JP6255658B2

JP6255658B2 - 積層塗膜及び塗装物

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Publication number: JP6255658B2
Application number: JP2012187715A
Authority: JP
Inventors: さくら中野; 久保田　寛; 寛久保田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2032-08-28
Also published as: WO2014033974A1; JP2014042892A; CN104540602A; CN104540602B; RU2599305C1; US10071396B2; DE112013004240T5; MX370578B; MX2015002424A; US20150202655A1

Description

本発明は、メタリックベース層の上にカラークリヤ層を備えた積層塗膜、並びに該積層塗膜を備えた塗装物に関する。

近年、自動車等の高い意匠性が求められる被塗物については、ハイライトの彩度が高く、且つ強い深みを有する塗色を得ることが要望されている。自動車では、車体の塗装に２コート１ベーク（２Ｃ／１Ｂ）や３コート１ベーク（３Ｃ／１Ｂ）が採用され、１ＢＣ（１ベースコート）にメタリックベース、２ＢＣ（２ベースコート）にカラークリヤを使用することで、上記意匠の実現が図られている。しかし、１ＢＣの光輝材であるアルミフレークの配向むらや２ＢＣの塗装むら（膜厚むら）により、彩度や明度のむらや額縁現象（被塗物の端縁が一般面よりも厚膜になり、一般面と端縁とで色差が生じる現象）を招き易い。そのため、量産車では、そのようなむらや額縁現象が目立ちにくい低明度な塗色にせざるを得ないのが実情である。

これに対して、特許文献１には、自動車関連部材等に有用な成形用積層シートに関し、深み感のある意匠を得ることが記載されている。それは、金属光沢層の上に着色層を重ねた積層シートでおいて、着色層の透過光の明度Ｌ^＊を２０〜８０とし、金属光沢層の光沢値を２００以上とし、４５度の正反射光の彩度Ｃ^＊を１５０以上にするというものである。しかし、上記成形用積層シートは用途が限られる。

特開２００６−２８１４５１号公報

本発明の第１レベルの課題は、メタリックベース層の上にカラークリヤ層を備えた積層塗膜において、ハイライトで彩度が高く、さらに緻密感が得られるようにすることにある。

本発明の第２レベルの課題は、ハイライトで彩度が高く、緻密感が得られ、しかも深み感が得られるようにすることにある。

本発明の第３レベルの課題は、ハイライトで彩度が高く、緻密感に優れ、しかも強い深み感が得られるようにすることにある。

本発明者は、重ね塗りされたメタリックベース層とカラークリヤ層とによって特定色（赤色）を出すようにした積層塗膜において、当該特定色のハイライト反射率と当該特定色の色相範囲外の波長域の平均のハイライト反射率との関係に着目し、ハイライトでの高彩度と緻密感の実現を図った。

また、深み感については、一般に暗くて彩度が高い塗色は深みがあると云われ、また、ハイライトの明度が高く、ハイライトとシェードとの彩度差が大きいときに深みがあると云われている。本発明者は、ハイライトの反射率とシェードの反射率とに着目して、さらにはフェースの反射率に着目して、強い深みの実現を図った。

以下、具体的に説明すると、ここに提示する積層塗膜は、メタリックベース層とカラークリヤ層とによって特定色として赤を発色させるものである。ここで、光の入射角度が４５度及び受光角度が＋３０度で測定した標準白色板に対する反射率をハイライト反射率と定義し、光の入射角度が４５度及び受光角度が−３０度で測定した標準白色板に対する反射率をシェード反射率と定義し、光の入射角度が４５度及び受光角度が０度で測定した標準白色板に対する反射率をフェース反射率と定義する。本明細書において、「反射率」は分光立体角反射率（ＪＩＳＺ８７２２の４．３．３「分光立体角反射率の測定（１）方法」参照）のことである。本明細書において、「透過率」は、積分球を用いて測定した光線透過率（ＪＩＳＲ３１０６「板ガラス類の透過率・反射率・日射熱取得率の試験方法」に記載の測定方法参照）のことである。

そうして、上記特定色のハイライト反射率をＲ^Ｈ（Ｐ）とし、上記特定色のシェード反射率をＲ^Ｓ（Ｐ）とし、該特定色のフェース反射率をＲ^Ｆ（Ｐ）とし、上記特定色の色相をマンセル色相環の中央値としてマンセル色相環を百分割し左廻り＋５０、右廻り−５０で色相範囲を表示したときの−２５以上＋２５以下を特定色の色相範囲とし、この色相範囲外の波長域の平均ハイライト反射率をＲ^{Ｈ（ＯＡ）}としたとき、
上記メタリックベース層は、ハイライト反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）とシェード反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）との差(Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）)が９０％以上であり、フェース反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｆ（Ｐ）が３０％以下であり、
上記メタリックベース層の上記色相範囲外の波長域のハイライト反射率の最大値をＲ１ＢＣ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）}とし、該最大値の波長における上記カラークリヤ層の光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^{（Ｏ−ＭＡＸ）}としたとき、上記Ｒ _１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）} が１９．２％以上３９．９％以下であって、次式(5)を満足し、
Ｒ_１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）}×(Ｔ_２ＢＣ ^{（Ｏ−ＭＡＸ）}／１００)^２＜７ ……(5)
上記カラークリヤ層の上記特定色の光線透過率Ｔ _２ＢＣ ^（Ｐ）が９１％以上であり、上記色相範囲外の波長域の平均光線透過率Ｔ _２ＢＣ ^（ＯＡ）が２８％以上５０％以下であり、
当該積層塗膜は次式(1)を満足することを特徴とする。

