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WO2024204680A1 - 光輝性顔料分散体及び複層塗膜形成方法 - Google Patents

光輝性顔料分散体及び複層塗膜形成方法 Download PDF

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WO2024204680A1
WO2024204680A1 PCT/JP2024/012976 JP2024012976W WO2024204680A1 WO 2024204680 A1 WO2024204680 A1 WO 2024204680A1 JP 2024012976 W JP2024012976 W JP 2024012976W WO 2024204680 A1 WO2024204680 A1 WO 2024204680A1
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WO
WIPO (PCT)
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parts
coating film
nanocellulose
pigment dispersion
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/012976
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健太郎 久保
昂紀 井上
匡弘 大村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Paint Co Ltd
Original Assignee
Kansai Paint Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kansai Paint Co Ltd filed Critical Kansai Paint Co Ltd
Priority to CN202480021227.6A priority Critical patent/CN120958092A/zh
Priority to JP2024547022A priority patent/JP7571346B1/ja
Publication of WO2024204680A1 publication Critical patent/WO2024204680A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

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    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/36Successively applying liquids or other fluent materials, e.g. without intermediate treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/06Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D7/24Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/40Compounds of aluminium
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    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/10Treatment with macromolecular organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D17/00Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/61Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds

Definitions

  • the present invention relates to a photoluminescent pigment dispersion and a method for forming a multilayer coating film.
  • metallic or pearlescent luster in the fields of automobile exterior panels and automobile parts (hereinafter, metallic luster and pearlescent luster will be collectively referred to as "metallic or pearlescent luster").
  • Metallic or pearlescent luster is a texture that has no grainy surface like a mirror, and furthermore, when the painted plate is viewed near specular reflected light (highlights), it appears shiny, but when viewed in areas away from specular reflected light where the reflected light intensity is relatively low (shades), it appears dark; in other words, it has a texture that is characterized by a large difference in brightness between the highlight and shade areas.
  • Patent Document 2 discloses an aqueous base coating composition that contains a photoluminescent pigment obtained by pulverizing a vapor-deposited metal film to produce metal flakes, and an aqueous cellulose derivative having an acid value of 20 to 150 mg KOH/g (solids), the aqueous cellulose derivative being the main binder resin, and the photoluminescent pigment content is 20 to 70 mass % in terms of PWC.
  • Patent Document 3 discloses a glittering pigment dispersion that contains water, a scaly aluminum pigment, and a cellulose-based viscosity modifier, and that contains 0.1 to 10 parts by mass of solids per 100 parts by mass of all components of the glittering pigment dispersion, has a viscosity measured using a B-type viscometer within the range of 400 to 10,000 mPa ⁇ sec at a rotation speed of 6 rpm, and contains 30 to 200 parts by mass of the scaly aluminum pigment as solids per 100 parts by mass of the total amount of components other than the scaly aluminum pigment in the total solids.
  • the coating film formed with the glittering pigment dispersion described in Patent Document 3 has excellent metallic luster, but wrinkles may occur at the edges, where the film thickness tends to be thicker than in general areas, and sagging may occur in vertical areas.
  • the object of the present invention is to provide a glittering pigment dispersion that can form a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not wrinkle at the edges where the film thickness tends to be thicker than in the general area, and does not sag at the vertical areas.
  • the present invention encompasses the subject matter described in the following paragraphs.
  • the solid content is 0.1 to 10 parts by mass relative to 100 parts by mass of the total of all components of the brilliant pigment dispersion
  • the nanocellulose (C) is a phosphate group-containing nanocellulose (C1), a carboxyl group-containing nanocellulose (C2), and a sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3).
  • a glittering pigment dispersion is a phosphate group-containing nanocellulose (C1), a carboxyl group-containing nanocellulose (C2), and a sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3).
  • Item 2 The photoluminescent pigment dispersion according to Item 1, wherein the photoluminescent pigment (B) contains an aluminum pigment.
  • Item 3 The photoluminescent pigment dispersion according to item 1 or 2, wherein the phosphate group-containing nanocellulose (C1) contains phosphate group-containing cellulose nanofibers (C11) and/or phosphate group-containing cellulose nanocrystals (C12).
  • Item 4 The photoluminescent pigment dispersion according to any one of items 1 to 3, wherein the cellulose (C) contains a carboxyl group-containing nanocellulose (C2), and the carboxyl group-containing nanocellulose (C2) contains a carboxyl group-containing cellulose nanofiber (C21) and/or a carboxyl group-containing cellulose nanocrystal (C22).
  • Item 5 The photoluminescent pigment dispersion according to any one of Items 1 to 4, wherein the cellulose (C) contains sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3), and the sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3) contains sulfonic acid group-containing cellulose nanofiber (C31) and/or sulfonic acid group-containing cellulose nanocrystal (C32).
  • Item 6 The photoluminescent pigment dispersion according to any one of Items 1 to 5, wherein the content ratio of the phosphate group-containing nanocellulose (C1) to at least one selected from the group consisting of carboxyl group-containing nanocellulose (C2) and sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3) is within the range of 1/99 to 50/50 in terms of the mass ratio of the phosphate group-containing nanocellulose (C1) to the at least one selected from the group consisting of carboxyl group-containing nanocellulose (C2) and sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3).
  • Step (1) A step of applying a base coating material (X) onto an object to be coated to form an uncured base coating film;
  • Step (2): A step of applying the glittering pigment dispersion (Y) according to any one of Items 1 to 6 onto the base coating film formed in Step (1) to form an uncured glittering coating film;
  • the present invention provides a glittering pigment dispersion that is capable of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent luster, does not wrinkle at the edges where the film tends to be thicker than in the general area, and does not sag at the vertical areas.
  • the upper or lower limit of a certain numerical range can be arbitrarily combined with the upper or lower limit of a numerical range of another stage.
  • the upper or lower limit of the numerical range may be replaced with a value shown in an example or a value that can be unambiguously derived from an example.
  • a numerical value connected with " ⁇ " means a numerical range that includes the numerical values before and after " ⁇ " as the upper and lower limits.
  • edge portion refers to the end portion of the object to be coated.
  • edge portions include the edge of the object to be coated and the corner formed by the intersection of two surfaces of the object to be coated.
  • vertical portion refers to the portion that extends in a substantially vertical direction when the object to be coated is placed in a fixed position.
  • general part refers to a part that does not come into contact with other components and occupies the majority of the surface area of the coated object or one of its components, such as the main body, excluding edge parts.
  • the brilliant pigment dispersion of the present invention is a brilliant pigment dispersion containing a wetting agent (A), a brilliant pigment (B), nanocellulose (C) and water (D),
  • the solid content is 0.1 to 10 parts by mass relative to 100 parts by mass of the total of all components of the brilliant pigment dispersion
  • the nanocellulose (C) is a glittering pigment dispersion containing at least one selected from the group consisting of phosphate group-containing nanocellulose (C1), carboxyl group-containing nanocellulose (C2), and sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3).
  • the wetting agent (A) in the glittering pigment dispersion of the present invention is not particularly limited, so long as it is a material that is effective in helping to uniformly orient the glittering pigment dispersion on the substrate when the dispersion is applied to the substrate.
  • wetting agents materials that have this effect may also be called wetting agents, leveling agents, surface conditioners, defoamers, surfactants, superwetters, etc.
  • wetting agents include wetting agents, leveling agents, surface conditioners, defoamers, surfactants, and superwetters.
  • wetting agent (A) examples include silicone wetting agents, acrylic wetting agents, vinyl wetting agents, fluorine wetting agents, and acetylene diol wetting agents.
  • the above wetting agents can be used alone or in appropriate combinations of two or more.
  • wetting agent (A) it is preferable to use an acetylene diol-based wetting agent and/or a wetting agent having an ethylene oxide chain, from the viewpoint of obtaining a highly stable glitter pigment dispersion and a method for forming a multilayer coating film, which have excellent water resistance and can form a metallic or pearlescent luster.
  • a wetting agent (A) that is an ethylene oxide adduct of acetylene diol.
  • wetting agents (A) include, for example, the Dynol series, Surfynol series, and Tego series manufactured by Evonik Industries, the BYK series manufactured by BYK-Chemie, the Granol series and Polyflow series manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., and the Disparlon series manufactured by Kusumoto Chemical Co., Ltd.
  • the content of the wetting agent (A) in the photoluminescent pigment dispersion of the present invention is preferably 1.5 to 30 parts by mass, more preferably 2 to 25 parts by mass, and even more preferably 2.5 to 20 parts by mass in terms of solid content, based on 100 parts by mass of the solid content of the photoluminescent pigment dispersion, from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not develop wrinkles at edge parts where the film thickness tends to be thicker than in general parts, and does not develop sagging at vertical parts.
  • glittering pigment (B) in the glittering pigment dispersion of the present invention examples include vapor-deposited metal flake pigments, aluminum flake pigments, and optical interference pigments.
  • vapor-deposited metal flake pigments and aluminum flake pigments are preferred.
  • optical interference pigments are preferred.
  • Vapor-deposited metal flake pigments are obtained by depositing a metal film onto a base substrate, peeling off the base substrate, and then pulverizing the vapor-deposited metal film.
  • Examples of the base substrate include films.
  • the metal material of the metal film is not particularly limited, but examples include aluminum, gold, silver, copper, brass, titanium, chromium, nickel, nickel chromium, stainless steel, etc. Among these, aluminum or chromium is particularly preferred from the viewpoints of availability and ease of handling.
  • a vapor-deposited metal flake pigment obtained by vapor-depositing aluminum is referred to as a "vapor-deposited aluminum flake pigment”
  • a vapor-deposited metal flake pigment obtained by vapor-depositing chromium is referred to as a "vapor-deposited chromium flake pigment.”
  • the surface of the vapor-deposited aluminum flake pigment is silica-treated from the viewpoints of storage stability and obtaining a coating film with excellent metallic luster.
  • vapor-deposited aluminum flake pigment Commercially available products that can be used as the above-mentioned vapor-deposited aluminum flake pigment include, for example, the "METALURE” series (product name, manufactured by Ecart), the “Hydroshine WS” series (product name, manufactured by Ecart), the “Decomet” series (product name, manufactured by Schlenk), and the “Metasheen” series (product name, manufactured by BASF).
  • vapor-deposited chrome flake pigment Commercially available products that can be used as the above-mentioned vapor-deposited chrome flake pigment include, for example, the "Metalure Liquid Black” series (product name, manufactured by Ecart Co., Ltd.).
  • the average thickness of the vapor-deposited metal flake pigment is preferably 0.01 to 1.0 ⁇ m, and more preferably 0.015 to 0.1 ⁇ m.
  • the average particle size (D50) of the vapor-deposited metal flake pigment is preferably 1 to 50 ⁇ m, more preferably 5 to 20 ⁇ m.
  • the average particle size referred to here means the median diameter of the volume-based particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method using a Microtrac particle size distribution measuring device MT3300 (product name, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
  • the thickness is defined as the average value of 100 or more measurements, measured by observing the cross section of the coating film containing the photoluminescent pigment under a microscope and measuring the thickness using image processing software.
  • the average particle size is below the upper limit, no grainy feel will be produced in the multi-layer coating film, and if it is above the lower limit, the change in brightness from highlights to shades will be large.
  • Aluminum flake pigments are generally produced by grinding and milling aluminum in a ball mill or attritor mill in the presence of a grinding medium using a grinding aid.
  • Grinding aids used in the production process of the aluminum flake pigment include higher fatty acids such as oleic acid, stearic acid, isostearic acid, lauric acid, palmitic acid, and myristic acid, as well as aliphatic amines, aliphatic amides, and aliphatic alcohols.
  • Aliphatic hydrocarbons such as mineral spirits are used as the grinding medium.
  • the above aluminum flake pigments can be broadly classified into leafing type and non-leafing type depending on the type of grinding aid.
  • non-leafing type aluminum pigments from the viewpoint of forming a metallic coating film that has excellent water resistance, high gloss in highlights, small particle feel, and a fine texture.
  • non-leafing type aluminum pigments those with no special surface treatment can be used, but those with a resin-coated surface, those with a silica treatment, and those with a phosphoric acid, molybdic acid, or a silane coupling agent can also be used.
  • Those with one of the above various surface treatments can be used, but those with multiple types of treatments can also be used.
  • the above-mentioned aluminum flake pigment may be a colored aluminum pigment in which the surface of the aluminum flake pigment is coated with a colored pigment and then further coated with a resin, or in which the surface of the aluminum flake pigment is coated with a metal oxide such as iron oxide.
  • the above aluminum flake pigments are preferably used with an average particle size in the range of 1 to 100 ⁇ m, from the viewpoint of forming a metallic coating film with high gloss in highlights and a fine texture with a small graininess, more preferably with an average particle size in the range of 5 to 50 ⁇ m, and particularly preferably with an average particle size in the range of 7 to 30 ⁇ m.
  • the thickness is preferably in the range of 0.01 to 1.0 ⁇ m, and particularly preferably with a thickness in the range of 0.02 to 0.5 ⁇ m.
  • the glittering pigment (B) in the glittering pigment dispersion of the present invention can be a combination of the vapor-deposited metal flake pigment and the aluminum flake pigment.
  • the mixing ratio of the vapor-deposited metal flake pigment to the aluminum flake pigment is 9/1 to 1/9, preferably 2/8 to 8/2, by mass.
  • optical interference pigment it is preferable to use an optical interference pigment in which a transparent or translucent substrate is coated with titanium oxide.
  • a transparent substrate refers to a substrate that transmits at least 90% of visible light.
  • a translucent substrate refers to a substrate that transmits at least 10% to less than 90% of visible light.
  • a light interference pigment is a shiny pigment in which the surface of a transparent or semi-transparent, scaly substrate, such as mica, artificial mica, glass, iron oxide, aluminum oxide, or various metal oxides, is coated with a metal oxide that has a refractive index different from that of the substrate.
  • a transparent or semi-transparent, scaly substrate such as mica, artificial mica, glass, iron oxide, aluminum oxide, or various metal oxides
  • the metal oxide include titanium oxide and iron oxide
  • light interference pigments can express a variety of different interference colors depending on the thickness of the metal oxide.
  • optical interference pigments include the metal oxide-coated mica pigments, metal oxide-coated alumina flake pigments, metal oxide-coated glass flake pigments, and metal oxide-coated silica flake pigments, as shown below.
  • Metal oxide-coated mica pigments are pigments that use natural or artificial mica as a substrate and have the surface of the substrate coated with metal oxide.
  • Natural mica is a scaly substrate made by crushing mica ore.
  • Artificial mica is synthesized by heating industrial raw materials such as SiO2 , MgO , Al2O3 , K2SiF6 , and Na2SiF6 , melting them at a high temperature of about 1500°C, and then cooling and crystallizing them . Compared to natural mica, it has fewer impurities and is uniform in size and thickness.
  • artificial mica substrates include fluorine phlogopite ( KMg3AlSi3O10F2 ), potassium tetrasilicic mica ( KMg2.5AlSi4O10F2 ) , sodium tetrasilicic mica ( NaMg2.5AlSi4O10F2 ), Na taeniolite ( NaMg2LiSi4O10F2 ) , and LiNa taeniolite ( LiMg2LiSi4O10F2 ) .
  • fluorine phlogopite KMg3AlSi3O10F2
  • potassium tetrasilicic mica KMg2.5AlSi4O10F2
  • sodium tetrasilicic mica NaMg2.5AlSi4O10F2
  • NaMg2LiSi4O10F2 NaMg2LiSi4O10F2
  • LiNa taeniolite LiMg2LiS
  • Metal oxide-coated alumina flake pigments are pigments that use alumina flakes as a substrate, and the substrate surface is coated with metal oxide.
  • Alumina flakes refer to scaly (thin) aluminum oxide, which is colorless and transparent. The alumina flakes do not need to be composed solely of aluminum oxide, and may contain oxides of other metals.
  • Metal oxide-coated glass flake pigments are pigments that use flake glass as a base material, and the surface of the base material is coated with metal oxide. The smooth surface of the base material of these metal oxide-coated glass flake pigments produces strong light reflection.
  • Metal oxide-coated silica flake pigments are pigments in which a scaly silica base material with a smooth surface and uniform thickness is coated with metal oxide.
  • the optical interference pigment may be surface-treated to improve dispersibility, water resistance, chemical resistance, weather resistance, etc.
  • optical interference pigments with an average particle size in the range of 5 to 30 ⁇ m, and especially 7 to 20 ⁇ m.
  • the particle size referred to here means the median diameter of the volumetric particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method using a Microtrac particle size distribution analyzer MT3300 (product name, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
  • the above-mentioned optical interference pigments with a thickness in the range of 0.05 to 1.0 ⁇ m, and especially 0.1 to 0.8 ⁇ m.
  • the lustrous pigment (B) in the lustrous pigment dispersion is preferably one having an average particle size in the range of 1 to 100 ⁇ m, from the viewpoint of forming a coating film with a high gloss in highlights, a fine metallic or pearlescent luster with a small particle feel, and more preferably one having an average particle size in the range of 5 to 50 ⁇ m, and particularly preferably one having a thickness in the range of 7 to 30 ⁇ m.
  • the thickness is preferably in the range of 0.01 to 1.0 ⁇ m, and particularly preferably one in the range of 0.02 to 0.5 ⁇ m.
  • the content of the lustrous pigment (B) in the lustrous pigment dispersion of the present invention is preferably 5 to 80 parts by mass, more preferably 10 to 75 parts by mass, and even more preferably 15 to 70 parts by mass, based on 100 parts by mass of solids in the lustrous pigment dispersion, from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not develop wrinkles at edges where the film thickness tends to be thicker than in general parts, and does not develop sagging at vertical parts.
  • Nanocellulose (C) includes at least one selected from the group consisting of phosphate group-containing nanocellulose (C1), carboxyl group-containing nanocellulose (C2), and sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3).
  • Nanocellulose is a term referring to nanostructured cellulose, which is made by finely breaking down cellulose, the main component of plant cell walls, to the nano level. Specific examples include cellulose nanofibers, cellulose nanocrystals, cellulose nanowhiskers, and bacterial nanocellulose produced by bacteria.
  • cellulose nanofibers are defined as compounds obtained by subjecting cellulose fibers to processes such as mechanical defibration.
  • Cellulose nanocrystals are defined as compounds obtained by subjecting cellulose fibers to chemical processes such as acid hydrolysis.
  • the nanocellulose can be made by defibrating cellulose raw materials.
  • cellulose raw materials include plant materials (e.g., wood, bamboo, hemp, jute, kenaf, agricultural waste, cloth, pulp (softwood unbleached kraft pulp (NUKP), softwood bleached kraft pulp (NBKP), hardwood unbleached kraft pulp (LUKP), hardwood bleached kraft pulp (LBKP), softwood unbleached sulfite pulp (NUSP), softwood bleached sulfite pulp (NBSP), thermomechanical pulp (TMP), recycled pulp, waste paper, etc.), animal materials (e.g., sea squirts), algae, microorganisms (e.g., acetic acid bacteria (Acetobacter)), and microbial products. Any of these can be used.
  • Cellulose raw materials derived from plants or microorganisms are preferred, and cellulose raw materials derived from plants are more preferred.
  • the phosphate group-containing nanocellulose (C1) From the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster and does not cause wrinkles at edge portions, which tend to be thicker than general portions, and does not cause sagging at vertical portions, the phosphate group-containing nanocellulose (C1) preferably contains phosphate group-containing cellulose nanofibers (C11) and/or phosphate group-containing cellulose nanocrystals (C12), and more preferably contains phosphate group-containing cellulose nanofibers (C11).
  • the phosphate group-containing cellulose nanofiber (C11) has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, and from the viewpoint of forming a coating film that does not wrinkle at the edge portions, which tend to be thicker than the general portions, and does not sag at the vertical portions, the number average fiber diameter is preferably within the range of 2 to 500 nm, more preferably 2 to 250 nm, and even more preferably 2 to 150 nm.
  • the number average fiber length is preferably within the range of 0.1 to 20 ⁇ m, more preferably 0.1 to 15 ⁇ m, and even more preferably 0.1 to 10 ⁇ m.
  • the aspect ratio which is the value obtained by dividing the number average fiber length by the number average fiber diameter, is preferably within the range of 50 to 10,000, more preferably 50 to 5,000, and even more preferably 50 to 1,000.
  • the number-average fiber diameter and number-average fiber length are measured and calculated from images obtained by, for example, dispersing a sample of phosphate-containing cellulose nanofiber (C11) diluted with water and casting it onto a hydrophilically treated carbon film-coated grid observed under a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • the manufacturing method of the phosphate group-containing cellulose nanofiber (C11) is not particularly limited, but may include, for example, a step of introducing phosphate groups into the cellulose raw material and a defibration process.
