KR20140010168A - 낚시도구용 부품 또는 자전거용 부품의 표면 장식 구조 - Google Patents

낚시도구용 부품 또는 자전거용 부품의 표면 장식 구조 Download PDF

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KR20140010168A
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Abstract

내식성 및 강인성에 있어서 충분한 것을, 대규모의 장치를 사용하지 않고, 선명한 표면 장식 구조를 달성할 수 있는 낚시도구용 부품 및 자전거용 부품의 장식 구조를 제공한다. 섬유강화 수지제의 부품 본체 표면에 내측 도장층, 그 내측 도장층 상에 은면 박막 도장층, 그 은면 박막 도장층 상에 외측 도장층을 적층하고, 상기 내측 도장층과 상기 외측 도장층을 각각, 이소시아네이트기와 히드록실기의 우레탄 반응에 의해 형성되는 2액성의 수지 도료, 아미노기를 가지는 수지와 에폭시기를 가지는 실리콘 화합물을 반응시켜 형성되는 2액성의 수지 도료, 상기한 2개의 반응이 동시에 일어나는 2액성 또는 3액성의 수지 도료의 어느 하나를 선택하여 형성하고, 상기 은면 박막 도장층을, 아민을 배위자로 하는 은금속 착체로 형성하고, 상기 은금속 착체를 가열함으로써 상기 은면 박막 도장층을 형성한다.

Description

낚시도구용 부품 또는 자전거용 부품의 표면 장식 구조{SURFACE DECORATIVE STRUCTURE OF FISHING TACKLE COMPONENT OR BICYCLE COMPONENT}
본 발명은 섬유강화 수지제의 낚시도구용 부품 또는 자전거용 부품의 표면에 도장을 하는 낚시도구용 부품 또는 자전거용 부품의 표면 장식 구조에 관한 것이다.
낚시도구용 부품 또는 자전거용 부품의 장식 구조로서는 다음과 같은 것을 들 수 있다.
(1) 우레탄이나 에폭시 수지 도료를 뿜어 칠하거나 솔칠한 후에 소부(燒付)하여 정착시키는 메탈릭 도장 기술이나,
(2) 장식용 물질을 진공 증착, CVD, PVD, 스퍼터링(sputtering) 등의 고도 도장 기술을 구사하는 것이 있다.
그러나 (1)에 있어서는 도장 표면에 있어서의 선명함이나 아름다움 등의 색채 감각에서 충분하지 않은 면이 있다. 한편 (2)에 있어서는 광의 굴절을 이용한 무지개색 발색 등이 가능하고, 색채 감각에 있어서는 충분한 면은 있지만, 장치가 대규모이고, 고도의 제조 기술을 필요로 하기 때문에 간단하게는 채용하기 어려운 면이 있다.
그래서, 비교적 간단하고 쉬운 장치로 또한 장식성에 있어서도 충분한 성능을 발휘하는 은거울 반응을 이용한 장식 구조를 형성하는 것도 생각되고 있다(특허문헌 1).
그러나, 이 은거울 반응을 이용한 제법에서는 내식성 및 강인성에 있어서 충분한 것을 얻을 수 없고, 기계적인 강도면에서 떨어지는 면이 있었다.
또한, 도 8 (b)에서 나타내듯이, 은거울 도장에 있어서의 공정은 대부분 각 공정 종료마다 수세 공정을 필요로 하고 있고, 그 때문에 제조 공정이 복잡하게 되어 있어 제조 공정면에서도 개선의 여지가 있다. 또한, 2두식의 도장용 건(gun)이라고 하는 특수한 뿜어 칠하는 수단을 필요로 하여 설비면에서도 부담이 큰 것으로 되어 있다.
일본 특허공개 2009－84596호 공보(단락 번호〔0032〕~〔0035〕)
본 발명의 목적은, 내식성 및 강인성에 있어서 충분한 것을, 대규모의 장치를 사용하지 않고, 선명한 표면 장식 구조를 달성할 수 있는 낚시도구용 부품 및 자전거용 부품의 장식 구조를 제공하는 점에 있다.
제1발명(청구항 1) 또는 제2발명(청구항 2에 관계되는 발명)에 의하면, 아민을 배위자로 하는 은금속 착체는, 후기하듯이, 알코올로 희석하는 것만으로 충분한 유동성을 발휘하므로, 뿜어 칠하기나 솔칠이라는 간단하고 쉬운 작업 형태로 도장 공정을 달성할 수 있다. 즉, 도 9 (a)에 나타내듯이, 도장 공정으로서는 내측 도장층을 형성하는 내측 도장 공정, 은면 박막 도장 공정, 건조 공정, 외측 도장층을 형성하는 외측 도장 공정으로 끝나고, 수세 공정을 필요로 하지 않으므로, 도장 공정의 단축화 및 간략화가 가능하다. 뿜어 칠하기 수단으로서도 종래의 은거울 도장과 같이 특수한 건은 필요로 하지 않아 설비면에서도 부담이 적은 것으로 되어 있다.
또한, 은면은, 가열할 때에 석출된 은입자끼리가 용융 연결됨으로써, 표면 밀도가 높고 또한 긴밀히 연결됨으로써, 메탈릭 도장에 비해 휘도나 밀도, 평활성 등의 표면 장식성이 높은 면을 나타낸다.
한편, 아민을 배위자로 하는 은금속 착체를 내측 도장층 상에 도포하면, 은금속 착체의 아민이 내측 도장층의 미반응 수지(이소시아네이트나 에폭시기를 가지는 실리콘 화합물)와 반응한다. 그리고, 은금속 착체를 도포하여 형성한 은면 박막 도장층 상에 외측 도장층용의 도료를 도포하면, 은면 박막 도장층 내에 잔존하고 있는 아민이 외측 도장층을 형성하는 수지와 반응한다.
