JP4646303B2

JP4646303B2 - 意匠性媒体

Info

Publication number: JP4646303B2
Application number: JP2005219175A
Authority: JP
Inventors: 拓小山; 泰司渕田; 敦高橋; 清志北原; 恒久木村; 正文山登
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2025-07-28
Also published as: JP2007030413A

Description

本発明は、基材に顔料を含む塗料を塗布し、磁場における顔料の配向によって高い意匠性を実現する意匠性媒体に関する。

従来、基材に顔料を含む塗料を塗布して意匠性を有する意匠性媒体を形成する方法として、下塗り及び／又は中塗り塗膜を直接着磁して磁化させて磁石を形成することにより、被塗物の材料や形状等に左右されることなく、様々な模様を塗膜上に現出させることができる「模様塗膜形成方法」（例えば、特許文献１参照）、塗膜に分散している磁性粉末を磁力によって配向・移動させることにより、意匠性及び識別性に優れた模様を付けることができる「模様付き塗装金属板の製造方法」（例えば、特許文献２参照）、入射光を分散させて出射する光分散層の光出射側に、磁性を有する光輝性顔料を磁場印加により配向させて含有する樹脂層を設けることにより、観察方向によって異なる模様を表すことができる「意匠性フィルム」（例えば、特許文献３参照）、等が開示されている。
特開平６−１１４３３２号公報特開平８−３８９９２号公報特開平９−９４５２９号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３も含めた従来技術例では、媒体に複数の領域を形成して、それら複数の領域において、それぞれ異なる色調変化が起こる意匠性を有する媒体はなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、従来にない色調変化が起こる意匠性媒体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、磁気異方性を有する顔料を含む塗料を基材に塗工して塗工層を設けた意匠性媒体であって、塗工層は、強磁性体と、強磁性体に隣接するように非強磁性体領域とが形成された部材を意匠性媒体に隣接させ、意匠性媒体及び部材に磁場を印加することよって形成されたパターン部分を有することを特徴とする。

また、本発明において、磁気異方性を有する顔料は、光輝性顔料であることを特徴とする。

また、本発明において、磁場として、０．３テスラ以上の磁場を印加することを特徴とする。

また、本発明において、磁気異方性を有する顔料は、質量磁化率が１０^-6ｍ³／ｋｇ以下であることを特徴とする。

また、本発明において、塗工層に任意の磁力線が通るように磁場をかけて、顔料を配向させたことを特徴とする。

また、本発明において、塗料として、無溶媒系の樹脂を用いたことを特徴とする。

本発明によれば、従来にない色調変化が起こる意匠性媒体を形成できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１（ａ）は本発明の一実施例に係る意匠性媒体形成方法を適用した装置の概念図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示した磁性部材及び媒体の拡大図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）の拡大図であり、図１（ｄ）は図１（ａ）に示した磁性部材の変形例である。

媒体５は、図１（ｂ）に示すように、基材（例えば、樹脂、紙、セラミック等の非磁性体）５ｂの一方の面に対し、塗料を塗布して塗膜（塗工層）５ａが形成された媒体である。この塗料は、マイカ・シリカ・アルミナなどの非強磁性体材料を主成分とする光輝性顔料を無溶媒系の樹脂に均一に分散させた塗料であり、非強磁性光輝性顔料は、質量磁化率が１０^-6ｍ³／ｋｇ（SI unit）以下であり、磁気異方性を有する。質量磁化率が１０^-6ｍ³／ｋｇ以下のものとしては、常磁性体や反磁性体がある。また、光輝性顔料であることによって、視覚的に特徴のある意匠性媒体を得ることができる。

上記光輝性顔料に含まれる非強磁性体材料は、鉄やニッケルなどの強磁性体材料に比べ磁化率が非常に小さいものではあるが、その物質の結晶構造が非対称である場合、結晶軸の方位により磁化率に僅かな差が生じる。これを結晶磁気異方性と呼び、強磁場に置くと磁化率の大きな結晶軸方位が磁場方向と平行になるように結晶が回転・配向する。

また、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。さらには、低粘度の無溶媒系樹脂を使用するのが望ましく、例えば、紫外線硬化樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の中で粘度の低いものが鱗片状光輝性顔料を配向させやすいため好ましい。

