(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023144247
(43)【公開日】2023-10-11
(54)【発明の名称】赤外線透過性の光輝塗膜及び赤外線透過カバー
(51)【国際特許分類】
C09D 201/00 20060101AFI20231003BHJP
C09D 5/29 20060101ALI20231003BHJP
C09C 1/40 20060101ALI20231003BHJP
C09C 3/10 20060101ALI20231003BHJP
【FI】
C09D201/00
C09D5/29
C09C1/40
C09C3/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022051144
(22)【出願日】2022-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000241463
【氏名又は名称】豊田合成株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000104135
【氏名又は名称】カシュー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】三宅 光一
(72)【発明者】
【氏名】久野 浩司
(72)【発明者】
【氏名】安藤 宏明
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 精一
【テーマコード(参考)】
4J037
4J038
【Fターム(参考)】
4J037AA05
4J037DD05
4J037DD07
4J038HA066
4J038KA03
4J038KA08
4J038NA17
4J038PB07
(57)【要約】
【課題】高い赤外線透過性を有しつつ、金属調を表現できる。
【解決手段】赤外線透過性の光輝塗膜12は、赤外線透過性のベース樹脂21と、ベース樹脂21に添加されたフィラー22とを含む。フィラー22は、アルミニウム製のフレーク23と、フレーク23の厚さ方向の両面を被覆する赤外線透過性の樹脂膜24とを有している。樹脂膜24の厚さは、フレーク23の厚さよりも大きくされている。フィラー22の平均粒子径は、10μm以上、120μm以下である。フィラー22の重量濃度は、0.1%以上、1.0%以下である。フィラー22の面積占有率は、0.5%以上、1.5%以下である。
【選択図】
図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
赤外線透過性のベース樹脂と、前記ベース樹脂に添加されたフィラーとを含む赤外線透過性の光輝塗膜であって、
前記フィラーは、アルミニウム製のフレークと、前記フレークの厚さ方向の両面を被覆する赤外線透過性の樹脂膜と、を有しており、
前記樹脂膜の厚さは、前記フレークの厚さよりも大きくされており、
前記フィラーの粒子径は、10μm以上、120μm以下であり、
前記フィラーの重量濃度は、0.1%以上、1.0%以下であり、
前記フィラーの面積占有率は、0.5%以上、1.5%以下である、
赤外線透過性の光輝塗膜。
【請求項2】
前記フィラーの厚さは、1μm以上、3μm以下であり、
前記フレークの厚さは、20nm以上、100nm以下である、
請求項1に記載の赤外線透過性の光輝塗膜。
【請求項3】
5μm以上、50μm以下の厚さを有している、
請求項1または請求項2に記載の赤外線透過性の光輝塗膜。
【請求項4】
赤外線透過性の透明基材と、
前記透明基材上に設けられた請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の赤外線透過性の光輝塗膜と、
前記光輝塗膜において前記透明基材とは反対側の面に設けられ、可視光の透過を阻止する可視光カット層と、を備えている、
赤外線透過カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、赤外線透過性の光輝塗膜及び赤外線透過カバーに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、赤外線透過製品が開示されている。赤外線透過製品は、例えば車両のフロントグリルの後方に配置される赤外線センサを前方から覆う本体部を備えている。本体部は、透明基材と、透明基材の後面に形成された塗膜層とを有している。透明基材及び塗膜層は、いずれも赤外線の透過性を有している。透明基材は、ポリカーボネートなどの樹脂材料により形成されている。塗膜層は、エポキシ樹脂などの透明樹脂と、透明樹脂内に分散された凝集体とを有している。凝集体は、複数の顔料の微粒子が凝集されたものである。顔料としては、粒子の表面で光を乱反射して白色に発色する酸化チタンなどが用いられている。
【0003】
