JP2022170569A - Coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、コーティング方法に関する。 The present disclosure relates to coating methods.
特許文献1には、水栓が開示されている。この水栓の母材には、耐蝕層として、ニッケルめっき層及びクロムめっき層が施されている。耐蝕層上には、防汚層として、一液型フッ素系塗料から得られたプライマー層と、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体製のトップコート層とが形成される。
上記防汚層は、トップコート層の密着性を向上させるためにプライマー層を有している。しかし、防汚層として、プライマー層とトップコート層との2層を形成する必要があるため、防汚層全体の厚みがばらついて均一になり難く、コーティング対象物に対して見栄えのよいコーティングを行うことが難しい。 The antifouling layer has a primer layer to improve the adhesion of the topcoat layer. However, since it is necessary to form two layers, a primer layer and a top coat layer, as an antifouling layer, the thickness of the entire antifouling layer varies and it is difficult to achieve a uniform coating. difficult to do.
本開示は上記事由に鑑みてなされており、接着力が優れ、厚みのばらつきが抑制されたコーティングを行うことができるコーティング方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above reasons, and an object of the present disclosure is to provide a coating method capable of performing coating with excellent adhesive strength and suppressed variations in thickness.
本開示の一態様に係るコーティング方法は、少なくとも表面部分が金属から形成されたコーティング対象物の前記表面部分に対してプラズマ処理を行い、この後、前記表面部分に水素結合によるコーティングを行う。 A coating method according to an aspect of the present disclosure performs plasma processing on the surface portion of an object to be coated, at least the surface portion of which is formed of metal, and then coats the surface portion by hydrogen bonding.
本開示の一態様に係るコーティング方法は、接着力が優れ、かつ、厚みのばらつきが抑制されたコーティングを行うことができる。 A coating method according to an aspect of the present disclosure can perform coating with excellent adhesive strength and suppressed variations in thickness.
本開示は、コーティング方法に関し、詳しくは、コーティング対象物に対してコーティングを行うコーティング方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a coating method, and more particularly to a coating method for coating an object to be coated.
(1)実施形態
本実施形態のコーティング方法では、例えば、図1に示すコーティング対象物1に対してコーティングを行う。図1に示すコーティング対象物1は、水栓であり、例えば、キッチンに設置される。なお、コーティング対象物1はこれに限定されない。例えば、コーティング対象物1は、図8に示すような浴室等に設置される水栓であってもよい。また、コーティング対象物1となる水栓は、例えば、洗面所又はトイレ等に設置されるその他の水栓であってもよい。また、コーティング対象物1は、水栓に限定されず、シンク、キッチンカウンター又は浴槽等のその他の水回り設備であってもよい。また、コーティング対象物1は、水回り設備に限定されず、例えば、取手、照明器具又は車載設備等であってもよい。また、本開示において「コーティング」とは、コーティング対象物1の表面の少なくとも一部を定着可能な物質で覆うことを意味し、コーティング対象物1の表面の全体をコーティングすることに限定されない。
(1) Embodiment In the coating method of this embodiment, for example, coating is performed on an
図2に、コーティングが施されたコーティング対象物1の断面図を示す。図中の符号2は、コーティングによって形成されたコーティング層である。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the coated
コーティング対象物1の少なくとも表面部分は、金属である。コーティング対象物1は、基材10と、表面層11とを備えている。基材10はコーティング対象物1の主体を構成し、立体的な形状を有している。基材10は合成樹脂製であり、詳しくはABS(Acrylonitrile butadiene styrene)樹脂製である。表面層11は、基材10の表面を覆っている。本実施形態では、表面層11がコーティング対象物1の表面部分である。
At least a surface portion of the
表面層11(表面部分)は、基材10の表面に形成された金属層である。本実施形態のコーティング対象物1は、表面部分だけが金属から形成されている。表面層11はクロムめっきであり、耐摩耗性、耐衝撃性、耐食性及び光沢性等を有している。クロムめっきは、例えば、硬質クロムめっき又は黒クロムめっき等である。表面層11は、例えば、基材10の表面の全体にわたって形成される。
The surface layer 11 (surface portion) is a metal layer formed on the surface of the
