JP2014208437A - 部品の加飾方法及び加飾部品 - Google Patents

Abstract

【課題】部品表面における塗膜性能の低下を回避しつつ塗膜に絵柄を描画することができる部品の加飾方法を提供すること。【解決手段】塗膜形成工程において、アルミニウムフレーク７ａを含むメタリック塗料を塗装することにより、樹脂成形体の表面に塗膜３を形成する。レーザ描画工程において、レーザの照射前後で塗膜３の表面状態を同じ状態に維持可能なレーザ照射条件でレーザＬ１を照射する。レーザＬ１を塗膜３に照射することにより、アルミニウムフレーク７ａにおける最小寸法部位の平均的な値に対する最大寸法部位の平均値の比で示されるアスペクト比が小さくなるように、塗膜３中のアルミニウムフレーク７ａを鱗片状から球形状に熱変形させて絵柄４を描画する。【選択図】図６

Description

本発明は、部品表面に塗膜が形成され、レーザを照射して塗膜に絵柄を描く部品の加飾方法及び加飾部品に関するものである。

自動車の内装部品などでは、デザイン性や品質を高めるために樹脂成形体の表面に装飾を加えるようにした加飾部品（例えば、コンソールボックス、インストルメントパネル、アームレストなど）が多く実用化されている。このような加飾部品に装飾を加える加飾方法としては、水圧転写が一般的に用いられている。水圧転写とは、水面上に特殊フィルムを浮かべ、そのフィルムに印刷された所定の絵柄（木目模様や幾何学模様などの絵柄）を水圧によって樹脂成形体の表面に転写する技術である。この技術によれば、三次元曲面への印刷を行うことができる。

また、水圧転写以外の加飾方法として、レーザ描画が知られている。レーザ描画は、部品表面にレーザを照射し、レーザによって与えられた熱により部品表面の状態を変化（例えば、表面を削る、または表面を焦がすなど）させて、絵柄を描くようにした加飾方法である。この加飾方法によれば、水圧転写による加飾方法と比較して、低コストで絵柄を描画することができる。

因みに、特許文献１等には、部品の表面にレーザを照射して文字をマーキングする技術が開示されている。この技術では、部品の表面に塗装される塗料にアルミニウムからなる金属粉を混合し、レーザ照射によって金属粉を効率よく発熱させることで塗料を燃焼させて除去している。

特開２００３−２４８６８号公報

ところで、特許文献１のように、レーザ照射によって塗膜の表面を凹状に削るレーザ加工を行うと、その加工部分においてアルミニウムからなる金属粉が露出してしまう。この場合、耐薬品性や耐油脂汚染性等の塗膜性能が低下し、十分な製品信頼性を確保できなくなってしまう。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品表面における塗膜性能の低下を回避しつつ塗膜に絵柄を描画することができる部品の加飾方法を提供することにある。また、別の目的は、部品表面の塗膜性能を維持することができ、製品信頼性に優れた加飾部品を提供することにある。

上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、部品表面に塗膜が形成され、レーザを照射して前記塗膜に絵柄を描く部品の加飾方法であって、鱗片状をなす第１の金属微粉末を含む塗料を用いて前記塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記レーザの照射前後で前記塗膜の表面状態を同じ状態に維持可能なレーザ照射条件で前記レーザを照射することにより、金属微粉末における最小寸法部位の平均的な値に対する最大寸法部位の平均値の比で示されるアスペクト比が小さくなるように、前記塗膜中の前記第１の金属微粉末を熱変形させて前記絵柄を描画するレーザ描画工程とを含むことを特徴とする部品の加飾方法をその要旨とする。
手段２に記載の発明は、部品表面に塗膜が形成され、レーザを照射して前記塗膜に絵柄を描く部品の加飾方法であって、鱗片状をなす第１の金属微粉末を含む塗料を用いて前記塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記レーザの照射前後で前記塗膜の表面の構造及び色の状態を同じ状態に維持可能なレーザ照射条件で前記レーザを照射することにより、金属微粉末における最小寸法部位の平均的な値に対する最大寸法部位の平均値の比で示されるアスペクト比が小さくなるように、前記塗膜中の前記第１の金属微粉末を熱変形させて球形状をなす第２の金属微粉末とすることにより前記絵柄を描画するレーザ描画工程とを含むことを特徴とする部品の加飾方法をその要旨とする。

手段１，２に記載の発明によると、塗膜形成工程において、鱗片状をなす第１の金属微粉末を含む塗料を用いて、部品表面に塗膜が形成される。その後、レーザ描画工程では、レーザの照射前後で塗膜の表面状態を同じ状態に維持可能なレーザ照射条件に設定して部品表面の塗膜にレーザが照射される。このとき、レーザの加工熱によって、薄い鱗片状の金属微粉末における最小寸法部位の平均的な値（即ち厚さの平均値）に対する最大寸法部位の平均値（即ち長径の平均値）の比で示されるアスペクト比が小さくなるように、塗膜中の第１の金属微粉末が熱変形して絵柄が描画される。具体的には、レーザ照射による加工部分（レーザー照射領域）では、レーザが照射されることで第１の金属微粉末が鱗片状から球形状に近づくように熱変形してその表面積が小さくなる。一方、レーザ未照射領域では、アスペクト比の大きな第１の金属微粉末が未変形のまま残る。従って、塗膜においてレーザ照射領域とレーザ未照射領域とで光透過率や光反射率に差をつけることができ、その差によって絵柄を描画することができる。また、塗膜の表面はレーザの照射前後で凹凸等が生じるわけではなく、同じ表面状態に維持される。このような加飾方法を採用すると、従来技術のように部品表面の塗膜を凹状に削らなくても絵柄を描くことができるため、塗膜の表面から金属微粉末が露出するといった問題を回避することができる。従って、部品表面の塗膜性能（耐薬品性や耐油脂汚染性等）を維持することができ、部品の製品信頼性を十分に確保することができる。

