JP2014527468A - 塗膜積層シートメタルの成形方法、及びそれを用いて作製する物品 - Google Patents

Abstract

物品の一部分の複雑又は複合的な湾曲した３次元表面の塗装方法であって、この方法は、塗膜（２４）を提供することと、対向する主面を有するシートメタル（２６）を提供することと、塗膜をシートメタルの一主面に積層して、第１部分と第２部分とを含む塗装されたシートメタル積層板（２２）を形成することと、塗装されたシートメタル積層板の第１部分を永久変形させて、複雑な又は複合的な湾曲した３次元形を有する物品の成形された部分にすることと、塗装されたシートメタル積層板の第２部分を固定するために、前記永久変形工程の初期段階中に初期力を付加することと、前記塗装されたシートメタル積層板の第２部分を固定するために、前記永久変形工程の後期段階中に後期力を付加する工程と、を含む。後期に付加される力は、初期に付加される力よりも大きい。【選択図】図１（ｂ）

Description

発明の詳細な説明

［０００１］本発明は、ポリマーフィルムで積層されたシートメタルの変形方法に関するものであり、具体的には、塗装に代わる塗膜が積層されたシートメタルを複雑な３次元物品の形成する方法に関し、より具体的には、塗膜が積層されたシートメタルを、車両（例えば、自動車、航空機、船舶、宇宙船等）、家電品（例えば、冷蔵庫、食器洗浄機、洗濯機、オーブン、ストーブ等）、又は他の製品の複雑な３次元（例えば、複合３次元曲率を有する）の塗装されたボディ部品として成形する方法に関する。本発明は、本発明の方法にしたがって作製することが可能な、塗装された複雑な３次元物品（例えば、複合３次元曲率を有する物品であり、例えば自動車のボディパネル）にもまた関する。

［背景］
［０００２］自動車用の液体塗装の代わりとして、いくつかの塗装代替膜又は乾燥塗膜が市販されている。これらの塗膜は、典型的にはダイカットされ、アプリケとして自動車の構造体上に組み込まれる。そのような塗膜としては、米国特許第５７５９４７７号（Ｇｒｅｅｎ Ｔｏｋａｉ Ｃｏ．Ｌｔｄに譲渡された「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ Ｆｉｌｍ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｐａｒｔｓ」）、米国特許第７８３３３８０（Ｂ２）号（Ｌａｍｉｎａｔｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．に譲渡された「Ｄｅｃｏｒａｔｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」）、米国特許第７８５３４５４（Ｂ２）号（Ｌａｍｉｎａｔｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．に譲渡された「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ａ Ｐａｉｎｔ Ｆｉｌｍ Ｐａｒｔ」）、米国特許第６０９０３３６号（Ｄｅｃｏｍａ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．に譲渡された「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｅｄ Ａｒｔｉｃｌｅ ｗｉｔｈ Ｏｕｔｅｒ Ｆｉｌｍ Ｓｅｃｕｒｅｄ Ｔｈｅｒｅｔｏ」）、及びＰｌａｓｔｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊａｎｕａｒｙ ２００４の「Ｗｈｅｒｅ ｔｈｅ Ａｃｔｉｏｎ ｉｓ：Ｄｅｃｏｒａｔｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｆｏｒｍａｂｌｅ Ｆｉｌｍｓ」（Ｌｉｌｌｉ Ｍａｎｏｌｉｓ Ｓｈｅｒｍａｎ著）に記載されているものが挙げられる。これらの米国特許の全ては、参考することによりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。

［０００３］ポリマー被覆金属の研究活動は、主に腐食防止又は腐食性剥離に焦点を当てている。これに対し、ポリマー塗膜の特性と金属の間の特性にはそれらに固有のミスマッチがあることから、例えば深絞りのような手段によりコーティングされた金属を工業用に成形することには、ほとんど注意が向けられていない。公開されている文献は、ポリマー被膜鋼及びポリマーコアで挟まれた積層鋼板の接着力の損失並びに回復を扱っているが、複雑な３次元部品を製造するための自動車のスタンピング工程での塗膜積層シートメタルの使用については、これまで実質的に全く記録がない。

［０００４］Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ誌（２００４年１月号）の「Ｗｈｅｒｅ ｔｈｅ Ａｃｔｉｏｎ ｉｓ：Ｄｅｃｏｒａｔｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｆｏｒｍａｂｌｅ Ｆｉｌｍｓ」（Ｌ．Ｓｈｅｒｍａｎ著）の著者は、塗膜を用いたインモールドデコレーション（ＩＭＤ）の分野における進歩を説明している。この参考文献は、塗膜積層されたプラスチック部品の製造に焦点を当てている。この記事は、「塗装ラインは自動車組立工場で最大の投資であり、工場床面積の半分を占有し、年間１５００トン以上のＶＯＣ（揮発性有機化合物）を生成している」と述べたＧＥ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社マネージャの言葉を引用している。

［０００５］Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ４６（１９９４）４５５の「Ｒｅｃｅｎｔ ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ ｓｈｅｅｔ ｍｅｔａｌｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｐａｎｅｌｓ」（４７７頁）の著者らは、完成後の部品の外観のしわ及び劣化を克服するための成形技術の開発の必要について説明している。しかし彼らは、その必要を満たす解決策は一切提供していない。

［０００６］Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １５１（２００４）１３３〜１４０の「Ｗｒｉｎｋｌｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｌａｍｉｎａｔｅｄ ｓｔｅｅｌ ｓｈｅｅｔｓ」の著者らは、ポリマーコア及びポリマー両面のシートメタルからポリマーの両面に作り出される積層板について説明している。著者らは、均質の鋼板と比較して、鋼とポリマーの材料特性における相違が大きいことに起因するそれらの挙動の違いについて説明している。

［０００７］Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２００７年１０月第１２９巻５３０頁）の「Ｔｈｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｍｅｔａｌ／Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｍｉｎａｔｅｓ ｉｎ Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ Ｆｏｒｍｉｎｇ」の著者らは、金属層間にポリマーが挟まれている金属−ポリマー積層板の成形挙動について説明している。これらの構成体は、軽量化及び振動減衰に関しては便益をもたらしているが、均質な金属での結果と比較すると、これらの構成体は、しわが生じる傾向に関して劣っている。

