JP5244882B2 - 磁性体塗装装置、及び、磁性体塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、樹脂製の塗装物品の表面に所望の模様を発現させて塗膜を形成する磁性体塗装装置、及び、磁性体塗装方法に関する。

従来、被塗装品の塗装面の裏側にシート状マグネット（板状の磁石）を配置し、塗装面に磁性体フレークを含む塗料を塗布することにより、塗料中の磁性体フレークを配向させて磁石の形状に対応した模様を発現させる塗装方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のものでは、被塗装品の裏面に１枚の両面磁極の磁石を配置して、被塗装品の表面に所定の磁界を形成した状態で、当該表面に磁性体フレークを含む塗料を、塗装機によって塗布し、塗料を硬化して、磁石の輪郭に対応する磁石端面対応位置に模様を発現させている。

特開２００９−１５４０３４号公報

しかし、従来の１枚の両面磁極の磁石を用いた構成では、磁石端面対応位置の磁束密度を高く設定した場合、当該位置の両側に位相が９０°（図５及び図６の比較例参照。）の磁界が幅広く形成される。そして、その部位における磁束密度も比較的高いため、塗装時には、広範囲で磁性体フレークが起立して硬化し、例えば、磁性体フレークが塗膜表面から飛び出して塗装品の表面がざらついて見える現象（以下、つやびけという）が広範囲に生じるという問題があった。また、つやびけが生じないように磁石の磁力を弱くした場合、磁石端面対応位置の磁束密度が低くなるため、磁性体フレークを十分に配向できず、模様が不明瞭になるという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、磁石の形状に対応した模様を明瞭にしつつ、つやびけを防止して塗装品表面の質感を向上させることができる磁性体塗装装置、及び、磁性体塗装方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、薄板状の被塗装品（１）の表面（１Ａ）に磁界（１３）を形成する板状の磁石（３）を、該被塗装品（１）の裏面（１Ｂ）に配置して、該被塗装品（１Ａ）の表面（１）に微細な磁性体フレーク（１７）を含む塗料（１５）を塗布し、磁石（３）の輪郭形状に対応した模様を発現させた塗膜を形成する磁性体塗装装置において、前記被塗装品（１）の裏面（１Ｂ）に沿う板状の磁石であって、その表裏にＮ極およびＳ極、もしくはＳ極およびＮ極を持つ第１磁石（５）と、前記第１磁石（５）の裏面（５Ｂ）に対し、Ｎ極およびＳ極が裏返しになるように、その輪郭を一致させて沿う第２磁石（７）とを備えた、ことを特徴とする。
本発明では、被塗装品の裏面に沿う板状の磁石であって、その表裏にＮ極およびＳ極、もしくはＳ極およびＮ極を持つ第１磁石と、前記第１磁石の裏面に対し、Ｎ極およびＳ極が裏返しになるように、その輪郭を一致させて沿う第２磁石とを備えたので、簡単な構成で、塗装品表面における磁石輪郭対応位置の近傍に、磁束密度が高く磁界の向きが被塗装品の表面に略平行な方向となる領域を有し、磁束密度が高く磁界の向きが被塗装品の表面に略垂直な方向となる領域が狭い磁界が形成される。
従って、簡単な構成で、塗装品表面における磁石輪郭対応位置の近傍には、磁性体フレークが被塗装品の表面に略平行に配向された光の反射率の高い領域を確実に形成することができ、磁石の輪郭に対応した模様が明瞭になる。また、磁性体フレークが被塗装品の表面に略垂直に配向される領域を狭くでき、つやびけを目立たなくして塗装品表面の質感を向上させることができる。

第１磁石（５）と第２磁石（７）は互いに一定の距離を置いて配置されていてもよい。
この場合、磁石端部に対応する領域の磁束密度を調整することができるので、模様の明確さとつやびけの程度とのバランスを簡単に調整することができる。
前記一定の距離の隙間に磁性体からなる板材（２０６）を挟んでもよい。
この場合、磁性体により磁界が磁石中心側に湾曲し、被塗装品の表面において磁界の向きが被塗装品の表面に略平行な方向となる位置が、磁石輪郭対応位置より内側にオフセットされ、磁性体フレークが平行に配向される位置が磁石輪郭対応位置より内側にオフセットされるので、簡単に模様の大きさを縮小することができる。