塗膜は、黒以外の色に着色された顔料を含んでいてもよい。また、塗膜は、顔料に代えて黒以外の色に着色された染料を含んでいてもよい。この場合、レーザ照射による加工部分では、アスペクト比が小さくなるように第１の金属微粉末を熱変形させてその表面積を減少させることにより、第１の金属微粉末の裏側に隠れていた顔料や染料が部品表面側から見えるようになり顔料や染料の色を強調させることができる。従って、塗膜において鮮明な絵柄を描画することができ、部品の意匠性を十分に高めることができる。

鱗片状をなす第１の金属微粉末における最大寸法部位の平均値は５μｍ以上５０μｍ以下であり、最小寸法部位の平均的な値は０．０５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。このような金属微粉末を含む塗料を用いて塗膜を形成すると、部品表面においてメタリック調の外観を確実に得ることができる。

鱗片状をなす第１の金属微粉末は、アスペクト比が２０以上であり、レーザ描画工程では、アスペクト比が５よりも小さくなるよう第１の金属微粉末を熱変形させることが好ましい。また、レーザ描画工程では、熱変形によって金属微粉末を球形状に（アスペクト比を１に）近づけることがより好ましい。このようにすると、部品表面の塗膜において、絵柄を確実に描画することができ、部品の意匠性を十分に高めることができる。

鱗片状をなす第１の金属微粉末は、その表面に有色顔料を吸着させた微粉末であり、着色金属粉顔料として機能するものであってもよい。このようにしても、部品表面の塗膜において、絵柄を鮮明に描画することができ、部品の意匠性を十分に高めることができる。

金属微粉末の形成材料としては、アルミニウム、鉄、金、銀、銅、ニッケル、スズ、ステンレスなどの金属材料を挙げることができる。また、塗膜を形成する塗料としては、メタリック塗料（即ち、金属微粉末が熱硬化アクリル塗料などの半透明エナメルに含まれる塗料）などが挙げられる。

さらに、塗膜は、鱗片状をなす第１の金属微粉末が表面側に浮上しないノンリーフィングタイプのメタリック塗料を用いて形成されることが好ましい。また、塗膜におけるレーザの吸収率が４０％以下であることが好ましく、１０％以下がより好ましい。このようにすると、塗膜の表面側には第１の金属微粉末が存在せず、その表面側でレーザのエネルギーが殆ど吸収されないため、レーザ描画工程において、塗膜の表面における凹凸の形成が確実に防止される。また、ノンリーフィングタイプのメタリック塗料を用いる場合、塗膜において、鱗片状をなす第１の金属微粉末が一様に分散し塗膜の面方向と平行に配列する。このため、レーザ描画工程において、塗膜の表面側から照射されたレーザが塗膜中の第１の金属微粉末に確実に当たるため、その加工熱によって金属微粉末を熱変形させることができる。

具体的には、金属微粉末は、アルミニウムフレークであり、塗膜中にて０．５重量％以上５．０重量％以下の割合で含まれていることが好ましい。ここで、塗膜中のアルミニウムフレークが０．５重量％よりも少ないと、アルミニウムフレークの熱変形による加飾を十分に得られなくなる場合がある。また、塗膜中のアルミニウムフレークが５．０重量％を超える場合には、アルミニウムフレークの影響が大きくなりすぎて、顔料による着色効果が十分に得られなくなってしまう。従って、本発明のように、アルミニウムフレークからなる金属微粉末を０．５重量％以上５．０重量％以下の割合で含む場合、部品表面の塗膜に絵柄を確実に描画することができる。

また、顔料は、塗膜中にて１．０重量％以上８．５重量％以下の割合で含まれていることが好ましい。このような割合で顔料を含ませることにより、部品表面の塗膜に絵柄を鮮明に描画することができる。

レーザ照射条件として、レーザの波長が１０６４ｎｍであり、レーザのエネルギー密度が５０ＭＷ／ｃｍ^２以上９００ＭＷ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。このようにすると、アルミニウムフレークにおいてレーザのエネルギーが吸収され、アルミニウムフレークを確実に熱変形させることができる。