  • the phosphate group introduction process is a process of reacting a compound having a phosphate group and/or its salt with the cellulose raw material in the presence of urea and/or its derivative. This introduces phosphate groups into the hydroxyl groups of the cellulose raw material.
  • the defibration process is a process of micronizing the fiber raw material into which the phosphate group has been introduced (hereinafter referred to as "phosphate group-introduced cellulose fiber") to the nano level.
  • the above processing steps are performed in the order of the phosphate group introduction process and the defibration process.
  • the phosphate group introduction process includes a step of introducing phosphate groups into cellulose, and may also include, as desired, an alkali treatment process, a process of washing off excess reagents, a heat treatment process of cleaving condensed phosphate groups, and the like.
  • the compound having a phosphate group and/or its salt is a compound that contains a phosphorus atom and can form an ester bond with cellulose.
  • the compound that contains a phosphorus atom and can form an ester bond with a hydroxyl group of cellulose is, for example, at least one selected from phosphoric acid, a salt of phosphoric acid, a dehydration condensation product of phosphoric acid, a salt of a dehydration condensation product of phosphoric acid, diphosphorus pentoxide, and phosphorus oxychloride, or a mixture of these, but is not limited thereto. All of them may contain water in the form of hydrate water or the like, or may be an anhydride that does not substantially contain water.
  • salts of phosphates and dehydrated condensates of phosphoric acid lithium salts, sodium salts, potassium salts, ammonium salts, organic ammonium salts, organic phosphonium salts of phosphoric acid and dehydrated condensates of phosphoric acid, as well as salts with any compound exhibiting basicity can be selected, but are not particularly limited.
  • phosphoric acid sodium salts of phosphoric acid, potassium salts of phosphoric acid, and ammonium salts of phosphoric acid are preferred from the viewpoints of high efficiency of introduction of phosphate groups, easier improvement of defibration efficiency in the defibration step described below, low cost, and ease of industrial application.
  • Phosphoric acid, ammonium dihydrogen phosphate, and sodium dihydrogen phosphate are more preferred.
  • urea and/or its derivatives include, but are not limited to, urea, thiourea, biuret, phenylurea, benzylurea, dimethylurea, diethylurea, tetramethylurea, benzoleinurea, hydantoin, etc.
  • urea is preferred because it is low cost, easy to handle, and easily forms hydrogen bonds with fiber raw materials having hydroxyl groups.
  • the reaction system may contain amides or amines.
  • amides include formamide, dimethylformamide, acetamide, and dimethylacetamide.
  • amines include methylamine, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, ethylenediamine, and hexamethylenediamine.
  • triethylamine in particular is known to act as a good reaction catalyst.
  • the amount of phosphate groups introduced into the cellulose raw material is not particularly limited, but is preferably 0.10 to 3.65 mmol/g per gram (mass) of fine cellulose fiber, more preferably 0.20 to 3.00 mmol/g, and even more preferably 0.50 to 2.00 mmol/g.
  • the content of the phosphate group-containing nanocellulose (C1) in the photoluminescent pigment dispersion of the present invention is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.2 to 7.5 parts by mass, and even more preferably 0.3 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of solids in the photoluminescent pigment dispersion, from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not develop wrinkles at edges where the film thickness tends to be thicker than in general parts, and does not develop sagging at vertical parts.
  • Carboxyl group-containing nanocellulose (C2) The carboxyl group-containing nanocellulose (C2) preferably contains carboxyl group-containing cellulose nanofiber (C21) and/or carboxyl group-containing cellulose nanocrystal (C22), and more preferably contains carboxyl group-containing cellulose nanofiber (C21), from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster and does not cause wrinkles at edge portions where the film thickness tends to be thicker than in general portions, and does not cause sagging at vertical portions.
  • the amount of carboxyl groups in the carboxyl group-containing cellulose nanofiber (C21) is preferably 0.80 to 1.10 mmol/g, more preferably 0.85 to 1.10 mmol/g, and even more preferably 0.90 to 1.10 mmol/g, relative to the bone dry mass of the cellulose nanofiber.
  • Carboxyl group-containing cellulose nanofibers (C21) can be obtained by defibrating oxidized cellulose obtained by introducing carboxyl groups into a cellulose raw material using a known method.
  • One method for introducing carboxyl groups into a cellulose raw material is, for example, to oxidize the cellulose raw material in water using an oxidizing agent in the presence of an N-oxyl compound and a bromide, iodide, or a mixture of these. This oxidation reaction selectively oxidizes the primary hydroxyl group at the C6 position of the pyranose ring on the cellulose surface.
  • a carboxyl group (-COOH) or a carboxylate group (-COO-) can be introduced onto the surface.
  • N-oxyl compound is a compound that can generate nitroxy radicals. Any compound that promotes the desired oxidation reaction can be used as an N-oxyl compound. Examples include 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxy radical (TEMPO) and its derivatives (e.g., 4-hydroxyTEMPO).
  • TEMPO 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxy radical
  • 4-hydroxyTEMPO 4-hydroxyTEMPO
  • the amount of N-oxyl compound is not particularly limited, as long as it is a catalytic amount capable of oxidizing the raw material cellulose.
  • the concentration of the N-oxyl compound in the reaction system is preferably about 0.1 mmol/L to 4 mmol/L.
  • Bromides are compounds that contain bromine, including alkali metal bromides that can dissociate and ionize in water.
  • Iodides are compounds that contain iodine, including alkali metal iodides.
  • the amount of bromide or iodide can be selected within a range that can promote the oxidation reaction.
  • the total amount of bromide and iodide is preferably 0.1 mmol to 100 mmol, more preferably 0.1 mmol to 10 mmol, and even more preferably 0.5 mmol to 5 mmol, per 1 g of bone-dry cellulose.
  • the oxidizing agent may be any known oxidizing agent, such as halogens, hypohalous acids, hypohalous acids, perhalogen acids or their salts, halogen oxides, peroxides, etc.
  • halogens such as halogens, hypohalous acids, hypohalous acids, perhalogen acids or their salts, halogen oxides, peroxides, etc.
  • sodium hypochlorite is preferred because it is inexpensive and has a low environmental impact.
  • the amount of oxidizing agent is preferably 0.5 mmol to 500 mmol, more preferably 0.5 mmol to 50 mmol, and even more preferably 1 mmol to 25 mmol, per 1 g of bone-dry cellulose. Also, for example, the amount of oxidizing agent is preferably 1 mol to 40 mol per 1 mol of N-oxyl compound.
  • the cellulose oxidation process can proceed efficiently even under relatively mild conditions.
  • the reaction temperature is preferably 4°C to 40°C, and may be room temperature of about 15°C to 30°C.
  • carboxyl groups are generated in the cellulose, and the pH of the reaction solution decreases.
  • an alkaline solution such as an aqueous sodium hydroxide solution during the reaction to maintain the pH of the reaction solution at 8 to 12, preferably 9 to 12, and more preferably about 10 to 12. Water is preferred as the reaction medium because it is easy to handle and is less likely to cause side reactions.
  • the reaction time for the oxidation reaction can be set appropriately according to the degree of oxidation progress, and is usually 0.5 to 6 hours.
  • the oxidation reaction may also be carried out in two stages.
  • the carboxylated cellulose obtained by filtering after the first stage reaction is oxidized again under the same or different reaction conditions, allowing efficient oxidation without reaction inhibition by salt produced as a by-product in the first stage reaction.
  • Another example is a method of oxidation by contacting cellulose raw materials with a gas containing ozone. This oxidation reaction oxidizes at least the hydroxyl groups at positions 2 and 6 of the pyranose ring, and causes the cellulose chain to break down.
  • the ozone concentration in the ozone-containing gas is preferably 50 g/m 3 to 250 g/m 3 , and more preferably 50 g/m 3 to 220 g/m 3.
  • the amount of ozone added to the cellulose raw material is preferably 0.1 parts by mass to 30 parts by mass, and more preferably 5 parts by mass to 30 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content of the cellulose raw material.
  • the ozone treatment temperature is preferably 0°C to 50°C, and more preferably 20°C to 50°C.
  • the ozone treatment time is not particularly limited, but is about 1 minute to 360 minutes, and preferably about 30 minutes to 360 minutes.
  • a further oxidation treatment may be carried out using an oxidizing agent.
  • the oxidizing agent used in the further oxidation treatment is not particularly limited, but examples include chlorine compounds such as chlorine dioxide and sodium chlorite, oxygen, hydrogen peroxide, persulfuric acid, and peracetic acid.
  • these oxidizing agents can be dissolved in a polar organic solvent such as water or alcohol to prepare an oxidizing agent solution, and the further oxidation treatment can be carried out by immersing the cellulose raw material in the solution.
  • the amount of carboxyl groups which indicates the degree of modification of oxidized cellulose, can be adjusted by controlling the reaction conditions, such as the amount of oxidizing agent added and the reaction time, as described above.
  • the amount of carboxyl groups is preferably 0.80 to 1.10 mmol/g, more preferably 0.85 to 1.10 mmol/g, and even more preferably 0.90 to 1.10 mmol/g, relative to the bone dry mass of oxidized cellulose.
  • the amount of carboxyl groups refers to the total amount of carboxyl groups (-COOH) and carboxylate groups (-COO-).
  • Carboxyl group amount [mmol/g pulp] a [ml] x 0.05/mass of oxidized pulp [g].
  • the degree of modification of oxidized cellulose can be regarded as the degree of modification of the defibrated cellulose nanofibers.
  • the device used for defibration is not particularly limited, but examples include devices of high-speed rotation type, colloid mill type, high-pressure type, roll mill type, ultrasonic type, etc., and a high-pressure or ultra-high-pressure homogenizer is preferable, and a wet high-pressure or ultra-high-pressure homogenizer is more preferable.
  • the device is preferably capable of applying a strong shear force to the cellulose raw material or oxidized cellulose (usually a dispersion liquid).
  • the pressure that the device can apply is preferably 50 MPa or more, more preferably 100 MPa or more, and even more preferably 140 MPa or more.
  • the device is preferably a wet high-pressure or ultra-high-pressure homogenizer that can apply the above pressure to the cellulose raw material or oxidized cellulose (usually a dispersion liquid) and can apply a strong shear force. This allows defibration to be performed efficiently.
  • the number of treatments (passes) in the defibration device may be one or two or more, and two or more are preferable.
  • oxidized cellulose is usually dispersed in a solvent.
  • a solvent there are no particular limitations on the solvent as long as it can disperse oxidized cellulose, but examples include water, organic solvents (e.g., hydrophilic organic solvents such as methanol), and mixtures of these. Since the cellulose raw material is hydrophilic, it is preferable that the solvent is water.
  • the solids concentration of oxidized cellulose in the dispersion is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 0.3% by mass or more. This ensures that the amount of liquid relative to the amount of cellulose fiber raw material is appropriate and efficient.
  • the upper limit is usually 10% by mass or less, and preferably 6% by mass or less. This allows fluidity to be maintained.
  • the order of the defibration process and the dispersion process is not particularly limited, and either may be performed first, or they may be performed simultaneously, but it is preferable to perform the defibration process after the dispersion process.
  • Each combination of processes needs to be performed at least once, and may be repeated two or more times.
  • preliminary treatment may be carried out prior to the defibration or dispersion treatment.
  • the preliminary treatment may be carried out using a mixing, stirring, emulsifying, or dispersing device such as a high-speed shear mixer.
  • the average fiber diameter of the carboxyl group-containing cellulose nanofiber (C21) is preferably 3 nm or more or 500 nm or less, more preferably 3 nm or more or 50 nm or less, and even more preferably 3 nm or more or 20 nm or less.
  • the average fiber length is preferably 60 nm or more or less than 2500 nm, more preferably 75 nm or more or less than 2250 nm, and even more preferably 90 nm or more or less than 900 nm.
  • the average fiber diameter and average fiber length of the carboxyl group-containing cellulose nanofiber (C21) can be measured, for example, by preparing a 0.001 mass% aqueous dispersion of the carboxyl group-containing cellulose nanofiber (C21), spreading this diluted dispersion thinly on a mica sample stage, and drying it by heating at 50°C to prepare a sample for observation, and measuring the cross-sectional height of the shape image observed with an atomic force microscope (AFM), thereby calculating the number average fiber diameter or number average fiber length.
  • AFM atomic force microscope
  • the average aspect ratio of the carboxyl group-containing cellulose nanofiber (C21) is preferably 20 or more and less than 50, more preferably in the range of 25 to 45, and even more preferably in the range of 30 to 45.
  • the content of the carboxyl group-containing nanocellulose (C2) in the photoluminescent pigment dispersion of the present invention is preferably 1 to 30 parts by mass, more preferably 2 to 25 parts by mass, and even more preferably 3 to 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of solids in the photoluminescent pigment dispersion, from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not develop wrinkles at edges where the film thickness tends to be thicker than in general parts, and does not develop sagging at vertical parts.
  • the content ratio of the phosphate group-containing nanocellulose (C1) and the carboxyl group-containing nanocellulose (C2) in the brilliant pigment dispersion of the present invention is preferably within the range of 1/99 to 50/50, more preferably within the range of 3/97 to 45/55, and even more preferably within the range of 5/95 to 40/60, in terms of the mass ratio ((C1)/(C2)) of the phosphate group-containing nanocellulose (C1) to the carboxyl group-containing nanocellulose (C2), from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not develop wrinkles at the edge portions where the film thickness tends to be thicker than in the general portions, and does not develop sagging at the vertical portions.
  • the sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3) preferably contains sulfonic acid group-containing cellulose nanofiber (C31) and/or sulfonic acid group-containing cellulose nanocrystal (C32), and more preferably contains sulfonic acid group-containing cellulose nanocrystal (C32), from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster and does not cause wrinkles at edge portions where the film thickness tends to be thicker than in general portions, and does not cause sagging at vertical portions.
  • Sulfonic acid group-containing cellulose nanocrystals can be produced by known methods. Specifically, for example, they can be obtained by a chemical treatment process in which a fiber raw material containing cellulose is chemically treated to introduce sulfo groups, and a process in which the amorphous portion is hydrolyzed with concentrated sulfuric acid or the like.
  • the number average fiber diameter of the sulfonic acid group-containing cellulose nanocrystal (C32) is preferably within the range of 1 to 50 nm, more preferably within the range of 1 to 30 nm, particularly preferably within the range of 1 to 15 nm, and even more particularly preferably within the range of 1 to 5 nm, from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not develop wrinkles at the edge portions, which tend to be thicker than the general portions, and does not develop sagging at the vertical portions.
  • the number average fiber length of the sulfonic acid group-containing cellulose nanocrystal (C32) is preferably within the range of 10 to 500 nm, more preferably within the range of 10 to 300 nm, particularly preferably within the range of 20 to 250 nm, and even more particularly preferably within the range of 30 to 150 nm, from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not develop wrinkles at the edge portions, which tend to be thicker than the general portions, and does not develop sagging at the vertical portions.
  • the number-average fiber diameter and number-average fiber length are measured and calculated from images obtained by, for example, dispersing a sample of sulfonic acid group-containing cellulose nanocrystals (C32) diluted with water and casting it onto a carbon film-coated grid that has been hydrophilized, and observing the result with a transmission electron microscope (TEM).
  • C32 sulfonic acid group-containing cellulose nanocrystals
  • the content of sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3) in the photoluminescent pigment dispersion of the present invention is preferably 1 to 30 parts by mass, more preferably 2 to 25 parts by mass, and even more preferably 3 to 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of solids in the photoluminescent pigment dispersion, from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not develop wrinkles at edges where the film thickness tends to be thicker than in general parts, and does not develop sagging at vertical parts.
  • the content ratio of the phosphate group-containing nanocellulose (C1) and the sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3) in the brilliant pigment dispersion of the present invention is preferably within the range of 1/99 to 50/50, more preferably within the range of 3/97 to 45/55, and even more preferably within the range of 5/95 to 40/60, in terms of the mass ratio ((C1)/(C3)) of the phosphate group-containing nanocellulose (C1) to the sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3), from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not develop wrinkles at the edge portions where the film thickness tends to be thicker than in the general portions, and does not develop sagging at the vertical portions.
  • the content ratio of the phosphate group-containing nanocellulose (C1) to at least one selected from the group consisting of carboxyl group-containing nanocellulose (C2) and sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3) in the brilliant pigment dispersion of the present invention is preferably within the range of 1/99 to 50/50, more preferably within the range of 3/97 to 45/55, and even more preferably within the range of 5/95 to 40/60, in terms of the mass ratio ((C1)/[(C2) and (C3)]) of the phosphate group-containing nanocellulose (C1) to at least one selected from the group consisting of carboxyl group-containing nanocellulose (C2) and sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3), from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not develop wrinkles at edge portions where the film thickness tends to be thicker than in general portions, and does not develop sagging at vertical portions.
  • the content of nanocellulose (C) in the photoluminescent pigment dispersion of the present invention is preferably 1 to 30 parts by mass, more preferably 2 to 25 parts by mass, and even more preferably 3 to 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of solids in the photoluminescent pigment dispersion, from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not develop wrinkles at edges where the film thickness tends to be thicker than in general parts, and does not develop sagging at vertical parts.
  • the glittering pigment dispersion of the present invention is a glittering pigment dispersion containing a wetting agent (A), a glittering pigment (B), nanocellulose (C) and water (D),
  • the solid content is 0.1 to 10 parts by mass relative to 100 parts by mass of the total of all components of the brilliant pigment dispersion
  • the nanocellulose (C) is a glittering pigment dispersion containing at least one selected from the group consisting of phosphate group-containing nanocellulose (C1), carboxyl group-containing nanocellulose (C2), and sulfonic acid group-containing nanocellulose (C3).
  • the content of water (D) in the photoluminescent pigment dispersion of the present invention is preferably within the range of 50 to 95 parts by mass, more preferably within the range of 60 to 90 parts by mass, and even more preferably within the range of 70 to 90 parts by mass, per 100 parts by mass of all components of the photoluminescent pigment dispersion, from the viewpoint of forming a coating film that has excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, does not develop wrinkles at the edge parts where the film thickness tends to be thicker than in the general parts, and does not develop sagging at vertical parts.
  • the solid content is preferably within the range of 0.5 to 8 parts by mass, and more preferably within the range of 1.5 to 6 parts by mass, per 100 parts by mass of all the components of the glitter pigment dispersion.
  • the photoluminescent pigment dispersion of the present invention may also contain a resin water dispersion from the viewpoint of water resistance of the resulting coating film.
  • the resin water dispersion is a dispersion in which a resin is dispersed in an aqueous solvent, and may contain at least one selected from the group consisting of a urethane resin water dispersion, an acrylic resin water dispersion, a polyester resin water dispersion, an olefin resin water dispersion, and a composite of these resins.
  • the water dispersion may be modified.
  • urethane resin aqueous dispersions and acrylic resin aqueous dispersions are preferred, with hydroxyl group-containing urethane resin aqueous dispersions and hydroxyl group-containing acrylic resin aqueous dispersions being more preferred, and hydroxyl group-containing acrylic resin aqueous dispersions being particularly preferred.
  • the hydroxyl-containing acrylic resin aqueous dispersion is preferably of the core-shell type.
  • the content is preferably within the range of 1 to 60 parts by mass, and more preferably within the range of 5 to 40 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content in the photoluminescent pigment dispersion.
  • the glittering pigment dispersion may further contain, as necessary, an organic solvent, a pigment other than the glittering pigment (B), a viscosity adjuster other than the nanocellulose (C), a binder resin other than the resin water dispersion, a crosslinkable component, a pigment dispersant, an anti-settling agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, and the like.
  • Pigments other than the above-mentioned luster pigment (B) include color pigments, extender pigments, etc.
  • color pigments examples include titanium oxide, zinc oxide, carbon black, molybdenum red, Prussian blue, cobalt blue, azo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, isoindoline pigments, threne pigments, perylene pigments, dioxazine pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, etc., and among these, carbon black is preferably used.
  • the content is preferably within the range of 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably within the range of 0.5 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content in the photoluminescent pigment dispersion.
  • extender pigment examples include clay, kaolin, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, talc, silica, and alumina white.
  • the content is preferably within the range of 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably within the range of 0.5 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content in the photoluminescent pigment dispersion.
  • polyacrylic acid-based viscosity modifiers that can be used besides the nanocellulose (C) include polyacrylic acid-based viscosity modifiers, polyamide-based viscosity modifiers, mineral-based viscosity modifiers, cellulose-based viscosity modifiers (excluding nanocellulose), polysaccharide-based viscosity modifiers, etc., and among these, it is preferable to use polyacrylic acid-based viscosity modifiers from the viewpoint of forming a coating film that does not wrinkle at the edge parts, which tend to be thicker than the general parts, and does not sag at the vertical parts.
