JP5599981B2 - 塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗装方法に関する。詳しくは、被塗装面を塗装する塗装方法に関する。

従来より、自動二輪車の燃料タンクは以下の手順で塗装される。すなわち、ベース塗装、クリア塗装、オーバーコートクリア塗装の順に行われる。
ここで、オーバーコートクリア塗装は、図５に示すように、ＵＶ塗料塗布工程、塗膜フロー工程、溶剤乾燥工程、ＵＶ硬化工程、熱硬化工程の順に行われる（特許文献１参照）。
ＵＶ塗料塗布工程は、ＵＶ塗料をワークの被塗装面に塗布する工程である。
塗膜フロー工程は、塗膜表面をフローさせる工程である。
溶剤乾燥工程は、溶剤を乾燥させる工程である。
ＵＶ硬化工程は、紫外線（ＵＶ）を塗料に照射して、ＵＶ塗料を硬化させる工程である。
熱硬化工程は、塗料に赤外線を照射して加熱し、ＵＶ塗料の硬化を促進する工程である。

特許第３２４７２６７号公報

しかしながら、ＵＶ塗料塗布工程の後、直ちにＵＶ硬化工程を行うと、塗膜が強く収縮し、塗膜表面に微細な縮みが生じるチリ肌となりやすい、という問題があった。

本発明は、塗膜表面に微細な縮みが生じるのを防止できる塗装方法を提供することを目的とする。

本発明の塗装方法は、光および熱に反応する化合物（例えば、後述のオリゴマー１０）と、光に反応する化合物（例えば、後述のモノマー２０）と、を含むＵＶ塗料を、被塗装面に塗布するＵＶ塗料塗布工程と、当該ＵＶ塗料塗布工程の後に、少なくとも塗膜を加熱して、熱反応部を一部重合させる加熱工程と、当該加熱工程の後に、少なくとも塗膜に紫外線を照射して、光反応部を重合させるＵＶ照射工程と、当該ＵＶ照射工程の後に、少なくとも塗膜を加熱して、熱反応部の重合度を促進する加熱工程と、を備えることを特徴とする。

ここで、ＵＶ塗料とは、熱硬化およびＵＶ硬化の両方によって硬化する塗料である。例えば、オリゴマー、モノマー、光重合開始剤、およびその他の添加剤からなる主剤と、イスシアネートと、からなる塗料が挙げられる。
また、光反応とは、ＵＶ照射によって、光重合開始剤からラジカルが形成され、このラジカルがモノマー、オリゴマー中の二重結合を攻撃して、この二重結合を開環させ重合させる反応である。

この発明によれば、まず、加熱工程を実行して、熱反応部間に一部橋架け反応を生じさせる。次に、ＵＶ照射工程を実行して、光反応部間の橋架け反応を促進する。次に、加熱工程を実行して、熱反応部間の橋架け反応をさらに促進する。
このように、ＵＶ照射工程の前に一旦加熱工程を実行して、熱反応部間に一部橋架け反応を生じさせたので、従来のようにＵＶ塗料塗布工程の後に直ちにＵＶ硬化工程を行う場合に比べて、塗膜の収縮が緩和されるから、塗膜表面の微細な縮みが生じるのを防止でき、外観を向上させることが可能である。

本発明によれば、ＵＶ照射工程の前に一旦加熱工程を実行して、熱反応部間に一部橋架け反応を生じさせたので、重合したポリマーの弾性によって、塗膜の収縮が緩和されるから、塗膜表面の微細な縮みが生じるのを防止でき、外観を向上させることが可能である。

本発明の一実施形態に係る塗装方法により形成された塗膜を示す断面図である。 前記実施形態に係る塗装方法の手順を示す図である。 前記実施形態に係る塗装方法による塗膜中の状態を説明するための模式図である。 前記実施形態に係る塗装方法のタイミングチャートである。 本発明の変形例に係る塗装方法の手順を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る塗装方法により形成された塗膜１を示す断面図である。
この塗膜１は、ワークとしての自動二輪車の燃料タンク２の表面に形成される。すなわち、まず、ベース塗装、クリア塗装の順に行って、ベース塗装塗膜３、クリア塗装塗膜４を形成する。次に、クリア塗装塗膜４上にシール５を貼り付けて、その後、オーバーコートクリア塗装を行い、オーバーコートクリア塗装塗膜６を形成する。

このうち、オーバーコートクリア塗装は、図２に示すように、ＵＶ塗料塗布工程、塗膜フロー工程、加熱工程としての溶剤乾燥および一部熱硬化工程、ＵＶ照射工程としてのＵＶ硬化工程、加熱工程としての熱硬化工程の順に行われる。

ＵＶ塗料塗布工程とは、光および熱によって反応するオリゴマー１０と、光によって反応するモノマー２０とを含むＵＶ塗料を、被塗装面に塗布する工程である。
このＵＶ塗料塗布工程を実行すると、図３（ａ）に示すように、塗膜中には、オリゴマー１０とモノマー２０とが混在している。