(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）}) ＞６０ ……(1)
メタリックベース層の特定色のハイライトとシェードの反射率差(Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）)が大きい（９０％以上）ということは、メタリックベース層による反射光の強度が観察角度によって大きく変化するということであり、よって、強い深み感の実現に有利になる。また、メタリックベース層のフェース反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｆ（Ｐ）が小さい（３０％以下）ということは、観察角度が変化していくときの反射光の強度の変化度合いが大きい（急に変化する）ということであり、強い深み感の実現にさらに有利になる。

また、Ｒ _１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）} が１９．２％以上３９．９％以下であって、式(5)「Ｒ_１ＢＣ ^{Ｈ（ＯＡ）}×(Ｔ_２ＢＣ ^（ＯＡ）／１００)^２＜７」を満足するということは、特定色以外の光のメタリックベース層による反射が弱い、或いは特定色以外の光がカラークリヤ層でよく吸収される、端的に言えば、積層塗膜から出る特定色以外の光量が少ないということであり、よって、高彩度の実現に有利になる。

カラークリヤ層の特定色の光線透過率Ｔ _２ＢＣ ^（Ｐ）が大きく（９１％以上）、色相範囲外の波長域の平均光線透過率Ｔ _２ＢＣ ^（ＯＡ）が小さい（２８％以上５０％以下）ということは、カラークリヤ層が当該特定色の光を多く透過させ、特定色以外の光をよく吸収するということである。これにより、光線が特定色に絞ってメタリックベース層で反射されることになり、高彩度（色のシャープさ）の実現に有利になる。

ここに、メタリックベース層の上記反射率差(Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）)は１５０％以上であること、さらには１７０％以上であることが好ましく、また、メタリックベース層の上記フェース反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｆ（Ｐ）は２５％以下であることが好ましい。

そうして、式(1)は、特定色のハイライト反射率Ｒ^Ｈ（Ｐ）が、その色相範囲外の波長域の平均ハイライト反射率Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）}よりも大きい、特に６０倍を越えて大きいということであり、これにより、ハイライトで高彩度が得られるとともに、緻密感も良くなる。

本発明の好ましい態様では、当該積層塗膜が次式(2)を満足することを特徴とする。

(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）})×(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)×１／１００＞３０ ……(2)
これは、特定色のハイライト反射率Ｒ^Ｈ（Ｐ）が色相範囲外の波長域の平均ハイライト反射率Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）}よりも６０倍を越えて大きいことに加えて、特定色のハイライト反射率Ｒ^Ｈ（Ｐ）とシェード反射率Ｒ^Ｓ（Ｐ）との差(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)が大きいということである。このハイライトとシェードの反射率差(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)が大きいということは、塗膜表面を観察角度が変化していくときの明度及び彩度の変化が大きいということであり、これにより、深み感が得られる。よって、高彩度と緻密感と深み感とを同時に得ることができる。

本発明の好ましい態様では、当該積層塗膜が次式(3)を満足することを特徴とする。

(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）})×(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)×(１／Ｒ^Ｆ（Ｐ）)×(１／１００) ≧２ ……(3)
これは、特定色のハイライト反射率Ｒ^Ｈ（Ｐ）が色相範囲外の波長域の平均ハイライト反射率Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）}よりも６０倍を越えて大きく、且つハイライトとシェードの反射率差(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)が大きいことに加え、フェース反射率Ｒ^Ｆ（Ｐ）が小さいということである。このフェース反射率Ｒ^Ｆ（Ｐ）が小さいということは、観察角度が変化していくときの色調の変化度合いが大きい（急に変化する）ということであり、これにより、強い深み感が得られる。よって、高彩度と深み感と緻密感とを同時に得る上でさらに有利になる。

より好ましいのは、当該積層塗膜が次式(4)を満足することである。これにより、さらに強い深み感が得られ、高彩度、深み感及び緻密感の実現に有利になる。

(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）})×(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)×(１／Ｒ^Ｆ（Ｐ）)×(１／１００) ＞８ ……(4)
また、上記積層塗膜は、上記カラークリヤ層が塗膜表面を形成する２Ｃ／１Ｂ型であっても、上記カラークリヤ層の上に透明なトップクリヤ層を備えた３Ｃ／１Ｂ型であってもよい。また、被塗物に上記積層塗膜を備えた塗装物としては、例えば、自動車の車体があり、また、自動二輪車、その他の乗物であってもよく、或いはその他の金属製品であってもよい。

