(57)【要約】  この発明は表面に被覆する領域と除外すべき領域とを含んだ成形体を部分被覆する方法に係り、前記除外すべき領域上に保護層を塗付し、前記表面上に液体相の被覆を塗付し、さらに前記保護層が熱分解によって残留物無しに除去されるような温度まで被覆された成形体を加熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に被覆する領域と除外すべき領域とを含んだ成形体を部分被覆する方法であり、
（ａ）  前記除外すべき領域上に保護層を塗付し、
（ｂ）  前記表面上に被覆を塗付し、その際前記被覆をウォッシュコート懸濁液から形成するとともに、
（ｃ）  前記保護層が熱分解によって残留物無しに除去されるような温度まで被覆された成形体を加熱することを特徴とする方法。
【請求項２】
被覆が硬化可能な被覆であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
保護層は噴霧、刷毛塗り、液浸、またはローラによって除外すべき領域上に塗付されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
保護層を形成する材料として塗料、樹脂、接着剤特に市販の接着剤、あるいはポリマーを使用することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリレート、ポリ（メタ）クリレート、ポリブチレート、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリオレフィン、ポリウレタン、あるいはポリエチレンビニルアセテートの中から選択されるポリマーが使用されることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
フェノールホルムアルデヒド樹脂、エポキシド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、あるいはアクリル樹脂塗料の中から選択される樹脂が使用されることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項７】
保護層を塗付後に１０秒ないし３時間、特に５分ないし６０分間、さらに好適には５分ないし１０分間乾燥させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
ウォッシュコート懸濁液を塗付後に乾燥およびか焼することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
ウォッシュコート懸濁液を８０ないし１２０℃の温度で乾燥させることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
ウォッシュコート懸濁液を２００ないし６００℃の温度でか焼することを特徴とする請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
熱分解後に成形体を振盪することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
保護層が塗付された表面の領域を熱分解後に刷毛掃除するかあるいは圧力気流に曝露することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
除外すべき領域が刻印あるいはバーコードを有することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
成形体が金属製あるいはセラミック製の触媒担体、または熱交換器であることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
成形体が発泡構造、ハニカム部材、あるいはマイクロ熱交換器であることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表面に被覆する領域と除外すべき領域とを含み、前記除外すべき領域が熱分解によって残留物無しに除去し得る材料からなる保護層を先に備えてなる成形体を部分被覆する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構成材料の被覆に際して、しばしば構成材料の部分被覆のみを実施することが好適あるいは必要とされ、各被覆工程に際して除外される領域は後続の工程において別の被覆材料が設けられるかあるいはその除外すべき領域が残留物無しに無被覆のまま保持される。その際、例えばバーコード等が刻印されているかあるいは後から刻印すべき領域は無被覆に保持することが望ましい。また、計測プローブのための開口部の周囲あるいはネジ結合を形成する袋穴の周囲の領域を無被覆に保持することが必要とされることもある。除外すべき領域を電気接続端子の取り付けあるいはその他の目的のために設けることも考えられる。
【０００３】
