JP2004343351A - 自動車用アンテナ形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車用アンテナは通常、車体から突き出すように設置されたロッドアンテナか、又はリアウィンドーに導体線をプリント後に焼結させたガラスアンテナが使用されているが、走行時の邪魔になることが多い。本発明は、自動車外板部に容易に形成することができて邪魔にならず、且つ耐久性にも優れた自動車用アンテナの形成方法を提供することである。
【解決手段】自動車車体外板部の電着塗膜上又は中塗り塗膜上にアンテナ皮膜を形成し、該アンテナ皮膜上に単層又は複層の塗装皮膜を形成することを特徴とする自動車用アンテナ形成方法。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用アンテナ形成方法に関するものであり、自動車外板部の塗膜内にアンテナ皮膜を有する自動車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
自動車用のアンテナは、従来ラジオ電波を受信することが主な役割であったが、近年では、テレビ電波の受信用、ＧＰＳ（ｇｌｏｖａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）用、キーレス用、ＥＴＣ（自動料金収受システム）用等その役割は多様化しており、種々のアンテナが自動車に取り付けられるようになった。
【０００３】
自動車用アンテナとしては、社外に取り付けるロッドアンテナが一般的なものである。ロッドアンテナは車から突き出して使用されるため、走行や洗浄時の邪魔になったり、簡単に折れたりするという問題がある。
【０００４】
そこで、ウィンドーのガラスに取り付けて用いる方法も一般化されてきており、二枚のガラスにアンテナを挟み込んで用いる方法や、フィルム状のアンテナをガラスに貼り付ける方法が開発されてきている。また、車内にアンテナを取り付けることも多く、ルーフパネルの内側、ルームミラーの裏等邪魔にならないところに設置されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等参照）。
【０００５】
しかしながら、ガラスにアンテナを取り付ける方法ではガラスの透明性が低下するという問題があり、また、ガラスをリサイクルする際、このアンテナ素材が再生ガラスの強度を著しく低下させるため、リサイクルの妨げともなっている。一方、車内は、余分な電波が入り込むことによる障害を少しでも少なくしようとする工夫がなされているため、社内に設置したアンテナは、アンテナとしての効果が十分に発揮できにくいという問題がある。
【０００６】
自動車外部に取り付け、且つ邪魔にならない方法として、自動車車体の外部に溝を作り、その溝にアンテナを埋め込む方法が開示されている（特許文献４参照）。しかしながらこの方法では、自動車車体に溝を作成する必要があり、自動車生産ラインの改造を伴い、生産効率も低下する。
【０００７】
本発明の目的は、自動車外板部に容易に形成することができて邪魔にならず、且つ耐久性にも優れた自動車用アンテナの形成方法を提供することである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−２４２１１４号公報
【特許文献２】
特開平５−２９１８０９号公報
【特許文献３】
特開平１０−４１７１９号公報
【特許文献３】
特開平６−１５２４８９号公報
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、自動車車体を形成する金属板上に誘電体である電着塗膜又は中塗り塗膜を介してアンテナ皮膜が形成されることによりアンテナとしての効果が十分に発揮でき、該アンテナ皮膜の上にさらに上塗り等の皮膜を形成することで邪魔にならず、耐候性にも優れたアンテナを形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