本発明によれば、メタリックベース層とカラークリヤ層とによって特定色として赤色を出すようにした積層塗膜において、特定色のハイライト反射率をＲ^Ｈ（Ｐ）とし、特定色のシェード反射率をＲ^Ｓ（Ｐ）とし、特定色のフェース反射率をＲ^Ｆ（Ｐ）とし、特定色の色相範囲外の波長域の平均ハイライト反射率をＲ^{Ｈ（ＯＡ）}としたとき、上記メタリックベース層は、ハイライト反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）とシェード反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）との差(Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）)が９０％以上であり、フェース反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｆ（Ｐ）が３０％以下であり、上記メタリックベース層の上記色相範囲外の波長域のハイライト反射率の最大値をＲ_１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）}とし、該最大値の波長における上記カラークリヤ層の光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^{（Ｏ−ＭＡＸ）}としたとき、Ｒ _１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）} が１９．２％以上３９．９％以下であって、式(5)「Ｒ_１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）}×(Ｔ_２ＢＣ ^{（Ｏ−ＭＡＸ）}／１００)^２＜７」を満足し、上記カラークリヤ層の上記特定色の光線透過率Ｔ _２ＢＣ ^（Ｐ）が９１％以上であり、上記色相範囲外の波長域の平均光線透過率Ｔ _２ＢＣ ^（ＯＡ）が２８％以上５０％以下であり、当該積層塗膜が式(1)「(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）}) ＞６０」を満足するようにしたから、強い深み感及び高彩度の実現に有利になり、ハイライトでの彩度が高くなり、緻密感も得られ、塗装物の見栄え向上に有利になる。

また、上記特定色のシェード反射率をＲ^Ｓ（Ｐ）としたとき、当該積層塗膜が式(2)「(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）})×(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)×１／１００＞３０」を満足するようにすれば、ハイライトでの高彩度と緻密感と深み感とを同時に得ることができ、さらには、上記特定色のフェース反射率をＲ^Ｆ（Ｐ）としたとき、当該積層塗膜が式(3)「(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）})×(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)×(１／Ｒ^Ｆ（Ｐ）)×(１／１００) ≧２」を満足するようにすれば、ハイライトでの高彩度と深み感と緻密感の実現にさらに有利になる。

積層塗膜構造を模式的に示す断面図である。Ａはカラークリヤ層に外光が入射して透過する様子を模式的に示す断面図であり、Ｂはカラークリヤ層の分光透過率曲線の一例を示すグラフ図である。カラークリヤ層の顔料種が分光透過率曲線に与える影響の一例を示すグラフ図である。カラークリヤ層の膜厚が分光透過率曲線に与える影響の一例を示すグラフ図である。メタリックベース層における光輝材部での光の反射を模式的に示す断面図である。メタリックベース層による分光反射率曲線の一例を示す図である。メタリックベース層の光輝材の粒径がフリップフロップに与える影響の一例を示すグラフ図である。メタリックベース層の光輝材の配向がフリップフロップに与える影響の一例を示すグラフ図である。メタリックベース層で反射した光がカラークリヤ層を透過する様子を模式的に示す断面図である。積層塗膜による分光反射率曲線の一例を示すグラフ図である。マンセル色相環を示す図である。赤・橙・黄系の特定色のピーク波長及び色相範囲の設定に関する説明図である。青・緑系の特定色のピーク波長及び色相範囲の設定に関する説明図である。紫系の特定色のピーク波長及び色相範囲の設定に関する説明図である。複数の赤系サンプルのハイライトの分光反射率曲線を示すグラフ図である。同赤系サンプルのフェースの分光反射率曲線を示すグラフ図である。同赤系サンプルのシェードの分光反射率曲線を示すグラフ図である。青系サンプルのハイライト、フェース及びシェードの分光反射率曲線を示すグラフ図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は自動車の車体（鋼板）１の外面に設けられた積層塗膜２の一例を模式的に示す。この積層塗膜２は、メタリックベース層（１ＢＣ）４、カラークリヤ層（２ＢＣ）５及び透明のトップクリヤ層６を順に積層してなる。メタリックベース層４は光輝材７及び顔料８を含有し、カラークリヤ層５は顔料８を含有する。車体１の表面にはカチオン電着塗装によって電着塗膜３が形成され、電着塗膜３の上に中塗り塗膜９が形成され、この中塗り塗膜９の上に上記積層塗膜２が設けられている。

＜発色メカニズムの考察＞
本発明は、上記積層塗膜２によってハイライトで高彩度・高明度を実現すること、緻密感を得ること、さらに深み感が出るようにする。そのための発色のメカニズムを、特定色として赤を発色させるケースで説明する。

トップクリヤ層６を透過した光は図２（Ａ）に示すようにカラークリヤ層５に入射する。同図（Ｂ）は赤の顔料８を含有するカラークリヤ層５の分光透過率曲線を示す。カラークリヤ層５には、高彩度・高明度の実現のために、赤い光をできるだけ多く透過させる機能、赤以外の色の光をできるだけ吸収する機能を与える。

