(57)【要約】【課題】光開始剤にともなう問題が発生せず、硬度、グロス等の塗膜性能が高い車両用塗装物を提供すること。【解決手段】基材１に１層または複数層の塗料層２，３，４を形成してなる車両用塗装物であって、塗料層２，３，４の少なくとも１層が電子線照射により形成された層である。【選択図】図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に１層または複数層の塗料層を形成してなる車両用塗装物であって、前記塗料層の少なくとも１層が電子線照射により形成された層であることを特徴とする車両用塗装物。
【請求項２】
プラスチック製の基材に１層または複数層の塗料層を形成してなる車両用塗装物であって、前記塗料層の少なくとも１層が電子線照射により形成された層であることを特徴とする車両用塗装物。
【請求項３】
前記電子線照射により形成された層は、電子線により硬化される樹脂を塗布後、真空管型電子線照射装置により電子線を照射して形成されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用塗装物。
【請求項４】
前記電子線照射により形成された層は、加速電圧が１５０ｋＶ未満の電子線が照射されたものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用塗装物。
【請求項５】
前記電子線照射により形成された層は、加速電圧が１０〜１２０ｋＶの電子線が照射されたものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用塗装物。
【請求項６】
前記電子線照射により形成された層は、加速電圧が３０〜８０ｋＶの電子線が照射されたものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用塗装物。
【請求項７】
前記電子線照射により形成された層は、最表面の層であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車両用塗装物。
【請求項８】
基材に１層または複数層の塗料層を形成してなる車両用塗装物の製造方法であって、前記塗料層の少なくとも１層を形成する際に電子線により硬化される塗料を塗布し、その後電子線照射して前記塗料を硬化させることを特徴とする車両用塗装物の製造方法。
【請求項９】
プラスチック製の基材に１層または複数層の塗料層を形成してなる車両用塗装物の製造方法であって、前記塗料層の少なくとも１層を形成する際に、電子線により硬化される塗料を塗布し、その後電子線照射して前記塗料を硬化させることを特徴とする車両用塗装物の製造方法。
【請求項１０】
前記電子線は、真空管型電子線照射装置により照射されることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の車両用塗装物の製造方法。
【請求項１１】
基材に１層または複数層の塗料層を形成してなる車両用塗装物の製造方法であって、前記塗料層の少なくとも１層を形成する際に、電子線により硬化される塗料を塗布し、前記基材の形状に応じて配置された複数の真空管型電子線照射装置により電子線を照射して前記塗料を硬化させることを特徴とする車両用塗装物の製造方法。
【請求項１２】
前記各真空管型電子線照射装置は、前記基材の形状に応じてそれぞれの位置が調整可能であることを特徴とする請求項１１に記載の車両用塗装物の製造方法。
【請求項１３】
前記電子線は、加速電圧が１５０ｋＶ未満であることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の車両用塗装物の製造方法。
【請求項１４】
前記電子線は、加速電圧が１０〜１２０ｋＶであることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の車両用塗装物の製造方法。
【請求項１５】
前記電子線は、加速電圧が３０〜８０ｋＶであることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の車両用塗装物の製造方法。
【請求項１６】
車両用塗装物の基材に電子線により硬化する塗料を塗布する塗布部と、塗布後の基材に電子線を照射して前記塗料を硬化させる硬化部とを備え、前記硬化部は、前記基材の形状に応じて複数の真空管型電子線照射装置が配置された電子線照射アレイを有することを特徴とする車両用塗装物の塗装装置。
