JP2013223831A - Laser decorating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基材に形成された塗膜に対してレーザ加飾を行うレーザ加飾方法に関する。 The present invention relates to a laser decoration method for performing laser decoration on a coating film formed on a substrate.
従来から、車両においては、ボディ塗装や外装塗装部品上に図柄や文字等の加飾を施すことが行われているが、前記加飾を施す際には、塗膜の基材に対する密着性等の基本物性を維持したまま加飾することが重要である。従って、前記加飾は、一般的には、ボディ塗装や外装塗装部品の表面に加飾フィルムを貼り付けたり、加飾用の塗装を既存の塗装の表面に追加したりすることにより行われていた。 Conventionally, in vehicles, decoration such as symbols and characters has been performed on body painting and exterior coating parts. When applying the decoration, adhesion of a coating film to a base material, etc. It is important to decorate while maintaining the basic physical properties. Therefore, the decoration is generally performed by attaching a decorative film to the surface of a body paint or exterior paint part, or by adding a decorative paint to the surface of an existing paint. It was.
しかし、加飾フィルムを貼り付けて行う加飾は、加飾デザイン毎に加飾フィルムや部品治具を作成する必要があり、加飾作業に手間がかかるとともに、加飾設備および加飾コストの増大を招いていた。また、加飾用の塗装を既存の塗装に追加して行う加飾においても、加飾デザイン毎に専用のマスキング治具や型マスクを揃えるとともに、加飾用の塗装のために塗装ブースや乾燥用オーブンを揃える必要があり、加飾作業に手間がかかるとともに、加飾設備および加飾コストの増大を招くこととなっていた。
さらに、フィルム貼り付けや追加塗装による加飾では、加飾を行うデザイン種類に制約があった。
However, the decoration performed by pasting the decorative film requires the creation of a decorative film and a component jig for each decorative design, which takes time for the decoration work and reduces the cost of the decoration equipment and the decoration cost. Invited to increase. In addition, decoration is performed by adding decoration paint to existing paint, and dedicated masking jigs and mold masks are prepared for each decoration design, as well as a painting booth and drying for decoration painting. It was necessary to prepare ovens for the work, and it took time and effort for the decoration work, and increased the decoration equipment and the decoration cost.
In addition, there are restrictions on the types of designs that can be used for decoration by pasting a film or adding paint.
そこで、加飾作業の手間の削減や、加飾設備および加飾コストの低減を図るために、基材に形成された塗膜に対して行う加飾を、前記塗膜に対してレーザ光を照射することにより行うことが、考案されている。例えば、特許文献１に記載の技術である。
Therefore, in order to reduce the labor of the decoration work and to reduce the decoration equipment and the decoration cost, the decoration applied to the coating film formed on the base material is irradiated with laser light on the coating film. It has been devised to do by irradiation. For example, the technique described in
特許文献１に記載の技術は、具体的には、基材に対応する成形品に、塗膜に対応する蒸着膜を形成した後に、前記蒸着膜に対してレーザ光を照射して、前記蒸着膜に装飾（レーザーマーキング）を刻設し、さらに、加飾された蒸着膜の表面に保護膜であるトップコート層を形成するものである（特許文献１の実施例２を参照）。
また、前記成形品に形成された前記蒸着膜の表面に、前記蒸着膜を保護する中塗り層を形成した後に、前記成形品にレーザ光を照射して、前記中塗り層および蒸着膜に装飾（レーザーマーキング）を刻設し、装飾を刻設した後に、前記中塗り層の表面に前記トップコート層を形成するものである（特許文献１の実施例４を参照）。
Specifically, in the technique described in
Further, after forming an intermediate coating layer for protecting the vapor deposition film on the surface of the vapor deposition film formed on the molded product, the molded product is irradiated with laser light to decorate the intermediate coating layer and the vapor deposition film. After engraving (laser marking) and embellishment, the topcoat layer is formed on the surface of the intermediate coating layer (see Example 4 of Patent Document 1).
しかし、例えば車両のボディ等に塗装を施す際には、基材に塗膜を形成し、さらに前記塗膜を保護する保護膜層を形成するが、前述の特許文献１実施例２に記載のように加飾を行う場合は、前記保護膜を形成する前の塗膜に対して加飾することとなるため、基材に対する塗装が完了する前に加飾作業を行う必要があり、作業が煩雑となっていた。 However, for example, when coating a vehicle body or the like, a coating film is formed on the base material, and further, a protective film layer for protecting the coating film is formed. When decorating like this, since it will be decorated with respect to the coating film before forming the protective film, it is necessary to perform the decoration work before the coating on the substrate is completed, It was complicated.
