е. смесь цветов).
В одном из предпочтительных вариантов осуществления красители в окрашенном базовом слое и содержащем блестящий материал слое имеют одинаковый цвет. За счет этого уменьшается мутность покровного материал, что усиливает ощущение густоты и насыщенности, а также металлический эффект.
Для одинакового восприятия нейтральных цветов желательно, чтобы различие в светлоте между нейтральными цветами составляло 5,0 или менее по Манселлу. Для одинакового восприятия хроматических цветов желательно, чтобы при выборе тона одного из хроматических цветов в качестве эталона (т.е. исходного положения) на круговой шкале цветовых тонов Манселла, поделенной на 100 секторов, и при увеличении номера 100 секторов на 50 в направлении против часовой стрелки и их уменьшении на 50 в направлении по часовой стрелке от исходного положения тон другого хроматического цвета находился в пределах ±10 от исходного положения.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления красители в окрашенном базовом слое и содержащем блестящий материал слое имеют черноватый цвет. В результате может быть получен сероватый цвет с большой величиной ФИ и усиленным металлическим эффектом.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления содержащий блестящий материал слой содержит черный пигмент в концентрации 18 масс. % или более и 23 масс. % или менее. Выбор концентрации пигмента 18 масс. % или более способствует поглощению света, рассеиваемого блестящим материалом, и увеличению ФИ. Выбор концентрации пигмента 23 масс. % или менее способствует преимущественному исключению возможности того, чтобы цвет являлся темным. Это выгодно для улучшения свойств изменения яркости при изменении угла обзора.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления прозрачный бесцветный слой наслаивают непосредственно на содержащий блестящий материал слой. За счет прозрачного бесцветного слоя может достигаться устойчивость к кислотам и царапинам.
Изделием с покрытием, содержащим многослойную покровную пленку, нанесенную на целевой объект, является, например, кузов автомобиля. Изделием с покрытием также может являться корпус мотоцикла или других транспортных средств или другие металлические изделия.
Преимущества изобретения
Многослойная покровная пленка согласно настоящему изобретению содержит окрашенный базовый слой, который содержит краситель, и содержащий блестящий материал слой, который наслоен на окрашенный базовый слой и содержит чешуйки блестящего материала и краситель. Чистота поверхности окрашенного базового слоя составляет 8 или менее единиц Wd, а толщина содержащего блестящий материал слоя составляет 1,5 мкм или более и 6 мкм или менее. Когда весь блестящий материал в содержащем блестящий материал слое выступает на поверхность содержащего блестящий материал слоя, занимаемая им площадь поверхности составляет 30% или более и 90% или менее площади поверхности содержащего блестящий материал слоя. Соответственно, повышается ФИ, что выгодно для улучшения свойств изменения яркости при изменении угла обзора.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематически проиллюстрирован вид в поперечном разрезе многослойной покровной пленки.
На фиг. 2 показан вид содержащего блестящий материал слоя с поверхности содержащего блестящий материал слоя.
На фиг. 3 схематически проиллюстрирован вид в поперечном разрезе известной многослойной покровной пленки и показано, как блестящий материал рассеивает свет на базовом слое.
На фиг. 4 схематически проиллюстрирован вид в поперечном разрезе многослойной покровной пленки согласно настоящему изобретению, у которой регулируется рассеянный свет.
На фиг. 5 показана диаграмма, иллюстрирующая отраженный свет, в качестве пояснения расчета величины ФИ.
На фиг. 6 показан график, иллюстрирующий влияние площади, занимаемой блестящим материалом в содержащем блестящий материал слое, и концентрации пигмента в упомянутом слое на величину ФИ.
Описание вариантов осуществления
Далее со ссылкой на чертежи описаны варианты осуществления настоящего изобретения. Следующее далее описание предпочтительных вариантов осуществления является лишь одним из примеров и не имеет целью ограничить объем, области применения и использование настоящего изобретения.
Пример конфигурации многослойной покровной пленки
Как показано на фиг. 1, многослойная покровная пленка 12 согласно рассматриваемому варианту осуществления, которой покрыта поверхность кузова 11 автомобиля (толстолистовой стали), содержит окрашенный базовый слой 14, содержащий блестящий материал слой 15 и прозрачный бесцветный слой 16, которые последовательно нанесены поверх друг друга. На поверхности кузова 11 автомобиля путем катионного электролитического осаждения сформирована электролитическая покровная пленка (грунтовка) 13. Многослойная покровная пленка 12 находится поверх электролитической покровной пленки 13. Окрашенный базовый слой 14 многослойной покровной пленки 12 соответствует промежуточному покрытию, а содержащий блестящий материал слой 15 и прозрачный бесцветный слой 16 соответствуют верхнему покрову.