【請求項１７】
前記基材を搬送する搬送ラインをさらに備え、前記電子線照射アレイは前記搬送ラインの途中に設けられ、前記基材が前記搬送ラインで搬送されながら前記真空管型電子線照射装置から前記基材に電子線が照射されることを特徴とする請求項１６に記載の車両用塗装物の塗装装置。
【請求項１８】
前記電子線照射アレイは、前記複数の真空管型電子線照射装置が前記基材の形状に応じてそれぞれの位置が調整可能となっていることを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の車両用塗装物の塗装装置。
【請求項１９】
前記真空管型電子線照射装置は、加速電圧が１５０ｋＶ未満であることを特徴とする請求項１６から請求項１８のいずれか１項に記載の車両用塗装物の塗装装置。
【請求項２０】
前記真空管型電子線照射装置は、加速電圧が１０〜１２０ｋＶであることを特徴とする請求項１６から請求項１８のいずれか１項に記載の車両用塗装物の塗装装置。
【請求項２１】
前記真空管型電子線照射装置は、加速電圧が３０〜８０ｋＶであることを特徴とする請求項１６から請求項１８のいずれか１項に記載の車両用塗装物の塗装装置。
【請求項２２】
車両用塗装物の基材に塗布した塗料を硬化させる車両用塗装物の硬化装置であって、前記基材の形状に応じて複数の真空管型電子線照射装置が配置された電子線照射アレイを備えることを特徴とする車両用塗装物の硬化装置。
【請求項２３】
前記基材を搬送する搬送ラインをさらに備え、前記電子線照射アレイは前記搬送ラインの途中に設けられ、前記基材が前記搬送ラインで搬送されながら前記真空管型電子線照射装置から前記基材に電子線が照射されることを特徴とする請求項２２に記載の車両用塗装物の硬化装置。
【請求項２４】
前記電子線照射アレイは、前記複数の真空管型電子線照射装置が前記基材の形状に応じてそれぞれの位置が調整可能となっていることを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の車両用塗装物の硬化装置。
【請求項２５】
前記真空管型電子線照射装置は、加速電圧が１５０ｋＶ未満であることを特徴とする請求項２２から請求項２４のいずれか１項に記載の車両用塗装物の硬化装置。
【請求項２６】
前記真空管型電子線照射装置は、加速電圧が１０〜１２０ｋＶであることを特徴とする請求項２２から請求項２４のいずれか１項に記載の車両用塗装物の硬化装置。
【請求項２７】
前記真空管型電子線照射装置は、加速電圧が３０〜８０ｋＶであることを特徴とする請求項２２から請求項２４のいずれか１項に記載の車両用塗装物の硬化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンパー等の自動車部品や自動車車体のような自動車用塗装物に代表される車両用塗装物、特に自動車用塗装物、およびその製造方法、車両用塗装物の塗装装置、ならびに車両用塗装物の硬化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バンパー等の自動車部品や自動車車体、二輪車のガソリンタンクのような車両用塗装物には、近年、地球環境保護の観点から、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を発生しない塗料が求められている。
【０００３】
このような塗料としては、水系塗料、粉体塗料、紫外線（ＵＶ）硬化型塗料等があるが、中でもＵＶ硬化型塗料は、（１）ラジカル重合のため、短時間で硬化が可能であること、（２）硬化システムから排出されるＣＯ２量も同時に削減できること、（３）平滑で鮮映性に優れる塗膜外観を得ることができること等の種々の長所を有するため注目されつつある（例えば、非特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、ＵＶ硬化型塗料は光開始剤が必須であるため、この光開始剤がＵＶ照射時に副生成物を発生することに起因して黄変と称する変色が発生してしまう。また、ＵＶ硬化型塗料は残存する光開始剤のため耐候性が低いという問題もある。さらに、硬度、グロス等の塗膜性能も十分とはいえない。さらに、紫外線の照射により塗料を硬化させる場合には、電気エネルギーのかなりの部分が紫外線ではなく熱等になってしまい、エネルギー効率が劣るだけでなく、バンパー等の基材がプラスチックである場合には基材の劣化が生じるおそれがある。
