【発明の詳細な説明】
本発明はプラスチツク物品の表面に平滑で密着
性に優れた塗装面を形成させるための浸漬塗装方
法の改良に関する。より詳しくは浸漬塗装の際
に、塗布槽の特定位置に超音波を照射することに
より塗装膜の平滑性と密着性に優れた製品をうる
ための浸漬塗装方法に関するものである。
浸漬塗装において超音波を利用して塗装膜の凹
凸状の欠陥、所謂「ブツ」「ピンホール」及び
「ハジキ」等を除去して平滑な塗装膜を得る方法
に関しては特願昭54−86722号および同54−87232
号に開示されている。
本発明者らは、特にプラスチツクシートやプラ
スチツク製平板状の物品を浸漬塗装して得られる
塗装膜の品質向上の検討をさらに継続した結果、
特殊な超音波照射方法を採用することにより、塗
装膜の平滑性と密着性が一段とすぐれることを見
い出した。
即ち、本発明の要旨とするところは、プラスチ
ツク製物品を塗料液中に浸漬し、引き上げて表面
を塗装する方法において、プラスチツク製被塗物
が塗料液面から離脱する位置に、超音波を塗装面
に照射することを特徴とするプラスチツク物品の
浸漬塗装方法にある。
超音波照射の作用効果は、塗布液中の溶存空気
を追い出すと共に被塗物表面に付着したまま塗布
液槽に持ち込まれた空気層を破壊し、これにより
「ブツ」「ピンホール」及び「ハジキ」等の凹凸状
の欠陥を除去すること、及び塗布液によるプラス
チツク被塗物の表面エツチング効果を助長させ、
これにより被塗物と塗料との密着性を向上改善さ
せること等があげられる。
ここで塗料液面のところに超音波を作用させる
重要性は塗膜が被塗物と塗料との液面における交
点のところで、被塗物が引き上げられるとき形成
されるためである。又超音波を塗布液面のところ
に作用させることは、被塗物を浸漬して引き上げ
るとき被塗物塗装面において超音波作用を受けな
い個所をなくすという長所も有する。
次に本発明を図面に基づいて説明する。
第１図及び第２図は本発明の方法を実施するの
に使用される浸漬塗装装置の１例を示す側断面図
及び正面図である。第２図に示すように塗布液槽
１はオーバフローポケツト２を備え、塗料液入口
ノズル３より流入した塗料はせきを越えてオーバ
フローポケツト２中に溢流し、塗料液出口ノズル
４より流出する。塗料は図には示していないが、
ポンプとフイルターにより循環過し得る。更に
プラスチツク被塗物１０の塗装面側の塗布液槽１
の上両側部には超音波振動子７を収納し得る収納
槽６が付設してある。収納槽６内には水を流入ノ
ズル８より供給し、流出ノズル９より排出するよ
うにして超音波振動子７を冷却し、かつ超音波振
動を塗布液槽の壁面を通つて塗料に伝播させるよ
うにしてある。
超音波振動子７は塗料液面に超音波が有効に照
射できるように、第１図に示すごとく収納槽６内
において塗料液面５より上に超音波振動子７の１
部分がくるように、配置する。
更に、超音波振動子の振動面１１は被塗物の塗
装面に対してほぼ対向するように配置し、超音波
を塗装面に垂直に作用させる。これにより超音波
の作用効果を最大に発揮させることができる。
第３図及び第４図は夫々本発明の方法を適用し
ていない例を示す浸漬塗布装置の側断面図及び正
面図である。第３図の方法においては、超音波振
動子７は塗料液面１１より低い位置にあり、塗料
液面５は超音波振動子７の振動面１１からの超音
波照射領域外にある。従つて塗膜形成作用を担う
塗料液面の位置での脱気効果が不充分となり、塗
装膜に「ブツ」「ピンホール」及び「ハジキ」等
の欠陥が現われ易くなる。又被塗物の浸漬上端部
には、超音波作用を受けない個所が出来る不都合
も生ずる。
第４図の方法においては超音波振動子７が塗料
槽１の槽底部の収納槽６内に配置されてあり、超
音波は振動面１１より上方に照射され、被塗物１
０の塗装面に平行に進行する。この場合は超音波
が被塗物に垂直に作用していないためその効果が
弱く、かつ槽底部から上方へ行く程減衰され、塗
料液面の位置では超音波の作用効果が最小とな
る。従つて本発明の目的は達成されず、塗装膜の
平滑性と密着性は不満足なものとなる。
次に第５図はプラスチツクシートを連続的に塗
装する場合に、本発明の方法を適用した例を示す
要部切欠側断面図である。第５図において供給ロ
ール１２を経て塗布槽１内に送り込まれたプラス
チツクシート１０は上方向に向い、塗布液面のと
ころで収納槽６中の超音波振動子７からの超音波
照射を受ける。
塗布液槽１から塗装されたプラスチツクシート
がプラスチツクシートの両端を回転把持するガイ
ドロール１５を経て取出ロール１４により引き上
げられる際に、ガイドロール１５と取出ロール１
４間の塗料乾燥装置１６により、塗膜は乾燥硬化
させる。
本発明の方法における超音波振動子はプラスチ
ツク被塗物の塗装面を挾んで両側に対向して収納
槽内に配置するが、片側だけにのみ配置して実施
することも出来る。特にプラスチツクのシート状
被塗物の厚さが１mm以下の場合には片側だけから
の超音波照射によつて本発明の目的は達成され
る。
超音波振動子の振動面から被塗物までの距離は
30cm以下、好ましくは10cm以下であり、30cmをこ
える場合には超音波の作用効果が低下する。
塗布液に照射する超音波の周波数は1KHz〜
100KHzであり、好ましくは５〜50KHzである。
周波数が1KHz未満であるとキヤビテーシヨンが
起りにくくなり、又周波数が100KHzをこえると
液中でキヤビテーシヨン気泡の膨張収縮に時間が
かゝるため有効に働かない。又超音波の強度とし
ては0.2w／cm2〜5w／cm2であり、好ましくは
0.5w／cm2〜2w／cm2の範囲である。超音波の強度
が0.2w／cm2未満の場合にはキヤビテーシヨンの
圧力波が弱く、またその強度が5w／cm2より過大
であると発生するキヤビテーシヨン群により超音
波の伝播が妨害される。
以上の説明で明らかなごとく、本発明はプラス
