JP7099240B2 - 塗料、塗料の製造方法、塗装部品及び塗装部品の製造方法 - Google Patents
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Description
図1、2に塗料10及び塗料10に含まれるフレーク1の一例を概略的に示す。図1、2に示すように、塗料10はフレーク1、1、…を含んでおり、フレーク1は金属からなる複数の島相1a、1a、…と、複数の島相1a、1a、…同士を結合するとともに樹脂又はDLCからなる海相1bとを含む海島構造を有する。
フレーク1は全体として扁平状であり、厚みに対して幅が大きい。フレーク1の大きさは特に限定されるものではなく、塗料10に分散可能な大きさであればよい。例えば、従来の塗料に含まれる光輝材と同様の大きさとすることができる。具体的には、フレーク1の幅は1μm以上1mm以下であってもよい。幅の下限は3μm以上であってもよいし、5μm以上であってもよい。幅の上限は500μm以下であってもよいし、100μm以下であってもよい。また、フレーク1の厚みは0.1μm以上5μm以下であってもよい。
図2に示すように、フレーク1は金属からなる複数の島相1a、1a、…を備えており、これによりフレーク1は塗料10において光輝材として機能し得る。島相1aを構成する金属の種類は特に限定されるものではない。フレーク1を光輝材として機能させ得るような光沢を有する金属であればよい。例えば、アルミニウム、スズ、クロム、ニッケル、銅から選ばれる少なくとも1種の金属である。中でもアルミニウムが好ましい。
図2に示すように、フレーク1は複数の島相1a、1a、…を結合する海相1bを備えている。海相1bによって複数の島相1a、1a、…同士が所定の隙間を有して互いに固定されることとなる。海相1bは樹脂又はDLCからなる。樹脂やDLCはいずれも絶縁性が高く電波透過性を有する。すなわち、フレーク1の一方側の表面に到達した電波は、複数の島相1a、1a、…の隙間部分に存在する海相1bを介して反対側の表面へと透過し得る。
フレーク1は、複数の島相1a、1a、…が海相1bによって結合された海島構造を有する。本願にいう「海島構造」とは、フレーク1の断面を観察した場合に、一定の面積を有する複数の島相1a、1a、…の周りに海相1bが存在し、複数の島相1a、1a、…が海相1bを介して間隔を有して配置されている構造をいう。
フレーク1は上記した特定の海島構造を有していればよく、当該海島構造を維持できる範囲で、任意に島相1a及び海相1b以外の相が含まれていてもよい。例えば、フレーク1の成形性等を向上させるため、或いは、フレーク1に複雑な色味を付与するために、フレーク1に充填材や顔料といった添加剤が含まれていてもよい。また、フレーク1は、例えば塗料10における分散性等を高めるために、何らかの表面処理が施されていてもよい。
塗料10に含まれるフレーク1、1、…の含有量は特に限定されるものではない。目的とする性能に応じてフレーク1、1、…の含有量を調整すればよく、光輝性を高めたい場合にはフレーク1、1、…の含有量を高めるとよい。尚、後述するように、塗料10中にフレーク1、1、…を多量に配合し、塗膜においてフレーク1、1、…同士が密に接する場合でも、当該塗膜に電波透過性を確保することができる。
塗料10は上記のフレーク1を含む点に特徴がある。塗料10においてフレーク1は光輝材として機能し得ることから、塗料10にはフレーク1以外の光輝材(例えば特許文献1参照)を含ませる必要がない。塗料10に含まれるフレーク1以外の成分については従来と同様とすればよい。例えば、アクリル系塗料、ウレタン系塗料、エポキシ系塗料、ポリエステル系塗料等の公知の塗料において、光輝材に替えてフレーク1を含ませることで、塗料10を得ることができる。