【非特許文献１】塗装工学  Vol.38 No.7(2003)  241〜247ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、光開始剤にともなう問題が発生せず、硬度、グロス等の塗膜性能が高い車両用塗装物、およびその製造方法、ならびにそのような車両用塗装物の塗装装置および硬化装置を提供することを目的とする。
また、エネルギー効率が高く、基材の劣化が生じ難い車両用塗装物の製造方法、ならびに車両用塗装物の塗装装置および硬化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基材に１層または複数層の塗料層を形成してなる車両用塗装物であって、前記塗料層の少なくとも１層が電子線照射により形成された層であることを特徴とする車両用塗装物を提供する。
【０００７】
本発明の第２の観点では、プラスチック製の基材に１層または複数層の塗料層を形成してなる車両用塗装物であって、前記塗料層の少なくとも１層が電子線照射により形成された層であることを特徴とする車両用塗装物を提供する。
【０００８】
本発明の第３の観点では、基材に１層または複数層の塗料層を形成してなる車両用塗装物の製造方法であって、前記塗料層の少なくとも１層を形成する際に電子線により硬化される塗料を塗布し、その後電子線照射して前記塗料を硬化させることを特徴とする車両用塗装物の製造方法を提供する。
【０００９】
本発明の第４の観点では、プラスチック製の基材に１層または複数層の塗料層を形成してなる車両用塗装物の製造方法であって、前記塗料層の少なくとも１層を形成する際に電子線により硬化される塗料を塗布し、その後電子線照射して前記塗料を硬化させることを特徴とする車両用塗装物の製造方法を提供する。
【００１０】
本発明の第５の観点では、基材に１層または複数層の塗料層を形成してなる車両用塗装物の製造方法であって、前記塗料層の少なくとも１層を形成する際に、電子線により硬化される塗料を塗布し、前記基材の形状に応じて配置された複数の真空管型電子線照射装置により電子線を照射して前記塗料を硬化させることを特徴とする車両用塗装物の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明の第６の観点では、車両用塗装物の基材に電子線により硬化する塗料を塗布する塗布部と、塗布後の基材に電子線を照射して前記塗料を硬化させる硬化部とを備え、前記硬化部は、前記基材の形状に応じて複数の真空管型電子線照射装置が配置された電子線照射アレイを有することを特徴とする車両用塗装物の塗装装置を提供する。
【００１２】
本発明の第７の観点では、車両用塗装物の基材に塗布した塗料を硬化させる車両用塗装物の硬化装置であって、前記基材の形状に応じて複数の真空管型電子線照射装置が配置された電子線照射アレイを備えることを特徴とする車両用塗装物の硬化装置を提供する。
【００１３】
本発明の第１〜第４の観点によれば、車両用塗装物の少なくとも１層を、電子線照射により形成された層、具体的には、電子線により硬化される塗料を塗布し、その後電子線照射して前記塗料を硬化させて形成された層とするが、電子線で硬化させる塗料の場合には、ＵＶ硬化塗料と同様に基本的に溶剤が不要であるからＶＯＣによる不都合が発生せず、しかも、ＵＶ硬化塗料とは異なり、光開始剤が不要であるため、それにともなう黄変や耐候性等の問題が発生しない。また、電子線照射は、硬化や架橋に対する能力が高いので、硬度、グロス等の塗膜性能を高くすることができる。さらに、電子線照射は熱の発生をともなわないのでエネルギー効率が高いとともに、基材を劣化させるおそれが小さい。したがって、本発明は、上記第２および第４の観点のように、バンパー等の基材がプラスチックの場合に特に有効である。本発明は、車両用塗装物全般に有効であるが、特に自動車や二輪車の塗装物に有効である。上記車両用塗装物において、前記電子線照射により形成された層は、硬度やグロス等の塗膜性能が高く、かつ耐候性も高いため、最表面の層に好適である。
【００１４】
上記車両塗装物および車両塗装物の製造方法において、電子線は真空管型電子線照射装置により照射されることが好ましい。真空管型電子線照射装置は、従来の電子線照射装置と比較して小型であり、設備費を低く抑えることができる。また、低加速電圧で電子線を取り出すことができるのでエネルギー効率を一層高くすることができる。