手段３に記載の発明は、部品表面に塗膜が形成され、前記塗膜に絵柄が描かれた加飾部品であって、前記塗膜は、鱗片状をなす第１の金属微粉末を主として含むとともに、金属微粉末における最小寸法部位の平均的な値に対する最大寸法部位の平均値の比で示されるアスペクト比が第１の値である第１領域と、前記アスペクト比が前記第１の値よりも小さい第２の値である第２の金属微粉末を主として含み、前記第１領域と同じ表面状態を有する第２領域とを備え、前記第１領域及び前記第２領域の配置及び形状によって前記絵柄が描画されていることを特徴とする加飾部品をその要旨とする。
手段４に記載の発明は、部品表面に塗膜が形成され、前記塗膜に絵柄が描かれた加飾部品であって、前記塗膜は、鱗片状をなす第１の金属微粉末を主として含むとともに、金属微粉末における最小寸法部位の平均的な値に対する最大寸法部位の平均値の比で示されるアスペクト比が第１の値である第１領域と、前記アスペクト比が前記第１の値よりも小さい第２の値である球形状をなす第２の金属微粉末を主として含み、表面の構造及び色の状態が前記第１領域と同じ状態となる第２領域とを備え、前記第１領域及び前記第２領域の配置及び形状によって前記絵柄が描画されていることを特徴とする加飾部品をその要旨とする。

手段３，４に記載の発明によると、加飾部品の部品表面に形成されている塗膜は、アスペクト比が第１の値を有する鱗片状の第１の金属微粉末を主として含む第１領域と、アスペクト比が第１の値より小さい第２の値を有する第２の金属微粉末を主として含む第２領域とを備える。つまり、第１領域に含まれる第１の金属微粉末は、第２の金属微粉末よりもアスペクト比が大きく、薄い鱗片状の形状でありその表面積が大きい。一方、第２領域に含まれる第２の金属微粉末は、第１の金属微粉末よりもアスペクト比が小さく、球形に近い形状でありその表面積は小さい。このため、塗膜において第１領域と第２領域とで光透過率や光反射率に差をつけることができ、それら領域の配置及び形状によって絵柄を描画することができる。また、本発明の加飾部品では、従来技術のように部品表面の塗膜を凹状に削らなくても絵柄を描くことができるため、塗膜の第１領域と第２領域とは同じ表面状態になっている。つまり、本発明の加飾部品では、塗膜の表面から金属微粉末が露出するといった問題を回避することができる。従って、部品表面の塗膜性能（耐薬品性や耐油脂汚染性等）を維持することができ、加飾部品の製品信頼性を十分に確保することができる。

加飾部品の表面に形成される塗膜は、黒以外の色に着色された顔料を含むことが好ましい。この加飾部品では、第１領域に含まれる鱗片状の第１の金属微粉末と比較して、第２領域に含まれる第２の金属微粉末はアスペクト比が小さくその表面積が小さいため、第２領域において顔料の色を強調させることができる。従って、塗膜において鮮明な絵柄を描画することができ、加飾部品の意匠性を十分に高めることができる。

以上詳述したように、請求項１〜３に記載の発明によると、部品表面における塗膜性能の低下を回避しつつ塗膜に絵柄を描画することができる部品の加飾方法を提供することができる。また、請求項４または５に記載の発明によると、部品表面の塗膜性能を維持することができ、製品信頼性に優れた加飾部品を提供することができる。

本実施形態における自動車用加飾部品の表面の一部を示す平面図。 自動車用加飾部品を示す拡大断面図。 レーザ加工熱によるアルミニウムフレークの熱変形を示す説明図。 表面加飾システムを示す概略構成図。 塗膜形成工程を示す説明図。 レーザ描画工程を示す説明図。 レーザ照射前の塗膜のＳＥＭ写真を示す説明図。 レーザ照射後の塗膜のＳＥＭ写真を示す説明図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、自動車用加飾部品１の表面の一部を示す平面図であり、図２は、その自動車用加飾部品１を示す拡大断面図である。

図１及び図２に示されるように、自動車用加飾部品１は、立体的形状をなす樹脂成形体２と、その樹脂成形体２の表面を被覆するように形成された塗膜３とを有し、塗膜３に所定形状の絵柄４が描かれている。なお、本実施の形態の絵柄４は、曲線で囲まれた異なる形状及びサイズを有する複数の模様からなる。自動車用加飾部品１は、自動車のドアに設けられたアームレストの上面を覆う装飾パネルである。また、樹脂成形体２は、有色の熱可塑性樹脂（例えば肌色に着色されたＡＢＳ樹脂）を用いて成形された樹脂成形品である。

塗膜３は、例えば青色に着色された顔料６と金属微粉末とを含んで形成されている。金属微粉末は、アルミニウムからなる金属粉（アルミニウム粉）である。塗膜３の厚さは、例えば５μｍ以上３５μｍ以下（本実施の形態では１５μｍ）に設定されている。この塗膜３の形成に用いられる塗料は、無色透明の２液型アクリルウレタン樹脂塗料に対して、光透過性を有しないアルミニウムフレーク（鱗片状をなす金属微粉末）７ａを含有させてなるメタリック塗料である。なお、本実施の形態では、アルミニウムフレーク７ａが表面側に浮上しないノンリーフィングタイプのメタリック塗料が用いられている。

