(57)【要約】【課題】磁石の個数を低減して、構造を簡素化し、装置のコストダウンを図ることができるとともに、塗膜に対し必要に応じて細かい任意の形状の模様を容易に形成することができる模様形成方法を提供する。【解決手段】テーブル１１の上面に被塗布物１２を載置し、この被塗布物１２の上面に扁平状の磁性粉を含有する模様形成用の塗料１５ａを塗布して塗膜１５を形成する。前記塗膜１５の直上に磁石１３を配置する。該磁石１３により塗膜１５に磁界を印加し、該磁界の磁力線によって前記塗膜１５中の磁性粉が配向され、前記表面１３ａに形成された細かい絵模様１７に発生する磁力線により磁性粉が塗膜１５の表面に略平行に配向され、その磁性粉により塗膜１５に細かい模様が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布物の表面に扁平状の磁性粉を含有する塗料を塗布して塗膜を形成した後に、該塗膜の表面側に該表面に沿って同一極性の表面を有する磁石を配置し、前記塗膜中の磁性粉が移動可能な状態にあるときに、前記磁石により塗膜に磁界を印加し、前記磁石の表面に形成された段差部に発生する該表面と略平行な磁力線により磁性粉が配向された状態で塗膜を乾燥硬化させることにより、該塗膜中に前記磁性粉によって模様を形成することを特徴とする模様形成方法。
【請求項２】
同一極性の表面を有する磁石の前記表面に被塗布物を配設し、該被塗布物の表面に扁平状の磁性粉を含有する塗料を塗布して塗膜を形成し、前記塗膜中の磁性粉が移動可能な状態にあるときに、前記磁石により塗膜に磁界を印加し、前記磁石の表面に形成された段差部に発生する該表面と略平行な磁力線により磁性粉が配向された状態で塗膜を乾燥硬化させることにより、該塗膜中に前記磁性粉によって模様を形成することを特徴とする模様形成方法。
【請求項３】
被塗布物の上面に塗布された塗膜に磁石により磁界を印加して、塗膜中の磁性粉が磁力線により配向されて模様を形成するようにした模様形成装置において、前記磁石の表面に対し該表面と略平行な磁力線を発生させる段差部を形成したことを特徴とする模様形成装置。
【請求項４】
請求項３において、前記磁石の前記段差部は、凹部又は凸部により形成されていることを特徴とする模様形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非磁性体である被塗布物上に扁平状の磁性粉を含有する未硬化状態の塗料を塗布して塗膜を形成し、該塗膜が未硬化状態において、前記塗膜に対し磁石により磁界を印加することによって前記磁性粉が磁力線に沿って配向され、その磁性粉の配向により塗膜に模様を形成する模様形成方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被塗布物の表面に磁性粉を含有する塗料を塗布した後、磁石の磁界により磁性粉を配向させ、文字や図形が浮かび上がったような模様塗膜を形成する方法が例えば特許文献１に開示されている。この模様塗膜の形成方法は、複数の分離した磁石片を相互に接触しないように近接配置して点模様の集合体を形成し、この集合体に被塗布物の裏面を接近させて位置決めする。次いで、前記被塗布物上に扁平状の磁性粉を含有する塗料を塗布して塗膜を形成し、この塗膜が未硬化の状態で前記磁石片により前記磁性粉を磁力線に沿って配向させて前記点模様に対応した模様を形成し、前記塗膜を硬化させて光の反射量の強い前記模様を塗膜面に現出させるようになっている。
【特許文献１】特許第２８４４２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記従来の模様塗膜の形成方法は、複数の磁石片を用いて点模様の集合体を形成するので、多数の磁石片が必要となり、集合体を形成する作業が面倒であるばかりでなく、前記点模様の形状が、例えば円柱状の磁石片の形状によって制約を受け、任意の形状の模様を形成することが困難であるという問題があった。特に、例えば細い模様の形成には、多数の小さな磁石片を用意しなければならないので、実施が難しい。
