(57)【要約】望ましい美的外見を持った基板によって形成される部品を提供するために、基板の塗装方法が開示される。本方法は従来の塗装過程と比べると製造ステップを削除し、製造時間と製造コストを減少させる。本方法は、洗浄剤で基板を洗浄し、基板から洗浄剤を濯ぎ落とし、基板に水性接着剤をシャワーのように浴びせるか注ぎ込むというステップから構成される。本方法はさらに、水性接着剤をつけた基板に熱放射し、この熱放射ステップの後、下地塗装を施し、この下地塗装の後、装飾的塗装層を基板に塗布するステップをも含む。本方法は装飾的塗装層の上に透明な上掛け塗装を施し、基板に透明な上掛け塗装を施すステップを含むこともできる。
2004508195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の美的効果を提供するために基板を塗装する方法で、
ａ）基板に接着強化剤を施すステップを含んだ準備ステップにおいて、下地塗装を受けるために前記の基板を準備し、
ｂ）前記の基板に前記の接着強化剤を熱放射し、
ｃ）前記の熱放射ステップが完了した後、前記の基板上に下地塗装を施し、
ｄ）前記の下地塗装が前記の基板上に一層を形成するように下地塗装を乾燥硬化
させ、
ｅ）前記の基板に装飾的塗装を施し、
ｆ）前記の装飾的塗装が損傷するのを防ぐため装飾的塗装の上に上掛け塗装を施すステップから構成される方法。
【請求項２】
前記の基板上に前記の装飾的塗装を乾燥硬化するステップをさらに含む請求項１の方法。
【請求項３】
前記の装飾的塗装が金属膜層を含み、装飾的塗装を施す前記のステップが前記の前記の下地塗装を金属膜層で金属化することを含む請求項１の方法。
【請求項４】
前記の熱放射ステップが前記の基板と接着強化剤を１５分以内で熱源に晒すことを含む請求項１の方法。
【請求項５】
前記の準備ステップがさらに、
ａ）よごれと油脂を取り除くため、前記の基板を洗浄し、
ｂ）前記の基板を濯ぐステップを含む請求項１の方法。
【請求項６】
接着強化剤を適用する前記のステップが接着強化剤を前記の基板にシャワーのように浴びさせるかまたは注ぎ込むステップを含む請求項１の方法。
【請求項７】
接着強化剤を施すステップがさらに基板から離れた接着強化剤をリサイクルするステップを含む請求項６の方法。
【請求項８】
前記の上掛け塗装を乾燥硬化するステップをさらに含む請求項１の方法。
【請求項９】
上掛け塗装を乾燥硬化させる前記のステップは紫外線を前記の上掛け塗装と基板に施すステップを含む請求項８の方法。
【請求項１０】
前記の上掛け塗装を乾燥硬化する前記のステップは前記の上掛け塗装が施された後で前記の基板を焼くことを含む請求項８の方法。
【請求項１１】
前記の基板と上掛け塗装が４５分以内に焼かれる請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記の下地塗装を乾燥硬化する前記のステップは紫外線を前記の下地塗装と基板に施すことを含む請求項１の方法。
【請求項１３】
前記の上掛け塗装が透明である請求項１の方法。
【請求項１４】
前記の基板が柔軟になるよう柔軟な材料で基板を形成するステップをさらに含む請求項１の方法。
【請求項１５】
前記の基板、下地塗装、装飾的塗装および上掛け塗装のそれぞれが柔軟である請求項１の方法。
【請求項１６】
基板を塗装する方法で、
ａ）水性の接着強化剤を前記の基板に施すステップを含む準備ステップにおいて、複数の塗装層を受けるために基板を準備させ、
ｂ）前記の基板上に前記の水性接着強化剤を乾燥硬化させ、
ｃ）前記の接着強化剤が乾燥硬化された後、前記の基板の上に下地塗装を施し、
ｄ）前記の基板上に前記の下地塗装を乾燥硬化するために前記の下地塗装に紫外線を与え、
ｅ）上掛け塗装を施し、
ｆ）前記の基板上に前記の上掛け塗装を乾燥硬化させるステップから構成される方法。
【請求項１７】
前記の下地塗装が装飾的ペンキを含む請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記の上掛け塗装を施す前に、装飾的塗装を前記の基板に施すステップをさらに含む請求項１６の方法。
【請求項１９】
