JPH03500739A - 塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発」１辺」Ｌ称 塗布方法 １丘豆１ 本発明はプラスチックフィルムに反応性塗料組成物を塗布する方法、さらに詳し く言うと架橋性透明コートをフィルム上のベースコートペイント層に塗布する方 法に関する。

１皿■遣 透明なトップコートをベースコートペイント層上に塗布することは、自動車工業 においてますます一般的になってきた。そのようなカラープラス透明またはベー スコート／透明コート方式では、着色ベースコートを自動車パネルに吹き付け、 そして吹き付けおよび乾燥後に、架橋じ硬化する反応性透明組成物をその上に塗 布する６例えば、米国特許第４，６８１，８１１号には、ペイント層上に、ポリ エポキシドと多酸硬化剤よりなる液体架橋性組成物を吹き付けることによって形 成した透明トップコートが記載されている。この特許は、すぐれた光沢と独特な イメージを有する複合材料を提供するものであるとある。シンプソン等は、透明 コート組成物混合物の吹き付けに先立って透明コート組成物成分を十分に混合す ることにより生じる問題については何も示していない。

吹き付は塗装用の別の種類の透明トップコートについては、米国特許第４，６９ ９，８１４号に記載がある。

これには、イソシアネートとヒドロキシポリエポキシドとを反応させて得た低分 子量エポキシ官能性ポリウレタンが含まれる。多酸硬化剤が使用されている。こ こでもまた、混合物を塗布する前に、成分を混合することに関する問題について は何も示されていない。

最近、すばらしい品質の仕上げをもたらす自動車のボディおよび他の三次元物品 へのペイントおよび透明コートの新しい塗布方法が開発された。この新しい方法 は、伸縮性ポリマーフィルムの片側に層流によって着色ベースコートを塗布し、 その後ベースコート上に透明コートを塗布し、そして接着剤層を上記フィルムの 他の側に塗布し、これを熱成形によって自動車ボディパネルまたは他の支持体に 、例えば米国特許第４，７６９，１００号に記載の方法で、接着するものである 。最適な品質を得るために用いる塗布方法は、プラスチックフィルムの移動ウェ ッブを液体塗料組成物の水平に延びているビードと接触させることによって連続 層流塗布するものである。この組成物は押し出し被覆ホッパーの幅の狭い水平ス ロットから押し出す。

押し出し被覆ホッパーは以前は、例えば米国特許第３．２０６，３２３号に記載 のような、写真商品の精密被覆に使用されてきた。それらは非常な滑らかさ、光 沢およびその他の品質を有する被覆をもたらす、しかしながら、それらは、透明 コートを自動車ボディに塗布する従来の吹き付はペイント法と比べると、供給組 成物に関してより敏感な問題を有する０例えば、反応性透明コート組成物は、成 分を混合した後、すぐに粘度が高くなり始めることが分かった。押し出しホッパ ーへ供給する前に、混合した透明コート組成物を供給容器に長時間置きすぎると 、供給組成物の粘度が被覆操作中に増加してしまう、これが生じると、押し出し ホッパーは最適な品質の被覆を生じなくなる。

透明コートの成分を供給容器中で混合した後、重合体の不均質な粒子またはスラ ップが形成し始めることも分かった。これらは被覆ホッパー出ロスロットの中の またはまわりの金属に粘着しがちで、被覆の際のラインの故障を招くことになる １反応性透明コート組成物を吹き付けた場合、おそらく吹き付はノズルの高剪断 作用が被覆組成物の粘度を下げるためであろうと思うが、これらの現象がいずれ も問題を起こさないことが確認されている。

本発明では、バッチ混合した反応性の透明コートを、押し出し被覆ホッパーの幅 の狭いスロットを通して、ペイント塗布した重合体フィルム上に被覆する際に生 じる可能性のある問題を、反応性透明コート混合物を移動プラスチックフィルム ウェブ上に塗布する直前に透明コート成分の連続流を混合することによって、少 なくしたりあるいは避けることができることを見出だした。