また、メタリック塗料は、アルミニウムフレーク７ａを０．５重量％以上５．０重量％以下の割合で含み、顔料６を１．０重量％以上８．５重量％以下の割合で含んでいる。アルミニウムフレーク７ａは、アルミニウムの粉末をローラ等で薄く伸ばすことで形成される。なお、アルミニウムフレーク７ａの最大粒子径（長径）の平均値は、例えば５μｍ以上５０μｍ以下（本実施の形態では１５μｍ程度）であり、アルミニウムフレーク７ａの厚さの平均値は、例えば０．０５μｍ以上２μｍ以下（本実施の形態では０．３μｍ程度）である。また、顔料６のサイズとしては、アルミニウムフレーク７ａの粒子径の１／１０以下のサイズであり、平均粒子径が数百ｎｍ〜数μｍ程度のものが用いられる。

塗膜３は、鱗片状をなすアルミニウムフレーク７ａ（第１の金属微粉末）を主として含む第１領域Ｒ１と、球形状をなすアルミニウム粉７ｂ（第２の金属微粉末）を主として含む第２領域Ｒ２とを備える。本実施の形態において、第１領域Ｒ１に含まれるアルミニウムフレーク７ａは、最小寸法部位の平均的な値（図３で示される厚さＴ１の平均値）に対する最大寸法部位の平均的な値（図３で示される長径Ｄ１の平均値）の比で示されるアスペクト比Ａ１（＝Ｄ１／Ｔ１）が２０以上（第１の値）である。また、第２領域Ｒ２に含まれる球形状のアルミニウム粉７ｂは、厚さＴ２の平均値に対する長径Ｄ２の平均値の比で示されるアスペクト比Ａ２（＝Ｄ２／Ｔ２）が３以下（第２の値）であり、アルミニウムフレーク７ａよりもアスペクト比が小さくなっている。

図３に示されるように、球形状のアルミニウム粉７ｂは、レーザＬ１の加工熱によってアルミニウムフレーク７ａを熱変形（凝縮）させることで形成されており、アルミニウムフレーク７ａよりも表面積が小さくなっている。つまり、図１及び図２に示す塗膜３において、球形状のアルミニウム粉７ｂを主として含む第２領域Ｒ２は、レーザ照射によりアルミニウムフレーク７ａを鱗片状から球形状に熱変形させることで形成されたレーザ照射領域である。一方、第１領域Ｒ１は、アルミニウムフレーク７ａが未変形のまま残されたレーザ未照射領域である。

このように塗膜３において、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とでは、塗膜３中に含まれる金属微粉末（アルミニウムフレーク７ａ、アルミニウム粉７ｂ）の表面積が異なるため、光反射率や光透過率に差をつけることができる。そして、それら光反射率や光透過率の異なる各領域Ｒ１，Ｒ２の配置及び形状によって絵柄４が描画されている。

本実施の形態において、塗膜３の表面側にはアルミニウムフレーク７ａやアルミニウム粉７ｂが存在しておらず、塗膜３の表面からアルミニウムフレーク７ａやアルミニウム粉７ｂが露出していない。また、塗膜３における第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とでは同じ表面状態になっている。つまり、塗膜３の表面には絵柄４に応じた凹凸が形成されておらず、塗膜３の表面は平坦面になっている。

次に、自動車用加飾部品１を製造するための表面加飾システム３０について説明する。

図４に示されるように、表面加飾システム３０は、レーザ照射装置３１、ワーク変位ロボット３２及び制御装置３３を備えている。レーザ照射装置３１は、レーザＬ１（本実施の形態では、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ）を発生させるレーザ発生部４１と、レーザＬ１を偏向させるレーザ偏向部４２と、レーザ発生部４１及びレーザ偏向部４２を制御するレーザ制御部４３とを備えている。レーザ偏向部４２は、レンズ４４と反射ミラー４５とを複合させてなる光学系であり、これらレンズ４４及び反射ミラー４５の位置を変更することにより、レーザＬ１の照射位置や焦点を調整するようになっている。レーザ制御部４３は、レーザＬ１の照射時間変調、照射強度変調、照射面積変調などの制御を行う。

また、ワーク変位ロボット３２は、ロボットアーム４６と、ロボットアーム４６の先端に設けられたワーク支持部４７とを備えている。ワーク支持部４７は、表面に塗膜３が塗装された樹脂成形体２を支持するようになっている。そして、ワーク変位ロボット３２は、ロボットアーム４６を駆動して樹脂成形体２の位置及び角度を変更することにより、樹脂成形体２の表面に対するレーザＬ１の照射位置を変更するようになっている。

制御装置３３は、ＣＰＵ５０、メモリ５１及び入出力ポート５２等からなる周知のコンピュータにより構成されている。ＣＰＵ５０は、レーザ照射装置３１及びワーク変位ロボット３２に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。

なお、メモリ５１には、レーザ照射を行うためのレーザ照射データが記憶されている。レーザ照射データは、ＣＡＤデータを変換することによって得られるデータであり、ＣＡＤデータは、樹脂成形体２の表面の形状データや絵柄４を示す画像データ等を変換することによって得られるデータである。また、メモリ５１には、レーザ照射に用いられるレーザ照射パラメータ（レーザＬ１の照射位置、焦点、照射角度、照射面積、照射時間、照射強度、照射周期、照射ピッチなど）を示すデータが記憶されている。