【００１５】
また、第５〜第７の観点のように、基材の形状に応じて複数の真空管型電子線照射装置を配置することにより、自動車車体やバンパーのように立体物である自動車用塗装物に硬化処理を施す際に、真空管型電子線照射装置の電子線照射窓からの距離をほぼ一定になるようにすることが可能となり、これにより、塗料が塗布された基材の全体に均一に電子線を照射することが可能となる。したがって、硬化むらがなく、かつエネルギー効率良く、硬化処理を行うことができ、全体に亘って高性能の塗膜を形成することが可能となる。
【００１６】
上記第５〜第７の観点において、前記各真空管型電子線照射装置は、前記基材の形状に応じてそれぞれの位置が調整可能であることが好ましい。これにより、基材の形状に応じて、基材の全体に亘って真空管型電子線照射装置の電子線照射窓からの距離をほぼ一定にする等、真空管型電子線照射装置を適切に配置することができる。これにより所望の電子線照射を実現することができる。そして、基材の形状が変化した場合でもその形状に追従して各真空管型電子線照射装置を所望の位置に移動させることが可能となる。
【００１７】
照射される電子線の加速電圧が１５０ｋＶ未満であることが好ましく、加速電圧が１０〜１２０ｋＶであることがさらに好ましく、加速電圧が３０〜８０ｋＶであることが一層好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、車両用塗装物の少なくとも１層を、電子線照射により形成された層とするので、ＵＶ光開始剤が不要であり、それにともなう黄変や耐候性等の問題が発生せず、また、硬化や架橋に対する能力が高いので、硬度、グロス等の塗膜性能が高い。さらに、電子線照射は熱の発生をともなわないのでエネルギー効率が高いとともに、基材を劣化させるおそれが小さい。また、基材の形状に応じて複数の真空管型電子線照射装置を配置するので、立体物である自動車用塗装物に電子線を照射する際に、真空管型電子線照射装置の電子線照射窓からの距離をほぼ一定にすることが可能となり、均一に電子線を照射することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について具体的に説明する。
図１〜３は、本発明の車両用塗装物の一実施形態である自動車車体の層構造を示す断面図である。
【００２０】
図１は、乗用車の車体として一般的な層構造であり、基材１上に下塗塗料層２を形成し、その上に中塗塗料層３を形成し、さらにその上に上塗塗料層４を形成したものである。また、図２は、商用車の車体として一般的な層構造であり、基材１の上に下塗塗料層２を形成し、その上に上塗塗料層４を形成したものである。
【００２１】
基材１としては、一般的に鋼板が用いられ、塗装される面には化成処理層が形成される。基材１として、鋼板の他、アルミニウム合金やプラスチックが用いられる場合もある。
【００２２】
下塗塗料層２は、基材の保護のためのものであり、基材１に対する付着力が高いものであることが必要である。基材１が鋼板の場合には、防錆にも優れたものである必要がある。下塗塗料層２の厚さとしては、一般的に１５〜２５μｍ程度が採用される。
【００２３】
中塗塗料層３は、下塗塗料層２と上塗塗料層４との間の層間付着力を高めるとともに、上塗塗料層４の仕上り外観を向上させ、塗料層全体の物性向上に寄与するものである。中塗塗料層３の厚さとしては、一般的に２５〜３５μｍ程度が採用される。
【００２４】
上塗塗料層４は、優れた外観性と耐久性とを兼備した物性が要求される。すなわち、需用者の嗜好性に合わせた美観が要求されるとともに、耐候性や硬度等の塗膜性能が極めて高いことが要求される。上塗塗料層４の厚さとしては、一般的に３０〜５０μｍ程度が採用される。
【００２５】
高級乗用車の車体には、図３に示すような、上塗塗料層４の上にさらにクリヤー塗料層５を形成した層構造が採用される。クリヤー塗料層５は、外観性および塗膜性能をさらに高める機能を有している。
【００２６】
本実施形態においては、このような自動車車体において、上記塗料層２〜５の少なくとも１層を電子線照射により形成された層とする。典型的には、これらの層を電子線により硬化される塗料で形成し、電子線照射により硬化させて形成することができる。もちろん、電子線を照射して所定の改質を行って形成された層であってもよい。
【００２７】