免班豆且１ 本発明の方法は、軟質で伸縮性の材料を伸張して三次元の支持体にぴったり合わ せたり、これに結合して、滑らかでしわのない保護および化粧塗膜を形成する熱 成形法に用いるのに適した、軟質で伸縮性の材料の製法をさらに改良するもので ある０本発明は以下の工程よりなる（１）　実質的に均一な厚さの薄く、基本的 には平らで、伸縮性の熱成形ポリマー支持体を準備し；（２）　フィルム形成結 合剤および着色剤よりなる液体ペイント組成物を準備し； （３）　上記ペイント組成物の層流を形成し、この流れを上記熱可塑性重合体支 持体の表面と接触させてこの上に実質的に均一な厚みの薄いペイント層を形成し ；（４）　上記ペイント層を乾燥した不粘着性の状態にし； （５）　表面に乾燥ペイント層を有する上記シート材料ウェブを、幅の狭い水平 押し出しスロットを持つ被覆ホッパーに接近させて連続的に通過させ；（６）　 第１成分として、架橋性フィルム形成重合体の透明溶液を、混合帯域へ連続的に 供給し；（７）　第２成分として、上記フィルム形成重合体のための架橋剤を、 同じ混合帯域へ連続的に供給し；（８）　得られた混合物を上記混合帯域から上 記ホッパーへ連続的に供給し；そして （９）　混合物を上記スロットを通して層流状に押し出して、ウェブの乾燥ペイ ント層上に透明コートを形成し、上記混合物は、混合物帯域で形成した後、約５ ０秒未満内に押し出す。

ｔ１日 本発明を図面を参考にしてさらに説明する。

第１図は、本発明の方法で製造した被覆フィルムの断面図であり； 第２図は、本発明の方法を実施しつる装置の、一部が断面の、側面図であり； 第３図は、幅の狭い押し出しスロットを有する被覆ホッパーの断面の透視図であ り； 第４図は、本発明の方法に有用な混合手段の１つの形の、一部を壊して示した平 面図であり；そして第５図は、第４図の混合手段の断面の側面図である。

日 第１図は、寸法通りではない、軟質および伸縮性シート材料の断面の側面図であ る。フィルム１ｏは、本質的に平らな自立性伸縮性熱可塑性重合体フィルムであ る薄い軟質キャリヤーフィルム１１よりなる。これは、約０．０５〜０．４０＋ ａｍの実質的に均一な厚さを有する。

好ましい平均の厚さは約０．１６〜０．３２ＵＩである。

キャリヤーフィルム１１に適した重合体材料には、熱成形または真空成形法に適 した熱軟化性および引っ張り伸び特性を有する伸縮性熱可塑性重合体がある。特 に有用なものは米国特許第４，５８２．８７６号に記載の伸縮性配合組成物であ る。

キャリヤーフィルム１１上には、平均乾燥厚みが約０．０１２〜０．０８０＋＋ ＋ｕ１好ましくは約ｏ、０２〜０．０６ＩＩ１１のベースコートまたはペイント 層１２が被覆されている。ペイント層は、自動車の仕上げに使用する種類のベー スコート組成物を層流被覆することによって形成される。好ましい組成物は、フ ィルム形成結合剤樹脂および顔料と、融合助剤等として働く１種以上の有機溶剤 との水性分散液である。　どの場合にも必須であるということはないが、ペイン ト層のキャリヤーフィルムへの結合を改善するために、ペイント層を塗布する前 に、薄い結合層またはタイコート１３をキャリヤーフィルム上に塗布してもよい 、この層は乾燥厚みが約００００２５Ｍ以下であるのが好ましく、従って乾燥ベ ースコートよりもずっと薄い。

次の層、すなわち第１図の架橋透明コート層１４は、本発明の方法を特に適用す る層である。ベースコートと共に使用するための架橋性透明コート組成物は公知 である。それらは透明であり、（ａ）第１成分としてのポリエステルポリオール 、ポリウレタンポリオールまたはアクリル系ポリオールのような架橋性重合体、 および（ｂ）第２成分としてのポリイソシアネートのような硬化剤または架橋剤 よりなる。各成分はアセトンまたはトルエンのような揮発性有機溶剤に溶解する 。

透明コートの乾燥厚みは、ベースコートの乾燥厚みよりもいくらか厚いのが好ま しい。通常約０．０２〜０゜０８ｔｍ、好ましくは約０．０３〜０．０７ｍであ る。この厚さを考慮して、乾燥が最も効果的に行なわれるのに十分な薄さの層と するために、透明コートを２回以上塗布工程に通して塗布してもよい。

本発明の方法は、広範囲な反応性架橋性透明コート組成物を用いて行なうことが でき、この組成物は混合物を支持体に塗布する前に、２種以上の反応性成分を混 合することによって塗布の準備をするものである０本方法は、キャリヤーフィル ム上のベースコートの塗布に適したどのような組成物でも、そして反応性であっ て混合物を押し出し機ホッパーによって塗布するのが難しいどのような組成物で も有用である。そのような組成物の例には、架橋性ウレタン重合体と架橋剤との 反応により形成される架橋ポリウレタンフィルム形成組成物がある。そのような 組成物の１つは、米国特許第４，７１９，１３２号に記載の、１つの成分として ポリウレタンポリオールモして他の成分としてポリイソシアネートよりなる溶剤 をベースにしたシステムである。特に好ましいのは、１つの成分が架橋性ポリ（ エステル−ウレタン）ポリオールからなり、他の成分が１．６−へキサメチレン ジイソシアネートの多官能性脂肪族イソシアヌレートのようなポリイソシアネー ト架橋剤よりなる、前記特許に記載の２成分組成物である。

