(57)【要約】【課題】レーザーマーキングの耐候性および耐腐食性を向上できる被膜構造を提案する。【解決手段】被膜構造は、基材(１)と、基材(１)上に設けられ、顔料およびフッ素を含む被膜(３)とを備える。上記被膜(３)に含まれる顔料によって、被膜(３)へのレーザーマーキングが可能である。【選択図】図２
2020099927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材(１,１１)と、
上記基材(１,１１)上に設けられ、顔料およびフッ素を含む被膜(３,１３,１４)と
を備え、
上記被膜(３,１３)に含まれる上記顔料によって、上記被膜(３,１３)へのレーザーマーキングが可能であることを特徴とする被膜構造。
【請求項２】
請求項１に記載の被膜構造において、
上記被膜(３)は、上記顔料および上記フッ素を含む材料からなる単一の被膜(３)であることを特徴とする被膜構造。
【請求項３】
請求項１に記載の被膜構造において、
上記被膜(１３,１４)は、上記基材(１１)上に設けられた上記顔料を含む材料からなる第１被膜(１３)と、上記第１被膜(１３)上に設けられた上記フッ素を含む材料からなる第２被膜(１４)とを有することを特徴とする被膜構造。
【請求項４】
基材(１,１１)と、上記基材(１,１１)上に設けられ、顔料およびフッ素を含む被膜(３,１３,１４)とを備え、上記被膜(３,１３)に含まれる上記顔料によって、上記被膜(３,１３)へのレーザーマーキングが可能である被膜構造のレーザーマーキング方法であって、
上記基材(１,１１)上に上記顔料および上記フッ素を含む上記被膜(３,１３,１４)を形成した後、上記被膜(３,１３)にレーザー光を照射することにより上記被膜(３,１３)の表面にレーザーマーキングを行うことを特徴とする被膜構造のレーザーマーキング方法。
【請求項５】
基材(１１)と、上記基材(１１)上に設けられた顔料を含む材料からなる第１被膜(１３)と、上記第１被膜(１３)上に設けられたフッ素を含む材料からなる第２被膜(１４)とを備え、上記第１被膜(１３)に含まれる上記顔料によって、上記第１被膜(１３)へのレーザーマーキングが可能である被膜構造のレーザーマーキング方法であって、
上記基材(１１)上に上記顔料を含む上記材料からなる上記第１被膜(１３)と上記フッ素を含む材料からなる上記第２被膜(１４)とを順に形成した後、上記第２被膜(１４)を介して上記第１被膜(１３)にレーザー光を照射することにより上記第１被膜(１３)の表面にレーザーマーキングを行うことを特徴とする被膜構造のレーザーマーキング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被膜構造および被膜構造のレーザーマーキング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被膜構造としては、レーザー光の照射により高精度で高コントラストなマーキングを可能とするコーティング組成物(例えば、特許第５５８６４６６号(特許文献１)参照)を用いたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５８６４６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記コーティング組成物をトップコート層に用いて、母材上にメッキ層とプライマー層および該トップコート層が順に形成された被膜構造に対してレーザーマーキングを行う場合、レーザー光がプライマー層まで達してトップコート層やプライマー層が剥離してしまうことで、耐候性および耐腐食性が失われて屋外環境では母材が浸食されるという問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、レーザーマーキングの印字深さを浅くした場合、印字後にトップコート層が紫外線を浴びることで塗料内の成分が光分解されてチョーキングが発生し、塗料成分とともに印字内容が剥がれてしまう。
【０００６】
本開示では、レーザーマーキングの耐候性および耐腐食性を向上できる被膜構造およびその被膜構造のレーザーマーキング方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の被膜構造は、
基材と、
上記基材上に設けられ、顔料およびフッ素を含む被膜と
を備え、
上記被膜に含まれる上記顔料によって、上記被膜へのレーザーマーキングが可能であることを特徴とする。
【０００８】