【０００４】
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、塗膜に対し任意の形状の模様を容易に形成することができるとともに、模様形成装置の構造を簡素化し、コストダウンを図ることができ、必要に応じて細かい任意の形状の模様を容易に形成することができる模様形成方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、被塗布物の表面に扁平状の磁性粉を含有する塗料を塗布して塗膜を形成する。次に、該塗膜の表面側に該表面に沿って同一極性の表面を有する磁石を配置し、前記塗膜中の磁性粉が移動可能な状態にあるときに、前記磁石により塗膜に磁界を印加する。そして、前記磁石の表面に形成された例えば溝よりなる段差部に発生する該表面と略平行な磁力線により磁性粉が配向された状態で塗膜を乾燥硬化させることにより、該塗膜中に前記磁性粉によって模様を形成する。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、同一極性の表面を有する磁石の前記表面に被塗布物を配設する。次に、該被塗布物の表面に扁平状の磁性粉を含有する塗料を塗布して塗膜を形成し、前記塗膜中の磁性粉が移動可能な状態にあるときに、前記磁石により塗膜に磁界を印加する。そして、前記磁石の表面に形成された例えば溝よりなる段差部に発生する該表面と略平行な磁力線により磁性粉が配向された状態で塗膜を乾燥硬化させることにより、該塗膜中に前記磁性粉によって模様を形成する。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、被塗布物の上面に塗布された塗膜に磁石により磁界を印加して、塗膜中の磁性粉が磁力線により配向されて模様を形成するようにした模様形成装置において、前記磁石の表面に対し該表面と略平行な磁力線を発生させる例えば溝よりなる段差部を形成する。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記磁石の前記段差部を、凹部又は凸部により形成する。
（作用）
この発明は、磁石の表面に発生する該表面と略直交する磁力線により塗膜中の磁性粉が該塗膜の表面とほぼ直交するように配向され、磁石の表面に形成した例えば溝よりなる段差部に発生する該表面と略平行な磁力線により塗膜中の磁性粉が該塗膜の表面と略平行に局部的に配向され、この磁性粉が模様として現れる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は塗膜に対し任意の形状の模様を容易に形成することができるとともに、磁石の個数を低減して、模様形成装置の構造を簡素化し、コストダウンを図ることができる。又、必要に応じて細かい任意の形状の模様を容易に形成することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した模様形成方法の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、木材等の非磁性体よりなるテーブル１１の上面に支持される合成樹脂等の非磁性体よりなる板状の被塗布物１２の上方には、単一の板状磁石１３が図示しない支持部材によって前記被塗布物１２の上面と平行に配設される。前記被塗布物１２の上面には図６に示すように無数の磁性粉１４を含有する塗料１５ａが塗布されて均一厚さの塗膜１５が形成されるようになっている。
【００１１】