  • polyacrylic acid-based viscosity modifiers examples include sodium polyacrylate, polyacrylic acid-(meth)acrylic acid ester copolymers, etc.
  • polyacrylic acid viscosity modifiers include, for example, “Primal ASE-60”, “Primal TT615", and “Primal RM5" (all trade names) manufactured by Dow Chemical Company, and "SN Thickener 613", “SN Thickener 618”, “SN Thickener 630”, “SN Thickener 634", and “SN Thickener 636” (all trade names) manufactured by San Nopco Ltd.
  • the solid content acid value of the polyacrylic acid viscosity modifier is preferably within the range of 30 to 300 mg KOH/g, and more preferably 80 to 280 mg KOH/g.
  • Polyamide-based viscosity modifiers include polyamide amine salts and fatty acid polyamides.
  • mineral-based viscosity modifiers include swellable layered silicates whose crystal structure is a 2:1 type structure.
  • Specific examples include smectite clay minerals such as natural or synthetic montmorillonite, saponite, hectorite, stevensite, beidellite, nontronite, bentonite, and laponite, as well as swellable mica clay minerals such as Na-type tetrasilicic fluorine mica, Li-type tetrasilicic fluorine mica, Na-salt type fluorine taeniolite, and Li-type fluorine taeniolite, as well as vermiculite, or substitutes or derivatives thereof, or mixtures thereof.
  • Cellulose-based viscosity modifiers include carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, etc.
  • Polysaccharide viscosity regulators include guar gum, xanthan gum, and locust bean gum.
  • the photoluminescent pigment dispersion of the present invention contains a viscosity modifier other than nanocellulose (C)
  • the content is preferably within the range of 1 to 30 parts by mass, and more preferably within the range of 3 to 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content in the photoluminescent pigment dispersion.
  • the crosslinkable component is a component for crosslinking and curing the glitter pigment dispersion by heating when the dispersion contains the resin water dispersion.
  • the crosslinkable component may be a component for self-crosslinking, or a component for crosslinking and curing with a part of the colored paint forming the colored coating film described below or a part of the clear paint forming the clear coating film described below.
  • crosslinkable component examples include amino resins, urea resins, polyisocyanate compounds, blocked polyisocyanate compounds, epoxy group-containing compounds, carboxyl group-containing compounds, carbodiimide group-containing compounds, hydrazide group-containing compounds, semicarbazide group-containing compounds, and silane coupling agents.
  • amino resins, polyisocyanate compounds, and blocked polyisocyanate compounds that can react with hydroxyl groups, and carbodiimide group-containing compounds that can react with carboxyl groups are preferred.
  • the polyisocyanate compounds and blocked polyisocyanate compounds those described in the section on clear coatings described below can be used.
  • the above crosslinkable components can be used alone or in combination of two or more.
  • the content thereof is preferably within the range of 0.5 to 100 parts by mass, more preferably within the range of 1 to 95 parts by mass, and even more preferably within the range of 2 to 90 parts by mass, in terms of the water resistance of the resulting coating film, based on 100 parts by mass of the photoluminescent pigment (B) in the photoluminescent pigment dispersion of the present invention.
  • the total content of the binder resin and crosslinkable component is, from the viewpoint of the metallic or pearlescent luster and water-resistant adhesion of the resulting coating film, preferably within the range of 1 to 200 parts by mass in terms of solid content, more preferably within the range of 2 to 150 parts by mass, and even more preferably within the range of 3 to 100 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content of the photoluminescent pigment (B) in the photoluminescent pigment dispersion.
  • the glittering pigment dispersion of the present invention has an excellent metallic or pearlescent metallic or pearlescent luster, and from the viewpoint of forming a coating film that does not develop wrinkles at edge portions which tend to be thicker than general portions, and does not develop sagging at vertical portions, the viscosity at a rotation speed of 6 revolutions per minute (6 rpm) is preferably within the range of 400 to 10,000 mPa sec, more preferably within the range of 500 to 8,000 mPa sec, and even more preferably within the range of 600 to 6,000 mPa sec.
  • the viscosity is defined as the viscosity one minute after the start of measurement under certain conditions. Specifically, the prepared photoluminescent pigment dispersion is placed in a specified container and a rotary mixer is used to set the rotation speed to 1000 rpm and mix until homogenous. Measurement is then started at a temperature of 20°C and 6 rpm using a B-type viscometer, and the viscosity is defined as the viscosity one minute after the start (also referred to as the "B6 value" in this specification).
  • the viscometer used here is the "LVDV-I" (product name, B-type viscometer, manufactured by BROOKFIELD).
  • a rotation speed of 6 rpm is a common condition for controlling the viscosity of pseudoplastic liquids.
  • the method for forming a multi-layer coating film of the present invention comprises the steps of: Step (1): A step of applying a base coating material (X) onto a substrate to form an uncured base coating film; Step (2): A step of applying the glittering pigment dispersion of the present invention onto the base coating film formed in step (1) to form an uncured glittering coating film; Step (3): A step of applying an uncured clear coating (Z) onto the glossy coating film formed in step (2) to form a clear coating film; and Step (4): A method for forming a multilayer coating film, comprising a step of simultaneously heating and curing the uncured base coating film formed in step (1), the uncured glossy coating film formed in step (2), and the uncured clear coating film formed in step (3).
  • Substrate The multilayer coating film of the present invention is formed on the substrate shown below.
  • substrates include metals such as iron, zinc, and aluminum, alloys containing these metals, and molded products made from these metals, as well as molded products and films made from glass, plastic, foam, and the like. These materials can be degreased or surface-treated as appropriate to create substrates. Examples of such surface treatments include phosphate treatment, chromate treatment, and complex oxide treatment. Furthermore, if the substrate is made of metal, it is preferable that a primer coating film is formed on the surface-treated metal material using a cationic electrocoating paint or the like. Furthermore, if the substrate is made of plastic, it is preferable that a primer coating film is formed on the degreased plastic material using a primer paint.
  • Base paint (X) As the base coating material (X), specifically, a known thermosetting coating material containing as main components a base resin, a crosslinking agent, a pigment, and a solvent such as an organic solvent and/or water can be used.
  • the base resin used in the base coating (X) may be a thermosetting resin or a room temperature curing resin, but from the standpoint of water resistance, chemical resistance, weather resistance, etc., a thermosetting resin is preferable.
  • the base resin a resin with good weather resistance and transparency is suitable, and specific examples include acrylic resin, polyester resin, epoxy resin, urethane resin, etc.
  • acrylic resin examples include ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acids, (meth)acrylic acid esters having functional groups such as hydroxyl groups, amide groups, methylol groups, and epoxy groups, and resins obtained by copolymerizing other (meth)acrylic acid esters, styrene, etc.
  • polyester resins include polyester resins obtained by the condensation reaction of polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, and pentaerythritol with polycarboxylic acid components such as adipic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, and trimellitic anhydride.
  • polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, and pentaerythritol
  • polycarboxylic acid components such as adipic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, and trimellitic anhydride.
  • An example of an epoxy resin is the so-called bisphenol A type epoxy resin, which is produced by the condensation reaction of bisphenol A and epichlorohydrin.
  • urethane resins include compounds obtained by the addition reaction of diisocyanate compounds with polyhydric alcohols, and those obtained by reacting the above-mentioned acrylic resins, polyester resins, or epoxy resins with diisocyanate compounds to increase the molecular weight.
  • the base paint (X) may be either a water-based paint or a solvent-based paint, but from the viewpoint of reducing the VOC of the paint, it is preferable that the base paint is a water-based paint.
  • the base resin is a resin containing a sufficient amount of hydrophilic groups, such as carboxyl groups, hydroxyl groups, methylol groups, amino groups, sulfonic acid groups, polyoxyethylene bonds, etc., most commonly carboxyl groups, to make the resin water-soluble or water-dispersible, and the hydrophilic groups are neutralized to form alkaline salts to make the base resin water-soluble or water-dispersible.
  • the amount of hydrophilic groups is not particularly limited and can be selected as desired depending on the degree of water-solubilization or water-dispersion, but generally, it can be about 10 mg KOH/g or more, preferably within the range of 30 to 200 mg KOH/g, based on the acid value.
  • alkaline substances used for neutralization include sodium hydroxide and amine compounds.
  • the resin can also be dispersed in water by emulsion polymerization of the polymerizable component in the presence of a surfactant or a water-soluble resin. Furthermore, the resin can also be dispersed in water in the presence of an emulsifier, for example.
  • the base resin may not contain any hydrophilic groups at all, or may contain less of them than the water-soluble resin.
  • the crosslinking agent is used to crosslink and harden the base resin by heating, and can be any of the crosslinking components exemplified in the description of the brilliant pigment dispersion of the present invention.
  • the ratio of each of the above components in the base coating (X) can be selected as desired, but from the viewpoints of water resistance, finish, etc., it is generally preferable that the base resin and crosslinking agent are within the ranges of 60 to 90 mass%, particularly 70 to 85 mass%, of the former and 10 to 40 mass%, particularly 15 to 30 mass%, of the latter, based on the total mass of the two components.
  • the pigment provides the base coating film formed by the base paint (X) with brilliance, color, and base hiding properties.
  • the type and amount of the pigment can be adjusted appropriately depending on the hue or brightness desired for the multi-layer coating film.
  • pigments examples include luster pigments, color pigments, and extender pigments.
  • the cured film thickness of the base coating film obtained from the base paint (X) is preferably within the range of 3 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably within the range of 5 to 45 ⁇ m, and even more preferably within the range of 7 to 40 ⁇ m, from the viewpoints of the hiding power of the base and the metallic or pearlescent luster of the multi-layer coating film.
  • the base paint (X) can be applied according to a normal method.
  • the base paint (X) is a water-based paint, for example, deionized water and, if necessary, additives such as a thickener and an antifoaming agent can be added to the base paint (X) to adjust the solid content to about 10-70% by mass and the viscosity to 500-6000 cps/6 rpm (B-type viscometer), and then the surface of the substrate can be sprayed or sprayed with a rotary atomizer.
  • the solid content within the range of 10-20% by mass.
  • electrostatic application can also be performed if necessary.
  • the base paint (X) preferably has a black-and-white hiding film thickness of 80 ⁇ m or less, more preferably 10 to 60 ⁇ m, and even more preferably 15 to 50 ⁇ m.
  • the "black-and-white hiding film thickness” is the minimum film thickness at which the boundary between the black and white checkered pattern of the hiding rate test paper, as specified in JIS K5600-4-1, 4.1.2, is no longer visible when a black-and-white checkered pattern hiding rate test paper is attached to a steel plate, the paint is applied at an angle so that the film thickness changes continuously, and the paint is dried or cured. The paint surface is then visually observed under diffuse daylight, and the minimum film thickness at which the boundary between the black and white checkered pattern of the hiding rate test paper is no longer visible is measured with an electromagnetic film thickness gauge.
  • the coating When applying the photoluminescent pigment dispersion of the present invention onto an uncured base coating film of base paint (X), after applying the base paint (X), the coating can be left at room temperature for 15 to 30 minutes, or heated at a temperature of 50 to 100°C for 30 seconds to 10 minutes, and then the photoluminescent pigment dispersion of the present invention can be applied.
  • the glittering pigment dispersion (Y) of the present invention can be coated by electrostatic coating, air spray, airless spray, etc. These coating methods may be electrostatically applied as necessary. In the method for forming a multi-layer coating film of the present invention, rotary atomization type electrostatic coating is particularly preferred.
  • the dry thickness of the glitter coating is preferably 0.025 to 3 ⁇ m, and more preferably 0.15 to 2.5 ⁇ m.
  • the clear coating (Z) can be applied after leaving it at room temperature for 15 to 30 minutes or heating it at a temperature of 50 to 100°C for 30 seconds to 10 minutes.
  • the clear coating material (Z) may be any known thermosetting clear coating material composition.
  • the thermosetting clear coating material composition include organic solvent-based thermosetting coating materials containing a base resin having a crosslinkable functional group and a curing agent, water-based thermosetting coating materials, and powder thermosetting coating materials.
  • Examples of the crosslinkable functional groups possessed by the base resin include carboxyl groups, hydroxyl groups, epoxy groups, and silanol groups.
  • Examples of the types of base resin include acrylic resins, polyester resins, alkyd resins, urethane resins, epoxy resins, and fluororesins.
  • Examples of the curing agent include polyisocyanate compounds, blocked polyisocyanate compounds, melamine resins, urea resins, carboxyl group-containing compounds, carboxyl group-containing resins, epoxy group-containing resins, and epoxy group-containing compounds.
  • Preferred combinations of base resin/curing agent for the clear coating (Z) include carboxyl group-containing resin/epoxy group-containing resin, hydroxyl group-containing resin/polyisocyanate compound, hydroxyl group-containing resin/blocked polyisocyanate compound, hydroxyl group-containing resin/melamine resin, etc.
  • the clear coating material (Z) may be a one-component coating material or a multi-component coating material such as a two-component coating material.
  • the clear coating (Z) is preferably a two-component clear coating containing the following hydroxyl group-containing resin and polyisocyanate compound, from the viewpoint of the adhesion of the resulting coating film.
  • Hydroxyl- containing resin any conventionally known resin can be used without any restrictions as long as it contains hydroxyl groups.
  • the hydroxyl-containing resin include hydroxyl-containing acrylic resin, hydroxyl-containing polyester resin, hydroxyl-containing polyether resin, and hydroxyl-containing polyurethane resin, and preferred examples include hydroxyl-containing acrylic resin and hydroxyl-containing polyester resin, and particularly preferred examples include hydroxyl-containing acrylic resin.
  • the hydroxyl value of the hydroxyl-containing acrylic resin is preferably within the range of 80 to 200 mgKOH/g, and more preferably within the range of 100 to 180 mgKOH/g, from the viewpoint of the scratch resistance and water resistance of the coating film.
  • the weight average molecular weight of the hydroxyl-containing acrylic resin is preferably within the range of 2,500 to 40,000, and more preferably within the range of 5,000 to 30,000, from the viewpoint of the acid resistance and smoothness of the coating film.
  • the weight average molecular weight is a value calculated based on the molecular weight of standard polystyrene from a chromatogram measured by gel permeation chromatography.
  • the gel permeation chromatograph used was "HLC8120GPC” (manufactured by Tosoh Corporation). Four columns were used: “TSKgel G-4000HXL”, “TSKgel G-3000HXL”, “TSKgel G-2500HXL”, and "TSKgel G-2000HXL” (all product names manufactured by Tosoh Corporation). The conditions were as follows: mobile phase: tetrahydrofuran, measurement temperature: 40°C, flow rate: 1 cc/min, detector: RI.
  • the glass transition temperature of the hydroxyl-containing acrylic resin is preferably -40°C to 20°C, and more preferably within the range of -30°C to 10°C. If the glass transition temperature is -40°C or higher, the coating film will have sufficient hardness, and if it is 20°C or lower, the coating film will be able to maintain its surface smoothness.
  • the polyisocyanate compound is a compound having at least two isocyanate groups in one molecule, and examples thereof include aliphatic polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates, araliphatic polyisocyanates, aromatic polyisocyanates, and derivatives of the polyisocyanates.
  • aliphatic polyisocyanates examples include trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1,2-butylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3-butylene diisocyanate, 2,4,4- or 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, methyl 2,6-diisocyanatohexanoate (common name: lysine diisocyanate), isocyanate); aliphatic triisocyanates such as 2-isocyanatoethyl 2,6-diisocyanatohexanoate, 1,6-diisocyanato-3-isocyanatomethylhexane, 1,4,8-triisocyanatooctane, 1,6,11-triisocyanatounde
  • alicyclic polyisocyanate examples include 1,3-cyclopentene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (common name: isophorone diisocyanate), 4-methyl-1,3-cyclohexylene diisocyanate (common name: hydrogenated TDI), 2-methyl-1,3-cyclohexylene diisocyanate, cycloaliphatic diisocyanates such as 1,3- or 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane (common name: hydrogenated xylylene diisocyanate) or mixtures thereof, methylenebis(4,1-cyclohexanediyl)diisocyanate (common name: hydrogenated MDI), and norbornane diisocyanate; 1,3,5-triisocyanatol
  • aromatic aliphatic polyisocyanate examples include aromatic aliphatic diisocyanates such as methylenebis(4,1-phenylene)diisocyanate (common name: MDI), 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or mixtures thereof, ⁇ , ⁇ '-diisocyanato-1,4-diethylbenzene, 1,3- or 1,4-bis(1-isocyanato-1-methylethyl)benzene (common name: tetramethylxylylene diisocyanate) or mixtures thereof; and aromatic aliphatic triisocyanates such as 1,3,5-triisocyanatomethylbenzene.
  • aromatic aliphatic diisocyanates such as methylenebis(4,1-phenylene)diisocyanate (common name: MDI), 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or mixtures thereof, ⁇ , ⁇ '-diisocyanato-1,4-
  • aromatic polyisocyanate examples include aromatic diisocyanates such as m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (common name: 2,4-TDI) or 2,6-tolylene diisocyanate (common name: 2,6-TDI) or mixtures thereof, 4,4'-toluidine diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate; aromatic triisocyanates such as triphenylmethane-4,4',4''-triisocyanate, 1,3,5-triisocyanatobenzene, 2,4,6-triisocyanatotoluene; and aromatic tetraisocyanates such as 4,4'-diphenylmethane-2,2',5,5'-tetraisocyanate.
  • examples of the derivatives of the polyisocyanates include dimers, trimers, biurets, allophanates, uretdione, uretoimine, isocyanurates, oxadiazinetriones, polymethylene polyphenyl polyisocyanates (crude MDI, polymeric MDI), crude TDI, etc. of the above-mentioned polyisocyanates.
  • the derivatives of the polyisocyanates may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the above polyisocyanates and their derivatives may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • hexamethylene diisocyanate compounds and among alicyclic diisocyanates, 4,4'-methylenebis(cyclohexylisocyanate) can be preferably used.
  • derivatives of hexamethylene diisocyanate are particularly suitable from the standpoint of adhesion, compatibility, etc.
  • the polyisocyanate compound may be a prepolymer obtained by reacting the above polyisocyanate or its derivative with a compound having an active hydrogen group, such as a hydroxyl group or an amino group, which can react with the polyisocyanate under conditions of excess isocyanate groups.
  • a compound having an active hydrogen group such as a hydroxyl group or an amino group
  • Examples of compounds that can react with the polyisocyanate include polyhydric alcohols, low molecular weight polyester resins, amines, water, etc.
  • a blocked polyisocyanate compound which is a compound in which the isocyanate groups in the above polyisocyanates and their derivatives are blocked with a blocking agent, can also be used.
  • the above blocking agents include, for example, phenol-based agents such as phenol, cresol, xylenol, nitrophenol, ethylphenol, hydroxydiphenyl, butylphenol, isopropylphenol, nonylphenol, octylphenol, and methyl hydroxybenzoate; lactam-based agents such as ⁇ -caprolactam, ⁇ -valerolactam, ⁇ -butyrolactam, and ⁇ -propiolactam; aliphatic alcohol-based agents such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, amyl alcohol, and lauryl alcohol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether.
  • phenol-based agents such as phenol, cresol, xylenol, nitrophenol, ethylphenol, hydroxydiphenyl, butylphenol, isopropylphenol, nonyl
  • Ether-based compounds such as ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and methoxymethanol; alcohol-based compounds such as benzyl alcohol, glycolic acid, methyl glycolate, ethyl glycolate, butyl glycolate, lactic acid, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methylol urea, methylol melamine, diacetone alcohol, 2-hydroxyethyl acrylate, and 2-hydroxyethyl methacrylate; formamide oxime, acetamide oxime, acetoxime, and methyl ethyl ketoxy.
  • alcohol-based compounds such as benzyl alcohol, glycolic acid, methyl glycolate, ethyl glycolate, butyl glycolate, lactic acid, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methylol
  • oxime-based compounds such as dimethyl malonate, diethyl malonate, ethyl acetoacetate, methyl acetoacetate, acetylacetone, and other active methylene-based compounds; mercaptan-based compounds such as butyl mercaptan, t-butyl mercaptan, hexyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptobenzothiazole, thiophenol, methylthiophenol, ethylthiophenol, and other acid amide-based compounds such as acetanilide, acetanisidide, acetotoluide, acrylamide, methacrylamide, acetic acid amide, stearic acid amide, and benzamide; succinic acid amide, ...