本開示によれば、基材上に設けられた被膜に含まれる顔料によって、レーザー光により被膜に刻印するレーザーマーキングが可能となり、フッ素を含む被膜が耐候性および耐腐食性を有するので、レーザーマーキングされた刻印が劣化しないようにできる。したがって、レーザーマーキングの耐候性および耐腐食性を向上できる。
【０００９】
また、本開示の１つの態様に係る被膜構造では、
上記被膜は、上記顔料および上記フッ素を含む材料からなる単一の被膜である。
【００１０】
本開示によれば、顔料およびフッ素を含む材料からなる単一の被膜を用いることにより、顔料を含む材料からなる被膜とフッ素を含む材料からなる被膜とを別々に塗装する場合に比べて、塗装工程を簡略化できる。
【００１１】
また、本開示の１つの態様に係る被膜構造では、
上記被膜は、上記基材上に設けられた上記顔料を含む材料からなる第１被膜と、上記第１被膜上に設けられた上記フッ素を含む材料からなる第２被膜とを有する。
【００１２】
本開示によれば、被膜の第１被膜が顔料を含む材料からなるので、第１被膜に第２被膜を介してレーザー光を照射して第１被膜に刻印するレーザーマーキングが可能となる。また、被膜の第１被膜を覆う第２被膜がフッ素を含む材料からなるので、第２被膜によりレーザーマーキングされた第１被膜の刻印が劣化しないように保護できる。
【００１３】
また、本開示の被膜構造のレーザーマーキング方法は、
基材と、上記基材上に設けられ、顔料およびフッ素を含む被膜とを備え、上記被膜に含まれる上記顔料によって、上記被膜へのレーザーマーキングが可能である被膜構造のレーザーマーキング方法であって、
上記基材上に上記顔料および上記フッ素を含む上記被膜を形成した後、上記被膜にレーザー光を照射することにより上記被膜の表面にレーザーマーキングを行うことを特徴とする。
【００１４】
本開示によれば、基材上に設けられた被膜に含まれた顔料によってレーザー光により被膜に刻印するレーザーマーキングが可能となり、フッ素を含む被膜が耐候性および耐腐食性を有するので、レーザーマーキングされた刻印が劣化しないようにできる。したがって、レーザーマーキングの耐候性および耐腐食性を向上できる。
【００１５】
また、本開示の被膜構造のレーザーマーキング方法は、
基材と、上記基材上に設けられた顔料を含む材料からなる第１被膜と、上記第１被膜上に設けられたフッ素を含む材料からなる第２被膜とを備え、上記第１被膜に含まれる上記顔料によって、上記第１被膜へのレーザーマーキングが可能である被膜構造のレーザーマーキング方法であって、
上記基材上に上記顔料を含む上記材料からなる上記第１被膜と上記フッ素を含む材料からなる上記第２被膜とを順に形成した後、上記第２被膜を介して上記第１被膜にレーザー光を照射することにより上記第１被膜の表面にレーザーマーキングを行うことを特徴とする。
【００１６】
本開示によれば、被膜の第１被膜が顔料を含む材料からなるので、第１被膜に第２被膜を介してレーザー光を照射して第１被膜に刻印するレーザーマーキングが可能となる。また、被膜の第１被膜を覆う第２被膜がフッ素を含む材料からなるので、第２被膜によりレーザーマーキングされた第１被膜の刻印が劣化しないように保護できる。したがって、レーザーマーキングの耐候性および耐腐食性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示の第１実施形態の被膜構造の断面図である。
【図２】第１実施形態のレーザーマーキングされた被膜構造の断面図である。
【図３】本開示の第２実施形態のプライマー層が形成された断面図である。
【図４】第２実施形態のプライマー層とトップコート層(第１被膜)とが形成された断面図である。
【図５】第２実施形態のプライマー層とトップコート層(第１被膜)および保護層(第２被膜)が形成された断面図である。
【図６】第２実施形態のレーザーマーキングされた被膜構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施形態を説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。
【００１９】
〔第１実施形態〕
本開示の第１実施形態の被膜構造および被膜構造のレーザーマーキング方法は、顔料およびフッ素を含む材料からなる単一の被膜であるトップコート層３を基材１上に形成している。
【００２０】
図１は、本開示の第１実施形態の被膜構造の断面図である。
【００２１】
この第１実施形態の被膜構造は、図１に示すように、基材１上に形成されたプライマー層２と、プライマー層２上に形成されたトップコート層３とを備えている。トップコート層３は、光を吸収して発色する顔料(例えば二酸化チタン)を含むフッ素系樹脂からなる。すなわち、トップコート層３は、基材１上に形成された顔料およびフッ素を含む材料からなる単一の被膜である。