従来の技術において部分被覆の実施を可能にする方法が知られている。例えば独国特許出願公開第Ａ−４３３４１３１号明細書には強磁性の対象物を部分被覆する方法が開示されており、それによればまず除外すべき領域に永久磁性フィルムを設け、その後強磁性対象物を被覆する。磁力のためフィルムが強磁性の対象物の表面上に密着するように吸引される。被覆後にフィルムを取り外すことができ、除外すべき領域が非処理のまま保持される。しかしながらこの方法は強磁性の材料にしか適用できないという難点を有する。さらに、被覆後に再びフィルムを除去するために手間を要する。
【０００４】
独国特許出願公開第Ａ−２９４０５８２号明細書により複数の開口部を有する構成要素を被覆する方法が知られており、それにおいては被覆する構成要素の開口部内に成形部材を挿入しその成形部材の突出している高さに比べて低くなるような厚みをもって前記構成要素上に被覆材料を塗付する。前記成形部材は円錐形、ピラミッド形状、あるいは切妻屋根形の形状を有していて、その際に構成要素の対応する開口部内で着合する成形部材面の傾斜角度が開口部に近接する構成要素の面の傾斜角度よりも大きくなる。それによって構成部材面が開口部の上縁部に直線状かつ気密に着合する。この方法の問題点は、開口部の周りをより広範囲に取り巻いた領域の遮蔽が不可能なことである。また、開口部内への成形部材の充分に安定した設置が不可能である。
【０００５】
米国特許第Ａ−５３２８７２３号明細書により、窪み部内に挿入可能な円形断面の錐形部分を備えるとともに発泡された熱可塑性樹脂から形成されたプラグ状の遮蔽手段を使用することが知られている。この遮蔽手段によっては特に自動的な被覆作業の場合に除外すべき領域を充分効果的に遮蔽することが保証されない。さらに、前述した両方の既存技術は、窪みも穴も有していない平坦な表面の部分被覆が不可能であるかあるいは多大な手間を要するという問題点を有する。
【０００６】
独国特許出願公開第Ａ−１０１４９８９２号明細書によって、窪みあるいは穴を有していない平坦な表面の部分被覆を可能にする方法が開示されている。この方法においては、被覆処理せずすなわち除外すべき金属表面の領域を保護層として機能する液体によって先に塗装することによって、加工される金属表面が部分的に保護される。前記液体は照明および／または光照射、あるいは冷却によって液体状態から固体状態に変換される。続いて表面処理を実施し、その後保護層を再び除去する。この方式は、表面の部分電気メッキのために開発された。
【０００７】
この方法によれば触媒活性層を成形体上に塗付することはできない。冷却によって硬化する、すなわち高温においては液体である保護層は、塗付されたウォッシュコート懸濁液と液体状態において混ざり合う。さらに保護層は、ウォッシュコート層によって被包されている場合に溶媒を使用した溶解によって除去することができない。この方法によっては成形体に部分的にウォッシュコート被覆を設けることができない。
【０００８】
独国特許出願公開第１０１４９８９２Ａ１号明細書には、被覆を有する領域と無被覆の領域とを形成するために特に電気メッキ等の表面処理を使用して金属表面上に部分的に被覆層を設ける方法が開示されている。照明および／または照射あるいは冷却によって液体状態から固体状態に変換され保護層として機能する液体によって金属表面の被覆処理すべきでない部分を先に塗装し、続いて表面処理を実施しその後前記保護層を除去する。
【０００９】
独国特許第１０２００４０５８７０５Ｂ３号明細書により熱被覆のための使い捨て式マスキングとそれに対応する熱被覆方法が開示されており、前記使い捨て式マスキングは雌型内でプレスされた湿性の粒子から形成される。
【００１０】
さらに欧州特許出願公開第１５１０５９２Ａ１号明細書にも、少なくとも部分的にセラミック粉末から形成されるとともに構成部材を被覆した後に除去することができるマスキングを装着する、構成部材の被覆方法が記載されている。この文献には熱による除去は示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】独国特許出願公開第Ａ−４３３４１３１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第Ａ−２９４０５８２号明細書
【特許文献３】米国特許第Ａ−５３２８７２３号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第Ａ−１０１４９８９２号明細書
【特許文献５】独国特許第１０２００４０５８７０５Ｂ３号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第１５１０５９２Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って本発明の目的は、平坦なあるいは起伏のある表面を高速かつ場合によって自動的に部分被覆することができる方法を提供することである。その際特に成形体をウォッシュコート懸濁液によって被覆するものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の課題は本発明に従って、除外すべき領域上に保護層を塗付し、表面上に被覆を塗付し、その際前記被覆をウォッシュコート懸濁液から形成するとともに前記保護層が熱分解によって残留物無しに除去されるような温度まで被覆された成形体を加熱することを特徴とする、表面に被覆する領域と除外すべき領域とを含んだ成形体の部分被覆方法によって解決される。