［０００８］Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２０９（２００９）２９７〜３０２の「Ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｄｅｅｐ−ｄｒａｗｉｎｇ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏａｔｅｄ ｍｅｔａｌ ｓｈｅｅｔ」の著者らは、後続のコーティング工程の削減、コスト削減の推進、及びＶＯＣ排出の除去をポリマー被覆シートメタルの価値として強調している。著者らは更に、深絞りは大きい塑性ひずみを生成すると述べている。このひずみは表面の粗さ及び接着力の損失をもたらし、更にはその結果として剥離が生じる場合がある。著者らは、これらの問題への解決策は一切提供していない。

［０００９］Ｔｏｙｏ Ｓｅｉｋａｎ Ｋａｉｓｈａ，Ｌｉｍｉｔｅｄに譲渡された米国特許第４２２５５５３号は、低剛性でしわのない物品の製造方法を開示している。この積層構成体は厚さが２００マイクロメートルを超えることができず、熱可塑性樹脂薄膜と、アルミニウム箔と、ヒートシーリング可能な樹脂薄膜とで構成されている。この積層体のドローイング（引抜き）工程は冷間引抜きによって行われ、加熱工程を伴わない。

［００１０］ＣＭＢ Ｆｏｏｄ ｃａｎ ｐｌｃに譲渡された米国特許第５０９３２０８号は、非結晶性ポリエステル塗膜でシートメタルを積層するためのプロセスを開示している。この構成体は、缶にするためのドローイング工程に有用である。

［００１１］Ａｌｃａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｌｔｄ．に譲渡された米国特許第６６９９５６６（Ｂ２）号は、成型パッケージングの製造プロセスを開示している。このプロセスには冷間引抜きが使用される。この特許の請求項は、金属層の厚さを８〜１５０マイクロメートルに限定し、プラスチック層の厚さを１２〜１２０マイクロメートルに限定している。

［発明の概要］
［００１２］塗膜積層シートメタルは、良品質で耐久性及び審美性に優れた表面を有する成形部品を高い費用効率で達成する可能性を有するので、自動車用途における液体塗装仕上げの代用としての利益を有する。乾燥塗膜の使用には潜在的な環境上の便益もまたあり、これには、自動車製造工場における液体塗装ラインの削減又は除去、及びスタンピングラインにおける汚染源である潤滑剤の使用の削減が挙げられる。塗膜積層シートメタル成形の便益が明白である一方で、これまでは、そのような成形積層体の表面に得られる外観は、予め成形されたシートメタル部品（例えば、自動車のドアのＢ柱及び窓サッシ）に適用されるプレカットされた乾燥塗膜の外観と比較して劣っていた。この鋼とポリマーフィルムの物理的な材料特性は大きく異なり、許容範囲を超えたしわが露出面上に形成されるために、望ましいクラスＡ表面の生産が達成されない。

［００１３］例えば、液体塗料で着色することが通常困難な自動車の特定のボディ部品（例えば、ドアＢ柱及び窓サッシ等）のような予め成形されたシートメタル物品の表面の着色に使用される液体塗料の代わりとして、様々な塗料代替膜又は塗膜が市販され、使用されている。しかし、本発明までは、塗膜積層シートメタルの平らな片を例えば自動車のボディパネルのような複雑な３次元形の物品として成形し、なおかつ許容可能な塗膜表面の質的外観（例えば、自動車のクラスＡ仕上げ）を維持することを達成する方法は知られていなかった。

［００１４］本発明の一態様では、物品の一部分の複雑な又は複合的な湾曲した３次元表面を塗装するための方法が提供される。この方法は、塗膜を提供する工程と、対向する主面を有するシートメタルを提供することと、塗膜をシートメタルの一主面に積層して、第１部分と第２部分とを含む塗装されたシートメタル積層板を形成することと、塗装されたシートメタル積層板の第１部分を永久変形させて、複雑な又は複合的な湾曲した３次元形を有する物品の成形された部分にすることと、前記永久変形工程の初期段階中に、前記塗装されたシートメタル積層板の第２部分を固定するために初期力を付加することと、前記永久変形工程の後期段階中に、前記塗装されたシートメタル積層板の第２部分を固定するために後期力を付加することと、を含む。後期に付加される力は、初期に付加される力よりも大きい。

［００１５］本発明は、少なくとも一部において、新しいクランプ力（例えば、ブランクホルダー力）制御戦略は、塗膜材料の流れを制御するために、及び膜のしわを抑制するために、を提供する。この戦略は、欠陥のない複雑な又は複合的な３次元変形された（例えば深絞りにより成形された）部品を塗膜積層シートメタルから製造することを可能にする。深絞り及び他のそのような手順によってクラスＡ仕上げを作り出すことを可能にする材料又はプロセスを設計する能力は、金属成形工業に重要な利点を提供するであろう。物品の着色及び／又は保護のための液体塗料に代わる塗装代替膜を標的とする自動車事業及び工業への重要な商業的な利点がある。

［００１６］本発明のこれら及び他の態様、特徴及び／又は利点を、同様の参照番号を用いて同様の部材を表す本発明の図面及び「実施形態の詳細な説明」に更に示し、説明する。ただし、図面及び説明文はあくまで説明を目的としたものであって、本発明の範囲を不要に限定するものとして読まれるべきものではない点は理解を要する。

［００１７］用語「含む」及びその変化形は、これらの用語が、本説明及び特許請求の範囲に現れる場合、限定する意味を有するものではない。

［００１８］用語「好ましい」及び「好ましくは」とは、特定の状況下で、特定の利益をもたらすことができる、本発明の実施形態を指す。しかしながら、他の実施形態もまた、同じ状況又は他の状況下で、好ましい場合がある。更には、１つ以上の好ましい実施形態の詳細説明は、他の実施形態が有用ではないことを意味するものではなく、本発明の範囲から他の実施形態を排除することを意図するものではない。

［００１９］本明細書で使用するところの「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つの」及び「１つ以上の」は、互換可能に使用される。したがって、例えば、「ａ」蛍光性分子結合基を含むナノ粒子は、ナノ粒子が「１つ以上の」蛍光性分子結合基を含むという意味であると解釈され得る。

［００２０］本明細書で使用するところの「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つの」及び「１つ以上の」は、互換可能に使用される。したがって、例えば、「ａ」蛍光性分子結合基を含むナノ粒子は、ナノ粒子が「１つ以上の」蛍光性分子結合基を含むという意味であると解釈され得る。

