JP3245532B2 - 描画塗装方法 - Google Patents

描画塗装方法

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JP3245532B2 JP12822696A JP12822696A JP3245532B2 JP 3245532 B2 JP3245532 B2 JP 3245532B2 JP 12822696 A JP12822696 A JP 12822696A JP 12822696 A JP12822696 A JP 12822696A JP 3245532 B2 JP3245532 B2 JP 3245532B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー原画像を自
動車車体などの被描画物表面に描画することで意匠塗装
を行う描画塗装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、コンピュータの印刷装置として、
インクジェット方式によるプリンタが用いられている。
このインクジェットプリンタは、コンピュータの記憶装
置に保存されている画像データの各画素の色調に応じて
赤青黄の色の3原色と黒色の4色のインク剤をそれぞれ
ノズルから吐出して印刷紙上にドット状に付着させ、印
刷紙上で重ね合わせることでその画素の色調を再現す
る。そしてノズルを左右方向に駆動させるとともに印刷
紙を垂直方向に駆動することにより、印刷紙上に画像デ
ータを描画することができる。
【0003】プリンタでは被塗物が紙状のものに限られ
ているが、例えば自動車車体などに画像データを直接描
画できれば、複雑な意匠であっても工業的に量産するこ
とが可能となる。そこで特開平1−110159号、特
開平1−128841号、特開平1−133800号な
どの公報には、カラー原画像を拡大して壁面などに直接
プリントすることができる自動描画装置が提案されてい
る。この自動描画装置によれば、4つのノズルユニット
がX方向、Y方向及びZ方向の三次元方向に駆動される
ので、描画壁面に画像データを拡大して描画することが
可能となり、複雑な意匠であっても工業的に量産するこ
とが可能となる。したがってこれを自動車外板、バンパ
ー、モールなどの塗装に利用することにより、塗装意匠
の自由度が飛躍的に向上する。
【0004】ところで自動車外板などの立面に描画塗装
する場合には、付着したドット状のインク剤の垂れを防
止することがきわめて重要である。そして最大4色のイ
ンク剤が塗重ねられても垂れを防止する必要がある。そ
こで従来は、描画塗膜の膜厚を非常に薄くすることで塗
装時の垂れを防止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】膜厚を薄くして所望の
色調を得るためには、インク剤中の顔料濃度を多くしな
ければならない。しかしインク剤中の樹脂バインダーに
対する顔料の濃度が高くなると、塗膜の強度が低下する
という問題がある。また自動車外板の塗装に適用した場
合には、現在の自動車の塗装工程内に描画塗装工程を挿
入することとなる。したがって中塗り工程と上塗り工程
の間に描画塗装工程を行うこととなり、未硬化状態のベ
ース塗膜表面に描画塗装し、その表面にクリア塗料を塗
布して焼き付けることにより、ベース塗膜と描画塗膜及
びクア塗膜を一体的に硬化させることとなる。
【0006】しかし、上記したように描画塗膜の強度が
低いと、付着性試験を行った場合、強靭なベース塗膜及
びクリア塗膜に引っ張られ、描画塗膜内での凝集破壊が
容易に生じて付着性が低いという問題がある。この問題
はインク剤中の樹脂バインダー濃度を高くすることによ
り解決できるが、顔料濃度が相対的に低下することによ
り表現できる色調の範囲が狭くなり、原画の色の再現性
に劣るという不具合が発生する。