이에 의해 은면 박막 도장층과 내외 도장층의 결합력을 증대시키고 있다.
따라서, 대규모의 장치를 필요로 하지 않고 간단하고 쉬운 작업 형태이면서, 은면 박막 도장층과 내외 도장층의 경계면에서의 층간 박리나 침식이라는 것이 회피되어, 내식성이 높은 또한 충분한 장식성을 발휘하는 은면 박막 도장층을 형성할 수가 있었다.
제3발명(청구항 3) 또는 제4발명(청구항 4에 관계되는 발명)에 의하면, 은금속 착체로부터 석출되는 은은 나노 입자로 되어 있으므로, 후기하듯이, 융점 강하에 의해 은입자는 연결 결합이 신속히 행해져 긴밀한 은면 박막 도장층을 형성한다.
또한, 은나노 입자는 약간 융해하여, 완전 연결 고착되지 않기 때문에, 외측 도장층의 경계역으로 들어가, 그 경계 영역에 있어서는 수지 도료 내에 혼재하는 은입자의 밀도가 외측 도장층으로부터 은면 박막 도장층을 향함에 따라 서서히 증가하게 된다. 그리하면 경계 영역에, 밀도가 은면 박막 도장층을 향함에 따라 증가하는 은과, 수지 도료의 혼합 경사층이 형성된다. 이에 의해 은면 박막 도장층과 외측 도장층의 밀착성이 향상되어, 상기한 층간 박리를 억제하여 내식성의 향상을 도모할 수가 있다.
제5발명(청구항 5) 또는 제6발명(청구항 6에 관계되는 발명)에 의하면, 상기한 종래 기술(일본 특허공개 2009－84596호 공보)에 있어서는 은거울막의 두께에 대해서 0.1미크론~10미크론이라고 하는 넓은 범위의 두께가 추천되어 있지만, 0.4미크론보다 두꺼워지면, 박리 테스트때 은면 박막 도장층에 있어서 응집 파괴를 일으킨다.
즉, 은면 박막 도장층에 있어서의 외측 도장층측에 위치하는 부분과 내측 도장층측에 위치하는 부분이 이간하여, 은면 박막 도장층의 두께 방향의 중간 위치에 있어서 박리하기 쉬워진다.
따라서, 0.02미크론 내지 0.4미크론 범위의 두께로 설정하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.02미크론 내지 0.25미크론 범위의 두께로 하는 것이 좋다.
제7발명(청구항 7) 또는 제8발명(청구항 8에 관계되는 발명)에 의하면, 은면 박막 도장층과 상기 내외측 도장층 사이에는 양 영역을 명확하게 구별하는 경계선은 형성되지 않고, 수지 도료 내에 은입자가 혼입하는 내외 혼합 경사층이 형성되어 있다.
따라서, 은면 박막 도장층과 상기 내외측 도장층이 낚싯대 등이 외력을 받아 변형하게 되어도 양자가 박리하는 경우가 적다.
또한, 그 내외 혼합 경사층에 있어서는 수지 도료 내에 혼입하는 은입자의 혼입 비율이 은면 박막 도장층측만큼 높은 비율을 나타내고 있으므로, 은면 박막 도장층측으로부터 내외측 도장층측으로의 응력 전파가 원활히 되어, 그 부분에서 응력 균열 등의 발생을 억제할 수가 있다.
도 1은 낚싯대를 나타내는 측면도이다.
도 2는 (a) 외측 도장층의 더 외측에는 클리어층 등을 갖지 않는 도장 구조를 나타내는 종단 측면도, (b) 외측 도장층의 외측에 2층의 클리어층을 가지고 있는 도장 구조를 나타내는 종단 측면도, (c) 외측 도장층이 제1외측 도장층과 제2외측 도장층의 2층 도장 적층 구조를 나타내는 종단 측면도이다.
도 3은 (a) 은아민 착체를 내측 도장층 상에 도포한 상태를 나타내는 설명도, (b) 가열하여 은아민 착체로부터 아민이 이간하여, 은의 나노 입자가 석출된 상태를 나타내는 설명도, (c) 석출된 은의 나노 입자가 용융 연결되어 은면막을 만든 상태를 나타내는 설명도이다.
도 4는 내측 도장층과 은면 박막 도장층 사이의 내혼합 경사층, 및 외측 도장층과 은면 박막 도장층 사이의 외혼합 경사층 내에 있어서의 은의 혼합 정도를 나타내는 설명도이다.
도 5는 내외 혼합 경사층에 있어서의 은과 수지의 혼합 비율을 나타내는 측정 그래프이다.
도 6은 도 3 (b)에 대응한 석출 은나노 입자의 현미경 사진이다.
도 7은 (a) 소정의 은면 박막 도장층을 도포한 유리판을 대체(rod body)에 부착한 상태를 나타내는 좌측면도이고, (c) 소정의 은면 박막 도장층 등을 도포한 필름을 대체에 부착한 상태를 나타내는 우측면도이고, (b) 상기한 (a) 및 (c)에 대응한 정면도이다.
도 8은 (a) 본 발명의 은면 박막 도장 공정을 나타내는 공정도, (b) 은거울 도장 공정을 나타내는 공정도이다.
도 9는 스피닝 릴(spinning reel)을 나타내는 측면도이다.
도 10은 자전거를 나타내는 측면도이다.
〔제1실시 형태〕　
산천어나 곤들매기 등을 낚시할 때에 사용되는 낚싯대(A)에 대해서 설명한다. 도 1에 나타내듯이, 낚싯대(A)는 끝대(1)의 선단에 톱가이드(top guide)(2)를 부착함과 아울러, 끝대(1)의 중간 위치에 낚싯줄용 가이드(3)를 부착 고정하고, 대(rod) 밑측에 나란히 이어지는 식으로 붙여진 밑대(5)를 배치하고, 밑대(5)에 스피닝 릴을 장착하는 릴시트(reel seat)(6)를 부착하여 구성하고 있다.