そのための主な制御因子は、顔料８の種類、並びに顔料の量（濃度，膜厚）である。図３に示すように、顔料の種類によって光線透過率の波長特性が変わり、図４に示すように、膜厚が大きくなるほど光線透過率が全体的に低くなる。図４では膜厚が厚くなるとき、赤い光の透過率はそれほど大きく低下しないが、赤以外の光の透過率が大きく低下している（赤以外の光がよく吸収されている）。

カラークリヤ層５を透過した光は図５に示すようにメタリックベース層４で反射される。メタリックベース層４には、彩度を高めるために入射した光をできるだけ反射させる機能を与える。さらに、深み感を高めるためにＦＦ（フリップフロップ；観察角度が変化した時の反射光強度の変化度合い）を大きくする機能、彩度を高めるために赤い光を反射し赤以外の光をできるだけ反射させない機能を与える。

図６にメタリックベース層４の分光反射率曲線の一例を示すように、赤い光のハイライト反射率が高く、シェード反射率が低いこと、さらにはフェース反射率も低いことが深み感を強めることになり、赤以外の光の反射率が低いことが彩度を高めることになる。本明細書では、光の入射角度が４５度及び受光角度が＋３０度で測定した標準白色板に対する反射率をハイライト反射率と定義し、光の入射角度が４５度及び受光角度が−３０度で測定した標準白色板に対する反射率をシェード反射率と定義し、光の入射角度が４５度及び受光角度が０度で測定した標準白色板に対する反射率をフェース反射率と定義している。

反射光強度に角度変化を与えるための主な制御因子は、光輝材７の種類（光輝材種、粒径ないしアスペクト比）、光輝材７の量（濃度，膜厚）及び光輝材７の配向性である。図７に示すように、光輝材７の粒径が大きくなるほどＦＦが大きくなる。図８に示すように、光輝材７の配向性が良くなるほどＦＦが大きくなる。ここに光輝材７の配向性は、塗装条件（塗料微粒化・溶剤蒸発特性）や塗料の粘性の調節によって制御することができ、配向性が良くなるほどハイライト反射率が高くなり、シェード反射率が低くなる。すなわち、ハイライトとシェードの反射率差が大きくなる（ＦＦが大きくなる）。

赤い光を反射し赤以外の光をできるだけ反射させない（赤以外の光を吸収する）ための主な制御因子は、カラークリヤ層５の場合と同じく、顔料８の種類、並びに顔料の量（濃度，膜厚）である。顔料と光輝材のＰＷＣは塗装品質面から上限が決まっているため、顔料８と光輝材７の添加量はバランスを取らなければならない。従って、顔料８の量と光輝材７の量は、結果的に意匠と品質とを考えてバランスを取る必要がある。

メタリックベース層４で反射された光は図９に示すようにカラークリヤ層５を透過し、さらにトップクリヤ層６を透過して外に出ることになる。図１０は最終的にトップクリヤ層６から出る光の分光反射率曲線の一例を示す。図６と図１０とを比べると、図１０では、カラークリヤ層５に含まれる顔料８による光の吸収・反射等の影響により、図１０ではハイライト反射率が全体的に少し低くなっている。

図１０によれば、ハイライト反射率が大きく、且つハイライトとシェードの反射率差、並びにハイライトとフェースの反射率差が大きく、しかも、赤以外の光がほとんど出ていないという結果になっており、ハイライトで高明度・高彩度であり、且つ強い深み感が得られていることがわかる。特にハイライトとフェースの反射率差が大きいときは、観察角度が変化していくときに色調が急変するため、強い深み感が得られる。

＜高明度・高彩度・緻密感・深み感を得る条件の策定＞
上記発色メカニズムの考察から、特定色のハイライト、シェード及びフェースの反射率、並びに特定色及び特定色以外の色の光線透過率が、積層塗膜の明度・彩度・深み感に影響を与えていることがわかる。そこで、複数の積層塗膜サンプルを準備し、それらの反射率、光線透過率等を測定し、彩度、深み感、緻密感を評価した。

[サンプルの準備]
以下の各サンプルを準備した。

−赤系No.１−
図１に示す塗膜構成において、鋼板１の表面のエポキシ系電着塗膜３上に、中塗り塗膜９（L^*値：５０）を重ね、この中塗り塗膜９の上に、メタリックベース層（１ＢＣ）４、カラークリヤ層（２ＢＣ）５及びトップクリヤ層６を順に積層してなる積層塗膜２を形成した。中塗り塗膜９にはポリエステル系溶剤型塗料を採用した。その膜厚は２５μｍである。

メタリックベース層４は回転霧化式静電塗装機によりアクリルメラミン系溶剤塗料を用いて形成した。その塗料には、光輝材７としてアルミフレークを１０％（ｐｗｃ）、着色顔料８としてペリレン系顔料を１５％（ｐｗｃ）配合した。塗装条件は、吐出量３３０ｃｃ／ｍｉｎ、回転数２００００ｒｐｍ、Ｓ／Ａ（シェーピングエア）流量４２０ｎｌ／ｍｉｎとした。膜厚は１２μｍである。