図１（ａ）において、１、２は電磁石のヨークを示している。これらのヨーク１，２はコの字（もしくはＣの字）形状に形成された一個のヨークの一部であり、図示しない部分にコイルが巻き付けられている。ヨーク１、２間には一部の磁力線３ａ、３ｂ、３ｃ、…、３ｌが形成されている。電磁石の磁場の強さは、０．３Ｔ（Ｔはテスラ）以上である。

図１（ａ）において、磁力線３ａ〜３ｌのうちほぼ直線状の磁力線３ｇに表面（図の上面）が沿う位置（図中のＡ）に磁性部材４が配置され、この磁性部材４の上には媒体５が配置されている（磁性部材４は図示しない非磁性体、例えばセラミックからなる支持部材で支持されている。）。一方、磁力線３ａ〜３ｌのうち曲線状の磁力線３ａ〜３ｄに表面（図の上面）が沿う位置（図中のＢ）に磁性部材４が配置され、この磁性部材４の上には媒体５が配置されている。なお、曲線状の磁力線３ｉ〜３ｌに強磁性部材４を配置してもよい。

図１（ｂ）に示す磁性部材４は、少なくとも一方の面（図の上面）に強磁性体領域４ａが所望のパターン形状に形成され、強磁性体領域に隣接するように非強磁性体領域（例えば、反磁性体、常磁性体）４ｂが形成されたものであり、例えば、磁性部材として、強磁性体からなる帯状部材と、非強磁性体からなる帯状部材とを交互に積層した積層体が挙げられる。

ここで、強磁性体としては、鉄、ニッケル、コバルト等が挙げられ、反磁性体としてはアルミニウム、銅等が挙げられ、常磁性体としてはマンガン、プラチナ等が挙げられる。

図１（ｄ）に示す磁性部材４０は、強磁性体からなる板状部材４０ａに彫刻やフォトリソグラフィ技術を用いてパターンが残るようにエッチング等を施し、得られた溝部に非強磁性体４０ｂを埋め込んだものである。なお、４０ｂは何も埋め込まなくてもよい（酸素が常磁性体であるため）。

図２（ａ）は図１（ｂ）に示した媒体５の平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線断面図である。
図２（ａ）、（ｂ）に示すように塗料５ａのうち、磁性部材４（図１（ａ）参照）の非強磁性体領域４ｂや磁性部材４に接触していない部分（空気：常磁性体）に対応する領域は磁力線に沿うように配向が水平となっており、磁性部材４の強磁性体領域４ａに対応する領域は配向が強磁性体領域４ａからの影響により配向が垂直になっている。この結果、媒体５における塗料５ａの顔料の状態に変化が生じる。すなわち、媒体５に磁性部材４の平行線状のパターンが反映され、そのパターンと同一形状のパターンが形成されるのである。このような状態で媒体に塗料を固化させるための手段、例えば、紫外線（熱）を与えることにより塗料５ａが固化する。磁性部材４から取り出した後、媒体５の顔料の配向は固定された状態であり、永久磁石に媒体５を接触しても配向に変化が生じることはない。

ここで、図１（ａ）において、Ａの位置で磁場印加された媒体と、Ｂの位置で磁場印加された媒体とについてそれぞれ説明する。

Ａの位置で磁場印加された媒体は、図３（ａ）に示すように、表面の中央部分に上記磁性部材を使用して形成されたパターン８がある。この媒体を傾けて観察すると、パターン８の面と、パターン８の周りの面（パターン８の部分以外の面）とにおいて、それぞれ色調変化が起こる。

パターン８の周りの面では、色調変化が全面同時に起こり、図３（ａ）に示すｂ−ｂ’の位置で裁断し、その断面を観察すると、図３（ｃ）に示すように、顔料９ａ，９ｂ，９ｃのそれぞれの列が水平に並んだ配向状態となっている。

パターン８の面では、色調変化が連続的に起こる。すなわち、水平状態の媒体を傾けていくと、帯状の光沢が、傾けた方向とは反対の方向に向かってパターン面上を移動する。例えば、手前側に媒体を傾けると、奥側に向かって帯状の光沢が移動する。

