JP2011098341A - 製品に多色の永久的な塗装を施すための方法 - Google Patents

製品に多色の永久的な塗装を施すための方法 Download PDF

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Abstract

【課題】色交換時の手間が少なく、洗浄手間が少なくなるような、たとえば車体部分のような製品に多色かつ永久的な塗装を施すことを可能にする方法を提供する。
【解決手段】A)製品1の表面2上で、第1の領域4と、第1の領域4内の第1の箇所5と、第1の領域4内の、第1の箇所5とは異なる第2の箇所6とを規定し、B1,B2)表面に少なくとも第1の領域内で、第1の分離層7を形成し、第1の分離層を少なくとも第1の箇所において電磁放射線8’’で照射し、ただし第2の箇所では照射しないようにし、C1)表面に、少なくとも第1の箇所において第1の塗料層10を形成し、D)第1の塗料層を少なくとも第1の箇所において定着させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、製品に多色の永久的な塗装を施すための方法に関する。
たとえば自動車製造または白物家電、飲料自動販売機、金属ファサード等におけるような産業塗装の分野から、金属薄板またはプラスチック面に塗装を施す、つまり金属薄板またはプラスチック面に永久的もしくは持続的に塗料を塗布することが知られている。これにより、これらの部材を腐食および損傷から長時間、つまり長年にわたって保護し、視覚的にも魅力的に形成することができるようになる。この場合、このような部材には、唯1つの塗料を塗布するだけではなく、互いに異なる色の2つの塗料を2つの作業ステップで塗布することが既に知られている。このためには、最初に塗布された塗料が、異なる色の第2の塗装の前に部分的に剥がされる。このような方法は、多くの作業、時間およびコストを要する。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第102008053178号明細書は、自動車車体構成部分の塗装のための被覆装置を示している。この被覆装置では、少なくとも1つのノズルを有する印刷ヘッド、たとえばバブルジェット式印刷ヘッドまたはピエゾ式印刷ヘッドが、塗料を塗布するために使用される。CMYK原色および特殊色を使用して、装飾塗装を行うこともできる。印刷ヘッドは、ノズルの配列を有していて、印刷時に回転することができる。いわゆるスプレーしぶき、つまり噴霧されたものの塗布されなかった塗料は、僅かに抑えられるかまたは抑止されて、これによって、塗装室内空気からスプレーしぶきを別個に洗浄することを省くことが望まれる。この被覆装置は、1つまたは複数の色交換器と複数の被覆剤供給管路とを有しているので、ある程度の洗浄手間を想定しなければならない。
これとは別のグラフィック産業、特にオフセット印刷の分野から、さらに、刷版に画像を形成して、一時的にもしくは可逆的に着色することが既に知られている。これにより塗布されたインキを刷版から基材(たとえば紙または厚紙)に転写することできるようになる。印刷後に、この刷版から完全に色が落とされ、刷版は場合によっては再び使用可能となる。大抵の場合、基材は多色に印刷される、つまり種々異なって着色される複数の刷版が使用される。刷版は、画像の形成時に、印刷したい画像データに相応して構造化される、つまり表面に、インキが乗る領域とインキをはじく領域とが、たとえばレーザ放射線を用いて提供される。構造化の方法には、たとえばインキが乗る領域内での両親和性の分子による刷版の構造化もしくは位置分解されたナノスケールの被覆が含まれる。
さらにグラフィック産業から、このように転写されたインキを基材上で乾燥または硬化させることが既に知られている。この場合、UV放射線またはIR放射線が(レーザ放射線としても)使用可能である。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第102008053178号明細書
本発明の課題は、公知先行技術を改良して、色交換時の手間が少なく、洗浄手間が少なくなるような、たとえば車体部分のような製品に多色の永久的な塗装を施すことを可能にする方法を提供することである。
この課題は、本発明によれば、請求項1記載の特徴を有する方法、すなわち、
A)製品の表面上で、第1の領域と、第1の領域内の第1の箇所と、第1の領域内の、第1の箇所とは異なる第2の箇所とを規定し;
B1,B2)表面に、少なくとも第1の領域で第1の分離層を形成し、第1の分離層を、第1の箇所において電磁放射線で照射し、ただし第2の箇所では照射しないようにし;
C1)表面に、少なくとも第1の箇所において第1の塗料層を形成し;
D)第1の塗料層を少なくとも第1の箇所において定着させる方法と、
請求項2記載の特徴を有する方法、すなわち、
A)製品の表面上で、第1の領域と、第1の領域内の第1の箇所と、第1の領域内の、第1の箇所とは異なる第2の箇所とを規定し;
B1)表面に、少なくとも第2の箇所において塗布装置の使用により第1の分離層を形成し、ただし第1の箇所では形成しないようにし;
C1)表面に、少なくとも第1の箇所において第1の塗料層を形成し;
D)第1の塗料層を少なくとも第1の箇所において定着させる方法とにより解決される。
本発明の有利な変化形は、請求項3以下の記載ならびに以下の詳細な説明および図面から明らかである。
特許請求の範囲ならびに特許請求の範囲にそれぞれ対応する図面および説明部分を容易に識別することができるように、特許請求の範囲における方法ステップの番号と、図面中で使用される、方法ステップのための符号とは互いに整合している。
用語の定義
I)用語「永久的な塗装」とは、本出願において、刷版の、引き続きインキを転写するための単に一時的な着色とは異なり、塗料または着色剤を持続的に塗装もしくは塗布することであると理解される。この場合、硬化された塗料もしくは着色剤は、拭取り不可能であり、したがって、損傷なしにまたは破壊なしに再び基材から除去することはできない。つまり換言すると、塗料もしくは着色剤の除去は、必然的に塗料/着色剤および/または基材の損傷もしくは破壊をもたらす。