［００２１］用語「及び／又は」は、列挙された要素の１つ又は全て、若しくは列挙された要素の任意の２つ以上の組合せを意味する（例えば、苦痛を予防及び／又は治療することは、更なる苦痛を予防すること、治療すること、又は治療及び予防することを意味する。）

［００２２］特に内容が明らかに示さないかぎり、本明細書において使用するところの「又は」なる用語は、「及び／又は」を含む意味で一般的に用いられる。

［００２３］また本明細書では、端点による数値範囲の記載は、その範囲に含まれる全ての数を含む（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５などを含む）。

［００２４］本明細書で使用するとき、用語「クラスＡ」表面は、多くの場合、高効率かつ高品質の自由曲面一式を記述するために自動車の設計で使用されている、自由曲面は、３Ｄ幾何学的要素のスキンを記述するコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）及び他のコンピュータグラフィックスソフトウェアで使用される。自由曲面は、平面、円筒、及び円錐表面のような規則的な表面とは異なり、剛性の放射状の寸法を有さない。自由曲面は、車体及び船体などの形を記述するために使用される。クラスＡ表面においては、表面の曲率はそれぞれの方向において連続的であるように設計され、つまり、共通線に沿ったそれぞれの点が同じ曲率半径を有する。クラスＡ部品は非平坦な仕上げを有する場合があり、ほぼ完璧な反射性のための曲率及び接線整合を用いて設計される。

［００２５］上記の本発明の課題を解決するための手段は、本発明の開示されるそれぞれの実施形態、又は本発明の全ての実施を説明することを目的としたものではない。以下の説明は、例示的な実施形態をより具体的に例示するものである。本出願の全体にわたる幾つかの箇所で、実施例のリストを通じて指針が提供され、それらの実施例は、様々に組み合わせて使用することができる。いずれの場合も、記載されるリストは、あくまで代表的な群としてのみの役割を果たすものであって排他的なリストとして解釈するべきではない。

［００２６］本発明は、添付の図面に関連して以下の本発明の種々の実施形態の「実施形態の詳細な説明」を考慮したとき、より完全に理解し正しく認識され得る。
本発明にしたがって使用されるディスク形塗膜／シートメタル積層板ブランクの側面図である。 本発明にしたがって積層板ブランクを深絞りするための装置の概略的部分断面図である。 ２つの同じタイプの積層板サンプルの写真であり、一方のサンプルは従来のクリアランスを用いて変形されたものであり、もう一方のサンプルはパンチとダイキャビティの間で、修正されたクリアランスを用いて変形されたものである。 ２つの同じタイプの積層板サンプルの写真であり、一方のサンプルは従来のクリアランスを用いて変形されたものであり、もう一方のサンプルはパンチとダイキャビティの間で、修正されたクリアランスを用いて変形されたものである。 ２つの同じタイプの代替積層板サンプルの写真であり、一方のサンプルは従来のクリアランスを用いて変形されたものであり、もう一方のサンプルはパンチとダイキャビティの間の修正されたクリアランスを用いて変形されたものである。 ２つの同じタイプの代替積層板サンプルの写真であり、一方のサンプルは従来のクリアランスを用いて変形されたものであり、もう一方のサンプルはパンチとダイキャビティの間の修正されたクリアランスを用いて変形されたものである。 実施例のカップドローイング中の様々なプロセスパラメータの時間履歴を示すグラフである。 カップのつばからカップの壁を上がってカップの上までの線に沿った、変形されたカップサンプルの表面上の大小のひずみの分布を示すプロットである。

［実施形態の詳細な説明］
［００２７］以下の本発明の好ましい実施形態を説明する際、明瞭化のために特定の専門用語が使用される。しかしながら、本発明は、そのように選択された特定の用語に限定されるものではなく、そのように選択された各用語は、同様に機能するすべての技術的均等物を含むものである。

［００２８］特に断らないかぎり、本明細書及び特許請求の範囲で使用される構造の大きさ、量、物理的特性を表わす全ての数字は、全ての場合において「約」なる語により修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、そうでないことが示されないかぎり、上記の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、当業者が本明細書に開示される教示を用いて得ようとする所望の特性に応じて異なりうる近似値である。

［００２９］終点による数の範囲の記述は、その範囲内（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）及びその範囲内の任意の範囲に包含される全ての数を含む。

［００３０］本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用するところの単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容が明らかにそうでないことが示さないかぎりは複数の指示物を有する実施形態を包含する。本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用されるように、「又は」なる用語は、その内容によって明らかに示されないかぎり、「及び／又は」を含む意味で一般的に用いられる。

［００３１］「ポリマー」なる用語には、ポリマー、コポリマー（例えば、２種類以上の異なるモノマーを使用して形成されたポリマー）、オリゴマー及びそれらの組み合わせ、並びに混和性ブレンド中で形成されうるポリマー、オリゴマー又はコポリマーが含まれるものと理解される。

［００３２］以下の実施例は、あくまで本発明の特徴、利点、及び他の詳細を更に説明する目的で選択されたものである。しかしながら、実施例はこの目的を果たすものではあるが、使用される特定の成分及びその量、並びに他の条件及び詳細は、本発明の範囲を必要以上に限定するものとして解釈されるべきではない点は明確に理解されるはずである。