  • imide-based compounds such as maleic acid imide, phthalic acid imide, and maleic acid imide
  • amine-based compounds such as diphenylamine, phenylnaphthylamine, xylidine, N-phenylxylidine, carbazole, aniline, naphthylamine, butylamine, dibutylamine, and butylphenylamine
  • imidazole-based compounds such as imidazole and 2-ethylimidazole
  • urea-based compounds such as urea, thiourea, ethyleneurea, ethylenethiourea, and diphenylurea
  • carbamate-based compounds such as N-phenylphenylcarbamate
  • imine-based compounds such as ethyleneimine and propyleneimine
  • sulfite-based compounds such as sodium bisulfite and potassium bisulfite
  • azole-based compounds such as sodium bisulfite and potassium bisulfite
  • azole compounds examples include pyrazoles or pyrazole derivatives such as pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3-methylpyrazole, 4-benzyl-3,5-dimethylpyrazole, 4-nitro-3,5-dimethylpyrazole, 4-bromo-3,5-dimethylpyrazole, and 3-methyl-5-phenylpyrazole; imidazoles or imidazole derivatives such as imidazole, benzimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, and 2-phenylimidazole; and imidazoline derivatives such as 2-methylimidazoline and 2-phenylimidazoline.
  • pyrazoles or pyrazole derivatives such as pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3-methylpyrazole, 4-benzyl-3,5-dimethylpyrazole, 4-nitro-3,5-dimethylpyrazole, 4-bromo-3,5-dimethylpyrazole, and 3-methyl-5-
  • Solvents used in blocking reactions should be those that are not reactive with isocyanate groups, for example, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP).
  • ketones such as acetone and methyl ethyl ketone
  • esters such as ethyl acetate
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • the polyisocyanate compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • the equivalent ratio (OH/NCO) of the hydroxyl groups of the hydroxyl-containing resin to the isocyanate groups of the polyisocyanate compound is preferably within the range of 0.5 to 2.0, and more preferably 0.8 to 1.5.
  • the hydroxyl-containing resin and the polyisocyanate compound are in a separated form from the standpoint of storage stability, and that the two are mixed together immediately before use.
  • a one-component coating may be used.
  • Combinations of base resin/curing agent in one-component coatings include carboxyl group-containing resin/epoxy group-containing resin, hydroxyl group-containing resin/blocked polyisocyanate compound, hydroxyl group-containing resin/melamine resin, etc.
  • the clear coating (Z) may further contain additives such as solvents such as water or organic solvents, curing catalysts, defoamers, and ultraviolet absorbers, as necessary.
  • the above clear coating (Z) can be appropriately blended with a coloring pigment within a range that does not impair transparency.
  • a coloring pigment one or a combination of two or more pigments conventionally known for use in inks and coatings can be blended.
  • the amount of the pigment to be added can be determined appropriately, but is 30 parts by mass or less, preferably 0.01 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the vehicle-forming resin composition in the clear coating.
  • the form of the clear coating (Z) is not particularly limited, but it is usually used as an organic solvent-based coating composition.
  • the organic solvent used may be various organic solvents for coating, such as aromatic or aliphatic hydrocarbon solvents; ester solvents; ketone solvents; ether solvents, etc.
  • the organic solvent used may be the same as that used in the preparation of the hydroxyl group-containing resin, etc., or may be added as appropriate.
  • the solids concentration of the clear coating (Z) is preferably about 30 to 70% by mass, and more preferably in the range of about 40 to 60% by mass.
  • the aforementioned clear paint (Z) is applied onto the glossy coating film.
  • the application of the clear paint (Z) is not particularly limited and can be carried out in the same manner as the application of the colored paint (X), for example, by a coating method such as air spray, airless spray, rotary atomization coating, curtain coat coating, etc. These coating methods may be carried out using electrostatic application as necessary. Of these, rotary atomization coating using electrostatic application is preferred.
  • the amount of clear paint (Z) applied is usually preferably an amount that results in a cured film thickness of about 10 to 50 ⁇ m.
  • the viscosity of the clear coating (Z) it is preferable to adjust the viscosity of the clear coating (Z) appropriately using a solvent such as an organic solvent so that it is in a viscosity range suitable for the coating method, for example, in rotary atomization coating using electrostatic application, the viscosity range is about 15 to 60 seconds when measured at 20°C with a Ford Cup No. 4 viscometer.
  • the multi-layer coating film forming method of the present invention includes a step of curing the base coating film, the glossy coating film, and the clear coating film by heating them simultaneously.
  • the heating can be performed by known means, for example, a drying oven such as a hot air oven, an electric oven, or an infrared induction heating oven.
  • the heating temperature is preferably within the range of 70 to 150°C, and more preferably 80 to 140°C.
  • the heating time is not particularly limited, but is preferably within the range of 10 to 40 minutes, and more preferably 20 to 30 minutes.
  • the resulting electrocoated surface of the steel plate was then coated with "TP-90 No. 8101 Gray” (product name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., hydroxyl group/melamine and blocked isocyanate group curing type one-component organic solvent-based paint) using an air spray to a thickness of 40 ⁇ m based on the cured coating film, and after leaving it for 7 minutes, it was heated at 140°C for 30 minutes to form an undercoat coating film, completing the coating process.
  • TP-90 No. 8101 Gray product name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., hydroxyl group/melamine and blocked isocyanate group curing type one-component organic solvent-based paint
  • Monomer emulsion 50 parts of deionized water, 10 parts of styrene, 40 parts of methyl methacrylate, 35 parts of ethyl acrylate, 3.5 parts of n-butyl methacrylate, 10 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 1.5 parts of acrylic acid, 1.0 part of "Aqualon KH-10" and 0.03 parts of ammonium persulfate were mixed and stirred to obtain a monomer emulsion.
  • Phosphate group-containing polymerizable monomer 57.5 parts of monobutyl phosphate and 41 parts of isobutanol were placed in a reaction vessel equipped with a thermometer, thermostat, stirrer, reflux condenser, and dropping device, and the temperature was raised to 90°C. 42.5 parts of glycidyl methacrylate was then dropped over 2 hours, and the mixture was then further stirred and aged for 1 hour. 59 parts of isopropanol was then added to obtain a phosphate group-containing polymerizable monomer solution with a solids concentration of 50%. The acid value due to the phosphate group of the resulting monomer was 285 mgKOH/g.
  • Production Example 7 62.5 parts of the pigment dispersion paste (P-1) obtained in Production Example 4, 54 parts of the glittering pigment dispersion liquid (P-2) obtained in Production Example 5, 44.4 parts (20 parts solids) of the acrylic resin water dispersion (R-1) obtained in Production Example 1, 60 parts (21 parts solids) of "Ucoat UX-8100" (product name, urethane emulsion, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., 35% solids), and 37.5 parts (30 parts solids) of "Cymel 325" (product name, melamine resin, manufactured by Nippon Cytec Industries, 80% solids) were uniformly mixed.
  • the remaining monomer emulsion (1) was dropped into the reaction vessel held at the same temperature over 3 hours, and aging was carried out for 1 hour after the end of the dropping.
  • the monomer emulsion (2) described below was dropped over 1 hour, and after aging for 1 hour, the reaction vessel was cooled to 30 ° C. while gradually adding 40 parts of a 5% aqueous solution of dimethylethanolamine to the reaction vessel, and the mixture was discharged while filtering through a 100 mesh nylon cloth, to obtain an acrylic resin water dispersion (R-4) having a solid content concentration of 28%.
  • the resulting acrylic resin water dispersion (R-4) had a hydroxyl value of 25 mgKOH/g and an acid value of 33 mgKOH/g.
  • Monomer emulsion (1) 42 parts of deionized water, 0.72 parts of "Aqualon KH-10", 2.1 parts of methylenebisacrylamide, 2.8 parts of styrene, 16.1 parts of methyl methacrylate, 28 parts of ethyl acrylate, and 21 parts of n-butyl acrylate were mixed and stirred to obtain monomer emulsion (1).
  • Monomer emulsion (2) 18 parts of deionized water, 0.31 parts of "Aqualon KH-10", 0.03 parts of ammonium persulfate, 5.1 parts of methacrylic acid, 5.1 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 3 parts of styrene, 6 parts of methyl methacrylate, 1.8 parts of ethyl acrylate, and 9 parts of n-butyl acrylate were mixed and stirred to obtain monomer emulsion (2).
  • the mixture was aged at 110 ° C. for 30 minutes, and then an additional catalyst mixture consisting of 25 parts of ethylene glycol monobutyl ether and 0.5 parts of azobisisobutyronitrile was added dropwise over 1 hour.
  • the mixture was then aged at 110° C. for 1 hour and then cooled to obtain an acrylic resin solution (R-5) with a solid content of 50%.
  • the acrylic resin solution (R-5) had a hydroxyl value of 43 mg KOH/g and a weight average molecular weight of about 20,000.
  • the carboxyl group amount of the carboxyl group-containing cellulose nanofiber dispersion (C21-1) was 0.94 mmol/g, the average fiber diameter was 6.9 nm, the average fiber length was 235 nm, and the aspect ratio was 34.
  • Example 1 of the preparation of a glittering pigment dispersion Into a stirring mixing vessel, 4,830 parts of distilled water, 15 parts (15 parts solids) of "Dynol-604" (trade name, manufactured by Evonik Industries, acetylene diol-based surface conditioner, solids content 100%), 434.8 parts (200 parts solids) of "Alpaste EMR-B6360” (trade name, manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd., solids content 46%, non-leafing aluminum flakes, average particle size D50: 10.3 ⁇ m, thickness: 0.19 ⁇ m, surface treated with silica), 150 parts (3 parts solids) of phosphoric acid group-containing cellulose nanofiber dispersion (C11-1) (number average fiber diameter 4 nm, amount of phosphoric acid group introduced 1.00 mmol/g, solids concentration 2.0%), 675 parts (27 parts solids) of the carboxyl group-containing cellulose nanofiber dispersion (C21-1) obtained in Production Example 11, and "Primal
  • Comparative Example 7 As the glittering pigment dispersion (Y-17), a commercially available "WBC-713T No. 1F7" (product name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., acrylic melamine resin-based water-based base coat paint, silver paint color, solid content 23%, aluminum pigment-containing, nanocellulose (C)-free) was used.
  • WBC-713T No. 1F7 product name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., acrylic melamine resin-based water-based base coat paint, silver paint color, solid content 23%, aluminum pigment-containing, nanocellulose (C)-free
  • Test Plates (1) Preparation of Test Plates for Evaluating Wrinkles, 60° Specular Gloss (60° Gloss) and Flip-Flop Properties Example 11
  • the base coating material (X-1) was electrostatically coated on the substrate prepared in the above [1] using a rotary atomizing bell-type coater in a vertical position so that the cured film thickness was 9 ⁇ m, and the substrate was left to stand for 2 minutes to form an uncured base coating film.
  • the glitter pigment dispersion (Y-1) prepared in Example 1 was applied vertically onto the uncured base coating using an ABB Robot Bell at a booth temperature of 23°C and humidity of 68% so that the dry coating thickness was 0.7 ⁇ m. After leaving it for 3 minutes, it was preheated vertically at 80°C for 3 minutes to form a glitter coating.
  • clear paint (Z-1) was applied vertically onto the uncured glossy coating using an ABB Robot Bell at a booth temperature of 23°C and humidity of 68% so that the dry coating thickness was 35 ⁇ m to form a clear coating.