II)用語「製品」とは、本出願において、少なくとも1つの固い表面を備えた基材であると理解される。表面は、永久的な塗装を支持することができる。基材もしくはこの基材の素材は、少なくとも所定の領域にわたって被覆されるか、品質改善されるか、下塗りされるか、目止めされるか、塗装を施されていてよい。
適切な基材(実施の形態からのリスト):
1.金属薄板
1.1 たとえば、亜鉛めっきされた金属薄板;
1.2 たとえば、主にステンレス鋼、アルミニウムまたはマグネシウムから成る金属薄板;
2.金属複合材料
2.1 たとえば、アルミニウム・鋼複合材、マグネシウム・アルミニウム・鋼複合材またはThyssenkrupp社の「Bondal」;
3.繊維強化プラスチック
3.1 たとえば、ガラス繊維強化プラスチック(GFK);
3.2 たとえば、炭素繊維強化プラスチック(CFK);
3.3 たとえば、ケナフで強化されたポリラクチド(PLA)のような天然繊維強化プラスチック(NFK);
4.木材・プラスチック複合材(WPC)、つまり木材・プラスチック複合材料または木材・ポリマ材料
5.プラスチック(PE、HDPE、PVC、PS)
6.ガラス。
III)用語「分離層」とは、本出願において、以下に番号1、2、3、4、5および6で挙げる層または被覆の1つであると理解される。特定の分離層の選択は、塗布しようとする塗料が溶剤ベースであるか、または水ベースであるかに応じて、または塗布しようとする塗料が分離層を良好に湿潤するか、良好に湿潤しないか、またはほぼ全く湿潤しないかに応じて行われる。
本発明によれば、分離層を一時的に基材上に形成する分離剤が使用される。この分離層は、着色剤をはじく中間層であってよい。しかし、この分離層は、少なくとも次いで塗布される塗料層によっては溶解または損傷されない。この分離層は、約60℃〜200℃の通常の塗料乾燥温度に達するまで、できるだけ安定的かつ位置固定的であると望ましい。分離層は平坦に塗着されて、次いで(たとえば、有利にはレーザを生ぜしめるIR放射線またはUV放射線によって)局所的に除去されるかまたは変更されてよい。択一的には、分離層は局所的に塗着されてよい。
1.ワックス層またはオイル層、つまりマイクロスケールの層(層厚は有利には約100マイクロメートルより小さく、さらに有利には10マイクロメートルよりも小さい)であり、少なくとも、ワックスまたはオイル、有利にはPTFE(テフロン)またはシリコンを含むワックスおよび/または有利には小さな流れ特性を有するワックスを含む。
適切な物質/媒体(実施の形態からのリスト):
1.1 ベーブリンゲンにあるPfinder社(http://www.pfinder.de/)の水ベースの外殻防食剤 W550および溶剤ベースの防食ワックス Apex106II;
1.2 ザールブリュッケンにあるFertan社(http://www.fertan.de)のキャビティシーラント(Hohlraumversiegler)「Fertan HT」または「Fertan NT10」;
1.3 ネッテタールにあるInterflon社(www.interflon.net)のテフロン含有のスプレーワックス「Fin Grease」および製品「Fin Film WB」または「Wax Spray」;またはナーゴルトにあるGescha社のTeflonfett;
1.4 水性マイクロワックス懸濁液、たとえば、アルトドルフにあるConverax−M−Chemie社(www.coverax.de)の「Antiparoli Temporaer」;または
1.5 市販の車両塗料光沢剤、たとえば、ノイドルフにあるSonax社(www.sonax.de)の「Sonax Xtreme Wax 1 Full Protect」またはランダウにあるInter−Union Technohandel社(www.nigrin.de)の「Nigrin Nanotec Hartwachspolitur」。
2.分子被覆、つまり分子による有利には単層であるナノスケールの層(層厚は有利には約100ナノメートルよりも小さく、特に有利には10ナノメートルよりも小さい)。
適切な物質/媒体
2.1 セミパーフルオロホスホン酸;
2.2 ポリエーテルシロキサン、たとえばEvonic Tego Chemie社(http://evonik.tego.de/)の「Evonik Tego Glide 410」;
2.3 有機溶媒中のフッ化オリゴマーシロキサン、たとえばアルトドルフにあるConverax−M−Chemie社(www.coverax.de)の「Graffitischutz HM 050」;または
2.4 水性のナノ分散液、たとえばドルフェンにあるCeNano社(www.cenano.de)の「Nanotol」。
3.ゾルゲル系もしくはゾル−ゲル法により形成された層、有利には、数分後(有利には約10分より短く、特に有利には約5分よりも短い時間)に硬化する(grifffest)ゾルゲル系および/または(ゾルゲル系に求められる大抵は通常である要求に反して)小さな耐摩耗性しか有しないゾルゲル系。
適した物質/媒体(実施の形態からのリスト):
3.1 一成分系または多成分系;または
3.2 溶剤ベース系および水ベース系、有利にはポリシロキサン含有、ビニル含有、またはフッ素含有の製品、たとえば、ビターフェルド−ウォルフェンにあるFEW Chemicals社(www.few.de)の「H5044」。
4.以下の層のうちの1つ:
4.1 ポリマ層または樹脂層、有利にはビニル樹脂を有する水性懸濁液、たとえばノイスにある3M Deutschland社(http://solutions.3mdeutschland.de)の「Fluessige Abdeckfolie」;