次に、自動車用加飾部品１の製造方法を説明する。

まず、熱可塑性樹脂（本実施の形態ではＡＢＳ樹脂）を用いて所定の立体形状に成形した樹脂成形体２を準備する。そして、樹脂成形体２は、作業者によってワーク変位ロボット３２のワーク支持部４７（図４参照）にセットされる。

次に、塗膜形成工程を行い、青色に着色された顔料６及びアルミニウムフレーク７ａを含有するメタリック塗料を用いて、樹脂成形体２の表面を覆う塗膜３を形成する（図５参照）。詳述すると、ＣＰＵ５０は、塗膜形成用の駆動信号を生成し、生成した塗膜形成用の駆動信号を塗装装置（図示略）に出力する。そして、塗装装置は、ＣＰＵ５０から出力された塗膜形成用の駆動信号に基づいて、塗装機６１による塗膜３の塗装を開始させる。ここでは、樹脂成形体２の表面上に、塗装機６１を用いてメタリック塗料を塗装することにより塗膜３を形成する。この塗装直後からの時間経過に伴って塗膜３が硬化するときには、塗膜３中においてアルミニウムフレーク７ａが自重により徐々に沈み込むとともに、各アルミニウムフレーク７ａは一様に分散し塗膜３の面方向に平行に配列する。この結果、塗膜３の表面側にはアルミニウムフレーク７ａが存在しない領域が形成され、塗膜３中のアルミニウムフレーク７ａは非露出状態となる。なお、この塗膜３に含まれる顔料６は青色に着色されており、塗膜３におけるレーザＬ１のエネルギー吸収率は４０％以下となっている。

続くレーザ描画工程では、樹脂成形体２の表面の塗膜３にレーザＬ１を照射しレーザＬ１の加工熱により、塗膜３内にてアルミニウムフレーク７ａを熱変形させる。具体的に言うと、ＣＰＵ５０は、レーザ照射を行うためのレーザ照射データを生成し、あらかじめメモリ５１に記憶しておく。また、ＣＰＵ５０は、レーザ照射に用いられるレーザ照射パラメータ（レーザＬ１の照射位置、焦点、照射面積、照射時間、照射強度など）をあらかじめ設定しておく。

なお、レーザ照射データは、例えば以下の工程を経て生成される。即ち、作業者は、まず、従来周知の画像作成ソフトを用いて、絵柄４に対応した第２領域Ｒ２（レーザ照射領域）の画像データを作成する。なお、画像データは、ＣＰＵ５０によってＣＡＤデータに変換される。次に、ＣＰＵ５０は、ＣＡＤデータに変換された画像データを、レーザ照射データに変換する。さらに、ＣＰＵ５０は、変換したレーザ照射データをメモリ５１に記憶する。

そして、上記したレーザ描画工程において、ＣＰＵ５０は、メモリ５１に記憶されているレーザ照射データに基づいてレーザ照射を行う。具体的には、ＣＰＵ５０は、メモリ５１に記憶されているレーザ照射データを読み出し、読み出したレーザ照射データに基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号をレーザ照射装置３１に出力する。レーザ照射装置３１は、ＣＰＵ５０から出力された駆動信号に基づいて、樹脂成形体２の表面に形成された塗膜３にレーザＬ１を照射する（図６参照）。なお、レーザ照射装置３１のレーザ制御部４３は、レーザ発生部４１からレーザＬ１を照射させ、画像データのパターンに応じてレーザ偏向部４２を制御する。この制御により、レーザＬ１の照射位置が決定される。また、塗膜３に照射されるレーザＬ１のエネルギー密度は、５０ＭＷ／ｃｍ^２以上９００ＭＷ／ｃｍ^２以下（本実施の形態では１７０ＭＷ／ｃｍ^２）に決定される。このレーザ照射条件は、レーザＬ１の照射前後で塗膜３の表面の構造及び色の状態を同じ状態に維持可能な条件である。

ここで、第２領域Ｒ２において、レーザ発生部４１から照射されたレーザＬ１は、塗膜３の樹脂材や顔料６には殆ど吸収されることなく、アルミニウムフレーク７ａに達する。そして、レーザＬ１がアルミニウムフレーク７ａに当たることで発生した加工熱がアルミニウムフレーク７ａで効率よく吸収される。この結果、アスペクト比Ａ１が小さくなるように、塗膜３中のアルミニウムフレーク７ａが鱗片状から球形状に熱変形してアルミニウム粉７ｂとなる。またこのとき、第２領域Ｒ２では、球形状に変形したアルミニウム粉７ｂはナノオーダのサイズとなることで視認不可能または視認困難な状態となる。

図７にはレーザ照射前の塗膜３を示し、図８にはレーザ照射後の塗膜３を示している。図７及び図８は、２０００倍の倍率で観察したＳＥＭ写真である。図７及び図８に示されるように、アルミニウムフレーク７ａが鱗片状から球形状に凝縮することで、アルミニウムフレーク７ａにて隠れていた顔料６が表面側から視認可能となり、第２領域Ｒ２（レーザ照射領域）における顔料６の視認性が向上されている。なお、球形状のアルミニウム粉７ｂについては、２０００倍のＳＥＭ写真でも観察できない程度に微細なサイズ（ナノオーダ）となっていた。