В окрашенном базовом слое 14 диспергирован пигмент 21 насыщенного цвета. В содержащем блестящий материал слое 15 диспергированы чешуйки блестящего материала 22 и пигмент 23 насыщенного цвета, сходного с цветом пигмента 21 окрашенного базового слоя 14. В качестве пигментов 21 и 23 могут использоваться пигменты различных тонов, включая, например, черный пигмент (например, углеродную сажу, черный перилен и черный анилин) или красный пигмент (например, красный перилен). Особо предпочтительно использовать в качестве пигмента 21 углеродную сажу, имеющую гранулометрический состав с максимальным размером частиц 300 нм или более и 500 нм или менее и использовать в качестве пигмента 23 углеродную сажу, имеющую гранулометрический состав с максимальным размером частиц 200 нм или менее.
Окрашенный базовый слой 14 имеет чистоту поверхности 8 или менее единиц Wd (длина волны 3-10 мм), измеренную с помощью прибора WaveScan DOI (фирменное наименование) производства компании BYK-Gardner, а содержащий блестящий материал слой 15 имеет толщину 1,5 мкм или более и 6 мкм или менее.
Блестящий материал 22 в содержащем блестящий материал слое 15 имеет толщину 25 нм или более и 200 нм или менее и ориентирован приблизительно параллельно поверхности содержащего блестящий материал слоя 15. В частности, блестящий материал 22 ориентирован под углом 3 градуса или менее к поверхности содержащего блестящий материал слоя 15. После нанесения покрытия, которое содержит блестящий материал 22 и пигмент 23, поверх окрашенного базового слоя 14, путем горячей сушки испаряют растворитель, содержащийся в покровной пленке. В результате, покровная пленка уменьшается в объеме и становится тонкой, а блестящий материал 22 ориентируется под углом 3 градуса или менее (предпочтительно 2 градуса или менее).
Когда весь блестящий материал 22 в содержащем блестящий материал слое 15 выступает на поверхность содержащего блестящий материал слоя 15, занимаемая им площадь поверхности (далее для простоты - "занимаемая площадь") составляет 30% или более и 90% или менее площади поверхности содержащего блестящий материал слоя 15.
На показанном на фиг. 2 виде в плане содержащего блестящий материал слоя, нанесенного на стальную основу, виден блестящий материал 22 в содержащем блестящий материал слое. Следует отметить, что в образце содержащего блестящего материал слоя, показанном на фиг. 2, не содержится пигмент. Поскольку блестящий материал 22 является тонким (толщиной 25 нм или более и 200 нм или менее), виден не только блестящий материал 22 вблизи поверхности содержащего блестящий материал слоя, но через блестящий материал 22 вблизи содержащего блестящий материал слоя также виден находящийся глубже блестящий материал 22. Поскольку содержащий блестящий материал слой является тонким (толщиной 1,5 мкм или более и 6 мкм или менее), виден весь блестящий материалы 22, включая блестящий материалы 22 в нижней части содержащего блестящий материал слоя. Занимаемая площадь определяется на основании изображения содержащего блестящий материал слоя, снятого со стороны его поверхности с прозрачным бесцветным слоем на ней или без него.
Окрашенный базовый слой 14 содержит смолу, которой может являться, например, полиэфирная смола. Содержащий блестящий материал слой 15 содержит смолу, которой может являться, например, акриловая смола. Окрашенный базовый слой 16 содержит смолу, которой может являться, например, кислотная/эпоксидная отвержденная акриловая смола.
Регулирование рассеянного света и т.д.
Как показано на фиг. 3, если в содержащем блестящий материал слое 30 диспергировано большое число частиц блестящего материала 22, свет многократно отражается множеством частиц блестящего материала 22. Величина ФИ является небольшой, если значительная часть света многократно отражается от содержащего блестящий материал слоя 30 как рассеянный свет под углами, отличающимися от угла зеркального отражения. Иными словами, ослабление рассеянного света является важным для увеличения ФИ. Кроме того, происходит диффузия света, достигающего базового слоя 31 после многократных отражений, базовым слоем 31 (т.е. диффузное отражение). Величина ФИ является малой при сильном диффузном отражении. Соответственно, ослабление диффузного отражения базовым слоем 31 является важным для увеличения ФИ.
Как показано на фиг. 4, пигменты 23 в содержащем блестящий материал слое 15 способствуют увеличению ФИ за счет поглощения рассеянного света. В результате многократного отражения увеличивается оптическая длина пути. Из-за увеличения оптической длины пути повышается вероятность поглощении света пигментами 23. В результате, увеличивается ФИ. Пунктирными стрелками показано, что пигменты 23 снижают интенсивность рассеянного света. Кроме того, рассеянный свет, который достигает окрашенного базового слоя 14, поглощается окрашенным базовым слоем 14. Это значит, что ослабляется диффузное отражение. В результате, увеличивается ФИ.