材料
［００３３］本発明の積層板の代表的な構成要素は、ゲージ厚が約０．６ｍｍの納品時の状態の裸の３０４ステンレス鋼（３０４ＳＳ）シートメタルを含む。このシートメタルは、イリノイ州シカゴのＣｅｎｔｒａｌ Ｓｔｅｅｌ ａｎｄ Ｗｉｒｅ Ｃｏｍｐａｎｙから購入した。様々なポリマー塗料代替膜が、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから提供された。それらは以下を含む。
９０００Ｊ−３Ｍ（商標）Ｐａｉｎｔ Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ ＦＰＷ９０００Ｊ。これは、東京都世田谷区のＳｕｍｉｔｏｍｏ ３Ｍ Ｌｉｍｉｔｅｄからのアクリル系感圧性接着剤が裏塗りされた厚さ５ミルの高光沢の黒色ポリオレフィン ポリエチレン／ポリプロピレン（ＰＥ／ＰＰ）共重合体塗膜である。
ＦＲＡ−００４５−３Ｍ（商標）Ｐａｉｎｔ Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ ＦＲＡ００４５Ｊは、東京都世田谷区のＳｕｍｉｔｏｍｏ ３Ｍ Ｌｉｍｉｔｅｄからのアクリル系感圧性接着剤で裏塗りされた厚さ５．６ミルのつや消し黒のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）塗膜である。
２１０〜４２０−３Ｍ（商標）Ｓｃｏｔｃｈｃａｌ（商標）Ｄｅｌｕｘｅ Ｓｉｌｖｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃ Ｆｉｌｍ ２１０〜４２０。これは、厚さ４ミルの感圧性接着剤で裏塗りされたＰＶＣ塗膜であり、銀色のグラフィックフィルムである。
１０ ＢＤＣ−これは、アクリル系接着剤で裏塗りされた厚さ２ミルのポリウレタン塗膜であり、米国特許第２０１１／００２７５９４（Ａ１）号（「ＰＡＩＮＴ ＦＩＬＭ ＣＯＭＰＯＳＩＴＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ ＡＮＤ ＵＳＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」）にしたがってミネソタ州セントポールの３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙが製造したものであり、当該特許は参考としてその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書では、これらの塗膜を塗膜Ａ＝９０００Ｊ、塗膜Ｂ＝１０ ＢＤＣ、塗膜Ｃ＝ＦＲＡ−００４５、及び塗膜Ｄ＝２１０〜４２０と呼ぶ。

塗膜／シートメタル積層板サンプルの調製
［００３４］塗膜積層シートメタルサンプルとしては、異なる４通りの直径（３．５インチ、４．５インチ、５．５インチ、６．５インチ（８８．９０ｍｍ、１１４．３０ｍｍ、１３９．７０ｍｍ、１６５．１０ｍｍ））を有するシートメタルの円形ブランクを基板として使用し、軸対称深絞り実験を行った。全てのシートメタルブランクサンプルをウォータージェット機で切断し、鋭利な縁は全て、回転式グラインダーを使ってバリ取り及び研磨した。積層のための空気圧を提供する市販のロールラミネーター（オハイオ州ＭｅｎｔｏｒのＣｈｅｍｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）を使用して、これらの鋼ブランクを塗膜Ａ〜Ｄで積層した。代表的な塗膜積層シートメタルサンプルを作るために、全てのシートメタルブランクのサンプルは同じ条件下で室温にて積層した。それぞれのシートメタル基板をローラー間の隙間に一度だけ通し、シートメタルの最初の圧延方向と平行に維持した。ロール間の隙間は、シートメタルと塗膜層とを合わせた厚さの８０％に設定した。変形後のポリマー層を安定化するために、全ての塗膜／シートメタル積層板サンプルを積層後７２時間、周囲条件下で保管した。

［００３５］上述のサンプルは、厚さ約０．６ｍｍのシートメタルと、厚さ約０．１４０ｍｍの接着剤裏塗りされた塗膜（つまり、厚さ約０．１０７ｍｍの塗膜と厚さ約０．０３５ｍｍの接着剤層）のみを使用しているが、成形作業中にシートメタルがしわになることがあまりないので、はるかに厚いシートメタル基板とはるかに厚い塗膜とで作られた積層板も同様の結果をもたらすものと考えられる。自動車用途では典型的に、ボディパネル及び他のボディ部品のスタンピング又は他の何らかの成形工程のために使用される場合、鋼シートメタルは約０．６ｍｍ〜約１．２ｍｍ以下の範囲の厚さを有し、使用されるアルミニウムシートメタルは典型的に更に厚い（例えば、約０．９ｍｍ〜約２ｍｍ以下等）。例えばドア又はボンネット内側パネルなどボディパネル以外の自動車構成要素には、更に厚いシートメタルゲージも使用される。シートメタルの厚さは、そのシートメタルが使用される用途に特定の要件（例えば、材料強度、材料密度、部品の重量制限、硬さ、コスト、及び他の考慮事項）に概ね依存する。本発明は、複雑又は複合的な３次元曲面及び／又は形状に（例えば、穴を開けられる、スタンピングされる、又は他の何らかの方法で成形されるなど）大幅に変形された後に従来の液体塗料を用いて塗装若しくは着色されるシートメタルを現在使用している数多くの潜在的な用途に使用することができる。これらの用途としては、自動車、航空機、船舶、及び電化製品の塗装されたボディ部品が含まれる。

実験の深絞り手順
［００３６］従来のシートメタル片（図１（ａ）を参照）の代わりに、シートメタル２６片に接着された塗膜２４を含む積層板ブランク２２の形状をした本発明の積層板とともに、シートメタルを深絞りするための従来の設備２０の概略図を図１（ｂ）に示す。ブランク２２は、直径Ｄ_ｂを有する円形ディスクである。設備２０はブランクホルダー２８を含み、ブランク２２が乗せられている上面と、ホルダー２８の上に配置された整合するダイ３０と、ブランクサンプル２２の変形に使用されるパンチ３２と、を有する。ブランクホルダー２８は中央に置かれた開口部を有し、この開口部を通じてパンチ３２が作動される。パンチ３２は、パンチ３２を上下に動かすパンチ作動シャフト３４の先行端上に取り付けられている。ダイ３０はダイキャビティ３６を含み、この空洞を通じてパンチ３２がブランク２２に力を及ぼす。積層板ブランク２２は、深絞り中に金属面２６がパンチ３２と接触するようにホルダー２８とダイ３０の間に配置される。ブランク２２は、パンチ３２がブランク２２の中央部分に力を及ぼしてダイキャビティ３６内に向かって変形する又は延伸することを可能にするために十分な力でホルダー２８とダイ３０の間で圧縮される又は締め付けられる。異なる積層板サンプル（Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤ）のそれぞれの深絞りは、パンチシャフト３４（及びパンチ３２）とダイ３０が互いに近づく及び離れる動きを制御するための２つのサーボ制御された作動装置（図示せず）が設置されたＭＴＳ機械的試験機で実行される。ブランクホルダーはこのプロセス中、比較的静止した状態に保たれる。ＭＴＳ試験システムの能力の限界は２５，０００ｌｂｆ（１１１．２１ｋＮ）、両方の作動装置の最大ストロークは６インチ（１５．２４ｃｍ）である。ダイ３０に取り付けられている上方の作動装置システムは、成形プロセス中のホルダー２８に対するダイ３０のクランプ力を密接に制御することを可能にし、一方で、パンチシャフト３４に取り付けられている下方の作動装置システムは、パンチ３２の変位の制御を可能にした。後に説明するように、最適化されたブランクホルダー力のプロファイルに基づいて、最高１４，０００ｌｂｆ（６２．２８ｋＮ）のクランプ荷重で積層板ブランクサンプル２２をホルダー２８とダイ３０の間で締付けた。ドローイング実験は、選択されたカップの高さまで、毎秒０．０１インチ（すなわち毎分１５ｍｍ）の速度で実行した。試験中、パンチ荷重対変位のデータを連続的に記録した。