また、第２領域Ｒ２の塗膜３において、アルミニウムフレーク７ａ周辺の樹脂材は、アルミニウムフレーク７ａの発熱によって柔らかくなり、アルミニウムフレーク７ａの熱変形に追従する。一方、塗膜３の表面側にはアルミニウムフレーク７ａが存在せず、レーザＬ１の吸収が殆ど起きないため、削れたり焦げたりすることない。従って、レーザＬ１の照射後においても、塗膜３は、表面からアルミニウムフレーク７ａやアルミニウム粉７ｂが露出することなく、平坦状の表面が維持される。因みに、本発明者らは、マイクロスコープを用いた３００倍の倍率で第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２の断面観察を行った。この断面観察の画像では、各領域Ｒ１，Ｒ２及びそれらの境界部分において凹凸のない表面が確認された。

ＣＰＵ５０は、メモリ５１に記憶されているレーザ照射データに基づいて、部品表面の絵柄４を構成する全ての第２領域Ｒ２についてレーザＬ１を照射する。この結果、樹脂成形体２の塗膜３に絵柄４が描画されることにより、図１及び図２に示す自動車用加飾部品１が完成する。

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施の形態では、部品表面の塗膜３の第２領域Ｒ２にレーザＬ１が照射され、アスペクト比Ａ１が小さくなるように、アルミニウムフレーク７ａが鱗片状から球形状に熱変形してその表面積が小さくなる。一方、塗膜３の第１領域Ｒ１には、レーザＬ１が照射されることはなく、アスペクト比Ａ１の大きなアルミニウムフレーク７ａがそのまま残る。従って、塗膜３において、第１領域Ｒ１（レーザ未照射領域）と第２領域Ｒ２（レーザ照射領域）とで光透過率や光反射率に差をつけることができ、その差によって絵柄４を描画することができる。また、レーザ描画工程では、レーザＬ１の照射前後で塗膜３の表面状態を同じ状態に維持可能なレーザ照射条件が設定されている。このため、塗膜３の第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とは同じ表面状態になっている。このように、本実施の形態の加飾方法を採用すると、従来技術のように部品表面の塗膜３を凹状に削らなくても絵柄４を描くことができる。このため、塗膜３の表面からアルミニウムフレーク７ａやアルミニウム粉７ｂが露出するといった問題を回避することができる。従って、部品表面の塗膜性能（耐薬品性や耐油脂汚染性等）を維持することができ、自動車用加飾部品１の製品信頼性を十分に確保することができる。

（２）本実施の形態では、塗膜３は、青色に着色された顔料６を含んでいるため、アスペクト比Ａ１が小さくなるようにアルミニウムフレーク７ａを鱗片状から球形状に熱変形させてその表面積を減少させることにより、顔料６の青色を強調させることができる。従って、塗膜３において鮮明な絵柄４を描画することができ、自動車用加飾部品１の意匠性を十分に高めることができる。

（３）本実施の形態の自動車用加飾部品１では、塗膜３中において０．５重量％以上５．０重量％以下の割合でアルミニウムフレーク７ａが含まれている。ここで、塗膜３中のアルミニウムフレーク７ａが０．５重量％よりも少ないと、アルミニウムフレーク７ａの熱変形による加飾を十分に得ることができない。また、塗膜３中のアルミニウムフレーク７ａが５．０重量％を超える場合には、アルミニウムフレーク７ａの影響が大きくなりすぎて、顔料６による着色効果が十分に得られなくなってしまう。従って、本実施の形態のように、アルミニウムフレーク７ａを０．５重量％以上５．０重量％以下の割合で含む場合、部品表面の塗膜３に絵柄４を確実に描画することができる。

（４）本実施の形態の自動車用加飾部品１において、塗膜３は、アルミニウムフレーク７ａが表面側に浮上しないノンリーフィングタイプのメタリック塗料を用いて形成されている。また、塗膜３におけるレーザの吸収率が４０％以下となっている。このメタリック塗料を用いると、塗膜３の表面側にはアルミニウムフレーク７ａが存在せず、その塗膜３の表面側ではレーザＬ１のエネルギーが殆ど吸収されない。このため、塗膜３の表面に凹凸が形成されることがない。また、塗膜３において、アルミニウムフレーク７ａが一様に分散し塗膜３の面方向と平行に配列する。このため、塗膜３の表面側から照射されたレーザＬ１が塗膜３中のアルミニウムフレーク７ａに確実に当たるため、その加工熱によってアルミニウムフレーク７ａを鱗片状から球形状に熱変形させることができる。

なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施の形態では、塗膜３には青色に着色された顔料６が含有されるものであったが、他の色（黒以外の色）に着色された顔料を塗膜３に含ませてもよい。また、塗膜３には顔料６に代えて染料を含ませてもよい。さらに、塗膜３は、顔料６や染料を含まない透明の塗膜であってもよい。なおこの場合でも、透明の塗膜３において第１領域Ｒ１にアルミニウムフレーク７ａを含ませるとともに第２領域Ｒ２に球形状のアルミニウム粉７ｂを含ませることで、それら領域Ｒ１，Ｒ２における光反射率及び光透過率の違いによって絵柄４を描画する。また、アルミニウムフレーク７ａとしては、その表面に有色顔料を着色させた金属微粉末であり、着色金属顔料として機能するものを用いてもよい。

