JP2868948B2 - 磁気塗装方法 - Google Patents
磁気塗装方法Info
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Description
塗装品に塗装して模様を現出させる方法に関する。
は酸化鉄等の微細粉末を混在させて、金属又はプラスチ
ック等の製品の表面にこれを塗装するメタリック塗装が
行なわれている。これは、塗膜中の微細粉末がランダム
な方向に光を反射することを利用して塗装面に金属光沢
を現出したものである。
に磁界を利用して模様を現出する方法が示されている。
これは、微細粉末として磁性体材料を利用し、該磁性体
を含有させた液状塗料を鉄等の強磁性材料又はプラスチ
ック等の非磁性材料からなる被塗物に塗布して塗膜を形
成し、前記塗膜が未だ液状で当該磁性体がその塗膜中を
自由に移動できる状態で、磁界を作用させ、模様を形成
する方法である。この方法は、磁界を作用させることに
より、粉末状磁性体の塗装面に対する配向を変化させる
と共に、該磁性体を磁力線に従って移動又は集中させる
ことによって、塗膜内部に模様を現出するものである。
に、磁性体を移動させ、かつ配向を変化させるものであ
るため、塗膜の厚さを当該磁性体の長さに比して厚くす
る必要があり、また、該磁性体の移動及び角度変化が完
了するまでは塗膜は十分に流体状態を維持する必要があ
る。従って、速乾性に欠け短時間内に塗装工程を完了さ
せることが困難であるだけでなく、製品の塗装面が水平
から傾斜している場合は磁性体が重力の力を受けるので
所望の塗装処理を行うことができない、また、磁性体の
偏位を部分的に正確に規則性を保つことが困難で、現出
し得る模様が制限される。更に磁性体を移動さすことに
伴って塗膜の表面にスジ状の移動跡が残る可能性があ
る。
問題点を解決するため、請求項1は以下の工程からな
る。被塗装品の表面に、多数の微細な磁性体を含む液状
塗料を塗布して所定の模様又はパターンを形成する方法
であって、 (1) 前記被塗装品の表面に前記所定の模様又はパターン
に従って予め磁場を形成し、 (2) 次いで溶剤によって液状化した透明又は半透明の塗
料中に多数の微細なフレーク状の磁性体を混在させた液
状塗料を前記磁場が形成された被塗装品の表面に塗布し
て所定の模様又はパターンを形成する工程からなる。
磁石を配置して、この電磁石を作動させ予め磁場を形成
することを特徴とする請求項1記載の磁気塗装方法。
石を配置して、予め磁場を形成することを特徴とする請
求項1記載の磁気塗装方法。
被塗装品の表面の一部に塗布することを特徴とする請求
項1〜3のいずれかに記載の磁気塗装方法。
塗布した後に、更に磁性体を含まない透明な塗料を塗布
する工程を追加したことを特徴とする請求項1〜4のい
ずれかに記載の磁気塗装方法である。
磁場が形成されており、この磁場の中に多数の微細な非
球形のフレーク状の磁性体を含む塗料が塗布される。す
なわち、磁性体を含む塗料が被塗装品の表面に達すると
同時に、厳密には被塗装品の表面近くに達した時点で、
磁場の作用を受けることになるので、その磁性体の動き
を拘束するものが少なく、かつ磁性体が非球形のフレー
ク状なので磁場の作用を効率的に受けて各磁性体片は磁
力線の方向に容易にかつ正しく向く。それと同時に、磁
性体に付着しているか又は同時に供給される塗料が被塗
装品の表面で磁性体の回りを取り巻いて、磁性体を固定
するので、磁性体の立角は容易に特定された角度で固定
される。また、塗料の中には速乾性の溶剤が混入されて
おり、かつ塗装の各層の厚さは薄いので溶剤が早く揮発
して塗料の粘度が高まり、磁性体を固定するまでの時間
は短かく磁性体の固定が行なわれる。
て異なる立角で配置されるので外部から光を当てた時に
所望の凹凸の模様又はパターンが見られる。
表示板や自動車用ホイールキャップ,フィニッシャー,
プラスチック容器、その他に家電製品又は家具等のイン
テリア製品等の装飾用として利用し得る。
である。
磁性体からなる被塗装品である。例えば板状永久磁石等
の磁石13を現出させる模様に従って加工し、それをそ
の被塗装品11の裏側に密接させて所定の磁場を形成す
る。図1に示す点線は形成された磁力線の方向を示すも
のである。磁石13は上側がN極,下側がS極とする。