4.2 水ベースのオーブンコーティング、たとえば、米国ミシガン州ブライトンにあるGeneral Chemicals社(http://www.paintboothchemicals.com)の「Tacky Booth Coating 10W」「Tacky Booth Coating 10HT」またはポリマーベースの製品「Oven Coating1493」;
4.3 ナーゴルトにあるGescha社の水で希釈可能な剥離性塗料「Peel White」または「Peel Clear」;
4.4 ギーンゲンにあるBriel社の溶剤フリーの防塵塗料「Staubfix SBL6830」。
5.多層系または多層被覆、有利には前述の番号1〜4による少なくとも1つの層および/または被覆を使用する。多層被覆は、たとえば基材に良好に結合する第1の分子被覆と、この第1の分子被覆に良好に結合して所望の表面特性(有利にはのちに塗布される物質/媒体に対して十分な付着防止特性(abweisende Eigenschaft)もしくは疎水性)を有しているかまたは生ぜしめる第2の分子被覆を有していてよい。
適切な物質/媒体(実施の形態からのリスト)
5.1 第1の層/被覆は、たとえばポリエチレンイミドであるか、またはノイスにある3M−Deutschland社の「fluessige Abdeckfolie」であってよい;
5.2 第2の層/被覆は、カルボン酸、有利にはステアリン酸または部分的にフッ素化されたカルボン酸または過フッ素化されたカルボン酸、有利にはパーフルオロオクタン酸であるか、またはベーブリンゲンにあるPfinder社の溶剤ベースの防食ワックス「Apex106II」であってよい。
6.前述の番号1〜5の分離層はさらに、その機能を改良するために添加剤を含有していてよい。
適切な物質/媒体(実施の形態からのリスト)
6.1 レーザ放射線を吸収するための顔料または染料(たとえば、アセチレン火炎ブラック、またはBASF AG社の「Luconyl NG Schwarz0066」のような別のカーボンブラック調製物、イミニウム塩、ペリレン、またはたとえばFEW Chemicals社製の「S2058」または「S0837」のシアニン);
6.2 基材上での分離剤の湿潤を高めるための基材湿潤添加剤(たとえば、シロキサン含有の「Evonik Tego Wet240」または「Evonik Twin4100」)
6.3 加熱時のたれを防止するためのゲル化剤、たとえば「Tixogel(商標)」(www.Rockwoodadditives.com)。
IV)用語「塗布装置」とは、本出願において、分離層の、面状または局所的な、つまり位置分解された塗布を可能にする装置であると理解され、有利には噴射ノズルまたは滴下ノズルである。したがって、適切な塗布装置によって、以下のことが可能でなければならない。すなわち、塗布装置は、分離層を生成するために必要な物質/媒体を製品の規定された箇所、つまり画像箇所にだけ塗布することができる一方で、画像箇所に対して補完的な非画像箇所はこれらの物質/媒体を実質的に有しないままにすることが可能である。
本発明による方法が、高い自動化率を有していると有利である。このことは、制御可能かつ/または可動な塗布装置、たとえば可動のロボットアームに組み付けられた塗布装置によって達成することができる。
適切な塗布装置(実施の形態からのリスト)
1.霧を発生させる装置、有利には静電荷を用いるまたは用いない、ならびに電位分離を用いるまたは用いない圧縮空気式噴霧器、ニューマチック式噴霧器または回転式噴霧器;
2.噴射流または滴下を生ぜしめる装置、有利には、たとえばいわゆるインクジェットシステムまたはバルブジェットシステムに基づいた連続的に作動する噴射ノズルまたは間欠的に作動する滴下ノズル;
2.1 たとえばノイブルンにあるInkdustry社の「Continous Ink Jet」システム(CIJ);
2.2 「Drop on Demand(DOD)」、特に、たとえばXaar社(www.xaar.com)、コニカミノルタ社(www.konicaminolta.com/inkjethead)または富士フイルム社(http://www.dimatix.com)の「Bubblejet」システムまたは「PiezoJet」システム;
2.3 エアブラシシステム;
2.4 たとえば、Robateck社(www.robatech.de)、Delo Industrieklebstoffe社(www.delo.de)、またはGSR Ventiltechnik社(www.ventiltechnik.de)の「Rapid Reaction Valve」に基づいた滴下方式調量システム、噴霧方式調量システムまたはフィラメント方式調量システム(Fadendosierungssystem:物質/媒体を糸状にして送り出すシステム)またはホットメルトシステム。
V)用語「定着」とは、本出願において、1つの層、有利には塗料層の、方法ステップとして実施される処理であると理解される。この処理により、層は、永久的に表面に付着するか、または十分に表面に付着して、これにより少なくとも時間的に後続の、層が永久的に表面に付着するために役立つ方法ステップまでは表面に付着しているようにされる。定着は、加熱、乾燥、硬化および/または焼付けにより行うことができる。たとえば、1つの塗料層を加熱により少なくとも部分的に完全硬化することができ、この場合、この層は、時間的に後続の焼付け工程中に永久的に表面に結合されるまで、十分に長期にかつ堅固に表面に付着するようされる。
VI)用語「塗料」とは、本出願において、ほぼ無色の、透通った、透明な、または透過性の塗料(たとえばクリアラック)および有色または不透明な塗料(上塗り塗料)であると理解される。
適切な塗料(実施の形態からのリスト)
1.水ベースまたは溶剤ベース系;
2.溶剤の割合が小さい「ハイソリッド」系;
3.1成分または多成分系;
4.粉体塗料;
5.ホットメルト系;
6.酸化乾燥系(空気中の酸素の作用下の架橋);
7.物理乾燥系(蒸着);
8.放射線硬化系(開始剤の作用下での電子線硬化もしくは紫外線硬化系)。