또한, 낚싯대(A)를 구성하는 끝대(1), 밑대(5)는 다음과 같이 제작된다. 즉, 탄소 섬유 등의 강화 섬유를 일방향으로 배열하고 그 배열된 강화 섬유군에 에폭시 수지 등의 열경화성 수지(또는 열가소성 수지)를 함침시켜 프리프렉(prepreg) 시트를 형성한다. 이 프리프렉 시트를 대략 사다리꼴상으로 재단한 복수의 것을 맨드럴(mandrel)에 감고, 복수의 프리프렉 시트를 감아 구성한 대(rod) 소재를 맨드럴에 감은 상태로 노에 넣어 소성하고, 소성 후 맨드럴을 탈심하여 원통상의 대 소재를 인출하고 그 대 소재를 소정 길이로 재단하고, 마무리 가공을 하여 대체(rod body)로 한다.
프리프렉을 구성하는 강화 섬유로서는 구체적으로는 탄소 섬유 이외에 유리 섬유, 아라미드 섬유, 알루미나 섬유 등을 사용할 수 있고, 수지로서는 에폭시 수지 외에 페놀 수지, 폴리에스터 수지 등의 열경화성 수지나 PV(E) 등의 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 또, 프리프렉으로서는 강화 섬유를 편입시킨 방직물에 수지를 함침시켜 구성한 것이라도 좋다.
낚싯대(A)를 구성하는 부품으로서의 중간대(4), 밑대(5)의 외주면에 행해지는 도장에 대해서 설명한다. 도장의 구성으로서는, 도 2 (a)에 나타내듯이, 외측 도장층(AE)의 외측에 후기하는 투명 클리어층을 설치하지 않거나, 혹은 외측 도장층에 클리어 도료를 채용한 것과, 도 2 (b)에 나타내듯이, 외측 도장층(AE) 상에 컬러 클리어층(AF)과 투명 클리어층(AG)을 구비한 2종류의 것에 대해서 설명한다. 예를 들면, 도 2 (a)에 나타내는 것은 중간대(4) 등에 사용되고, 도 2 (b)에 나타내는 것은 밑대(5) 등에 사용하는 것으로 한다. 또한, 이 사용에 대해서는 고정된 것은 아니고 자유롭게 선택할 수 있는 것이다.
도 2 (a)에 나타내듯이, 중간대(4) 등의 외주면(4A)의 표면에 최내측 도장층(AB)을 설치하고, 최내측 도장층(AB) 상으로부터 내측 도장층(AC)을 설치하고, 내측 도장층(AC) 상에 은면 박막 도장층(AD)을 설치하고, 은면 박막 도장층(AD) 상에 외측 도장층(AE)을 설치하여 형성하고 있다.
마찬가지로 도 2 (b)에 나타내듯이, 밑대(5) 등의 외주면(5A)의 표면에 최내측 도장층(AB)을 설치하거나 또는 최내측 도장층(AB)을 설치하지 않는 것을 선택할 수 있지만, 최내측 도장층(AB)을 설치한 경우에는 최내측 도장층(AB) 상으로부터 내측 도장층(AC)을 설치하고, 내측 도장층(AC) 상에 은면 박막 도장층(AD)을 설치하고, 은면 박막 도장층(AD) 상에 외측 도장층(AE)을 설치하고, 또한 외측 도장층(AE) 상에 컬러 클리어층(AF)과 투명 클리어층(AG)을 겹쳐 형성하고 있다.
최내측 도장층(AB)은 에폭시계 수지 도료가 선택된다. 이 최내측 도장층(AB)은 중간대(4) 등의 대(rod) 표면에 표출하는 경우가 있는 강화 섬유를 덮어 내측 도장층(AC)의 밀착성을 확보하는 것이다. 또, 도 2 (b)에 나타내듯이, 대 표면에는 도시하고 있지는 않지만, 대체(rod body)가 소성될 때에 대 소재의 외주면을 나선상으로 감는 성형 테이프 흔적(5a)을 굳이 남긴 상태로 밑대(5) 등을 형성하는 경우가 있다. 이러한 성형 테이프 흔적(5a)을 고르게 하기 위해서 최내측 도장층(AB)이 형성된다.
다음에, 내측 도장층(AC)에 대해서 설명한다. 이 도장층에서 사용되는 수지 도료로서는 4종류의 것이 선정된다.
(1) 제1의 수지 도료로서는 이소시아네이트기와 히드록실기의 우레탄 반응에 의해 형성되는 2액성의 아크릴우레탄 수지 도료를 들 수 있다.
(2) 제2의 수지 도료로서는 아미노기를 가지는 아크릴 수지와 에폭시기를 가지는 실리콘 화합물을 탈수 및 탈알코올 축합 반응시켜 형성되는 2액성의 아크릴실리콘 수지 도료를 들 수 있다.
(3) 제3수지 도료로서는 우레탄 반응과 탈수 및 탈알코올 축합 반응이 동시에 일어나는 2액성 또는 3액성의 우레탄 변성 아크릴실리콘 수지 도료를 들 수 있다.
(4) 제4수지 도료로서는 에폭시기를 구비하는 에폭시 수지 도료이다.
이러한 아크릴우레탄 수지 도료, 아크릴실리콘 수지 도료의 어느 일방, 또는 아크릴우레탄 수지 도료와 아크릴실리콘 수지 도료의 양방, 또한 에폭시 수지 도료를 상기한 내측 도장층(AC)으로서 사용할 수가 있다.