При небольшой площади, занимаемой блестящим материалом 22, ослабляется зеркальное отражение блестящим материалом 22, что отрицательно сказывается на увеличении ФИ. С другой стороны, при большой площади, занимаемой блестящим материалом 22, увеличивается число многократных отражений света блестящим материалом 22, что приводит к усилению рассеянного света и отрицательно сказывается на увеличении ФИ.
Влияние площади, занимаемой блестящим материалом в содержащем блестящий материал слое, и концентрации пигмента в упомянутом слое на величину ФИ многослойной покровной пленки
Оценили влияние площади, занимаемой блестящим материалом в содержащем блестящий материал слое, и концентрации пигмента в упомянутом слое на величину ФИ многослойной покровной пленки. Сформировали многослойную покровную пленку путем наслаивания окрашенного базового слоя и содержащего блестящий материал слоя на стальную основу.
Окрашенный базовый слой содержит имеющуюся на рынке углеродную сажу в качестве пигмента 21 и имеет толщину 10 мкм. Имеющаяся на рынке углеродная сажа имеет гранулометрический состав с максимальным размером частиц 300 нм или более и 500 нм или менее. Окрашенный базовый слой имеет чистоту поверхности от 5 до 6 единиц Wd.
В содержащем блестящий материал слое в качестве блестящего материала 22 используются чешуйки алюминия (имеющие средний размер 12 мкм, толщину 110 нм и шероховатость поверхности Ra≤100 нм), а в качестве пигмента 23 используется углеродная сажа в виде тонкоизмельченного порошка, имеющего гранулометрический состав с максимальным размером частиц 100 нм. Углеродную сажу в виде тонкоизмельченного порошка получают путем мокрого измельчения имеющейся на рынке углеродной сажи с использованием средств измельчения (стеклянной дроби). Толщина содержащего блестящий материал слоя составляет 3 мкм. Чешуйки алюминия ориентированы под углом 2 градуса или менее.
Как показано на фиг. 5, величину FI (ФИ) определяют согласно приведенному далее уравнению, в котором L*45° означает индекс светлоты отраженного света (под углом 45°) с отклонением на 45 градусов от угла зеркального отражения в сторону угла падающего света, который падает на поверхность многослойной покровной пленки 12 под углом 45 градусов к перпендикуляру к поверхности, L*15° означает индекс светлоты отраженного света (под углом 15°) с отклонением на 15 градусов от угла зеркального отражения в сторону угла падающего света, a L*110° означает индекс светлоты отраженного света (под углом 110°) с отклонением на 110 градусов от угла зеркального отражения в сторону угла падающего света.
FI=2,69×(L*15o-L*110°)1,11/L*45o0,86
На фиг. 6 представлены результаты анализа. Величина FI (ФИ) является большой, когда занимаемая блестящим материалом 22 площадь составляет 30% или более и 90% или менее. В частности, величина FI может составлять 28 или более, если занимаемая площадь составляет 35% или более и 75% или менее, а концентрация пигмента составляет 7 масс. % или более и 30 масс. % или менее. Величина FI может составлять 34 или более, если занимаемая площадь составляет 45% или более и 65% или менее, а концентрация пигмента составляет 18 масс. % или более и 23 масс. % или менее.
На графике, показанном на фиг. 6, линией А (которая соответствует занимаемой площади 30%) ограничен предел возможности получения эффекта блеска посредством чешуек алюминия. Если блестящий материал занимает меньшую площадь, чем площадь, ограниченная линией А, он отражает меньше зеркально отраженного света, и металлический эффект ослабляется. Линия В соответствует общему содержанию блестящего материала и пигмента в содержащем блестящий материал слое 50 весовых частей на 100 весовых частей смолы. Если общее содержание блестящего материала и пигмента в содержащем блестящий материал слое переходит за линию В, физические свойства покровного слоя резко ухудшаются.
Предпочтительные примеры
Первый пример многослойной покровной пленки (проявление серого цвета)
В Таблице 1 приведены составляющие покровной пленки согласно рассматриваемому примеру.
После нанесения методом по влажному слою покрытий из окрашенного базового слоя, содержащего блестящий материал слоя и прозрачного бесцветного слоя на металлическое изделие, подвергли слои горячей сушке (путем нагрева до 140°С в течение 20 минут). В качестве пигмента в окрашенном базовом слое использовали имеющуюся на рынке углеродную сажу. В качестве пигмента в содержащем блестящий материал слое использовали углеродную сажу в виде тонкоизмельченного порошка. В качестве блестящего материала использовали осажденные из паровой фазы чешуйки алюминия (имеющие средний размер 12 мкм, толщину 110 нм и шероховатость поверхности Ra≤100 нм), которые занимали 50,5% площади и имели ориентацию под углом 2 градуса или менее.