【００２２】
ここで、フッ素系樹脂は、フッ素原子を含むオレフィンを重合して得られる樹脂であって、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)、ポリフッ化ビニル(ＰＶＦ)、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂(ＰＦＡ)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(ＦＥＰ)、エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ＥＴＦＥ)等がある。
【００２３】
上記基材１は、母材の一例としての金属板１Ａと、金属板１Ａ上に形成されたメッキ層１Ｂとで構成されている。
【００２４】
図２は、第１実施形態のレーザーマーキングされた被膜構造の断面図である。
【００２５】
図２に示すように、被膜構造のトップコート層３の表面に対してレーザー装置１０からレーザー光が照射されることにより、トップコート層３に含まれた顔料が発色して、トップコート層３の表面に発色部４が形成される。レーザー装置１０からレーザー光を任意のパターンで照射することにより文字などが刻印される。
【００２６】
この第１実施形態では、プライマー層２およびトップコート層３の厚さを数十μｍ〜１０μｍ程度としており、トップコート層３の表面の発色部４の厚さは数μｍ程度としている。なお、プライマー層２やトップコート層３の厚さはこれに限らない。また、レーザー光によりトップコート層３の表面に形成される発色部４の厚さは、トップコート層３の厚さなどに応じてレーザー光のパワーなどを調整して適宜設定すればよい。
【００２７】
この第１実施形態では、レーザー装置１０から出射されるレーザー光の波長は、３００ｎｍ〜１１００ｎｍ程度としている。例えば、光を吸収して発色する顔料として二酸化チタンを用いた場合、紫外線領域の波長のレーザー光の吸収率が、より波長の長いレーザー光に比べて高く、小出力のレーザー光で明瞭な刻印が可能である。
【００２８】
このように、第１実施形態の被膜構造のレーザーマーキング方法では、基材１上に顔料およびフッ素を含むトップコート層３(被膜)を形成した後、トップコート層３にレーザー光を照射することによりトップコート層３の表面にレーザーマーキングを行う。
【００２９】
上記被膜構造および被膜構造のレーザーマーキング方法によれば、基材１上に設けられたトップコート層３に含まれる顔料によってレーザー光によりトップコート層３に刻印するレーザーマーキングが可能となり、フッ素を含むトップコート層３が耐候性および耐腐食性を有するので、レーザーマーキングされたトップコート層３の刻印が劣化しないようにできる。したがって、レーザーマーキングの耐候性および耐腐食性を向上できる。
【００３０】
また、トップコート層３に顔料およびフッ素を含む材料からなる単一の被膜を用いることにより、顔料を含む材料からなる被膜とフッ素を含む材料からなる被膜とを別々に塗装する場合に比べて、塗装工程を簡略化することができる。
【００３１】
上記第１実施形態では、プライマー層２とトップコート層３を備えた被膜構造について説明したが、プライマー層はなくともよい。
【００３２】
〔第２実施形態〕
本開示の第２実施形態の被膜構造および被膜構造のレーザーマーキング方法は、プライマー層１２と、顔料を含む材料からなるトップコート層１３(第１被膜)と、プライマー層１２上に設けられたフッ素を含む材料からなる保護層１４(第２被膜)とを順に基材１１上に形成している。
【００３３】
図３は、プライマー層１２が形成された断面図であり、図４は、プライマー層１２とトップコート層１３(第１被膜)とが形成された断面図であり、図５は、プライマー層１２とトップコート層１３(第１被膜)および保護層１４(第２被膜)が形成された断面図である。
【００３４】
この第２実施形態の被膜構造は、図３に示すように、基材１１上に形成された第１被膜の一例としてのトップコート層１３を備える。トップコート層１３は、光を吸収して発色する顔料(例えば二酸化チタン)含む樹脂からなる。
【００３５】
また、被膜構造は、図４に示すように、トップコート層１３上に形成された第２被膜の一例としての保護層１４を備えている。保護層１４は、フッ素系樹脂からなる。このフッ素系樹脂は、第１実施形態と同様、フッ素原子を含むオレフィンを重合して得られる樹脂である。
【００３６】
上記基材１１は、母材の一例としての金属板１１Ａと、金属板１１Ａ上に形成されたメッキ層１１Ｂとで構成されている。
【００３７】