図4(A)に示すように、波長の長い電磁波(例えば、77GHzの場合の波長が4mm)にとってはフレーク1における島相1aを点とみなすことができる。よって、電磁波は島相1aの間の隙間を容易に透過し得る。図4(B)のように複数のフレーク1、1、…が重なりあった場合も電磁波はフレーク1の隙間から漏洩し得る。一方、波長の短い光波にとってはフレーク1における島相1aが面となる。よって、光波は島相1aの表面を反射する。このように、光輝性と電波透過性との双方を有するフレーク1を塗料10に含ませることで、光輝性と電波透過性とを両立した塗膜を容易に形成することができる。フレーク1そのものが電波透過性を有することから、塗膜におけるフレーク1の重なり枚数等を制御する必要もない。
塗料10は例えば以下に示す方法によって容易に製造することができる。図5に塗料19の製造方法S10の流れを示す。また、図6~8に塗料10の製造方法S10の一例を示す。製造方法S10は、基材2の表面に金属からなる複数の島相1a、1a、…を形成する、第1工程S1、複数の島相1a、1a、…が形成された基材2の表面を樹脂又はDLCで被覆することで、基材2の表面に、複数の島相1a、1a、…と、複数の島相1a、1a、…同士を結合するとともに樹脂又はDLCからなる海相1bとを含む海島構造を有する膜1cを形成する、第2工程S2、膜1cを破砕してフレーク1、1、…とする、第3工程S3、及び、フレーク1、1、…を分散させた塗料10を得る、第4工程S4を備える。
第1工程S1においては、基材2の表面に金属からなる複数の島相1a、1a、…を形成する。基材2の材質は特に限定されるものではない。ガラス等の無機材料や樹脂等の有機材料などから適宜選択すればよい。基材2の形状は特に限定されるものではないが、フレーク1をできるだけ平坦とする観点から、基材2は平板状やフィルム状であることが好ましい。
第2工程S2においては、複数の島相1a、1a、…が形成された基材2の表面を樹脂又はDLCで被覆することで、基材2の表面に、複数の島相1a、1a、…と、複数の島相1a、1a、…同士を結合するとともに樹脂又はDLCからなる海相1bとを含む海島構造を有する膜1cを形成する。上記の島相1a、1a、…は島相同士が実質的に接触していないことから、基材2から島相1a、1a、…を剥離した場合、島単位でバラバラになってしまう。第2工程S2では、島状構造を維持しつつフレーク化を可能とするため、島相同士を海相1bで結合する。
第3工程S3においては、膜1cを破砕してフレーク1、1、…とする。「膜1cを破砕」とは、図6に示すように基材2から膜1cを剥がしたうえで破砕する形態のほか、図7に示すように基材2上に形成された膜1cを基材2ごと破砕する形態や、図8に示すように基材2から膜1cを剥がし、さらに膜1cに保護層1dを設けたうえで、膜1cを保護層1dごと破砕する形態等も含む概念である。
第4工程S4においては、フレーク1、1、…を分散させた塗料10(図1参照)を得る。上述したように、アクリル系塗料、ウレタン系塗料、エポキシ系塗料、ポリエステル系塗料等の公知の塗料において、光輝材に替えてフレーク1を含ませることで、塗料10を得ることができる。
図10に塗装部品1000の構造の一例を概略的に示す。図10に示すように、塗装部品1000は、表面に塗膜100を有する。ここで、塗膜100は複数のフレーク1、1、…を含んでおり、フレーク1は、金属からなる複数の島相1a、1a、…と、複数の島相1a、1a、…同士を結合するとともに樹脂又はDLCからなる海相1bとを含む海島構造を有する。
塗膜100は、例えば、部品300の表面又は下地層200の表面に設けられる。塗膜100の厚みは特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜調整すればよい。塗膜100においては複数のフレーク1、1、…がランダムに分散している。上述したように、フレーク1そのものが光輝性及び電波透過性を有することから、塗膜100においてフレーク1、1、…が重なり合っていたとしても、電波は塗膜100を透過し得る(図4(B)参照)。すなわち、塗膜100においてフレーク1、1、…を密に敷き詰めて光輝性を一層高めた場合でも、塗膜100は所望の電波透過性を維持できる。