従来のドローイング設備の修正
［００３７］ドローイングダイに修正を行うことによって、変形された積層板サンプルのしわ及び壁摩擦が削減され得ることが発見された。具体的には、ダイキャビティすなわち開口部とパンチの間のクリアランスを増加して、積層塗膜とダイの間の摩擦を低減した。ほとんどの従来のシートメタルカップドローイング動作において、パンチと、対応するダイキャビティすなわち開口部との間のクリアランスは、典型的には、シートメタルの厚さの１０７％〜１１５％の範囲である。このような従来のクリアランスは塗膜のしわ及び破断をもたらす場合があるために、塗膜積層シートメタルサンプルに対してはこの範囲は不十分であることが見出された。少なくともいくつかの塗膜積層板のために適切なクリアランスは、積層板全体の厚さの約１８０％〜約２０５％以下の範囲内であることが発見された。この修正の前及び後の、変形されたカップ形の積層板サンプル４０及び４２の比較を、図２（ａ）及び２（ｂ）にそれぞれ示す。サンプル４０及び４２は、塗膜Ｄに積層された３０４ステンレス鋼（３０４ＳＳ）のシートを用いて作製される。図２（ａ）に見られるように、従来のクリアランスで変形されたカップ形のサンプル４０は、そのつば区域４４及び側壁４６に塗膜表面のしわを呈した。図２（ｂ）に見られるように、修正されたクリアランスで変形されたカップ形のサンプル４２は、その側壁４８には塗膜表面のしわを呈さず、そのつば区域５０にごくわずかなしわを呈した。この修正の前及び後の、別の変形されたカップ形の積層板サンプル５２及び５４の比較を、図２（ｃ）及び２（ｄ）にそれぞれ示す。サンプル５２及び５４は、塗膜Ａに積層されたステンレス鋼（３０４ＳＳ）のシートを用いて作製される。図２（ｃ）に見られるように、従来のクリアランスで変形されたカップ形のサンプル５２は、そのつば区域５６及び側壁５８に塗膜表面のしわを呈した。図２（ｄ）に見られるように、修正されたクリアランスで変形されたカップ形のサンプル５４は、その側壁６０には塗膜表面のしわを呈さず、そのつば区域６２にごくわずかなしわを呈した。

［００３８］ダイの表面と積層塗膜の間に潤滑剤を使用することが、そのような成形動作にさらされる塗膜の表面の外観の維持に役立つ場合があることもまた見出された。潤滑剤の使用は２通りで役に立つ場合がある。第１に、潤滑剤の使用は、ダイキャビティすなわち開口部の接触表面と積層塗膜の間の摩擦、並びにブランクホルダーの接触表面と積層塗膜の間の摩擦を低減することができ、塗膜積層シートメタルのいわゆる延伸性を改善することができる。第２に、潤滑剤の使用は、積層塗膜の表面とダイキャビティすなわち開口部及びブランクホルダーの表面との直接接触を最低限にすることができる。そのような液体動的潤滑は、深絞りプロセス中の塗膜への表面損傷を低減することができる。そのような表面損傷は、典型的には可視の表面の傷の形状（最悪の場合）であり、塗膜の色及び光沢レベルもまた低減する場合がある。

［００３９］塗膜の外観は、その表面が露出されることになるため、重要である。例えば、ほとんどの自動車の相手先商標製品の製造会社（ＯＥＭ）は、それらの塗装ボディ表面がクラスＡ仕上げを呈すること、及び最小限の光沢レベル並びに写像性（ＤＯＩ）を有することを要求する。ダイキャビティすなわち開口部の表面仕上げが積層塗膜の表面の外観に影響し得ることが見出された。積層塗膜の表面はダイキャビティすなわち開口部の表面を横切って接触及び摺動するので、ダイキャビティすなわち開口部の表面の外観（例えば表面の粗さ）は、塗膜の表面に影響する場合がある。パンチはシートメタルのみと接触するので、パンチの表面仕上げはそれほど重要ではない。ダイ表面が非常に平滑であるならば（例えば研磨表面）、塗膜とダイキャビティ又は開口部の間の摩擦力はより低くなり、その結果、塗膜の表面仕上げがより良くなることが可能である。典型的には、ダイ表面は、平均粗さの値（Ｒと下付文字ａすなわちＲ_ａによって指定される）を指定することによって、ダイの加工のときに指定することができる。平均粗さ値が低いほど、表面仕上げは平滑になる（しかし、ダイの加工費は高くなる）。一般に正しい法則は、シートメタル表面の平均表面粗さよりダイ表面のそれが一桁小さくなるようにすることであり得る。圧延シートメタルの表面は、典型的には、約０．３〜約０．７マイクロメートルの範囲の平均表面粗さを有する。塗膜はダイ表面と接触することになり、パンチはシートメタルと接触することになるため、高光沢（平均粗さが低い）のダイ表面及びパンチの低光沢（高い平均粗さ）の表面は、その逆の場合よりも良い結果を深絞り動作にもたらす。

ドローイング動作のプロセス最適化
［００４０］表面の欠陥が実質的にない複雑又は複合的な３次元変形された（例えばカップドローイングされた）塗膜積層シートメタルを製造するための努力として、成形プロセスの最適化戦略を開発した。本明細書で使用されるとき、塗膜積層シートメタルは、表面欠陥がないとき又は、存在する表面欠陥が通常の２０／２０の視力を有する人の肉眼で見えない場合には、表面欠陥を実質的に含まないものとみなされる。実施例のカップドローイング試験中、パンチ３２がシートメタル２６の露出された下側と接触し、塗膜２４がダイ３０の表面と接触している状態で、各積層板ブランクサンプル２２をブランクホルダー２８とダイ３０の間で（図１（ｂ）を参照）締め付けた。典型的には、シートメタルのカップドローイング工業において従来行われているように、カップドローイングプロセス中は一定のブランクホルダー力を付加した。付加するブランクホルダー力の選択には、競合する問題のバランスをとることが含まれる。過度のブランクホルダー力はダイへの金属の流れを低減し、結果的にパンチ外形の半径区域で金属を破砕又は破断する場合がある。しかし、十分なブランクホルダー力を付加しないと、金属つばのしわにつながる。