かくして、本発明は、自動車車体外板部の電着塗膜上又は中塗り塗膜上にアンテナ皮膜を形成し、該アンテナ皮膜上に単層又は複層の塗装皮膜を形成することを特徴とする自動車用アンテナ形成方法に関する。
【００１１】
また、本発明は、上記自動車用アンテナ形成方法を用いて得られる自動車外板部の塗膜内にアンテナ皮膜を有する自動車に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、自動車車体外板部の電着塗膜上又は中塗り塗膜上にアンテナ皮膜を形成し、該アンテナ皮膜上に単層又は複層の塗装皮膜を形成することを特徴とする自動車用アンテナの形成方法である。
【００１３】
アンテナの形成場所
自動車車体を形成する金属材上に直接アンテナ皮膜を形成したのではアンテナとして作用させることは困難である。従って、電着塗膜又は中塗り塗膜を介してアンテナ皮膜が形成されていることが必要となる。
【００１４】
また、アンテナは自動車の外板部、例えばルーフ、ボンネット、フェンダー、ドア、トランクなど特に場所を選ばず形成させることができるが、電波を受けやすく、また、損傷の起きにくいところとして特にルーフに形成することが好適である。
【００１５】
アンテナ回路の形成方法
アンテナ回路は、自動車外板の電着又は中塗り塗膜の上に直接導電性ペーストをスプレーやローラー、刷毛などで塗布又はシルクスクリーンなどで印刷する方法を用いるか、フィルム上に予め導電性ペーストでアンテナ回路を描画したものを電着又は中塗り塗膜の上に転写させる（フィルム転写法）かフィルム状のアンテナをそのまま貼り付けるなどの方法を用いて形成させることができる。また、この際、より感度を上げるために、アンテナ回路形成前の電着又は中塗り塗膜上に誘電材皮膜をさらに形成させてもよい。該誘電材皮膜は塗布、印刷、転写等いかなる方法で形成させてもよく、工程上で都合の良い方法を選択することができる。
【００１６】
導電性ペーストは、導電性粉末（Ｂ）を熱硬化性又は熱可塑性樹脂（Ａ）に分散することにより得ることができる。その場合ペーストの粘度は有機溶剤（Ｃ）及び／又は水により調整される。
【００１７】
熱硬化性又は熱可塑性樹脂（Ａ）は、通常自動車用塗料に用いられるものであれば特に制限なく使用することができるが、塗膜物性の面からは熱硬化性樹脂であることが好ましく、樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。該樹脂が水酸基を含有したものであればメラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物（イソシアネートはブロックされていてもよい）などの硬化剤と組み合わせることにより、また、樹脂がカルボキシル基を含有している場合にはエポキシ基含有樹脂などの硬化剤と組み合わせることにより好適に使用できる。上記樹脂は、有機溶剤に溶解したものを好適に使用できるが、水に溶解又は分散するタイプのものであってもよい。
【００１８】
導電性粉末（Ｂ）としては、例えば、銀、ニッケル、銅、電解銅、導電性カ−ボン、酸化インジウム、錫ドープ酸化インジウム、導電性酸化錫、導電性酸化亜鉛、導電処理マイカ等の微粉末を挙げることができるが、特に銀、ニッケル、銅、電解銅などの導電性金属の粉末を好適に用いることができ、銀メッキした銅粉末なども使用できる。また、偏平化した導電性粉末なども導電性を向上させる上で好適である。本発明に用いる導電性粉末（Ｂ）の粒径としては、０．１μｍ〜３０μｍ、特に０．５μｍ〜２０μｍ程度が好ましい。粒径が小さ過ぎると導電性が低下し、大き過ぎると塗膜外観が低下する。
【００１９】
導電性粉末（Ｂ）の最適な添加量は金属の種類や粒径、形状などによって変動するが、導電ペーストにより形成される皮膜の体積固有抵抗が１０６Ω・ｃｍ以下、特に１０３Ω・ｃｍ以下になるようにすることが好ましく、熱硬化性又は熱可塑性樹脂（Ａ）の固形分１００重量部に対して導電性粉末（Ｂ）を１０〜４００重量部、特に５０〜３００部程度の範囲内が導電性と塗膜物性の面から好ましい。
【００２０】