フレーク1は海相1bによって絶縁性が確保されることから、フレーク1、1、…同士を密に重ねて配置した場合でも、フレーク1、1、…同士の導通を最小限に抑えることが可能となり、フレーク1、1、…同士の導通によって電波透過性能が損なわれるリスクを最小に抑えることができる。また、フレーク1、1、…そのものに電波透過性があることから、塗膜100においてフレーク1、1、…の配向や重なり枚数等を制御する必要がなく、後述するように塗料の塗工性を維持することが可能であることに加え、補修等で重ね塗りされた場合であっても、その影響を最小限にとどめることができる。
塗装部品1000においては、塗膜100の密着性や平滑性を高めるために下地層200が設けられていてもよい。また、塗膜100と部品300との間には下地層200以外の中間層が設けられていてもよい。下地層200やその他の中間層の構成は公知であることからここでは詳細な説明を省略する。
塗装部品1000は光輝性と電波透過性との両立が求められる部品であればよい。例えば、電波発生源のカバー部品が挙げられる。より具体的には、車載レーダのレドーム材や車載レーダを覆う外装材が好ましい。車載レーダを覆う外装材としてはグリルカバーのほか、塗装面積の大きな部材であってもよい。後述するように、塗料10の吹き付けによる塗装が可能であることから、塗装面積の大きなバンパやボディーなどにも適用可能である。
上述したように、本開示の塗料10はフレーク1そのものが光輝性と電波透過性とを有しており、塗膜におけるフレーク1の方向制御が不要である。そのため、従来と同様の塗装工程を経て塗装部品を製造することができる。例えば、本開示の塗料10を部品300の表面に吹き付けて塗装する工程を経て、塗装部品1000を製造することができる。本開示の塗装部品の製造方法においては、塗装の際に特殊な構造や材料は不要であり、フレーク1の製造工程のみを変更し、その他の塗料の製造工程、塗装工程は従来と同一とすることができることから、塗装部品を安価に製造することができる。また、上述の通り、吹き付けによる塗装性も確保できることから、塗装面積の大きな部品に対しても適用可能であり、例えば、レーダをバンパ内に配置するような場合であっても、バンパの全面に容易に塗装が可能である。
1a 島相
1b 海相
10 塗料
100 塗膜
1000 塗装部品
Claims (7)
- フレークを含む塗料であって、
前記フレークが、金属からなる複数の島相と、前記複数の島相同士を結合するとともにDLCからなる海相とを含む海島構造を有する、
塗料。 - 前記フレークの幅方向に前記複数の島相が配置されている、
請求項1に記載の塗料。 - 前記フレークの厚み方向に前記島相が1つだけ配置されている、
請求項1又は2に記載の塗料。 - 基材の表面に金属からなる複数の島相を形成する、第1工程、
前記複数の島相が形成された前記基材の表面をDLCで被覆することで、前記基材の表面に、前記複数の島相と、前記複数の島相同士を結合するとともに前記DLCからなる海相とを含む海島構造を有する膜を形成する、第2工程、
前記膜を破砕してフレークとする、第3工程、及び
前記フレークを分散させた塗料を得る、第4工程、
を備える、塗料の製造方法。 - 前記第1工程において、前記基材の表面に前記金属を蒸着することで、前記基材の表面に前記複数の島相を形成する、
請求項4に記載の製造方法。 - 表面に塗膜を有する塗装部品であって、
前記塗膜が複数のフレークを含み、
前記フレークが、金属からなる複数の島相と、前記複数の島相同士を結合するとともにDLCからなる海相とを含む海島構造を有する、
塗装部品。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の塗料を部品の表面に吹き付けて塗装する工程を備える、
塗装部品の製造方法。
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