［００４１］本発明は、修正されたブランクホルダー力プロファイルを付加することを含む最適化されたドローイング手順を提供する。一定の付加力を使用する代わりに、パンチが最大付加力に達するまでブランクホルダー力を直線的に増加する。図３は、カップドローイング試験でのパンチ及びブランクホルダーの荷重履歴を示す。ブランクホルダー力を表す黒の太い実線及びパンチ力を表す黒の実線を参照すると、ブランクホルダー力が最初は約１４，０００ｌｂｆ（６２．２８ｋＮ）で一定に維持されて（太い黒線のＡＢ部分）、しわを抑制しながらもなお、つばをダイキャビティへとドローイングすることを可能にしていることが観察される。しかし、いったんパンチの変位が始まり、パンチ力が急速に上昇し始めると、ブランクホルダー力は更に増加する（太い黒線のＢＣ部分）。カップドローイングプロセスの途中でのブランクホルダー力のこの変化は、つばのしわを更に抑制することを可能にしながらも、なお積層材料がダイキャビティすなわち開口部に流れ込むことを可能にした。次にブランクホルダー力を一定に維持しながら、パンチの残りのストロークではパンチ荷重を低下した。最適化されたブランクホルダー力プロファイルは、０．５インチ（１２．７０ｍｍ）、０．７５インチ（１９．０５ｍｍ）、０．９インチ（２２．８６ｍｍ）、１．２インチ（３０．４８ｍｍ）、１．５インチ（３８．１０ｍｍ）、及び２．３インチ（５８．４２ｍｍ）の異なる高さへの改善されたカップドローイングをもたらした。

［００４２］ブランクホルダー力は、パンチがその最大付加力又は変位に達する前に初期値から増加される。得られた結果は、ブランクホルダー力を増加する最善の時間である成形動作中の最適点又は最適範囲があることを示した。複雑な又は複合的な３次元成形動作又は少なくともパンチ動作については、この点は、パンチがパンチストローク若しくは変位（つまり、積層板ブランクと接触後にパンチが移動した総距離）の約２５％（１／４^ｔｈ）から３３．３３％（１／３^ｒｄ）に達したときであるようである。

［００４３］置かれている塗膜積層板をクランプするために使用される力（例えばブランクホルダー力）が、成形プロセスを通して高い値に保たれるならば、つば区域の積層板材料はダイキャビティすなわち開口部内にあまり流れ込まず、結果として、成形プロセス早期の積層板成形品の不良（例えば、塗膜の破断及び／又はしわ）をもたらす場合がある。初期のクランプ力（例えばブランクホルダー力）を低くすることは、塗膜材料がダイキャビティすなわち開口部内に流れ込むことを可能にして、塗膜の不良を防ぎ、達成可能な変形の程度（例えばカップの高さ）を増すことを可能にする。プロセスの後期段階にクランプ力を増すことは、主要な変形区域（例えばカップの壁）の塗膜のしわをかなり抑制し、かつ、つばの塗膜のしわを大幅に削減する。実施例の成形動作に関しては、初期のブランクホルダー力は、実験で使用した合計ブランクホルダー力の約９０％であった。

老化及び特性評価
［００４４］カップを周囲条件下で２ヶ月間保管した後、３０４ＳＳ基板上の異なる塗膜のしわの傾向を評価した。この３０４ＳＳ／塗膜Ａ積層板は、層間剥離がカップドローイングの加工された縁で始まっていることを示した。時間の経過にともなって、微小なしわが、３０４ＳＳ／金属塗膜カップの縁の近くのカップの壁に観察された。その一方で、３０４ＳＳ／塗膜Ｂ及び３０４ＳＳ／塗膜Ｃのカップには時間を経ても変化は認められなかった。これらの結果は、複雑な又は複合的な３次元成形動作（例えばカップドローイング工程）での使用には、いくつかの塗膜タイプ／組成物（例えば塗膜Ｂ及び塗膜Ｃ）がより適していることを示している。

カップドローイング工程中の積層塗膜のしわ及び破断
［００４５］上記の最適化されたプロファイルを使用してしわが大幅に削減されたが、試験中及び後に経時的に、例えば高さ１．５インチ（３８．１０ｍｍ）にドローイングされたサンプルなどいくつかのサンプルのつば区域に、及び例えば高さ２．３インチ（５８．４２ｍｍ）にドローイングされたサンプルなどいくつかのサンプルのカップ壁に沿って、なおもしわが形成された。カップ形成後の塗膜のしわ形成を抑制するために、異なる方法を研究した。カップドローイング試験後にしわを止めるために、３つの解決策が提案され、試験された。
（１）図６ａのように、カップドローイング試験前に積層板からつばの縁の塗膜を切断した。この試験システムからの積層板サンプルの除去後に塗膜にしわが観察されたときは、その塗膜を、カップ壁に沿ってしわの前線で、下側のシートメタルまでナイフで切り込んだ。
（２）パンチとダイの間のクリアランスをカップ壁の上部で減らして摩擦を増した。この実験の結果、塗膜は大きいせん断変形を経て、シートメタル基板に「融合」し、しわの開始及び進行を抑制した。
（３）カップをドローイングし、試験システムから外した後、カップを加工してつば及び隣接するカップ壁区域を取り除いた。

ひずみ測定のための格子刷り込み
試験前に裸の３０４ＳＳ試験片を電気化学的に黒丸又はドットの周期的な格子パターンでエッチングした。黒丸の中心から中心までの間隔は２ｍｍに維持した。このパターンは、金属表面に配置した格子ステンシルを用いて適用した。電解溶液（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ５３ＮＣ）に浸漬した吸収性木綿パッドを格子の上に置いた。電流（１５〜２０アンペア）がシートメタルを通過するときに電解溶液と接触した曝露表面は全て酸化され、ドットパターンを生成した。積層された試験片については、周期的な円形穴（中心から中心までの距離が３ｍｍ）のある正確なプラスチックマスクをまず試験片のポリマー側に乗せ、次いでマスクの穴にエアブラシでインクを適用して、規則的なドットを刷り込んだ。深絞りプロセス中、このドットパターンは積層板とともに変形して歪められる。ＡＲＧＵＳ光学システムは、プロセス終了時の円形ドット間の分離距離の変化を用いて試験片のひずみ分布を測定する。試験後、ＡＲＧＵＳカメラを使用して、異なる角度及び視点から、深絞り試験片の一連の写真を撮影する。次いで、ソフトウェアは、変形後の格子間隔と初期の格子間隔を比較して、ドットの中心間の相対距離及び変形区域のひずみを計算する。