カラークリヤ層５も回転霧化式静電塗装機によりアクリルメラミン系溶剤塗料を用いて形成した。その塗料には、着色顔料８としてペリレン系顔料を２．０％（ｐｗｃ）配合した。塗装条件は、吐出量３００ｃｃ／ｍｉｎ、回転数２００００ｒｐｍ、Ｓ／Ａ流量３００ｎｌ／ｍｉｎとした。膜厚は１２μｍである。

トップクリヤ層６は酸エポキシ系クリヤ塗料を用いて形成した。その膜厚は３０μｍである。また、中塗り塗料、メタリックベース塗料、カラークリヤ塗料及びトップクリヤ塗料をウェットオンウェットで塗装した後に、焼付け（１４０℃で２０分間加熱）を行なった。

−赤系No.２〜No.１０−
赤系No.１において、メタリックベース層４を形成する塗装条件を調節することにより光輝材７の配向性を変えた。これにより、メタリックベース層４のハイライト、シェード及びフェースの反射率が相異なる赤系No.２〜No.１０のサンプルを調製した。メタリックベース層４の塗料構成、並びにカラークリヤ層５、トップクリヤ層６及び中塗り塗膜９は赤系No.１と同じである。

−赤系No.１１−
これは、中塗り塗膜なしで、電着塗膜３の上にメタリックベース層（１ＢＣ）４、カラークリヤ層（２ＢＣ）５及びトップクリヤ層６を順に積層してなる積層塗膜２を形成したサンプルである。

メタリックベース層４は回転霧化式静電塗装機によりアクリルエマルション系水性塗料を用いて形成した。その塗料には、光輝材７としてアルミフレークを１８％（ｐｗｃ）、着色顔料８としてジケトピロロピロール系顔料を５．０％（ｐｗｃ）配合した。塗装条件は、吐出量３００ｃｃ／ｍｉｎ、回転数３００００ｒｐｍ、Ｓ／Ａ流量４２０ｎｌ／ｍｉｎとした。膜厚は１０μｍである。

カラークリヤ層５も回転霧化式静電塗装機によりアクリルエマルション系水性塗料を用いて形成した。その塗料には、着色顔料８としてペリレン系顔料を２．０％（ｐｗｃ）配合した。塗装条件は、吐出量３００ｃｃ／ｍｉｎ、回転数２００００ｒｐｍ、Ｓ／Ａ流量３００ｎｌ／ｍｉｎとした。膜厚は１０μｍである。

トップクリヤ層６は２液ウレタンクリヤ塗料を用いて形成した。その膜厚は３０μｍである。また、メタリックベース塗料及びカラークリヤ塗料をウェットオンウェットで塗装した後、プレヒート（８０℃で３分間加熱）を行ない、トップクリヤ塗装後に焼付け（１４０℃で２０分間加熱）を行なった。

−赤系No.１２−
鋼板の表面のエポキシ系電着塗膜上に、中塗り塗膜（L^*値：３０）を重ね、この中塗り塗膜の上に、メタリックベース層、カラークリヤ層を順に積層してなる積層塗膜（３コート１ベーク）を形成した。中塗り塗膜にはポリエステル系溶剤型塗料を採用した。その膜厚は２５μｍである。

メタリックベース層は回転霧化式静電塗装機によりアクリルメラミン系溶剤塗料を用いて形成した。その塗料には、光輝材としてアルミフレークを８％（ｐｗｃ）、着色顔料としてペリレン系顔料を１４％（ｐｗｃ）配合した。塗装条件は、吐出量３３０ｃｃ／ｍｉｎ、回転数２００００ｒｐｍ、Ｓ／Ａ（シェーピングエア）流量４２０ｎｌ／ｍｉｎとした。膜厚は１５μｍである。

カラークリヤ層も回転霧化式静電塗装機により酸エポキシ系クリヤ塗料を用いて形成した。その塗料には、着色顔料８としてペリレン系顔料を１．０％（ｐｗｃ）配合した。その膜厚は３０μｍである。また、中塗り塗料、メタリックベース塗料、カラークリヤ塗料及びトップクリヤ塗料をウェットオンウェットで塗装した後に、焼付け（１４０℃で２０分間加熱）を行なった。

−赤系No.１３−
中塗り層、メタリックベース層をNo.１２と同様にして塗った後、クリヤ層、カラークリヤ層、トップクリヤ層を順に積層してなる積層塗膜（５コート２ベーク）を形成した。

カラークリヤ層は回転霧化式静電塗装機によりアクリルメラミン系溶剤塗料を用いて形成した。その塗料には、着色顔料８としてペリレン系顔料を２．０％（ｐｗｃ）配合した。塗装条件は、吐出量３３０ｃｃ／ｍｉｎ、回転数２００００ｒｐｍ、Ｓ／Ａ流量３００ｎｌ／ｍｉｎとした。その膜厚は１２μｍである。クリヤ層とトップクリヤ層は酸エポキシ系クリヤ塗料を用いて形成した。その膜厚は３０μｍである。また、中塗り塗料、ベース塗料、クリヤ塗料をウェットオンウェットで塗装した後に、焼付け（１４０℃で２０分間加熱）を行なった。さらに、カラークリヤ層、トップクリヤをウェットオンウェットで塗装し、再度焼き付け（１４０℃で２０分間加熱）を行なった。