이들 도료의 대 표면에의 시공은 훑기 도장(die coating), 솔칠 또는 뿜어 칠하기 등을 행한 후, 소성로에서의 소부를 하여 정착을 도모하는 쪽이 좋다.
아크릴우레탄 수지 도료 대신에 폴리에스터우레탄 수지 도료, 혹은 폴리카보네이트우레탄 수지 도료 등이 사용 가능하다. 또, 아크릴실리콘 수지 도료 대신에 우레탄 변성 아크릴실리콘 수지 도료를 사용할 수가 있다.
다음에, 외측 도장층(AE)에 대해서 설명한다. 이 도장층에서 사용되는 수지 도료로서는 3종류의 것이 선정된다.
(1) 제1의 수지 도료로서는 이소시아네이트기와 히드록실기의 우레탄 반응에 의해 형성되는 2액성의 아크릴우레탄 수지 도료를 들 수 있다.
(2) 제2의 수지 도료로서는 아미노기를 가지는 아크릴 수지와 에폭시기를 가지는 실리콘 화합물을 탈수 및 탈알코올 축합 반응시켜 형성되는 2액성의 아크릴실리콘 수지 도료를 들 수 있다.
(3) 제3수지 도료로서는 우레탄 반응과 탈수 및 탈알코올 축합 반응이 동시에 일어나는 2액성 또는 3액성의 우레탄 변성 아크릴실리콘 수지 도료를 들 수 있다.
이러한 아크릴우레탄 수지 도료, 아크릴실리콘 수지 도료의 어느 일방, 또는 아크릴우레탄 수지 도료와 아크릴실리콘 수지 도료의 양방을 상기한 내측 도장층(AC), 외측 도장층(AE)의 도료로서 사용할 수가 있다.
이들 도료의 대 표면에의 시공은 훑기 도장, 솔칠 또는 뿜어 칠하기 등을 행한 후, 소성로에서의 소부를 하여 정착을 도모하는 쪽이 좋다.
아크릴우레탄 수지 도료 대신에 폴리에스터우레탄 수지 도료 혹은 폴리카보네이트우레탄 수지 도료 등이 사용 가능하다. 또, 아크릴실리콘 수지 도료 대신에 우레탄 변성 아크릴실리콘 수지 도료를 사용할 수가 있다.
또한, 중간대(4)에 채용되는 외측 도장층(AE)으로서는 아크릴우레탄 수지 도료 등 대신에 상기한 것처럼 컬러 클리어 도료를 사용해도 좋다.
은면 박막 도장층(AD)에 대해서 설명한다. 여기서는 아민에 의한 은의 착체를 도포함으로써 은면 박막 도장층(AD)을 형성한다. 아민에 의한 은의 착체란 구체적으로는 은에 배위자로서 조합한 2－에틸헥실아민의 착체를 말한다.
단, 아민으로서는 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민 등의 간단한 구조의 것으로부터 N, N­디이소프로필에틸아민 등의 복잡한 구조의 것도 채용된다.
은면 박막 도장층(AD)은 다음과 같은 공정으로 형성된다.
(1) 아민에 의한 은의 착체에 이소프로필 알코올 등의 용매를 가하여 유동화를 높인다.
(2) 이 유동화한 은의 착체를 상기한 내측 도장층(AC) 상에 도포한다. 도포의 방법은 솔칠 혹은 뿜어 칠하기 등의 통상 사용하는 도포 방법으로 충분하다. 도포한 상태가 도 3 (a)에 나타내는 상태이다.
(3) 다음에, 이 도포한 중간대(4) 등을 소성로에 있어서 100℃~170℃의 온도에서 10분~60분간 소성한다. 그리하면, 알코올분이 증발함과 동시에 배위자로서의 2－에틸헥실아민과 은의 결합력이 저하하여 그 2－에틸헥실아민이 은입자로부터 떨어짐과 아울러, 아민의 환원 작용에 의해 환원되어 은의 나노 입자가 석출된다. 이 상태가 도 3 (b)에 나타내는 상태이다.
도 6에 있어서의 현미경 사진에서 나타내듯이, 나노 입자의 크기는 약 15~20나노이다.
(4) 이와 같이, 내측 도장층(AC) 상에 석출된 은의 나노 입자군은 융점 강하에 의해, 도 3 (c)에 나타내듯이 부분적으로 용융 결합하여 은면 박막 도장층(AD)을 형성한다.
일반적으로 은벌크의 용융 온도는 962℃ 전후이지만, 상기 경우에는 은입자가 나노 단위의 입경을 나타내고 있으므로, 융점 강하가 일어나 100℃라고 하는 비교적 온화한 소결열을 가한 상태라도 용융화가 촉진되어 석출 은입자끼리가 용융 결합하여 은면 박막이 형성된다. 이러한 융점 강하에 의해 생지 본체를 손상시키는 것 같은 일이 없어진다.
이와 같이 형성된 은면 박막 도장층(AD)의 막두께를 측정해 본다.
막두께의 측정은 다음과 같은 방법에 따라 행해진다.
측정 장치는 ESCA(수사형 X선 광전자 분광 분석 장치)를 사용한다. 즉, 전자총이 방출하는 +아르곤 입자를 조사하여 스퍼터링을 행하고, 튀어나오는 원소의 스펙트럼 분석을 행함으로써, 원소를 특정하고 또한 조사 깊이로부터 막두께를 측정한다.
측정 대상으로 되는 시료는 다음과 같은 것이다. 유리판(8A)의 표면에 뿜어 칠하기 방법에 의해 은면 박막 도장층(AD)에 상당하는 막을 도포하여 2매의 시료(유리판 1, 유리판 2)를 제작한다. 이 1매의 시료를, 도 7 (a), (b)에 나타내듯이, 대체(7)의 외주면에 접선 방향을 따른 자세로 부착한다.