また、前述の特許文献１の実施例４に記載のように加飾を行う場合は、塗膜を加飾するレーザ光により、塗膜の表面を保護する中塗り層までが破壊されてしまうため、加飾作業後に塗膜の表面を保護するための保護膜を再度形成する必要があり、作業性が悪く煩雑であった。
即ち、この特許文献１の実施例４に記載の技術を、例えば図８に示すような、鋼板１０１の表面に、順に電着塗装により形成される下塗り塗装膜１０２、中塗り塗装膜１０３、ならびにベース塗膜１０４ａおよびクリア層１０４ｂからなる上塗り塗装膜１０４が形成された車両のボディに対して適用した場合、クリア層１０４ｂ側から照射されたレーザ光は、クリア層１０４ｂを破壊しながらベース塗膜１０４ａを加飾して、ベース塗膜１０４ａに加飾部を形成することとなり（図８（ａ）参照）、加飾作業後にクリア層１０４ｂの表面にベース塗膜１０４ａを保護するための保護コート膜１０５を形成することが必要となる（図８（ｂ）参照）。
Moreover, when decorating as described in Example 4 of
That is, the technique described in Example 4 of
そこで、本発明においては、加飾設備および加飾コストの増大を招くことなく、優れた作業性にて、基材に塗膜が形成されたワークに対してレーザ加飾を行うことができるレーザ加飾方法を提供するものである。 Therefore, in the present invention, a laser capable of performing laser decoration on a workpiece having a coating film formed on a substrate with excellent workability without incurring an increase in decoration equipment and decoration cost. A decoration method is provided.
上記課題を解決するレーザ加飾方法は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、基材に塗膜を形成して構成されるワークに対してレーザ加飾を行うレーザ加飾方法であって、基材に形成された塗膜の表面に、前記塗膜を保護するクリア層を形成するクリア層形成工程と、前記クリア層形成工程の後に、前記クリア層が最表層に形成された前記ワークに対して、前記クリア層側からレーザ光を照射して、前記塗膜に装飾を施す装飾工程とを備える。
The laser decoration method for solving the above problems has the following characteristics.
That is, as described in
また、請求項２記載の如く、前記レーザ光の波長は、１０６０ｎｍ〜１０６４ｎｍである。 The wavelength of the laser beam is 1060 nm to 1064 nm.
また、請求項３記載の如く、前記ワークに照射するレーザ光のエネルギー強度を、前記塗膜の色に応じて変化させる。 According to a third aspect of the present invention, the energy intensity of laser light applied to the workpiece is changed according to the color of the coating film.
本発明によれば、加飾設備および加飾コストの増大を招くことなく、優れた作業性にて、基材に塗膜が形成されたワークに対してレーザ加飾を行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, laser decoration can be performed with respect to the workpiece | work in which the coating film was formed in the base material by the outstanding workability | operativity, without causing the increase in a decoration installation and a decoration cost.
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。 Next, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本願発明にかかる加飾方法は、塗装がなされた車両のボディや外装塗装部品等のワークにおける塗膜表面に対してレーザ光を照射して、前記塗膜上に図柄や文字等の加飾を施すレーザ加飾方法である。 The decoration method according to the present invention is a method of irradiating a coating film surface on a workpiece such as a painted vehicle body or an exterior coating part with a laser beam to decorate a pattern or characters on the coating film. This is a laser decoration method to be applied.