また、本発明は、薄板状の被塗装品（１）の表面（１Ａ）に磁界を形成する板状の磁石（３）を、該被塗装品（１）の裏面（１Ｂ）に配置して、該被塗装品（１）の表面（１Ａ）に微細な磁性体フレーク（１７）を含む塗料（１５）を塗布し、磁石（３）の輪郭形状に対応した模様を発現させた塗膜を形成する磁性体塗装方法において、磁束密度が前記磁石（３）の輪郭に対応する前記被塗装品（１）の磁石端面対応位置（１９Ａ、１９Ｂ）でピークをなして当該磁石端面対応位置（１９Ａ、１９Ｂ）の前記磁石（３）の内側及び外側の方向の両側に離れるとともにゼロに近づき、磁界の方向が、当該磁石端面対応位置（１９Ａ、１９Ｂ）では被塗装品（１）の表面（１Ａ）に平行に沿い、当該位置（１９Ａ、１９Ｂ）の両側に離れるにつれ被塗装品（１）の表面（１Ａ）に垂直な方向に順次傾いて垂直となり、一対の垂直部から更に両側に離れると表面（１Ａ）に対して平行となる側へ前記磁石端面対応位置（１９Ａ、１９Ｂ）とは反対側へ傾く磁界（１３）の形成過程と、前記被塗装品（１）の表面（１Ａ）への前記塗料（１５）の塗布過程と、塗布した塗料（１５）に含まれる磁性体フレーク（１７）を前記磁界（１３）に沿わせて配向させる配向過程とを備えてもよい。
本発明では、磁石端面対応位置では磁束密度が高く磁界の向きが被塗装品の表面に略平行となるので、磁石端面対応位置の近傍は磁性体フレークが被塗装品の表面に略平行に配向されて光の反射率の高い領域となり、磁石の輪郭に対応した模様が明瞭に形成される。
また、当該位置（１９Ａ、１９Ｂ）の両側において急激に変化し、幅狭で持って被塗装品（１）の表面（１Ａ）に垂直な磁界が形成されるので、磁界の向きが被塗装品の表面に略垂直となる領域が狭くなり、磁性体フレークが略垂直に配向される領域が狭くなり、つやびけを目立たなくして塗装品表面の質感を向上できる。

また、前記磁性体塗装装置により塗膜が形成された前記被塗装品（１）は、塗料硬化後の磁性体フレーク（１７）の姿勢によって光の反射方向を変えることで、凸状に見える立体的模様を発現させた塗膜を形成しており、前記立体的模様のうち、廻りよりも明るく、隆起しているように見える部位であって、磁性体フレーク（１７）の姿勢が塗装面に対し略平行に配列される明部（２３）と、前記立体的模様のうち、廻りよりも暗く、凹んでいるように見える部位であって、磁性体フレーク（１７）の姿勢が塗装面に対し立った状態に配列される暗部（２５）と、前記立体的模様のうち、明部（２３）と暗部（２５）の間の色合いであって、磁性体フレーク（１７）の姿勢が塗装面に対しランダムに配列される中間部（２９）とを備え、前記明部（２３）の両側に前記暗部（２５）が配置され、前記暗部（２５）の外側に前記中間部（２９）が配置されることを特徴とする。
本発明では、明部と暗部と中間部とを備えたので、コントラストをつけやすく、模様をより明瞭にすることができる。また、明るく見える明部の両側に暗く見える暗部が配置され、暗部の外側に中間の明るさに見える中間部が配置されるので、明度の差により模様が立体的に見える。

前記明部（２３）は、磁性体フレーク（１７）の姿勢が塗装面に対し上に凸のアーチ状に形成されるアーチ状部（２７）の一部であり、前記暗部（２５）は前記アーチ状部（２７）の両側に配置されていてもよい。
アーチ状部が、山のように見え、暗部がその山の影のように見えるので、磁石の輪郭形状に対応した立体的模様の立体感を増すことができる。

本発明によれば、磁石の形状に対応した模様を明瞭にしつつ、つやびけを防止して塗装品表面の質感を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る磁性体塗装装置を示す図である。 （Ａ）は図１におけるＩ部拡大図、（Ｂ）は被塗装品表面の各位置における磁束密度を示す図、（Ｃ）は同磁界の向きを示す図である。 （Ａ）は本発明の第２実施形態に係る磁性体塗装装置を示す図、（Ｂ）は被塗装品表面の各位置における磁束密度を示す図、（Ｃ）は同磁界の向きを示す図である。 （Ａ）は本発明の第３実施形態に係る磁性体塗装装置を示す図、（Ｂ）は被塗装品表面の各位置における磁束密度を示す図、（Ｃ）は同磁界の向きを示す図である。 比較例としての磁性体塗装装置を示す図である。 （Ａ）は図５におけるＩＩ部拡大図、（Ｂ）は被塗装品表面の各位置における磁束密度を示す図、（Ｃ）は同磁界の向きを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る磁性体塗装装置を示す図である。
この磁性体塗装装置は、被塗装品１の表面１Ａに塗装機（不図示）を用いて塗料１５を塗布して塗膜を形成する。
被塗装品１は板状の非磁性体である。被塗装品１は、例えば板厚２〜３ｍｍの樹脂板で構成された車両のカバー部品である。本実施形態では、被塗装品１の表面１Ａは、完成品の塗色と異なる材料の色を有するが、表面１Ａには完成品の塗色の塗料（不図示）が塗布されていてもよいし、成形材料に配合される顔料により塗色が発現されていてもよい。なお、被塗装品１は、樹脂成形品のほかゴムやＦＲＰで形成されていてもよい。
被塗装品１の裏面１Ｂ側には、裏面１Ｂに沿って板状の磁石３が配置されている。本実施形態では、被塗装品１の裏面１Ｂに磁石３を粘着テープ（不図示）で貼り付けることにより、被塗装品１の裏面１Ｂに磁石３が固定される。
磁石３は第１磁石５と第２磁石７とから構成される。第１磁石５の形状および磁力は第２磁石７と略同等である。第１磁石５および第２磁石７は、ともに表裏面が磁極であって面内で磁極が反転しない板状の磁石である。本実施形態では、第１磁石５および第２磁石７はともに幅１００ｍｍ、板厚１ｍｍのマグネットシートから形成される。このマグネットシートは、ゴム等の成形材料中に多数の微細な磁性体粒子を練りこんでシート状に成形し、磁性体粒子を着磁させて得られる公知のマグネットシートである。