【0007】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、インク剤中の顔料濃度を高く維持しつつ付
着性を向上させることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の描画塗装方法の特徴は、被塗物表面にベース塗膜と
描画塗膜及びクリア塗膜を順に形成する塗装方法であっ
て、被塗物表面に架橋剤を含むベース塗料を塗布して未
硬化ベース塗膜を形成する下塗工程と、架橋剤と反応し
て硬化可能な主剤樹脂を含み架橋剤を含まないインク剤
を用いて未硬化ベース塗膜表面に描画することにより未
硬化描画塗膜を形成する中塗工程と、未硬化描画塗膜及
び未硬化ベース塗膜表面にクリア塗料を塗布して未硬化
クリア塗膜を形成する上塗工程と、よりなる塗装工程
と、加熱により未硬化ベース塗膜、未硬化描画塗膜及び
未硬化クリア塗膜を一体的に焼付ける焼付工程と、から
なることにある。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明では、先ず未硬化状態のベ
ース塗膜が形成され、その表面に未硬化描画塗膜が形成
される。したがってベース塗膜及び描画塗膜ともに未硬
化状態であるため、ベース塗膜中の比較的低分子量成分
である架橋剤が描画塗膜中に浸透しやすい。しかも描画
塗膜の膜厚は薄いため、架橋剤は描画塗膜全体に拡がり
易い。そしてクリア塗料が塗布され焼付工程が行われる
と、浸透した架橋剤が描画塗膜中の主剤樹脂と架橋す
る。したがって描画塗膜中の樹脂濃度が高まり、付着性
が向上する。
【0010】描画塗膜として所定の性能を得るために
は、描画塗膜中の樹脂成分と顔料成分との比率を所定範
囲とする必要がある。そして樹脂成分としては、主剤樹
脂と架橋剤であり、この両者の官能基がほぼ1対1で反
応するように構成する必要がある。また、インク剤中の
顔料の分散安定性は主剤樹脂により支配されるため、主
剤樹脂の含有量を低減すれば、分散安定化する顔料の量
も減り、結果的に顔料濃度が低下する。したがって顔料
の絶対量を確保するためには、それに見合った主剤樹脂
量が必要となる。
【0011】しかし顔料に対して必要な主剤樹脂量に対
して見合うだけの架橋剤を添加すると、インク剤中の顔
料濃度が相対的に低くなり、表現できる色調の範囲が狭
くなってしまう。そこで本発明では、インク剤中の樹脂
成分を顔料の分散安定化に必要な主剤樹脂のみとし、顔
料の分散安定化には寄与しない架橋剤を除いた構成とし
た。これにより顔料の分散安定化を維持しつつ、インク
剤中の顔料濃度を相対的に高くすることができ、表現で
きる色調の範囲を広げることが可能となる。
【0012】そしてベース塗膜から描画塗膜中に架橋剤
が浸透して移行することにより、描画塗膜中の主剤樹脂
が移行してきた架橋剤と反応するため、描画塗膜として
の機械的性能を確保することができる。ベース塗料とし
ては、架橋剤を含んで加熱により架橋硬化するものが用
いられ、アクリル・メラミン樹脂塗料、ポリエステル・
メラミン樹脂塗料、アクリル・エポキシ・メラミン樹脂
塗料、ポリエステル・エポキシ・メラミン樹脂塗料など
のメラミン樹脂を架橋剤とした塗料、アクリル・イソシ
アネート樹脂塗料、ポリエステル・イソシアネート樹脂
塗料などのポリイソシアネートを架橋剤とした塗料など
が用いられる。
【0013】描画塗膜の膜厚はきわめて薄く、ベース塗
膜から描画塗膜に浸透する架橋剤の量は極めて僅かでよ
い。したがってベース塗料の樹脂成分中の主剤樹脂と架
橋剤との比率は、架橋剤がメラミン樹脂の場合は主剤樹
脂/架橋剤=6/4〜10/1など、従来のベース塗料
と同様でよい。また架橋剤がポリイソシアネートの場合
には、主剤樹脂の水酸基価によってその量が決められ、
一般にOH/NCOが1.0近傍とするのが好ましい。
【0014】このベース塗膜は、溶剤が揮散しただけの
未硬化塗膜であってもよいし、低温で短時間加熱される
ことにより部分的に硬化した半硬化塗膜であってもよ