  • the board was left at room temperature for 7 minutes, and then heated vertically at 140°C for 30 minutes in a hot air circulation drying oven to simultaneously dry the multi-layer coating and prepare a test panel for evaluating wrinkles, 60° specular gloss (60° gloss), and flip-flop properties.
  • Examples 12 to 21 and Comparative Examples 8 to 14 Test panels for evaluating wrinkles, 60° specular gloss (60° gloss) and flip-flop properties were obtained in the same manner as in Example 11, except that the paint, luster pigment dispersion, and film thickness were as shown in Table 2.
  • Example 11 (2) Preparation of test plate for evaluating sagging of vertical portion Example 11 A row of 17 punch holes, each 5 mm in diameter, was made at 2 cm intervals on the long side of the substrate prepared in [1] above, 3 cm from the end of the substrate. Each punch hole was made 10 cm away from the 400 mm long side.
  • Base paint (X-1) was electrostatically applied onto the substrate in a vertical position using a rotary atomizing bell-type coater to a cured film thickness of 9 ⁇ m, and the substrate was left to stand for 2 minutes to form an uncured base coating film.
  • the photoluminescent pigment dispersion (Y-1) prepared in Example 1 was applied vertically onto the uncured base coating using an ABB robot bell at a booth temperature of 22°C and humidity of 78%, with a film thickness gradient to obtain a dry coating film thickness of approximately 0.5 ⁇ m to 4 ⁇ m in the longitudinal direction, and the coating was left for 3 minutes, after which it was preheated vertically at 80°C for 3 minutes to form a photoluminescent coating film.
  • clear paint (Z-1) was applied vertically onto the uncured glossy coating using an ABB Robot Bell at a booth temperature of 23°C and humidity of 68% so that the dry coating thickness was 35 ⁇ m to form a clear coating.
  • the panel was left at room temperature for 7 minutes, and then heated vertically at 140°C for 30 minutes in a hot air circulating drying oven to simultaneously dry the multi-layer coating and prepare a test panel for evaluating sagging in the vertical section.
  • Example 12 to 21 and Comparative Examples 8 to 14 Test panels for evaluating sagging in vertical portions were obtained in the same manner as in Example 11, except that the paint, the glitter pigment dispersion, and the film thickness were as shown in Table 2.
  • Wrinkles The edges of each test plate were visually inspected and rated according to the following criteria: A and B are acceptable. A: No wrinkles are observed, and the coating film has an extremely excellent appearance. B: Almost no wrinkles are observed, and the coating film has an excellent appearance. C: Wrinkles are considerably or significantly observed, and the coating appearance is poor.
  • sagging limit film thickness ( ⁇ m)

Landscapes

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Abstract

湿潤剤(A)、光輝性顔料(B)、ナノセルロース(C)及び水(D)を含有する光輝性顔料分散体であって、 前記光輝性顔料分散体の全成分合計100質量部に対して、固形分を0.1~10質量部含み、 前記ナノセルロース(C)は、リン酸基含有ナノセルロース(C1)と、カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)及びスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)から成る群から選ばれる少なくとも1種と、を含む、光輝性顔料分散体。

Description

光輝性顔料分散体及び複層塗膜形成方法
 本発明は光輝性顔料分散体及び複層塗膜形成方法に関するものである。
 塗料を塗装する目的は、主に素材の保護及び美観の付与である。工業製品においては、その商品力を高める点から、美観、なかでも特に「質感」が重要である。消費者が求める工業製品の質感は多様なものであるが、近年、自動車外板、自動車部品等の分野において、金属や真珠のような光沢感が求められている(以下、金属のような光沢感と真珠のような光沢感とを併せて「金属又は真珠調光沢」と表記する)。
 金属又は真珠調光沢とは、鏡面のように表面に粒子感がなく、さらに、塗装板を正反射光近傍で見たとき(ハイライト)は光り輝き、正反射光から離れた反射光強度の比較的小さい部分で見たとき(シェード)は暗くみえる、すなわちハイライト領域とシェード領域の輝度差が大きいことを特徴とする質感である。
 かかる金属又は真珠調光沢を工業製品の表面に付与する技術には、金属めっき処理や金属蒸着処理等(例えば、特許文献1)があるが、塗料によって金属又は真珠調光沢が付与できれば、簡便さ及びコスト等の観点から有利であり、さらにその塗料が水性であれば環境負荷の点からなお有利である。
 特許文献2には、蒸着金属膜を粉砕して金属片とした光輝性顔料と、20~150mgKOH/g(固形分)の酸価を有する水性セルロース誘導体とを含み、前記水性セルロース誘導体を主たるバインダー樹脂とし、前記光輝性顔料の含有量がPWCで20~70質量%であることを特徴とする水性ベース塗料組成物が開示されている。
 しかし、特許文献2に記載の塗料によって形成される塗膜では、金属又は真珠調光沢が不十分であった。
 一方、特許文献3には、水、鱗片状アルミニウム顔料及びセルロース系粘性調整剤を含有する光輝性顔料分散体であって、光輝性顔料分散体の全成分合計100質量部に対して、固形分を0.1~10質量部含み、B型粘度計を用いて測定した粘度が、回転数が6回転/分の条件では400~10000mPa・secの範囲内であり、全固形分中の、鱗片状アルミニウム顔料以外の成分の合計量100質量部に対し、鱗片状アルミニウム顔料を固形分として30~200質量部含む光輝性顔料分散体が開示されている。
 特許文献3に記載の光輝性顔料分散体で形成される塗膜は、金属調光沢に優れるものの、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生したり、垂直部で、タレが生じてしまう場合があった。
日本国特開昭63-272544号公報 日本国特開2009-155537号公報 国際公開第2017/175468号
 本発明の目的は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成することができる光輝性顔料分散体を提供することにある。
 本発明は以下の項に記載の主題を包含する。
 項1.湿潤剤(A)、光輝性顔料(B)、ナノセルロース(C)及び水(D)を含有する光輝性顔料分散体であって、
 前記光輝性顔料分散体の全成分合計100質量部に対して、固形分を0.1~10質量部含み、
 前記ナノセルロース(C)は、リン酸基含有ナノセルロース(C1)と、カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)及びスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)から成る群から選ばれる少なくとも1種と、を含む、光輝性顔料分散体。
 項2.前記光輝性顔料(B)が、アルミニウム顔料を含む、項1に記載の光輝性顔料分散体。
 項3.リン酸基含有ナノセルロース(C1)がリン酸基含有セルロースナノファイバー(C11)及び/又はリン酸基含有セルロースナノクリスタル(C12)を含む、項1又は2に記載の光輝性顔料分散体。
 項4.前記セルロース(C)はカルボキシル基含有ナノセルロース(C2)を含み、カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)がカルボキシル基含有セルロースナノファイバー(C21)及び/又はカルボキシル基含有セルロースナノクリスタル(C22)を含む、項1~3のいずれか1項に記載の光輝性顔料分散体。
 項5.前記セルロース(C)はスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)を含み、スルホン酸基含有ナノセルロース(C3)が、スルホン基含有セルロースナノファイバー(C31)及び/又はスルホン酸基含有セルロースナノクリスタル(C32)を含む、項1~4のいずれか1項に記載の光輝性顔料分散体。
 項6.前記リン酸基含有ナノセルロース(C1)と、カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)及びスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)から成る群から選ばれる少なくとも1種との含有割合が、リン酸基含有ナノセルロース(C1)のカルボキシル基含有ナノセルロース(C2)及びスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)から成る群から選ばれる少なくとも1種に対する質量比で、1/99~50/50の範囲内である、項1~5のいずれか1項に記載の光輝性顔料分散体。
 項7.工程(1):被塗物上に、ベース塗料(X)を塗装して未硬化のベース塗膜を形成する工程、
 工程(2):工程(1)で形成されるベース塗膜上に、項1~6のいずれか1項に記載の光輝性顔料分散体(Y)を塗装して未硬化の光輝性塗膜を形成する工程、
 工程(3):工程(2)で形成される光輝性塗膜上に、クリヤー塗料(Z)を塗装して未硬化のクリヤー塗膜を形成する工程、及び、
 工程(4):工程(1)で形成された未硬化のベース塗膜、工程(2)で形成された未硬化の光輝性塗膜及び工程(3)で形成された未硬化のクリヤー塗膜を同時に加熱することにより、硬化させる工程を含む、複層塗膜形成方法。
 本発明によれば、金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成することができる光輝性顔料分散体を提供することができる。
 本明細書において、単数形(a, an, the)は、本明細書で別途明示がある場合又は文脈上明らかに矛盾する場合を除き、単数と複数を含むものとする。
 本明細書において、「含有する(comprise)」は、「実質的にのみからなる(consist essentially of)」、及び「のみからなる(consist of)」も包含する概念である。
 本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。また、本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値又は実施例から一義的に導き出せる値に置き換えてもよい。更に、本明細書において、「~」で結ばれた数値は、「~」の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を意味する。
 本明細書において、「エッジ部」とは、被塗物の端部を指す。エッジ部としては、例えば、被塗物の縁部や、被塗物の2つの面の交差により形成される角部が挙げられる。
 本明細書において、「垂直部」とは、被塗物をある固定位置に配置したときに略鉛直方向に延びる部分を指す。
 本明細書において、「一般部」とは、他の部材と接触しない、被塗物又はその一部材の大半の面積を占める部分、例えば本体部分であって、エッジ部を除く。
 本発明の光輝性顔料分散体は、湿潤剤(A)、光輝性顔料(B)、ナノセルロース(C)及び水(D)を含有する光輝性顔料分散体であって、
 前記光輝性顔料分散体の全成分合計100質量部に対して、固形分を0.1~10質量部含み、
 前記ナノセルロース(C)は、リン酸基含有ナノセルロース(C1)と、カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)及びスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)から成る群から選ばれる少なくとも1種と、を含む、光輝性顔料分散体である。
 湿潤剤(A)
 本発明の光輝性顔料分散体における湿潤剤(A)としては、被塗物への光輝性顔料分散体の塗装時に、該光輝性顔料分散体を被塗物上に一様に配向するのを支援する効果のある材料であれば特に制限なく使用することができる。
 このような作用をもつ材料は、湿潤剤以外にも、ヌレ剤、レベリング剤、表面調整剤、消泡剤、界面活性剤、スーパーウェッターなどと称されることがあり、上記湿潤剤としては、ヌレ剤、レベリング剤、表面調整剤、消泡剤、界面活性剤、スーパーウェッターも含まれる。
 湿潤剤(A)としては、例えばシリコーン系湿潤剤、アクリル系湿潤剤、ビニル系湿潤剤、フッ素系湿潤剤、アセチレンジオール系湿潤剤などの湿潤剤が挙げられる。上記湿潤剤はそれぞれ単独で又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
 湿潤剤(A)としては、耐水性に優れ、金属又は真珠調光沢を形成することができ、さらに安定性の高い光輝性顔料分散体及び複層塗膜形成方法を得る観点からアセチレンジオール系の湿潤剤及び/又はエチレンオキサイド鎖をもつ湿潤剤を使用することが好ましい。
 特に、湿潤剤(A)としては、アセチレンジオールのエチレンオキサイド付加物である湿潤剤を使用することが好ましい。
 湿潤剤(A)の市販品は例えば、エボニックインダストリーズ社製のDynolシリーズ、サーフィノールシリーズ、Tegoシリーズ、ビックケミー社製のBYKシリーズ、共栄社化学株式会社製のグラノールシリーズ、ポリフローシリーズ、楠本化成株式会社製のディスパロンシリーズなどが挙げられる。
 本発明の光輝性顔料分散体における湿潤剤(A)の含有量は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、光輝性顔料分散体の固形分100質量部を基準として固形分で1.5~30質量部であることが好ましく、2~25質量部であることがより好ましく、2.5~20質量部であることがさらに好ましい。
 光輝性顔料(B)
 本発明の光輝性顔料分散体における光輝性顔料(B)としては、例えば、蒸着金属フレーク顔料、アルミニウムフレーク顔料、光干渉性顔料等を挙げることができる。これらの顔料は得られる塗膜に求められる質感によって1種又は2種以上を適宜選択して用いることができる。金属調光沢に優れた塗膜を得る観点では、蒸着金属フレーク顔料、アルミニウムフレーク顔料が好適である。一方、真珠調光沢に優れた塗膜を得る観点では、光干渉性顔料が好適である。
 蒸着金属フレーク顔料は、ベース基材上に金属膜を蒸着させ、ベース基材を剥離した後、蒸着金属膜を粉砕することにより得られる。上記ベース基材としては、例えばフィルム等を挙げることができる。
 上記金属膜の金属の材質としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、真鍮、チタン、クロム、ニッケル、ニッケルクロム、ステンレス等が挙げられる。なかでも特に入手しやすさ及び取扱いやすさ等の観点から、アルミニウム又はクロムが好適である。本明細書では、アルミニウムを蒸着して得られた蒸着金属フレーク顔料を「蒸着アルミニウムフレーク顔料」と呼び、クロムを蒸着して得られた蒸着金属フレーク顔料を「蒸着クロムフレーク顔料」と呼ぶ。
 蒸着アルミニウムフレーク顔料は、表面がシリカ処理されていることが、貯蔵安定性、及び金属調光沢に優れた塗膜を得る等の観点から好ましい。
 上記蒸着アルミニウムフレーク顔料として使用できる市販品としては例えば、「METALURE」シリーズ(商品名、エカルト社製)、「Hydroshine WS」シリーズ(商品名、エカルト社製)、「Decomet」シリーズ(商品名、シュレンク社製)、「Metasheen」シリーズ(商品名、BASF社製)等を挙げることができる。
 上記蒸着クロムフレーク顔料として使用できる市販品としては例えば、「Metalure Liquid Black」シリーズ(商品名、エカルト社製)等を挙げることができる。
 上記蒸着金属フレーク顔料の平均厚みは、好ましくは0.01~1.0μm、より好ましくは、0.015~0.1μmである。
 上記蒸着金属フレーク顔料の平均粒子径(D50)は好ましくは1~50μm、より好ましくは5~20μmである。
 ここでいう平均粒子径は、マイクロトラック粒度分布測定装置 MT3300(商品名、日機装株式会社製)を用いてレーザー回折散乱法によって測定した体積基準粒度分布のメジアン径を意味する。厚さは、該光輝性顔料を含む塗膜断面を顕微鏡にて観察して厚さを画像処理ソフトを使用して測定し、100個以上の測定値の平均値として定義するものとする。
 平均粒子径が、前記上限値以下であると、複層塗膜において、粒子感が生じず、下限値以上であると、ハイライトからシェードへの明度変化が大きく保たれる。
 アルミニウムフレーク顔料は、一般にアルミニウムをボールミル又はアトライターミル中で粉砕媒液の存在下、粉砕助剤を用いて粉砕、摩砕して製造される。該アルミニウムフレーク顔料の製造工程における粉砕助剤としては、オレイン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸のほか、脂肪族アミン、脂肪族アミド、脂肪族アルコールが使用される。上記粉砕媒液としてはミネラルスピリットなどの脂肪族系炭化水素が使用される。
 上記アルミニウムフレーク顔料は、粉砕助剤の種類によって、リーフィングタイプとノンリーフィングタイプに大別することができる。本発明の光輝性顔料分散体においては、耐水性に優れ、かつハイライトで高い光沢度を有し、粒子感が小さく緻密な金属調塗膜を形成する観点からノンリーフィングタイプのアルミニウム顔料を使用することが好ましい。ノンリーフィングタイプのアルミニウム顔料としては、表面を特に処理していないものも使用できるが、表面を樹脂で被覆せしめたもの、シリカ処理を施したもの及びリン酸やモリブデン酸、シランカップリング剤で表面を処理したものも使用することができる。以上の各種表面処理の中から一種の処理をせしめたものを使用することができるが、複数種類の処理をせしめたものを使用してもよい。
 また上記アルミニウムフレーク顔料は、アルミニウムフレーク顔料表面に着色顔料を被覆してさらに樹脂被覆せしめたものや、アルミニウムフレーク顔料表面に酸化鉄等の金属酸化物を被覆したものなどの着色アルミニウム顔料を使用してもよい。
 上記アルミニウムフレーク顔料は、平均粒子径が1~100μmの範囲内のものを使用することが、ハイライトで高い光沢度を有し、粒子感が小さく緻密な金属調塗膜を形成する観点から好ましく、より好ましくは平均粒子径が5~50μmの範囲内、特に好ましくは7~30μmの範囲内のものである。厚さは0.01~1.0μmの範囲内のものを使用することが好ましく、特に好ましくは0.02~0.5μmの範囲内のものである。
 本発明の光輝性顔料分散体における光輝性顔料(B)には、前記蒸着金属フレーク顔料と上記アルミニウムフレーク顔料を併用することもできる。かかる場合、蒸着金属フレーク顔料とアルミニウムフレーク顔料の配合比は、質量比で9/1~1/9、好ましくは2/8~8/2である。
 前記光干渉性顔料としては、透明又は半透明な基材を酸化チタンで被覆した光干渉性顔料を使用することが好ましい。本明細書では、透明な基材とは、可視光線を少なくとも90%透過する基材を指す。半透明な基材とは、可視光線を少なくとも10%~90%未満透過する基材を指す。
 光干渉性顔料とは、マイカ、人工マイカ、ガラス、酸化鉄、酸化アルミニウム、及び各種金属酸化物などの透明又は半透明な鱗片状基材の表面に、該基材とは屈折率が異なる金属酸化物が被覆された光輝性顔料である。上記金属酸化物としては、酸化チタン及び酸化鉄などを挙げることができ、該金属酸化物の厚さの違いによって、光干渉性顔料は種々の異なる干渉色を発現することができる。
 該光干渉性顔料としては具体的には、下記に示す金属酸化物被覆マイカ顔料、金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料、金属酸化物被覆ガラスフレーク顔料、金属酸化物被覆シリカフレーク顔料などを挙げることができる。
 金属酸化物被覆マイカ顔料は、天然マイカ又は人工マイカを基材とし、該基材表面を金属酸化物が被覆した顔料である。天然マイカとは、鉱石のマイカ(雲母)を粉砕した鱗片状基材である。人工マイカとは、SiO、MgO、Al、KSiF、NaSiFなどの工業原料を加熱し、約1500℃の高温で熔融し、冷却して結晶化させて合成したものであり、天然のマイカと比較した場合において、不純物が少なく、大きさ及び厚さが均一なものである。人工マイカの基材としては具体的には、フッ素金雲母(KMgAlSi10)、カリウム四ケイ素雲母(KMg2.5AlSi10)、ナトリウム四ケイ素雲母(NaMg2.5AlSi10)、Naテニオライト(NaMgLiSi10)、LiNaテニオライト(LiMgLiSi10)などが知られている。
 金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料は、アルミナフレークを基材とし、基材表面を金属酸化物が被覆した顔料である。アルミナフレークとは、鱗片状(薄片状)酸化アルミニウムを意味し、無色透明なものである。該アルミナフレークは酸化アルミニウム単一成分である必要はなく、他の金属の酸化物を含有するものであってもよい。
 金属酸化物被覆ガラスフレーク顔料とは、鱗片状のガラスを基材とし、基材表面を金属酸化物が被覆した顔料である。該金属酸化物被覆ガラスフレーク顔料は、基材表面が平滑なため、強い光の反射が生じる。
 金属酸化物被覆シリカフレーク顔料は、表面が平滑で且つ厚さが均一な基材である鱗片状シリカを金属酸化物が被覆した顔料である。
 上記光干渉性顔料は、分散性、耐水性、耐薬品性、耐候性などを向上させるための表面処理が施されたものであってもよい。
 上記光干渉性顔料は、真珠調光沢に優れた塗膜を得る観点から、平均粒子径が5~30μm、特に7~20μmの範囲内のものを使用することが好ましい。
 ここでいう粒子径は、マイクロトラック粒度分布測定装置MT3300(商品名、日機装株式会社製)を用いてレーザー回折散乱法によって測定した体積基準粒度分布のメジアン径を意味する。
 また、上記光干渉性顔料は、真珠調光沢に優れた塗膜を得る観点から、厚さが0.05~1.0μm、特に0.1~0.8μmの範囲内のものを使用することが好ましい。
 光輝性顔料分散体における光輝性顔料(B)は、平均粒子径が1~100μmの範囲内のものを使用することが、ハイライトで高い光沢度を有し、粒子感が小さく緻密な金属調又は真珠調光沢を有する塗膜を形成する観点から好ましく、より好ましくは平均粒子径が5~50μmの範囲内、特に好ましくは7~30μmの範囲内のものである。厚さは0.01~1.0μmの範囲内のものを使用することが好ましく、特に好ましくは0.02~0.5μmの範囲内のものである。
 本発明の光輝性顔料分散体における光輝性顔料(B)の含有量は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、光輝性顔料分散体中の固形分100質量部を基準として、5~80質量部であることが好ましく、10~75質量部であることがより好ましく、15~70質量部であることがさらに好ましい。
 ナノセルロース(C)
 ナノセルロース(C)は、リン酸基含有ナノセルロース(C1)と、カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)及びスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)から成る群から選ばれる少なくとも1種と、を含む。
 ナノセルロースとは、ナノ構造化セルロースを指す用語であり、植物の細胞壁の主成分セルロースをナノレベルまで微細に解きほぐしたものである。具体例としては、例えば、セルロースナノファイバー、セルロースナノクリスタル、セルロースナノウィスカー、バクテリアによって生成されるバクテリアナノセルロース等が挙げられる。
 本稿では、セルロースナノファイバーは、セルロース繊維を機械的解繊等の処理を施すことで得られる化合物として定義する。また、セルロースナノクリスタルは、セルロース繊維を酸加水分解等の化学的処理を施すことで得られる化合物として定義する。