また、この媒体において、図３（ａ）に示すａ−ａ’の位置で裁断し、その断面を観察すると、その断面は、図３（ｂ）に示すように、顔料９ｂ及び９ｃが傾いた配向となっており、顔料９ａ〜９ｃは全体として「９ａを頂点とする、下に凸」の配向状態となっている。

一方、Ｂの位置で磁場印加された媒体も、図３（ａ）に示すように、表面の中央部分に上記磁性部材を使用して形成されたパターン８があり、この媒体を傾けて観察すると、パターン８の面と、パターン８の周りの面（パターン８の部分以外の面）とにおいて、それぞれ色調変化が起こる。

パターン８の面及びパターン８の周りの面はともに、色調変化が連続的に起こる。すなわち、図４（ａ）に示すように、水平状態の媒体の奥側を傾けていくと、パターン８の周りの面では、傾きに合わせて、手前側に現われる帯状の光沢６が奥側に向かって媒体表面上を移動し、また、パターン８の面では、帯状の光沢７が、傾けた方向とは反対の方向（手前側）に向かってパターン面上を移動する。また、図４（ｂ）に示すように、水平状態の媒体の手前側を傾けていくと、パターン８の周りの面では、傾きに合わせて、奥側に現われる帯状の光沢６が手前側に向かって媒体表面上を移動し、また、パターン８の面では、帯状の光沢７が、傾けた方向とは反対の方向（奥側）に向かってパターン面上を移動する。

また、この媒体を図３（ａ）に示すａ−ａ’及びｂ−ｂ’の位置で裁断し、その断面をそれぞれ観察すると、ａ−ａ’の断面は、図３（ｂ）に示すように、顔料９ａ、９ｂ及び９ｄ、９ｅがそれぞれ傾いた配向となっており、顔料９ａ〜９ｅは全体として「９ｃを頂点とする、下に凸」の配向状態となっており、ｂ−ｂ’の断面は、図３（ｄ）に示すように、顔料９ａ、９ｂ及び９ｄ、９ｅがそれぞれ傾いた配向となっており、顔料９ａ〜９ｅは全体として「９ｃを頂点とする、上に凸」の配向状態となっている。

以上のように、本実施例によれば、磁気異方性を有する顔料を含む塗料を基材に塗工して塗工層を設け、塗工層にパターン部分を形成し、パターン部分とパターン部分を除く周辺部分とにおける顔料の配向をそれぞれ異なるようにすることで、媒体を傾けた際にパターン部分と周辺部分とで異なる色調変化が起こる意匠性媒体を実現できる。

なお、本実施例の意匠媒体形成方法では、パターン部分を１枚の媒体に効率的に作ることができるが、方法はこれに限定されない。また、磁場における媒体の配置位置も図１（ａ）に示す位置に限定されない。また、本実施例では媒体に形成されるパターンが１１本の平行線の場合で説明したが、曲線、円形、楕円形、長円形、多角形、文字、符号、これらの組み合わせたもののいずれの形状であってもよい。また、適用する顔料についても本実施例に限定されるものではない。

以下に示した材料を用いて媒体を形成し評価した。
（組み合わせ）
ＵＶ樹脂ＵＶフレキソニス（ＴＯＫＡ）１０重量部
顔料 Infinite Ｒ−０８（資生堂）１重量部
上記組み合わせによる配合の塗料をＰＥＴシート上にワイヤーバー＃３４で塗工し、ぬれた状態のまま塗工面と反対面とにＦｅとＡｌとで作製したパターンを密着させた状態で、強磁場（１Ｔ）環境下のうち磁力線が曲線となっている場所（例えば、図１（ａ）のＢの位置）に５分間さらし、その後ＵＶ照射を行い、塗膜の固定化を行った。

