JP2007029897A - 顔料配向制御媒体の製造方法及び顔料配向制御媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造ラインによる製造が可能な顔料配向制御媒体及び顔料配向制御媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】 塗料１２内で磁場により配向した顔料１４（１４ａ〜１４ｆ）がほぼ直立したときに微粒子１３（１３ａ〜１３ｈ）間の隙間に挟まれ、顔料配向制御媒体１０を磁場から外しても顔料１４（１４ａ〜１４ｆ）の直立状態がある一定時間保持される。この一定時間内に磁場外で塗料１２を固化させるための工程を導入することができるので、製造ラインによる顔配向制御媒体１０の製造が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、顔料配向制御媒体の製造方法及び顔料配向制御媒体に関する。

従来、基材上にパール顔料含有紫外線硬化樹脂を塗布した媒体を電磁石のヨーク間に配置し、電磁石に通電することによりそのパール顔料に磁場を印加して配向させ所定のパターンを有する媒体を製造する場合、紫外線硬化樹脂内でパール顔料が動きやすくなるように顔料を添加させることが行われていた（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−２６５７８６号公報

しかしながら、上述した従来技術では、顔料が動きやすくなるように紫外線硬化樹脂として低い粘度（５００ｍＰａ・ｓ以下）のものが使用されていたため、磁場から媒体を外すと紫外線を照射する前に顔料が動いてしまうので、製造ラインによる製造を行うのが困難であった。
そこで、本発明の目的は製造ラインによる製造が容易な顔料配向制御媒体の製造方法及び顔料配向制御媒体を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、基材上に、樹脂と、磁気異方性を有する顔料と、微粒子とを含有させた塗料を塗工して塗工層を形成し、該塗工層に磁場を印加して前記顔料を配向させ、前記塗料を硬化させることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、磁場によりほぼ垂直方向に配向した顔料が微粒子の隙間に入り込み、顔料配向制御媒体を磁場から外してもある一定時間はそのままの状態が保持される。この一定時間内に磁場外で塗料を固化させるための工程を導入することができるので、製造ラインによる顔料配向制御媒体の製造が容易となる。

請求項２記載の発明は、基材上に、樹脂と、磁気異方性を有する顔料と、微粒子とを含有させた塗料を塗工して塗工層を形成し、該塗工層に磁場を印加して前記顔料を配向させ、前記基材を磁場環境から外した後０．１秒から３０秒の間に前記塗料を硬化させることを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、磁場によりほぼ垂直方向に配向した顔料が微粒子の隙間に入り込み、顔料配向制御媒体を磁場から外しても後０．１秒から３０秒の間はそのままの状態が保持される。この時間内に磁場外で塗料を固化させるための工程を導入することができるので、製造ラインによる顔料配向制御媒体の製造が容易となる。

請求項３記載の発明は、基材と、該基材上に設けられた顔料含有層とを備え、該顔料含有層が、微粒子と、磁場により配向された磁気異方性とを有する顔料とを含有した樹脂層を硬化させてなることを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、磁場により顔料がほぼ垂直方向に配向すると微粒子の隙間にその顔料が入り込み、顔料配向制御媒体を磁場から外してもある一定時間はそのままの状態が保持される。この一定時間内に磁場外で塗料を固化させるための工程を導入することができるので、製造ラインによる顔料配向制御媒体の製造が容易となる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記樹脂が無溶媒系の樹脂を用いて、かつ硬化前の粘度が５００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、溶媒を用いると、溶媒が蒸発する時に塗料の体積が減るため、直立した顔料が倒れてしまう場合がある。これを防止するために無溶媒系の樹脂を用いることが好ましい。硬化前の粘度が５００ｍＰａ・ｓ以下であることにより、顔料が動きやすくなる。このため、顔料が垂直方向に配向した場合に微粒子の隙間に入り込みやすくなると共に配向状態が保持されやすくなり、塗料を効率的に硬化させることができる。

請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の発明において、前記顔料が前記微粒子により支えられていることで前記顔料の配向が維持されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明によれば、顔料が微粒子により支えられていることで顔料の配向が維持されているので、顔料配向制御媒体を磁場から外しても顔料の直立状態がある一定時間保持される。この一定時間内に磁場外で塗料を固化させるための工程を導入することができるので、製造ラインによる顔配向制御媒体の製造が容易となる。