い。またその色調は一般には白色であるが、これに制限
されず目的に応じて種々選択でき、その膜厚も自由に選
択できる。インク剤としては、アクリル樹脂、ポリエス
テル樹脂、エポキシ樹脂などの架橋剤と架橋して硬化す
る主剤樹脂と、各種顔料及び溶剤からなるものが用いら
れる。顔料濃度は、顔料種類によって異なり、例えば赤
色、青色及び黄色の顔料の場合は主剤樹脂に対して20
〜70PHR程度、好ましくは30〜60PHR程度と
される。また黒色顔料の場合には、1〜30PHR程
度、好ましくは5〜20PHR程度とされる。顔料濃度
が低すぎると表現できる色調の範囲が狭くなり、顔料濃
度が高すぎると描画塗膜の機械的性質が低下して付着性
が低下する。この範囲のように高い顔料濃度とすること
で、表現できる色調の範囲が拡大され色再現性に優れる
とともに、付着性に優れるようになる。
【0015】単色の描画塗膜の膜厚は一般に1μm以下
とされる。膜厚がこれより厚くなると垂れの問題が発生
するようになる。クリア塗料としては、従来のアクリル
・メラミン樹脂塗料、ポリエステル・メラミン樹脂塗
料、アクリル・イソシアネート樹脂塗料などの架橋硬化
型塗料が一般に用いられるが、場合によっては溶剤揮散
硬化型塗料(ラッカー)や酸化重合型などの一液架橋硬
化型塗料などを用いることもできる。なお、未硬化クリ
ア塗膜からの未硬化描画塗膜への架橋剤の浸透も期待さ
れることから、ベース塗料と類似の架橋剤を用いたクリ
ア塗料を用いることが望ましい。
【0016】クリア塗料は光沢を与えて外観品質を高め
るとともに描画塗膜を保護するものであり、クリア塗膜
の膜厚は特に制限されないが20〜40μm程度が一般
的である。
【0017】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。なお、以下の実施例1〜5及び比較例1
〜4には表1に示す組成の各塗料を用いた。
【0018】
【表1】 (実施例1)本実施例では、上記インク剤中の有機顔料
として、キナクリドン系の赤色顔料を用いている。
【0019】上記白色ベース塗料をシンナーで塗装粘度
に希釈し、電着塗装が施された鋼板に乾燥膜厚が25μ
mとなるようにスプレー塗装した後、wet on w
et塗装法にて上記インク剤を自動描画塗装装置を用い
て乾燥膜厚が約1μmとなるように描画塗装した。さら
に上記クリア塗料をシンナーで塗装粘度に希釈し、we
t on wet塗装法にて描画塗膜表面に乾燥膜厚が
30μmとなるようにスプレー塗装した。
【0020】そして15分間常温で放置後、140℃で
20分間加熱して、三つの塗膜を一体的に焼き付け乾燥
した。得られた塗装板を常温で24時間放置した後、J
IS−K−5400に規定された碁盤目テープ法による
付着性試験を行い、塗膜が剥がれた升目を数えて初期付
着性を評価した。また常温で24時間放置した塗装板を
40℃の水中に10日間浸漬し、引き上げて常温で24
時間放置した後に同様の付着性試験を行い、耐水付着性
を評価した。それぞれの結果を表2に示す。
【0021】(実施例2)ベース塗料を塗装した後、8
0℃で10分間加熱するプレヒート工程を行い、その後
インク剤を描画塗装したこと以外は実施例1と同様にし
て塗装板を形成した。そして同様に初期付着性と耐水付
着性を評価し、結果を表2に示す。 (実施例3)有機顔料としてイソインドリノン系の黄色
顔料を用いたこと以外は実施例1と同様にして塗装板を
形成した。そして同様に初期付着性と耐水付着性を評価
し、結果を表2に示す。
【0022】(実施例4)有機顔料としてフタロシアニ
ン系の青色顔料を用いたこと以外は実施例1と同様にし
て塗装板を形成した。そして同様に初期付着性と耐水付
着性を評価し、結果を表2に示す。 (実施例5)有機顔料としてカーボンブラックを用いた
こと以外は実施例1と同様にして塗装板を形成した。そ
して同様に初期付着性と耐水付着性を評価し、結果を表
2に示す。
【0023】(比較例1〜4)ベース塗料を塗装した