なお、基材10は、ABS樹脂以外の合成樹脂から形成されてもよいし、合成樹脂以外の材料から形成されてもよい。合成樹脂以外の材料としては、例えば、セラミック、ガラス又は金属等が挙げられる。また、表面層11は、クロムめっき以外のめっきであってもよい。表面層11は、例えば、亜鉛めっき又はニッケルめっき等であってもよい。また、表面層11のめっき方法は、限定されない。表面層11のめっき方法は、例えば、溶融めっき、気相めっき、電気めっき又は化学めっき等であってもよい。また、表面層11は、めっきではなく、ラミネート、蒸着又はスパッタリング等によって形成された金属層であってもよい。また、表面層11は基材10の表面の一部にのみ形成されてもよい。また、コーティング対象物1は、表面部分だけが金属から形成されたものに限定されず、コーティング対象物1の全体が金属から形成されたものであってもよい。
The
本実施形態では、コーティング対象物1の表面部分である表面層11に直接コーティングを施して、表面層11の表面にコーティング層2を形成する。
In the present embodiment, the
コーティング層2を形成するコーティング剤20(図3参照)は、フッ素樹脂を含むフッ素樹脂組成物である。すなわち、本実施形態では、コーティング対象物1の表面部分にフッ素樹脂コーティングを行うことで、フッ素樹脂組成物からなるコーティング層2を形成する。フッ素樹脂は、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)、PFEP(パーフルオロエチレンプロペンコポリマー)、ETFE(エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ECTFE(エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー)又はPVDF(ポリビニリデンフルオライド)等である。フッ素樹脂組成物には、必要に応じて各種の添加剤が添加されていてもよい。
A coating agent 20 (see FIG. 3) forming the
次に本実施形態のコーティング方法について説明する。本実施形態のコーティング方法は、プラズマ処理工程と、コーティング工程とを含んでいる。プラズマ処理工程は、コーティング工程の前工程である。プラズマ処理工程は、コーティング対象物1の表面部分である表面層11にプラズマ処理を行う工程である。コーティング工程は、プラズマ処理工程によってプラズマ処理されたコーティング対象物1の表面層11に、水素結合によるコーティングを行う工程である。
Next, the coating method of this embodiment will be described. The coating method of this embodiment includes a plasma treatment process and a coating process. The plasma treatment process is a pre-process for the coating process. The plasma treatment step is a step of subjecting the
プラズマ処理工程では、例えば、図4に示すプラズマ処理装置3を用いて、コーティング対象物1にプラズマ処理を行う。プラズマ処理装置3は、真空プラズマ(低圧プラズマ)処理装置であり、減圧されて圧力が大気圧よりも低くなったプラズマ処理庫内において、コーティング対象物1に対してプラズマ処理(真空プラズマ処理)を行う。プラズマ処理装置3による真空プラズマ処理は、減圧されたプラズマ処理庫内において一対の電極30,30間にコーティング対象物1が配された状態で、一対の電極30,30間に交流電源又は直流電源から電圧を印加することで行われる。これにより、コーティング対象物1の表面層11に、プラズマ(詳しくは、プラズマ処理庫内で発生したプラズマの電子やイオン)が照射される。このプラズマ処理は、例えば、プラズマ処理庫内が、プロセスガスであるアルゴン及び酸素が充満された状態で行われる。プロセスガスは、例えば、プラズマ処理庫内を真空ポンプで減圧した後にプラズマ処理庫内に供給されることで、プラズマ処理庫内に充填された状態とされる。なお、「真空プラズマ処理」は、大気圧よりも減圧された状態でプラズマ処理を行うことを意味し、真空の雰囲気でプラズマ処理が行われることだけに限定されない。
In the plasma processing step, for example, the plasma processing is performed on the
真空プラズマ処理では、プラズマがプラズマ処理庫内のガスに跳ね返ることで、コーティング対象物1の表面の全体に均一に照射される。このため、水栓のような三次元形状を有するコーティング対象物1の表面をプラズマ処理する場合に適している。なお、プラズマ処理庫内に充填されるプロセスガスは限定されない。
In the vacuum plasma treatment, the entire surface of the
プラズマ処理工程で行われるプラズマ処理は、真空プラズマ処理に限定されず、大気圧中でプラズマ処理を行う大気圧プラズマ処理であってもよい。図5に大気圧プラズマ処理装置4の一例を示す。
The plasma treatment performed in the plasma treatment step is not limited to vacuum plasma treatment, and may be atmospheric pressure plasma treatment in which plasma treatment is performed in atmospheric pressure. An example of the atmospheric pressure
大気圧プラズマ処理装置4では、例えば、大気圧の雰囲気において一対の電極40,40間にコーティング対象物1が配された状態で、交流電源又は直流電源から一対の電極40,40間に電圧を印加することでプラズマ処理が行われる。この大気圧プラズマ処理装置4によるプラズマ処理では、一対の電極40,40のうちの一方から他方に向かって直線的にプラズマが照射される。このため、コーティング対象物1においてプラズマ処理を行う面が平面である場合に、プラズマ処理庫や真空ポンプ等の減圧空間を形成するための設備を省略することができて有利である。
In the atmospheric pressure
プラズマ処理工程が行われる前のコーティング対象物1の表面層11の表面には、通常、図6に示すように、コーティング剤20を表面層11に水素結合させるためのヒドロキシ基が少量しか存在しない。このため、表面層11に対して水素結合によるコーティングを行ったとしても、コーティング剤20のコーティング対象物1に対する接着力が高くなり難い。しかし、本実施形態では、コーティング対象物1の表面層11がプラズマ処理工程においてプラズマ処理されることで、表面層11の酸化膜等に含まれる分子の化学結合が切断され、これにより、図7に示すように、表面層11の表面に多数のヒドロキシ基が形成される。このため、表面層11に対して接着力を高めた状態で水素結合によるコーティングを行うことが可能になる。
Before the plasma treatment step, the surface of the