こうした赤外線透過製品は、赤外線透過性及び可視光反射性を有している。
また従来、車両の外装部材などにおいては、透明なベース樹脂と、ベース樹脂に添加されたフィラーとを有するメタリック塗膜が設けられているものがある。こうした外装部品では、フィラーを構成するアルミニウム製のフレークによって可視光が反射されることで、きらきらと輝く金属調を表現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
高い赤外線透過性を有しつつ、金属調を表現できる赤外線透過性の光輝塗膜及び赤外線透過カバーが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するための赤外線透過性の光輝塗膜は、赤外線透過性のベース樹脂と、前記ベース樹脂に添加されたフィラーとを含む赤外線透過性の光輝塗膜であって、前記フィラーは、アルミニウム製のフレークと、前記フレークの厚さ方向の両面を被覆する赤外線透過性の樹脂膜と、を有しており、前記樹脂膜の厚さは、前記フレークの厚さよりも大きくされており、前記フィラーの粒子径は、10μm以上、120μm以下であり、前記フィラーの重量濃度は、0.1%以上、1.0%以下であり、前記フィラーの面積占有率は、0.5%以上、1.5%以下である。
【0007】
塗膜によって金属調を表現するためには、ベース樹脂に添加されるフィラーとしてアルミニウム製のフレーク単体を用いることが考えられる。この場合、フィラーの配合量が多くなるほど、フレーク同士が密着しやすくなるので、赤外線が透過する隙間が少なくなることで赤外線がフレークによって反射されやすくなる。その結果、赤外線透過率が低くなる。
【0008】
一方、フィラーの配合量が少なくなるほど、赤外線透過率は高くなる。しかしながら、可視光がフレークによって反射されにくくなるため、金属調が表現できない。
この点、上記構成によれば、樹脂膜の厚さが、フレークの厚さよりも大きくされているため、ベース樹脂内においてフレーク同士の間隔が小さくなりすぎることを抑制できる。そして、上記構成によるように、フィラーの粒子径、フィラーの重量濃度、及びフィラーの面積占有率が設定されることで、880nm以上、930nm以下の第1波長帯及び1540nm以上、1560nm以下である第2波長帯の双方における光輝塗膜の光線透過率が、70%以上、92%以下となる。また、光輝塗膜の粒子感、すなわちG値が、5以上、30以下となる。なお、粒子感、すなわちG値が高くなるほど、ぎらぎら感が高くなる。
【0009】
したがって、赤外線レーダ装置の2つの波長帯における高い赤外線透過性を有しつつ、金属調を表現できる。
上記赤外線透過性の光輝塗膜において、前記フィラーの厚さは、1μm以上、3μm以下であり、前記フレークの厚さは、20nm以上、100nm以下であることが好ましい。
【0010】
同構成によれば、ベース樹脂内においてフレーク同士の間隔が小さくなりすぎることを十分に抑制できるので、赤外線レーダ装置の2つの波長帯における光線透過率を高めることができる。また、ぎらぎら感を高めるためのフレークの厚さを十分に確保することができる。
【0011】
上記赤外線透過性の光輝塗膜において、5μm以上、50μm以下の厚さを有していることが好ましい。
光輝塗膜の厚さが5μm未満の場合には、粒子感が5未満になりやすいので、ぎらぎら感を高めることが難しくなる。一方、光輝塗膜の厚さが50μmよりも大きい場合には、光線透過率が70%未満になりやすい。
【0012】
この点、上記構成によれば、光輝塗膜が5μm以上、50μm以下の厚さを有しているため、上述した不都合の発生を抑制できる。したがって、したがって、赤外線レーダ装置の2つの波長帯における光線透過率を高めつつ、金属調を表現できるといった効果をより確実に奏することができる。
【0013】
また、上記課題を解決するための赤外線透過カバーは、赤外線透過性の透明基材と、前記透明基材上に設けられた前記赤外線透過性の光輝塗膜と、前記光輝塗膜において前記透明基材とは反対側の面に設けられ、可視光の透過を阻止する可視光カット層と、を備えている。
【0014】
同構成によれば、上記赤外線透過性の光輝塗膜の各々と同様な作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、高い赤外線透過性を有しつつ、金属調を表現できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】
図1は、一実施形態のカバーの断面図である。
【
図2】
図2は、
図1の光輝塗膜を構成するフィラーの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、
図1~
図3を参照して、赤外線透過カバー及び赤外線透過性の光輝塗膜の一実施形態について説明する。