図１に示すワークＷは、例えば塗装が施された車両のボディであり、鋼板等の基材１と、基材１の表面に電着塗装をなすことにより形成される下塗り塗装膜２と、下塗り塗装膜２の表面に中塗り塗料を塗装することにより形成される中塗り塗装膜３と、中塗り塗装膜３の表面に形成される上塗り塗装膜４とを備えている。
A workpiece W shown in FIG. 1 is, for example, a body of a vehicle that has been painted, a
上塗り塗装膜４は、中塗り塗装膜３の表面にベース塗料を塗布することにより形成されるベース塗膜４ａと、ベース塗膜４ａの表面にクリア塗料を塗布することにより形成されるクリア層４ｂとで構成されている。クリア層４ｂは、ベース塗膜４ａの表層側に配置されており、ワークＷの最表層に形成されている。
ベース塗膜４ａは、塗装がなされたワークＷの塗色を示す塗装膜であり、クリア層４ｂは、ベース塗膜４ａの表面を覆うことにより、ワークＷの塗装にツヤを付与するとともに、ベース塗膜４ａを保護してワークＷの塗装の耐候性を担うものである。また、クリア層４ｂは透明な塗膜層である。
The
The base coating film 4a is a coating film that shows the coating color of the workpiece W that has been painted. The
本実施形態におけるレーザ加飾方法は、ベース塗膜４ａの表面にクリア層４ｂを形成するクリア層形成工程と、前記クリア層形成工程の後に、クリア層４ｂが最表層に形成されたワークＷに対して、クリア層４ｂ側からレーザ光を照射して、ベース塗膜４ａに装飾を施し加飾部を形成する装飾工程とを備えている。
In the laser decoration method in the present embodiment, the
ワークＷに照射されるレーザ光は、１０６０ｎｍ〜１０６４ｎｍの波長を有するレーザ光である。
また、前記レーザ光は、例えば、Ｙｂ（イッテルビウム）がドーピングされたファイバ内でレーザ光を効率良く励起・増幅させパルス発振を得る、ＦＡＹｂ（Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｙｔｔｅｒｂｉｕｍ）方式により生成されるレーザ光である。
Laser light applied to the workpiece W is laser light having a wavelength of 1060 nm to 1064 nm.
Further, the laser light is, for example, laser light generated by a FAB (Fiber Amplified Yterbium) method in which laser light is efficiently excited and amplified in a fiber doped with Yb (ytterbium) to obtain pulse oscillation.
１０６０ｎｍ〜１０６４ｎｍの波長を有するレーザ光をワークＷに対してクリア層４ｂ側から照射した場合、透明なクリア層４ｂは前記レーザ光を吸収せずに透過させる性質を有しているため、前記レーザ光は直接ベース塗膜４ａを刻設して加飾することとなる。
即ち、前記レーザ光は、クリア層４ｂを破壊することなく、ワークＷの塗装の発色を担うベース塗膜４ａのみに作用して、当該ベース塗膜４ａを直接加飾することとなる。
When laser light having a wavelength of 1060 nm to 1064 nm is irradiated to the workpiece W from the
That is, the laser beam acts only on the base coating film 4a responsible for the color development of the workpiece W without destroying the
これにより、レーザ光の照射によりクリア層４ｂの物性が変化することがないため、ワークＷの塗装における耐候性や密着性等の塗膜性能を損なうことなく、ベース塗膜４ａの色彩を変化させて加飾を行うことが可能となり、加飾作業後にクリア層４ｂの表面に保護膜を形成する必要がないため、作業性を向上することができる。
また、ワークＷへのレーザ光の照射により加飾を行うので、塗装ブースや乾燥用オーブン等の生産設備の増強や、治具やマスキングやフィルム等の部品の増加を伴うことなく、また文字や絵柄等のデザインに制約を生じさせることなく、簡便にワークＷに対する加飾を行うことが可能となる。
As a result, the physical properties of the
In addition, because decoration is performed by irradiating the workpiece W with laser light, without increasing the production facilities such as the painting booth and drying oven, and without increasing the number of parts such as jigs, masking and film, It is possible to easily decorate the workpiece W without causing restrictions on the design such as the design.
このように、本実施形態におけるレーザ加飾方法においては、加飾設備および加飾コストの増大を招くことなく、優れた作業性にて、基材１にベース塗膜４ａ等の塗膜が形成されたワークＷに対してレーザ加飾を行うことが可能となっている。
Thus, in the laser decoration method according to the present embodiment, a coating film such as the base coating film 4a is formed on the
次に、基材１にベース塗膜４ａ等の塗膜およびクリア層４ｂを形成したワークＷであるサンプル塗膜板を実際に作製し、前記サンプル塗膜板に対して本実施形態のレーザ加飾方法により加飾を行った際の、加飾性評価および塗膜性能評価を行った結果について説明する。
Next, a sample coating plate, which is a workpiece W in which a coating film such as a base coating film 4a and a
前記サンプル塗膜板は、基材１として冷間圧延鋼板を用い、基材１に２０μｍ厚の下塗り塗装膜２、３０μｍ厚の中塗り塗装膜３、１５μｍ厚のベース塗膜４ａ、および１５μｍ厚のクリア層４ｂを形成することにより作製した。
また、前記サンプル塗膜板は、代表色として選定したパール色、シルバー色、赤色、および青色の各色について作製した。
The sample coating plate uses a cold-rolled steel plate as the
Moreover, the said sample coating-film board was produced about each color of pearl color selected as a representative color, silver color, red, and blue.