具体的には、全ての塗料層が電子線照射により形成された層であってもよいが、下塗塗料層２として通常の電着塗装を用い、その上の塗料層の全てまたは１以上を電子線照射により形成された層にすることが好ましい。電子線照射により硬化する場合には、以下に示すように塗膜性能が高く耐久性に優れるため、特に、最表面に形成される層、すなわち上塗塗料層４またはクリヤー塗料層５を電子線照射により形成された層とすることが好ましい。
【００２８】
次に、車両用塗装物の他の実施形態であるバンパーやフェンダー等のプラスチック製の自動車部品について説明する。
図４は、車両用塗装物の他の実施形態であるプラスチック製の自動車部品の層構造を示す断面図である。この実施形態に係る自動車部品は、プラスチック製の基材１１の上にプライマー塗料層１２を形成し、その上に本塗料層１３を形成する。バンパー等の耐衝撃性や耐屈曲性が要求される部品の場合には、基材１１としてウレタンやポリプロピレン等の軟質プラスチックが用いられ、本塗料層１３として軟質塗料が用いられる。また、フェンダーやドアパネル等には、基材１１として硬質プラスチックが用いられ、その本塗料層１３として硬質塗料が用いられる。なお、プライマー塗料層１２は必須なものではなく、基材１１に直接的に本塗料層１３を形成してもよい。
【００２９】
本実施形態においても、このような自動車部品において、上記塗料層１２，１３の少なくとも１層を上述の実施形態と同様の電子線照射により形成された層とする。特に、最表面の層となる本塗料層１３を電子線照射により形成された層とすることが好ましい。
【００３０】
このように電子線照射によって塗料層を形成させる場合には、有機溶剤を用いる必要がないという利点を有する他、ＵＶ硬化塗料において必須である光開始剤が不要であるため、光開始剤にともなう黄変や耐候性の低下等の問題が生じないという大きな利点がある。
【００３１】
また、硬化や架橋に対する能力が高いので、短時間で硬度や架橋密度等が高い所望の膜を得ることができ、硬度、グロス等の塗膜性能の高い塗膜を得ることができる。しかも下地に対する密着性も良好となる。したがって、環境に接する最表面の層を電子線照射によって形成される層にすることにより、耐久性を向上させることができる。
【００３２】
さらに、電子線照射は熱の発生をともなわないので基材に対して熱影響を与えることがなく、プラスチックのような熱に弱い材料で構成された基材であっても基板や記録層を劣化させるおそれが小さい。したがって、上述のような耐熱性の低いプラスチック製の基材を用いる自動車部品であっても、基材を劣化させることなく塗料を硬化させることができる。
【００３３】
さらにまた、電子線は透過性が高いため、塗料層が厚い場合でも、ほぼ１回の照射で短時間で硬化等の所望の作用を発揮させることができる。このため、電子線照射によって形成される塗料層が複数層隣接する場合には、各塗料層ごとに電子線を照射せずに、各塗料層を重ねて塗布する、いわゆるウエット・オン・ウェットで塗膜を形成した後、最後に電子線照射して一度に硬化させるすることが可能である。これにより、生産性を大きく向上させることができる。
【００３４】
以上のような電子線照射により形成される層を構成する材料としては、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、ポリエステル樹脂系等の樹脂、および各種光感応性モノマーを用いた紫外線または電子線硬化型樹脂が挙げられる。
【００３５】
電子線照射により形成される層とは、通常、電子線照射により、効果、架橋または改質される材料を使用した層であり、一般的には電子線硬化樹脂が適用される。つまり、電子線硬化樹脂である、電子線硬化型の塗料を構成する材料としては、通常、一分子中に、α，β−不飽和二重結合を有する２官能以上のモノマーおよび／または単官能のモノマーの、ビニル型モノマー、アクリレート型もしくはメタクリレート型（以下、（メタ）アクリレート型という）モノマー等を挙げることができる。また、（メタ）アクリレート型モノマーは、α，β−不飽和二重結合以外の官能基を有する場合もある。なお、単官能モノマーは、単独でも、または架橋密度を調整すべく２官能以上のモノマーと併用し得る。
【００３６】