そして、形成された媒体を傾けて観察を行ったところ、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、パターン面とそれ以外の面において、それぞれ帯状の光沢が移動するといった、連続的な色調変化が認められた。また、この媒体において、図３（ａ）に示すａ−ａ’及びｂ−ｂ’の断面をそれぞれ観察したところ、ａ−ａ’の断面は、図３（ｂ）に示すように、顔料９ａ、９ｂ及び９ｄ、９ｅがそれぞれ傾いた配向となっており、顔料９ａ〜９ｅは全体として「９ｃを頂点とする、下に凸」の配向状態となっており、ｂ−ｂ’の断面は、図１（ｄ）に示すように、顔料９ａ、９ｂ及び９ｄ、９ｅがそれぞれ傾いた配向となっており、顔料９ａ〜９ｅは全体として「９ｃを頂点とする、上に凸」の配向状態となっていることが認められた。

このように、強磁場環境（１Ｔ）にて、質量磁化率が１０^-6ｍ³／ｋｇ以下であり、磁気異方性を有する光輝性顔料を含む塗料を用いて、磁場勾配を用いたパターン形成を行った結果、パール顔料等の光輝性顔料の色調変化にも大きな影響を与え、１種１層の塗膜中で２種類の色調変化を行うことが可能となった。また、通常では配向が変化しない顔料も配向を変化させることができる。

以上において、１種類の顔料を分散した塗料を用いて、多層コーティングすることなく、従来にない、特異な色調変化を有するパターンを形成することが可能である。

なお、本発明に適用できる顔料として、上記実施例においてInfinite R-08（資生堂製）を用いたが、その他の顔料も用いることができる。例えば、Color Code（Merck製）、Xillaric T60-21（Merck製）、Iridodin302（Merck製）、Xillaric T60-23（Merck製）、SECURE SHIFT（Flex Product製）等、質量磁化率が１０^-6ｍ³／ｋｇ以下であり、磁気異方性を有する光輝性顔料が挙げられ、これらの顔料を０．３Ｔ以上の強磁場で配向させることによって、従来にない新規な色調変化が起こる意匠性媒体を得ることができる。なお、本発明では、質量磁化率が１０^-6ｍ³／ｋｇ以上であり、磁気異方性を有する光輝性顔料も適用できるが、その場合、０．３以下の磁場で配向させることによって、上記同様の意匠性媒体を得ることができる。

本発明は、塗膜面に周囲と異なる微細な色調あるいは模様、図形、文字等のパターンの形成を行うことに利用が可能である。

（ａ）は本発明の一実施例に係る意匠性媒体形成方法を適用した装置の概念図であり、（ｂ）は（ａ）に示した磁性部材及び媒体の拡大図であり、（ｃ）は（ｂ）の拡大図であり、（ｄ）は（ａ）に示した磁性部材の変形例である。（ａ）は図２（ａ）に示した媒体の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ線断面図である。（ａ）は本発明の一実施例に係る意匠性媒体を上方から見た図であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は（ａ）に示した媒体のパターン部分における顔料の配向状態を模式的に示す断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例に係る意匠性媒体の色調変化の一例を模式的に示す斜視図である。

符号の説明

１、２ヨーク
３ａ〜３ｌ磁力線
４、４０磁性部材
４ａ、４０ａ強磁性体領域
４ｂ、４０ｂ非強磁性体領域
５媒体
５ａ塗料
５ｂ基材
６、７光沢
８パターン部分
９ａ〜９ｃ顔料成分

Claims

磁気異方性を有する顔料を含む塗料を基材に塗工して塗工層を設けた意匠性媒体であって、
前記塗工層は、
強磁性体と、該強磁性体に隣接するように非強磁性体領域とが形成された部材を前記意匠性媒体に隣接させ、該意匠性媒体及び該部材に磁場を印加することよって形成されたパターン部分を有することを特徴とする意匠性媒体。
前記磁気異方性を有する顔料は、光輝性顔料であることを特徴とする請求項１記載の意匠性媒体。
前記磁場として、０．３テスラ以上の磁場を印加することを特徴とする請求項１又は２記載の意匠性媒体。
前記磁気異方性を有する顔料は、質量磁化率が１０^-6ｍ³／ｋｇ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の意匠性媒体。
前記塗工層に任意の磁力線が通るように磁場をかけて、前記顔料を配向させたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の意匠性媒体。
前記塗料として、無溶媒系の樹脂を用いたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の意匠性媒体。