・上記各実施の形態では、自動車用加飾部品１を構成する樹脂成形体２はＡＢＳ樹脂を用いて成形されていたが、他の樹脂材料を用いて成形してもよい。また、樹脂成形体２は、上記実施の形態以外の所定色（肌色以外の色）に着色された成形体であってもよいし、無色透明または半透明の成形体であってもよい。無色透明または半透明の樹脂成形体２を用いて自動車用加飾部品１を製造する場合、バックライトなどの照明装置を自動車用加飾部品１の下方に配置すると、透過光によって塗膜３の絵柄４を確認することができる。このため、意匠効果の優れた自動車用加飾部品１を実現することができる。

・上記実施の形態の自動車用加飾部品１では、樹脂成形体２の表面に塗膜３が形成されていたが、塗膜３を保護するクリアコート層をその表面に形成してもよい。ここで、レーザＬ１を効率よく透過する無色透明なクリア塗料を用いてクリアコート層を形成する場合、そのクリアコート層の形成工程後にレーザ描画工程を行い、塗膜３に絵柄４を描画してもよい。

・上記実施の形態において、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザを用いてレーザ描画工程を行うものであったが、これに限定されるものではない。塗膜３や金属微粉末７の種類に応じて、ＹＡＧレーザ以外のレーザを用いてレーザ描画工程を行ってもよい。

・上記実施の形態は、自動車用加飾部品１をドアのアームレストに具体化するものであったが、これ以外に、コンソールボックス、インストルメントパネルなどの他の部品に具体化してもよい。さらに、自動車用の部品以外に、航空機や船舶などの乗り物の加飾部品に本発明を具体化してもよいし、家電製品等に用いられる装飾パネルなどの加飾部品に本発明を具体化してもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）手段１，２において、前記レーザ照射条件として、前記レーザの波長が１０６４ｎｍであり、前記レーザのエネルギー密度が５０ＭＷ／ｃｍ^２以上９００ＭＷ／ｃｍ^２以下であることを特徴とする部品の加飾方法。

（２）手段１，２において、前記塗膜は、黒以外の色に着色された染料を含むことを特徴とする部品の加飾方法。

（３）手段１，２において、顔料は、前記塗膜中にて１．０重量％以上８．５重量％以下の割合で含まれていることを特徴とする部品の加飾方法。

（４）手段１，２において、前記鱗片状をなす第１の金属微粉末における最大寸法部位の平均値は５μｍ以上５０μｍ以下であり、最小寸法部位の平均的な値は０．０５μｍ以上２μｍ以下であることを特徴とする部品の加飾方法。

（５）手段１，２において、前記鱗片状をなす第１の金属微粉末は、前記アスペクト比が２０以上であり、前記レーザ描画工程では、前記アスペクト比が５よりも小さくなるよう前記第１の金属微粉末を熱変形させることを特徴とする部品の加飾方法。

（６）手段１，２において、前記鱗片状をなす第１の金属微粉末は、その表面に有色顔料を吸着させた微粉末であり、着色金属粉顔料として機能することを特徴とする部品の加飾方法。

（７）手段１，２において、前記塗膜は、前記鱗片状をなす第１の金属微粉末が表面側に浮上しないノンリーフィングタイプの塗料を用いて形成されることを特徴とする部品の加飾方法。

（８）手段１，２において、前記塗膜の表面には、前記絵柄に応じた凹凸が形成されていないことを特徴とする部品の加飾方法。

（９）手段１，２において、前記塗膜における前記レーザの吸収率が４０％以下であることを特徴とする部品の加飾方法。

（１０）手段１，２において、前記塗膜形成工程で形成される前記塗膜には、前記鱗片状をなす第１の金属微粉末が一様に分散し前記塗膜の面方向と平行に配列していることを特徴とする部品の加飾方法。

１…加飾部品としての自動車用加飾部品
３…塗膜
４…絵柄
６…顔料
７ａ…金属微粉末及び第１の金属微粉末としてのアルミニウムフレーク
７ｂ…金属微粉末及び第２の金属微粉末としてのアルミニウム粉
Ｌ１…レーザ
Ｒ１…第１領域
Ｒ２…第２領域

Claims (24)