前記板状磁石１３は、板状のゴム磁石により図２に示すように平面長四角形状に形成され、その平面状の表面１３ａは全体が同一極性のＮ極に、背面１３ｂは全体が同一極性のＳ極に着磁されている。前記ゴム磁石は、原料磁性粉末（フェライト磁石粉、サマコバ磁石粉又はネオジム磁石粉）と、ナイロン系樹脂、ゴム及び添加剤等とを混合して成形したものである。ここで、板状とは、一般に板状と称されるもののほか、シート状あるいはブロック状と称される厚さのものまでを含む概念である。又、板状磁石１３の平面形状は、長四角形状に限らず、正方形、三角形状、六角形状等の多角形状、円形状、楕円形状等の他、任意の形状であってもよい。この板状磁石１３が模様形成装置を構成する。
【００１２】
前記板状磁石１３の表面１３ａには、着磁された後に図２に示すように絵模様１７を構成する溝が切り込み形成されている。この絵模様１７は段差部としての角溝１７ａ及び丸溝１７ｂによって形成されている。前記溝１７ａ，１７ｂは、例えば図示しない加工装置の記憶媒体に予め記憶された加工プログラムに基づいて数値制御移動されるエンドミル等の加工具によって形成される。前記板状磁石１３の絵模様１７の形成は、次のような方法で行うこともできる。すなわち、四角形状の板状磁石となる着磁前のシート状ゴム磁石を用意し、このゴム磁石の表面に前記絵模様１７となる溝１７ａ，１７ｂを前記加工装置のエンドミル等の加工具により形成した後、表面１３ａがＮ極、背面１３ｂがＳ極となるように着磁する。
【００１３】
前記塗料１５ａは、溶剤に熱可塑性樹脂を溶解している。熱可塑性樹脂として、溶剤に対する溶解性が良く、溶液から溶剤が揮散されるに伴って塗料１５ａの粘度が指数関数的に上昇可能な粘性特性を有するものが使用される。そのような粘性特性を有する熱可塑性樹脂として、例えば酢酸ビニル系樹脂の酢酸ビニル−塩化ビニル共重合樹脂がある。前記塗料１５ａは塗膜１５の膜厚が乾燥後に例えば５μｍ〜５０μｍの範囲となるように塗布される。
【００１４】
前記磁性粉１４は、図１に示すように、板状磁石１３により磁界が印加された場合にその磁力線に沿って配向し、塗膜１５に模様を付与するためのものである。そのため、磁性粉１４としては、光を反射できるように扁平状、具体的にはフレーク状、板状、シート状、フィルム状等の形状のものが使用される。この磁性粉１４は、酸化鉄、ニッケル、コバルト又はそれらの合金等の公知の強磁性体によって形成される。磁性粉１４の大きさは、例えば長さが１〜８０μｍ程度、厚さが０．１〜２０μｍ程度である。
【００１５】
次に、図３〜図５に基づいて、板状磁石１３に発生する磁力線（磁界）について説明する。この磁界の解析は、株式会社エルフ（大阪市淀川区宮原５−１−１８）の３次元磁場解析ソフトウエア「ＥＦＬ／ＭＡＧＩＣ」を用いて行った。
【００１６】
図３には、板状磁石１３の表面１３ａのＮ極から背面１３ｂのＳ極に向かう磁力線２１が矢印で示されている。この矢印に示すように、板状磁石１３の表面１３ａであって、該溝１７ａから所定距離離れた部位からは該表面１３ａと略直交する方向に磁力線２１が指向する。板状磁石１３の外周縁１３ｃ付近においては、磁力線２１の方向が表面１３ａと略平行となる部分が存在する。
【００１７】
絵模様１７の角溝１７ａ付近の磁力線の方向は図４に示すようになっている。又、丸溝１７ｂ付近の磁力線の方向は図５に示すようになっている。図４においては角溝１７ａの外端の左右のエッジｅ１，ｅ２から底面の左右のコーナｅ３，ｅ４に向かう磁力線２１が存在する。図５においては丸溝１７ｂ内で外端の左右のエッジｅ１，ｅ２から底面の中心Ｏに向かう磁力線２１が存在する。しかし、板状磁石１３の表面１３ａから外側（図４、図５の下側）の磁力線２１の方向は角溝１７ａも丸溝１７ｂも略同じである。
【００１８】