前記の装飾的塗装が金属膜層を含み、装飾的塗装を施す前記のステップが前記の下地塗装を前記の金属膜層で金属化するステップを含む請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記の金属化ステップがスパッタリングによって前記の金属膜に施されることを含む請求項１９の方法。
【請求項２１】
前記の金属化ステップが物理的気相成長法によって前記の金属膜に施されることを含む請求項１９の方法。
【請求項２２】
前記の水性接着強化剤を乾燥硬化する前記のステップが余分な水を取り除くために前記の接着強化剤を熱放射することを含む請求項１６の方法。
【請求項２３】
前記の熱放射が前記の基板と接着強化剤を１５分以内で熱源に晒すことを含む請求項２２の方法。
【請求項２４】
前記の準備ステップがさらに、
ａ）よごれや油脂を取り除くために前記の基板を洗浄し、
ｂ）前記の基板を繰り返し濯ぐステップを含む請求項１６の方法。
【請求項２５】
接着強化剤を施す前記のステップが前記の基板上に接着強化剤をシャワーのように浴びせるかまたは注ぎ込むステップを含む請求項１６の方法。
【請求項２６】
接着強化剤を施すステップが基板から離れる接着強化剤をリサイクルするステップを含む請求項２５の方法。
【請求項２７】
上掛け塗装を乾燥硬化する前記のステップが紫外線を前記の上掛け塗装と基板に施すことを含む請求項１６の方法。
【請求項２８】
前記の上掛け塗装を乾燥硬化するステップが前記の上掛け塗装が施された後で前記の基板を焼くことを含む請求項１６の方法。
【請求項２９】
前記の基板と上掛け塗装が４５分以内で焼かれる請求項２８の方法。
【請求項３０】
前記の基板が柔軟になるよう柔軟な材料で基板を形成するステップをさらに含む請求項１６の方法。
【請求項３１】
前記の基板、下地塗装および上掛け塗装のいずれも柔軟である請求項１６の方法。
【請求項３２】
基板を塗装する方法で、
ａ）接着強化剤を前記の基板に施すステップを含み、少なくとも一つの塗装層を受けるために基板を準備させ、
ｂ）熱を１５分以内で施すことによって前記の基板上に前記の接着強化剤を乾燥硬化させ、
ｃ）前記の接着強化剤が乾燥硬化した後、前記の基板上に第一の塗装を施すステップから構成される方法。
【請求項３３】
前記の第一の塗装が下地塗装であり、前記の基板上に前記の第一の塗装を乾燥硬化させるステップをさらに含む請求項３２の方法。
【請求項３４】
ａ）基板に金属的美的外見を与えるため乾燥硬化された第一の塗装の上に金属膜を施し、
ｂ）前記の金属膜層を損傷から保護するため、前記の金属膜の上に上掛け塗装を施すステップをさらに含む請求項３３の方法。
【請求項３５】
前記の基板、下地塗装、金属膜および上掛け塗装いずれも柔軟である請求項３４の方法。
【請求項３６】
前記の基板が柔軟になるよう柔軟な材料で基板を形成するステップをさらに含む請求項３２の方法。
【請求項３７】
前記の基板と第一の塗装のいずれも柔軟である請求項３２の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願の説明）
本出願は、連邦法施行規則３７、１．７８に基づき、２０００年９月１１日に出願され、出願番号６０／２３１，５５５を有する仮出願の恩恵を主張するものである。本仮出願の完全なる開示はここに言及することにより援用される。
【０００２】
（発明の背景）
本発明は、美的外見を高めるために基板に塗装を施す方法に関する。より具体的には、本発明は、例えば本体のその他の部品と調和する金属の光沢や色彩など望ましい美的外見を提供することを目的とした一部品の基板に迅速かつ低コストで塗装を施す方法に関する。
部品に特定の美的外見を与えるため、ペンキや金属膜層や既知のその他の種類の塗装を部品の基板に施すことは従来から知られている。こうした既知の塗装は多様な方法で施される。一般的に、塗装方法は、基板の種類、施される塗装および部品の望ましい美的外見によって決まる。例えば、自動車産業では、装飾部分などクロムのような外見や本体部に調和する色を持つある種の部品を提供することが望ましい。これは特にプラスチックの基板を持つグリルやバンパーについて明らかである。