本発明によれば、磁場によりほぼ垂直方向に配向した顔料が微粒子の隙間に入り込み、顔料配向制御媒体を磁場から外してもある一定時間はそのままの状態が保持される。この一定時間内に磁場外で塗料を固化させるための工程を導入することができるので、製造ラインによる顔料配向制御媒体の製造が容易となる。

〔概 要〕
強磁場環境下では磁気異方性を有する材料であれば、常磁性体や反磁性体でも配向が可能となる。さらに配向させやすい条件の一つとして、塗料の粘度が挙げられる。５００ｍＰａ・ｓ以下の低粘度であれば、配向が容易となるが、磁場環境から顔料配向制御媒体を外すと配向状態が崩れてしまう（配向状態を保持できない。）。これとは逆に、塗料を高粘度にしてしまうと配向そのものが困難になってしまう（時間がかかる。）この点を解消するため、５００ｍＰａ・ｓ以下の低粘度の塗料にガラスビーズ等の微粒子を添加することによって、強磁場環境下から顔料配向制御媒体を外してもある一定時間は元の状態を保持することが可能となり、製造ラインによる製造が容易となる。

本実施形態の顔料配向制御媒体の製造方法は、基材上に、樹脂と、磁気異方性を有する顔料と、微粒子とを含有させた塗料を塗工して塗工層を形成し、塗工層に磁場を印加して顔料を配向させ、塗料を硬化させることを特徴とする。

本実施形態の顔料配向制御媒体は、基材上に、樹脂と、磁気異方性を有する顔料と、微粒子とを含有させた塗料を塗工して塗工層を形成し、塗工層に磁場を印加して顔料を配向させ、基材を磁場環境から外した後０．１秒から３０秒の間に塗料を硬化させることを特徴とする。

本実施形態の顔料配向制御媒体は、基材と、基材上に設けられた顔料含有層とを備え、顔料含有層が、微粒子と、磁場により配向された磁気異方性を有する顔料とを含有した樹脂層を硬化させてなることを特徴とする。

本実施形態の顔料配向制御媒体は、上記構成に加え、樹脂の硬化前の粘度が５００ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ましく、顔料が微粒子により支えられていることで顔料の配向が維持されているのが好ましい。

本実施形態によれば、磁場により顔料の配向が変化し、顔料の配向が垂直方向のときには微粒子間に挟まれる。顔料配向制御媒体を磁場から外してもその状態が一定時間保持される。この一定時間内に塗料を固化させるための工程を導入することができるので、製造ラインによる顔料配向制御媒体の製造が容易となる。

図１は本発明の顔料配向制御媒体の製造方法を適用した顔料配向制御媒体の一実施例の概念図である。
同図に示す顔料配向制御媒体（以下「媒体」という。）１０は、基材（例えば、紙、樹脂、セラミック等磁力線が透過できれば限定されない。）１１と、基材１１上に塗工された塗料としての紫外線硬化樹脂層（以下「樹脂層」という。）１２と、樹脂層１２内に添加された微粒子としてのガラスビーズ（直径１０μｍ）１３と、樹脂層１２内でガラスビーズ１３間の隙間にほぼ直立できるように添加された磁気異方性を有する顔料１４とを備えたものである。

本実施例ではガラスビーズの比重は顔料の比重より大きい場合を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガラスビーズの比重が顔料の比重より小さくても等しくてもよい。
樹脂層１２の粘度は５００ｍＰａ・ｓ以下である。
顔料としては、磁場の影響により配向するものであれば特に限定されない。

同図に示す媒体１０は、樹脂層１２内で磁場により配向した顔料１４がほぼ直立したときにガラスビーズ１３間の隙間に挟まれ、媒体１０を磁場から外しても顔料１４の直立状態がある一定時間保持され、磁場外での媒体１０への紫外線照射が可能となるので、製造ラインによる製造が容易となる。

図２（ａ）〜（ｄ）は本発明の顔料配向制御媒体の製造方法に係る一実施例を示す説明図である。
媒体１０は、磁場（０．３Ｔ以上）を発生させるための電磁石のヨーク（図示せず）間に、基板１１が下向きになるように水平に配置される。紫外線硬化樹脂１２の粘度が５００ｍＰａ・ｓ以下であり、ガラスビーズ１３の比重が顔料の比重より大きい場合、時間の経過と共に、ガラスビーズ１３の上に顔料１４が折り重なるように樹脂層１２内に沈む（図２（ａ））。