チツク製被塗物が離脱する塗料液面の位置に超音
波を塗装面に照射することを特徴とするプラスチ
ツク物品の浸漬塗装方法であつて、これによれば
表面平滑性と密着性のより優れたプラスチツク製
塗装品が得られるのである。
以下、本発明の方法を実施例により説明する。
なお、実施例中の部は重量部を表わし、実施例
中の測定評価は次の様な方法で行なつた。
(1) 表面欠陥（ブツ等）の判定
〇 ブツは殆んど認められない。
△ ブツは若干認められる。
× ブツがかなり認められる。
(2) 塗装膜の密着性の判定
鋭利なナイフを用いて硬化被膜に１mm間隔で
たて、よこ11本づつ切断線を入れ、100個のコ
バン目を作る。これにセロテープ（ニチバン製
No.405）を圧着させ上方に急激にはがして塗装
膜の密着性を次の基準で判定する。
〇 架橋被膜の剥離目なし
△ 剥離目の数 １〜50個
× 剥離目の数 51個以上
実施例１、比較例１〜３
トリメチロールエタントリメタクリレート30
部、１・６−ヘキサンジオールジアクリレート10
部、ｎ−プロピルアルコール30部、トルエン30
部、ベンゾインエチルエーテル２部からなる塗料
を第１図および第２図に示す塗布液槽（実施例
１）、第３図に示す塗布液槽（比較例１）及び第
４図に示す塗布液槽（比較例２）にそれぞれ仕込
み、超音波振動子を作動させながら塗料を循環す
る。
各装置とも塗布液槽の大きさは1200mm×100mm
×1000mm（深さ）で、超音波振動の周波数および
強度はそれぞれ28KHz、1.0w／cm2とした。これ
らの浸漬塗装装置に厚さ５mmの均一なポリカーボ
ネート樹脂板（1000mm×1000mm）を浸漬し、0.8
cm／secの速度で清浄な空気中に引き上げ、直ち
に清浄な窒素気流中で10kwの高圧水銀灯で紫外
線を照射面より25cmの距離から４秒間照射した。
得られた塗装板の外観と塗装膜の密着性は表１の
通りであつた。
なお、比較例３は、実施例１において超音波振
動子の作動を止めた場合である。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a dip coating method for forming a smooth coating surface with excellent adhesion on the surface of a plastic article. More specifically, the present invention relates to a dip coating method for obtaining a product with excellent coating film smoothness and adhesion by irradiating ultrasonic waves to a specific position in a coating tank during dip coating. Japanese Patent Application No. 54-86722 describes a method for obtaining a smooth coating film by removing uneven defects such as "bumps", "pinholes", and "repellents" in the coating film using ultrasonic waves in dip coating. and 54-87232
Disclosed in the issue. The present inventors have continued to study ways to improve the quality of coating films obtained by dip-coating plastic sheets and flat plastic articles, and have found that:
It has been discovered that by employing a special ultrasonic irradiation method, the smoothness and adhesion of the paint film can be further improved. That is, the gist of the present invention is that in a method of immersing a plastic article in a paint liquid and then pulling it up to paint the surface, ultrasonic waves are applied to the position where the plastic article to be coated leaves the paint liquid surface. A method of dip coating a plastic article, which comprises irradiating the surface. The effect of ultrasonic irradiation is to expel dissolved air in the coating solution and destroy the air layer that is brought into the coating solution tank while remaining attached to the surface of the object to be coated. ” and other uneven defects, and promotes the surface etching effect of the coating liquid on the plastic coating.