【０００３】
望ましい美的外見を部品に与えるため、その部分の本体部の色に調和するペンキや金属薄膜層が数ある基板塗装の一つとして施される。基板の塗装は下地塗装、外見を形成する塗装および上掛け塗装からなる。上掛け塗装は他の塗装の上に施されそれらが欠けたり傷ついたりするのを防ぐ。しかし、その結果、望ましい美的外見が必ずしも生じるとは限らない。最終的な外見を左右する要因は、使用する材料と採用する塗装方法を含む。例えば、塗装方法によっては金属膜層の輝度が顧客が望むものより小さくなることもある。さらに、塗装した基板が自動車のバンパーやグリルを形成するために使用される時、軽微な衝撃を受けた後で色や金属的外見を与える層が壊れたり視覚的に損傷したりしないよう製造者は注意を払わねばならない。
【０００４】
製造者が直面するその他の問題は、下地塗装部とそれに続く層が基板に接着することをいかにして確認するかである。一般的に、自動車に使用される基板はプラスチックである。既知のプラスチック製基板は、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）やポリオレフィンから形成されるものを含む。これらのポリオレフィンは、ポリプロピレンを含有する熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）を含む。ペンキやその他の塗装材料はこれらのプラスチック製基板に直接接着しないので、基板との接着を強化する添加剤で基板が形成されるか、もしくは、米国特許第５， ７１１， ９９３号（Ｌｅｉｎ ｅｔ ａｌ）に開示されているように、溶剤型接着強化剤と称されるプライマーが基板と下地塗装の間に施されなければならない。しかし、これらのプライマーは、（１）分厚く、（２）基板と下地塗装との間に望ましくない、感知し得る膜を形成し、（３）基板が前処理システムで最初の前処理ステップを経た後でこれらのプライマーを基板にペンキ塗りし、噴霧し、巻き込むという余分なステップを製造者が行わなければならなく、（４）プライマーが乾燥硬化するまで１時間から２時間等、長時間にわたって基板を焼くことが必要であるので、真の接着強化剤とはいえない。
【０００５】
これらのプライマーを使用する従来の塗装過程は仕上げるのに非常に長い時間がかかる。さらに、基板を繰り返し焼く（乾燥硬化させる）必要性はこれに関連する塗装工程の操業コストを著しく高める。その上、上記に述べたように、従来の塗装過程はペンキや金属膜層の色を変化させうる。その結果、自動車の装飾に望ましい美的外見を与えるために使用される従来の基板塗装方法は、非常にコストが高く、一つの塗装工程で達成できる製造量を制限し、意図した美的外見を提供するとも限らない。
異なる塗装層を施した後で基板を長時間にわたって焼くことを必要とする塗装方法は従来技術として存在する。その一つの例として、米国特許第５， ８３７， ３５４号（０ｇｉｓｕ ｅｔ ａｌ）は、弾力性金属化製品およびこの製品を製造する方法を開示している。この開示された製品は、柔らかい樹脂材料、基板の表面に形成される下地塗装、下地塗装の上に形成される金属薄膜およびこの金属薄膜の上に施される塗装を含む上掛け塗装層を含む。０ｇｉｓｕ 特許は接着強化剤の使用を開示していない。
【０００６】
その代わり、基板は、基板と下地塗装との間の接着を増大させるために接着する半面を基板の表面に与えるゴム状の構成材を含む。下地塗装が施された後、下地塗装を付けた基板は８０℃の高温で１時間焼かれる。金属膜層が形成された後、上掛け塗装層を形成する塗装が施される。上掛け塗装を形成するために基板は再び８０℃で１時間焼かれる。０ｇｉｓｕ特許の方法で開示されるステップのうち二つは遂行するために少なくとも２時間はかかる。この時間は、遂行しなければならないその他のステップを考慮に入れていない。この方法全体を遂行するための経過時間は３時間以上もある。このように長時間にわたるので一日に形成し得る製品の数は非常に限られたものとなる。
【０００７】