ベース塗膜４ａを構成するベース塗料は、関西ペイント社製の水性ベース塗料であるＷＢＣ−７１３Ｔ（色番：０７０（パール色）、１Ｆ７（シルバー色）、３Ｒ３（赤色）、８Ｔ０（青色））を用いた。
クリア層４ｂを構成するクリア塗料は、関西ペイント社製のクリア塗装であるＫＩＮＯ−１２１０ＴＷを用いた。
The base paint constituting the base coating film 4a is WBC-713T (color number: 070 (pearl color), 1F7 (silver color), 3R3 (red), 8T0 (blue)), which is a water-based base paint manufactured by Kansai Paint Co., Ltd. Was used.
As the clear paint constituting the
前記サンプル塗膜板に照射するレーザ光は、１０６０ｎｍ〜１０６４ｎｍの波長を有するＦＡＹｂレーザ光であり、４５ｍＪ／ｃｍ2（第１水準）、２１５ｍＪ／ｃｍ2（第２水準）、４３０ｍＪ／ｃｍ2（第３水準）、６４０ｍＪ／ｃｍ2（第４水準）、および８６０ｍＪ／ｃｍ2（第５水準）、の５水準の照射エネルギーにて各サンプル塗膜板に対して照射した（但し、パール色のサンプル塗膜板のみ第２水準〜第５水準の４水準にてレーザ光の照射を行った）。 The laser light applied to the sample coating plate is FAYb laser light having a wavelength of 1060 nm to 1064 nm and is 45 mJ / cm 2 (first level), 215 mJ / cm 2 (second level), 430 mJ / cm 2 ( (3rd level), 640 mJ / cm 2 (4th level), and 860 mJ / cm 2 (5th level), each sample coating plate was irradiated with 5 levels of irradiation energy (however, pearl color Only the sample coating plate was irradiated with laser light at 4 levels from 2nd level to 5th level).
前述の５水準の照射エネルギーでのレーザ光の照射により加飾が施された、４色の各サンプル塗膜板について、加飾性評価を行った。
具体的には、レーザ光の未照射部位と照射部位との色差を測定し、加飾前後で有効な色変化を生じさせることができるレーザ光の照射条件（照射エネルギー）を確認した。
The decorating properties of each of the four-color sample coating plates that were decorated by irradiation with laser light with the above-described five levels of irradiation energy were evaluated.
Specifically, the color difference between the unirradiated portion and the irradiated portion of the laser beam was measured, and the irradiation condition (irradiation energy) of the laser beam capable of causing an effective color change before and after the decoration was confirmed.
色差の測定は、側色計（コニカミノルタ社製 ＣＭ−５１２ｍ３）を用いて行い、各サンプル塗膜板について３方向（測定光照射角度が２５°、４５°、７５°の３方向）から測定を行った。
また、測定した色差値は、ＣＩＥΔＥ９４にて表した。
The color difference is measured using a side color meter (CM-512m3 manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) and measured from three directions (three directions of measurement light irradiation angles of 25 °, 45 °, and 75 °) for each sample coating plate. Went.
Moreover, the measured color difference value was represented by CIEΔE94.
加飾性評価においては、加飾により生じた色変化が有効な色変化であるか否かを判定し、各照射エネルギー水準における各測定光照射角度の測定値において、一つ以上の角度での色差値が１．０以上である場合に、有効な色変化があるものと判定した。 In the decorativeness evaluation, it is determined whether or not the color change caused by the decoration is an effective color change, and in the measurement value of each measurement light irradiation angle at each irradiation energy level, at one or more angles When the color difference value was 1.0 or more, it was determined that there was an effective color change.