磁力線は図に示すように形成される。即ち磁石13の真
上(図に示すA領域)では磁力線は塗膜15の表面(以
下、単に塗膜面という)と直角方向に向い、磁石13の
端(図に示すB領域)では、磁力線はその方向が急激に
変化し、B領域の中央では、塗膜面と平行になり、その
両側においてほぼ90°の変化をする。さらに磁石13
からB領域より幾分離れた部分(図のC領域)は磁力線
はほぼ直角方向に向う。磁荷m,透磁率μ、距離rの点
における磁場の強さHは、H=m/4πμ・R/r3 で
示される。Hは距離の2乗に反比例して小さくなる。式
中大文字はベクトルを示す。従って磁石13から十分離
れたD領域においては磁場の強さは他の部分に比較して
著しく小さくなる。
の微細な非球形のフレーク状(薄板状)にした鉄,ニッ
ケルコバルト等又はそれらの合金からなる磁性体17を
揮発性の溶剤を用いて液状の塗料中に均一に混在させ、
これを吹付ガンから霧状にして吹付け塗装を行なう。こ
こで磁性体17を含む塗膜15は透明のものばかりでな
く、半透明又は色彩のついたものであってもよい。さら
には、白色,黄色等の淡色で幾分でも光を透過させるも
のであればよい。この後に、塗膜15の上に更に磁性体
17を含まない透明な塗料の塗膜19を作るのが好まし
い。
図1に示すように、磁力線に沿ってその塗膜面に対する
立角θに配置されると共に、磁性体17と一緒に吹付け
られた塗料の硬化によってその立角θは保持されたまま
固定される。この際、吹付けられた磁性体17の密度は
吹付速度によって異なるが、磁束密度の強い所がやや大
きくなる。
に、A領域では磁性体17は塗膜面に対して立った状態
となり、B領域ではその中央が水平状態になり、その両
側においてその立角θが約90°変化する。C領域では
磁性体17は磁力線に沿ってほぼ一様に塗膜面に対して
斜めに固定されるが、D領域では磁力が弱いため磁性体
17は塗膜面に対してランダムな方向に傾く。
射光の強さ及び方向が異なることを示した図である。図
2(A) 〜(D) はいずれも被塗装品11に対して磁性体1
7の入った塗料を吹付ガンで3回通過させて(1往復半
させて)塗装を行ったものである。即ち、1通過当りの
吹付量を少くして、通過回数を増やすと磁性体17とそ
れに付着する塗料の量が少なく、磁性体17の方向移動
の際の塗料による抵抗が少なくなって磁性体17の規則
的な配置が容易に行なえるためである。
レー色で磁性体17としてニッケルのフレーク状微粉末
(ニッケルの表面は通常、銀白色を呈する)を混入した
透明の液状の塗料をスプレー塗装した場合である。
った状態を示す。上面から当てられた光は大部分が透過
して被塗装品の表面に吸収され、反射する光は少ないた
めグレー色よりは黒く見える。図2(B) は磁性体17が
塗膜面と平行になった状態を示す。上面からの入射光は
大部分が磁性体の面によって反射されるのでグレー色よ
りは白く見える。図2(C) は磁性体17の姿勢がランダ
ムに配置されている場合で、上面からの入射光は散乱し
てグレーに見える。図2(D) は磁性体17が斜めに配置
された場合で、矢印L方向から見た場合はグレー色より
は白く見えるが、矢印R方向から見た場合はグレー色よ
りは黒く見える。
面が銀白色で光を反射する割合が他の部分より多いため
であると推定される。磁性体17にあらかじめ金色物質
等にて被覆しておけばその部分は金色に見える。
場を形成する手段を示す。これらの手段は、形成する模
様に従って複数の工程に分割し、各工程を組合わせて一
つの模様を作成するときに有効である。
場を形成する手段であって電磁石21を利用したもので
ある。図3は電磁石21を被塗装品11の上面(塗膜面
側)に置いた場合を示す。電磁石21は輪形磁石に大き
な巾の空隙を設けたもので、コイルに電流を流して磁場
を発生させると磁力線はこの空隙をほぼ平行にN極から
S極へ向う。マスク23は所要の模様を形成するための
もので点線部分には塗装するパターン模様が打抜かれて
いる。この状態でマスク23の上方から打抜き部分を通
して噴霧塗装する。これによって形成された塗膜中の磁
性体17は、ほぼ全部が塗膜面と平行な方向を向きマス
ク23の作用とあいまって境界が鮮明な白く見える部分
が形成される。
場を形成するための手段であるが、電磁石21を被塗装