VII)用語「高解像」は、本出願において、少なくとも10dpi(約2.54mmのドットサイズ/エッジ鮮鋭度に相当)の解像度であると理解される。たとえば、多色に塗装された自動車車体部分のような極めて多くの使用事例のためには、約100dpiの解像度(約0.254mmのドットサイズ/エッジ鮮鋭度に相当)の解像度で十分である。
VIII)用語「箇所」とは、本出願において、製品の表面の(少なくとも数平方センチメートルの大きさである)表面区分の他にも、(サブ平方ミリメートルしかない)個別の網点または網線(一般的にラスタ要素)であると理解される。
本発明による方法の実施により、有利には製品に多色かつ永久的な塗装を施すことができる。この場合、表面の構造化は分離剤を用いて行われる。分離剤を有する表面の箇所は、塗布された塗料の除去を可能にするが、分離剤を有しない箇所は、少なくとも塗料の定着後にこのような除去は不可能である。簡単な例:第1の箇所に赤で塗装し、第2の箇所に塗装しない場合、第2の箇所において分離剤を塗布してから両方の箇所に赤で塗装し、第2に箇所において赤い塗料を場合によっては分離剤と共に再び除去する。
構造化は、請求項1によれば以下のように行われる。すなわち、分離剤を、ほぼ構造化せずに、つまり位置分解することなしに塗布し、(上述の簡単な例では両方の箇所)、構造化して再び除去する(上述の簡単な例では第1の箇所のみ)。
両方の方法は、これらの方法により過剰に塗布された塗料をあとから除去することを可能にするように企図されている。さらに両方の方法は、これらの方法を、それぞれ複数回に互いに相前後して実施することができ、これにより多色の塗装を可能にするように企図されている。上述の簡単な例:赤い塗料の塗装後に、第3の箇所に青で塗装し、第4の箇所に塗装しない場合。第4の箇所に分離剤を塗布してから、第3および第4の箇所に青で塗装し、第4の箇所において青い塗料を再び除去する。青い塗料が赤い塗料を覆わない場合、第4の箇所は第1の箇所を含む。
処理が同じか、または少なくとも類似の塗料の使用時に、有利には唯一の分離剤で、もしくは同じく類似の少数の分離剤で処理することができるので、多色の塗装時の手間は小さく保たれる。簡単な例:種々異なる色の全ての塗料を同じ分離剤で処理することができる場合、分離剤のための塗布装置は色交換時に洗浄される必要がない。
塗料の塗布は、常にほぼ構造化されずに行われるので、そのための手間および洗浄手間の掛かる塗布装置、たとえばインクジェットシステムを設ける必要がなくなる。その代わりに、単純なスプレー噴霧を行うノズルを使用することができる。したがって、塗装面の外観は、同じような塗布(たとえば回転式噴霧器)および工程で、メタリック塗料の場合でも、今日の塗装工程のものと一致する。
本発明による方法は、たとえば自動車車体または自動車車体の部分である製品の、別の場合には変更されない製造または塗装/下塗りの間に組み込まれた行程ステップとして、それぞれ利用することができる。択一的には、これらの方法を、既に塗装または下塗りされた製品のための後続の加工ステップとしてそれぞれ利用することができ、製品には、付加的な色が設けられ、これによって少なくとも視覚的に改良される。
本発明によれば、製品に多色、つまり少なくとも2つの互いに異なる色の塗料で、かつ永久的に塗装を施すことができる。さらに、たとえば或る色を別の色の付いた表面に塗る単純な2色塗装の他にも、たとえばラスタ化されたCMYK画像(4色:C=シアン、M=マゼンタ、Y=イエロー、K=黒)を製品上に生ぜしめることが可能である。具体的には、本発明により、車体部分に、いわゆるラリーストライプ、エッジ鮮鋭な字体およびピクトグラムを生ぜしめるだけでなく、たとえば高解像かつ複雑なモチーフを生ぜしめることができる。
網点から画像および面を形成することにより(印刷原理)、基本色調から比較的に大きな色空間を描くことができる。この色空間は、加法混色(網点は隣り合う、上塗り色(deckende Farbe))および減法混色(網点は重なり合う、透明色)ならびに両方の混色方法を組み合わせることにより拡張することができる。
本発明による方法の、多色の塗装にとって有利な別の実施の形態によれば、方法の開始時に、ベース塗料層を備えた表面が、少なくとも第1の領域内で提供され、この場合、有利にはベース塗料層と第1の塗料層とは互いに異なる色である。
本発明による方法の、永久的な塗装にとって有利な別の実施の形態によれば、方法の最後に、たとえば電磁線照射により、第1の塗料層の永久的な定着を行う。
本発明による方法の、塗料の構造化されていない塗布を可能にするために有利な別の実施の形態によれば、C2)表面に、少なくとも第2の箇所において、第1の塗料層を形成し;E2)第1の塗料層を、第2の箇所において少なくとも部分的に、たとえば洗浄により除去する。
本発明による方法の、多色の塗装にとって有利な別の実施の形態によれば、E2)第1の分離層を、第1の塗料層と共に、または第1の塗料層とは別個に、第2の箇所において少なくとも部分的に除去する。この場合、有利には製品の、分離層を有しない塗装された表面は、別の塗装のために提供される。
本発明による方法の、繰り返される塗装方法において多色に塗装を施すために有利な別の実施の形態によれば、F)表面上で、第2の領域内の第3の箇所と、第2の領域内の、第3の箇所とは異なる第4の箇所とを規定し;G1,G2)表面に、少なくとも第2の領域内で第2の分離層を形成し、第2の分離層を第3の箇所において電磁放射線で照射し;H1,H2)表面に、少なくとも第3の箇所と第4の箇所とにおいて、第2の塗料層を形成し、この場合、第1の塗料層と第2の塗料層とは互いに異なる色であり;I)第2の塗料層を、少なくとも第3の箇所で定着させ;J1,J2)第2の塗料層および第2の分離層を、第2の分離層を第2の塗料層と共にまたは別個に、第4の箇所において少なくとも部分的に除去する。