コスト高で多大な時間を必要とする方法のその他の例としては、米国特許第４， ５５１， ３８７号（Ｍａｎａｂｅ ｅｔ ａｌ）に開示されているように、潜在性金属光沢を持つ着色樹脂製品およびこの製品を形成する方法がある。この製品は、下地層としてポリウレタンや紫外線硬化性ペンキで覆われた樹脂製成形基板を含む。基板と下地塗装との間にこれらの間に一つの層を作るためにプライマーも与えられている。０ｇｉｓｕ特許で開示された方法のように、 Ｍａｎａｂｅ ｅｔ ａｌ特許の方法も遂行するのに多大な時間がかかる。例えば、Ｍａｎａｂｅ ｅｔ ａｌ特許の製品を形成する方法は、下地塗装を施し、１０分間放置し、８０℃で２時間焼くか乾燥硬化させ、１０分間放置し、金属および上掛け塗装層を施し、７０℃で再び１時間この製品を焼くことを含む。Ｍａｎａｂｅ ｅｔ ａｌ特許で開示された方法は遂行するのに３時間半をはるかに上回る。それどころか、この方法は完全に遂行するためには４時間以上、もしくは５時間を優に超える。この経過時間によって部品を製造するためには非常にコスト高となる。
【０００８】
（発明の要約）
本発明は、製造ステップを削除し、製造時間および製造コストを削減する基板塗装方法に関する。本発明は、望ましい美的外見を持つ基板によって形成される部品を提供するために柔軟な基板に塗装を施す方法を含む。本方法は、洗浄剤で基板を洗浄し、洗浄剤を基板から濯ぎ落とし、基板に水性接着強化剤を施すステップから構成される。本方法はまた、接着強化剤をつけた基板に熱放射し、熱放射ステップの終了後、下地塗装を施し、下地塗装が施された後、基板に装飾的塗装層を施すステップから構成される。本方法は、さらに、装飾的塗装層の上に透明な上掛け塗装を施し、透明上掛け塗装を基板に乾燥硬化させるステップも含む。
【０００９】
本発明はまた、複数の塗装層を受けるための基板を準備するステップを含む基板塗装方法を含む。この準備ステップは、基板に水性接着強化剤を施すことを含む。接着強化剤は、基板上で下地塗装が乾燥硬化された後で、基板と下地塗装間に強い接着状態を提供する助けとなる。本方法はさらに、基板の上に下地塗装を施し、紫外線を使用してこれを乾燥硬化させるステップも含む。また、本方法は、基板や他の塗装を損傷から防ぐために基板上に上掛け塗装を施して乾燥硬化させるステップを含む。
本発明は、さらに少なくとも一つの塗装層を受けるために基板を準備し、基板に接着強化剤を施し、１５分以内で熱を施すことによって基板上の接着強化剤を乾燥硬化させ、接着強化剤が乾燥硬化した後で基板に最初の塗装を施すステップから構成される基板塗装方法を含む。
【００１０】
本発明の方法は、従来の塗装方法に係る多大な時間を必要とするステップを省略することでコストと製造時間を削減する一方、製造を増大させる。本発明においては、最初に基板が処理された後で接着強化剤を基板に噴霧したり施したりする必要がない。その代わりに、本発明は含水の前処理システムの操業中、水性の接着強化剤を施す。さらに、本発明は、塗装過程で基板やその塗装を一度以上焼く必要性をなくす。その上、全過程は約１時間で遂行可能である。従来技術のプライマーおよび接着強化剤のブースおよび追加的加熱区画をなくすことによって、本発明の塗装に使用する組立工程はより一層小型になる。その結果として、従来技術の塗装工程に比べると、より多くの塗装工程を一つの区画に設置することが可能となる。
【００１１】
（望ましい実施例の詳細な説明）
本発明は、望ましい美的外見を持った表面を提供するために基板を塗装する方法に関する。本出願において、「部品」という言葉は、望ましい美的外見を形成する基板およびそれに施される全ての塗装層を表わすために使用される。部品は、装飾的目的で着色または金属的外見を与えられる機器のどの部分にもなり得る。これらの機器は、自動車、トラックやスポーツ汎用車を含むその他の種類の車両、家庭電化製品、衛生器具、装飾的金属性容器またはそれらの蓋、枠、トロフィーなどを含む。自動車部品の基板の塗装における使用に限らないとは言え、説明を簡単にするため、自動車のグリルやバンパー部分を形成する自動車の基板を用いて本発明を説明する。
【００１２】