This improves and improves the adhesion between the object to be coated and the paint. The importance of applying ultrasonic waves to the surface of the paint liquid is that a coating film is formed at the intersection of the object to be coated and the surface of the paint when the object to be coated is pulled up. Applying ultrasonic waves to the surface of the coating liquid also has the advantage that when the object is immersed and pulled up, there are no areas on the surface of the object to be coated that are not affected by the ultrasonic waves. Next, the present invention will be explained based on the drawings. 1 and 2 are a side sectional view and a front view showing an example of a dip coating apparatus used to carry out the method of the present invention. As shown in FIG. 2, the coating liquid tank 1 is provided with an overflow pocket 2, and the paint flowing from the paint liquid inlet nozzle 3 overflows over the weir into the overflow pocket 2 and flows out from the paint liquid outlet nozzle 4. Although the paint is not shown in the diagram,
It can be circulated through a pump and filter. Further, there is a coating liquid tank 1 on the painting surface side of the plastic object 10.
A storage tank 6 in which an ultrasonic transducer 7 can be stored is attached to the upper and both sides. Water is supplied into the storage tank 6 through an inflow nozzle 8 and discharged through an outflow nozzle 9 to cool the ultrasonic vibrator 7 and propagate the ultrasonic vibrations to the paint through the wall surface of the coating liquid tank. It's like this. As shown in FIG. 1, the ultrasonic vibrator 7 is placed above the paint liquid level 5 in the storage tank 6 so that ultrasonic waves can be effectively applied to the paint liquid surface.
Arrange the parts so that they are aligned. Further, the vibrating surface 11 of the ultrasonic vibrator is disposed so as to substantially face the painted surface of the object to be coated, and the ultrasonic waves are applied perpendicularly to the painted surface. This allows the effects of ultrasonic waves to be maximized. 3 and 4 are a side sectional view and a front view, respectively, of a dip coating apparatus to which the method of the present invention is not applied. In the method shown in FIG. 3, the ultrasonic vibrator 7 is located at a position lower than the paint liquid level 11, and the paint liquid level 5 is outside the ultrasonic irradiation area from the vibration surface 11 of the ultrasonic vibrator 7. Therefore, the degassing effect at the paint liquid level, which plays a role in forming a coating film, becomes insufficient, and defects such as "bumps", "pinholes", and "repellents" are likely to appear in the coating film. Furthermore, the upper end of the object to be coated which is immersed has a portion which is not affected by the ultrasonic wave. In the method shown in FIG. 4, an ultrasonic vibrator 7 is placed in the storage tank 6 at the bottom of the paint tank 1, and the ultrasonic waves are irradiated upward from the vibration surface 11, and the object to be coated is
Proceed parallel to the painted surface of 0. In this case, the effect of the ultrasonic waves is weak because they do not act perpendicularly to the object to be coated, and the more they go upward from the bottom of the tank, the more attenuated they become, and the effect of the ultrasonic waves is minimal at the level of the paint liquid. Therefore, the object of the present invention is not achieved, and the smoothness and adhesion of the coating film are unsatisfactory. Next, FIG. 5 is a cutaway side sectional view of a main part showing an example in which the method of the present invention is applied when a plastic sheet is continuously coated. In FIG. 5, the plastic sheet 10 fed into the coating tank 1 via the supply roll 12 faces upward and is irradiated with ultrasonic waves from the ultrasonic vibrator 7 in the storage tank 6 at the level of the coating liquid. When the coated plastic sheet is pulled up from the coating liquid tank 1 by the take-out roll 14 through the guide roll 15 which rotationally grips both ends of the plastic sheet, the guide roll 15 and the take-out roll 1
The paint film is dried and cured by the paint drying device 16 for four hours. In the method of the present invention, the ultrasonic vibrator is placed in the storage tank so as to sandwich the painted surface of the plastic object and face each other on both sides, but the ultrasonic vibrator may also be placed only on one side. In particular, when the thickness of the plastic sheet-like coating is 1 mm or less, the object of the present invention can be achieved by applying ultrasonic waves from only one side. The distance from the vibration surface of the ultrasonic vibrator to the object to be coated is
The length is 30 cm or less, preferably 10 cm or less; if it exceeds 30 cm, the effect of ultrasonic waves decreases. The frequency of the ultrasonic waves irradiated to the coating liquid is 1KHz~
100KHz, preferably 5-50KHz.