従って、図１に示すように、被塗布物１２の上面に塗料１５ａを塗布して塗膜１５を形成し、該塗膜１５が未硬化の状態において、塗膜１５の直上に板状磁石１３を絵模様１７が下になるように水平に配置すると、図６に示すように板状磁石１３による磁界に基づいて前記塗料１５ａ中に分散されている磁性粉１４が磁力線２１の延びる方向に配向される。即ち、板状磁石１３の外周縁１３ｃ及び絵模様１７以外の大半の表面１３ａと対応する塗膜１５においては、磁性粉１４が該塗膜１５の表面と略直交するように配向される。又、塗膜１５の前記板状磁石１３の外周縁１３ｃ及び絵模様１７と対応する塗膜１５においては、磁性粉１４が塗膜１５の表面と略平行に配向される。その後、磁性粉１４が配向された未硬化状態の前記塗膜１５を自然乾燥又は加熱乾燥させて塗膜１５から溶剤を揮散させ、塗膜１５を硬化させる。その結果、図７に示すように、塗膜１５に対し板状磁石１３の外周縁１３ｃによって四角環状の模様２２が磁性粉１４の配向によって形成されるとともに、板状磁石１３に形成された絵模様１７と同様の形状の絵模様１７Ａが磁性粉１４の配向によって形成される。そして、塗膜１５上方からの入射光が塗膜１５中において該入射光と直交するように配向された絵模様１７Ａ及び模様２２の磁性粉１４により最も反射され易く、明るく明瞭に視認できることになる。
【００１９】
図６に示すように、塗膜１５内の上部に該塗膜１５の表面に対し略平行となる磁性粉１４が存在するのは、板状磁石１３を図４に実線で示すように塗膜１５に近接させて板状磁石１３の表面１３ａと略平行な磁力線２１（磁界）が塗膜１５内に作用するようにしたからである。
【００２０】
ここで、本実施形態における板状磁石１３を用いることにより、塗膜１５に形成された模様１７Ａ及び模様２２がくっきり感、深み感及びムービング感を発揮できる。そこで、その理由について、図８に基づいて説明する。
【００２１】
図８に示すように、塗膜１５の真上から目２３で見るときには、塗膜１５中の磁性粉１４のうち該塗膜１５の表面と平行に配向されている磁性粉１４に入射光２４ａが当って反射し、反射光２４ｂが真上に向い、目２３に入る。又、塗膜１５の内奥部（図８の下部）の磁性粉１４は塗膜１５の表面に対し斜交するように配向され、その磁性粉１４からの反射光２４ｂも目２３に入る。塗膜１５中の磁性粉１４のうち該塗膜１５の表面と略直交するように配向されている磁性粉１４に入射光２４ａが当っても反射光は目２３に入ることは殆どない。従って、前記絵模様１７Ａ及び四角環状の模様２２をくっきりと見ることができる。目２３を右の方へ移動してゆくと、異なる磁性粉１４からの反射光２４ｂが目２３に入るので、絵模様１７Ａ及び模様２２が右へ移動（ムービング）する。
【００２２】
以上の実施形態によって発揮される効果について、以下にまとめて記載する。
（１）本実施形態では、板状磁石１３の表面１３ａに対し絵模様１７を加工装置のエンドミル等の加工具により角溝１７ａ及び丸溝１７ｂとして切り込み形成するようにしたので、複数の磁石を用いる模様形成装置と比較して、絵模様１７を任意の形状に容易に形成することができ、塗膜１５に任意の形状の模様１７Ａを容易に形成することができる。
【００２３】
（２）本実施形態では、板状磁石１３の表面１３ａに対し加工具により段差部としての角溝１７ａ及び丸溝１７ｂを形成するようにしたので、必要に応じて細線や小さい斑点模様等の細かい任意の模様を容易に形成することができ、塗膜１５に細かい任意の形状の模様を容易に形成することができる。
【００２４】
（３）本実施形態では、塗膜１５の表面側に該表面に沿って磁石１３を配置したので、磁石１３を被塗布物１２の裏面側に配置するのと比較して、塗膜１５内の磁性粉１４に対する磁界の影響力を大きくすることができ、より細かい任意の模様を鮮明に形成することができる。又、塗膜１５の厚さを厚くすることもできる。
【００２５】
（４）本実施形態では、板状磁石１３を一枚にすることができ、部品点数を低減して、構造を簡素化することができ、模様形成装置のコストを低減することができる。
（５）本実施形態では、着磁された板状磁石１３に段差部を形成するようにしたので、市販のシート状ゴム磁石を用いることができる。
