KUBOI Coating Works Co.,Ltd.

久保井塗装株式会社

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プラスチック部品の応用範囲を拡げる

プラスチック用放熱塗装

平成24年度

経済産業省

サポイン事業

採択技術

※イメージ写真

日本初、100℃以下の低温度帯で20%(15℃)の放熱に成功!※

近年、自動車や電化製品といった工業製品は集積化が進み、光源やバッテリーの熱対策が必要になっています。しかし、形状自由度が高いプラスチック部品の変形を避けられるような、100℃以下の温度帯で放熱させる有効な手段がありませんでした。この温度帯で5℃以上の放熱効果が得られれば、商品の競争力強化につながると自動車メーカーから要望をいただいて技術開発しました。

※平成24年・当社調べ。

塗装に新たな機能性を付与する技術。

自動車メーカーからの要望を達成するため、目標の放熱効果が得られる骨材を選定し、骨材が性能を充分に発揮できる最適濃度で混ぜた塗料を開発し、高濃度の塗料でも均質に塗装できる塗装機器と塗装技術を確立しました。その結果、100℃以下の温度帯で約20%の放熱を実現しました。

 

骨材が高濃度に分散した塗料を作る技術、高濃度の塗料を均質に塗装する技術、それらを安定的に続けられる量産機器の基礎技術が確立したため、機能性骨材を換えることで様々な高機能塗装が可能になりました。既に応用技術として、医療機関向け抗菌塗装を開発しています。

風洞実験による放熱塗装効果の検証。

共同研究者である首都大学東京の研究室で、同一条件下において表面温度を検証しました。サーモグラフのデータが示すように、放熱塗装のない状態では熱が局部に集中し高温になってしまうところ(左側写真)、当社が開発した放熱塗装を施したものは熱が分散し、局部が高温になることを抑える効果があります(右側写真)。

 

また、平面のテストピースにさまざまな骨材を塗装し実験した結果、最も効果の高いものは、未塗装のテストピースが約74℃まで温度上昇する環境で、約59℃と20%ほどの放熱効果を得る結果となりました。しかし、高い放熱効果を実現するためにつくられた塗料は、とても塗料とは呼べないような高粘度なものでした。

 

この超高粘度塗料をロボットで塗装する技術が必要となりましたが、これを実現したのが当社の研究開発成果です。現段階では更なる技術開発が必要な基礎技術ですが、具体的な製品に応用する段階を、共同研究していただけるプラスチック製品メーカー企業を探しています。

未塗装品は熱源周囲に熱がこもり高温になった

放熱塗装品は全体に熱が分散し、放熱した

大学、塗装機器メーカーとの共同研究。

この高機能塗装の要素技術は、塗装機器メーカーと大学に協力を請い、共同研究としてプロジェクトが成立したことが成果につながりました。首都大学東京から提示された理論体系を実現するために、高機能骨材の分散に対応した塗料調合技術(塗料調合技術や分散技術など)を開発し、塗料機器メーカーである株式会社明治機械製作所とともに特殊塗装用スプレーガンの開発(液垂れしにくい構造の実現、詰まりにくい構造の実現、骨材を均一に塗装する構造の実現)、そして高濃度塗料を均質に塗る塗装技術の開発(ロボット制御技術や周辺機器制御技術など)に成功しました。

経済産業省のサポイン事業として。

放熱塗装の研究開発は、経済産業省が推進するサポーティングインダストリー事業(戦略的基盤技術高度化支援事業)の一環として行ったものであり、平成24年に塗装が対象技術に追加されたときに第一号として採択されました。

要素技術の活用アイデア。

自動車や電化製品といった工業製品は集積化が進み、光源やバッテリーの熱対策が必要になっていますが、形状自由度が高いプラスチック部品の変形を避けられるような低温度帯で放熱させる有効な手段がありませんでした。当社の放熱塗装は、100℃以下で15℃ほどの放熱を実現しており、さまざまな分野で展開が可能です。

 

●自動車部品における展開例

樹脂製インレットマニホールド、樹脂製カバー

ハイブリット車・電気自動車用大容量バッテリー

排熱ダクト、エアコン/ヒーターユニットなど

 

※右の写真は製品例のイメージで、実際に放熱塗装が採用された製品ではありません。

VIDEO

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