ここでいうモノマーとは、上記したような比較的低分子量、例えば重量平均分子量が１０００未満のいわゆる狭義のモノマーの他、ある程度分子量の大きい、例えば重量平均分子量が１０００以上１００００未満のオリゴマー、プレポリマーも含む意であり、α，β−不飽和二重結合を有するオリゴマーの例としては、ポリエステル（メタ）アクリレート、ポリウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル化マレイン酸変性ポリブタジエン等を挙げることができる。
【００３７】
また、上記したモノマー、オリゴマーおよび／またはプレポリマーに、熱可塑性樹脂を併用してもよい。熱可塑性樹脂としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、あるキッド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル−ウレタン樹脂、アクリル−ポリエステル樹脂などのグラフト共重合体等が挙げられ、いずれか１種を用いてもよいし、あるいは２種以上を混合して用いることも可能である。
【００３８】
また、上塗塗料層のような着色の必要がある場合には、塗布される塗料には、顔料等の着色剤が添加される。さらに、必要に応じて、レベリング剤、消泡剤、ブロッキング防止剤、分散剤、乾燥調整剤、耐摩擦剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、スリップ性向上剤、トラッピング性向上剤等の各種添加剤を用いることができる。
【００３９】
着色剤の分散や塗工時の適度な粘度を確保するためには、乾燥工程での揮発が問題とならない範囲内で溶剤が含まれていてもよい。溶剤としては、ケトン系化合物、エステル系化合物、エーテル系化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、ハロゲン化炭化水素化合物、アルコール類、水等が挙げられる。
【００４０】
以上のような塗料を塗布する塗布方式としては、スプレー塗装、電着塗装、ディッピング塗装、粉体塗装等が挙げられ、１回または数回に分けて塗布してもよい。
【００４１】
着色剤である顔料としては、キナクリドン系、アンスラキノン系、ペリレン系、ペリノン系、ジケトビロロピロール系、イソインドリノン系、縮合アゾ系、ベンズイミダゾロン系、モノアゾ系、不溶性アゾ系、ナフトール系、フラバンスロン系、アンスラピリミジン系、キノフタロン系、ピランスロン系、ピラゾロン系、チオインジゴ系、アンスアンスロン系、ジオキサジン系、フタロシアニン系、インダンスロン系等の有機顔料や、ニッケルジオキシンイエロー、銅アゾメチンイエロー等の金属錯体、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の金属塩、カーボンブラック、アルミニウム、雲母等の無機顔料が挙げられる。また、メタリック感やパール感を出すためにはアルミニウム等の金属微粉やマイカ微粉が用いられる。
【００４２】
電子線を照射する電子線照射装置としては、真空管型電子線照射装置が好ましい。このような真空管型電子線照射装置は、電子線発生部としての照射管２０が図５のように構成されている。すなわち、図５の（ａ）に示すように、円筒状をなすガラスまたはセラミック製の真空管（チューブ）２１と、その真空管（チューブ）２１内に設けられ、陰極から放出された電子を電子線として取り出してこれを加速する電子線発生部２２と、真空管２１の端部に設けられ、電子線を射出する電子線射出部２３と、図示しない給電部より給電するためのピン部２４とを有する。電子線射出部２３には薄膜状の照射窓２５が設けられている。電子線射出部２３の照射窓２５は、ガスは透過せずに電子線を透過する機能を有しており、図５の（ｂ）に示すように、スリット状をなしている。そして、照射室内に配置された被照射物に照射窓２５から射出された電子線が照射される。
【００４３】
このような真空管型電子線照射装置は、ドラム内を常に真空引きしながら電子線を照射するタイプである従来のドラム型の電子線照射装置とは根本的に異なっている。
【００４４】
このような構成の照射管を有する装置は、米国特許第５，４１４，２６７号に開示されている。この装置は、従来よりも低加速電圧でも有効に電子線を取り出すことができるので、過剰なエネルギーで照射することができ、エネルギー効率を極めて高いものとすることができるとともに、基材に対する電子線のダメージを与えるおそれが小さい。また、電子線のエネルギーが小さいためＸ線等の放射線の発生量が少なく、放射線を遮蔽するためのシールド装置を小型化または低減することができるようになる。通常の電子線照射は、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気で行われるが、このような真空管型電子線照射装置を用いる場合には、条件によっては、空気または空気に近い雰囲気になるような不活性ガス含有量の雰囲気下で照射することが可能となる。