カップ成形品のひずみ分布測定値
周期的格子を用いて異なるブランク直径に関してカップドローイング試験を行った後、ＡＲＧＵＳシステムを使用してひずみマップを作成した。カップ壁の最上部から下までのカップの輪郭に沿った１セクションを用いて、大小のひずみの分布を得た。図４は、カップのつばからカップの壁を上がってカップの上までの線に沿った、変形されたカップサンプルの表面上の大小のひずみの分布を示すプロットである。これらのプロファイルは、カップドローイングにおいて典型的に観察されるものである。

追加の実施形態
１．物品（例えば車両のボディ部品）の少なくとも一部分又は全体の複雑又は複合的な湾曲した３次元表面（例えばクラスＡ表面）の塗装方法であって、以下を含む。
保護ポリマー透明コートでコーティングされた一方の主面と、接着剤（例えば感圧性接着剤）でコーティングされたもう一方の主面とを有する、着色料で含浸されたポリマー層を含む接着剤で裏塗りされた塗膜を提供すること。この塗膜の露出されている主面（接着剤がコーティングされた主面の反対側の面）を、一時的なかつ容易に除去可能なプレマスクで保護することが望ましい場合がある。
対向する主面を有する、鋼、アルミニウム、又は任意の他の所望の元素金属若しくは合金で作製されている比較的平らなシートメタル片を提供すること。
第１すなわち成形部分と第２すなわちクランプ部分とを備える塗装されたシートメタル積層板を形成するために塗膜をシートメタルの主面に（例えばホットメルト、熱活性接着剤又は感圧性接着剤を用いて）積層すること。第１すなわち成形部分は、永久変形又は塑性変形された複雑又は複合的な湾曲した３次元形を有する物品の成形部分にされるように意図される。第２すなわちクランプ部分は部分的に又は完全に第１部分を取り巻いている、若しくは第１部分の周辺にある。第２すなわちクランプ部分は、クランプされる又は他の何らかの方法で圧縮力によって固定されるのに適している。
塗装されたシートメタル積層板の第１部分を、複雑又は複合的な湾曲した３次元形を有する物品の成形部分に永久変形させること。
前記永久変形工程の初期段階中に、塗装されたシートメタル積層板の第２部分を固定するために、初期クランプ力又は他の何らかの固定力（例えば圧縮力）を付加すること。
前記永久変形工程の後期段階中に、塗装されたシートメタル積層板の第２部分を固定するために、後期クランプ力又は他の何らかの固定力（例えば圧縮力）を付加すること。
後期に付加される力は、初期に付加される力よりも大きい。
２．前記永久変形工程の初期段階中に、前記塗装されたシートメタル積層板の第２部分を固定するために、少なくとも１つの中間クランプ力又は他の何らかの固定力（例えば圧縮力）を付加する工程において、前記少なくとも１つの中間力が前記初期力の後かつ前記後期力の前に付加され、前記少なくとも１つの中間力が前記初期力より大きく、前記後期力が前記少なくとも１つの中間力より大きい、付加工程を更に含む、実施形態１に記載の方法。
３．付加される前記初期力が、前記塗装されたシートメタル積層板の永久変形が完了する前に、前記後期力まで直線的に増加される、実施形態１又は２に記載の方法。
４．前記初期力が、前記後期力が付加されるまで一定に保たれる、実施形態１又は２に記載の方法。
５．前記初期力が、前記塗装されたシートメタル積層板の永久変形の完成率が約２５％〜約３３．３３％の範囲になるまで付加される、実施形態１〜４のいずれか一項に記載の方法。
６．前記後期力が、前記塗装されたシートメタル積層板の永久変形の完成率が約３３．３３％以上になるまで付加されない、実施形態１〜４のいずれか一項に記載の方法。
７．前記初期力の大きさが、前記後期力の大きさの約９０％以下である、実施形態１〜６のいずれか一項に記載の方法。
８．その提供される塗膜が外表面を有し、前記塗膜のこの外表面が前記塗装されたシートメタル積層板の外表面を形成し、前記第１部分が永久変形された後の前記複雑又は複合的な湾曲した３次元形の外表面がクラスＡ表面である、実施形態１〜７のいずれか一項に記載の方法。
９．前記物品が、車両のボディ部品である、実施形態１〜８のいずれか一項に記載の方法。
１０．前記塗膜が、場合により保護ポリマー透明コートでコーティングされた一方の主面と、接着剤（例えば感圧性接着剤）でコーティングされたもう一方の主面とを有する、着色料で含浸されたポリマー層を含む接着剤で裏塗りされた塗膜である、実施形態１〜９のいずれか一項に記載の方法。
１１．前記塗膜が、一時的なかつ容易に除去可能なプレマスクで保護された露出された主面を有する、実施形態１０に記載の方法。
１２．前記シートメタルが、比較的平らなシートメタル片である、実施形態１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
１３．それぞれの付加力がクランプ力又は他の何らかの圧縮力である、実施形態１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
１４．前記塗装されたシートメタル積層板の第１部分を永久変形させる前記工程が、少なくとも部分的に、パンチ及びダイキャビティを使用することにより、前記塗装されたシートメタル積層板全体の厚さの約１８０％〜約２０５％以下の範囲の前記パンチと前記ダイキャビティの間のクリアランスで達成される、実施形態１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
１５．実施形態１〜１４のいずれか一項に記載の方法により、塗装された複雑又は複合的な湾曲した３次元表面を備える、物品。
１６．塗装されたシートメタル積層板を成形するようにシートメタルの主面に積層された塗膜を備える物品であって、前記塗装されたシートメタル積層板は第１部分と、前記第１部分の外周に第２部分とを備えており、前記第１部分は複雑又は複合的な湾曲した３次元形を有し、前記第１部分の内部の前記塗膜の少なくとも一部分は、複雑又は複合的な湾曲した３次元形状へと前記塗膜のその部分が永久変形されるように延伸されたことを示す引張りプロファイル又は延伸ひずみプロファイルを呈し、前記第２部分の内部の前記塗膜の少なくとも一部分は、前記塗膜のその部分が圧縮力又はクランプ力の下で定位置に固定されたことを示す圧縮ひずみプロファイルを呈し、一方、前記塗装されたシートメタル積層板の前記第１部分が複雑又は複合的な湾曲した３次元形状へと永久変形されるように延伸される、物品。
１７．前記物品が、車両のボディ部品である、実施形態１５又は１６に記載の物品。