−青系No.１−
図１に示す塗膜構成において、鋼板１の表面のエポキシ系電着塗膜３上に、中塗り塗膜９（L^*値：３０）を重ね、この中塗り塗膜９の上に、メタリックベース層（１ＢＣ）４、カラークリヤ層（２ＢＣ）５及びトップクリヤ層６を順に積層してなる積層塗膜２を形成した。中塗り塗膜９にはポリエステル系溶剤型塗料を採用した。その膜厚は２５μｍである。

メタリックベース層４はスプレー塗装によりアクリルメラミン系溶剤塗料を用いて形成した。その塗料には、光輝材７としてアルミフレークを２０％（ｐｗｃ）配合した。膜厚は１２μｍである。

カラークリヤ層５もスプレー塗装によりアクリルメラミン系溶剤塗料を用いて形成した。その塗料には、着色顔料８としてフタロシアニン系顔料を１．０％（ｐｗｃ）配合した。膜厚は２０μｍである。

−青系No.２−
図１に示す塗膜構成において、鋼板１の表面のエポキシ系電着塗膜３上に、中塗り塗膜９（L^*値：１０）を重ね、この中塗り塗膜９の上に、メタリックベース層（１ＢＣ）４、カラークリヤ層（２ＢＣ）５及びトップクリヤ層６を順に積層してなる積層塗膜２を形成した。中塗り塗膜９にはポリエステル系溶剤型塗料を採用した。その膜厚は２５μｍである。

メタリックベース層４はスプレー塗装によりアクリルメラミン系溶剤塗料を用いて形成した。その塗料には、光輝材７としてアルミフレークを１７％（ｐｗｃ）配合した。また、フタロシアニン系顔料を４％配合した。膜厚は１２μｍである。

−市販No.１，No.２−
塗色が異なる２種類の市販自動車に係るサンプル（レッドマイカ１及びレッドマイカ２）を準備した。

−出願人現行No.１〜No.１０−
本出願人製造の塗色が相異なる市販自動車に係るサンプル１０種類を準備した。

[積層塗膜の色特性の評価]
上記各サンプルについて、特定色のハイライト反射率Ｒ^Ｈ（Ｐ）、シェード反射率Ｒ^Ｓ（Ｐ）及びフェース反射率Ｒ^Ｆ（Ｐ）、並びに特定色の色相範囲外の波長域の平均ハイライト反射率Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）}を測定した。また、各サンプルの彩度、深み及び緻密感を目視で評価した。反射率の測定には、村上色彩技術研究所製の変角分光光度計ＧＣＭＳ−４を用いた。また、後述の透過率の測定には、島津製作所製の紫外可視分光光度計ＵＶ−２４５０を用いた。測定波長範囲は４００〜７００ｎｍである。

本明細書において、特定色の色相範囲は、該特定色の色相を図１１に示すマンセル色相環の中央値（０）としてこのマンセル色相環を百分割し、左廻り＋５０、右廻り−５０で色相範囲を表示したときの−２５以上＋２５以下の範囲（±２５の範囲）をいう。

図１２は特定色が赤・橙・黄系であるときの色相範囲を可視光領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）での波長域で表している。赤・橙・黄系では、波長の増大に伴って分光反射率が大きくなり始める波長から最大波長７００ｎｍに至る増大波長域の中央の波長（同図の破線）を特定色の色相に係る「ピーク波長」とする。上記反射率Ｒ^Ｈ（Ｐ），Ｒ^Ｓ（Ｐ），Ｒ^Ｆ（Ｐ）はピーク波長の光線反射率である。このピーク波長を中心とする、マンセル色相環における±２５の範囲に対応する波長域が特定色の色相範囲となり、残る波長域が色相範囲外の波長域となる。

図１３は特定色が青・緑系であるときの色相範囲を波長域で表している。青・緑系では、分光反射率がピークとなる波長（同図の破線）が「ピーク波長」となる。このピーク波長を中心とする、マンセル色相環における±２５の範囲に対応する波長域が特定色の色相範囲となり、残る波長域が色相範囲外の波長域となる。

図１４は特定色が紫系であるときの色相範囲を波長域で表している。紫系では、短波長側と長波長側の２個所に分光反射率のピーク（同図の破線）が現れる。２つのピークのうちピーク高さが高い方の波長が「ピーク波長」となる。上記２つのピーク各々を中心とする、マンセル色相環における±２５の範囲に対応する波長域が特定色の色相範囲となり、この２つの±２５の範囲に含まれない残りの波長域が色相範囲外の波長域となる。

また、赤系No.１〜No.１１及び青系No.１，No.２の各サンプルについては、メタリックベース層（１ＢＣ）４の特定色のハイライト反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）、シェード反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）及びフェース反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｆ（Ｐ）、ハイライト反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）とシェード反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）との差(Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）)、メタリックベース層４の特定色の色相範囲外の波長域のハイライト反射率の最大値Ｒ_１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）}、該最大値の波長におけるカラークリヤ層５の光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^{（Ｏ−ＭＡＸ）}、並びにＲ_１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）}×(Ｔ_２ＢＣ ^{（Ｏ−ＭＡＸ）}／１００)^２値を測定した。