Второй пример многослойной покровной пленки (проявление красного цвета)
В Таблице 2 приведены составляющие покровной пленки согласно рассматриваемому примеру. Данный пример отличается от первого примера многослойной покровной пленки тем, что в качестве пигмента в содержащем блестящий материал слое вместо углеродной сажи используется красный перилен. Остальные составляющие или способ получения аналогичны первому примеру. Площадь, занимаемая осажденными из паровой фазы чешуйками алюминия в содержащем блестящий материал слое, составляет 50,5%.
Третий пример многослойной покровной пленки (проявление красного цвета)
В Таблице 3 приведены составляющие покровной пленки согласно рассматриваемому примеру. Данный пример отличается от первого примера многослойной покровной пленки тем, что в качестве пигментов в содержащем блестящий материал слое и окрашенном базовом слое вместо углеродной сажи используется красный перилен. Остальные составляющие или способ получения аналогичны первому примеру. Площадь, занимаемая осажденными из паровой фазы чешуйками алюминия в содержащем блестящий материал слое, составляет 50,5%.
Оценка многослойных покровных пленок
Измерили величину ФИ у многослойных покровных пленок согласно с первого по третий примерам. Результаты приведены в Таблице 4.
Величина ФИ у многослойной покровной пленки согласно второму примеру (проявление красного цвета) является меньшей, чем у многослойной покровной пленки согласно первому примеру (проявление серого цвета). Это может объясняться тем, что в отличие от черного пигмента красный пигмент (т.е. красный перилен) в содержащем блестящий материал слое многослойной покровной пленки согласно второму примеру сильно отражает видимый свет в длинноволновом диапазоне. Иными словами, величина ФИ является небольшой, возможно, из-за того, что свет красный пигмент рассеивает свет и поглощает меньше света, рассеиваемого блестящим материалом, чем черный пигмент.
Величина ФИ у многослойной покровной пленки согласно третьему примеру является еще меньшей, чем у многослойной покровной пленки согласно второму примеру. Это может объясняться тем, что в окрашенном базовом слое используется красный пигмент, иными словами, окрашенный базовый слой многослойной покровной пленки согласно третьему примеру поглощает меньше света, чем окрашенный базовый слой, содержащий черный пигмент.
Описание позиций
11 Кузов автомобиля (толстолистовая сталь)
12 Многослойная покровная пленка
13 Электролитическая покровная пленка
14 Окрашенный базовый слой
15 Содержащий блестящий материал слой
16 Прозрачный бесцветный слой
21 Пигмент (краситель)
22 Блестящий материал
23 Пигмент (краситель)
1. Многослойная пленка покрытия, содержащая:
окрашенный базовый слой, который содержит краситель и непосредственно или опосредованно сформирован на поверхности целевого объекта и содержащий блестящий материал слой, который содержит чешуйки блестящего материала, например чешуйки алюминия, и краситель и наслоен на окрашенный базовый слой, при этом
окрашенный базовый слой имеет чистоту поверхности 8 или менее единиц Wd, измеренную с помощью прибора WaveScan DOI (фирменное наименование) производства компании BYK-Gardner,
содержащий блестящий материал слой имеет толщину 1,5 мкм или более и 6 мкм или менее,
содержание красителя в содержащем блестящий материал слое составляет 7 мас.% или более и 30 мас.% или менее, и
когда весь блестящий материал в содержащем блестящий материал слое выступает на поверхность содержащего блестящий материал слоя, занимаемая им площадь поверхности составляет 30% или более и 90% или менее площади поверхности содержащего блестящий материал слоя.
2. Многослойная пленка по п. 1, в которой блестящим материалом являются чешуйки алюминия толщиной 25 нм или более и 200 нм или менее.
3. Многослойная пленка по п. 2, в которой чешуйки алюминия ориентированы под углом 3 градуса или менее к поверхности содержащего блестящий материал слоя.
4. Многослойная пленка по любому из пп. 1-3, в которой красители окрашенного базового слоя и содержащего блестящий материал слоя имеют насыщенный цвет.
5. Многослойная пленка по п. 4, в которой красители окрашенного базового слоя и содержащего блестящий материал слоя имеют одинаковый цвет.
6. Многослойная пленка по п. 5, в которой красители окрашенного базового слоя и содержащего блестящий материал слоя имеют черноватый цвет.
7. Многослойная пленка по любому из пп. 1-6, в которой прозрачный бесцветный слой наслоен непосредственно на содержащий блестящий материал слой.
8. Покрытый объект, содержащий многослойную пленку покрытия по любому из пп. 1-7.