또 하나의 시료는 필름(8B)에 내측 도장층(AC)과 은면 박막 도장층(AD)과 외측 도장층(AE)의 3층을 형성한 시료(필름)이다. 도 7 (c), (b)에 나타내듯이, 대체(7)의 외주면에, 이 경우는 접선 방향을 따른 자세가 아니라 원주 방향을 따른 자세로 부착한다.
측정할 때에는 대체(7)를 축심(x) 둘레로 회전시키면서 또한 축심(x) 방향으로 왕복 이동시켜 측정을 행한다.
측정 결과를 기재하면 다음과 같이 되어 있다. 막두께를 표시하는 단위는 나노미터(nm)이다.
Figure pct00001
유리판이나 필름 등의 막을 붙인 시료를 이용한 것은 ESCA 장치에 넣어 측정할 수 있는 형태로 하기 위해서이다.
다음에, 최내측 도장층(AB), 내측 도장층(AC), 은면 박막 도장층(AD), 외측 도장층(AE)에 대해서는 다음과 같은 제조 공정을 거쳐 형성된다.
즉, 도 8 (a)에서 나타내듯이, 최내측 도장층(AB) 및 내측 도장층(AC), 은면 박막 도장층(AD)을 형성한 후에 건조 공정이 설치되어 있고, 이 건조 공정이 종료한 후에 외측 도장층(AE) 및 클리어층이 형성되어, 제조 공정에 있어서 은거울 반응면의 경우에 사용되는 수세의 공정은 없다.
다음에, 내측 도장층(AC)과 은면 박막 도장층(AD)의 내혼합 경사층(ACD), 은면 박막 도장층(AD)과 외측 도장층(AE)의 외혼합 경사층(ADE)에서의 반응 형태에 대해서 설명한다.
이 내혼합 경사층(ACD)과 외혼합 경사층(ADE)에 있어서는, 은면 박막 도장층(AD)을 형성하는 은입자가 내측 도장층(AC)과 외측 도장층(AE)의 수지와 혼재하는 혼합 경사층을 형성하고 있고, 그 혼합 경사층에서의 혼재 상태는 은면 박막 도장층(AD)측만큼 은입자의 비율이 높아지는 경사 상태를 나타내고 있다. 이와 같이, 물리적으로 은입자와 수지의 혼재 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 다음에 기술하듯이 이 혼합 경사층에 있어서는 화학적 결합 상태를 나타내고 있다고 생각된다.
내혼합 경사층(ACD)에 있어서의 화학적 결합 상태의 설명을 한다.
(1) 내측 도장층(AC)으로서 아크릴우레탄 수지 도료를 사용한 경우
먼저, 하기 식에서 나타나 있듯이, 이소시아네이트기와 히드록실기의 우레탄 반응이 일어난다.
R－NCO　＋　R＇－OH　=　R－NH－COOH＇
(2) 다음에, 이 중의 미반응 이소시아네이트가 은면 박막 도장층(AD) 내의 아민과 반응하고 있다.
Figure pct00002
여기서는 실리콘 화합물로서는 글리시딜실란 경화제가 채용되어 있다.
여기서의 반응은 은면 박막 도장층(AD) 내의 아민과 경화제로서의 실리콘 화합물 내의 에폭시기가 반응하고 있다고 생각된다.
Figure pct00003
상기한 제1급 아민 등이 생성되어 내혼합 경사층(ACD)에 존재한다.
외혼합 경사층(ADE)에 있어서의 화학적 결합 상태의 설명을 한다.
(3) 외측 도장층(AE)으로서 아크릴우레탄 수지 도료를 사용한 경우
이소시아네이트가 은면 박막 도장층(AD) 내의 잔존 아민과 반응이 일어나고 있다.
Figure pct00004
(4) 외측 도장층(AE)으로서 아크릴실리콘 수지 도료를 사용한 경우
여기서는 실리콘 화합물로서는 글리시딜실란 경화제가 채용되어 있다.
여기서의 반응은 은면 박막 도장층(AD) 내의 잔존 아민과 경화제로서의 실리콘 화합물 내의 에폭시기가 반응하고 있다고 생각된다.
Figure pct00005
상기한 제1급 아민이 생성되어 외혼합 경사층(ADE)에 존재한다.
또한, 내혼합 경사층(ACD)과 외혼합 경사층(ADE)에 있어서의 다른 반응에 대해서 설명한다.
은면 박막 도장층(AD)과 내측 도장층(AC)의 내혼합 경사층(ACD), 및 은면 박막 도장층(AD)과 외측 도장층(AE)의 외혼합 경사층(ADE)에 있어서는, 상기한 반응 이외에 다음과 같은 반응에 의해, 은면 박막 도장층(AD)과 내측 도장층(AC), 및 은면 박막 도장층(AD)과 외측 도장층(AE)의 연결 고착 상태가 강고한 것으로 되어 있다. 즉,
Figure pct00006
상기 반응식에서 나타내듯이, 은면 박막 도장층(AD)의 금속막과 아크릴실리콘의 경화 반응시, 상기와 같은 가수분해가 일어나고, 그때 분리되는 OH기가 금속과의 밀착력을 향상시키는 수소결합으로서 작용한다고 생각된다.
또, 내혼합 경사층(ACD) 및 외혼합 경사층(ADE)에 있어서는 금속인 은이 수지 도료와 함께 혼재하여, 이것이 은면 박막 도장층(AD)과 내측 도장층(AC), 및 은면 박막 도장층(AD)과 외측 도장층(AE)의 연결 고착 상태를 강고한 것으로 하고 있다.