図1に示すように、車両には、赤外線レーダ装置90が設けられている。赤外線レーダ装置90は、880nm以上、930nm以下の第1波長帯または1540nm以上、1560nm以下である第2波長帯に含まれる波長の赤外線IRを送信する。
【0018】
なお、以降において、赤外線レーダ装置90からの赤外線IRの送信方向の前方及び後方をそれぞれ単に前方及び後方として説明する。
図1に示すように、車両には、赤外線レーダ装置90を前方から覆う赤外線透過カバー(以下、カバー10)が設けられている。
【0019】
カバー10は、赤外線透過性の透明基材11と、透明基材11上に設けられた赤外線透過性の光輝塗膜12と、光輝塗膜12において透明基材11とは反対側の面に設けられ、可視光の透過を阻止する可視光カット層13とを備えている。
【0020】
透明基材11は、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、シクロオレフィンポリマー、樹脂ガラスなどの樹脂材料により形成されている。本実施形態の透明基材11は、ポリカーボネートにより形成されている。
【0021】
図3に示すように、光輝塗膜12は、赤外線透過性のベース樹脂21と、ベース樹脂21に添加されたフィラー22とを含んでいる。
光輝塗膜12は、ベース樹脂21及びフィラー22を含む塗料を透明基材11の後面に塗布することによって形成されている。塗料には、必要に応じて硬化剤が用いられてもよい。
【0022】
<ベース樹脂21>
ベース樹脂21は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン、ユリア樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート及びメラミン樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一種を主成分とする。なお、「主成分」とは、その材料の特性に影響を与える成分を意味し、その成分の含有量は、通常、材料全体の50質量%以上である。
【0023】
硬化剤は、ベース樹脂21の材料に応じて適宜用いられる。ベース樹脂21としてエポキシ樹脂を主成分とするものが用いられる場合、硬化剤としては、例えば、酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤等が挙げられる。ベース樹脂21として、エポキシ樹脂以外のものを主成分とするものが用いられる場合、硬化剤は省略可能である。
【0024】
また、上記硬化剤としては、その目的及び用途によっては、上記酸無水物系硬化剤及びフェノール系硬化剤以外に、他の硬化剤を用いることができる。このような硬化剤としては、例えば、アミン系硬化剤、上記酸無水物系硬化剤をアルコールで部分エステル化したもの、又は、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸等のカルボン酸の硬化剤等が挙げられる。これらは、単独でもしくは2種以上併せて用いられてもよく、さらには、上記酸無水物系硬化剤及びフェノール系硬化剤と併せて用いられてもよい。
【0025】
なお、硬化剤が用いられる場合には、硬化促進剤が併用されてもよい。
<フィラー22>
図2に示すように、フィラー22は、アルミニウム製のフレーク23と、フレーク23の厚さ方向の両面を被覆する赤外線透過性の樹脂膜24とを有している。樹脂膜24は、例えばアクリル系、ウレタン系、エステル系、シロキサン系などの樹脂製である。なお、樹脂膜24に顔料を添加することで、フィラー22を着色するようにしてもよい。
【0026】
フィラー22は、扁平な形状を有している。樹脂膜24の厚さt2は、フレーク23の厚さt1よりも大きくされている(t2>t1)。
フィラー22の粒子径Dは、10μm以上、120μm以下である。フィラー22の粒子径Dは、フィラー22の面方向における最大長さである。
【0027】
フィラー22の厚さt3は、1μm以上、3μm以下であることが好ましい。
フレーク23の厚さt1は、20nm以上、100nm以下である。
本実施形態では、フィラー22の厚さt3が、2μm(=2000nm)である。フレーク23の厚さt1が、60nmである。樹脂膜24の厚さt2が、970nmである。なお、フィラー22の厚さt3と、フレーク23の厚さt1と、樹脂膜24の厚さt2との間に、以下の式1の関係が成立する。
【0028】
t3=t1+t2×2 ・・・(式1)
フィラー22は、例えば以下のようにして形成されている。すなわち、まず基板上に第1樹脂膜を形成する。次に、第1樹脂膜上に、アルミニウム膜を蒸着法により形成する。次に、アルミニウム膜上に第2樹脂膜を形成する。このようにして、3層構造のシートを形成する。そして、シートを粉砕することにより、フィラー22が形成される。この場合、樹脂膜24は、フレーク23の両面のみに設けられている。
【0029】
光輝塗膜12におけるフィラー22の重量濃度は、0.1%以上、1.0%以下である。