図１に示されるように、部品は基板１と基板１を覆う複数の塗装層を含む。後に説明するように、これらの塗装層は、望ましい美的外見を形成するために順次基板１に施される。基板１はどのような形でもよい。一般的には、基板の形は最終的な用途によって決まる。例えば、もし自動車のバンパーの一部を形成するよう意図される場合、基板はバンパーの形をとりうる。基板１およびその形は、鋳型や押出成形など従来技術のどの過程を用いて形成してもよい。
軽度の衝突に耐えることが可能なプラスチック製材料から形成される基板１は、多様な形に簡単に鋳造でき、従来の自動車バンパーの持つ物理的特性を示す。基板１を形成するために使用され得るプラスチック製材料の中には、市販のポリオレフィンがある。使用可能なポリオレフィンの一種として熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）がある。一実施例において、このＴＰＯは約７．０（７．０ｘ１０−５（１℃））以下の線膨張率（ＣＬＴＥ）を持つ。望ましい一実施例において、ＴＰＯは 約 ３．０のＣＬＴＥを持つ。このＴＰＯはＨＮＢ１７１ＰＫ６の名でＣｏ１ｏｒ ＆ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社（ＣＣＴ）から入手することができる。この材料は、車両部品に使用される従来のＴＰＯよりも低度のＣＬＴＥを持つ。しかしながら、類似のＣＬＴＥを持つ既知のＴＰＯであればどれでも使用できる。それ程望ましくはないが、ポリプロピレンもまた基板１に使用することが可能である。それ程望ましくはないが、さらに、米国特許第５，６９３，７１０号（Ｓｒｉｎｉｖａｓｅｎ ｅｔ ａｌ）および米国特許第５，８２９，８０４号（Ｓａｅｋｉ ｅｔ ａｌ）で開示されたもののようなプラスチック材料もまた使用可能である。これらの米国特許はここに言及することによって本発明に援用される。
【００１３】
基板１は水性接着強化剤２で覆われている。上述したように、接着強化剤２はブライマーや溶剤型接着強化剤とは異なる。本発明で使用される水性接着強化剤は一般的に、厚さ約１０μｍか１０μｍ以下であり、プライマーの特性を有せず、その意図された目的は接着性を促進することだけである。さらに一般的には、水性接着強化剤は約１ミクロンの厚さを持つ。例えば、本発明の接着強化剤は基板１の表面を（プライマーが平らにするように）平らにはせず、基板１と下地塗装３との間に膜を形成することを目的とせず、形成しない。本発明で使用され得る接着強化剤には、接着強化剤の物理的特性を維持しつつ滑らかに流れるものがある。望ましい接着強化剤は、米国特許第６， ２６２， １６０号および同時係属出願の米国特許出願０９／５００， ６５７（２０００年２月９日出願）の「ポリプロピレンの水性接着強化剤およびこの強化剤を使用してポリプロピレン材料を塗装する方法」に説明されている。これらの特許および出願はここに言及することによって本発明に援用される。この接着強化剤は、上述したＴＰＯ基板１と後述する下地塗装層３との間に優れた接着状態を作り上げる。しかし、上述した特性を持ってＴＰＯ基板１および下地塗装層３に接着するその他の接着強化剤もまた使用し得る。これらの接着強化剤には、米国特許出願０９／２４８， ２３５および同０９／５００， ６５７に開示されたその他の接着強化剤や、塩化ポリオレフィンおよび塩化メチレン等その他の既知の水性接着強化剤が含まれる。
【００１４】
下地塗装層３は接着強化剤２の上に塗布される。この下地塗装３は接着強化剤２に十分に接着し、曲げた時に層間剥離が起きないよう曲げても柔軟性がある。下地塗装３はさらに、基板１の表面を平らにし、装飾的または外見形成層４が塗布される際滑らかな表面を与えることができる。この平面化機能の結果、下地塗装３の使用は従来技術で使用されるプライマーの必要性をなくす。さらに、下地塗装３は、従来技術と比較して乾燥硬化過程の時間を減少するため、放射線硬化性である。ある実施例においては、下地塗装は紫外線硬化性である。ある実施例において、下地塗装３は、ポリエステル、ウレタンおよびアクリレートのうち一つ以上を含む基幹樹脂から構成される。下地塗装３はさらに、ポリエステル・エーテルまたはアクリレートの架橋剤を含む。紫外線など放射線の適用に対してポリマー連鎖反応を起こすため、写真開始剤などの紫外線硬化性媒介物もまた下地塗装３の樹脂に与えられる。下地塗装に使用され得る材料の一例として、Ｎｉｐｐｏｎ Ｂｅｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ社（ＮＢＲＡ）から入手できるＮＲＸ−０００１がある。