品11の下側に設けた場合である。23は前述と同様の
マスクである。
場を形成する手段であって、電磁石25を被塗装品11
の裏側に設けたものである。電磁石25には磁場を広げ
るために上端に巾広な部分を設けてある。マスク27の
点線部分は所定のパターン模様が打抜かれている。これ
によって形成された塗膜中の磁性体17はほぼ全部が塗
膜面と直角な方向を向き、マスク27の作用とあいまっ
て、境界が鮮明な黒く見える部分が形成される。
を持つ磁場を形成する手段を示す。電磁石29の先端部
表面を斜めにし上端に巾広部分を設けて、被塗装品11
の裏側に密着させる。磁力線はコイルの内側中心線に沿
って発生するので、塗膜面には斜め方向の磁力線が存在
する。マスク31の点線部にパターン模様が打抜かれて
いる。
に流す電流を調節することで磁場の強弱を調節できるの
で、本発明において磁性体の向きを調節するのに適用で
きるものである。
7bを用いて塗膜面に平行な磁場を作る手段である。図
7(A)(B)に用いられる磁石板33,37a,37bは一
端がN極で他端がS極である磁石である。マスク35,
39の点線の部分には所要のパターンが打抜かれてあ
る。
磁場を作る手段を示す。マスク43は所要のパターンが
打抜かれている。
方向の磁場を作る手段を示す。47は強磁性体であって
磁力線の漏洩を防止して斜めの磁場を作るためのもであ
る。49はマスクである。
手段は、一定方向を向く磁場を作るための手段であっ
て、これを組合せ利用することによって複雑な模様を形
成し得る。即ち、磁場の方向や磁性体17の量が部分的
に異っている模様を現出させるためには、複雑な模様を
複数の部分に分割し、その部分の模様に対するマスクと
磁場作成手段を用いて、その部分的模様を作成する工程
を組合せて複数の工程により、基本的には任意のパター
ン模様を作成できる。
ターンを現出する原理を示すものである。図10(A) は
上面がN又はS極をもつ永久磁石板51を用いて被塗装
品53の表面に凹状の線画を作成する場合である。即
ち、磁石板51は図10(B) に示すような断面の細い巾
の磁石で四面形に辺を構成している。この磁石板51を
被塗装品53の裏側から当てて、図2で説明したのと同
一の磁性体17を含んだ塗料を噴霧塗装をすると四角形
の辺部分が凹んだように見える模様が現出する。図10
(B) はこの原理を説明するための図で、図10(A) のX
−X断面である。同図において、A部分は磁力線が塗膜
61の塗膜面に対して直角方向に向き、B,C部分中央
では塗膜61の塗膜面に対して平行方向に向く。図1及
び図2で説明したように、A部分はグレー色よりも黒く
見え、B部分及びC部分はグレー色よりも白く見えるの
で凸に見え、A部分が凹んでいる様に見える。
る。図11(A) に示すように広い磁石板55から線図形
57に沿って、細い巾で磁石板を切り抜いたものであ
る。図11(A) の形状に加工した磁石板55を被塗装品
59の裏側から押当てて、磁性体17を含む塗料を噴霧
塗装すると、同図に示す4角形の線図の部分のみがグレ
ー色よりも白く見え、浮き上った凸のように見える。こ
れは図11(B) に示すように、A部分の磁力線は塗膜面
に対して平行方向になり、その両側のB部分及びC部分
の磁力線は塗膜面に対し直角方向になるため、A部分で
は磁性体17のフレークが塗膜面に対して平行になり、
B及びC部分では磁性体17のフレークが塗膜面に対し
直角方向に向く。従って、A部分はグレー色よりも白
く、B,C部分はグレー色よりも黒く見える。そのた
め、A部分のみが凸状に見えB,C部分は逆に凹んだよ
うに見える。なお、図11(B) は図11(A) のY−Y断
面である。
よび形状などは特に制限されない。特にプラスチックや
アルミニウム等の非磁性体材料を用いることが好ましい
が、鉄および鉄を含む合金などの強磁性体であってもよ
い。また、塗装面は、被塗装品の表面の全部又は一部で
あってもよい。
状磁性体は、その形が平坦な薄板状であることが好まし
く、その平坦面形状には制限されない。またその材質
は、鉄,ニッケル,コバルトまたはそれらの合金等の強
磁性体であって、外からの磁化作用によって、その方向
に強く磁化される物質であることが好ましい。しかし、
ビスマス,アンチモン,銅,亜鉛等の反磁性体であって