さらに、赤系No.１〜No.１１及び青系No.１，No.２の各サンプルについては、カラークリヤ層（２ＢＣ）５の特定色の光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^（Ｐ）、特定色の色相範囲外の波長域の平均光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^（ＯＡ）、並びに可視光領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の平均光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^（ＴＡ）を測定した。

目視評価基準は次のとおりである。

彩度 ◎：「非常にあざやかさを感じる。」
○：「あざやかさを感じる。」
△：「僅かにあざやかさを感じる。」
×：「あざやかさを感じない。」
深み ◎：「非常に深みを感じる。」
○：「深みを感じる。」
△：「僅かに深みを感じる。」
×：「深みを感じない。」
緻密感 ◎：「粒子感を感じない。」
○：「僅かに粒子感を感じる。」
△：「粒子感を感じる。」
×：「非常に粒子感を感じる。」
[測定・評価結果]
上記色特性の測定・評価結果を表１及び表２に示す。また、赤系の一部のサンプルのハイライト、フェース及びシェードの各分光反射率曲線を図１５、図１６及び図１７に示し、青系No.１のハイライト、フェース及びシェードの各分光反射率曲線を図１８に示す。

表１の特定色のハイライト反射率Ｒ^Ｈ（Ｐ）と彩度の目視評価との関係をみると、例えば、現行のオレンジメタリックやイエローメタリック、市販のレッドマイカ１などはハイライト反射率Ｒ^Ｈ（Ｐ）が比較的高いが、彩度の目視評価は低い。このことから、単にハイライト反射率Ｒ^Ｈ（Ｐ）が高いだけでは高彩度を実現できないことがわかる。一方、赤系No.１１や青系のNo.２は、ハイライト反射率Ｒ^Ｈ（Ｐ）が例えばイエローメタリックと同程度か、それよりも低いものの、彩度の評価は高い。また、現行のグリーンメタリックは彩度の目視評価は高いものの、緻密感が得られていない。また、市販品及び現行品はいずれも所期の緻密感が得られていない。

そうして、条件Ａ（＝Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）}）が高いときは彩度の評価が概ね高くなる傾向がみられ、緻密感も良い。表１の結果によれば、条件Ａを６０よりも大きくすること、さらには８０よりも大きくすることが好ましい。

次に、シェード反射率Ｒ^Ｓ（Ｐ）をみると、ハイライト反射率Ｒ^Ｈ（Ｐ）とシェード反射率Ｒ^Ｓ（Ｐ）との差が大きくなると、深み感が高くなる傾向がみられる。しかし、市販のレッドマイカ２、現行のレッドメタリック、現行のオレンジメタリック等は、深み感の目視評価が高いものの、彩度の目視評価が低い。それらの条件Ｂ（(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）})×(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)×１／１００）の値をみると、この値が高いときは彩度及び深み感の目視評価結果が共に高くなっている。表１の結果によれば、条件Ｂを３０よりも大きくすること、さらには８０よりも大きくすることが好ましい。

次に、フェース反射率Ｒ^Ｆ（Ｐ）をみると、赤系の１３種は市販のレッドマイカ１や現行のオレンジマイカと同程度であるが、深み感及び緻密感は赤系１３種の方が良い。これは、ハイライト反射率Ｒ^Ｈ（Ｐ）とフェース反射率Ｒ^Ｆ（Ｐ）との差が大であるためと認められる。すなわち、フェース反射率Ｒ^Ｆ（Ｐ）を反映させた条件Ｃ（(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）})×(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)×(１／Ｒ^Ｆ（Ｐ）)×(１／１００)）の値が大きいときは、深み感及び緻密感が良い。表１の結果によれば、条件Ｃを２以上にすること、さらには８よりも大きくすることが好ましい。

また、表２によれば、赤系の１１種及び青系の２種の計１３種では、カラークリヤ層（２ＢＣ）５の特定色の光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^（Ｐ）は５５％以上になっており、特定色の色相範囲外の波長域の平均光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^（ＯＡ）は５０％以下であり、当該１３種では３０％以下になっている。特定色の光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^（Ｐ）及び特定色の色相範囲外の波長域の平均光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^（ＯＡ）を可視光領域の平均光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^（ＴＡ）との比率でみると、前者は１．５倍以上、後者は０．５５倍以下になっている。これから、カラークリヤ層５が特定色の光を多く透過させる一方、特定色以外の色の光を良く吸収していること、よって、彩度を高くすることに有利に機能していることがわかる。