【００１４】
前記の被覆は、成形体のうちの所要の個所が被覆されるような被覆とする。この被覆は好適な方法実施形態において、室温中あるいはより高い温度において硬化させることができる、硬化性の被覆に関するものとされる。さらに、光の作用によって硬化する被覆も考えられる。ウォッシュコート懸濁液の場合、層が例えば５５０℃で硬化する。この温度においては通常ウォッシュコートがか焼される。
【００１５】
本発明に係る方法によれば、少ない工程数あるいはあまり手間がかからない工程によって成形体を部分被覆することができる。成形体の表面の被覆すべき領域上にはウォッシュコートが付着して滞留する必要があり、他方除外すべき領域は本発明の方法の実施後にウォッシュコートが存在しない状態に保持されなければならない。先に保護層を除外すべき領域上に塗付するため、その後塗付されるウォッシュコート懸濁液は成形体の表面に直接的に接触しない。その後の加熱によって保護層を形成している材料が熱分解され、それによってウォッシュコート被覆が剥離される。この点に関して“熱分解によって除去する”ことは、熱分解によって保護層が分離されるかあるいは焼却されることを意味する。熱分解に際しては化学結合が熱的に分離され、その際高い温度によって大きな分子内の結合破壊が強制される。本発明の枠内においては常に、前記の熱分解が酸化あるいは部分酸化によって、すなわち酸素あるいは空気中において、または無酸素の状態のいずれによっても達成され得ることが理解される。熱分解によって保護層が残留物無しに燃焼する。
【００１６】
この方法は、被覆触媒の製造に特に適している。通常これは触媒担体を高表面積かつ多孔質の触媒活性金属酸化物によって被覆することによって製造され、その際前記金属酸化物はいわゆるウォッシュコート懸濁液を使用して、すなわち液状媒体中の金属酸化物のスラリを使用して触媒担体上に塗付される。通常続いて塗付されたウォッシュコート懸濁液を乾燥させ、その後必要に応じて活性成分を含浸させさらにその後か焼によって活性化させる。そのようにして製造された被覆はウォッシュコート懸濁液内に含まれるセラミック粒子のため高表面積を有し、その上に触媒活性の貴金属が存在する。
【００１７】
本発明の好適な実施形態によれば、保護層は噴霧、刷毛塗り、液浸、またはローラによって除外すべき領域上に塗付される。実用的には、保護層を形成する材料をスラリ化あるいは溶剤中で溶解しその後除外すべき領域上に塗付することができる。場合によって保護層を乾燥あるいは硬化させることが必要となる。この方法工程は保護層を塗付するものとして最も手間がかからない工法である。
【００１８】
本発明の別の好適な実施形態によれば、保護層を形成する材料が塗料、樹脂、接着剤特に市販の接着剤、あるいはポリマーを含むことができる。その材料は以下の物質：ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリレート、ポリ（メタ）クリレート、ポリブチレート、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリエチレンビニルアセテート、またはアクリル樹脂塗料、エポキシド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、あるいはフェノールホルムアルデヒド樹脂等の樹脂のうちの１つあるいは複数を含んでなる。本発明の枠内において、上記のうちの保護層として適する任意のポリマーをホモポリマーあるいはコポリマーのいずれにおいても材料として使用することができることが理解される。保護層を形成する材料の選択に際して重要なことは、ウォッシュコート懸濁液の塗付に際してあるいはその後の工程中に前記材料がウォッシュコート懸濁液と混ざり合わないことと、材料が残留物無しに熱分解可能であることである。これには特に酸素を含有するポリマーが該当する。従って酸素を含有するポリマーが保護層として極めて好適である。
【００１９】
本発明に係る方法の好適な一実施形態によれば、保護層は塗付後に１０秒ないし３時間、特に５分ないし６０分、さらに好適には５分ないし１０分間室温下あるいは最大１２０℃までに高められた温度下において空気中で乾燥させる。保護層を形成する材料の選択に応じて保護層を乾燥させることが必要となり得る。例えば保護層が塗装あるいは接着剤である場合、材料を硬化させることが必要となり得る。保護層を形成する材料がポリマーである場合、例えば噴霧等によってそれを所要の個所に塗付する前に先に溶媒中で溶解することができ、その際塗付後に溶媒を蒸発させることが必要となり得る。
【００２０】
表面に被覆する領域と除外すべき領域とを含んだ成形体を部分被覆する方法の好適な一実施形態によれば、まず前記除外すべき領域上に保護層を塗付して乾燥させ、ウォッシュコート懸濁液を表面上に塗付し、続いて前記ウォッシュコート懸濁液を乾燥およびか焼し、さらに前記保護層が熱分解によって残留物無しに除去されるような温度まで被覆された成形体を加熱する。
【００２１】