［００４６］本発明に従った最適化されたホルダー力プロファイルを使用することによる便益は、様々な塗膜に適用され得るようである。上記の教示は、実施例のカップドローイングプロセスに使用されたものと異なる（１）シートメタルの厚さ、（２）金属の種類（例えば、異なる鋼、アルミニウム、銅、合金など）、（３）ダイキャビティ又は開口部、及び／又は（４）カップの大きさを用いて作製された塗膜積層にも適用できると考えられる。実施例のカップドローイングプロセスへの本発明による修正もまた、少なくとも一般には、複雑又は複合的な３次元的に変形された塗膜積層シートメタルの製造に使用される他のシートメタル成形作業に適用可能であると考えられる。更に、塗膜積層板の変形中に、実施例のように１回だけでなくむしろ数回、クランプ力（例えばブランクホルダー力）を増加することを含むクランプ力プロファイルの使用にも何らかの便益がある可能性がある。例えば、成形動作（例えばパンチストローク）全体の間に２段階でクランプ力（例えばブランクホルダー力）を増加することが望ましい場合がある。例えば、１つのクランプ力プロファイルを最大付加クランプ力の８５％で開始し、次いで、成形動作（例えばパンチストローク）中のいずれかの時点で最大付加力の９０％にすることができる。このプロファイルは、クランプ力対時間曲線に、一連の増加段階として現れる場合がある。「多段階」又は「可変」のクランプ法を実行するために、これらの段階を、成形設備（例えばスタンピングプレス）と接続したコンピュータにプログラムしてもよい。したがって、本発明は、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変形及び変更が加えられてもよい。したがって本発明は上記の記載によって限定されるものではないが、以下の「特許請求の範囲」及びそのあらゆる均等物において記載される限定条件によって規制されるものである。

［００４７］本発明は、本明細書に詳細に開示されていない要素を欠いても適宜実施されうる。

［００４８］上記に引用した全ての特許及び特許出願を、「背景」の項において引用したものを含め、その全容にわたって本文書に援用するものである。

Claims (16)

1. 物品の一部分の複雑又は複合的な湾曲した３次元表面の塗装方法であって、
   塗膜を提供することと、
   対向する主面を有するシートメタルを提供することと、
   第１部分と前記第１部分の外周に第２部分とを備える塗装されたシートメタル積層板を形成するために前記塗膜を前記シートメタルの主面上に積層することと、
   前記塗装されたシートメタル積層板の第１部分を、複雑又は複合的な湾曲した３次元形を有する物品の成形された部分に永久変形させることと、
   前記永久変形工程の初期段階中に、前記塗装されたシートメタル積層板の第２部分を固定するために初期力を付加することと、
   前記永久変形工程の後期段階中に、前記塗装されたシートメタル積層板の第２部分を固定するために後期力を付加する工程であって、
   前記後期に付加される力が、前記初期に付加される力よりも大きい、工程と、を含む、方法。
2. 前記永久変形工程の初期段階中に、前記塗装されたシートメタル積層板の第２部分を固定するために少なくとも１つの中間力を付加する工程を更に含み、前記少なくとも１つの中間力が前記初期力の後かつ前記後期力の前に付加され、前記少なくとも１つの中間力が前記初期力より大きく、前記後期力が前記少なくとも１つの中間力より大きい、請求項１に記載の方法。
3. 付加される前記初期力が、前記塗装されたシートメタル積層板の永久変形が完了する前に、前記後期力まで直線的に増加される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記初期力が、前記後期力が付加されるまで一定に保たれる、請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記初期力が、前記塗装されたシートメタル積層板の永久変形の完成率が約２５％〜約３３．３３％の範囲になるまで付加される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記後期力が、前記塗装されたシートメタル積層板の永久変形の完成率が約３３．３３％以上になるまでは付加されない、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記初期力の大きさが、前記後期力の大きさの約９０％以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記提供される塗膜が外表面を有し、前記塗膜の前記外表面が前記塗装されたシートメタル積層板の外表面を形成し、前記第１部分が永久変形された後の前記複雑又は複合的な湾曲した３次元形の外表面がクラスＡ表面である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記物品が、車両のボディ部品である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記塗膜が、場合により保護ポリマー透明コートでコーティングされた一方の主面と、接着剤でコーティングされたもう一方の主面とを有する、着色料で含浸されたポリマー層を含む接着剤で裏塗りされた塗膜である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記塗膜が、一時的なかつ容易に除去可能なプレマスクで保護された露出された主面を有する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記シートメタルが、比較的平らなシートメタル片である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. それぞれの付加力が、クランプ力又は他の何らかの圧縮力である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記塗装されたシートメタル積層板の第１部分を永久変形する前記工程が、少なくとも部分的に、パンチ及びダイキャビティを使用することにより、前記塗装されたシートメタル積層板全体の厚さの約１８０％〜約２０５％以下の範囲の前記パンチと前記ダイキャビティの間のクリアランスで達成される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法により、塗装された複雑又は複合的な湾曲した３次元表面を備える、物品。
16. 塗装されたシートメタル積層板を成形するようにシートメタルの主面に積層された塗膜を備える物品であって、前記塗装されたシートメタル積層板は第１部分と、前記第１部分の外周に第２部分と、を備えており、前記第１部分は複雑又は複合的な湾曲した３次元形を有し、前記第１部分の内部の前記塗膜の少なくとも一部分は、複雑又は複合的な湾曲した３次元形状へと前記塗膜のその部分が永久変形されるように延伸されたことを示す引張りプロファイル又は延伸ひずみプロファイルを呈し、前記第２部分の内部の前記塗膜の少なくとも一部分は、前記塗膜のその部分が圧縮力又はクランプ力の下で定位置に固定されたことを示す圧縮ひずみプロファイルを呈し、一方、前記塗装されたシートメタル積層板の前記第１部分が複雑又は複合的な湾曲した３次元形状へと永久変形されるように延伸される、物品。
    

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