本発明による方法の、繰り返される塗装方法において多色に塗装を施すために同じく有利な別の実施の形態によれば、F)表面上で、第2の領域内の第3の箇所と、第2の領域内の、第3の箇所とは異なる第4の箇所とを規定し;G1)表面に、少なくとも第4の領域において、塗布装置の使用により第2の分離層を形成し;H1,H2)表面に、少なくとも第3の箇所と第4の箇所とにおいて第2の塗料層を形成し、ただし第1の塗料層と第2の塗料層とは互いに異なる色であり;I)第2の塗料層を、少なくとも第3の箇所において定着させ;J1,J2)第2の塗料層および第2の分離層を、第2の分離層を第2の塗料層と共にまたは別個に、第4の箇所において少なくとも部分的に除去する。
本発明による方法の、同じく多色の塗装のために有利な別の実施の形態によれば、K)方法ステップF〜Jを、別の再び異なる色の少なくとも1つの塗料層を、別の再び異なる箇所において塗布するために、少なくとももう一度相応して繰り返す。
本発明による方法の、同じく多色の塗装のために有利な別の実施の形態によれば、第3の箇所が第1の箇所と同じであり、第2の塗料層が無色の、透通った、透明な、または透過性の塗料を有しているか、または第3の箇所が第1の箇所とは異なっていて、第2の塗料層が有色または不透明な塗料を有している。
本発明による方法の、有利な別の実施の形態によれば、方法ステップB1もしくはB2のあとにかつ方法ステップC1の前に、以下の中間処理の一覧から中間ステップB3を行う、すなわち、電磁放射線を照射する;熱を加える;圧縮空気を吹き付ける;プラズマ放電またはコロナ放電を行う;鳥の羽、とくに塵を引きつけるエミューの羽根で掃く、特に拭き取る;液体、特に水を掛ける。
本発明による方法の、有利な別の実施の形態によれば、分離層の媒体に、以下の添加剤の一覧から少なくとも1つの添加剤、すなわち電磁放射線、特に赤外線、近赤外線、紫外線のための吸収剤;開始剤;湿潤剤;ディウェッティング(脱濡れ)剤(Entnetzungsmittel);増粘剤;顔料分散剤;溶解補助剤または触媒を添加する。
本発明の枠内では、たとえば自動車または自動車の車体部分のための固定的に配置された、または可動に使用可能な塗装ステーションのような機械であって、たとえば、塗布装置、放射線源、負荷装置、塗料塗布のための装置、定着装置、洗浄装置、特に、その装置が、方法ステップの本発明による順番を実行するように配置されかつ制御される機械を設けることによって、本発明による方法を実施するために適している機械を設けることも可能である。この機械が、少なくともいくつかの上述の装置のためのそれぞれ1つの交換ヘッドを有する1つまたは複数の6軸ロボットを有していると有利である。
以下に、本発明による3つの択一的な方法を示す。
製品、たとえば自動車車体、該自動車車体部分または金属薄板に、多色かつ永久的な塗装を施すための方法において、
A)製品の表面上で、第1の領域と、第1の領域内の第1の箇所と、第1の領域内の、第1の箇所とは異なる第2の箇所とを規定し、
C1)表面に、少なくとも第1の領域内で、第1の塗料層、有利には水性塗料または焼付け塗料を塗布し、第1の塗料層を、第1の箇所で電磁放射線、有利には紫外線で照射し、ただし第2の箇所では照射しないようにし、
E1)第1の塗料層を少なくとも第2の箇所において除去し、
H1)表面に、少なくとも第2の箇所において第2の塗料層を形成する。
製品に多色の永久的な塗装を施すための方法において、
A)製品の表面上で、第1の領域と、第1の領域内の第1の箇所と、第1の領域内の、第1の箇所とは異なる第2の箇所とを規定し、
B1,B2)表面に、少なくとも第1の領域内で、第1の塗料層のための第1の付着促進剤を塗布し、第1の付着促進剤を第2の箇所において電磁放射線で照射し、ただし第1の箇所では照射しないようにし、
C1)表面に、少なくとも第1の箇所において第1の塗料層を形成し、
D)第1の塗料層を少なくとも第1の箇所において定着させる。
製品に多色の永久的な塗装を施すための方法において、
A)製品の表面上で、第1の領域と、第1の領域内の第1の箇所と、第1の領域内の、第1の箇所とは異なる第2の箇所とを規定し、
B1,B2)表面に、少なくとも第1の箇所において塗布装置の使用により、第1の塗料層のための第1の付着促進剤を塗布し、ただし第2の箇所では塗布しないようにし、
C1)表面に、少なくとも第1の箇所において第1の塗料層を形成し、
D)第1の塗料層を少なくとも第1の箇所において定着させる。
以下に、本発明自体および本発明の構造的かつ/または機能的に有利な構成を添付の図面に関連して少なくとも1つの有利な実施の形態につき詳しく説明する。図中で一致する構成部材にはそれぞれ同一の符号を付した。
構造化されずに塗布された分離層の構造化が行われる、本発明による方法の有利な実施の形態のフローチャートである。 構造化されずに塗布された分離層の構造化が行われる、本発明による方法の有利な実施の形態のフローチャートである。 分離層の構造化された塗布が行われる、本発明による方法の有利な実施の形態のフローチャートである。
図1は、構造化されずに塗布された分離層の構造化を行う本発明による方法の有利な実施の形態を示すフローチャートである。まず、本発明による塗装のための(出発)製品1もしくは基材1が提供される。提供された製品1は、方法開始時には塗装されていないか、または既に塗布されたベース塗料層3を備えた表面2を、少なくとも第1の領域内で有しており、この場合、ベース塗料層と、このベース塗料層3上に塗布しようとする第1の塗料層とは、実質的に互いに異なる色を有している、つまり本発明により塗装され製造される製品上に、異なる視覚的な印象を与える。このように提供された製品は、以下のように処理することができる。