塗膜フロー工程とは、塗膜表面をフローさせる工程である。
溶剤乾燥および一部熱硬化工程とは、塗料に赤外線を照射して塗膜を加熱し、溶剤を乾燥させつつ、ポリマーおよび未反応だったオリゴマーを重合させる工程である。
この溶剤乾燥および一部熱硬化工程を実行すると、モノマー２０は重合しないが、オリゴマー１０が重合する。よって、図３（ｂ）に示すように、塗膜中では、ポリマーの重合度が異なり、ポリマー１１Ａやポリマー１１Ｂが混在した状態となる。よって、この状態では、モノマー２０は重合しておらず、塗膜中を移動可能となっているが、塗膜がある程度硬化することとなる。

ＵＶ硬化工程とは、紫外線を塗料に照射して、塗膜中のモノマーとポリマーとを重合させる工程である。
ＵＶ硬化工程を実行すると、塗膜中では、ポリマー１１Ａ、１１Ｂに加えてモノマー２０も重合した状態となるので、図３（ｃ）に示すように、モノマー２０が重合されたポリマー１１Ｃが生成され、塗膜がさらに硬化することとなる。
なお、ＵＶ照射量は塗膜が深くなるに従って減少するため、この状態では、塗膜の深い部分では、モノマー２０はそれほど重合していない。

次に、熱硬化工程を実行すると、塗膜中では、ポリマー１１Ｃの重合度が進むため、塗膜の深い部分についても、完全に硬化することとなる。

図４は、本発明の塗装方法のタイミングチャートである。図４中、破線は、従来の塗装方法であり、実線は、本発明の塗装方法を示す。
時刻ｔ０からｔ１の期間、塗膜表面をフローさせて、平滑性を高める。具体的には、ＬＷ値を向上させる。

ここで、ＬＷ（Ｌｏｎｇ Ｗａｖｅ）とは、Ｗａｖｅｓｃａｎ（ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ社製）と呼ばれる測定器で測定された、塗膜の平滑度を表す指標である。具体的には、この測定器からレーザ光を塗膜表面に照射して、塗膜表面の反射光強度を検出し、塗膜表面の光学プロファイルを検出する。そして、この光学ファイルを数学的フィルターにかけ、塗膜表面のストラクチャーを波長毎に分離し、測定した波長がある程度長いものを抽出して数値化したものである。したがって、ＬＷ値は、表面のなだらかな凹凸を表したものである。このＬＷ値が低いほど表面が平滑であるといえる。

時刻ｔ１からｔ２の期間、溶剤乾燥および一部熱硬化工程を実行して、ＳＷ値を向上させつつ、塗膜をある程度硬化させる。
ここで、ＳＷ（Ｓｈｏｒｔ Ｗａｖｅ）とは、上述の光学ファイルを数学的フィルターにかけ、塗膜表面のストラクチャーを波長毎に分離し、測定した波長がある程度短いものを抽出して数値化したものである。したがって、ＳＷ値は、表面の細かい凹凸を表したものである。このＳＷ値が低いほど表面が平滑であるといえる。

時刻ｔ２からｔ３の期間、ＵＶ硬化工程を実行して、塗膜をさらに硬化させる。
時刻ｔ３からｔ４の期間、熱硬化工程を実行して、塗膜を完全に硬化させる。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）まず、溶剤乾燥および一部熱硬化工程を実行して、オリゴマー１０間に橋架け反応を生じさせて、ポリマー１１Ａ、１１Ｃを生成する。次に、ＵＶ硬化工程を実行して、ポリマー１１Ａ、１１Ｂおよびモノマー２０間の橋架け反応を促進して、ポリマー１１Ｃを生成する。次に、熱硬化工程を実行して、ポリマーＣ間の橋架け反応をさらに促進する。
このように、ＵＶ硬化工程の前に一旦熱硬化工程を実行して、オリゴマー１０のみを橋架け反応させたので、従来のようにＵＶ塗料塗布工程の後に直ちにＵＶ硬化工程を行う場合に比べて、塗膜の収縮が緩和されるから、塗膜表面の微細な縮みが生じるのを防止でき、外観を向上させることが可能である。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１０ オリゴマー
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ ポリマー
２０ モノマー

Claims (1)

1. 紫外線照射および加熱により反応して重合するオリゴマーと、加熱によっては重合せず紫外線照射により反応して重合するモノマーと、を含むＵＶ塗料を、被塗装面に塗装するＵＶ塗料塗布工程と、
   当該ＵＶ塗料塗布工程の後に、少なくとも塗膜表面を加熱して、前記オリゴマーの熱反応部を一部重合させる加熱工程と、
   当該加熱工程の後に、少なくとも塗膜に紫外線を照射して、前記オリゴマー由来の光反応部および前記モノマーの光反応部を重合させるＵＶ照射工程と、
   当該ＵＶ照射工程の後に、少なくとも塗膜深部を加熱して、前記オリゴマーの熱反応部の重合度を促進する加熱工程と、を備えることを特徴とする塗装方法。

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