 上記ナノセルロースは、セルロース原料を解繊したものを使用することができる。ここでセルロース原料は、植物性材料(例えば、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、農地残廃物、布、パルプ(針葉樹未漂白クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未漂白クラフトパルプ(LUKP)、広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹未漂白サルファイトパルプ(NUSP)、針葉樹漂白サルファイトパルプ(NBSP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、再生パルプ、古紙等)、動物性材料(例えば、ホヤ類)、藻類、微生物(例えば、酢酸菌(アセトバクター))、微生物産生物を起源とするものを挙げることができ、いずれも使用することができる。好ましくは、植物又は微生物由来のセルロース原料であり、より好ましくは、植物由来のセルロース原料である。
 リン酸基含有ナノセルロース(C1)
 リン酸基含有ナノセルロース(C1)は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、リン酸基含有セルロースナノファイバー(C11)及び/又はリン酸基含有セルロースナノクリスタル(C12)を含むことが好ましく、リン酸基含有セルロースナノファイバー(C11)を含むことがさらに好ましい。
 上記リン酸基含有セルロースナノファイバー(C11)は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、数平均繊維径が、好ましくは2~500nm、より好ましくは2~250nm、さらに好ましくは2~150nmの範囲内である。また、数平均繊維長は、好ましくは0.1~20μm、より好ましくは0.1~15μm、さらに好ましくは0.1~10μmの範囲内である。また、数平均繊維長を数平均繊維径で除した数値であるアスペクト比は、好ましくは50~10000、より好ましくは50~5000、さらに好ましくは50~1000の範囲内である。
 上記数平均繊維径及び数平均繊維長は、例えば、リン酸基含有セルロースナノファイバー(C11)を水で希釈した試料を分散処理し、親水化処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャストして、これを透過型電子顕微鏡(TEM)で観察した画像から測定及び算出される。
 上記リン酸基含有セルロースナノファイバー(C11)の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、セルロース原料にリン酸基を導入する工程と、解繊処理工程とを含む。リン酸基導入工程は、セルロース原料に対し、リン酸基を有する化合物又は/及びその塩を、尿素又は/及びその誘導体の存在下で作用させる工程である。これにより、セルロース原料のヒドロキシ基に、リン酸基を導入する。解繊処理工程は、リン酸基を導入した繊維原料(以下、「リン酸基導入セルロース繊維」という。)をナノレベルまで微細化処理する工程である。上記の処理工程はリン酸基導入工程、解繊処理工程の順に行う。リン酸基導入工程は、セルロースにリン酸基を導入する工程を含み、所望により、アルカリ処理工程、余剰の試薬を洗浄する工程、縮合したリン酸基を切断する加熱処理工程などを包含してもよい。
 リン酸基を有する化合物又は/及びその塩は、リン原子を含有し、セルロースとエステル結合を形成しうる化合物である。リン原子を含有し、セルロースのヒドロキシル基とエステル結合を形成しうる化合物は、例えば、リン酸、リン酸の塩、リン酸の脱水縮合物、リン酸の脱水縮合物の塩、五酸化二リン、オキシ塩化リンから選択される少なくとも1種又はこれらの混合物であるが特に限定されない。いずれも水和水等の形態で水を含んでも良いし、実質的に水を含まない無水物でも良い。
 リン酸塩及びリン酸の脱水縮合物の塩としては、リン酸及びリン酸の脱水縮合物の各々のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、有機アンモニウム塩、有機ホスホニウム塩のほか、任意の塩基性を示す化合物との塩が選択できるが、特に限定されない。
 また、リン酸塩、リン酸の脱水縮合物の塩の中和度も特に限定されない。
 これらのうち、リン酸基の導入の効率が高く、後述する解繊工程で解繊効率がより向上しやすく、低コストであり、かつ工業的に適用しやすい観点から、リン酸、リン酸のナトリウム塩、リン酸のカリウム塩、又はリン酸のアンモニウム塩が好ましい。リン酸、リン酸二水素アンモニウムまたはリン酸二水素ナトリウムがより好ましい。
 前記尿素又は/及びその誘導体としては、尿素、チオ尿素、ビウレット、フェニル尿素、ベンジル尿素、ジメチル尿素、ジエチル尿素、テトラメチル尿素、ベンゾレイン尿素、ヒダントインなどが挙げられるが特に限定されない。この中でも低コストで扱いやすく、ヒドロキシル基を有する繊維原料と水素結合を作りやすいことから尿素が好ましい。
 前記化合物の他に、アミド類又はアミン類を反応系に含んでも良い。アミド類としては、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。アミン類としては、メチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピリジン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。これらの中でも、特にトリエチルアミンは良好な反応触媒として働くことが知られている。
 セルロース原料へのリン酸基の導入量は特に限定されないが、微細セルロース繊維1g(質量)あたり0.10~3.65mmol/gが好ましく、0.20~3.00mmol/gがより好ましく、0.50~2.00mmol/gがさらに好ましい。
 本発明の光輝性顔料分散体におけるリン酸基含有ナノセルロース(C1)の含有量は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、光輝性顔料分散体中の固形分100質量部を基準として、0.1~10質量部であることが好ましく、0.2~7.5質量部であることがより好ましく、0.3~5質量部であることがさらに好ましい。
 カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)
 カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、カルボキシル基含有セルロースナノファイバー(C21)及び/又はカルボキシル基含有セルロースナノクリスタル(C22)を含むことが好ましく、カルボキシル基含有セルロースナノファイバー(C21)を含むことがさらに好ましい。
 カルボキシル基含有セルロースナノファイバー(C21)は、セルロースナノファイバーの絶乾質量に対してカルボキシル基量が0.80~1.10mmol/gであることが好ましく、0.85~1.10mmol/gであることがより好ましく、0.90~1.10mmol/gであることがさらに好ましい。
 カルボキシル基含有セルロースナノファイバー(C21)は、セルロース原料に、公知の方法でカルボキシル基を導入して得られる酸化セルロースを解繊することによって得ることができる。セルロース原料にカルボキシル基を導入する方法としては、例えば、セルロース原料を、N-オキシル化合物と、臭化物、ヨウ化物、又はこれらの混合物との存在下で酸化剤を用いて水中で酸化する方法がある。この酸化反応により、セルロース表面のピラノース環のC6位の一級水酸基が選択的に酸化される。その結果、表面にカルボキシル基(-COOH)又はカルボキシレート基(-COO-)を導入することができる。
 N-オキシル化合物とは、ニトロキシラジカルを発生し得る化合物をいう。N-オキシル化合物としては、目的の酸化反応を促進する化合物であれば、いずれの化合物も使用できる。例えば、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシラジカル(TEMPO)及びその誘導体(例えば、4-ヒドロキシTEMPO)が挙げられる。
 N-オキシル化合物の量は、原料となるセルロースを酸化できる触媒量であればよく、特に制限されない。絶乾1gのセルロースに対して、0.01mmol~10mmolが好ましく、0.01mmol~1mmolがより好ましく、0.05mmol~0.5mmolがさらに好ましい。また、その濃度は、反応系に対し、0.1mmol/L~4mmol/L程度が好ましい。
 臭化物とは臭素を含む化合物であり、水中で解離してイオン化可能な臭化アルカリ金属が含まれる。また、ヨウ化物とはヨウ素を含む化合物であり、ヨウ化アルカリ金属が含まれる。
 臭化物又はヨウ化物の量は、酸化反応を促進できる範囲で選択できる。臭化物及びヨウ化物の合計量は、絶乾1gのセルロースに対して、0.1mmol~100mmolが好ましく、0.1mmol~10mmolがより好ましく、0.5mmol~5mmolがさらに好ましい。
 酸化剤としては、公知のものを使用でき、例えば、ハロゲン、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸、過ハロゲン酸又はそれらの塩、ハロゲン酸化物、過酸化物等がある。中でも、安価で環境負荷の少ない次亜塩素酸ナトリウムが好ましい。
 酸化剤の量は、絶乾1gのセルロースに対して、0.5mmol~500mmolが好ましく、0.5mmol~50mmolがより好ましく、1mmol~25mmolがさらに好ましい。また、例えば、酸化剤の量は、N-オキシル化合物1molに対して1mol~40molが好ましい。
 セルロースの酸化工程は、比較的温和な条件であっても反応を効率よく進行させられる。そのため、反応温度は4℃~40℃が好ましく、15℃~30℃程度の室温であってもよい。反応の進行に伴ってセルロース中にカルボキシル基が生成するため、反応液のpHは低下する。酸化反応を効率よく進行させるために、反応途中で水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ性溶液を添加して、反応液のpHを8~12、好ましくは9~12程度に維持することが好ましく、さらに好ましくは10~12程度である。反応媒体は、取扱い性の容易さや、副反応が生じ難い等の理由で、水が好ましい。
 酸化反応における反応時間は、酸化の進行の程度に従って適宜設定することができ、通常、0.5時間~6時間である。
 また、酸化反応は、2段階に分けて実施してもよい。例えば、1段階目の反応終了後に濾別して得られたカルボキシル化セルロースを、再度、同一又は異なる反応条件で酸化することにより、1段階目の反応で副生する食塩による反応阻害を受けることなく、効率よく酸化することができる。
 他の例として、オゾンを含む気体とセルロース原料とを接触させることにより酸化する方法がある。この酸化反応により、ピラノース環の少なくとも2位及び6位の水酸基が酸化されると共に、セルロース鎖の分解が起こる。
 オゾンを含む気体中のオゾン濃度は、50g/m3~250g/m3であることが好ましく、50g/m3~220g/m3であることがより好ましい。セルロース原料に対するオゾン添加量は、セルロース原料の固形分を100質量部とした際に、0.1質量部~30質量部であることが好ましく、5質量部~30質量部であることがより好ましい。
 オゾン処理温度は、0℃~50℃であることが好ましく、20℃~50℃であることがより好ましい。オゾン処理時間は、特に限定されないが、1分~360分程度であり、30分~360分程度が好ましい。
 オゾン処理を施した後に、酸化剤を用いて、追酸化処理を行ってもよい。追酸化処理に用いる酸化剤は、特に限定されないが、二酸化塩素、亜塩素酸ナトリウム等の塩素系化合物や、酸素、過酸化水素、過硫酸、過酢酸等が挙げられる。例えば、これらの酸化剤を水又はアルコール等の極性有機溶媒中に溶解して酸化剤溶液を調製し、溶液中にセルロース原料を浸漬させることにより追酸化処理を行うことができる。
 酸化セルロースの変性度を示すカルボキシル基の量は、上記した酸化剤の添加量、反応時間等の反応条件をコントロールすることで調整することができる。なお、カルボキシル基の量は、酸化セルロースの絶乾質量に対して、0.80~1.10mmol/gであることが好ましく、0.85~1.10mmol/gであることがより好ましく、0.90~1.10mmol/gであることがさらに好ましい。なお、本明細書中、変性度を示す場合においては、カルボキシル基の量は、カルボキシル基(-COOH)の量、及びカルボキシレート基(-COO-)の量の合計量を示す。
 カルボキシル基等の量は、酸化パルプの0.5質量%スラリーを60ml調製し、0.1M塩酸水溶液を加えてpH2.5とした後、0.05Nの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHが11になるまで電気伝導度を測定し、電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量(a)から、下式を用いて算出することができる。
 カルボキシル基量〔mmol/gパルプ〕=a〔ml〕×0.05/酸化パルプ質量〔g〕。
 なお、後述する解繊処理では原則変性度は変化しないため、酸化セルロースの変性度は解繊したセルロースナノファイバーの変性度とみなすことができる。
(解繊)
 解繊に用いる装置は特に限定されないが例えば、高速回転式、コロイドミル式、高圧式、ロールミル式、超音波式などのタイプの装置が挙げられ、高圧又は超高圧ホモジナイザーが好ましく、湿式の高圧又は超高圧ホモジナイザーがより好ましい。装置は、セルロース原料又は酸化セルロース(通常は分散液)に強力なせん断力を印加できることが好ましい。装置が印加できる圧力は、50MPa以上が好ましく、より好ましくは100MPa以上であり、さらに好ましくは140MPa以上である。装置は、セルロース原料又は酸化セルロース(通常は分散液)に上記圧力を印加でき、かつ強力なせん断力を印加できる、湿式の高圧又は超高圧ホモジナイザーが好ましい。これにより、解繊を効率的に行うことができる。解繊装置での処理(パス)回数は、1回でもよいし2回以上でもよく、2回以上が好ましい。
 分散処理においては通常、溶媒に酸化セルロースを分散する。溶媒は、酸化セルロースを分散できるものであれば特に限定されないが、例えば、水、有機溶媒(例えば、メタノール等の親水性の有機溶媒)、それらの混合溶媒が挙げられる。セルロース原料が親水性であることから、溶媒は水であることが好ましい。
 分散体中の酸化セルロースの固形分濃度は、通常は0.1質量%以上、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上である。これにより、セルロース繊維原料の量に対する液量が適量となり効率的である。上限は、通常10質量%以下、好ましくは6質量%以下である。これにより流動性を保持することができる。
 解繊処理と分散処理の順序は特に限定されず、どちらを先に行ってもよいし同時に行ってもよいが、分散処理後に解繊処理を行うことが好ましい。各処理の組み合わせを少なくとも1回行えばよく、2回以上繰り返してもよい。
 解繊処理又は分散処理に先立ち、必要に応じて予備処理を行ってもよい。予備処理は、高速せん断ミキサーなどの混合、撹拌、乳化、分散装置を用いて行えばよい。
 カルボキシル基含有セルロースナノファイバー(C21)の平均繊維径は、3nm以上又は500nm以下であることが好ましく、3nm以上又は50nm以下であることがより好ましく、3nm以上又は20nm以下であることがさらに好ましい。また、平均繊維長は、60nm以上又は2500nm未満が好ましく、75nm以上又は2250nm未満がより好ましく、90nm以上又は900nm未満がさらに好ましい。カルボキシル基含有セルロースナノファイバー(C21)の平均繊維径及び平均繊維長の測定は、例えば、カルボキシル基含有セルロースナノファイバー(C21)の0.001質量%水分散液を調製し、この希釈分散液をマイカ製試料台に薄く延ばし、50℃で加熱乾燥させて観察用試料を作成し、原子間力顕微鏡(AFM)にて観察した形状像の断面高さを計測することにより、数平均繊維径あるいは数平均繊維長として算出することができる。
 また、カルボキシル基含有セルロースナノファイバー(C21)の平均アスペクト比は、20以上50未満であることが好ましく、25~45の範囲内であることがより好ましく、30~45の範囲内であることがさらに好ましい。
 本発明の光輝性顔料分散体におけるカルボキシル基含有ナノセルロース(C2)の含有量は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、光輝性顔料分散体中の固形分100質量部を基準として、1~30質量部であることが好ましく、2~25質量部であることがより好ましく、3~20質量部であることがさらに好ましい。
 また、本発明の光輝性顔料分散体におけるリン酸基含有ナノセルロース(C1)とカルボキシル基含有ナノセルロース(C2)との含有割合は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、リン酸基含有ナノセルロース(C1)のカルボキシル基含有ナノセルロース(C2)に対する質量比((C1)/(C2))で、1/99~50/50の範囲内であることが好ましく、3/97~45/55の範囲内であることがより好ましく、5/95~40/60の範囲内であることがさらに好ましい。
 スルホン酸基含有ナノセルロース(C3)
 スルホン酸基含有ナノセルロース(C3)は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、スルホン酸基含有セルロースナノファイバー(C31)及び/又はスルホン酸基含有セルロースナノクリスタル(C32)を含むことが好ましく、スルホン酸基含有セルロースナノクリスタル(C32)を含むことがさらに好ましい。
 スルホン酸基含有セルロースナノクリスタル(C32)は、公知の方法により製造することができる。具体的には、例えば、セルロースを含む繊維原料を化学的に処理してスルホ基を導入する化学処理工程と、濃硫酸などで非晶部を加水分解させる工程とにより得ることができる。
 上記スルホン酸基含有セルロースナノクリスタル(C32)の数平均繊維径は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、1~50nmの範囲内であることが好ましく、1~30nmの範囲内であることがさらに好ましく、1~15nmの範囲内であることが特に好ましく、1~5nmの範囲内であることがさらに特に好ましい。
 また、上記スルホン酸基含有セルロースナノクリスタル(C32)の数平均繊維長は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、10~500nmの範囲内であることが好ましく、10~300nmの範囲内であることがさらに好ましく、20~250nmの範囲内であることが特に好ましく、30~150nmの範囲内であることさらに特に好ましい。
 上記数平均繊維径及び数平均繊維長は、例えば、スルホン酸基含有セルロースナノクリスタル(C32)を水で希釈した試料を分散処理し、親水化処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャストして、これを透過型電子顕微鏡(TEM)で観察した画像から測定及び算出される。
 上記スルホン酸基含有セルロースナノクリスタル(C32)の数平均繊維長の数平均繊維径に対する比(数平均繊維長/数平均繊維径)は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、3以上50未満であることが好ましく、5以上50未満であることがさらに好ましく、10以上50未満であることがさらに特に好ましい。
 本発明の光輝性顔料分散体におけるスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)の含有量は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、光輝性顔料分散体中の固形分100質量部を基準として、1~30質量部であることが好ましく、2~25質量部であることがより好ましく、3~20質量部であることがさらに好ましい。
 また、本発明の光輝性顔料分散体におけるリン酸基含有ナノセルロース(C1)とスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)との含有割合は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、リン酸基含有ナノセルロース(C1)のスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)に対する質量比((C1)/(C3))で、1/99~50/50の範囲内であることが好ましく、3/97~45/55の範囲内であることがより好ましく、5/95~40/60の範囲内であることがさらに好ましい。
 また、本発明の光輝性顔料分散体におけるリン酸基含有ナノセルロース(C1)と、カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)及びスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)から成る群から選ばれる少なくとも1種との含有割合は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、リン酸基含有ナノセルロース(C1)のカルボキシル基含有ナノセルロース(C2)及びスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)から成る群から選ばれる少なくとも1種に対する質量比((C1)/[(C2)及び(C3)])で、1/99~50/50の範囲内であることが好ましく、3/97~45/55の範囲内であることがより好ましく、5/95~40/60の範囲内であることがさらに好ましい。
 本発明の光輝性顔料分散体におけるナノセルロース(C)の含有量は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、光輝性顔料分散体中の固形分100質量部を基準として、1~30質量部であることが好ましく、2~25質量部であることがより好ましく、3~20質量部であることがさらに好ましい。
 光輝性顔料分散体
 本発明の光輝性顔料分散体は、湿潤剤(A)、光輝性顔料(B)、ナノセルロース(C)及び水(D)を含有する光輝性顔料分散体であって、
 前記光輝性顔料分散体の全成分合計100質量部に対して、固形分を0.1~10質量部含み、
 前記ナノセルロース(C)は、リン酸基含有ナノセルロース(C1)と、カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)及びスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)から成る群から選ばれる少なくとも1種と、を含む、光輝性顔料分散体である。
 本発明の光輝性顔料分散体における水(D)の含有量は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、前記光輝性顔料分散体の全成分合計100質量部に対して、50~95質量部の範囲内であることが好ましく、60~90質量部の範囲内であることがより好ましく、70~90質量部の範囲内であることがさらに好ましい。
 また、上記固形分は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、前記光輝性顔料分散体の全成分合計100質量部に対して、0.5~8質量部の範囲内であることが好ましく、1.5~6質量部の範囲内であることがさらに好ましい。
 本発明の光輝性顔料分散体は、得られる塗膜の耐水性等の観点から、樹脂水分散体を含むこともできる。
 樹脂水分散体
 樹脂水分散体としては、樹脂が水性溶媒に分散されているもので、例えば、ウレタン樹脂水分散体、アクリル樹脂水分散体、ポリエステル樹脂水分散体、オレフィン樹脂水分散体及びこれらの樹脂の複合体からなる群から選択される少なくとも一種を含有することができる。該水分散体は変性されていてもよい。
 これらのうち、得られる塗膜の耐水性の観点から、ウレタン樹脂水分散体、アクリル樹脂水分散体が好ましく、さらに水酸基含有ウレタン樹脂水分散体及び水酸基含有アクリル樹脂水分散体が好ましく、なかでも水酸基含有アクリル樹脂水分散体が好ましい。
 水酸基含有アクリル樹脂水分散体は特に、コアシェル型であることが好ましい。
 本発明の光輝性顔料分散体が、樹脂水分散体を含有する場合、その含有量は、光輝性顔料分散体中の固形分100質量部を基準として、1~60質量部の範囲内であることが好ましく、5~40質量部の範囲内であることがさらに好ましい。
 その他の成分
 光輝性顔料分散体には、さらに必要に応じて、有機溶剤、前記光輝性顔料(B)以外の顔料、ナノセルロース(C)以外の粘性調整剤、樹脂水分散体以外のバインダー樹脂、架橋性成分、顔料分散剤、沈降防止剤、紫外線吸収剤及び光安定剤等を適宜配合しても良い。
 上記光輝性顔料(B)以外の顔料としては、着色顔料、体質顔料等を挙げることができる。
 上記着色顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラック、モリブデンレッド、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサジン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料などが挙げられ、なかでも、カーボンブラックを好適に使用することができる。
 本発明の光輝性顔料分散体が、着色顔料を含有する場合、その含有量は、光輝性顔料分散体中の固形分100質量部を基準として、0.1~10質量部の範囲内であることが好ましく、0.5~5質量部の範囲内であることがさらに好ましい。
 前記体質顔料としては、例えば、クレー、カオリン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナホワイト等が挙げられる。
 本発明の光輝性顔料分散体が、体質顔料を含有する場合、その含有量は、光輝性顔料分散体中の固形分100質量部を基準として、0.1~10質量部の範囲内であることが好ましく、0.5~5質量部の範囲内であることがさらに好ましい。
 前記ナノセルロース(C)以外の粘性調整剤としては、ポリアクリル酸系粘性調整剤、ポリアミド系粘性調整剤、鉱物系粘性調整剤、セルロース系粘性調整剤(ナノセルロースを除く)、多糖類系粘性調整剤等を使用することができ、なかでも一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、ポリアクリル酸系粘性調整剤を使用することが好ましい。
 ポリアクリル酸系粘性調整剤としては、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル共重合体等を挙げることができる。
 該ポリアクリル酸系粘性調整剤の市販品として、例えば、ダウケミカル社製の「プライマルASE-60」、「プライマルTT615」、「プライマルRM5」(以上、商品名)、サンノプコ社製の「SNシックナー613」、「SNシックナー618」、「SNシックナー630」、「SNシックナー634」、「SNシックナー636」(以上、商品名)等が挙げられる。ポリアクリル酸系粘性調整剤の固形分酸価としては、好ましくは30~300mgKOH/g、より好ましくは80~280mgKOH/gの範囲内のものを使用することができる。
 ポリアミド系粘性調整剤としては、ポリアミドアミン塩、脂肪酸ポリアミド等が挙げられる。