極めて好適な一実施形態によれば、ウォッシュコート懸濁液を８０ないし１２０℃の温度で乾燥させる。そのウォッシュコート懸濁液をその後２００ないし６００℃、特に４００ないし５００℃の温度でか焼する。前記のか焼と熱分解を同じ温度で実施すれば極めて好適である。それによってウォッシュコート懸濁液のか焼と保護層の熱分解が１つの方法工程内で実施される。この本発明の好適な実施形態においては、従来の成形体の部分被覆方法と異なって、表面の被覆される領域と表面の除外される領域が１つの方法工程内に得られる。被覆処理後に例えばフィルム等の保護要素を除去する必要がなくなる。この利点は、被覆の仕上げ処理、すなわちか焼と表面上の除外すべき領域の“形成”が唯一回の所定温度への加熱によって実施されることにより達成される。
【００２２】
しかしながら、さらに別の方法工程によって除外すべき領域上のウォッシュコートの残留物の完全な除去を促進することができる。本発明に係る方法の好適な一実施形態において、加熱後に成形体を振盪する。それによってウォッシュコートの残留物が除外領域から剥離される。本発明の枠内において振盪とは、被覆された成形体に対する一回のみの衝撃付加も含めて理解される。
【００２３】
別の好適な方式によれば、表面の除外すべき領域を熱分解後に刷毛掃除するかあるいは圧力気流に曝露することができる。それによって僅かな残留物あるいは粉塵が除外領域から除去される。
【００２４】
この方法は、成形体上の刻印、特にバーコードを有する領域をウォッシュコート被覆が塗付されないように保持することに極めて適している。例えば、被覆される成形体のうちの刻印された領域に予防的に保護層を設け、それをその後熱分解することもできる。それによって手間を要する洗浄工程を省略することができる。
【００２５】
この方法は金属製あるいはセラミック製の触媒担体または熱交換器の被覆に際して極めて好適に適用することができる。従って本発明に係る方法は、発泡構造、ハニカム部材、あるいはマイクロ熱交換器を形成する成形体を部分被覆するために極めて適している。
【００２６】
そのような成形体に対して本発明は極めて効果的であり、その理由はその種の成形体は構造化され不均一な表面を備えており、そのため従来の技術、特に独国特許出願公開第Ａ−４３３４１３１号明細書に記載された方法によって最終的に成形体上の必要な個所のみに被覆を塗付し得るようにマスキングすることが困難あるいは全く不可能なためである。
【００２７】
次に、本発明の開示について添付図面ならびに実施例を参照しながら、さらに詳細に説明する。下記に実施例によって本発明が限定されることはなく、単に本発明に係る方法を全体的に理解するためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は本発明に係る方法を概略的に示した説明図であり、工程ＡないしＣを含んでいる。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１の上部には成形体（１００）が示されており、その表面は被覆する領域（１０１ａ）と除外すべき領域（１０１ｂ）からなっている。方法工程Ａにおいて前記の除外すべき領域（１０１ｂ）上に保護層（１０２）が塗付される。続いて方法工程Ｂにおいて成形体（１００）の表面全体上にウォッシュコート懸濁液（１０３）からなる層が塗付される。さらにその後方法工程Ｃにおいて、保護層（１０２）を形成している材料が熱分解されるように被覆された成形体全体が加熱される。それによって除外すべき領域（１０１ｂ）内においてウォッシュコート懸濁液の構成成分と成形体（１００）の表面との間の結合が消失してその領域内において層が剥離され、前記の被覆する領域（１０１ａ）のみが被覆されたまま保持される。
【実施例】
【００３０】
３時間で１０００℃に加熱した金属表面を１ないし５の数字で示される５つの部分領域に分割する。部分領域１は非処理にし、従って保護層は塗付されない。部分領域２はプラスチック７０スプレー（独国イフェツハイム市のＣＲＣインダストリーズ・ドイチランド有限会社製）によって被覆する。これは非処理に保持されるアクリル樹脂塗料に係るものである。部分領域３はポリブチレート保護層を備え、部分領域４はＵＨＵ接着剤からなる層を備え、さらに部分領域５にはビナパス（Ｖｉｎａｐａｓ）の層が塗付される。これは製品ＥＰ６５Ｗ（ワッカーへミー社）に係り、主にポリビニルアセテートと含有する組成を有する。その後、全ての部分領域を８０℃で２時間乾燥させ、ウォッシュコート懸濁液（製造方法は米国特許第Ａ−４９００７１２号明細書の例３を参照）中に浸漬し、その後再び８０℃で２時間乾燥させる。その後、被覆された金属板を５５０℃の温度で３時間加熱する。か焼の後、被覆された金属板をテーブル上で一回軽打する。その後表面上の被覆密度を検査する。非処理の表面（部分領域１）は略完全（その面積の９０ないし１００％）にウォッシュコードが被覆されて保持されるが、それ以外の部分領域（部分領域２ないし５）にはウォッシュコート層が存在しない。ポリブチレート保護層（部分領域３）の場合は当初残留被覆層成分が付着しているが、金属板を１回刷毛で掃除することによって完全に除去される。
【図１】
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【国際調査報告】
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