導電性粉末（Ｂ）は、樹脂（Ａ）及び必要に応じて有機溶剤（Ｃ）を加えてサンドミル等の分散機で分散することにより導電性ペーストを得ることができる。
【００２１】
上記有機溶剤（Ｃ）としては、樹脂（Ａ）を溶解できるものであれば特に制限なく用いることができ、例えば、トルエン、キシレン、高沸点石油系炭化水素などの炭化水素系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエステル系溶剤、メタノール、エタノール、ブタノールなどのアルコール系溶剤、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテルアルコール系溶剤などを挙げることができ、これらは単独で、あるいは２種以上を混合して使用することができる。
【００２２】
導電性ペーストには、さらに必要に応じて着色顔料、体質顔料等の顔料；顔料分散剤、凝集防止剤、沈降防止剤、潤滑剤、レベリング剤、消泡剤、紫外線吸収剤等の添加剤など従来公知の塗料用顔料や添加剤を配合することができる。
【００２３】
本発明においては、上記導電性ペーストを塗布、印刷又はフィルム転写するかフィルム状のアンテナを貼り付けるなどの方法により電着又は中塗り塗膜の上にアンテナ回路皮膜を形成するものであるが、該アンテナ回路皮膜の膜厚は、乾燥膜厚として１〜５０μｍ、特に５〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。膜厚が薄くなると膜の導電性が低下してアンテナとしての機能が発揮できなくなり、一方、膜厚が厚すぎると、その膜の上にさらに上塗りが塗装されてもアンテナ回路の形状が目立つようになる。
【００２４】
上記のように、自動車外板の電着又は中塗り塗膜の上にアンテナ回路を形成した後、その上に、必要に応じて中塗り塗膜を形成した後、さらに上塗り塗膜が形成される。これらの塗膜は通常自動車に用いられるものであれば特に制限なく用いることができ、上塗り塗膜は単層であっても複層であってもかまわない。アンテナ回路の形成に用いられる導電性ペーストが熱硬化性である場合、アンテナ回路形成直後に加熱硬化させてもよいが、その上に塗装される中塗り又は上塗り塗料を加熱硬化させる際に同時に硬化させてもよい。
【００２５】
アンテナ回路は１つだけ形成させてもよいが、複数形成させてもよく、用途に応じてその形状、皮膜の膜厚、アンテナ回路の形成場所等を選択することが好ましい。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、以下、「部」及び「％」はいずれも重量基準によるものとする。
【００２７】
合成例１（アクリル樹脂）
加熱装置、攪拌機、還流装置、温度計等を備えた通常のアクリル樹脂製造装置に、キシレン１００部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら１２５℃で攪拌し、この中にスチレン２０部、ｉ−ブチルメタクリレート２０部、メチルメタクリレート２０部、２−エチルヘキシルアクリレート２１．７部、アクリル酸０．５部、２−ヒドロキシエチルアクリレート１７．８部及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３．３部の混合物を３時間かけて均一速度で滴下し、さらに同温度で２時間熟成させて固形分５０％のアクリル樹脂溶液（Ａ）を得た。得られたアクリル樹脂の重量平均分子量は１１，０００であった。
【００２８】
合成例２（ポリエステル樹脂）
加熱装置、攪拌機、還流装置、水分離器、精留塔、温度計等を備えた通常のポリエステル樹脂製造装置にイソフタル酸０．２９モル、フタル酸０．２３モル、ヘキサヒドロフタル酸０．４３モル、トリメチロールプロパン０．４モル、ネオペンチルグリコール０．６モル、ヤシ油脂肪酸０．１モルを仕込み加熱した。原料が融解し、攪拌が可能となったら攪拌を開始し、反応槽温度を２３０℃まで昇温させた。ただし１６０℃から２３０℃までは３時間かけて均一速度で昇温させた。生成する縮合水は精留塔を通じて系外へ留去した。温度が２３０℃に達したところでそのまま温度を一定に保ち２時間攪拌を続けた。その後、反応槽にキシロールを添加し溶剤縮合法に切り替えて反応を続け、酸価が８ｍｇＫＯＨ／ｇに達したところで反応を終了し、冷却を行なった。温度が１４０℃に下がったところでこのものにキシロールを加えて希釈し、固形分濃度６０％のヤシ油変性ポリエステル樹脂（Ｂ）を得た。得られた樹脂の水酸基価は７２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【００２９】