【００４５】
このように、シールドの小型化・低減化が可能となり、また低加速電圧であるため電子線発生部分の小型化が可能となり、電子線照射装置の飛躍的な小型化が可能となる。
【００４６】
上記層を形成する際の電子線照射は、電子線を取り出す加速電圧を１５０ｋＶ未満として行われることが好ましい。加速電圧が１５０ｋＶ以上であると電子線のエネルギーが高くなりすぎ、エネルギー効率が悪いばかりか、基板や記録層を劣化させるおそれが高まるため好ましくない。また、エネルギー効率よく電子線照射部位に所望の作用を生じさせるためには、加速電圧が１０〜１２０ｋＶであることが好ましく、３０〜８０ｋＶであることが一層好ましい。
【００４７】
図６は加速電圧５０〜８０ｋＶにおける電子線到達深度と吸収線量（任意スケール）との関係を示す図である。この図から、電子線の加速電圧によりその到達深度が異なることがわかる。したがって、電子線を作用させる層の厚さに応じて適切な加速電圧を設定することが好ましい。
【００４８】
次に、このような真空管型電子線照射装置を利用した塗装処理について説明する。
図７は、このような塗装処理に用いられる塗装装置を模式的に示す斜視図である。この塗装装置３０は、基材である自動車車体３４に対し、電子線照射により硬化する塗料をベル３１ａにより塗布する塗布部３１と、塗料が塗布された自動車車体３４に電子線を照射して塗料を硬化させる硬化部３２を備えている。硬化部３２においては、自動車車体３４は、搬送ライン３３により搬送されつつ電子線が照射される。
【００４９】
硬化部３２は、図８に示すように、搬入口３５ａおよび搬出口３５ｂを有する筐体３５と電子線照射アレイ３６とを有しており、搬送ライン３３により搬送されてきた基材である自動車車体３４を搬入口３５ａから搬入し、搬送ライン３３上の自動車車体３４が電子線照射アレイ３６の配置位置を通過する際に電子線が照射され、搬出口３５ｂから搬出される。筐体３５の内部は図示しないガス供給源から窒素ガスが導入され、イナーティングされている。
【００５０】
電子線照射アレイ３６は、図９に示すように、複数の真空管型電子線照射装置３７が基材である自動車車体３４の形状に応じて配置されて構成されている。具体的には、複数の真空管型電子線照射装置３７は、立体物である自動車車体３４に対して各々の電子線照射窓からの距離がほぼ一定になるように配置されている。この電子線照射アレイ３６は、図示しないアクチュエータによって上下動可能に構成されており、適宜の位置センサーにより真空管型電子線照射装置３７の照射窓から自動車車体３４までの距離が所定値に調整可能となっている。もちろん自動車車体３４を上下動して距離の調整を行うようにしてもよい。
【００５１】
また、電子線照射アレイ３６は、図１０に示すように、真空管型電子線照射装置３７が２列にかつ千鳥状に配置されている。一列に並べただけでは隙間が空いてしまい電子線が照射されない部分が生じてしまうが、このように配置することにより、隙間なく電子線を照射することができる。
【００５２】
このような塗装装置３０においては、自動車車体３４に塗布部３１で電子線照射により硬化する塗料を塗布した後、硬化部３２において電子線照射により塗料を硬化するが、上述したように、電子線照射アレイ３６において、複数の真空管型電子線照射装置３７は立体物である自動車車体３４に対して各々の電子線照射窓からの距離がほぼ一定になるように配置されているので、塗料が塗布された自動車車体３４の全体に均一に電子線を照射することが可能となる。したがって、硬化むらがなく、かつエネルギー効率良く、硬化処理を行うことができ、全体に亘って高性能の塗膜を形成することが可能となる。もちろん、自動車車体３４の部位によって照射する電子線のエネルギーを変化させるように複数の真空管型電子線照射装置３７を配置することも可能である。
【００５３】