図６は、第２実施形態のレーザーマーキングされた被膜構造の断面図である。
【００３８】
図６に示すように、被膜構造のトップコート層１３の表面に対して保護層１４を介してレーザー装置１０からレーザー光が照射されることにより、トップコート層１３に含まれた顔料が発色して、トップコート層１３の表面に文字などが刻印される。
【００３９】
この第２実施形態では、トップコート層１３および保護層１４の厚さを数十μｍ〜１０μｍ程度としており、トップコート層１３の表面の発色部１５の厚さは数μｍ程度としている。
【００４０】
このように、第２実施形態の被膜構造のレーザーマーキング方法では、基材１１上に顔料を含む材料からなるトップコート層１３(第１被膜)とフッ素を含む材料からなる保護層１４(第２被膜)とを順に形成した後、保護層１４を介してトップコート層１３にレーザー光を照射することによりトップコート層１３の表面にレーザーマーキングを行う。
【００４１】
なお、保護層１４のフッ素系樹脂は、光透過性を有するので、レーザー光は保護層１４を透過してトップコート層１３に達する。
【００４２】
上記被膜構造および被膜構造のレーザーマーキング方法によれば、基材１１上に設けられたトップコート層１３(第１被膜)に含まれた顔料によってレーザー光によりトップコート層１３の表面に刻印するレーザーマーキングが可能となり、フッ素を含む保護層１４(第２被膜)が耐候性および耐腐食性を有するので、レーザーマーキングされた刻印が劣化しないようにできる。したがって、レーザーマーキングの耐候性および耐腐食性を向上できる。
【００４３】
また、トップコート層１３(第１被膜)が顔料を含む材料からなるので、プライマー層１２に保護層１４(第２被膜)を介してレーザー光を照射してトップコート層１３に刻印するレーザーマーキングが可能となる。また、トップコート層１３を覆う保護層１４がフッ素を含む材料からなるので、保護層１４によりレーザーマーキングされたトップコート層１３の刻印が劣化しないように保護できる。
【００４４】
一般に、製品に型番やシリアル番号などを刻印した後は、すぐに製品が出荷できる状態であるが、プライマー層(第１被膜)のレーザーマーキング後に、フッ素を含むトップコート層(第２被膜)を塗布して乾燥させた場合は、十分な乾燥時間が必要なため、すぐに製品出荷ができないという制約が生じる。これに対して、この第２実施形態では、レーザーマーキング前にフッ素を含むトップコート層１３(第２被膜)を予め塗布して乾燥させておくことにより、レーザーマーキング後にすぐに製品出荷が可能となる。
【００４５】
上記第２実施形態では、プライマー層１２とトップコート層１３および保護層１４を備えた被膜構造について説明したが、プライマー層はなくともよい。また、保護層を用いずに、トップコート層を、顔料を含む材料からなる第１トップコート層(第１被膜)と、フッ素を含む材料からなる第２トップコート層(第２被膜)で構成してもよい。
【００４６】
上記第１,第２実施形態の被膜構造は、例えば、空気調和機の室外機に適用される。従来、屋外に設置される室外機は、耐候性および耐腐食性を有するラベルに型番やシリアル番号などを印字して、該ラベルを室外機のケーシングに貼り付けている。しかしながら、ラベルが高価で貼り付け作業に工数がかかるため、製品のコストが高くつくという問題があった。このような空気調和機の室外機に第１実施形態の被膜構造を適用することにより、室外機のコストを低減することができる。
【００４７】
なお、上記第１,第２実施形態では、母材としての金属板１Ａ,１１Ａと、金属板１Ａ,１１Ａ上に形成されたメッキ層１Ｂ,１１Ｂとで基材１,１１を構成したが、母材だけで構成された基材でもよい。
【００４８】
また、上記第１,第２実施形態では、基材１,１１の母材として金属板１Ａ,１１Ａを用いた被膜構造について説明したが、基材の母材は金属に限らず、基材の母材としてセラミックなどの非金属材料を用いてもよい。また、基材の母材は板状のものに限らない。
【００４９】
本開示の具体的な実施の形態について説明したが、本開示は第１,第２実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１,１１…基材
１Ａ,１１Ａ…金属板
１Ｂ,１１Ｂ…メッキ層
２…プライマー層(第１被膜)
３…トップコート層(第２被膜)
４…発色部
１０…レーザー装置
１２…プライマー層
１３…トップコート層(第１被膜)
１４…保護層(第２被膜)
１５…発色部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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