図２〜図５に、各色のサンプル塗膜板についての色差の測定結果を示す。具体的には、図２にはパール色のサンプル塗膜板についての測定結果、図３にはシルバー色のサンプル塗膜板についての測定結果、図４には赤色のサンプル塗膜板についての測定結果、図５には青色のサンプル塗膜板についての測定結果を示す。 The measurement result of the color difference about the sample coating film board of each color is shown in FIGS. Specifically, FIG. 2 shows the measurement results for the pearl sample coating plate, FIG. 3 shows the measurement results for the silver sample coating plate, and FIG. 4 shows the measurement for the red sample coating plate. As a result, FIG. 5 shows the measurement results for the blue sample coating plate.
図２によれば、パール色のサンプル塗膜板については、第４水準の照射エネルギー（６４０ｍＪ／ｃｍ2）の場合に、照射角度４５°および照射角度７５°において色差値が１．０以上となっており、第５水準の照射エネルギー（８６０ｍＪ／ｃｍ2）の場合に、全ての照射角度において色差値が１．０以上となっていることから、レーザ光の照射エネルギーが６４０ｍＪ／ｃｍ2以上であれば有効な色変化を生じさせることができるものと判断できる（図２における網掛け部分を参照）。 According to FIG. 2, the color difference value of the pearl color sample coating plate is 1.0 or more at an irradiation angle of 45 ° and an irradiation angle of 75 ° in the case of the fourth level irradiation energy (640 mJ / cm 2 ). In the case of the fifth level irradiation energy (860 mJ / cm 2 ), since the color difference value is 1.0 or more at all irradiation angles, the laser beam irradiation energy is 640 mJ / cm 2 or more. If so, it can be determined that an effective color change can be caused (see the shaded portion in FIG. 2).
図３によれば、シルバー色のサンプル塗膜板については、第２水準の照射エネルギー（２１５ｍＪ／ｃｍ2）の場合に、照射角度２５°において色差値が１．０以上となっており、第３水準および第４水準の照射エネルギー（４３０ｍＪ／ｃｍ2、６４０ｍＪ／ｃｍ2）の場合に、照射角度２５°および照射角度４５°において色差値が１．０以上となっており、第５水準の照射エネルギー（８６０ｍＪ／ｃｍ2）の場合に、全ての照射角度において色差値が１．０以上となっていることから、レーザ光の照射エネルギーが２１５ｍＪ／ｃｍ2以上であれば有効な色変化を生じさせることができるものと判断できる（図３における網掛け部分を参照）。 According to FIG. 3, the color difference value is 1.0 or more at the irradiation angle of 25 ° for the silver-colored sample coating plate in the case of the second level irradiation energy (215 mJ / cm 2 ). In the case of the irradiation energy (430 mJ / cm 2 , 640 mJ / cm 2 ) of the 3rd level and the 4th level, the color difference value is 1.0 or more at the irradiation angle of 25 ° and the irradiation angle of 45 °. In the case of irradiation energy (860 mJ / cm 2 ), since the color difference value is 1.0 or more at all irradiation angles, an effective color change is achieved if the irradiation energy of laser light is 215 mJ / cm 2 or more. It can be determined that it can be generated (see the shaded portion in FIG. 3).
図４によれば、赤色のサンプル塗膜板については、第２水準および第３水準の照射エネルギー（２１５ｍＪ／ｃｍ2、４３０ｍＪ／ｃｍ2）の場合に、照射角度２５°において色差値が１．０以上となっており、第４水準および第５水準の照射エネルギー（６４０ｍＪ／ｃｍ2、８６０ｍＪ／ｃｍ2）の場合に、全ての照射角度において色差値が１．０以上となっていることから、レーザ光の照射エネルギーが２１５ｍＪ／ｃｍ2以上であれば有効な色変化を生じさせることができるものと判断できる（図４における網掛け部分を参照）。 According to FIG. 4, for the red sample coating plate, the color difference value is 1. at the irradiation angle of 25 ° in the case of the irradiation energy of the second level and the third level (215 mJ / cm 2 , 430 mJ / cm 2 ). In the case of the fourth level and fifth level irradiation energy (640 mJ / cm 2 , 860 mJ / cm 2 ), the color difference value is 1.0 or more at all irradiation angles. If the irradiation energy of the laser beam is 215 mJ / cm 2 or more, it can be determined that an effective color change can be caused (see the shaded portion in FIG. 4).