実施例１
固形分５０％のアクリル樹脂溶液（Ａ）１００部に、平均粒径５μｍの金属ニッケル粉末１００部を加え、シェーカー分散を６０分間行った後、アマイド化ひまし油沈降防止剤（デスパロン）を１０部加え、２０分間シェーカー分散し、均一化させた。次いで「ユ−バン２８−６０」（三井化学社製、商品名、ブチルエ−テル化メラミン樹脂、固形分６０％）２５部を加え、さらに塗装粘度調整用にキシレン／ブタノール＝５０／５０の混合溶媒を加えて導電性ペーストを得た。該導電性ペーストをエアスプレーにより、乾燥膜厚で３０μｍになるようにガラス板に塗装した後、熱風乾燥炉を用いて雰囲気温度１４０℃で２０分間加熱し塗膜を硬化させた。冷却後に皮膜の体積固有抵抗値を測定したところ、４．３×１０−３Ω・ｃｍであった。
【００３０】
燐酸亜鉛化成処理を施した厚さ０．８ｍｍのダル鋼板上に、熱硬化性エポキシ樹脂系カチオン電着塗料「エレクロン９６００」（関西ペイント社製、商品名）を硬化膜厚が約２０μｍになるように電着塗装し、１７０℃で３０分加熱し硬化させてから、自動車用中塗塗料「ＴＰ−６５プライマーサーフェーサー」（関西ペイント社製、商品名、熱硬化性ポリエステル樹脂／メラミン樹脂系有機溶剤型塗料）を硬化膜厚が約２５μｍになるようにエアスプレー塗装し、１４０℃で３０分加熱し硬化させて試験用の被塗物とした。該被塗物上に上記導電性ペーストを乾燥膜厚が３０μｍになるようにして線形アンテナ形状（パーソナル無線用）に型紙を用いてエアスプレー塗装し、１４０℃で２０分間加熱して硬化させ、アンテナ皮膜とした。該アンテナ皮膜に結線した後、アンテナ皮膜を有する塗板上に上塗り塗料「ネオアミラック３００」（関西ペイント社製、商品名、水酸基含有ポリエステル樹脂／メラミン樹脂系ソリッドカラー有機溶剤系塗料、ホワイト色）を硬化膜厚が約３０μｍになるようにエアスプレー塗装し、１４０℃で３０分間加熱し硬化させた。得られた塗膜はパーソナル無線の電波を良好に受信した。
【００３１】
実施例２
固形分６０％のヤシ油変性ポリエステル樹脂（Ｂ）８３部に、平均粒径２μｍの電解銅粉１００部を加え、シェーカー分散を６０分間行った後、アマイド化ひまし油沈降防止剤（デスパロン）を１０部加え、２０分間シェーカー分散し、均一化させた。次いで「ユーバン２８−６０」（三井化学社製、商品名、ブチルエーテル化メラミン樹脂、固形分６０％）２５部を加え、さらに塗装粘度調整用にキシレン／ブタノール／酢酸ブチル４０／４０／２０の混合溶媒を加えて導電性ペーストを得た。該導電性ペーストをシルクスクリーンにより、乾燥膜厚で２５μｍになるようにガラス板に印刷した後、熱風乾燥炉を用いて雰囲気温度１４０℃で２０分間加熱し塗膜を硬化させた。冷却後に皮膜の体積固有抵抗値を測定したところ、２．５×１０−３Ω・ｃｍであった。
【００３２】
燐酸亜鉛化成処理を施した厚さ０．８ｍｍのダル鋼板上に、熱硬化性エポキシ樹脂系カチオン電着塗料「エレクロン９６００」（関西ペイント社製、商品名）を硬化膜厚が約２０μｍになるように電着塗装し、１７０℃で３０分間加熱し硬化させた。この電着塗膜の上に上記導電性ペーストを乾燥膜厚が２５μｍの線形アンテナ形状（パーソナル無線用）にシルクスクリーンにより印刷し、１４０℃で２０分間加熱して硬化させ、アンテナ皮膜とした。アンテナ皮膜に結線した後、該アンテナ皮膜が印刷された塗板の上に自動車用中塗塗料「ＴＰ−６５プライマーサーフェーサー」（関西ペイント社製、商品名、熱硬化性ポリエステル樹脂／メラミン樹脂系有機溶剤型塗料）を硬化膜厚が約２５μｍになるようにエアスプレー塗装し、１４０℃で３０分間加熱し硬化させた。該中塗り塗膜の上に自動車用上塗りベース塗料「マジクロンシルバーメタリック」（関西ペイント社製、商品名、アクリル樹脂／メラミン樹脂系メタリック塗料）を１５μｍ（硬化塗膜）および自動車用上塗りクリヤ塗料「マジクロンクリヤ」（関西ペイント社製、商品名、アクリル樹脂／メラミン樹脂系塗料）を３５μｍ（硬化塗膜）ウエットオンウエットで塗装した後、１４０℃で３０分間加熱して両塗膜を同時に硬化させた。得られた塗膜はパーソナル無線の電波を良好に受信した。