他の有用な透明コート組成物は、米国特許第４，６９９．８１４号に記載のよう な、イソシアネートと、１分子当たり２個以上のエポキシ基を有するヒドロキシ ル官能性ポリエポキシドとを反応させ、次に得られた生成物を、硬化剤、例えば 多酸、無水物、および／またはポリアミンと混合し、塗布混合物を硬化させるこ とにより製造される架橋性エポキシ官能性ポリウレタンである。他の例には、米 国特許第４，６５０，７１８号、第４，６８１．８１１号および第４，７０３， １０１号に記載のような、架橋性エポキシ重合体、例えば多酸硬化剤と混合する エポキシ含有アクリル重合体、例えばポリオールとカルボン酸無水物との半エス テル反応生成物がある。

他の例には、１つの成分が架橋性アクリル重合体溶液であり、他の成分が架橋剤 溶液である、米国特許第４，２２０．６７９号および第４．４０３．００３号に 記載の組成物である。

本発明の方法で製造されるシート材料は、熱成形法において伸縮性であるように するので、それらの層は、好ましい伸縮性および他の層との物性の点での適合性 を有する材料から選んだトップコートまたは透明コートを含む。その点において 特に好ましいのは、上記のポリウレタン塗料組成物である。

透明コートの吹き付は乾燥の際、吹き付ける前に成分をかなりの時間混合するこ とができるが、塗布前に透明コート組成物をバッチとして混合すると、混合物の 粘度が時間と共に増加し、ホッパー間隔、時間、等のような塗布条件を変える必 要が出てくることを見出だした。この問題は、塗布直前に成分を連続的に混合す ることによる本発明では避けられる。

第２図は、手順を図式的に説明するものである。ペイント塗布フィルム２０のウ ェブを供給ロール２１から、ホッパー被覆ステーション２３と向かい合ったロー ル２２へ供給する。ホッパー被覆ステーションは、例えば米国特許第２，６８１ ，２９４号または第３．２２７．１３６号におけるような、公知の設計のスロッ ト付き押し出し機ホッパーよりなる。混合透明コート組成物はライン２４によっ て連続的にホッパーへ供給する。この透明コート組成物の成分ＡおよびＢは供給 ライン２５および２６によって供給し、ライン２４内で混合する。

第３図は、本発明の方法に特に適している型の被覆ホッパーの構造をさらに詳し く説明するものである。このホッパーは第２図の送入ライン２４および幅の狭い 押し出しスロット３５に通じている内部供給キャビテイー３４を有する金属ブロ ックからできている。この方法では、透明コート組成物の連続流を、第２図のロ ール２２上の移動フィルムの表面に層流状に送る。

塗布操作直前の透明組成物成分の混合に用いる具体的な手段は、多くの可能な混 合装置から選ぶことができる。主な要件は、（ａ）装置が、効率的にかつ汚染す ることなく実質的に均一な混合物を形成するものであり、（ｂ）装置が、成分の 連続的な送入および混合物の連続的な送り出しを行なうものであり、そして（Ｃ ）装置内における混合物の滞留時間が短く、これにより混合物を混合後部５０秒 未満、好ましくは約３０秒未満内で被覆スロットに供給するものでなければなら ないことである。　これらの要件を満たす適当な混合手段の２つの例を第２．４ および５図に示す、１つの適当な手段は、供給ライン２４内のじゃま板状のイン ライン混合装置である。そのような装置を第２図に部分的な断面状態で示す、こ れは、液体に交互に逆のらせん状の路を提供する連続したじゃま板２７よりなる 。この種の好ましい装置は、オハイオ州４５４０１、ディトンのケミニア−・ケ エックス（Ｃｈｅｍｉｎｅｅｒ　Ｋｅｎｉｃｓ）社のチューブミキサーの「ケエ ックス・ミキサーｊである。液体成分ＡおよびＢはライン２５および２６によっ て連続的に供給され、これらは、ライン２４内のじゃま板２７によってもたらさ れるバッフル路を通るにつれて混合される。

さらに有用なものは、第４および５図に示す混合機のような磁気混合機である。

この装置は、トップコートの別々の成分ＡおよびＢを送り込む送入ライン５２お よび５３を受け入れるハウジング５１よりなる。これらの流れは室５４に入り、 そこで回転羽根または攪拌機の羽根５５によって混合され、得られた混合物はラ イン５６により被覆ホッパーに流出する。この混合機の羽根はモーター５７およ び回転磁石５８によって磁気的に動く。