図５によれば、青色のサンプル塗膜板については、第１水準〜第５水準の全ての照射エネルギー（４５ｍＪ／ｃｍ2、２１５ｍＪ／ｃｍ2、４３０ｍＪ／ｃｍ2、６４０ｍＪ／ｃｍ2、８６０ｍＪ／ｃｍ2）の場合に、全ての照射角度において色差値が１．０以上となっていることから、レーザ光の照射エネルギーが４５ｍＪ／ｃｍ2以上であれば有効な色変化を生じさせることができるものと判断できる（図５における網掛け部分を参照）。 According to FIG. 5, for the blue sample coated plate, all irradiation energies of the first level to the fifth level (45 mJ / cm 2 , 215 mJ / cm 2 , 430 mJ / cm 2 , 640 mJ / cm 2 , 860 mJ / In the case of cm 2 ), since the color difference value is 1.0 or more at all irradiation angles, an effective color change can be generated if the laser beam irradiation energy is 45 mJ / cm 2 or more. (See the shaded portion in FIG. 5).
各サンプル塗膜板においては、ベース塗膜４ａの塗色により、有効な色変化を生じさせ得る照射エネルギー強度が異なっているが、これは以下の理由によるものと考えられる。
つまり、１．塗色の違いにより、照射されたレーザ光のエネルギー吸収率が異なる、２．各塗色のベース塗膜４ａにおける光輝顔料種により、照射されたレーザ光のエネルギー吸収率が異なる、塗色の違いにより、色変化の見え方が異なる（例えばパール色に用いられるマイカ顔料は元々透明であるため、加飾前後での色変化が分かりにくい）、といった３つの理由が組み合わさることによるものと考えられる。
In each sample coating film plate, the irradiation energy intensity that can cause an effective color change differs depending on the coating color of the base coating film 4a. This is considered to be due to the following reason.
That is, 1. 1. The energy absorption rate of the irradiated laser beam differs depending on the coating color. The energy absorption rate of the irradiated laser beam differs depending on the type of bright pigment in the base coating film 4a of each coating color, and the appearance of the color change differs depending on the coating color (for example, mica pigments used for pearl colors are originally This is thought to be due to a combination of three reasons, such as the transparency of the color change before and after decoration is difficult to understand.
このように、有効な色変化を生じさせ得る照射エネルギー強度はベース塗膜４ａの塗色により異なるが、４５ｍＪ／ｃｍ2の照射エネルギーでも有効な色変化を生じさせ得る塗色があることが分かった。 Thus, although the irradiation energy intensity that can cause an effective color change varies depending on the coating color of the base coating film 4a, it is found that there is a coating color that can cause an effective color change even with an irradiation energy of 45 mJ / cm 2. It was.
また、各色・各照射エネルギー水準のサンプル塗膜板について、塗膜性能評価を行った。前記塗膜性能評価としては、ＪＩＳ Ｋ５４００に規定される碁盤目付着試験を実施した。
具体的には、各サンプル塗膜板の塗膜に対して切り傷を碁盤目状に１００マス付け、切り傷を付けた部分にセロハン粘着テープを貼り付けた後、前記テープの端部を塗膜面から垂直方向へ引き剥がし、塗膜の剥がれの有無を評価した。
Moreover, the coating-film performance evaluation was performed about the sample coating-film board of each color and each irradiation energy level. As the coating film performance evaluation, a cross-cut adhesion test defined in JIS K5400 was performed.
Specifically, 100 squares of cuts are applied to the coating film of each sample coating plate, and a cellophane adhesive tape is applied to the cut part, and then the end of the tape is applied to the coating surface. The film was peeled off in the vertical direction, and the presence or absence of peeling of the coating film was evaluated.
図６に、各サンプル塗膜板についての塗膜性能評価の結果を示す。
図６によれば、パール色のサンプル塗膜板については、第１水準〜第５水準の全ての照射エネルギー（４５ｍＪ／ｃｍ2、２１５ｍＪ／ｃｍ2、４３０ｍＪ／ｃｍ2、６４０ｍＪ／ｃｍ2、８６０ｍＪ／ｃｍ2）の場合において、塗膜の剥がれは発生しなかった。
従って、パール色のサンプル塗膜板については、第１水準〜第５水準の全ての照射エネルギーにおいてレーザ光照射による加飾を行っても、塗膜性能を維持することが可能であると判断できる。
In FIG. 6, the result of the coating-film performance evaluation about each sample coating-film board is shown.