A)製品1の表面2上で、第1の領域4と、第1の領域4内の第1の箇所5と、第1の領域4内の、第1の箇所5とは異なる第2の箇所6とが規定される。このことは、この領域と、両方の箇所とが、別の処理のために特定され設定されることを意味している。相応して方法全体の大幅な自動化のために必要とされる、処理したい表面の形状のためのデータは、基材の表面の予め行われる3D分析によって生成されるか(http://www.steinbichler.de/de/main/comet_5.htm)、または相応するデータバンクからロードされる。これによって、方法を実施する際に使用される装置と表面との衝突が阻止されるか、またはたとえば湾曲された表面に基づいて必要となる、塗着しようとする画像の歪み(Verzerrungen)が計算される。しかしこの時点では、表面上の領域と両方の箇所とに、物理的かつ/または化学的に、処理によって印を付けることは必要ではない。領域と、両方の箇所とは、有利には形成しようとする模様または画像に相応して規定可能である。ランダム模様をあとから形成するためのランダム制御による規定も可能である。第1の領域は、製品の、処理しようとする(部分)表面全体であってよい。第1の箇所と第2の箇所とは共に、第1の領域全体を覆うことができる。
B1)表面2に、少なくとも第1の領域4内で、第1の分離層7を形成する。
例:有利には液状である分離剤7’’、ひいてはその上に塗布しようとする第1の塗料層のための分離層7として働く中間層7を、有利には既に予め単色で塗装された(場合によっては透明な上塗り塗料で塗装された)製品1、有利には金属薄板上に(噴霧装置7’を用いて)面状に吹付ける。
この分離層は、約200℃〜約300℃以上で容易に蒸発もしくは分解すると望ましい。有利には、分離層は、一方ではノイスにある3M社の「Fluessige Abdeckfolie」、他方ではベーブリンゲンにあるPfinder社の(上方に配置された)溶剤ベースの防食ワックス「Apex106II」から成る2層系である。3M社の汎用の製品に、BASF AG社の3質量%の「Luconyl NG Schwarz0066(カーボンブラック調製物)、1質量%の「Evonik Tego Wet240」および5質量%の「Tixogel」が添加剤として混合されると有利である。
B2)第1の分離層7を、第1の箇所5において、相応する装置8’の電磁放射線8’’で負荷(照射)し、ただし第2の箇所6では負荷(照射)しないようにする。これによって、構造化されずに塗布された分離層の構造化が生じる、つまり予め規定されただけの第1の箇所は、いまや物理的および/または化学的に、第1の領域4内の電磁放射線8’で照射されていない箇所に対して、この照射により生じた少なくとも1つの差異を有している。
例:放射線8’’による分離層7の構造化。この場合、照射された箇所(いわゆる画像箇所)は、分離剤7’’の除去または変質により変化され、たとえば、変質によって、水ベースの塗料をより良好に受容するために親水性になるか、または除去によって、この箇所において基材1上に塗料をあとから塗布することが可能になる。放射線源8’’は、レーザ、固体レーザ、ファイバーレーザ、短パルスレーザ、ダイオードレーザ、またはLEDであってよい。ダイオードレーザまたは(浸透の深さをより良好に調節することができ、かつベース塗装における損傷を阻止するために)短パルスレーザが使用されると有利である。
B3)任意で、媒体9’’で負荷する、もしくは媒体9’’を施与するための相応の装置9’の使用により、以下の中間処理の一覧から中間ステップを行うことができる:すなわち、
−電磁放射線9’’を負荷(照射)する、
−熱9’’を加える、
−圧縮空気9’’を吹き付ける、
−プラズマ放電9’’またはコロナ放電9’’を生じさせる、
−鳥の羽、特に塵を引きつけるエミューの羽9’’で掃く、特に拭き取る、
−液体9’’、特に水9’’を掛ける。
C1)表面2に、少なくとも第1の箇所5において第1の塗料層10を形成する。このためには、相応する装置10’、たとえば塗料噴霧装置を使用して、塗料10’’が塗布されてよい。
C2)表面2に、付加的に、少なくとも第2の箇所6において第1の塗料層を形成してよい。表面2に、第1の領域4全体で、第1の塗料層10を形成すると有利である。
例:画像箇所において、この画像箇所に対して補完的な、いわゆる非画像箇所よりも強力かつより良好に結合または付着する有利には水ベースの塗料10’’を塗着させる。塗料のスプレー塗布には、たとえば静電荷を用いるまたは用いない、ならびに電位分離を用いるまたは用いない圧縮空気式噴霧器、ニューマチック式噴霧器または回転式噴霧器のような、慣用の方法が使用される。
D)第1の塗料10を少なくとも第1の箇所5において、相応する定着装置11’、有利には乾燥装置または硬化装置を用いて定着させる。
例:従来の乾燥方法もしくは相応する乾燥手段11’’(たとえば熱風、赤外線、近赤外線、紫外線および/または電子線11’’)を用いて塗料10’’を予備硬化(プリキュア)、部分硬化または完全硬化する。この場合、ステップB1により塗布されかつステップB2により構造化された分離層7は、ほぼ不変に維持される。
E1)第1の塗料層10は、第2の箇所6において、相応する洗浄装置12’および適切な洗浄媒体12’’の使用により、少なくとも部分的にかつ積極的に除去することができる。
E2)第1の分離層7は、第1の塗料層10と共にまたは第1の塗料層10とは別個に、第2の箇所6において、同一のまたは別個の洗浄装置12’の使用により少なくとも部分的にかつ積極的に除去することができる。
例:第2の箇所6においてほぼ不変に維持された分離層7を、部分的に、またはほぼ残留物なく擦り落とすか、または洗浄する。この場合、たとえば、表面2をガス、蒸気または液体12’’で有利には高圧および/または高められた温度で処理する装置12’を用いて、分離層に支持された塗料10’’を、(いわゆる非画像層において)ほぼ残留物なく除去する。液体に、たとえば湿潤剤および界面活性剤のような添加物が添加されていると有利である。
Z)方法の最後に、相応する定着装置13’、有利には乾燥装置または硬化装置、特に有利には電磁放射線13’’を使用する装置13’’ の使用により、第1の塗料層10の永久的な定着を行うことができる。
例:従来の乾燥方法もしくは相応する乾燥手段13’(たとえば熱風、NIR、IR、UV放射線および/または電子線放射線13’’)で、第1の箇所5において残留する塗料10を(いわゆる画像箇所において)後硬化もしくは再度部分硬化して、これにより完全に硬化する。