混合装置およびこれらに接続させる導管の好ましい付属物、例えばバルブおよび 装置を洗浄するためのフラッシュラインは図示していない。

本発明を以下の実施例でさらに説明する。最初の実施例は比較実施例であり、こ れは、塗布前に透明コート成分をバッチ混合する場合に生じる数点を示すもので ある。その後に、本発明の実施例を示す。

を較１遣ｊ 以下の組成を有する成分ＡおよびＢから、伸縮性熱可塑性フィルム上のペイント 層に塗布するための透明コート組成物を製造した： ロ　０ 成上藷 （架橋性重合体） ウレタン樹脂　６０ 皮立１１ （架橋剤） １．６−へキサメチレン ジイソシアネートをベース にした多官能性脂肪族イソ シアヌレート樹脂　１００ ＊　モベイ・コーポレーション・塗料部門販売のデスモジュアーＮ−３３００ アセ）・ンで固体分４０％に希釈した成分Ａおよびアセトンで７０％に希釈した 成分Ｂを、容器内で室温にて約５．４対１の重量比で混合した。３０℃で約４０ 分後、混合物の粘度はほぼ２倍になり、塗布条件を大幅に変えなければ満足に塗 布することができなつかた。

側見亙豆１１１ 比較実施例に記載の透明コート成分を連続的にかつ別々に、比較実施例における のと同じ重量比で第４および５図に示すタイプの磁気混合機に供給した。得られ た混合物を連続的に、磁気混合機から第１図の押し出し被覆ホッパーに供給し、 表面上に乾燥ペイント層を有する移動フィルムウェブ上に塗布した。混合時間か ら塗布時間までの全経過時間は約１８〜２３秒にすぎなかった。塗布操作は楽に 続けられた。湿った塗料をゆっくりした空気流中で約４０〜９０℃にて数分間乾 燥したところ、ペイント層上にすぐれた品質の約０．０３２＊ｍ　（１，２５ミ ル）の乾燥厚みの滑らかで硬質の透明コートが形成された。

１〜 本発明の方法は、外部自動車パネルへ結合しつる反応性透明コートを有するペイ ント塗布熱成形性キャリアーフィルムに有用である０本方法は、最適な品質（例 えば、ラインの故障を招くことがある、好ましくない不均質なスラップや粒子を 含まない）の透明塗膜を有するシート材料が得られるという利点を持つ、さらに 、反応性透明コート成分の予備混合の結果生じる粘度上昇による塗料の不均質性 は、本発明によって非常に少なくなる。

手 国際調査報告 ｌ−１−−０ｌ−−ＩＡｏｅｋ−１”’ｅＰＣＴ／ＩＪＳ　Ｅ１８１０３７０５ 国際調査報告 ＵＳ　８８０３７０５

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）伸張して三次元の支持体にぴったり合わせたりこれに結合させて、滑らか でしわのない保護および化粧塗膜を形成させる熱成形法での使用に適した軟質お よび伸縮性のシート材料の製造方法であって、以下の工程ｉ）実質的に均質な厚 さの木質的に平らで、伸縮性：の熱可塑性重合体支持体を準備し； ２）フィルム形成結合剤および着色剤よりなる液体ペイント組成物を準備し； ３）上記ペイント組成物の層流を形成し、この流れを上記熱可塑性支持体の表面 と接触させて、その上に実質的に均一な厚さの薄いペイント層を形成し；４）上 記ペイント層を乾燥かつ不粘着性状態にし；５）表面に乾燥ペイント層を有する 上記シート材料のウェブを、幅の狭い水平押し出しスロットを持つ被覆ホッパー に接近させて連続的に通過させ；６）第１成分としての架橋性フィルム形成重合 体の透明溶液を混合帯域へ連続的に供給し；７）第２成分としての、上記フィル ム形成重合体のための架橋剤溶液を同じ混合帯域ヘ連続的に供給し；８）得られ た混合物を、上記混合帯域から直接上記ホッパーへ連続的に供給し；そして ９）混合物を上記スロットを通して層流状に押し出して、ウェブの乾燥ペイント 層上に透明コートを形成し、上記混合物は、混合帯域で形成した後、約５０秒未 満内に押し出す、 よりなる上記の方法。
2. （２）被覆したウェブはその後加熱乾燥帯域へ連続的に送り、透明コートを架橋 した不粘着性状態にする、請求項第１に記載の方法。
3. （３）第１成分が架橋性ウレタン重合体よりなり、第２成分がイソシアネートよ りなる、請求項第２に記載の方法。
4. （４）混合物を、混合帯域で形成した後、約２５秒未満内に押し出す、請求項第 ３に記載の方法。