電磁石に通電することによりヨーク間に磁力線が形成される。ヨーク間には多数の磁力線が発生するが、これらの磁力線群うちの４本の磁力線Ｌ１〜Ｌ４が媒体１０を交差するように（図の縦方向に）透過すると各顔料１４が磁力線の方向（矢印方向）に配向する（図２（ｂ））。

樹脂層１２の粘度が５００ｍＰａ・ｓ以下の低粘度であるため、各顔料１４が動きやすい状態となり、磁力線Ｌ１〜Ｌ４の方向に沿って各顔料１４がそれぞれ即座に水平方向（横配向）から垂直方向に一斉に配向（縦配向）する。各顔料１４は垂直方向に配向することにより、ガラスビーズ１３の隙間に突き刺さるような状態となる（図２（ｃ））。

電磁石への通電を停止すると、ヨーク間の磁力線が消滅し、磁力線Ｌ１〜Ｌ４も消滅する。磁力線Ｌ１〜Ｌ４が消滅すると各顔料１４は、重力の影響により不安定な垂直方向の配向から安定な水平方向の配向に戻ろうとする。
しかしながら、垂直方向に配向した各顔料１４はガラスビーズ１３間に挟まれる。

すなわち、これら各顔料１４は、各ガラスビーズ１３の間に挟まれてある一定時間（例えば、約０．１〜３０秒）保持される。

このため、磁力線Ｌ１〜Ｌ４によって配向した媒体１０を磁力線Ｌ１〜Ｌ４から外しても、ある一定時間だけ状態が保存されるので、樹脂層１２に紫外線を照射して硬化させる工程を設けることができる。
従って、製造ラインによる製造が容易となる。

図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の顔料配向制御媒体の製造方法に係る他の実施例を示す説明図である。
図２（ａ）〜（ｄ）に示した実施例との相違点は、顔料配向制御媒体に磁場を印加しながら顔料及び微粒子を沈降させる点である。
基板１１が水平になるように配置された媒体１０（図１参照）に磁力線が交差するように（図の縦方向）磁場（０．３Ｔ以上）を印加すると各顔料１４は磁力線に沿って、すなわち縦方向に配向する（図３（ａ））。

微粒子１３の比重が顔料１４の比重より大きく、かつ樹脂層１２が５００ｍＰａ・ｓ以下の低粘度であるため、微粒子１３が顔料１４より先に基板１１に向かって沈降する（図３（ｂ））。

微粒子１３が基板１１上に到着した後、顔料１４が到着するが、顔料１４は垂直方向に配向しているので、微粒子１３の間の隙間に差し込むように沈降する。この状態で磁場を媒体１０から外す（もしくは媒体１０を磁場から外す）か電磁石の電源を切っても顔料１４は微粒子１３の間の隙間に差し込まれているので、顔料１４が微粒子１３により支えられていることで顔料１４の配向が維持されている。このため、、ある一定時間（約０．１秒〜３０秒）だけ状態が保存されるので、樹脂層１２に紫外線を照射して硬化させる工程を設けることができる。
従って、製造ラインによる製造が容易となる。

図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の顔料配向制御媒体の製造方法に係る他の実施例を示す説明図である。
図３（ａ）〜（ｄ）に示した実施例との相違点は、微粒子の比重より顔料の比重が大きい点である。
基板１１が水平になるように配置された媒体１０（図１参照）に磁力線が交差するように（図の縦方向）磁場（０．３Ｔ以上）を印加すると各顔料１４は磁力線に沿って、すなわち縦方向に配向する（図４（ａ））。

顔料１４の比重が微粒子１３の比重より大きく、かつ樹脂層１２が５００ｍＰａ・ｓ以下の低粘度であるため、顔料１４が微粒子１３より先に基板１１に向かって沈降する（図４（ｂ））。

顔料１４が基板１１上に到着した後、微粒子１３が到着するが、顔料１４は垂直方向に配向しているので、微粒子１３は顔料１４の間の隙間に差し込むように沈降する。この状態で磁場を媒体１０から外す（もしくは媒体１０を磁場から外す）か電磁石の電源を切っても顔料１４は微粒子１３の間の隙間に差し込まれているので、顔料１４が微粒子１３により支えられていることで顔料１４の配向が維持されている。このため、、ある一定時間（約０．１秒〜３０秒）だけ状態が保存されるので、樹脂層１２に紫外線を照射して硬化させる工程を設けることができる。
従って、製造ラインによる製造が容易となる。