 鉱物系粘性調整剤としては、その結晶構造が2:1型構造を有する膨潤性層状ケイ酸塩が挙げられる。具体的には、天然又は合成のモンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライト、スチブンサイト、バイデライト、ノントロナイト、ベントナイト、ラポナイト等のスメクタイト族粘土鉱物や、Na型テトラシリシックフッ素雲母、Li型テトラシリシックフッ素雲母、Na塩型フッ素テニオライト、Li型フッ素テニオライト等の膨潤性雲母族粘土鉱物及びバーミキュライト、又はこれらの置換体や誘導体、或いはこれらの混合物が挙げられる。
 セルロース系粘性調整剤(ナノセルロースを除く)としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等が挙げられる。
 多糖類系粘性調整剤としては、グァーガム、キサンタンガム、ローカストビーンガム等が挙げられる。
 本発明の光輝性顔料分散体が、ナノセルロース(C)以外の粘性調整剤を含有する場合、その含有量は、光輝性顔料分散体中の固形分100質量部を基準として、1~30質量部の範囲内であることが好ましく、3~20質量部の範囲内であることがさらに好ましい。
 前記架橋性成分は、光輝性顔料分散体が上記樹脂水分散体を含有する場合には、これを加熱により架橋硬化させるための成分であり、含まない場合には、自己架橋するものであってもよく、又は、後述する着色塗膜を形成する着色塗料の一部やクリヤー塗膜を形成するクリヤー塗料の一部と架橋硬化させるための成分であってもよい。架橋性成分としては、例えばアミノ樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、エポキシ基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物、ヒドラジド基含有化合物、セミカルバジド基含有化合物、シランカップリング剤などが挙げられる。これらのうち、水酸基と反応し得るアミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物及びブロック化ポリイソシアネート化合物、カルボキシル基と反応し得るカルボジイミド基含有化合物が好ましい。ポリイソシアネート化合物及びブロック化ポリイソシアネート化合物については、後述のクリヤー塗料の項で述べるものを使用することができる。上記架橋性成分は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 本発明の光輝性顔料分散体が上記架橋性成分を含有する場合、その含有量は、得られる塗膜の耐水性等の点から、本発明の光輝性顔料分散体中の光輝性顔料(B)の含有量100質量部を基準として、固形分として0.5~100質量部の範囲内であることが好ましく、1~95質量部の範囲内であることがより好ましく、2~90質量部の範囲内であることがさらに好ましい。
 本発明の光輝性顔料分散体が、上記バインダー樹脂及び/又は架橋性成分を含有する場合、該バインダー樹脂及び架橋性成分の合計含有量は、得られる塗膜の金属又は真珠調光沢及び耐水付着性の観点から、該光輝性顔料分散体中の光輝性顔料(B)の固形分100質量部を基準として、固形分として1~200質量部の範囲内であることが好ましく、2~150質量部の範囲内であることがより好ましく、3~100質量部の範囲内であることがさらに好ましい。
 粘度
 本発明の光輝性顔料分散体は、金属又は真珠調金属又は真珠調光沢に優れるとともに、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生せず、かつ垂直部でタレが生じない塗膜を形成する観点から、回転数が6回転/分(6rpm)の条件における粘度が、400~10000mPa・secの範囲内であることが好ましく、500~8000mPa・secの範囲内であることがより好ましく、600~6000mPa・secの範囲内であることがさらに好ましい。
 粘度は、一定条件での測定開始1分後の粘度として定義する。具体的には、調製した光輝性顔料分散体を所定の容器に入れて、回転式攪拌機を使用して、回転数を1000回転/分の条件に設定して、均一になるまで攪拌混合する。その後、温度20℃においてB型粘度計で6rpmの条件で測定を開始し、開始1分後の粘度として定義するものとする(本明細書では「B6値」とも称する)。このとき、使用する粘度計は、「LVDV-I」(商品名、BROOKFIELD社製、B型粘度計)である。6rpmという回転数は、擬塑性を持つ液体の粘度を管理する際の一般的な条件である。
 複層塗膜形成方法
 本発明の複層塗膜形成方法は、
 工程(1):被塗物上に、ベース塗料(X)を塗装して未硬化のベース塗膜を形成する工程、
 工程(2):工程(1)で形成されるベース塗膜上に、本発明の光輝性顔料分散体を塗装して未硬化の光輝性塗膜を形成する工程、
 工程(3):工程(2)で形成される光輝性塗膜上に、未硬化のクリヤー塗料(Z)を塗装してクリヤー塗膜を形成する工程、及び、
 工程(4):工程(1)で形成された未硬化のベース塗膜、工程(2)で形成された未硬化の光輝性塗膜及び工程(3)で形成された未硬化のクリヤー塗膜を同時に加熱することにより、硬化させる工程を含む、複層塗膜形成方法である。
 被塗物
 本発明の複層塗膜は、以下に示す被塗物上に形成される。
 被塗物としては、鉄、亜鉛、アルミニウム等の金属やこれらを含む合金などの金属材、及びこれらの金属による成型物、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、フィルム等を挙げることができる。これら素材に応じて適宜、脱脂処理や表面処理して被塗物とすることができる。該表面処理としては例えばリン酸塩処理、クロメート処理、複合酸化物処理等が挙げられる。さらに、上記被塗物の素材が金属であれば、表面処理された金属素材の上にカチオン電着塗料等によって下塗り塗膜が形成されていることが好ましい。また、被塗物の素材がプラスチックである場合には、脱脂処理されたプラスチック素材の上にプライマー塗料によってプライマー塗膜が形成されていることが好ましい。
 ベース塗料(X)
 ベース塗料(X)としては、具体的には、基体樹脂、架橋剤、顔料ならびに有機溶剤及び/又は水等の溶媒を主成分とするそれ自体既知の熱硬化性塗料を使用することができる。
 ベース塗料(X)に使用される基体樹脂としては、熱硬化性樹脂、常温硬化性樹脂等が挙げられるが、耐水性、耐薬品性、耐候性等の観点から、熱硬化性樹脂であることが望ましい。
 基体樹脂としては、耐候性及び透明性等が良好である樹脂が好適であり、具体的には、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。
 上記アクリル樹脂としては、例えば、α,β-エチレン性不飽和カルボン酸、水酸基、アミド基、メチロール基、エポキシ基等の官能基を有する(メタ)アクリル酸エステル、及びその他の(メタ)アクリル酸エステル、スチレン等を共重合して得られる樹脂を挙げることができる。
 ポリエステル樹脂としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどの多価アルコールと、アジピン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸などの多価カルボン酸成分との縮合反応によって得られるポリエステル樹脂を挙げることができる。
 エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの縮合反応により製造される、いわゆるビスフェノールA型エポキシ樹脂を挙げることができる。
 ウレタン樹脂としては、例えば、ジイソシアネート化合物と多価アルコールとの付加反応により得られる化合物、上記アクリル樹脂、ポリエステル樹脂又はエポキシ樹脂にジイソシアネート化合物を反応させて高分子量化したものを挙げることができる。
 ベース塗料(X)としては、水性塗料、溶剤系塗料のいずれであってもよいが、塗料の低VOC化の観点から、水性塗料であることが望ましい。ベース塗料(X)が水性塗料である場合、上記基体樹脂は、樹脂を水溶性化もしくは水分散するのに十分な量の親水性基、例えばカルボキシル基、水酸基、メチロール基、アミノ基、スルホン酸基、ポリオキシエチレン結合等、最も一般的にはカルボキシル基を含有する樹脂を使用し、該親水性基を中和してアルカリ塩とすることにより基体樹脂を水溶性化もしくは水分散化することができる。その際の親水性基、例えばカルボキシル基の量は特に制限されず、水溶性化もしくは水分散化の程度に応じて任意に選択することができるが、一般には、酸価に基づいて約10mgKOH/g以上、好ましくは30~200mgKOH/gの範囲内とすることができる。また中和に用いるアルカリ性物質としては、例えば、水酸化ナトリウム、アミン化合物等を挙げることができる。
 また、上記樹脂の水分散化は、重合性成分を界面活性剤や水溶性樹脂の存在下で乳化重合せしめることによっても行うことができる。さらに、上記樹脂を例えば乳化剤などの存在下で水中に分散することによっても得られる。この水分散化においては、基体樹脂中には前記親水性基を全く含んでいなくてもよく、あるいは上記水溶性樹脂よりも少なく含有することができる。
 前記架橋剤は、上記基体樹脂を加熱により架橋硬化させるためのものであり、前記の本発明の光輝性顔料分散体の説明欄において架橋性成分として例示したものを使用することができる。
 ベース塗料(X)における上記各成分の比率は、必要に応じて任意に選択することができるが、耐水性、仕上がり性等の観点から、基体樹脂及び架橋剤は、一般には、該両成分の合計質量に基づいて、前者が60~90質量%、特に70~85質量%、後者が10~40質量%、特に15~30質量%の範囲内とすることが好ましい。
 前記顔料は、ベース塗料(X)により形成されるベース塗膜に光輝性、色彩及び下地隠蔽性などを与えるものである。該顔料の種類や配合量は、複層塗膜に求める色相又は明度に応じて適宜調整することができる。
 上記顔料としては例えば、光輝性顔料、着色顔料、体質顔料等を挙げることができる。
 ベース塗料(X)により得られるベース塗膜の硬化膜厚は、下地の隠蔽性及び複層塗膜の金属又は真珠調光沢等の観点から、3μm~50μmの範囲内であることが好ましく、5~45μmの範囲内であることがより好ましく、7~40μmの範囲内であることがさらに好ましい。
 ベース塗料(X)の塗装は、通常の方法に従って行なうことができ、ベース塗料(X)が水性塗料である場合には例えば、ベース塗料(X)に脱イオン水、必要に応じ増粘剤、消泡剤などの添加剤を加えて、固形分を10~70質量%程度、粘度を500~6000cps/6rpm(B型粘度計)に調整した後、前記被塗物面に、スプレー塗装、回転霧化塗装等により行うことができる。特に、一般部に比べて膜厚が厚くなりやすいエッジ部で、しわが発生しない複層塗膜を形成する観点からは、固形分を10~20質量%の範囲内とすることが好ましい。塗装の際、必要に応じて静電印加を行うこともできる。
 ベース塗料(X)は、色安定性等の観点から、白黒隠蔽膜厚が好ましくは80μm以下、より好ましくは10~60μm、さらに好ましくは15~50μmである。本明細書において、「白黒隠蔽膜厚」とは、JIS K5600-4-1の4.1.2に規定される白黒の市松模様の隠蔽率試験紙を、鋼板に貼り付けた後、膜厚が連続的に変わるように塗料を傾斜塗りし、乾燥又は硬化させた後、拡散昼光の下で塗面を目視で観察し、隠蔽率試験紙の市松模様の白黒の境界が見えなくなる最小の膜厚を電磁式膜厚計で測定した値である。
 ベース塗料(X)による未硬化のベース塗膜上に本発明の光輝性顔料分散体を塗装する場合には、上記ベース塗料(X)を塗装後に、常温で15~30分間放置したり、50~100℃の温度で30秒~10分間加熱せしめた後に、本発明の光輝性顔料分散体を塗装することができる。
 光輝性顔料分散体(Y)の塗装
 本発明の光輝性顔料分散体(Y)は、静電塗装、エアスプレー、エアレススプレーなどの方法で塗装することができる。これらの塗装方法は、必要に応じて、静電印加してもよい。本発明の複層塗膜形成方法においては、特に回転霧化式の静電塗装が好ましい。
 光輝性塗膜の乾燥膜厚は、好ましくは0.025~3μm、より好ましくは0.15~2.5μmである。
 また、上記光輝性顔料分散体(Y)を塗装後に、常温で15~30分間放置したり、50~100℃の温度で30秒~10分間加熱した後にクリヤー塗料(Z)を塗装することができる。
 クリヤー塗料(Z)
 クリヤー塗料(Z)は、公知の熱硬化性クリヤー塗料組成物をいずれも使用できる。該熱硬化性クリヤー塗料組成物としては、例えば、架橋性官能基を有する基体樹脂及び硬化剤を含有する有機溶剤型熱硬化性塗料組成物、水性熱硬化性塗料組成物、粉体熱硬化性塗料組成物等を挙げることができる。
 上記基体樹脂が有する架橋性官能基としては、例えば、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、シラノール基等を挙げることができる。基体樹脂の種類としては、例えば、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、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。硬化剤としては、例えば、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、カルボキシル基含有化合物、カルボキシル基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、エポキシ基含有化合物等を挙げることができる。
 クリヤー塗料(Z)の基体樹脂/硬化剤の組み合わせとしては、カルボキシル基含有樹脂/エポキシ基含有樹脂、水酸基含有樹脂/ポリイソシアネート化合物、水酸基含有樹脂/ブロック化ポリイソシアネート化合物、水酸基含有樹脂/メラミン樹脂等が好ましい。
 また、上記クリヤー塗料(Z)は、一液型塗料であってもよいし、二液型塗料等の多液型塗料であってもよい。
 なかでもクリヤー塗料(Z)として好ましくは、得られる塗膜の付着性の観点から下記の水酸基含有樹脂及びポリイソシアネート化合物を含有する2液型クリヤー塗料である。
 水酸基含有樹脂
 水酸基含有樹脂としては、水酸基を含有するものであれば従来公知の樹脂が制限なく使用できる。該水酸基含有樹脂としては例えば、水酸基含有アクリル樹脂、水酸基含有ポリエステル樹脂、水酸基含有ポリエーテル樹脂、水酸基含有ポリウレタン樹脂などを挙げることができ、好ましいものとして、水酸基含有アクリル樹脂、水酸基含有ポリエステル樹脂を挙げることができ、特に好ましいものとして水酸基含有アクリル樹脂を挙げることができる。
 水酸基含有アクリル樹脂の水酸基価は、塗膜の耐擦り傷性や耐水性の観点から、80~200mgKOH/gの範囲内であるのが好ましく、100~180mgKOH/gの範囲内であるのがさらに好ましい。
 水酸基含有アクリル樹脂の重量平均分子量は、塗膜の耐酸性や平滑性の観点から、2,500~40,000の範囲内であるのが好ましく、5,000~30,000の範囲内であるのがさらに好ましい。
 なお、本明細書において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフで測定したクロマトグラムから標準ポリスチレンの分子量を基準にして算出した値である。ゲルパーミエーションクロマトグラフは、「HLC8120GPC」(東ソー株式会社製)を使用した。カラムとしては、「TSKgel G-4000HXL」、「TSKgel G-3000HXL」、「TSKgel G-2500HXL」、「TSKgel G-2000HXL」(いずれも東ソー株式会社製、商品名)の4本を用い、移動相;テトラヒドロフラン、測定温度;40℃、流速;1cc/分、検出器;RIの条件で行った。
 水酸基含有アクリル樹脂のガラス転移温度は-40℃~20℃であることが好ましく、-30℃~10℃の範囲内であることが特に好ましい。ガラス転移温度が-40℃以上であると塗膜硬度が十分であり、また、20℃以下であると塗膜の塗面平滑性を維持することができる。
 ポリイソシアネート化合物
 ポリイソシアネート化合物は、1分子中に少なくとも2個のイソシアネート基を有する化合物であって、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、該ポリイソシアネートの誘導体などを挙げることができる。
 上記脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラ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、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、2,4,4-又は2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトヘキサン酸メチル(慣用名:リジンジイソシアネート)などの脂肪族ジイソシアネート;2,6-ジイソシアナトヘキサン酸2-イソシアナトエチル、1,6-ジイソシアナト-3-イソシアナトメチルヘキサン、1,4,8-トリイソシアナトオクタン、1,6,11-トリイソシアナトウンデカン、1,8-ジイソシアナト-4-イソシアナトメチルオクタン、1,3,6-トリイソシアナトヘキサン、2,5,7-トリメチル-1,8-ジイソシアナト-5-イソシアナトメチルオクタンなどの脂肪族トリイソシアネートなどを挙げることができる。
 前記脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3-シクロペンテンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(慣用名:イソホロンジイソシアネート)、4-メチル-1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート(慣用名:水添TDI)、2-メチル-1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート、1,3-もしくは1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(慣用名:水添キシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物、メチレンビス(4,1-シクロヘキサンジイル)ジイソシアネート(慣用名:水添MDI)、ノルボルナンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネート;1,3,5-トリイソシアナトシクロヘキサン、1,3,5-トリメチルイソシアナトシクロヘキサン、2-(3-イソシアナトプロピル)-2,5-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、2-(3-イソシアナトプロピル)-2,6-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、3-(3-イソシアナトプロピル)-2,5-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、6-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)-ヘプタン、6-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタンなどの脂環族トリイソシアネートなどを挙げることができる。
 前記芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、メチレンビス(4,1-フェニレン)ジイソシアネート(慣用名:MDI)、1,3-もしくは1,4-キシリレンジイソシアネート又はその混合物、ω,ω'-ジイソシアナト-1,4-ジエチルベンゼン、1,3-又は1,4-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン(慣用名:テトラメチルキシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物などの芳香脂肪族ジイソシアネート;1,3,5-トリイソシアナトメチルベンゼンなどの芳香脂肪族トリイソシアネートなどを挙げることができる。
 前記芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート(慣用名:2,4-TDI)もしくは2,6-トリレンジイソシアネート(慣用名:2,6-TDI)もしくはその混合物、4,4'-トルイジンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルエーテルジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート;トリフェニルメタン-4,4',4''-トリイソシアネート、1,3,5-トリイソシアナトベンゼン、2,4,6-トリイソシアナトトルエンなどの芳香族トリイソシアネート;4,4'-ジフェニルメタン-2,2',5,5'-テトライソシアネートなどの芳香族テトライソシアネートなどを挙げることができる。
 また、前記ポリイソシアネートの誘導体としては、例えば、上記したポリイソシアネートのダイマー、トリマー、ビウレット、アロファネート、ウレトジオン、ウレトイミン、イソシアヌレート、オキサジアジントリオン、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(クルードMDI、ポリメリックMDI)、クルードTDIなどを挙げることができる。該ポリイソシアネートの誘導体は、単独で用いてもよく又は2種以上併用してもよい。
 上記ポリイソシアネート及びその誘導体は、それぞれ単独で用いてもよく又は2種以上併用してもよい。
 脂肪族ジイソシアネートのなかでもヘキサメチレンジイソシアネート系化合物、脂環族ジイソシアネートのなかでも4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)を好適に使用することができる。その中でも特に、付着性、相溶性等の観点から、ヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体が最適である。
 また、前記ポリイソシアネート化合物としては、上記ポリイソシアネート及びその誘導体と、該ポリイソシアネートと反応し得る、例えば、水酸基、アミノ基などの活性水素基を有する化合物とを、イソシアネート基過剰の条件で反応させてなるプレポリマーを使用してもよい。該ポリイソシアネートと反応し得る化合物としては、例えば、多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂、アミン、水等が挙げられる。
 また、ポリイソシアネート化合物として、上記ポリイソシアネート及びその誘導体中のイソシアネート基をブロック剤でブロックした化合物であるブロック化ポリイソシアネート化合物を使用することもできる。
 上記ブロック剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、ニトロフェノール、エチルフェノール、ヒドロキシジフェニル、ブチルフェノール、イソプロピルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸メチル等のフェノール系;ε-カプロラクタム、δ-バレロラクタム、γ-ブチロラクタム、β-プロピオラクタム等のラクタム系;メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ラウリルアルコール等の脂肪族アルコール系;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メトキシメタノール等のエーテル系;ベンジルアルコール、グリコール酸、グリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル、乳酸、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチロール尿素、メチロールメラミン、ジアセトンアルコール、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート等のアルコール系;ホルムアミドオキシム、アセトアミドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサンオキシムなどのオキシム系;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系;ブチルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、2-メルカプトベンゾチアゾール、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系;アセトアニリド、アセトアニシジド、アセトトルイド、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸アミド、ステアリン酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系;コハク酸イミド、フタル酸イミド、マレイン酸イミド等のイミド系;ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、キシリジン、N-フェニルキシリジン、カルバゾール、アニリン、ナフチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ブチルフェニルアミン等のアミン系;イミダゾール、2-エチルイミダゾール等のイミダゾール系;尿素、チオ尿素、エチレン尿素、エチレンチオ尿素、ジフェニル尿素等の尿素系;N-フェニルカルバミン酸フェニル等のカルバミン酸エステル系;エチレンイミン、プロピレンイミン等のイミン系;重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸カリ等の亜硫酸塩系;アゾール系の化合物等が挙げられる。上記アゾール系の化合物としては、ピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、3-メチルピラゾール、4-ベンジル-3,5-ジメチルピラゾール、4-ニトロ-3,5-ジメチルピラゾール、4-ブロモ-3,5-ジメチルピラゾール、3-メチル-5-フェニルピラゾール等のピラゾール又はピラゾール誘導体;イミダゾール、ベンズイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール等のイミダゾール又はイミダゾール誘導体;2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン等のイミダゾリン誘導体等が挙げられる。
 ブロック化を行なう(ブロック剤を反応させる)にあたっては、必要に応じて溶剤を添加して行なうことができる。ブロック化反応に用いる溶剤としてはイソシアネート基に対して反応性でないものが良く、例えば、アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル類、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)のような溶剤を挙げることができる。
 ポリイソシアネート化合物は、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 本発明において、塗膜の硬化性及び耐擦り傷性等の観点から、水酸基含有樹脂の水酸基のポリイソシアネート化合物のイソシアネート基に対する当量比(OH/NCO)は好ましくは0.5~2.0、さらに好ましくは0.8~1.5の範囲内である。
 クリヤー塗料(Z)として水酸基含有樹脂及びポリイソシアネート化合物を含有する2液型クリヤー塗料を使用する場合は、貯蔵安定性から、水酸基含有樹脂とポリイソシアネート化合物とが分離した形態であることが好ましく、使用直前に両者を混合して調整されることが好ましい。