方法ステップZによる方法の終了に対して択一的には、図2に示すように、別の異なる色の塗料を用いた方法を改めて実施することができる。
F)表面2上で、第2の領域104内の第3の箇所105と、第2の領域104内の、第3の箇所とは異なる第4の箇所106とが規定される。この場合、第2の領域は、第1の領域4と異なっているか、または第1の領域を部分的に、または完全に(図示のように)含んでいてよい。両方の領域は、ほぼ同一であってもよい。
G1)表面2に、少なくとも第2の領域104内で、第2の分離層107を形成する。
G2)第2の分離層107を、第3の箇所105において電磁放射線8’’で照射する。
G3)任意で、相応する装置9’を使用して、方法ステップB3に相応する中間ステップを行うことができる。
H1,H2)表面2に、少なくとも第3の箇所105および第4の箇所106において第2の塗料層110を形成する。この場合、第1の塗料層および第2の塗料層は互いに異なる色である。
I)第2の塗料層110を、少なくとも第3の箇所105において定着させる。
J1,J2)第2の塗料層110および第2の分離層107を、第2の分離層107を第2の塗料層110と共にまたは別個に、第4の箇所106において少なくとも部分的にかつ積極的に除去することができる。この場合、第4の箇所は、少なくとも第1の箇所5を有していると有利であり、これにより第1の箇所において予め塗布された第1の塗料層10は、再びほぼ残留物なく露出される。
K)方法ステップF〜Jを、別の再び異なる色の少なくとも1つの別の塗料層210を、別の再び異なる箇所205に塗布するために、少なくとももう一度相応して繰り返すことができる。
Z)方法の最後に、第2の塗料層110の永久的な定着を行うことができる。
図3は、本発明による有利な実施の形態のフローチャートを示している。この方法では、分離層の構造化された塗布が行われる。
まず、図1に示された方法のように、塗装されていないか、またはベース塗料を備えた(出発)製品1もしくは基材1を本発明による塗装のために提供する。このように提供された基材は、以下ように処理することができる。
A)製品1の表面2上で、図1で示した方法ステップAのように、第1の領域4と、第1の領域4内の第1の箇所と、第1の領域4内の第1の箇所5とは異なる第2の箇所とが規定される。
B1)表面2に、図1で示した方法ステップB1のように、少なくとも第2の箇所において、塗布装置7’の使用により第1の分離層7を形成し、ただし第1の箇所5では形成しないようにする。
例:有利には液状である分離剤7’’、ひいてはその上に塗布しようとする第1の塗料層のための分離層7として働く中間層7を、噴射(連続的)または滴下(間欠的)を行う装置7’を用いて塗着させる。この場合、上述された(「分離剤」の定義を参照)全ての分離剤を使用することができる。有利には、上述のワックスまたはオイル層を、富士フイルム社の、約90℃にまで加熱されたインクジェットシステム型Galaxy PH,256/80HMで塗布することができる。
B3)任意で、図1で示した方法ステップB3のように、中間ステップを行うことができる。
C1,C2)表面2に、図1で示した方法ステップC1,C2およびこれらの方法ステップC1,C2に付随して説明された例のように、少なくとも第1の箇所5において、付加的に少なくとも第2の箇所6において第1の塗料層10を形成する。
D)第1の塗料層10を、図1で示した方法ステップDおよびこの方法ステップDに付随して説明された例のように、少なくとも第1の箇所5において定着させる。
E)第1の塗料層10は、図1に示した方法ステップE1のように、第2の箇所6において少なくとも部分的にかつ積極的に除去することができる。
E2)第1の分離層7は、図1に示した方法ステップE2およびこの方法ステップE2に付随して説明された例のように、第1の塗料層と共にまたは別個に、第2の箇所6において部分的にかつ積極的に除去することができる。
Z)方法の最後に、図1に示した方法ステップZおよびこの方法ステップZに付随して説明された例のように、第1の塗料層の永久的な定着が行われる。
方法ステップZによる方法の終了に対して択一的には、第1の塗料10’’とは異なる色の別の塗料110’’で図3に示した方法を新たに実施することができる。このためには、図3で示した方法のように、第2の領域104内の第3の箇所105と、第2の領域内の、第3の箇所105とは異なる第4の箇所106とが規定され、図2で示した方法ステップG1、G3、H1、H2、I、J2、およびJ2に相応して処理される。この場合、分離層107の塗布は、少なくとも第4の箇所106において行い、ただし第3の箇所105では行わないようにする。図2で示した方法ステップKと、図2で示した方法ステップZに相応する、次いで行われる永久的な定着との繰返しも可能である。
1 製品/基材
2 表面
3 ベース塗料層
4 第1の領域
5 第1の箇所
6 第2の箇所
7第1の分離層
7’ 塗布装置
7’’ 分離剤
8’ 放射線源
8’’ 電磁放射線
9’ 負荷装置
9’’ 負荷媒体
10,110,210 第1の塗料層、第2の塗料層、別の塗料層
10’ 塗料塗布のための装置
10’’,110’’ (第1、第2、別の)塗料
11’ 定着装置
11’’ 定着のための媒体
12’ 洗浄装置
12’’ 洗浄媒体
13’ 定着装置
13’’ 定着のための媒体
A,F 方法ステップ(箇所の規定)
B1,G1 方法ステップ(分離層の塗布)
B1,G2 方法ステップ(分離層の照射)
B3,G3 方法ステップ(中間処理)
C1,H1 方法ステップ(塗料層の塗布)
C2,H2 方法ステップ(塗料層の塗布)
D,I 方法ステップ(塗料層の定着)
E1,J1 方法ステップ(洗浄)
E2,J2 方法ステップ(洗浄)
K 方法ステップ(繰返し)
Z 方法ステップ(次いで行われる定着)

Claims (12)

  1. 製品に多色の永久的な塗装を施すための方法において、
    A)製品(1)の表面(2)上で、第1の領域(4)と、第1の領域(4)内の第1の箇所(5)と、第1の領域(4)内の、第1の箇所(5)とは異なる第2の箇所(6)とを規定し、