第１磁石５は、被塗装品１の裏面１Ｂに沿って配置されており、第２磁石７は、第１磁石５の裏面５Ｂ側に輪郭が略一致するように重ねて配置されている。すなわち、第１磁石５の一端面は第２磁石７の一端面とともに磁石３の一端面３Ｃを形成し、第１磁石５の他端面は第２磁石７の他端面とともに磁石３の他端面３Ｄを形成する。
また、第２磁石７は、第１磁石５に対してＮ極およびＳ極が裏返しになるように配置されている。本実施形態では、第１磁石５は、その表面５ＡがＮ極、裏面５ＢがＳ極となるように配置される。第２磁石７は、表面７ＡがＳ極、裏面７ＢがＮ極となるように配置される。そして、ともにＳ極である第１磁石５の裏面５Ｂと、第２磁石７の表面７Ａとが接着されている。
上述した第１磁石５および第２磁石７の配置により、第１磁石５の磁界は磁石３の影響を受けて表側に湾曲される。すなわち磁石３の幅方向中央の磁石中央面９に対して左右対称、かつ、第１磁石５の裏面５Ｂ（第２磁石７の表面７Ａ）に対して上下対称な磁界１３が形成される。被塗装品１の表面１Ａにおける磁界１３の向きおよび磁束密度は、磁石３の端面３Ｃ、３Ｄの延長面と交わる位置すなわち磁石端面対応位置１９Ａ、１９Ｂからの距離に応じて変化する。

被塗装品１の表面１Ａには塗料１５が塗布される。塗料１５は、磁性体フレーク１７（図２（Ａ）参照）を含む半透明または透明の液状塗料である。塗料１５の塗布膜厚は薄く、例えば乾燥膜厚で１００μｍ以下である。磁性体フレーク１７は、液体中に混合して磁場を作用させると磁力により配向（向きを変化）するリン片状または薄板状の微細な粉末である。本実施形態では磁性体フレーク１７の材質は鉄粉であるが、たとえば、ニッケル、鉄の含有率が高いステンレススチール、コバルト、クロム、酸化鉄の粉末や、これらの金属または金属酸化物を被覆または含有せしめたものであってもよい。

被塗装品１の表面１Ａに塗料１５を塗布した後、塗料１５が未硬化の液状であるときには、塗料１５中の磁性体フレーク１７が磁界１３に沿って配向される。とくに、磁石３の輪郭に対応する位置すなわち磁石端面対応位置１９Ａ、１９Ｂには、磁束密度のピークが生じており、当該位置の磁界の向きは被塗装品１の表面１Ａと平行となるため、磁性体フレーク１７が被塗装品１の表面１Ａと平行に配向される。
そして、磁性体フレーク１７が配向された状態で、塗料１５が硬化されることにより、磁石端面対応位置１９Ａ、１９Ｂの近傍に光の反射率が高い領域を有する塗膜が形成される。すなわち被塗装品１の表面１Ａの上に、磁石３の輪郭形状に対応する模様を有する塗膜が形成される。

次に、被塗装品１の表面１Ａにおける磁界１３と、表面１Ａに塗布された塗料１５中の磁性体フレーク１７の配向について詳細に説明する。
図２（Ａ）は、図１におけるＩ部を拡大して示す図である。図２（Ａ）は、磁石端面対応位置１９Ａの両側約５０ｍｍの範囲を示す図であり、説明を簡単にするため、塗膜の膜厚を誇張して示している。
図２（Ｂ）は、被塗装品１の表面１Ａにおける磁石端面対応位置１９Ａからの距離と磁束密度との関係（図中、符号１３Ｂを付して示す特性曲線）を示す図である。本実施形態では、磁石端面対応位置１９Ａよりも磁石内側すなわち磁石中央面９に対応する磁石中央面対応位置２１側においては、磁石端面対応位置１９Ａからの距離に負の符号を付し、磁石端面対応位置１９Ａよりも磁石外側（磁石中央面対応位置２１と反対側）においては、磁石端面対応位置１９Ａからの距離に正の符号を付する。
図２（Ｃ）は、磁石端面対応位置１９Ａからの距離と磁界の向き（位相）との関係（図中、符号１３Ｃを付して示す特性曲線）を示す図である。位相とは磁界の向きを被塗装品１の表面１Ａに対する角度で表す指標である。本実施形態では、磁石中央面対応位置２１から離れる向きの磁界ベクトルの位相を０度として、被塗装品１の表面１Ａから表側に開く角度に正の符号を付し、被塗装品１の表面１Ａから裏側に開く角度に負の符号を付する。