According to FIG. 6, for the pearl color sample coating plate, all irradiation energies of the first level to the fifth level (45 mJ / cm 2 , 215 mJ / cm 2 , 430 mJ / cm 2 , 640 mJ / cm 2 , 860 mJ). / Cm 2 ), peeling of the coating film did not occur.
Therefore, it can be determined that the pearl color sample coating plate can maintain the coating performance even if it is decorated with laser light irradiation at all irradiation energies of the first level to the fifth level. .
シルバー色のサンプル塗膜板については、第１水準〜第３水準の照射エネルギー（４５ｍＪ／ｃｍ2、２１５ｍＪ／ｃｍ2、４３０ｍＪ／ｃｍ2）の場合において塗膜の剥がれは発生せず、第４水準および第５水準の照射エネルギー（６４０ｍＪ／ｃｍ2、８６０ｍＪ／ｃｍ2）の場合において塗膜の剥がれが発生した。
即ち、シルバー色のサンプル塗膜板については、６４０ｍＪ／ｃｍ2以上の照射エネルギーにてレーザ光照射による加飾を行うと、塗膜性能を維持できないおそれがあるため、加飾を行うレーザ光の照射エネルギーは４３０ｍＪ／ｃｍ2以下とすることが好ましい。
With respect to the silver-colored sample coating plate, the peeling of the coating does not occur in the case of the first to third level irradiation energy (45 mJ / cm 2 , 215 mJ / cm 2 , 430 mJ / cm 2 ). In the case of the irradiation energy (640 mJ / cm 2 , 860 mJ / cm 2 ) of the level and the fifth level, peeling of the coating film occurred.
That is, with respect to the silver sample coating plate, if decoration by laser light irradiation is performed with an irradiation energy of 640 mJ / cm 2 or more, the coating film performance may not be maintained. The irradiation energy is preferably 430 mJ / cm 2 or less.
赤色のサンプル塗膜板については、第１水準〜第３水準の照射エネルギー（４５ｍＪ／ｃｍ2、２１５ｍＪ／ｃｍ2、４３０ｍＪ／ｃｍ2）の場合において塗膜の剥がれは発生せず、第４水準および第５水準の照射エネルギー（６４０ｍＪ／ｃｍ2、８６０ｍＪ／ｃｍ2）の場合において塗膜の剥がれが発生した。
即ち、赤色のサンプル塗膜板については、６４０ｍＪ／ｃｍ2以上の照射エネルギーにてレーザ光照射による加飾を行うと、塗膜性能を維持できないおそれがあるため、加飾を行うレーザ光の照射エネルギーは４３０ｍＪ／ｃｍ2以下とすることが好ましい。
For the red sample coating film plate, the peeling of the coating film does not occur in the case of the irradiation energy of the first level to the third level (45 mJ / cm 2 , 215 mJ / cm 2 , 430 mJ / cm 2 ), and the fourth level. In the case of the irradiation energy at the fifth level (640 mJ / cm 2 , 860 mJ / cm 2 ), peeling of the coating film occurred.
That is, for the red sample coating film plate, if decoration by laser light irradiation is performed with an irradiation energy of 640 mJ / cm 2 or more, the coating film performance may not be maintained. The energy is preferably 430 mJ / cm 2 or less.
青色のサンプル塗膜板については、第１水準〜第４水準の照射エネルギー（４５ｍＪ／ｃｍ2、２１５ｍＪ／ｃｍ2、４３０ｍＪ／ｃｍ2、６４０ｍＪ／ｃｍ2）の場合において、塗膜の剥がれは発生せず、第５水準の照射エネルギー（８６０ｍＪ／ｃｍ2）の場合において塗膜の剥がれが発生した。
即ち、青色のサンプル塗膜板については、８６０ｍＪ／ｃｍ2以上の照射エネルギーにてレーザ光照射による加飾を行うと、塗膜性能を維持できないおそれがあるため、加飾を行うレーザ光の照射エネルギーは６４０ｍＪ／ｃｍ2以下とすることが好ましい。
For the blue sample coating plate, peeling of the coating occurs in the case of the first to fourth level irradiation energy (45 mJ / cm 2 , 215 mJ / cm 2 , 430 mJ / cm 2 , 640 mJ / cm 2 ). Without peeling, the coating film peeled off in the case of the fifth level irradiation energy (860 mJ / cm 2 ).