    B1,B2)表面(2)に、少なくとも第1の領域(4)内で、第1の分離層(7)を形成し、該第1の分離層(7)を、少なくとも第1の箇所(5)において電磁放射線(8’’)で照射し、ただし第2の箇所(6)では照射しないようにし、
    C1)表面(2)に、少なくとも第1の箇所(5)において第1の塗料層(10)を形成し、
    D)第1の塗料層(10)を少なくとも第1の箇所(5)において定着させる、
    ことを特徴とする、製品に多色の永久的な塗装を施すための方法。
  2. 製品に多色の永久的な塗装を施すための方法において、
    A)製品(1)の表面(2)上で、第1の領域(4)と、第1の領域(4)内の第1の箇所(5)と、第1の領域(4)内の、第1の箇所(5)とは異なる第2の箇所(6)とを規定し、
    B1)表面(2)に、少なくとも第2の箇所(6)において塗布装置(7’)の使用により第1の分離層(7)を形成し、しかし第1の箇所(5)には形成しないようにし、
    C1)表面(2)に、少なくとも第1の箇所(5)において第1の塗料層(10)を形成し、
    D1)第1の塗料層(10)を少なくとも第1の箇所(5)において定着させる、
    ことを特徴とする、製品に多色の永久的な塗装を施すための方法。
  3. 方法の始めに、ベース塗料層(3)を備えた表面(2)を少なくとも第1の領域(4)内で提供し、ベース塗料層(3)と第1の塗料層(10)とは互いに異なる色である、請求項1または2記載の方法。
  4. Z)方法の最後に、第1の塗料層(10)の永久的な定着を行う、請求項1または2記載の方法。
  5. C2)表面(2)に、少なくとも第2の箇所(6)において第1の塗料層(10)を形成し、
    E1)第1の塗料層(10)を、第2の箇所(6)において少なくとも部分的に除去する、請求項1または2記載の方法。
  6. E2)第1の分離層(7)を、第1の塗料層(10)と共にまたは別個に、第2の箇所(6)において少なくとも部分的に除去する、請求項5記載の方法。
  7. F)表面(2)上で、第2の領域(104)内の第3の箇所(105)と、第2の領域(104)内の、第3の箇所(105)とは異なる第4の箇所(106)とを規定し、
    G1,G2)表面(2)に、少なくとも第2の領域(104)内で、第2の分離層(107)を形成し、該第2の分離層(107)を第3の箇所(105)において電磁放射線で照射し、
    H1,H2)表面(2)に、少なくとも第3の箇所(105)および第4の箇所(106)において第2の塗料層(110)を形成し、ただし第1の塗料層(10)と第2の塗料層(110)とは互いに異なる色であり、
    I)第2の塗料層(110)を、少なくとも第3の箇所(105)において定着させ、
    J1,J2)第2の塗料層(110)および第2の分離層(107)を、該第2の分離層(107)を第2の塗料層(110)と共にまたは別個に、第4の箇所(106)において少なくとも部分的に除去する、請求項1、請求項1を引用する請求項5または請求項6記載の方法。
  8. F)表面(2)上で、第2の領域(104)内の第3の箇所(105)と、第2の領域(104)内の、第3の箇所(105)とは異なる第4の箇所(106)とを規定し、
    G1)表面(2)に、少なくとも第4の箇所(106)において、塗布装置(7’)の使用により第2の分離層(107)を形成し、
    H1,H2)表面(2)に、少なくとも第3の箇所(105)および第4の箇所(106)において第2の塗料層(110)を形成し、ただし第1の塗料層(10)と第2の塗料層(110)とは互いに異なる色であり、
    I)第2の塗料層(110)を、少なくとも第3の箇所(105)において定着させ、
    J1,J2)第2の塗料層(110)および第2の分離層(107)を、該第2の分離層(107)を第2の塗料層(110)と共にまたは別個に、第4の箇所(106)において少なくとも部分的に除去する、請求項2,請求項2を引用する請求項5または請求項6記載の方法。
  9. K)請求項7に記載の方法ステップF、G1、G2、H1、H2、I、J1およびJ2もしくは請求項8に記載の方法ステップF、G1、H1、H2、I、J1およびJ2を、別の再び異なる色の少なくとも1つの塗料層を別の再び異なる箇所に塗布するために、少なくとももう一度繰り返す、請求項7または8記載の方法。
  10. 第3の箇所(105)が、第1の箇所(5)と同じであり、第2の塗料層(110)が、無色の、透通った、透明な、または透過性の塗料(110)を含んでいる、
    または
    第3の箇所(105)が、第1の箇所(5)と異なっており、第2の塗料層(110)が、有色または不透明な塗料(110)を含んでいる、請求項7または8記載の方法。
  11. 請求項1に記載の方法ステップB2もしくは請求項2の記載の方法ステップB1のあとにかつ方法ステップC1の前に、以下の中間処理の一覧から中間ステップB3を行う、すなわち、
    −電磁放射線(9’’)を照射する、
    −熱(9’’)を加える、
    −圧縮空気(9’’)を吹き付ける、
    −プラズマ放電またはコロナ放電(9’’)を生じさせる、
    −鳥の羽、特に塵を引き寄せるエミューの羽(9’’)で掃く、特に拭き取る、
    −液体、特に水(9’’)を掛ける、
    請求項1または2記載の方法。
  12. 分離層(7)の媒体(7’’)に、以下の添加剤の一覧からの少なくとも1つの媒体、すなわち、
    −電磁放射線、特に赤外線、近赤外線、紫外線のための吸収剤、
    −開始剤、
    −湿潤剤、
    −ディウェッティング剤、
    −増粘剤、
    −顔料分散剤、
    −溶解補助剤、
    −触媒
    を添加する、請求項1または2記載の方法。
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