プラズマ処理装置3によって実行されるプラズマ処理工程では、コーティング対象物1に対するプラズマ処理を、100W以上500W以下の出力で10秒以上60秒以下の時間行うことが好ましい。この場合、エネルギー消費量を抑えつつ、表面層11に対するコーティング剤20の接着力を十分に高めることができる。コーティング対象物1に対するプラズマ処理は、例えば、250Wの出力で30秒間行われる。なお、プラズマ処理の出力時における電力及び処理時間は、限定されない。
In the plasma processing step performed by the
プラズマ処理工程の後に、コーティング工程が実行される。コーティング工程は、例えば、プラズマ処理庫の外部において行われる。なお、コーティング工程は、プラズマ処理庫内において行われてもよい。 After the plasma treatment step, a coating step is performed. The coating process is performed outside the plasma processing chamber, for example. Note that the coating process may be performed in the plasma processing chamber.
コーティング工程では、前述したフッ素樹脂を含むコーティング剤20(図3参照)を、プラズマ処理工程においてプラズマ処理された表面層11の表面に直接コーティングする。これにより、図3に示すように、コーティング剤20がコーティング対象物1に対して水素結合される。コーティング対象物1に対するコーティングは、例えば、スプレーガン又は静電粉体塗装機等を用いて行われる。なお、コーティング対象物1にコーティングする方法は、限定されない。
In the coating step, the coating agent 20 (see FIG. 3) containing the fluororesin described above is directly coated onto the surface of the
コーティング工程においてコーティングを行うことで、コーティング対象物1に対してコーティング剤20が有する特性を付与できる。本実施形態のコーティング剤20は、フッ素樹脂を含むため、はっ水・はつ油性(防汚性)、耐熱性、耐薬品性及び耐摩耗性等が、コーティング対象物1に付与される。
By coating in the coating step, the properties of the
なお、コーティング剤20は、コーティング対象物1の金属製の表面部分に対して水素結合し得るものであれば、フッ素樹脂を含まなくてもよい。フッ素樹脂を含まないコーティング剤20としては、例えば、アクリル系樹脂又はシリコーン系樹脂を含むコーティング剤が挙げられる。また、フッ素樹脂を含まないコーティング剤20は、炭化ケイ素等のセラミックを含むコーティング剤であってもよい。
The
本実施形態のコーティング方法によれば、コーティング対象物1をプラズマ処理することで、コーティング対象物1の表面部分に多数のヒドロキシ基を形成することができる。そして、このようにヒドロキシ基の数がプラズマ処理前よりも多くなった表面部分に対して水素結合によるコーティングを行う。このため、コーティング対象物1に対して接着力の高いコーティング層2(図2参照)を形成することができる。また、この場合、コーティング対象物1の表面部分には、プライマー層を形成することなく、直接コーティング剤20をコーティングすることができる。すなわち、コーティング対象物1の表面には、コーティング層2の1層だけで構成された層を形成するだけでよい。
According to the coating method of the present embodiment, plasma treatment of the
(2)態様
以上説明した実施形態から明らかなように、第1の態様のコーティング方法は、以下に示す構成を有する。少なくとも表面部分(例えば、表面層11)が金属から形成されたコーティング対象物(1)の前記表面部分に対してプラズマ処理を行い、この後、前記表面部分に水素結合によるコーティングを行う。
(2) Aspects As is clear from the embodiments described above, the coating method of the first aspect has the following configurations. Plasma treatment is performed on the surface portion of the coating object (1) at least the surface portion (for example, the surface layer 11) is formed of metal, and then the surface portion is coated by hydrogen bonding.
この態様によれば、コーティング対象物(1)をプラズマ処理することで、コーティング対象物(1)の表面部分に、水素結合によるコーティングを行うためのヒドロキシ基を多数形成することができる。このため、コーティング対象物(1)に対して、接着力が優れたコーティングを行うことができる。また、コーティング対象物(1)の表面部分に直接コーティングを行うため、プライマー層を省略できる。このため、コーティング対象物の表面に形成される層の厚みを小さくすると共にこの層の厚みのばらつきを抑制できる。したがって、見栄えの良いコーティングを行うことができる。また、プライマー層を形成する工程を省略できるため、コーティングを容易に行うこともできる。 According to this aspect, by plasma-treating the object to be coated (1), a large number of hydroxy groups can be formed on the surface portion of the object to be coated (1) for coating by hydrogen bonding. Therefore, the coating object (1) can be coated with excellent adhesion. In addition, since the surface portion of the coating object (1) is directly coated, the primer layer can be omitted. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the layer formed on the surface of the object to be coated and to suppress variations in the thickness of this layer. Therefore, a good-looking coating can be obtained. Moreover, since the process of forming a primer layer can be omitted, coating can be easily performed.