本発明者らは、図１に示す塗装装置を用いると、被塗装品１の表面１Ａに以下に説明する磁界１３を形成することを確認した。
図２（Ｃ）に示すように、磁石端面対応位置１９Ａより内側（磁石中央面対応位置２１側）では、約−１０ｍｍ位置までの間で、位相が０度から約１３０度まで急激に増加し、約−１０ｍｍ位置から位相の増加が緩やかになり、約−３５ｍｍ位置でピーク値１６０度に到達する。位相は約−４ｍｍ位置で９０度に到達するが、９０度を超えても急激な増加を続けるので、位相が９０度に近い領域は狭い。そして、約−３５ｍｍ位置を過ぎると位相は減少に転じて、磁石中央面対応位置２１（−５０ｍｍ位置）では再び位相が９０度となる。また、図２（Ｂ）に示すように、磁束密度は、磁石端面対応位置１９Ａでピーク値１．８ｍＴを示し、磁石端面対応位置１９Ａから内側へ離れるにつれて減少し、約−４ｍｍ位置では約０．８ｍＴ、約−１０ｍｍ位置では０．３ｍＴとなる。そして、磁石中央面対応位置２１（−５０ｍｍ位置）では磁束密度はほぼ０となる。

一方、磁石端面対応位置１９Ａより外側（磁石中央面対応位置２１と反対側）では、図２（Ｃ）に示すように、約１０ｍｍ位置までの間で、位相は０度から約−１３０度まで急激に減少し、約１０ｍｍ位置から位相の減少が緩やかになり、約２０ｍｍ位置で−１５０度に到達し、５０ｍｍ位置まで−１５０〜−１６０度で推移する。位相は約４ｍｍ位置で−９０度に到達するが、−９０度を下回っても急激な減少を続けるので、位相が−９０度に近い領域は狭い。また、図２（Ｂ）に示すように、磁束密度は、磁石端面対応位置１９Ａでピーク値１．８ｍＴを示し、磁石端面対応位置１９Ａから外側へ離れるにつれて減少する。磁束密度は、約５ｍｍ位置では約０．８ｍＴ、約１０ｍｍ位置では約０．３ｍＴである。そして、５０ｍｍ位置では磁束密度はほぼ０となる。

上述した特性を有する磁界１３が形成された被塗装品１の表面１Ａに磁性体フレーク１７を含む塗料１５を塗布したとき、図２（Ａ）に示すように、磁性体フレーク１７は磁界１３に沿って配向される。具体的には、磁石端面対応位置１９Ａでは、磁性体フレーク１７が被塗装品１の表面１Ａに平行に配向される。磁石端面対応位置１９Ａから両側に離れるにつれ磁性体フレーク１７の姿勢は被塗装品１の表面１Ａに垂直な方向に順次近づいていき、両側に約４ｍｍ離れた位置では被塗装品１の表面１Ａに垂直に配向される。そして、両側に約４ｍｍ以上離れた位置では、磁界１３により磁性体フレーク１７に作用する力が、磁石端面対応位置１９Ａから遠ざかるにつれて（磁石端面対応位置１９Ａより内側にでは磁石中央面対応位置２１に近づくにつれて）小さくなり、液状の塗料１５からうける抵抗力により磁性体フレーク１７の配向が生じにくくなる。したがって、磁石端面対応位置１９Ａから両側に遠ざかるにつれて次第に磁性体フレーク１７の配向が弱くなる配向減衰領域Ｒａが生じ、この配向減衰領域Ｒａよりもさらに磁石端面対応位置１９Ａから離れた箇所（例えば磁石中央面対応位置２１付近）には、磁性体フレーク１７がほぼランダムに配向されるランダム配向領域Ｒｂが生じることとなる。

そして、磁界１３を保ったまま塗料１５を乾燥させて硬化させると、被塗装品１の表面１Ａの上に、磁石３の輪郭形状に対応する模様を有する塗膜が形成される。すなわち、磁石端面対応位置１９Ａ付近では、磁性体フレーク１７が被塗装品１の表面１Ａと平行方向に配向されるため被塗装品１の表面１Ａに直交する方向の光の反射率が高い。したがって、磁石端面対応位置１９Ａ付近は明るく見える明部２３となる。