もよい。また、磁性体は前記した強磁性体等に金メッキ
やアルミニウムを被覆したもの、又は非磁性体の塗料で
着色したものであってもよい。その大きさは、長手方向
が1〜50μ,好ましくは10〜50μが好ましい。厚
さは5〜20μが好ましい。
は反応硬化する樹脂が好ましいが、加熱硬化形UV照射
は硬化形であっても差しつかえない。塗料の材質は例え
ばアルキド樹脂,ポリエステル樹脂,アクリル樹脂,ウ
レタン樹脂,ビニル樹脂等であってもよい。溶剤は有機
溶剤または水を用いる。揮発性溶剤としては希釈性と揮
発性とを備えたもの、例えばシンナー等が好ましい。特
に、メチルエチルケトン等の低沸点の溶剤割合を大きく
してやれば揮発が早く塗膜がより早く硬化するので、乾
燥が短時間で行え、塗装の生産性が向上する。
割合は、磁性体の割合が10〜20重量%とするのが好
ましい。
いられるものでよく、特に制限されない。
1の正面を示し、図12(B) は図12(A) のA−A断面
を示す。このホイールキャップ71はプラスチック製で
円板状に形成されており、図12(A) に点線で示すよう
に、表面にはV字形及び小円形の模様73、75が形成
されている。図13は本実施例における塗装装置全体の
略図を示すものである。基台77に被塗装物取付台79
を回転自在に設け、その上にホイールキャップ71を固
定する。一方、図14に示すようにフェライトを含むゴ
ム製でV字形及び円状の永久磁石板83、85を、非磁
性体、例えば木製又は石コウ製等からなる部材87の上
に固定する。この部材87は前記ホイールキャップ71
の裏面に押当てるようにして設けられてある。なお、図
14(A)は正面を示し、図14(B) は同図(A) のB−B
断面を示す。
し、多数の微細なフレーク状にした磁性体、本実施例で
はNi(ニッケル)の微小なフレークをその塗料中に混
入し、さらに、速乾性を高め、かつ粘性を低めて噴霧し
やすいようにシンナーを混入する。
によって塗装する。塗装は前記取付台79を回転しなが
ら、均一にかつ薄く、複数回塗装する。塗装した後数十
秒経過後に、ホイールキャップ71を取付台79より取
外し、乾燥させる。
ので、手作業でも容易に行い得るが、自動化も容易で大
量生産にも向くものである。
ク製の容器101に模様を付した実施例を示す。本実施
例では、ゴム製磁石板103を図(B) の斜線を施した部
分を切取り、これを非磁性体からなる台紙105の上に
貼りつけて磁石を構成する。前記加工した磁石を図15
図(B) のC−C断面を示す(A) 図に示すように容器の下
側から押当てて、上側から磁性体17を混入した塗料を
複数回薄く塗装し、最後に磁性体17を含まない透明な
塗料で仕上げ塗装を行なう。磁石板103は単に押し当
てるだけであるので、使用による劣化は起らず、多数回
の使用が可能である。
行った塗膜断面の観察結果を図16乃至図29に示す写
真及び図面により説明する。
ーナツ状に押し抜き、そのN極面を被塗装材の裏面に向
くようにして接着テープにて貼り付けた。
コート用塗料(主剤は「ソフレックス5300N」を使用)
をスプレーガンにて固化後の塗膜厚さが20〜30μになる
ように塗布した。その後、2〜3分間自然放置して、磁
性体が塗膜中で移動しない状態にした後に、更に約30分
間自然放置して溶剤を揮発させた後、前記磁石を被塗装
材より取り外してから、乾燥装置にかけ、形成された塗
膜を硬化させた。
の塗膜厚さが約40μになるように塗布し、乾燥装置にか
けて硬化させサンプルとした。
より現出し形成されるのが被塗装材表面側より視認でき
た。次に主剤として「ソフレックス5000N」を使用して
上記と同様な塗装を行った場合も、ほぼ同様の結果が得
られた。
部の凹凸感と視認色の関係は である。
剤としたものを使用した。
て得られる長方体状のサンプルSを図17のようにE−
E断面を上方に向けてシャーレにセットした後、E−E
断面が埋まる程度まで溶融樹脂をシャーレ内に注入して
固化させた。サンプルSが固まった樹脂に埋まっている
状態でシャーレより脱型した後、E−E断面部を顕微鏡
観察をするためにサンドペーパーにて磨き平滑な面を出
した。
部に分けて観察及び写真撮影 V.顕微鏡観察結果 図18〜図28、および図29参照
磁性体の立角を容易に制御でき、かつその状態を維持す
る固定も短時間でかつ容易な工程によって可能である。