1. 部品表面に塗膜が形成され、レーザを照射して前記塗膜に絵柄を描く部品の加飾方法であって、
   鱗片状をなす第１の金属微粉末を含む塗料を用いて前記塗膜を形成する塗膜形成工程と、
   前記レーザの照射前後で前記塗膜の表面状態を同じ状態に維持可能なレーザ照射条件で前記レーザを照射することにより、金属微粉末における最小寸法部位の平均的な値に対する最大寸法部位の平均値の比で示されるアスペクト比が小さくなるように、前記塗膜中の前記第１の金属微粉末を熱変形させて前記絵柄を描画するレーザ描画工程と
   を含むことを特徴とする部品の加飾方法。
2. 部品表面に塗膜が形成され、レーザを照射して前記塗膜に絵柄を描く部品の加飾方法であって、
   鱗片状をなす第１の金属微粉末を含む塗料を用いて前記塗膜を形成する塗膜形成工程と、
   前記レーザの照射前後で前記塗膜の表面の構造及び色の状態を同じ状態に維持可能なレーザ照射条件で前記レーザを照射することにより、金属微粉末における最小寸法部位の平均的な値に対する最大寸法部位の平均値の比で示されるアスペクト比が小さくなるように、前記塗膜中の前記第１の金属微粉末を熱変形させて球形状をなす第２の金属微粉末とすることにより前記絵柄を描画するレーザ描画工程と
   を含むことを特徴とする部品の加飾方法。
3. 前記塗膜は、黒以外の色に着色された顔料を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の部品の加飾方法。
4. 前記顔料は、前記塗膜中にて１．０重量％以上８．５重量％以下の割合で含まれていることを特徴とする請求項３に記載の部品の加飾方法。
5. 前記金属微粉末は、アルミニウムフレークであり、前記塗膜中にて０．５重量％以上５．０重量％以下の割合で含まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の部品の加飾方法。
6. 前記レーザ照射条件として、前記レーザの波長が１０６４ｎｍであり、前記レーザのエネルギー密度が５０ＭＷ／ｃｍ^２以上９００ＭＷ／ｃｍ^２以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の部品の加飾方法。
7. 前記塗膜は、黒以外の色に着色された染料を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の部品の加飾方法。
8. 前記鱗片状をなす第１の金属微粉末における最大寸法部位の平均値は５μｍ以上５０μｍ以下であり、最小寸法部位の平均的な値は０．０５μｍ以上２μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の部品の加飾方法。
9. 前記鱗片状をなす第１の金属微粉末は、前記アスペクト比が２０以上であり、前記レーザ描画工程では、前記アスペクト比が５よりも小さくなるよう前記第１の金属微粉末を熱変形させることを特徴とする請求項１または２に記載の部品の加飾方法。
10. 前記鱗片状をなす第１の金属微粉末は、その表面に有色顔料を吸着させた微粉末であり、着色金属粉顔料として機能することを特徴とする請求項１または２に記載の部品の加飾方法。
11. 前記塗膜は、前記鱗片状をなす第１の金属微粉末が表面側に浮上しないノンリーフィングタイプの塗料を用いて形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の部品の加飾方法。
12. 前記塗膜の表面には、前記絵柄に応じた凹凸が形成されていないことを特徴とする請求項１または２に記載の部品の加飾方法。
13. 前記塗膜における前記レーザの吸収率が４０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の部品の加飾方法。
14. 前記塗膜形成工程で形成される前記塗膜には、前記鱗片状をなす第１の金属微粉末が一様に分散し前記塗膜の面方向と平行に配列していることを特徴とする請求項１または２に記載の部品の加飾方法。
15. 部品表面に塗膜が形成され、前記塗膜に絵柄が描かれた加飾部品であって、
    前記塗膜は、
    鱗片状をなす第１の金属微粉末を主として含むとともに、金属微粉末における最小寸法部位の平均的な値に対する最大寸法部位の平均値の比で示されるアスペクト比が第１の値である第１領域と、
    前記アスペクト比が前記第１の値よりも小さい第２の値である第２の金属微粉末を主として含み、前記第１領域と同じ表面状態を有する第２領域と
    を備え、
    前記第１領域及び前記第２領域の配置及び形状によって前記絵柄が描画されている
    ことを特徴とする加飾部品。
16. 部品表面に塗膜が形成され、前記塗膜に絵柄が描かれた加飾部品であって、
    前記塗膜は、
    鱗片状をなす第１の金属微粉末を主として含むとともに、金属微粉末における最小寸法部位の平均的な値に対する最大寸法部位の平均値の比で示されるアスペクト比が第１の値である第１領域と、
    前記アスペクト比が前記第１の値よりも小さい第２の値である球形状をなす第２の金属微粉末を主として含み、表面の構造及び色の状態が前記第１領域と同じ状態となる第２領域と
    を備え、
    前記第１領域及び前記第２領域の配置及び形状によって前記絵柄が描画されている
    ことを特徴とする加飾部品。
17. 前記塗膜は、黒以外の色に着色された顔料を含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載の加飾部品。
18. 前記顔料は、前記塗膜中にて１．０重量％以上８．５重量％以下の割合で含まれていることを特徴とする請求項１７に記載の加飾部品。
19. 前記塗膜は、黒以外の色に着色された染料を含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載の加飾部品。
20. 前記鱗片状をなす第１の金属微粉末における最大寸法部位の平均値は５μｍ以上５０μｍ以下であり、最小寸法部位の平均的な値は０．０５μｍ以上２μｍ以下であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の加飾部品。
21. 前記鱗片状をなす第１の金属微粉末は、その表面に有色顔料を吸着させた微粉末であり、着色金属粉顔料として機能することを特徴とする請求項１５または１６に記載の加飾部品。
22. 前記塗膜は、前記鱗片状をなす第１の金属微粉末が表面側に浮上しないノンリーフィングタイプの塗料を用いて形成されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の加飾部品。
23. 前記塗膜の表面には、前記絵柄に応じた凹凸が形成されていないことを特徴とする請求項１５または１６に記載の加飾部品。
24. 前記塗膜におけるレーザの吸収率が４０％以下であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の加飾部品。

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