磁石端面対応位置１９Ａの両側に約４ｍｍ離れた位置付近では、磁性体フレーク１７が被塗装品１の表面１Ａと垂直方向に配向されるため被塗装品１の表面１Ａに直交する方向の光の反射率が低くなる。すなわち、磁石端面対応位置１９Ａの両側に約４ｍｍ離れた位置付近は、暗く見える暗部２５となる。この領域では、磁性体フレーク１７が被塗装品１の表面１Ａと垂直方向に配向されるため、つやびけが生じやすい。ただし、つやびけ領域の幅が狭いため、つやびけが目立つことが無く、塗装表面の質感が低下しない。
前述した２カ所の暗部２５の間の領域では、磁性体フレーク１７の姿勢が順次変化し、被塗装品１の表面１Ａと垂直方向から平行方向となり再び垂直方向となるアーチ状部２７が形成される。アーチ状部２７は、光の反射率や反射方向が順次変化するのでアーチ状に盛り上がって見える。また、アーチ状部２７は、明部２３を含む。
さらに、磁石端面対応位置１９Ａから約４ｍｍ以上離れた領域では、磁石端面対応位置１９Ａから両側に遠ざかるにつれて磁性体フレーク１７の配向が次第に弱くなり、さらに磁石端面対応位置１９Ａから離れた箇所（例えば磁石中央面対応位置２１付近）では、磁性体フレーク１７がほぼランダムに配向されるため、光の反射率が、明部２３における反射率と暗部２５における反射率の中間の値となり、明部２３と暗部２５の中間の明るさに見える中間部２９が形成される。すなわち、磁石端面対応位置１９Ａ付近は明部２３となり、明部２３の両側に暗部２５が形成される。２カ所の暗部２５に挟まれた領域はアーチ状に盛り上がって見えるアーチ状部２７を形成し、暗部２５の外側に中間の明るさを有する中間部２９が形成される。また、中間部２９において、磁石端面対応位置１９Ａから両側に遠ざかる（磁石端面対応位置１９Ａより内側では磁石中央面対応位置２１に近づく）につれて、配向減衰領域Ｒａおよびランダム配向領域Ｒｂが生じ、磁性体フレーク１７の配向方向が徐々に変化するので、磁石３の輪郭形状に対応する模様が、磁石端面対応位置１９Ａから両側に遠ざかる（磁石端面対応位置１９Ａより内側では磁石中央面対応位置２１に近づく）につれて、明るさ（明度）が変化するグラデーション模様のようになり、立体感を出しやすい。

図５は比較例としての塗装装置を示す。
図６（Ａ）は、図５におけるＩＩ部を拡大して示す図である。図６（Ｂ）は、被塗装品３０１の表面３０１Ａにおける磁石端面対応位置３１９Ａからの距離と磁束密度との関係（図中、符号３１３Ｂを付して示す特性曲線）を示す図である。図６（Ｃ）は、磁石端面対応位置３１９Ａからの距離と磁界の向き（位相）との関係（図中、符号３１３Ｃを付して示す特性曲線）を示す図である。なお、図５、図６において、第１実施形態で説明した部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
この比較例では、被塗装品３０１の裏面に１枚の両面磁極の磁石３０３を配置し、被塗装品３０１の表面３０１Ａに所定の磁界３１３を形成した状態で、当該表面３０１Ａに磁性体フレーク１７（図６）を含む塗料１５を、塗装機（不図示）によって塗布し、塗料１５を硬化し、磁石３０３の輪郭に対応する磁石端面対応位置３１９Ａ、３１９Ｂに模様を発現させている。ここで、図６（Ｂ）に示すように、磁石端面対応位置３１９Ａの磁束密度を９ｍＴに設定した場合、磁束密度は、磁石端面対応位置３１９Ａを頂点に両側になだらかに減少し、０．８ｍＴ以上の磁束密度領域が幅広に存在する。
そして、この０．８ｍＴ以上の幅広領域の中に、図６（Ｃ）に示すように、位相（表面３０１Ａに対する磁界の向き）が略９０度または略−９０度となる領域３３０Ａ、３３０Ｂが幅広に形成される。これらの領域３３０Ａ、３３０Ｂでは、図６（Ａ）に示すように、磁性体フレーク１７が被塗装品３０１の表面３０１Ａに直交して配向されるので、例えば、磁性体フレーク１７が塗膜表面から飛び出して塗装品の表面がざらついて見える現象（以下、つやびけという）が広範囲に生じる。
一方で、つやびけが生じないように磁石３０３の磁力を弱くした場合には、図６（Ｂ）において符号３１３Ｄを付して破線示するように、該位置３１９Ａ（３１９Ｂ）の磁束密度が低くなるため、磁性体フレーク１７を十分に配向できず、模様が不明瞭になる。