下地塗装３の上に施される層４によっては、下地塗装３は透明であるか、または色素やその他の既知の色媒介物を含むことができる。金属膜が装飾的または外見形成塗装層４として適用される場合、下地塗装３は一般的に透明である。ある実施例においては、下地塗装の色は金属膜層の効果を変化させない。別のある実施例においては、下地塗装の色は金属膜層の効果を変化させ得る。同様に、ある種の効果が意図される場合、色付きのペンキを下地塗装３として金属膜層の下に使用することができる。装飾的層４が別のペンキの層を含む場合、下地塗装３は透明にされるか、または装飾的層４の美的外見を補完・増強する色素や既知の色媒介物を含むものにすることができる。
【００１５】
上述したように、装飾的（外見形成塗装）層４は、金属薄膜または自動車のその他の本体部と調和する色のペンキから構成することができる。金属薄膜が使用される場合、下地塗装３の少なくとも一部を金属で覆うという、従来技術の金属化技術が使われる。これらの金属化技術は、化学気相堆積法（ＣＶＤ）、物理的気相成長法（ＰＶＤ）、真空金属化、スパッタリング、または米国特許第５， ８３７， ３５４（０ｇｉｓｕ ｅｔ ａｌ）に開示される方法−ここに言及することで本発明に援用する−を含む。ある実施例において、ＰＶＤは、光沢のある金属薄膜または完成部品の外表面上にクロム状の効果を作り出すシートによって下地塗装３を覆うために使用される。この実施例においては、ドイツのＬｅｙｂｏ１ｄ工業のマグネトロン・スパッタリング機械が使用される。このＬｅｙｂｏｌｄスパッタリング機械によって与えられる急速な金属化によって、材料の加熱たわみ温度（ＨＤＴ）を超えた基板に対する熱負荷は非常に小さくなる。
基板の形と望ましい美的外見は金属の色と選択を決定する要因である。金属薄膜は既知のどのような厚さでもよい。金属薄膜の厚さはここに言及することで援用されている米国特許に開示されている。層４の光沢を持つ金属膜は例えばアルミニウム、クロム、インジウム、ニッケル８０％、クロム２０％のニッケルクロム、ステンレス鋼、または柔軟で低度の衝撃による破損に耐え得るこれらの金属の組成物を含む。その他の類似の材料もまた使用できる。
【００１６】
もう一つの方法として、上述したように、層４は望ましい美的外見を提供する色付きのペンキから形成することができる。ペンキは、下地塗装３に対する優れた接着性を示すポリウレタンや紫外線硬化性ペンキ等、従来技術に使われるものならどれでもよい。金属的なペンキの仕上がりが望まれる場合には、金属箔をペンキに加えてもよい。
層５は、引っかき傷やへこみや損傷から層４を保護するために層４の上に施された透明な上掛け塗装層を含む。上掛け塗装層５は、柔軟なポリウレタンペンキや保護用の紫外線硬化性ペンキや従来技術にあって非常に短い乾燥硬化時間しか必要としない塗装材料のうちのどれであってもよい。一実施例においては、上掛け塗装５は、自動車産業で従来から使用されている２Ｋウレタン材料を含んでもよい。この材料は、８０〜１００℃の範囲の加熱温度を持ち、装飾的層４を引っかき傷や腐食から保護する。上掛け塗装５に使用され得る、従来技術にある紫外線硬化性材料は、米国特許第４， ５５１， ３８７号および同５， ９８５， ４１８号に開示されているものを含む。Ｍｏｒｔｏｎ Ｎｉｐｐｏｎ Ｃｏａｔｉｎｇ社から入手可能なＲ−７８８はバンパーなど自動車の部品に使用することもできる。本発明に使用することができる上掛け塗装のペンキは、ＮＲＸ−９ ２ ０ ２の番号でＭｏｒｔｏｎ Ｎｉｐｐｏｎ Ｃｏａｔｉｎｇ社によって販売されるポリエステル樹脂ペンキである。乾燥硬化に必要な多大な時間のため望ましくはないものの、米国特許第５， ８３７， ３５４号（０ｇｉｓｕ ｅｔ ａｌ）に開示される上掛け塗装層も使用することができる。
【００１７】