 クリヤー塗料(Z)としては、1液型塗料を使用してもよい。1液型塗料における基体樹脂/硬化剤の組み合わせとしては、カルボキシル基含有樹脂/エポキシ基含有樹脂、水酸基含有樹脂/ブロック化ポリイソシアネート化合物、水酸基含有樹脂/メラミン樹脂等がある。
 クリヤー塗料(Z)には、さらに必要に応じて、水や有機溶剤等の溶媒、硬化触媒、消泡剤、紫外線吸収剤等の添加剤を適宜含有することができる。
 上記クリヤー塗料(Z)には、透明性を損なわない範囲内において、着色顔料を適宜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、該クリヤー塗料中のビヒクル形成樹脂組成物100質量部に対して、30質量部以下、好ましくは0.01~10質量部である。
 クリヤー塗料(Z)の形態は特に制限されるものではないが、通常、有機溶剤型の塗料組成物として使用される。この場合に使用する有機溶剤としては、各種の塗料用有機溶剤、例えば、芳香族又は脂肪族炭化水素系溶剤;エステル系溶剤;ケトン系溶剤;エーテル系溶剤等が使用できる。使用する有機溶剤は、水酸基含有樹脂等の調製時に用いたものをそのまま用いても良いし、更に適宜加えても良い。
 クリヤー塗料(Z)の固形分濃度は、30~70質量%程度であるのが好ましく、40~60質量%程度の範囲内であるのがより好ましい。
 前記光輝性塗膜上に、前述のクリヤー塗料(Z)の塗装が行なわれる。クリヤー塗料(Z)の塗装は、特に限定されず前記着色塗料(X)と同様の方法で行うことができ、例えば、エアスプレー、エアレススプレー、回転霧化塗装、カーテンコート塗装などの塗装方法により行なうことができる。これらの塗装方法は、必要に応じて、静電印加してもよい。これらのうち静電印加による回転霧化塗装が好ましい。クリヤー塗料(Z)の塗布量は、通常、硬化膜厚として、10~50μm程度となる量とするのが好ましい。
 また、クリヤー塗料(Z)の塗装にあたっては、クリヤー塗料(Z)の粘度を、塗装方法に適した粘度範囲、例えば、静電印加による回転霧化塗装においては、20℃でフォードカップNo.4粘度計による測定で、15~60秒程度の粘度範囲となるように、有機溶剤等の溶媒を用いて、適宜、調整しておくことが好ましい。
 本発明の複層塗膜形成方法は、ベース塗膜、光輝性塗膜及びクリヤー塗膜を同時に加熱することにより、硬化させる工程を含む。
 上記加熱は公知の手段により行うことができ、例えば、熱風炉、電気炉、赤外線誘導加熱炉等の乾燥炉を適用できる。加熱温度は70~150℃、好ましくは80~140℃の範囲内にあることが適している。加熱時間は、特に制限されるものではないが、好ましくは10~40分間、より好ましくは20~30分間の範囲内である。
 以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。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。
 [1]被塗物の作製
 脱脂及びりん酸亜鉛処理した鋼板(JISG3141、大きさ400mm×300mm×0.8mm)にカチオン電着塗料「エレクロンGT-10」(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ート化合物を使用したもの)を硬化塗膜に基づいて膜厚が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、電着塗膜を形成せしめた。
 得られた上記鋼板の電着塗面に、「TP-90 No.8101 グレー」(商品名、関西ペイント株式会社製、水酸基/メラミン及びブロックイソシアネート基硬化型1液型有機溶剤型塗料)をエアスプレーにて硬化塗膜に基づいて膜厚が40μmになるように塗装し、7分間放置後、140℃で30分間加熱して中塗り塗膜を形成せしめることにより、被塗物とした。
 [2]塗料の作製
 アクリル樹脂水分散体(R-1)の製造
 製造例1
 温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器及び滴下装置を備えた反応容器に、脱イオン水70.7部及び「アクアロンKH-10」(商品名、第一工業製薬株式会社製、乳化剤、有効成分97%)0.52部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温した。次いで、下記のモノマー乳化物のうちの全量の1%量及び6%過硫酸アンモニウム水溶液5部を反応容器内に導入し80℃で15分間保持した。その後、残りのモノマー乳化物を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時間熟成した後、5%2-(ジメチルアミノ)エタノール水溶液40部を反応容器に徐々に加えながら30℃まで冷却し、100メッシュのナイロンクロスで濾過しながら排出し、固形分濃度45%のアクリル樹脂水分散体(R-1)を得た。得られたアクリル樹脂水分散体(R-1)の水酸基価は43mgKOH/g、酸価は12mgKOH/gであった。
 モノマー乳化物:脱イオン水50部、スチレン10部、メチルメタクリレート40部、エチルアクリレート35部、n-ブチルメタクリレート3.5部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート10部、アクリル酸1.5部、「アクアロンKH-10」1.0部及び過硫酸アンモニウム0.03部を混合攪拌して、モノマー乳化物を得た。
 水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(R-2)の製造
 製造例2
 温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン174部、ネオペンチルグリコール327部、アジピン酸352部、イソフタル酸109部及び1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物101部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、生成した縮合水を水分離器により留去させながら230℃で保持し、酸価が3mgKOH/g以下となるまで反応させた。この反応生成物に、無水トリメリット酸59部を添加し、170℃で30分間付加反応を行った後、50℃以下に冷却し、2-(ジメチルアミノ)エタノールを酸基に対して当量添加し中和してから、脱イオン水を徐々に添加することにより、固形分濃度45%の水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(R-2)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(R-2)は、水酸基価が128mgKOH/g、酸価が35mgKOH/g、重量平均分子量が13,000であった。
 リン酸基含有樹脂溶液(R-3)の製造
 製造例3
 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、メトキシプロパノール27.5部及びイソブタノール27.5部の混合溶剤を入れ、110℃に加熱し、スチレン25部、n-ブチルメタクリレート27.5部、「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学工業株式会社製、分岐高級アルキルアクリレート)20部、4-ヒドロキシブチルアクリレート7.5部、下記リン酸基含有重合性モノマー15部、2-メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート12.5部、イソブタノール10部及びt-ブチルパーオキシオクタノエート4部からなる混合物121.5部を4時間かけて上記混合溶剤に加え、さらにt-ブチルパーオキシオクタノエート0.5部とイソプロパノール20部からなる混合物を1時間滴下した。その後、1時間攪拌熟成して固形分濃度50%のリン酸基含有樹脂溶液(R-3)を得た。本樹脂のリン酸基による酸価は83mgKOH/g、水酸基価は29mgKOH/g、重量平均分子量は10,000であった。
 リン酸基含有重合性モノマー: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、モノブチルリン酸57.5部及びイソブタノール41部を入れ、90℃に昇温後、グリシジルメタクリレート42.5部を2時間かけて滴下した後、さらに1時間攪拌熟成した。その後、イソプロパノ-ル59部を加えて、固形分濃度50%のリン酸基含有重合性モノマー溶液を得た。得られたモノマーのリン酸基による酸価は285mgKOH/gであった。
 着色顔料分散液(P-1)の製造
 製造例4
 製造例2で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(R-2)56部(固形分25部)、「RAVEN 5000 ULTRA I I I BEADS」(商品名、カーボンブラック顔料、COLUMBIAN CARBON CO.社製)1.5部及び脱イオン水5部を混合し、2-(ジメチルアミノ)エタノールでpH8.0に調整した。次いで、得られた混合液を広口ガラスビン中に入れ、分散メジアとして直径約1.3mmφのガラスビーズを加えて密封し、ペイントシェイカーにて30分間分散して、着色顔料分散液(P-1)を得た。
 光輝性顔料分散液(P-2)の製造
 製造例5
 攪拌混合容器内において、「GX-3100」(商品名、アルミニウム顔料ペースト、旭化成メタルズ株式会社製、金属含有量74%)10.8部(固形分8部)、2-エチル-1-ヘキサノール35部、製造例3で得たリン酸基含有樹脂溶液(R-3)8部(固形分4部)及び2-(ジメチルアミノ)エタノール0.2部を均一に混合して、光輝性顔料分散液(P-2)を得た。
 ベース塗料(X)の製造
 製造例6
 製造例4で得た顔料分散ペースト(P-1)62.5部、製造例5で得た光輝性顔料分散液(P-2)54部、製造例1で得たアクリル樹脂水分散体(R-1)44.4部(固形分20部)、「ユーコートUX-8100」(商品名、ウレタンエマルション、三洋化成工業株式会社製、固形分35%)60部(固形分21部)及び「サイメル325」(商品名、メラミン樹脂、日本サイテックインダストリーズ社製、固形分80%)37.5部(固形分30部)を均一に混合した。次いで、得られた混合物に、「UH-752」(商品名、ADEKA株式会社製、増粘剤)、2-(ジメチルアミノ)エタノール及び脱イオン水を添加し、pH8.0、塗料固形分25%、B型粘度計を用いて20℃において回転数6rpmで測定したときの粘度が3000mPa・sのベース塗料(X-1)を得た。
 製造例7
 製造例4で得た顔料分散ペースト(P-1)62.5部、製造例5で得た光輝性顔料分散液(P-2)54部、製造例1で得たアクリル樹脂水分散体(R-1)44.4部(固形分20部)、「ユーコートUX-8100」(商品名、ウレタンエマルション、三洋化成工業株式会社製、固形分35%)60部(固形分21部)及び「サイメル325」(商品名、メラミン樹脂、日本サイテックインダストリーズ社製、固形分80%)37.5部(固形分30部)を均一に混合した。次いで、得られた混合物に、「UH-752」(商品名、ADEKA株式会社製、増粘剤)、2-(ジメチルアミノ)エタノール及び脱イオン水を添加し、pH8.0、塗料固形分14%、B型粘度計を用いて20℃において回転数6rpmで測定したときの粘度が3500mPa・sのベース塗料(X-2)を得た。
 アクリル樹脂水分散体(R-4)の製造
 製造例8
 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、脱イオン水154部及び「アクアロンKH-10」0.52部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温した。次いで下記のモノマー乳化物(1)のうちの全量の1%量及び6%過硫酸アンモニウム水溶液5.3部を反応容器内に導入し80℃で15分間保持した。その後、残りのモノマー乳化物(1)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、下記のモノマー乳化物(2)を1時間かけて滴下し、1時間熟成した後、5%ジメチルエタノールアミン水溶液40部を反応容器に徐々に加えながら30℃まで冷却し、100メッシュのナイロンクロスで濾過しながら排出し、固形分濃度28%のアクリル樹脂水分散体(R-4)を得た。得られたアクリル樹脂水分散体(R-4)は、水酸基価が25mgKOH/g、酸価が33mgKOH/gであった。
 モノマー乳化物(1): 脱イオン水42部、「アクアロンKH-10」0.72部、メチレンビスアクリルアミド2.1部、スチレン2.8部、メチルメタクリレート16.1部、エチルアクリレート28部及びn-ブチルアクリレート21部を混合攪拌して、モノマー乳化物(1)を得た。
 モノマー乳化物(2): 脱イオン水18部、「アクアロンKH-10」0.31部、過硫酸アンモニウム0.03部、メタクリル酸5.1部、2-ヒドロキシエチルアクリレート5.1部、スチレン3部、メチルメタクリレート6部、エチルアクリレート1.8部及びn-ブチルアクリレート9部を混合攪拌して、モノマー乳化物(2)を得た。
 アクリル樹脂溶液(R-5)の製造
 製造例9
 撹拌機、温度計及び還流冷却管を備えた通常のアクリル樹脂反応槽に、エチレングリコールモノブチルエーテル48部を仕込み、加熱撹拌して110℃に保持した。この中に、スチレン10部、メチルメタクリレート40部、n-ブチルメタクリレート25部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート10部、メタクリル酸3部、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート5部(固形分量、脱イオン水10部に溶解して配合)、「NFバイソマーPEM6E」(第一工業製薬(株)製、商品名、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、分子量約350)10部、アゾビスイソブチロニトリル4部及びイソブチルアルコール20部からなる混合物を3時間かけて滴下した。滴下終了後、110℃で30分間熟成し、次にエチレングリコールモノブチルエーテル25部及びアゾビスイソブチロニトリル0.5部からなる追加触媒混合液を1時間かけて滴下した。ついで110℃で1時間熟成したのち冷却し、固形分50%のアクリル樹脂溶液(R-5)を得た。アクリル樹脂溶液(R-5)は水酸基価が43mgKOH/g、重量平均分子量が約20,000であった。
 着色顔料分散液(P-3)の製造
 製造例10
 製造例9で得たアクリル樹脂溶液(R-5)を10.2部(固形分で5.1部)、「RAVEN 5000 ULTRA I I I BEADS」(商品名、カーボンブラック顔料、COLUMBIAN CARBON CO.社製)3部及び脱イオン水39.4部を混合し、ペイントシェイカーで2時間分散して固形分15.4%の着色顔料分散液(P-3)を得た。
 カルボキシル基含有セルロースナノファイバー(C21)の製造
 製造例11
 漂白済み針葉樹由来溶解クラフトパルプ(バッカイ社製DKP)5g(絶乾)を、TEMPO(Sigma Aldrich社)19.5mg(絶乾1gのセルロースに対し0.025mmol)と臭化ナトリウム514mg(絶乾1gのセルロースに対し1.0mmol)とを溶解した水溶液500mlに加え、パルプが均一に分散するまで撹拌した。反応系に2M次亜塩素酸ナトリウム水溶液8mlを添加した後、0.5N塩酸水溶液でpHを10.3に調整し、酸化反応を開始した。反応中は系内のpHは低下するが、3.0N水酸化ナトリウム水溶液を逐次添加し、pH10に調整した。2時間反応させた後、ガラスフィルターで濾過し、十分に水洗することでカルボキシル化セルロースを得た。得られたカルボキシル化セルロースのカルボキシル基量は、0.94mmol/gであった。その後、酸化セルロースの5%(w/v)スラリーに過酸化水素を酸化セルロースに対して2%(w/v)添加し、1M水酸化ナトリウムでpHを12に調整した。このスラリーを80℃で、2時間加水分解処理した。これを水で4.0%(w/v)に調整し、超高圧ホモジナイザー(20℃、140MPa)で5回処理し、カルボキシル基含有セルロースナノファイバー分散液(C21-1)を得た。カルボキシル基含有セルロースナノファイバー分散液(C21-1)のカルボキシル基量は0.94mmol/gであり、平均繊維径は6.9nm、平均繊維長は235nm、アスペクト比は34であった。
 スルホン酸基含有セルロースナノクリスタル(C32)の製造
 製造例12
 マグネチックスターラーで攪拌した脱イオン水に対し、固形分濃度4%となるように「Celluforce NCC」(商品名、Celluforce社製、数平均直径が2.3~4.5nm、数平均長さが44~108nm、比表面積が400m2/g、スルホン酸基含有セルロースナノクリスタル、固形分濃度100%)を徐々に添加後、2時間攪拌を継続することで、スルホン酸基含有セルロースナノクリスタル分散液(C32-1)を得た。
 光輝性顔料分散体の製造
 実施例1
 攪拌混合容器に、蒸留水4830部、「Dynol-604」(商品名、エボニックインダストリーズ社製、アセチレンジオール系表面調整剤、固形分100%)15部(固形分15部)、「アルペースト EMR-B6360」(商品名、東洋アルミ株式会社製、固形分46%、ノンリーフィングアルミニウムフレーク、平均粒子径D50:10.3μm、厚さ:0.19μm、表面がシリカ処理されている)434.8部(固形分200部)、リン酸基含有セルロースナノファイバー分散液(C11-1)(数平均繊維径4nm、リン酸基導入量が1.00mmol/g、固形分濃度2.0%)150部(固形分3部)、製造例11で得たカルボキシル基含有セルロースナノファイバー分散液(C21-1)675部(固形分27部)、「プライマル ASE-60」(商品名、ダウケミカル社製、ポリアクリル酸系粘性調整剤、固形分28%の水分散液)118.9部(固形分33.3部)、「TINUVIN 479-DW(N)」(商品名、BASF社製、紫外線吸収剤、固形分40%)25部(固形分10部)、「TINUVIN 123-DW(N)」(商品名、BASF社製、光安定剤、固形分50%)13.2部(固形分6.6部)、製造例10で得た着色顔料分散液(P-3)52.6部(固形分8.1部)を添加して攪拌混合し、光輝性顔料分散体(Y-1)を調整した。得られた光輝性顔料分散体(Y-1)の固形分は4.8%であり、塗料粘度「B6値」は1100mPa・sであった。
 実施例2~10及び比較例1~6
 表1に記載の配合とする以外は全て実施例1と同様にして光輝性顔料分散体(Y-2)~(Y-16)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 (*1)「Xirallic T61-10 Micro Silver」:商品名、メルク社製、固形分100%、酸化チタン被覆アルミナフレーク顔料、平均粒子径11.8μm。
 比較例7
 光輝性顔料分散体(Y-17)として、市販の「WBC-713T No.1F7」(商品名、関西ペイント株式会社製、アクリルメラミン樹脂系水性ベースコート塗料、シルバー塗色、固形分23%、アルミニウム顔料含有、ナノセルロース(C)不使用)を使用した。
 クリヤー塗料(Z)の調製
 クリヤー塗料(Z-1)
 「KINO6510」(商品名:関西ペイント株式会社、水酸基/イソシアネート基硬化型アクリル樹脂・ウレタン樹脂系2液型有機溶剤型塗料)を、クリヤー塗料(Z-1)として用いた。
 試験板の作成
(1)しわ、60°鏡面光沢度(60°グロス)及びフリップフロップ性評価用の試験板の作製
 実施例11
 前記[1]で作製した被塗物上に、垂直状態で、ベース塗料(X-1)を回転霧化型のベル型塗装機を用いて、硬化膜厚9μmになるように静電塗装し、2分間放置し、未硬化のベース塗膜を形成した。
 次いで、該未硬化のベース塗膜上に、垂直状態で、実施例1で作成した光輝性顔料分散体(Y-1)を、ABB社製ロボットベルを用いて、ブース温度23℃、湿度68%の条件で、乾燥塗膜の膜厚が0.7μmとなるように塗装した。3分間放置した後、垂直状態で、80℃にて3分間プレヒートし、光輝性塗膜を形成した。
 次いで、該未硬化の光輝性塗膜上に、垂直状態で、クリヤー塗料(Z-1)を、ABB社製ロボットベルを用いて、ブース温度23℃、湿度68%の条件で、乾燥塗膜の膜厚が35μmとなるように塗装しクリヤー塗膜を形成した。塗装後、室温にて7分間放置した後に、熱風循環式乾燥炉内を使用して、垂直状態で、140℃で30分間加熱し、複層塗膜を同時に乾燥せしめて、しわ、60°鏡面光沢度(60°グロス)及びフリップフロップ性評価用の試験板とした。
 ここで、光輝性塗膜の乾燥塗膜の膜厚は、下記式から算出した。以下の実施例についても同様である。
x=sc/sg/S*10000
x:膜厚[μm]
sc:塗着固形分[g]
sg:塗膜比重[g/cm
S:塗着固形分の評価面積[cm
 実施例12~21及び比較例8~14
 表2に記載の塗料、光輝性顔料分散体、膜厚とする以外は全て実施例11と同様にして、しわ、60°鏡面光沢度(60°グロス)及びフリップフロップ性評価用の試験板を得た。
(2)垂直部のタレ性評価用の試験板の作製
 実施例11
 前記[1]で作製した被塗物上の長尺側の端部から3cmの部分に、直径5mmのポンチ孔を、2cm間隔で17個1列状に設けた。各ポンチ孔は、長さ400mmの辺から10cmの距離を空けて設けた。
 次いで、該試験用被塗物の長さ400mmの辺が水平方向に延び、かつ長さ300mmの辺が垂直方向に延びるように試験用被塗物を配置し、該被塗物上に、垂直状態で、ベース塗料(X-1)を回転霧化型のベル型塗装機を用いて、硬化膜厚9μmになるように静電塗装し、2分間放置し、未硬化のベース塗膜を形成した。
 次いで、未硬化のベース塗膜上に、垂直状態で、実施例1で作成した光輝性顔料分散体(Y-1)をABB社製ロボットベルを用いて、ブース温度22℃、湿度78%の条件で、長尺方向にほぼ0.5μm~4μmの乾燥塗膜の膜厚が得られるように膜厚勾配をつけて塗装し、3分間放置し、その後、垂直状態で、80℃にて3分間プレヒートし、光輝性塗膜を形成した。
 次いで、該未硬化の光輝性塗膜上に、垂直状態で、クリヤー塗料(Z-1)を、ABB社製ロボットベルを用いて、ブース温度23℃、湿度68%の条件で、乾燥塗膜の膜厚が35μmとなるように塗装しクリヤー塗膜を形成した。塗装後、室温にて7分間放置した後に、熱風循環式乾燥炉内を使用して、垂直状態で、140℃で30分間加熱し、複層塗膜を同時に乾燥せしめて垂直部のタレ性評価用の試験板とした。
 実施例12~21及び比較例8~14
 表2に記載の塗料、光輝性顔料分散体、膜厚とする以外は全て実施例11と同様にして、垂直部のタレ性評価用の試験板を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 塗膜評価
 上記のようにして得られた各試験板を下記の項目について評価し、表2にその結果を示した。
 しわ
 各試験板のエッジ部を目視し、下記基準により評価した。A及びBが合格である。
A:しわが認められず、極めて優れた塗膜外観を有する。
B:しわがほとんど認められず、優れた塗膜外観を有する。
C:しわがかなり又は著しく認められ、塗膜外観が劣る。
 60°鏡面光沢度(60°グロス)
 光沢計(micro-TRI-gloss、BYK-Gardner社製)を用いて60°グロス値を測定した。値が高い方が良好である。アルミニウム顔料を使用した実施例及び比較例では、122以上が合格であり、光干渉性顔料を使用した実施例及び比較例では、97以上が合格である。
 フリップフロップ性
 多角度測色器(BYK社製、商品名、BYK-mac  i)を使用して、受光角15度のL*値(L*15値)及び受光角75度のL*値(L*75値)を測定し、塗膜のFF値を下記式によって算出し、評価した。アルミニウム顔料を使用した実施例及び比較例では、8.0以上が合格であり、光干渉性顔料を使用した実施例及び比較例では、2.8以上が合格である。
FF値=L*15値/L*75値
 垂直部のタレ
 各試験板について、ポンチ孔下端部から3mmの塗膜のタレが観察される位置を調べ、該位置の膜厚(タレ限界膜厚(μm))を測定することにより、垂直部のタレを評価した。タレ限界膜厚が大きいほど良好であることを示す。4μm以上が合格である。
 表2の比較例14のタレ限界膜厚の「-」は、光輝性顔料分散体(Y-1)では4μmの乾燥膜厚でタレが生じなかったことを指す。
 以上、本発明の実施形態及び実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

Claims (7)

  1.  湿潤剤(A)、光輝性顔料(B)、ナノセルロース(C)及び水(D)を含有する光輝性顔料分散体であって、
     前記光輝性顔料分散体の全成分合計100質量部に対して、固形分を0.1~10質量部含み、
     前記ナノセルロース(C)は、リン酸基含有ナノセルロース(C1)と、カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)及びスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)から成る群から選ばれる少なくとも1種と、を含む、光輝性顔料分散体。
  2.  前記光輝性顔料(B)が、アルミニウム顔料を含む、請求項1に記載の光輝性顔料分散体。
  3.  リン酸基含有ナノセルロース(C1)がリン酸基含有セルロースナノファイバー(C11)及び/又はリン酸基含有セルロースナノクリスタル(C12)を含む、請求項1又は2に記載の光輝性顔料分散体。
  4.  前記セルロース(C)はカルボキシル基含有ナノセルロース(C2)を含み、カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)がカルボキシル基含有セルロースナノファイバー(C21)及び/又はカルボキシル基含有セルロースナノクリスタル(C22)を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の光輝性顔料分散体。
  5.  前記セルロース(C)はスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)を含み、スルホン酸基含有ナノセルロース(C3)が、スルホン基含有セルロースナノファイバー(C31)及び/又はスルホン酸基含有セルロースナノクリスタル(C32)を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の光輝性顔料分散体。
  6.  前記リン酸基含有ナノセルロース(C1)と、カルボキシル基含有ナノセルロース(C2)及びスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)から成る群から選ばれる少なくとも1種との含有割合が、リン酸基含有ナノセルロース(C1)のカルボキシル基含有ナノセルロース(C2)及びスルホン酸基含有ナノセルロース(C3)から成る群から選ばれる少なくとも1種に対する質量比で、1/99~50/50の範囲内である、請求項1~5のいずれか1項に記載の光輝性顔料分散体。
  7.  工程(1):被塗物上に、ベース塗料(X)を塗装して未硬化のベース塗膜を形成する工程、
     工程(2):工程(1)で形成されるベース塗膜上に、請求項1~6のいずれか1項に記載の光輝性顔料分散体(Y)を塗装して未硬化の光輝性塗膜を形成する工程、
     工程(3):工程(2)で形成される光輝性塗膜上に、未硬化のクリヤー塗料(Z)を塗装してクリヤー塗膜を形成する工程、及び、
     工程(4):工程(1)で形成された未硬化のベース塗膜、工程(2)で形成された未硬化の光輝性塗膜及び工程(3)で形成された未硬化のクリヤー塗膜を同時に加熱することにより、硬化させる工程を含む、複層塗膜形成方法。
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