後、140℃で20分間加熱する焼き付け工程を行い、
その後インク剤を描画塗装したこと以外は実施例1〜5
と同様にして塗装板を形成した。そして同様に初期付着
性と耐水付着性を評価し、結果を表2に示す。なお、実
施例2に対応する比較例は比較例1と同一となるので省
略する。
【0024】
【表2】 (○:0/100 △:0/100 〜1/100 ×:1/100 以上) (評価)表2より、インク剤の顔料の種類によって差は
あるものの、実施例のようにベース塗膜を未硬化状態で
インク剤を描画することにより、ベース塗膜を焼き付け
た後にインク剤を描画した比較例と比べて、付着性が格
段に向上していることが明らかである。
【0025】これは、ベース塗膜中の比較的低分子量成
分であり架橋剤であるメラミン樹脂が描画塗膜中に浸透
・移行し、焼付工程時に描画塗膜中の主剤樹脂であるア
クリル樹脂と反応したことによるものと考えられる。ま
た未硬化クリア塗膜からのメラミン樹脂の浸透・移行も
生じているかもしれない。また実施例1と実施例2の結
果に差異がないことから、ベース塗膜が全くの未硬化状
態であっても、80℃で10分程度焼き付けた程度の半
硬化状態であっても、同様に架橋剤であるメラミン樹脂
の浸透・移行が生じて描画塗膜の強度が向上したと考え
られる。
【0026】(従来例)表3に示す従来組成のインク剤
を用いたこと以外は実施例1及び比較例1と同様にして
塗装板をそれぞれ形成した。そして同様に初期付着性と
耐水付着性を評価し、また色再現性を目視で評価し、結
果を実施例1及び比較例1の結果とともに表3に示す。
【0027】
【表3】 従来例のように樹脂成分の多いインク剤を用いれば、付
着性は優れるものの、顔料濃度が低いために色再現性に
劣ることが明らかである。つまり本実施例の描画塗装方
法によれば、色再現性と付着性を両立させることができ
ることが明らかである。
【0028】
【発明の効果】すなわち本発明の描画塗装方法によれ
ば、インク剤中の顔料濃度を高く維持しつつ描画塗膜の
強度を向上させることができる。したがって表現できる
色の範囲が広がり、描画する原画の色の再現性を高く確
保しつつ、高い付着性を確保することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 大介 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 木谷田 弘明 愛知県加茂郡三好町大字莇生字平地1番 地 関西ペイント株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−218320(JP,A) 特開 平7−275796(JP,A) 特開 昭56−38291(JP,A) 特表 平6−507575(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05D 1/00 - 7/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被塗物表面にベース塗膜と描画塗膜及び
    クリア塗膜を順に形成する塗装方法であって、被塗物表
    面に架橋剤を含むベース塗料を塗布して未硬化ベース塗
    膜を形成する下塗工程と、該架橋剤と反応して硬化可能
    な主剤樹脂を含み架橋剤を含まないインク剤を用いて該
    未硬化ベース塗膜表面に描画することにより未硬化描画
    塗膜を形成する中塗工程と、該未硬化描画塗膜及び該未
    硬化ベース塗膜表面にクリア塗料を塗布して未硬化クリ
    ア塗膜を形成する上塗工程と、よりなる塗装工程と、 加熱により該未硬化ベース塗膜、該未硬化描画塗膜及び
    該未硬化クリア塗膜を一体的に焼付ける焼付工程と、か
    らなることを特徴とする描画塗装方法。
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