本発明の基板１を塗装する方法は２つの手順を含む。これらの手順のそれぞれは複数のステップを持つ。第一の手順は、下地塗装２を受ける準備ができるようよごれや油等を基板から取り除くための前処理システムを用いる前処理手順２ ０である。第二の手順は、基板１の上に層２〜５を施すステップを含む塗装手順３０である。
第一の前処理手順において、基板１は、含水の脱脂水圧洗浄工程において多様な洗浄・準備ステップを受ける。前処理手順の間、基板１は単一の場所に留まり、洗浄・準備ステップを行う装置が基板１に対して移動する。もう一つの方法としては、各前処理ステップが行われるステージを通過する作業工程に沿って基板１が移動することも可能である。図２に示されるように、第一ステージ２１は約６０〜８０℃の温水などの濯ぎ用媒介物で基板を濯ぐことを含む。しかし、水の代わりにその他の従来技術の濯ぎ用媒介物を使用することも可能である。濯ぎ用媒介物は基板に直接に噴霧することも可能である。使用される濯ぎ用媒介物の温度はその使用される媒介物によって左右される。
基板１は濯がれた後、脱脂ステージ２２を受ける。この脱脂ステージの間、基板１はアルカリ洗浄剤などの洗浄剤で洗浄される。洗浄剤は噴霧や注入によって施される。本発明に使用できる望ましい洗浄剤は、Ｎｉｐｐｏｎ ｐａｉｎｔ社製造のサーフ・クリーナーＰＬ−１０００を含む。
【００１８】
洗浄され、脱脂された後、基板刻はその表面からアルカリ性洗浄剤を落とすためステージ２３、２４、２５で繰り返し濯がれる。これらのステージで室温の脱イオン水が洗浄剤を落とすために基板１に噴霧される。しかし、洗浄剤を完全に落とすような従来技術の方法ならどの方法においても、脱イオン水が基板１に適用される。従来技術の前処理手順とは違って、本発明は、濯ぎの最終ステージで表面調整剤の使用を必要としない。その代わり、本発明はこの機能を遂行するために接着強化剤を使用する。
前処理手順２０の最終ステージ２６は、基板１への接着強化剤の適用を含む。上述したように、接着強化剤はその接着特性を失うことなく滑らかに流れるようでなければならない。さらに、安全性を考慮に入れて、接着強化剤が水性であることが望ましい。本発明においては、接着強化剤は流し込み、浸せき、またはシャワーのように降り注ぐことによって基板に適用する。接着強化剤は基板を溢れ出る。このステージ２５が終了後に基板上に残った量は接着を強化するのに十分なものである。流し込まれた接着強化剤で基板１に残らなかったものは、その適用の性質と流れる力の性質によって再収集、再循環（リサイクル）することが可能である。このことは本方法に高度な効率を与える。接着強化剤を噴霧することは可能だが、吸気によって空気に晒される表面が増大し、溶媒の枯渇が急速に進むのでこれは望ましくない。
【００１９】
基板がステージ２６に到着する時、基板はその前のステージ２５から一定量の蒸留水を持ち運んでくる。理論的には、基板１の表面部分と環境条件によって、接着強化剤に持ち運ばれる水の量および持ち去られる水の量を決定する。固体の量（％ＮＶ）、ＰＨ、伝導率、表面張力および材料の視覚的外見に従い、必要に応じて調整がなされる。溶媒（水または溶剤）、濃縮液または添加剤を加えることによってこれらの調整はなされる。調整は高価な制御装置によって継続的になされるか、またはその他の前処理用の化学薬品と同様なスケジュールで行われる。
基板１および接着強化剤２は水平にしたまま乾燥することが可能である。しかし、これによって接着強化剤２が基板１の表面に溜まってしまうことになる。これに対して、垂直にして（直立させて）乾燥することが可能である。望ましい実施例において、図３に示されるように、基板１から接着強化剤が移動しなければならない距離を最短にするような角度で基板１を吊るすか、垂直に支える。基板１への望ましい角度を垂直線からおおよそ１５度として、角度φは５〜３５度の間になる（図３参照）。基板をある角度で吊るすことによって、下地塗装３および透明塗装５によっては隠すことが不可能な滴下線および沈下の現れを消すことになる。部屋の状況および使用する接着強化剤の状態に従って、基板は約３０秒から１０分の間吊るすことができる。本発明に援用する上述の米国特許に説明される望ましい接着強化剤を使用した望ましい実施例においては、基板はステージ３１に移る前に室温で約１分間吊るされる。室温は約１５℃〜３０℃で相対湿度は約４０〜７０％がよい。望ましい部屋の環境は約２０℃〜２５℃で約４０〜７０％の湿度である。