【００２６】
次に、この発明の別の実施形態を図９及び図１０に基づいて説明する。
この実施形態においては、図９に示すように、テーブル１１の上面に板状磁石１３をその表面１３ａ及び絵模様１７が上になるように載置する。その後、該板状磁石１３の表面１３ａに被塗布物１２を載置する。次に、前記被塗布物１２の上面に塗料１５ａを塗布して塗膜１５を形成する。該塗膜１５が未硬化状態において板状磁石１３の磁界を塗料１５ａ内の磁性粉１４に作用させて磁力線により該磁性粉１４を配向し、前記絵模様１７に応じた絵模様を塗膜１５に形成する。その後、磁性粉１４が配向された未硬化状態の前記塗膜１５を自然乾燥又は加熱乾燥させて塗膜１５から溶剤を揮散させ、塗膜１５を硬化させる。この実施形態において、前記被塗布物１２の上面に前記塗膜１５を形成した後、板状磁石１３の表面１３ａに前記被塗布物１２を載置するようにしてもよい。
【００２７】
上記の実施形態では、磁石１３の表面１３ａに被塗布物１２が支持され、この被塗布物１２の表面に塗膜１５が形成されるので、磁石１３の表面１３ａと塗膜１５との距離を均一に容易に設定することができ、模様形成作業の能率を向上することができる。又、被塗布物１２の厚さ寸法を図１０に示すように薄くすることにより磁石１３の表面１３ａと塗膜１５との距離を接近させることができ、塗膜１５に任意の形状の模様を鮮明に形成することもできる。
【００２８】
この発明は次のように具体化してもよい。
・図示しないが、前記板状磁石１３の絵模様１７を形成する前記角溝１７ａ及び丸溝１７ｂに代えて、Ｖ溝を形成したり、あるいは突条を形成したりする等、各種の凹部あるいは凸部よりなる段差部を用いて絵模様１７を形成するようにしてもよい。前記突条や凸部の場合にも、それらの付近に磁石の表面と平行な磁力線が存在するので、塗膜１５中の磁性粉１４を該塗膜１５の表面と略平行に配向することができる。
【００２９】
・前記板状磁石１３の表面１３ａ側をＳ極に、背面１３ｂ側をＮ極に着磁したものを用いてもよい。
・板状磁石１３として、鋳造磁石（アルニコ磁石又は鉄・クロム・コバルト磁石）、塑性加工磁石（鉄−マンガン系の半硬質磁石又は鉄−クロム−コバルト系の永久磁石）、フェライト磁石（バリウム系・ストロンチュウ系）、希土類磁石（サマリウム−コバルト系又はネオジム−鉄−ホウ素系）、及び特殊磁石（マンガン・アルミ・カーボンマグネット又はプラセオジム磁石・プラチナ磁石）のいずれか一つを用いてもよい。又、電磁石を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】被塗布物の表面に塗膜を形成するとともに、塗膜の表面に近接するように板状磁石を配置した模様形成装置を示す断面図。
【図２】板状磁石の斜視図。
【図３】板状磁石の磁力線の方向を示す説明図。
【図４】板状磁石の角溝の付近の磁力線の方向を示す説明図。
【図５】板状磁石の丸溝の付近の磁力線の方向を示す説明図。
【図６】塗膜が硬化した模様が形成された塗膜の一部を示す説明図。
【図７】模様が形成された塗膜の正面図。
【図８】塗膜内における磁性粉の光の反射を示す説明図。
【図９】この発明の別の実施形態を示す模様形成装置の断面図。
【図１０】図９の塗膜が硬化して模様が形成された状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００３１】
１２…被塗布物、１３…磁石、１３ａ…表面、１４…磁性粉、１５ａ…塗料、１５…塗膜、１７…絵模様、１７ａ…段差部としての角溝、１７ｂ…段差部としての丸溝、２１…磁力線、２２…模様。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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