If the frequency is less than 1 KHz, cavitation is less likely to occur, and if the frequency exceeds 100 KHz, it will not work effectively because it takes time for cavitation bubbles to expand and contract in the liquid. The intensity of the ultrasonic waves is 0.2w/cm 2 to 5w/cm 2 , preferably
It is in the range of 0.5w/cm 2 to 2w/cm 2 . When the intensity of the ultrasonic wave is less than 0.2 w/cm 2 , the cavitation pressure wave is weak, and when the intensity is greater than 5 w/cm 2 , the propagation of the ultrasonic wave is disturbed by cavitation groups. As is clear from the above description, the present invention is a dip coating method for plastic articles, which is characterized by irradiating the coated surface with ultrasonic waves at the position of the paint liquid level from which the plastic article is separated. Accordingly, a painted plastic product with superior surface smoothness and adhesion can be obtained. The method of the present invention will be explained below using examples. In addition, parts in the examples represent parts by weight, and the measurements and evaluations in the examples were performed in the following manner. (1) Determination of surface defects (bumps, etc.)〇 Hardly any bumps are observed. △ Some spots are observed. × There are quite a few spots. (2) Judging the adhesion of the paint film Use a sharp knife to make 11 cut lines on the cured film at 1 mm intervals, making 100 crosscuts. Add sellotape (manufactured by Nichiban) to this
No. 405) and then peel it off sharply upwards and judge the adhesion of the paint film using the following criteria. 〇 No peeling marks of crosslinked film △ Number of peeling marks: 1 to 50 x Number of peeling marks: 51 or more Example 1, Comparative Examples 1 to 3 Trimethylolethane trimethacrylate 30
parts, 1,6-hexanediol diacrylate 10
parts, n-propyl alcohol 30 parts, toluene 30 parts
and 2 parts of benzoin ethyl ether in the coating liquid tank shown in Figs. 1 and 2 (Example 1), the coating liquid tank shown in Fig. 3 (Comparative Example 1), and the coating liquid shown in Fig. 4. The paint was charged into a tank (Comparative Example 2) and circulated while operating an ultrasonic vibrator. The size of the coating liquid tank for each device is 1200mm x 100mm.
x 1000 mm (depth), and the frequency and intensity of ultrasonic vibration were 28 KHz and 1.0 w/cm 2 , respectively. A uniform polycarbonate resin plate (1000 mm x 1000 mm) with a thickness of 5 mm was immersed in these dip coating devices, and a 0.8
It was lifted into clean air at a speed of cm/sec, and immediately irradiated with ultraviolet rays for 4 seconds from a distance of 25 cm from the irradiation surface using a 10 kW high-pressure mercury lamp in a clean nitrogen stream.
The appearance of the obtained coated board and the adhesion of the coating film were as shown in Table 1. Note that Comparative Example 3 is a case where the operation of the ultrasonic transducer in Example 1 is stopped. 【table】
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図及び第２図は本発明の方法を実施するの
に使用される浸漬塗布装置の１例を示す側断面
図、及び正面図、第３図は収納槽の中における超
音波振動子の位置が、本発明の方法とは異る浸漬
塗布装置の側断面図、第４図は超音波振動子の位
置が塗布液槽の槽底部側に配置された本発明の方
法を適用しない浸漬塗布装置の例を示す正面図、
第５図は本発明の他の例を示す、プラスチツクシ
ートの連続浸漬塗布装置の要部切欠側断面図であ
る。
図において、１は塗布液槽、２はオーバフロー
ポケツト、３は塗料液入口ノズル、４は塗料液出
口ノズル、６は収納槽、７は超音波振動子、１０
はプラスチツク被塗物である。
Figures 1 and 2 are a side sectional view and a front view showing an example of a dip coating device used to carry out the method of the present invention, and Figure 3 is a view of an ultrasonic transducer in a storage tank. A sectional side view of a dip coating apparatus in which the position is different from that of the method of the present invention, and FIG. 4 shows dip coating without applying the method of the present invention in which the ultrasonic vibrator is located at the bottom side of the coating liquid tank. A front view showing an example of the device;
FIG. 5 is a cutaway side sectional view of a main part of a continuous dip coating apparatus for plastic sheets, showing another example of the present invention. In the figure, 1 is a coating liquid tank, 2 is an overflow pocket, 3 is a paint liquid inlet nozzle, 4 is a paint liquid outlet nozzle, 6 is a storage tank, 7 is an ultrasonic vibrator, 10
is a plastic coating.