また、表２によれば、メタリックベース層（１ＢＣ）４は、特定色のハイライト反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）とシェード反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）との差(Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）)が９０％以上であり、フェース反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｆ（Ｐ）が３０％以下になっている。これから、メタリックベース層４では、反射光の強度が観察角度によって大きく変化すること、ハイライトとフェースとの間で観察角度が変化していくときの反射光の強度の変化度合いが大きい（急変する）こと、よって、当該メタリックベース層４が深み感及び緻密感に有利に機能していることがわかる。メタリックベース層４の上記反射率差(Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）)は１５０％以上であること、さらには１７０％以上であることが好ましい。また、メタリックベース層４のフェース反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｆ（Ｐ）は２５％以下であることが好ましい。

また、表２によれば、メタリックベース層４の特定色の色相範囲外の波長域のハイライト反射率の最大値をＲ_１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）}と、該最大値の波長における上記カラークリヤ層の光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^{（Ｏ−ＭＡＸ）}との関係式(5)の値が７未満になっている。

Ｒ_１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）}×(Ｔ_２ＢＣ ^{（Ｏ−ＭＡＸ）}／１００)^２＜７ ……(5)
これは、特定色以外の光のメタリックベース層４による反射が弱い、或いは特定色以外の光がカラークリヤ層５でよく吸収される、端的に言えば、積層塗膜から出る特定色以外の光量が少ないということであり、高彩度の実現に有利になっていることがわかる。

１車体（鋼板）
２積層塗膜
３電着塗膜
４メタリックベース層（１ＢＣ）
５カラークリヤ層（２ＢＣ）
６トップクリヤ層
７光輝材
８顔料
９中塗り塗膜

Claims

メタリックベース層とカラークリヤ層とによって特定色として赤を発色させるようにした積層塗膜において、
光の入射角度が４５度及び受光角度が＋３０度で測定した標準白色板に対する反射率をハイライト反射率と定義し、
光の入射角度が４５度及び受光角度が−３０度で測定した標準白色板に対する反射率をシェード反射率と定義し、
光の入射角度が４５度及び受光角度が０度で測定した標準白色板に対する反射率をフェース反射率と定義し、
上記特定色のハイライト反射率をＲ^Ｈ（Ｐ）とし、上記特定色のシェード反射率をＲ^Ｓ（Ｐ）とし、該特定色のフェース反射率をＲ^Ｆ（Ｐ）とし、上記特定色の色相をマンセル色相環の中央値としてマンセル色相環を百分割し左廻り＋５０、右廻り−５０で色相範囲を表示したときの−２５以上＋２５以下を特定色の色相範囲とし、この色相範囲外の波長域の平均ハイライト反射率をＲ^{Ｈ（ＯＡ）}としたとき、
上記メタリックベース層は、ハイライト反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）とシェード反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）との差(Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）)が９０％以上であり、フェース反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｆ（Ｐ）が３０％以下であり、
上記メタリックベース層の上記色相範囲外の波長域のハイライト反射率の最大値をＲ_１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）}とし、該最大値の波長における上記カラークリヤ層の光線透過率Ｔ_２ＢＣ ^{（Ｏ−ＭＡＸ）}としたとき、上記Ｒ _１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）} が１９．２％以上３９．９％以下であって、次式(5)を満足し、
Ｒ_１ＢＣ ^{Ｈ（Ｏ−ＭＡＸ）}×(Ｔ_２ＢＣ ^{（Ｏ−ＭＡＸ）}／１００)^２＜７ ……(5)
上記カラークリヤ層の上記特定色の光線透過率Ｔ _２ＢＣ ^（Ｐ）が９１％以上であり、上記色相範囲外の波長域の平均光線透過率Ｔ _２ＢＣ ^（ＯＡ）が２８％以上５０％以下であり、
当該積層塗膜が次式(1)を満足することを特徴とする積層塗膜。
(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）}) ＞６０ ……(1)
請求項１において、
当該積層塗膜が次式(2)を満足することを特徴とする積層塗膜。
(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）})×(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)×１／１００＞３０ ……(2)
請求項２において、
当該積層塗膜が次式(3)を満足することを特徴とする積層塗膜。
(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）})×(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)×(１／Ｒ^Ｆ（Ｐ）)×(１／１００) ≧２ ……(3)
請求項３において、当該積層塗膜が次式(4)を満足することを特徴とする積層塗膜。
(Ｒ^Ｈ（Ｐ）／Ｒ^{Ｈ（ＯＡ）})×(Ｒ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ^Ｓ（Ｐ）)×(１／Ｒ^Ｆ（Ｐ）)×(１／１００) ＞８ ……(4)
請求項１乃至請求項４において、
上記メタリックベース層の上記反射率差(Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）)が１５０％以上であることを特徴とする積層塗膜。
請求項５において、
上記メタリックベース層の上記反射率差(Ｒ_１ＢＣ ^Ｈ（Ｐ）−Ｒ_１ＢＣ ^Ｓ（Ｐ）)が１７０％以上であることを特徴とする積層塗膜。
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
上記メタリックベース層の上記フェース反射率Ｒ_１ＢＣ ^Ｆ（Ｐ）が２５％以下であることを特徴とする積層塗膜。
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
上記カラークリヤ層の上にトップクリヤ層を備えていることを特徴とする積層塗膜。
請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載された積層塗膜を備えている塗装物。