즉, 은면 박막 도장층(AD)에 있어서는 모두 원료 은이 소결되어 은면 구조를 구축하고 있는 것은 아니다. 일부 은은 내혼합 경사층(ACD) 및 외혼합 경사층(ADE)에 있어서 수지 도료와 혼재하고 있다. 그리고, 은이 혼재하는 비율은, 도 4에 나타내듯이, 은면 박막 도장층(AD)에 가까울수록 커진다. 즉, 은이 수지 도료 내에 혼재하는 비율은 은면 박막 도장층(AD)에 가까울수록 커지는 경사 상태를 나타내고 있다.
이 경사 상태에 있는 것은 시료로서 제작한 3층 구조의 필름(8B)의 도장층에 상기한 ESCA를 이용하여 도장층으로부터 튀어나오는 은과 수지 도료의 비율로부터 산출할 수가 있다.
그 데이터를 도 5에 나타낸다.
이에 의하면, 종축에 원소별 집적도(%), 횡축에 스퍼터 깊이(nm)를 채용하면, 은이 점하는 비율이 은면 박막 도장층(AD)에 가까울수록 많아지는 것을 알 수 있다. 즉, 스퍼터 깊이가 0nm~200nm 정도까지는 외측 도장층(AE)에 상당하는 부분이 존재하고, 200nm를 넘어 탄소(C)와 은(Ag)이 교차하는 제1점(a)까지의 사이에는 탄소(C)의 함유량이 감소하고 은(Ag)의 함유량이 상승하는 외혼합 경사층(ADE)에 상당하는 부분이 형성되어 있는 것을 알 수 있다.
다음에, 스퍼터 깊이 400nm와 600nm 사이에 탄소(C)와 은(Ag)이 다시 교차하는 제2점(b)이 나타나고, 이 제2점(b)과 제1점(a) 사이에 은면 박막 도장층(AD)에 상당하는 부분이 형성되어 있는 것을 알 수 있다.
스퍼터 깊이 600nm 부근에는 탄소(C)가 증가하고 은(Ag)이 감소하는 내혼합 경사층(ACD)에 상당하는 부분이 형성되어 있는 것을 알 수 있다.
스퍼터 깊이 700nm 내지 1000nm 사이에는 내측 도장층(AC)에 상당하는 부분이 존재하고, 또한 1000nm를 넘는 부분은 시료편으로서의 필름(8B)에 대응하는 부분인 것을 알 수 있다.
이상과 같이 하여 중간대(4), 밑대(5)에 대해서 도장을 하였다. 그래서, 이들 도장의 밀착도 평가 시험을 행해 보았다.
테스트 피스가, 외측 도장층(AE)이 1층인 것에 있어서는,
(가) 최내측 도장층(AB)에 에폭시 수지 도료를 선정,
(나) 내측 도장층(AC)에 아크릴우레탄 수지 도료, 또는 아크릴실리콘 수지 도료, 에폭시 수지 도료, 우레탄 변성 아크릴실리콘 수지 도료의 어느 것을 선정,
(다) 외측 도장층(AE)에 아크릴우레탄·아크릴실리콘 수지 도료, 우레탄 변성 아크릴실리콘 수지 도료의 어느 것을 선정하여 테스트를 행하였다.
테스트 결과로서는 최내측 도장층(AB)에 에폭시 수지 도료, 내측 도장층(AC)에 우레탄 변성 아크릴실리콘 수지 도료, 외측 도장층(AE)에 우레탄 변성 아크릴실리콘 수지 도료를 선정하여 조합한 것이 가장 좋은 결과를 나타냈다.
이 테스트 결과를 고찰해 보면, 외측 도장층(AE)에 우레탄 변성 아크릴실리콘 수지 도료를 선정하여 조합함으로써, 이소시아네이트기·에폭시기가 아미노기 함유의 은금속과의 밀착성을 향상시켜 내수성에 좋은 영향을 주고 있다고 생각된다.
또, 내측 도장층(AC)도 외측 도장층(AE)과 마찬가지로 우레탄 변성 아크릴실리콘 수지 도료를 채용함으로써, 은면 박막 도장층(AD)에 형성하는 것에 사용된 아민을 포함하는 은금속 착체의 그 아민이 잔존하고, 내측 도장층(AC)의 이소시아네이트기 및 에폭시기와 반응하여 좋은 결합력을 나타내고 있다고 생각된다.
또, 외측 도장층(AE)과 경면 박막 도장층(AD)의 경계역에 석출된 은의 일부가 혼재하여 은과 수지 도료의 혼합 경사층을 형성하고 있는 점도 상기 테스트 결과를 뒷받침하는 것으로 되어 있다고 생각된다.
〔제2실시 형태〕
상기 실시 형태에 있어서는 낚싯대(A)에 적용하는 것에 대해서 설명하였다. 이 제2실시 형태에 있어서는 릴, 특히 스피닝 릴(B)에도 적용할 수 있다는 점을 설명한다.
도 9에 나타내듯이, 스피닝 릴(B)은 핸들(11)을 구비한 릴보디(reel body)(12)와 릴보디(12)에 회전 불능하게 구비된 줄감개용 스풀(spool)(13)과 줄감개용 스풀(13)에 낚싯줄을 감으며 회전하는 회전자(14)를 구비하여 구성되어 있다. 회전자(14)의 선단측에는 회전 중심을 사이에 두고 2개의 베일(bail) 지지부(15)가 전방을 향해 뻗어나가 있고, 일방의 베일 지지부(15)에는 끝측으로부터 감기는 낚싯줄을 줄감개용 스풀(13)로 유도하는 가이드 롤러(16)가 부착되어 있다.