また、図１１に示すように、各真空管型電子線照射装置３７の位置をシリンダなどのアクチュエータ３８により別個に調整可能とすることもできる。具体的には、各真空管型電子線照射装置３７に適宜の位置センサー３９を設け、これにより各真空管型電子線照射装置３７と基材との間の距離を検出し、この検出値に基づいてコントローラ４０がアクチュエータ３８を制御する。これにより、基材の形状に応じて、基材の全体に亘って真空管型電子線照射装置３７の電子線照射窓からの距離をほぼ一定にする等、真空管型電子線照射装置３７を適切に配置することができ、所望の電子線照射を実現することができる。そして、基材の形状が変化した場合でもその形状に追従して各真空管型電子線照射装置３７を所望の位置に移動させることが可能となる。
【００５４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々変形可である。例えば、上記実施の形態では、車両用塗装物の典型例として自動車車体や、バンパーおよびフェンダー等の自動車部品を示したが、これに限るものではない。また、車両用塗装物の層構造も図１〜４に示すものに限らない。さらに、本発明の車両用塗装物において、電子線照射装置は上述した真空管型のものに限らず、通常のドラムタイプのものを用いることができる。ただし、真空管型のものが制御性の観点から好ましい。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明の範囲は、以下の実施例により何等限定されるものではない。
下塗塗装を施したバンパー基材に、下記の電子線硬化型塗料を、塗膜厚１５μｍにスプレー塗装した。
トリメチロールプロパンの３−エチレンオキサイド付加物のアクリレート：  ５５質量％
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート：  ２５質量％
青色有機顔料：  １５質量％
添加剤：  ５質量％
【００５６】
バンパー基材を縦長の方向で搬送しながら、１５本の真空管型電子線照射装置（Ｍｉｎ−ＥＢ、東洋インキ製造株式会社製）を千鳥状に配置した電子線照射アレイにより、窒素ガス雰囲気（酸素濃度１５０ｐｐｍ）にて、加速電圧５０ｋＶで、吸収線量２０ｋＧｙの電子線を照射した。
【００５７】
得られたバンパーは、グロス、鮮映性、均一性は良好であり、耐候性試験（サンシャインウエザーメータ  １０００時間）においても、黄変は見られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によれば、揮発性有機化合物を発生せず、しかも黄変を生じず、耐候性の高い高性能の塗膜を有する車両用塗装物を得ることができ、産業上極めて利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の車両用塗装物の一実施形態である自動車車体の層構造の一例を示す断面図。
【図２】本発明の車両用塗装物の一実施形態である自動車車体の層構造の他の例を示す断面図。
【図３】本発明の車両用塗装物の一実施形態である自動車車体の層構造のさらに他の例を示す断面図。
【図４】車両用塗装物の他の実施形態であるプラスチック製の自動車部品の層構造を示す断面図。
【図５】塗料層を硬化させるための真空管型電子線照射装置の構造を示す図。
【図６】加速電圧５０〜８０ｋＶにおける電子線到達深度と吸収線量との関係を示す図。
【図７】本発明に係る車両用塗装物を塗装する塗装装置の一実施形態を模式的に示す斜視図。  図１の光ディスクにさらに他の層を加えた光ディスクの構造を示す断面図。
【図８】図８の塗装装置における硬化部を示す断面図。
【図９】図８の硬化部の電子線照射アレイにおける真空管型電子線照射装置の配置を説明するための正面図。
【図１０】図８の硬化部の電子線照射アレイにおける真空管型電子線照射装置の配置を説明するための模式図。
【図１１】個別的に位置調整可能な真空管型電子線照射装置を有する電子線照射アレイを示す模式図。
【符号の説明】
【００６０】
１，１１……基材
２……下塗塗料層
３……中塗塗料層
４……上塗塗料層
５……クリヤー塗料層
１２……プライマー塗料層
１３……本塗料層
３０……塗装装置
３１……塗布部
３２……硬化部
３３……搬送ライン
３４……自動車車体（基材）
３５……筐体
３６……電子線照射アレイ
３７……真空管型電子線照射装置
３８……アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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