That is, for the blue sample coating plate, if decoration is performed by laser light irradiation at an irradiation energy of 860 mJ / cm 2 or more, the coating film performance may not be maintained. The energy is preferably 640 mJ / cm 2 or less.
上述の加飾性評価および塗膜性能評価の結果から、有効な加飾を行うことができるとともに、塗膜の密着性を低下させることがないレーザ光の照射エネルギー強度、即ち有効なレーザ光照射エネルギー強度は、図７に示すような範囲となる。
即ち、図７によれば、パール色のサンプル塗膜板については、６４０ｍＪ／ｃｍ2が照射エネルギー強度の下限となる（本実例では、測定を行った照射エネルギー強度の最大値が８６０ｍＪ／ｃｍ2であったので、上限は少なくとも８６０ｍＪ／ｃｍ2となる）。
From the results of the above-described decorating property evaluation and coating film performance evaluation, it is possible to perform effective decoration, and the irradiation energy intensity of laser light that does not reduce the adhesion of the coating film, that is, effective laser light irradiation The energy intensity is in a range as shown in FIG.
That is, according to FIG. 7, 640 mJ / cm 2 is the lower limit of the irradiation energy intensity for the pearl sample coating plate (in this example, the maximum value of the measured irradiation energy intensity is 860 mJ / cm 2. Therefore, the upper limit is at least 860 mJ / cm 2 ).
シルバー色のサンプル塗膜板については、２１５ｍＪ／ｃｍ2が下限となり、４３０ｍＪ／ｃｍ2が上限となる。
赤色のサンプル塗膜板については、２１５ｍＪ／ｃｍ2が下限となり、４３０ｍＪ／ｃｍ2が上限となる。
青色のサンプル塗膜板については、４５ｍＪ／ｃｍ2が下限となり、６４０ｍＪ／ｃｍ2が上限となる。
For the silver sample coating film plate, 215 mJ / cm 2 is the lower limit, and 430 mJ / cm 2 is the upper limit.
For the red sample coating plate, 215 mJ / cm 2 is the lower limit and 430 mJ / cm 2 is the upper limit.
For the blue sample coated plate, 45 mJ / cm 2 is the lower limit and 640 mJ / cm 2 is the upper limit.
このように、１０６０ｎｍ〜１０６４ｎｍの波長を有するレーザ光をサンプル塗膜板等のワークＷに対して照射してベース塗膜４ａを加飾する場合、ベース塗膜４ａの塗色に応じてワークＷに照射するレーザ光のエネルギー強度を変化させて、適切なエネルギー強度のレーザ光をワークＷに照射することで、各塗色のワークＷに対して、塗膜の密着性を低下させることなく、有効な加飾を行うことが可能となっている。 Thus, when decorating the base coating film 4a by irradiating the workpiece W such as a sample coating film plate with laser light having a wavelength of 1060 nm to 1064 nm, the workpiece W depends on the coating color of the base coating film 4a. By changing the energy intensity of the laser beam irradiated to the workpiece W and irradiating the workpiece W with a laser beam having an appropriate energy intensity, without reducing the adhesion of the coating film to the workpiece W of each coating color, Effective decoration can be performed.
Ｗ ワーク
１ 基材
２ 下塗り塗装膜
３ 中塗り塗装膜
４ 上塗り塗装膜
４ａ ベース塗膜
４ｂ クリア層
Claims (3)
基材に形成された塗膜の表面に、前記塗膜を保護するクリア層を形成するクリア層形成工程と、
前記クリア層形成工程の後に、前記クリア層が最表層に形成された前記ワークに対して、前記クリア層側からレーザ光を照射して、前記塗膜に装飾を施す装飾工程とを備える、
ことを特徴とするレーザ加飾方法。 A laser decoration method for performing laser decoration on a workpiece formed by forming a coating film on a substrate,
On the surface of the coating film formed on the substrate, a clear layer forming step of forming a clear layer that protects the coating film,
After the clear layer forming step, the workpiece having the clear layer formed on the outermost layer is irradiated with laser light from the clear layer side to provide a decoration step for decorating the coating film.
The laser decoration method characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加飾方法。 The wavelength of the laser light is 1060 nm to 1064 nm.
The laser decoration method according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザ加飾方法。 The energy intensity of the laser light irradiated to the workpiece is changed according to the color of the coating film,
The laser decoration method according to claim 1 or 2, wherein
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