상기한 스피닝 릴(B)의 구성에 있어서, 릴보디(12) 및 줄감개용 스풀(13), 회전자(14) 등을 섬유강화 수지로 제작하여, 제1실시 형태에서 나타낸 도장을 하는 것은 유효하다. 다만, 도 2 (a)에 나타내듯이, 최내측 도장층(AB)을 설치하고, 최내측 도장층(AB) 상으로부터 내측 도장층(AC)을 설치하고, 내측 도장층(AC) 상에 은면 박막 도장층(AD)을 설치하고, 은면 박막 도장층(AD) 상에 외측 도장층(AE)을 설치하여 구성할 수가 있다. 외측 도장층(AE)으로서 컬러 클리어 도료로 제작한 것을 채용해도 좋다. 또, 선택하는 수지 도료에 대해서도 임의이다.
또는, 도 2 (b)에 나타내듯이, 최내측 도장층(AB)을 설치하고, 최내측 도장층(AB) 상으로부터 내측 도장층(AC)을 설치하고, 내측 도장층(AC) 상에 은면 박막 도장층(AD)을 설치하고, 은면 박막 도장층(AD) 상에 외측 도장층(AE)을 설치하고,, 외측 도장층(AE) 상에 컬러 클리어층(AF)를 형성하고, 그 컬러 클리어층(AF) 상에 투명 클리어층(AG)을 형성하여 구성할 수가 있다.
다만, 이 경우에는 최내측 도장층(AB)을 설치하지 않고, 내측 도장층(AC)을 직접 릴보디(12)의 표면에 도장해도 좋다.
〔제3실시 형태〕
여기서는 상기한 도장 형태를 자전거(C)에 적용하는 형태에 대해서 설명한다. 도 10에 나타내듯이, 자전거(C)는 앞뒤바퀴(26)에 지지된 서스펜션 프레임(23)과, 그 서스펜션 프레임(23)의 상부에 부착되어 있는 핸들 프레임(24)과, 서스펜션 프레임(23) 등을 구비하는 보디 프레임(22)으로 구성되어 있다. 보디 프레임(22)의 중간부의 시트 튜브(22A)에는 외장 변속 장치용의 프론트 디레일러(front derailleur)(21)가 부착되고, 보디 프레임(22)의 후단부에는 리어 디레일러(rear derailleur)(25)가 부착되어 있다.
상기한 앞바퀴(26)의 휠부를 섬유강화 수지로 형성하고, 그 휠부에 제1실시 형태에서 기재한 도장을 하는 것은 효과적이다. 즉, 도 2 (a), (b)에 나타내듯이, 최내측 도장층(AB)을 설치하고, 최내측 도장층(AB) 상으로부터 내측 도장층(AC)을 설치하고, 내측 도장층(AC) 상에 은면 박막 도장층(AD)을 설치하고, 은면 박막 도장층(AD) 상에 외측 도장층(AE)을 설치하는 구성을 취해도 좋다.
또, 외측 도장층(AE) 상에 컬러 클리어층(AF)과 투명 클리어층(AG)을 겹쳐 형성해도 좋지만, 형성하는지 아닌지에 대해서는 임의로 선택하는 것이 가능하다. 또, 선택하는 수지 도료에 대해서도 임의이다.
특히 큰 하중을 담당하는 보디 프레임(22)에는, 도 2 (c)에서 나타내듯이, 제1외측 도장층(AE1)과 제2외측 도장층(AE2)의 2층 구조를 포함하는 도장 구조를 채용하고, 비교적 하중 부담이 적은 핸들 프레임(24) 등에는 도 2 (a)에서 나타내는 외측 도장층(AE)의 1층 구조를 포함하는 도장 구조를 적용할 수가 있다.
상기한 것처럼, 보디 프레임(22) 등의 섬유강화 수지제의 파이프로 형성함으로써 자전거 중량의 경량화를 달성되고, 상기한 은면에서의 장식성의 향상에 의해 고급감이 있는 자전거를 제공할 수 있다.
〔제4실시 형태〕
부품의 경량화 및 표면 내식성의 향상만을 목적으로 하는 경우에는 경면 박막 도장층(AD)을 직접 부품 표면에 하고, 그 경면 박막 도장층(AD) 상에 외측 도장층(AE)과 투명 클리어층(AF), 또는 외측 도장층(AE)의 1층만 설치하는 구성을 취해도 좋다.
〔다른 실시 형태〕
(1) 제1실시 형태에서 기재한 도장을 하는 대상으로서는 낚시도구로서의 쿨러박스, 가짜미끼(lure), 대 걸이, 낚싯줄 가이드 등에 적용할 수가 있다.
(2) 부품 표면에 형성되는 도장 구조로서는 최내측 도장층(AB)은 없어도 좋고, 내측 도장층(AC)을 직접 부품 표면에 설치하는 것이라도 좋다. 특히, 끝대 등에서 대 중량의 경량화를 목적으로 하는 경우에는 내측 도장층(AC)을 직접 부품 표면에 설치하고, 최외측 도장층으로서의 투명 클리어층도 1층만으로도 좋다.
(3) 외측 도장층(AE)으로서는, 도 2 (c)에 나타내듯이, 2층으로 형성해도 좋다. 즉, 경면 박막 도장층(AD) 상에 제1외측 도장층(AE1)을 형성하고, 그 제1외측 도장층(AE1) 상에 제2외측 도장층(AE2)을 형성할 수가 있다. 제1외측 도장층(AE1)과 제2외측 도장층(AE2)에 채용하는 수지 도료로서는 외측 도장층(AE)으로서 채용한 아크릴우레탄 수지 도료, 아크릴실리콘 수지 도료의 어느 일방, 또는 아크릴우레탄 수지 도료와 아크릴실리콘 수지 도료의 양방을 사용할 수가 있다.
또한, 제1외측 도장층(AE1)과 제2외측 도장층(AE2)을 같은 수지 도료를 사용할 필요는 없고, 다른 것으로 적용해도 좋다. 또한, 이 2층 구조의 것은 밑대 등에 사용할 수 있다.