ＰＥＴシート上にワイヤーバー＃３４で塗工し、ぬれた状態のまま強磁場（例えば５Ｔ）環境下に５分間さらし、顔料を縦配向させた（水平磁場）。
その後装置内でＵＶ照射を行い固定化させたもの ……Ａ
装置から取り出し、１分間放置し固定させたもの ……Ｂ
ワイヤーバー塗工した後、すぐに固定化（ブランク） ……Ｃ
上記、Ａ、Ｂ、Ｃにおける顔料の配向状態を観察した。

以下に示した材料を用いて媒体１０を形成し評価した。
ＵＶ樹脂 ＵＶ フレキソ ニス（ＴＯＫＡ） １０重量部
顔料 Ｉriodin524（Ｍerck） １重量部
微粒子 ガラスビーズＥＭＢ−１０（Ｐotters-Ｂallotini） １重量部

ＰＥＴシート上にワイヤーバー＃３４で塗工し、ぬれた状態のまま強磁場（例えば５Ｔ）環境下に５分間さらし、顔料を縦配向させた（水平磁場）。
その後装置内でＵＶ照射を行い固定化させたもの ……Ａ
装置から取り出し、１分間放置し固定させたもの ……Ｂ
ワイヤーバー塗工した後、すぐに固定化（ブランク） ……Ｃ
上記、Ａ、Ｂ、Ｃにおける顔料の配向状態を観察した。

以下に示した材料を用いて媒体１０を形成し評価した。
ＵＶ樹脂 ＵＶ フレキソ ニス（ＴＯＫＡ） １０重量部
顔料 Ｉriodin524（Ｍerck） １重量部

実施例５、６についての結果を表１に示す。

褐色 …顔料が縦配向している状態（強磁場によって顔料が強制的に配向している状態）
金属光沢（赤） …顔料が横配向している状態（強磁場の影響が無く、重力の影響で通常なり得る配向状態）

このように低粘度塗料に微粒子を添加することによって、磁場環境下で配向させた状態を環境外に出した場合でも、ある一定時間保持し続けることが可能となる。この一定時間内に磁場外で塗料を固化させるための工程を導入することができるので、製造ラインによる顔料配向制御媒体の製造が容易となる。

本発明は、塗膜面に周囲と異なる色調の形成を行うことに利用が可能である。

本発明の顔料配向制御媒体の製造方法を適用した顔料配向制御媒体の一実施例の概念図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の顔料配向制御媒体の製造方法に係る一実施例を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の顔料配向制御媒体の製造方法に係る他の実施例を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の顔料配向制御媒体の製造方法に係る他の実施例を示す説明図である。

符号の説明

１０ 顔料配向制御媒体
１１ 基材
１２ 塗料（紫外線硬化樹脂層、樹脂層）
１３ 微粒子（ガラスビーズ）
１４ 顔料

Claims (5)

1. 基材上に、樹脂と、磁気異方性を有する顔料と、微粒子とを含有させた塗料を塗工して塗工層を形成し、該塗工層に磁場を印加して前記顔料を配向させ、前記塗料を硬化させることを特徴とする顔料配向制御媒体の製造方法。
2. 基材上に、樹脂と、磁気異方性を有する顔料と、微粒子とを含有させた塗料を塗工して塗工層を形成し、該塗工層に磁場を印加して前記顔料を配向させ、前記基材を磁場環境から外した後０．１秒から３０秒の間に前記塗料を硬化させることを特徴とする顔料配向制御媒体の製造方法。
3. 基材と、該基材上に設けられた顔料含有層とを備え、該顔料含有層が、微粒子と、磁場により配向された磁気異方性を有する顔料とを含有した樹脂層を硬化させてなることを特徴とする顔料配向制御媒体。
4. 前記樹脂が無溶媒系の樹脂を用いて、かつ硬化前の粘度が５００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項３記載の顔料配向制御媒体。
5. 前記顔料が前記微粒子により支えられていることで前記顔料の配向が維持されていることを特徴とする請求項３または４記載の顔料配向制御媒体。

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