従って現出し得る模様が多様となり、特に線図模様が明
瞭に現出し得るという効果がある。また、揮発しやすい
溶剤でも使用できるので速乾性があり量産性に優れてい
るという効果がある。
を説明するための図である。
ための電磁石による一実施例を示す図である。
ため、電磁石を被塗装物の下に配置した一実施例を示す
図である。
ための電磁石による一実施例を示す図である。
ための電磁石による一実施例を示す図である。
ための永久磁石板による実施例を示す図である。(A) は
1つの磁石板で構成する場合であり、(B) は2つの対向
する磁石によって構成する場合である。
ための永久磁石板による実施例を示す図である。
ための永久磁石板による実施例を示す図である。
である。(A) は凹状の線図形を示し、(B) はその原理を
示す。
である。(A) は凸状の線図形を示し、(B) はその原理を
示す。
出させた一実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
る。
を示す図である。
た塗膜に現出した模様と磁石の位置関係を示し、(a)
は正面図であり、(b)は(a)のD−D線に沿って切
断した断面図である。
し、(a)はサンプルをシャーレ内に収容した状態を示
す斜視図であり、(b)は顕微鏡で観察する位置を示し
た斜視図である。
対しランダムな立角を示し、(a)は顕微鏡写真であ
り、(b)は顕微鏡写真を模写にした説明図である。
対しやや左上りの立角を示し、(a)は顕微鏡写真であ
り、(b)は顕微鏡写真を模写した説明図である。
対し左上りの立角が大きくなる状態を示し、(a)は顕
微鏡写真であり、(b)は顕微鏡写真を模写した説明図
である。
ほぼ平行な状態を示し、(a)は顕微鏡写真であり、
(b)は顕微鏡写真を模写した説明図である。
平行な状態を示し、(a)は顕微鏡写真であり、(b)
は顕微鏡写真を模写した説明図である。
対し右端から左端につれて次第に右上りに立角しだして
いる状態を示し、(a)は顕微鏡写真であり、(b)は
顕微鏡写真を模写した説明図である。
対し大きい立角で右上りになっている状態を示し、
(a)は顕微鏡写真であり、(b)は顕微鏡写真を模写
した説明図である。
対し右端から左端につれて右上り→左上り立角への状態
を示し、(a)は顕微鏡写真であり、(b)は顕微鏡写
真を模写した説明図である。
対し右端から左端につれて右上り立角が次第に小さくな
り、次第に塗膜面に平行になっていく状態を示し、
(a)は顕微鏡写真であり、(b)は顕微鏡写真を模写
した説明図である。
ほぼ平行になっている状態を示し、(a)は顕微鏡写真
であり、(b)は顕微鏡写真を模写した説明図である。
対し右上り立角になっている状態を示し、(a)は顕微
鏡写真であり、(b)は顕微鏡写真を模写した説明図で
ある。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 被塗装品の表面に、多数の微細な磁性体
を含む液状塗料を塗布して所定の模様又はパターンを形
成する方法であって、前記被塗装品の表面に前記所定の
模様又はパターンに従って予め磁場を形成し、 次いで揮発性の溶剤によって液状化した透明又は半透明
の塗料中に多数の微細なフレーク状の磁性体を混在させ
た液状塗料を前記磁場が形成された被塗装品の表面に塗
布して所定の模様又はパターンを形成することを特徴と
する磁気塗装方法。 - 【請求項2】 被塗装品の表面近くに電磁石を配置し
て、この電磁石を作動させ予め磁場を形成することを特
徴とする請求項1記載の磁気塗装方法。 - 【請求項3】 被塗装品の表面近くに永久磁石を配置し
て、予め磁場を形成することを特徴とする請求項1記載
の磁気塗装方法。 - 【請求項4】 前記磁性体を含む液状塗料を被塗装品の
表面の一部に塗布することを特徴とする請求項1〜3の
いずれかに記載の磁気塗装方法。 - 【請求項5】 前記磁性体を含む液状塗料を塗布した後
に、更に磁性体を含まない透明な塗料を塗布する工程を
追加したことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記
載の磁気塗装方法。
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