<산업상 이용가능성>
본원 발명은 낚시도구뿐만 아니라 섬유강화 수지제의 부품을 가지는 자전거용 부품에도 적용할 수 있다.
4　　　　　　중간대(부품 본체)
5　　　　　　밑대(부품 본체)
12　　　　　 릴보디(부품 본체)
14　　　　　 회전자(부품 본체)
22　　　　　 보디 프레임(부품 본체)
24　　　　　 핸들 프레임(부품 본체)
AB　　　　　 최내측 도장층
AC　　　　　 내측 도장층
AD　　　　　 은면 박막 도장층
AE　　　　　 외측 도장층
AE1　　　　 제1외측 도장층
AE2　　　　 제2외측 도장층
AF　　　　　 컬러 클리어층
AG　　　　　 투명 클리어층

Claims (8)

  1. 섬유강화 수지제의 부품 본체 표면에 내측 도장층, 그 내측 도장층 상에 은면 박막 도장층, 그 은면 박막 도장층 상에 외측 도장층을 적층하고,
    상기 내측 도장층을,
    (1) 이소시아네이트기와 히드록실기의 반응에 의해 형성되는 2액성의 수지 도료와,
    (2) 아미노기를 가지는 수지와 에폭시기를 가지는 실리콘 화합물을 반응시켜 형성되는 2액성의 수지 도료와,
    (3) 상기 (1)의 반응과 상기 (2)의 반응이 동시에 일어나는 2액성 또는 3액성의 수지 도료와,
    (4) 에폭시 수지 도료의 어느 하나를 선택하여 형성하고,
    상기 외측 도장층을,
    (1) 이소시아네이트기와 히드록실기의 반응에 의해 형성되는 2액성의 수지 도료와,
    (2) 아미노기를 가지는 수지와 에폭시기를 가지는 실리콘 화합물을 반응시켜 형성되는 2액성의 수지 도료와,
    (3) 상기 (1)의 반응과 상기 (2)의 반응이 동시에 일어나는 2액성 또는 3액성의 수지 도료의 어느 하나를 선택하여 형성하고,
    상기 은면 박막 도장층을, 아민을 배위자로 하는 은금속 착체로 형성하고, 상기 은금속 착체를 가열함으로써 상기 은면 박막 도장층을 형성하는 낚시도구용 부품의 장식 구조.
  2. 섬유강화 수지제의 부품 본체 표면에 내측 도장층, 그 내측 도장층 상에 은면 박막 도장층, 그 은면 박막 도장층 상에 외측 도장층을 적층하고,
    상기 내측 도장층을,
    (1) 이소시아네이트기와 히드록실기의 반응에 의해 형성되는 2액성의 수지 도료와,
    (2) 아미노기를 가지는 수지와 에폭시기를 가지는 실리콘 화합물을 반응시켜 형성되는 2액성의 수지 도료와,
    (3) 상기 (1)의 반응과 상기 (2)의 반응이 동시에 일어나는 2액성 또는 3액성의 수지 도료와,
    (4) 에폭시 수지 도료의 어느 하나를 선택하여 형성하고,
    상기 외측 도장층을,
    (1) 이소시아네이트기와 히드록실기의 반응에 의해 형성되는 2액성의 수지 도료와,
    (2) 아미노기를 가지는 수지와 에폭시기를 가지는 실리콘 화합물을 반응시켜 형성되는 2액성의 수지 도료와,
    (3) 상기 (1)의 반응과 상기 (2)의 반응이 동시에 일어나는 2액성 또는 3액성의 수지 도료의 어느 하나를 선택하여 형성하고,
    상기 은면 박막 도장층을, 아민을 배위자로 하는 은금속 착체로 형성하고, 상기 은금속 착체를 가열함으로써 상기 은면 박막 도장층을 형성하는 자전거용 부품의 장식 구조.
  3. 제1항에 있어서,　
    상기 은금속 착체를 가열함으로써 은의 나노 입자를 석출시키고, 또한 그 은의 나노 입자를 연결 고착시켜, 상기 은면 박막 도장층을 형성하는 것을 특징으로 하는 낚시도구용 부품의 장식 구조.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 은금속 착체를 가열함으로써 은의 나노 입자를 석출시키고, 또한 그 은의 나노 입자를 연결 고착시켜, 상기 은면 박막 도장층을 형성하는 것을 특징으로 하는 자전거용 부품의 장식 구조.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 은면 박막 도장층의 두께는 0.02미크론 내지 0.4미크론의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 낚시도구용 부품의 장식 구조.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 은면 박막 도장층의 두께는 0.02미크론 내지 0.4미크론의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 자전거용 부품의 장식 구조.
  7. 제1항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 은면 박막 도장층과 상기 내측 도장층 사이에 수지 도료 내에 은이 혼입하는 내혼합 경사층과, 상기 은면 박막 도장층과 상기 외측 도장층 사이에 수지 도료 내에 은이 혼입하는 외혼합 경사층을 형성하고, 상기 내혼합 경사층 및 상기 외혼합 경사층에 있어서, 은의 수지 도료 내에 혼입하는 비율이 상기 은면 박막 도장층에 근접할수록 높은 비율인 것을 특징으로 하는 낚시도구용 부품의 장식 구조.
  8. 제2항, 제4항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 은면 박막 도장층과 상기 내측 도장층 사이에 수지 도료 내에 은이 혼입하는 내혼합 경사층과, 상기 은면 박막 도장층과 상기 외측 도장층 사이에 수지 도료 내에 은이 혼입하는 외혼합 경사층을 형성하고, 상기 내혼합 경사층 및 상기 외혼합 경사층에 있어서, 은의 수지 도료 내에 혼입하는 비율이 상기 은면 박막 도장층에 근접할수록 높은 비율인 것을 특징으로 하는 자전거용 부품의 장식 구조.
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