光輝塗膜12におけるフィラー22の面積占有率は、0.5%以上、1.5%以下である。
【0030】
光輝塗膜12は、5μm以上、50μm以下の厚さt4を有していることが好ましい。光輝塗膜12は、20μm以上、40μm以下の厚さt4を有していることがより好ましい。本実施形態の光輝塗膜12の厚さt4は、30μmである。
【0031】
可視光カット層13は、例えば周知の黒押さえ塗膜である。なお、黒押さえ塗膜に、可視光カット顔料が添加されていてもよい。
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0032】
図3に二点鎖線にて示すように、光輝塗膜12においては、赤外線レーダ装置90から送信される赤外線IRがフィラー22同士の隙間を透過する。また、透明基材11を通じて光輝塗膜12に進入する可視光VLは、フィラー22のフレーク23の前面において反射する。カバー10は、可視光カット層13の発色する黒色を呈する。また、カバー10においては、フレーク23によって可視光VLが反射されることで、きらきらと輝く金属調が表現される。
【0033】
次に、本実施形態の効果について説明する。
(1)フィラー22は、アルミニウム製のフレーク23と、フレーク23の厚さ方向の両面を被覆する赤外線透過性の樹脂膜24とを有している。樹脂膜24の厚さt2は、フレーク23の厚さt1よりも大きくされている。フィラー22の粒子径Dは、10μm以上、120μm以下である。フィラー22の重量濃度は、0.1%以上、1.0%以下である。フィラー22の面積占有率は、0.5%以上、1.5%以下である。
【0034】
こうした構成によれば、樹脂膜24の厚さt2が、フレーク23の厚さt1よりも大きくされているため、ベース樹脂21内においてフレーク23同士の間隔が小さくなりすぎることを抑制できる。そして、上記構成によるように、フィラー22の粒子径D、フィラー22の重量濃度、及びフィラー22の面積占有率が設定されることで、第1波長帯及び第2波長帯の双方における光輝塗膜12の光線透過率が、70%以上、92%以下となる。また、光輝塗膜12の粒子感、すなわちG値が、5以上、30以下となる。なお、粒子感、すなわちG値が高くなるほど、ぎらぎら感が高くなる。したがって、赤外線レーダ装置90の2つの波長帯における高い赤外線透過性を有しつつ、金属調を表現できる。
【0035】
(2)フィラー22の厚さt3は、1μm以上、3μm以下である。フレーク23の厚さt1は、20μm以上、100μm以下である。
こうした構成によれば、ベース樹脂21内においてフレーク23同士の間隔が小さくなりすぎることを十分に抑制できるので、赤外線レーダ装置90の2つの波長帯における光線透過率を高めることができる。また、ぎらぎら感を高めるためのフレーク23の厚さt1を十分に確保することができる。
【0036】
(3)光輝塗膜12は、5μm以上、50μm以下の厚さt4を有している。
光輝塗膜12の厚さt4が5μm未満の場合には、粒子感が5未満になりやすいので、ぎらぎら感を高めることが難しくなる。一方、光輝塗膜12の厚さt4が50μmよりも大きい場合には、光線透過率が70%未満になりやすい。
【0037】
この点、上記構成によれば、光輝塗膜12が5μm以上、50μm以下の厚さt4を有しているため、上述した不都合の発生を抑制できる。したがって、したがって、赤外線レーダ装置90の2つの波長帯における高い赤外線透過性を有しつつ、金属調を表現できるといった効果をより確実に奏することができる。
【0038】
(4)カバー10は、赤外線透過性の透明基材11と、透明基材11上に設けられた光輝塗膜12と、光輝塗膜12において透明基材11とは反対側の面に設けられ、可視光の透過を阻止する可視光カット層13とを備えている。
【0039】
こうした構成によれば、上記作用効果(1)~(3)と同様な作用効果を奏することができる。
<変形例>
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0040】
・樹脂膜24は、フレーク23の両面に加えて、フレーク23の周縁を被覆するものであってもよい。すなわち、フィラー22は、樹脂膜24によってフレーク23全体が被覆されているものであってもよい。
【0041】
・光輝塗膜12の厚さt4を、5μm未満とすることもできるし、50μmより大きくすることもできる。
・フィラー22の厚さt3を、1μm未満とすることもできるし、3μmより大きくすることもできる。
【0042】
・フレーク23の厚さt1を、20nm未満とすることもできるし、100nmより大きくすることもできる。
【符号の説明】
【0043】
10…カバー(赤外線透過カバー)
11…透明基材
12…光輝塗膜
13…可視光カット層
21…ベース樹脂
22…フィラー
23…フレーク
24…樹脂膜
90…赤外線レーダ装置