【００３３】
【発明の効果】
自動車用の邪魔にならないアンテナとして、近年、リアウィンドーに導体線をプリント後に焼結させたアンテナが広く用いられるようになった。このアンテナ導体線は後部視界を得るために本来透明でなければならないウィンドーの機能を損なうものであり、また、荷物の接触等にもとづく傷により断線することもあるため、他の部位に設置可能であれば、リアウィンドー本来の機能を高めることになる。さらに、アンテナを含有するガラスをリサイクルする際、このアンテナ素材が再生ガラスの強度を著しく低下させるため、リサイクルの妨げともなっている。
【００３４】
本発明方法によればアンテナ設置場所の制約はないので、例えばルーフ部位のような視界および外観意匠上の邪魔にならず損傷を受けにくい場所であって、電波受信にとって好都合な部位に形状に合わせて塗装等によって容易にアンテナを形成することが出来る利点がある。また、外部環境による劣化を受けないよう上塗り塗膜によって保護されているため、耐久性にも優れているという利点がある。

Claims (13)

1. 自動車車体外板部の電着塗膜上又は中塗り塗膜上にアンテナ回路皮膜を形成し、該アンテナ回路皮膜上に単層又は複層の塗装皮膜を形成することを特徴とする自動車用アンテナ形成方法。
2. アンテナ回路皮膜が、導電ペーストを塗膜上に塗装することにより形成されたものである請求項１に記載の自動車用アンテナ形成方法。
3. アンテナ回路皮膜が、導電ペーストを塗膜上に印刷することにより形成されたものである請求項１に記載の自動車用アンテナ形成方法。
4. アンテナ回路皮膜が、フィルム上に形成されたアンテナ回路皮膜を塗膜上に転写することにより形成されたものである請求項１に記載の自動車用アンテナ形成方法。
5. アンテナ回路皮膜が、フィルムアンテナを塗膜上に貼り付けることにより形成されたものである請求項１に記載の自動車用アンテナ形成方法。
6. 導電ペーストが、熱硬化性又は熱可塑性樹脂（Ａ）、導電性粉末（Ｂ）及び有機溶剤（Ｃ）よりなるものである請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車用アンテナ形成方法。
7. 導電ペーストにより形成される皮膜の体積固有抵抗が１０６Ω・ｃｍ以下である請求項６に記載の自動車用アンテナ形成方法。
8. 導電性粉末（Ｂ）が銀、銅及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の金属の粉末である請求項６に記載の自動車用アンテナ形成方法。
9. 導電ペーストが、熱硬化性又は熱可塑性樹脂（Ａ）の固形分１００重量部に対して導電性粉末（Ｂ）を１０〜４００重量部含有するものである請求項６に記載の自動車用アンテナ形成方法。
10. 自動車車体外板部のルーフにアンテナを形成するものである請求項１〜９のいずれか一項に記載の自動車用アンテナ形成方法。
11. アンテナ回路皮膜の膜厚が、乾燥膜厚として１〜５０μｍの範囲内である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の自動車用アンテナの形成方法。
12. アンテナ回路皮膜を形成前に、自動車車体外板部の電着塗膜上又は中塗り塗膜上にさらに誘電材皮膜を付け加えてなる請求項１に記載の自動車用アンテナ形成方法。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の自動車用アンテナの形成方法を用いて得られる自動車外板部の塗膜内にアンテナ回路皮膜を有する自動車。