【００２０】
接着強化剤２を施すステップがステージ２６で完了した後、接着強化剤２を運び持つ基板１は熱放射ステージ３１に置かれる。この熱放射ステージ３１は塗装手順３０の第一ステップを形成する。このステージで、基板１と接着強化剤２は乾燥炉５５に置かれ、約６０℃〜１２０℃の温度で約５〜２０分間乾燥される（熱放射を受ける）。高熱乾燥炉、長波長赤外線炉や短波長赤外線炉などの炉を使用して熱放射が行われる。望ましい一実施例において、基板と接着強化剤は約８０℃で約１０分間乾燥される。これは従来技術のものと比較すると低温、短時間である。しかし、水性接着強化剤の水を取り去るために必要であればどのような時間と温度でもよい。接着強化剤の乾燥硬化から生じる膜ならどれも目に見えず、気づかれず、基板の表面の活性化剤（ＴＰＯ）として働く。そのような膜は約０．１〜１μｍの厚さを持つ。
水を取り去った後、下地塗装３が基板１に施される。下地塗装３は、ステージ３２で噴霧塗装などの従来技術を使用して施される。次に、下地塗装３と基板１はステージ３３で紫外線の適用によって乾燥硬化される。紫外線が基板１上の下地塗装３を乾燥硬化させた後、金属的美的外見を与えるために上述したＣＶＤやＰＶＤ等のような従来技術の方法によって金属薄膜層４が施される。別の方法として、上述したように、金属膜層の代わりに、金属箔を含むペンキやそれを含まないペンキを乾燥硬化された下地塗装の上に施すこともできる。これらのステップが遂行されるのはステージ３４である。
【００２１】
金属膜層４が基板軸１に施された後、上部塗装または上掛け塗装５がステージ３５で噴霧されるか、その他の従来方法で施される。この噴霧は一般的には噴霧ブ一ス５６で行われる。次に、上掛け塗装はステージ３６で紫外線を受け、本発明に援用される上述の特許で開示されたように乾燥硬化される。紫外線硬化に加え、またはその代わりとして、透明な上掛け塗装が施された後で、図４に示されるように、部品全体を炉の中で乾燥硬化させることも可能である。この全体の乾燥硬化は、炉５７で約６０℃〜１００℃の温度で約２０〜４０分間部品を焼くことによって行われる。炉５５も使用できるとする。望ましい一実施例においては、部品は炉５７で約８０℃の温度で約３０分間焼かれる。（図２に表された）本発明の方法の全過程時間Ｔはおよそ１〜１時間半である。
【００２２】
本発明において、接着強化剤は上掛け塗装を施す前に塗装間の接着を向上させるため基板に施される塗装である。プライマーは層間の接着を向上させる機能を果たすことが可能だが、接着強化剤よりも厚く、熱に晒した後でも蒸発しない。それに比べて、上述したように、プライマーは、顕著で、通常意図された、継続的な層を基板上または基礎材料の上に形成する。本発明の接着強化剤は、最終的塗装を施すにあたり滑らかで均一な表面を得るために軽微な表面のむらを埋める合成物であるプライマー・サーフエサーとはさらに異なるものである。
本発明は現在最も実務的で望ましい実施例と考えられる方法で説明される一方、通常の技術に熟練した者が本発明の範囲内で変更を行うことは明らかであり、本発明の範囲は、全ての同等物や装置および方法を包含するため、その請求の範囲の最大限の解釈を与えられるものとする。
【図面の簡単な説明】
図１は、わかりやすいように拡大し厚みを持たせた接着強化剤を有する本発明の方法によって形成された部品を図式的に表したものである。
国２は、本発明の基板を準備、塗装する方法を図式的に表したものである。
図３は、接着強化剤が乾燥するにつれて基板が位置する角度を図式的に示したものである。
図４は、図１に表された方法の別の例を図式的に表したものである。
図５は、本発明の前処理過程を図式的に表したものである。
【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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