本実施形態では、被塗装品１の表面１Ａに磁界１３を形成するための板状の磁石３が、形状および磁力が略同等であって、表裏面に磁極を有する板状の第１磁石５および第２磁石７を備えている。第１磁石５は、被塗装品１の裏面１Ｂに沿って配置されており、第２磁石７は、第１磁石５の裏面５Ｂ側に第１磁石５と輪郭が略一致するように、かつ第１磁石５と磁極の向きが反対となるように重ねて配置されて、第１磁石５と接着されている。
このため、２枚の板状磁石を重ねて配置するだけの簡単な構成で、被塗装品１の表面１Ａに、磁界１３が形成される。磁界１３では、磁石端面対応位置１９Ａでは磁束密度が１．８ｍＴと高く磁界の向きが被塗装品１の表面１Ａに略平行な方向となり、磁石端面対応位置１９Ａから離れるにつれ磁界の向きが被塗装品１の表面１Ａに平行な方向から垂直な方向へと順次変化するとともに磁束密度が減少し、磁石端面対応位置１９Ａから約４ｍｍ離れた位置では磁束密度が０．８ｍＴとなるとともに磁界の向きが被塗装品１の表面１Ａに略垂直な方向となり、約４ｍｍ以上離れた位置では磁束密度が０．８ｍＴ未満と低くなる。

本実施形態では、磁石端面対応位置１９Ａでは、磁束密度が１．８ｍＴと高く、磁界の向きが被塗装品１の表面１Ａに略平行な方向となるので、磁石端面対応位置１９Ａの近傍では、確実に、磁性体フレーク１７が被塗装品１の表面１Ａに平行に配向される。従って磁石端面対応位置１９Ａの近傍に、光の反射率の高い明部２３を確実に形成することができ、磁石３の輪郭に対応した模様を明瞭に形成することができる。

また、本実施形態では、磁石端面対応位置１９Ａから離れるにつれて位相が急激に変化する。磁石端面対応位置１９Ａより内側では約−４ｍｍ位置で９０度に到達するが、９０度を超えても急激な増加を続け、磁石端面対応位置１９Ａより外側では、約４ｍｍ位置で−９０度に到達するが、−９０度を下回っても急激な減少を続けるので、被塗装品１の表面１Ａにおいて磁界の位相が９０度または−９０度に近い領域は狭くなる。
したがって、磁性体フレーク１７が被塗装品１の表面１Ａに略垂直に配向される領域が狭くなる。よって、図５及び図６の比較例と比較した場合に、光の反射率が低くつやびけを生じやすい暗部２５を狭くすることができ、つやびけを目立たなくして塗装品表面の質感を向上させることができる。

また、本実施形態では、磁石端面対応位置１９Ａから両側約４ｍｍ以内の範囲では、磁石端面対応位置１９Ａから離れるにつれて磁界の向きが被塗装品１の表面１Ａに平行な方向から垂直な方向へと順次変化する一方で、磁束密度は最低でも約０．８ｍＴ以上に保たれる。このため、磁石端面対応位置１９Ａから両側約４ｍｍ以内の範囲に、磁性体フレーク１７の姿勢が順次変化して被塗装品１の表面１Ａに対して垂直方向から平行方向となり再び垂直方向となるアーチ状部２７が形成される。アーチ状部２７は光の反射率が順次変化するので盛り上がった山のように見え、暗部２５がその山の影のように見える。すなわち、磁石３の輪郭に対応した山のように盛り上がって見える模様を、より立体感のある模様とすることができる。
また、本実施形態では、磁石端面対応位置１９Ａの近傍は明るく見える明部２３となり、明部２３の両側に暗部２５が形成され、暗部２５の外側に中間の明るさを有する中間部２９が形成されるので、コントラスト（明度の差）が大きくなり、磁石３の輪郭に対応した模様がより立体的に見える。

＜第２実施形態＞
次いで、本発明の第２実施形態として、第１の磁石と第２の磁石との間に隙間をあけて配置した磁性体塗装装置について説明する。
図３（Ａ）は本実施形態に係る磁性体塗装装置を示す図である。図３（Ｂ）は被塗装品１０１の表面１０１Ａにおける磁石端面対応位置１１９Ａからの距離と磁束密度との関係（図中、符号１１３Ｂを付して示す特性曲線）を示す図である。図３（Ｃ）は、磁石端面対応位置１１９Ａからの距離と磁界の向き（位相）との関係（図中、符号１１３Ｃを付して示す特性曲線）を示す図である。なお、図３（Ａ）〜（Ｃ）において、第１実施形態で説明した部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