第2の態様のコーティング方法は、第1の態様との組み合わせにより実現され得る。第2の態様では、前記プラズマ処理は、真空プラズマ処理である。 The coating method of the second aspect can be realized in combination with the first aspect. In a second aspect, said plasma treatment is a vacuum plasma treatment.
この態様によれば、三次元的な形状を有するコーティング対象物(1)に対して、均一にコーティングを行うことができる。 According to this aspect, the object to be coated (1) having a three-dimensional shape can be uniformly coated.
第3の態様のコーティング方法は、第2の態様との組み合わせにより実現され得る。第3の態様では、前記プラズマ処理を、100W以上500W以下の出力で10秒以上60秒以下で行う。 The coating method of the third aspect can be realized in combination with the second aspect. In a third aspect, the plasma treatment is performed at an output of 100 W or more and 500 W or less for 10 seconds or more and 60 seconds or less.
この態様によれば、エネルギー消費量を抑えつつ、接着力の高いコーティングを行うことができる。 According to this aspect, it is possible to perform coating with high adhesion while suppressing energy consumption.
第4の態様のコーティング方法は、第1~第3のいずれか一つの態様との組み合わせにより実現され得る。第4の態様では、前記コーティングはフッ素コーティングである。 The coating method of the fourth aspect can be realized by combining with any one of the first to third aspects. In a fourth aspect, said coating is a fluorine coating.
この態様によれば、コーティング対象物(1)に対して、はっ水・はつ油性(防汚性)、耐熱性、耐薬品性及び耐摩耗性等を付与することができる。 According to this aspect, it is possible to impart water and oil repellency (antifouling property), heat resistance, chemical resistance, abrasion resistance, and the like to the coating object (1).
第5の態様のコーティング方法は、第1~第4のいずれか一つの態様との組み合わせにより実現され得る。第5の態様では、コーティング対象物(1)は、水栓である。 The coating method of the fifth aspect can be realized by combining with any one of the first to fourth aspects. In a fifth aspect, the object to be coated (1) is a faucet.
この態様によれば、水栓に対して、接着力が優れ、かつ、厚みのばらつきが抑制されたコーティングを行うことができる。 According to this aspect, the faucet can be coated with a coating having excellent adhesive strength and suppressed variations in thickness.
第6の態様のコーティング方法は、第5の態様との組み合わせにより実現され得る。第6の態様は、以下に示す構成を有する。水栓は、樹脂製の基材(10)と、基材(10)の表面に施されたクロムめっき層とを備える。前記表面部分は前記クロムめっき層である。 The coating method of the sixth aspect can be realized in combination with the fifth aspect. A sixth aspect has the following configuration. A faucet includes a base material (10) made of resin and a chrome plating layer applied to the surface of the base material (10). The surface portion is the chromium plating layer.
この態様によれば、表面部分がクロムめっき層である水栓に対して、接着力が優れ、かつ、厚みのばらつきが抑制されたコーティングを行うことができる。 According to this aspect, the faucet whose surface portion is a chrome-plated layer can be coated with excellent adhesion and with suppressed variations in thickness.
1 コーティング対象物
10 基材
11 表面層(表面部分)
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
コーティング方法。 Plasma treatment is performed on the surface portion of an object to be coated, at least the surface portion of which is formed of metal, and then the surface portion is coated by hydrogen bonding,
coating method.
請求項1に記載のコーティング方法。 The plasma treatment is a vacuum plasma treatment,
The coating method according to claim 1.
請求項2に記載のコーティング方法。 The plasma treatment is performed at an output of 100 W or more and 500 W or less for 10 seconds or more and 60 seconds or less,
The coating method according to claim 2.
請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のコーティング方法。 The coating is a fluorine coating,
The coating method according to any one of claims 1 to 3.
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のコーティング方法。 The object to be coated is a faucet,
The coating method according to any one of claims 1 to 4.
樹脂製の基材と、
前記基材の表面に施されたクロムめっき層とを備え、
前記表面部分は前記クロムめっき層であることを特徴とする、
請求項5に記載のコーティング方法。 The faucet is
a base material made of resin;
A chromium plating layer applied to the surface of the base material,
The surface portion is the chromium plating layer,
The coating method according to claim 5.
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