図３（Ａ）に示すように、本実施形態では、被塗装品１０１の裏面１０１Ｂに沿わせて配置される磁石１０３の構成が第１実施形態の磁石３の構成と相違している。すなわち、第１実施形態では、第１磁石５と第２磁石７とを接着し、磁石間に隙間を設けない構成とした。これに対して、本実施形態では、第１磁石５と第２磁石７とを接着することなく、互いに平行に配置し、磁石間の間隔Ｔを調整できる構成とした。なお、本実施形態では、磁石保持具（不図示）を用いて第１磁石５と第２磁石７とを接着することなく、互いに平行に保持している。
例えば磁石間の間隔Ｔを１ｍｍとした場合には、図３（Ｃ）に実線で示すように、位相は第１実施形態における磁界１３とほぼ同等のままで、図３（Ｂ）に実線で示すように磁束密度のピーク値が約２倍の３．５ｍＴとなる。
磁石間の間隔Ｔを広げると第２磁石７の影響が小さくなり、被塗装品１０１の表面１０１Ａにおける磁界１１３は、図３（Ｂ）に破線で示すような従来の塗装方法における磁界３１３に近づく。すなわち、磁束密度のピーク値および最小値が高くなり、位相が９０度または−９０度になる領域が広くなる。
一方、磁石間の間隔Ｔを狭めると、被塗装品１０１の表面１０１Ａにおける磁界１１３は、図３（Ｂ）に鎖線で示すように、上述した第１実施形態における磁界１３に近づく。すなわち、磁束密度のピーク値が低くなり位相が９０度または−９０度になる領域が狭くなる。
従って、模様の明確さとつやびけの程度とのバランスを簡単に調整することができる。また、第１磁石５および第２磁石７を変更することなく、簡単に磁束密度のピーク値を調整することができるので、被塗装品１０１の板厚が厚くても、磁石端面対応位置１１９において、磁性体フレーク１７の配向を生じさせるのに十分な磁束密度を得ることができ、明瞭な模様を形成することができる。

＜第３実施形態＞
次いで、本発明の第３実施形態として、第１磁石５と第２磁石７との間に磁性体からなる板材を挟んだ磁性体塗装装置について説明する。
図４（Ａ）は本実施形態に係る磁性体塗装装置を示す図である。図４（Ｂ）は被塗装品２０１の表面２０１Ａにおける磁石端面対応位置２１９Ａからの距離と磁束密度との関係（図中、符号２１３Ｂを付して示す特性曲線）を示す図である。図４（Ｃ）は、磁石端面対応位置２１９Ａからの距離と磁界の向き（位相）との関係（図中、符号２１３Ｃを付して示す特性曲線）を示す図である。なお、図４（Ａ）〜（Ｃ）において、第１実施形態で説明した部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

図４（Ａ）に示すように、本実施形態では、被塗装品２０１の裏面２０１Ｂに沿わせて配置される磁石２０３の構成が第１実施形態の磁石３の構成と相違している。すなわち、第１実施形態では、第１磁石５と第２磁石７とを直接接着する構成とした。これに対して、本実施形態では、第１磁石５と第２磁石７との間に各磁石と略同一の輪郭を有する磁性鉄板２０６を挟み込み、第１磁石５、磁性鉄板２０６、および第２磁石７の輪郭をそろえて重ねて互いに接着して一体化する構成とした。
磁性鉄板２０６の影響により、磁界が湾曲されるため、図４（Ｃ）に示すように、位相が０となる位置Ｘが、磁石端面対応位置２１９Ａより磁石中央面対応位置２２１側へ移動する。例えば、板厚１ｍｍの磁性鉄板２０６を挟み込んだときには、位相が０となる位置Ｘは、磁石中央面対応位置２２１側へ約２ｍｍ移動する。これにより、模様を発現させる位置をオフセットさせることができる。例えば、同形状でサイズの違う模様を形成したい場合などに、第１磁石５および第２磁石７のサイズを変更することなく、模様の大きさを調整することができる。
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形および応用が可能である。

上述した各実施形態では、第１磁石５の厚さと第２磁石７の厚さとが同一である構成を示したが、第２磁石７の厚さを第１磁石５の厚さより厚くしても良いし、第２磁石７の厚さを第１磁石５の厚さより薄くしても良い。
上述した各実施形態では、両面着磁されたマグネットシートである第１磁石５に、同じく両面着磁されたマグネットシートである第２磁石７を互いの輪郭が略一致するように配置した磁石３、１０３、２０３を、被塗装品１の裏面１Ｂに沿って配置した構成を示したが、第１磁石５、および第２磁石７はマグネットシートに限定されず、公知の種々の磁石を適用することが可能である。また、上述した各実施形態では、第１磁石５のＳ極と第２磁石７のＳ極とが向かい合うように配置した構成を示したが、第１磁石５のＮ極と第２磁石７のＮ極とが向かい合うように配置してもよい。
また、上述した各実施形態では、被塗装品１、１０１、２０１の裏面１Ｂ、１０１Ｂ、２０１Ｂに第１磁石５を粘着テープ（不図示）で貼り付けたが、治具を用いて磁石３、１０３、２０３を固定してもよい。さらに、上述した各実施形態では、磁界１３、１１３、２１３を形成した後に、塗料１５を塗布したが、塗料１５の塗布後に、塗料１５が硬化する前に磁界１３、１１３、２１３を作用させてもよい。

１、１０１、２０１、３０１ 被塗装品
１Ａ、１０１Ａ、２０１Ａ、３０１Ａ 表面
１Ｂ、１０１Ｂ、２０１Ｂ、３０１Ｂ 裏面
３、１０３、２０３、３０３ 磁石
５ 第１磁石
５Ｂ 裏面
７ 第２磁石
１３、１１３、２１３、３１３ 磁界
１５ 塗料
１７ 磁性体フレーク
１９Ａ、１９Ｂ、１１９Ａ、１１９Ｂ、２１９Ａ、２１９Ｂ 磁石端面対応位置
２３ 明部
２５ 暗部
２７ アーチ状部
２９ 中間部
２０６ 磁性鉄板
Ｔ 間隔

Claims (6)

1. 薄板状の被塗装品（１）の表面（１Ａ）に磁界（１３）を形成する板状の磁石（３）を、該被塗装品（１）の裏面（１Ｂ）に配置して、該被塗装品（１）の表面（１Ａ）に微細な磁性体フレーク（１７）を含む塗料（１５）を塗布し、磁石（３）の輪郭形状に対応した模様を発現させた塗膜を形成する磁性体塗装装置において、
   前記被塗装品（１）の裏面（１Ｂ）に沿う板状の磁石であって、その表裏にＮ極およびＳ極、もしくはＳ極およびＮ極を持つ第１磁石（５）と、
   前記第１磁石（５）の裏面（５Ｂ）に対し、Ｎ極およびＳ極が裏返しになるように、その輪郭を一致させて沿う第２磁石（７）とを備えた、
   ことを特徴とする磁性体塗装装置。
2. 前記第１磁石（５）と前記第２磁石（７）は互いに一定の距離を置いて配置されることを特徴とする請求項１に記載の磁性体塗装装置。
3. 前記一定の距離の隙間に磁性体からなる板材（２０６）を挟んだことを特徴とする請求項２に記載の磁性体塗装装置。
4. 薄板状の被塗装品（１）の表面（１Ａ）に磁界を形成する板状の磁石（３）を、該被塗装品（１）の裏面（１Ｂ）に配置して、該被塗装品（１）の表面（１Ａ）に微細な磁性体フレーク（１７）を含む塗料（１５）を塗布し、磁石（３）の輪郭形状に対応した模様を発現させた塗膜を形成する磁性体塗装方法において、
   磁束密度が前記磁石（３）の輪郭に対応する前記被塗装品（１）の磁石端面対応位置（１９Ａ、１９Ｂ）でピークをなして当該磁石端面対応位置（１９Ａ、１９Ｂ）の前記磁石（３）の内側及び外側の方向の両側に離れるとともにゼロに近づき、磁界の方向が、当該磁石端面対応位置（１９Ａ、１９Ｂ）では被塗装品（１）の表面（１Ａ）に平行に沿い、当該位置（１９Ａ、１９Ｂ）の両側に離れるにつれ被塗装品（１）の表面（１Ａ）に垂直な方向に順次傾いて垂直となり、一対の垂直部から更に両側に離れると表面（１Ａ）に対して平行となる側へ前記磁石端面対応位置（１９Ａ、１９Ｂ）とは反対側へ傾く磁界（１３）の形成過程と、
   前記被塗装品（１）の表面（１Ａ）への前記塗料（１５）の塗布過程と、
   塗布した塗料（１５）に含まれる磁性体フレーク（１７）を前記磁界（１３）に沿わせて配向させる配向過程とを備えたことを特徴とする磁性体塗装方法。
5. 前記磁性体塗装装置により塗膜が形成された前記被塗装品（１）は、塗料硬化後の磁性体フレーク（１７）の姿勢によって光の反射方向を変えることで、凸状に見える立体的模様を発現させた塗膜を形成しており、前記立体的模様のうち、廻りよりも明るく、隆起しているように見える部位であって、磁性体フレーク（１７）の姿勢が塗装面に対し略平行に配列される明部（２３）と、前記立体的模様のうち、廻りよりも暗く、凹んでいるように見える部位であって、磁性体フレーク（１７）の姿勢が塗装面に対し立った状態に配列される暗部（２５）と、前記立体的模様のうち、明部（２３）と暗部（２５）の間の色合いであって、磁性体フレーク（１７）の姿勢が塗装面に対しランダムに配列される中間部（２９）とを備え、前記明部（２３）の両側に前記暗部（２５）が配置され、前記暗部（２５）の外側に前記中間部（２９）が配置されることを特徴とする請求項１記載の磁性体塗装装置。
6. 前記明部（２３）は、磁性体フレーク（１７）の姿勢が塗装面に対し上に凸のアーチ状に形成されるアーチ状部（２７）の一部であり、前記暗部（２５）は前記アーチ状部（２７）の両側に配置されることを特徴とする請求項５記載の磁性体塗装装置。

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