特開 2024-92965 塗装装置および塗装方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024092965

(43)【公開日】2024-07-08

(54)【発明の名称】塗装装置および塗装方法

(51)【国際特許分類】

   B05B 7/16 20060101AFI20240701BHJP

   B05D 7/02 20060101ALI20240701BHJP

   B05D 1/02 20060101ALI20240701BHJP

   B05D 7/24 20060101ALI20240701BHJP

   B05D 3/02 20060101ALI20240701BHJP

   B05B 7/14 20060101ALI20240701BHJP

【ＦＩ】

B05B7/16

B05D7/02

B05D1/02 Z

B05D7/24 301A

B05D7/24 301S

B05D3/02 Z

B05B7/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023201319

(22)【出願日】2023-11-29

(31)【優先権主張番号】P 2022208514

(32)【優先日】2022-12-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村主 隆博

【テーマコード（参考）】

4D075

4F033

【Ｆターム（参考）】

4D075AA01

4D075AA03

4D075AA09

4D075AA76

4D075AA86

4D075BB21Y

4D075BB29Z

4D075BB57Y

4D075BB60Z

4D075BB93Y

4D075CA13

4D075CA22

4D075CA47

4D075CA48

4D075DA06

4D075DB36

4D075DC13

4D075DC18

4D075EA02

4D075EB12

4D075EB13

4D075EB51

4D075EC03

4D075EC24

4D075EC51

4F033QA02

4F033QB02Y

4F033QB05

4F033QB12Y

4F033QB18

4F033QC08

4F033QD02

4F033QD03

4F033QD14

4F033QE05

4F033QF01X

4F033QF15Y

4F033QG02

4F033QG06

4F033QG11

4F033QG14

4F033QG18

4F033QG37

4F033QG38

4F033QG47

4F033QH00

(57)【要約】

【課題】 樹脂部品を粉体塗料で塗装するのに有効な技術を提供する。
【解決手段】 実施形態１の塗装装置１０１は、熱可塑性樹脂を主剤とした樹脂部品Ｗを塗装するものであり、樹脂部品Ｗに向けて熱可塑性樹脂を主剤とした粉体塗料Ｐを噴射する塗料噴射部１１と、塗料噴射部１１から噴射された粉体塗料Ｐと樹脂部品Ｗとを加熱媒体Ｈｍである高温ガスを用いて相溶させる加熱部２０と、を備えている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱可塑性樹脂を主剤とした樹脂部品を塗装する塗装装置であって、
前記樹脂部品に向けて熱可塑性樹脂を主剤とした粉体塗料を噴射する塗料噴射部と、
前記塗料噴射部から噴射された前記粉体塗料と前記樹脂部品とを加熱媒体を用いて相溶させる加熱部と、
を備える塗装装置。

【請求項2】

前記粉体塗料は、熱可塑性の導電材料を含有する、請求項１に記載の塗装装置。

【請求項3】

前記導電材料は、前記粉体塗料の主剤および前記樹脂部品の主剤と同種の熱可塑性樹脂からなる、請求項２に記載の塗装装置。

【請求項4】

前記粉体塗料は、主剤である熱可塑性樹脂よりも融点が高い粒状材料を含有する、請求項１に記載の塗装装置。

【請求項5】

前記加熱部は、前記塗料噴射部に前記加熱媒体として前記粉体塗料の融点以上の高温ガスを導入し、前記塗料噴射部は、前記加熱部から導入された前記高温ガスのガス流れを利用して前記粉体塗料を加熱しつつ噴射し、前記高温ガスが保有する熱によって或いは前記高温ガスで加熱された前記粉体塗料が保有する熱によって前記樹脂部品が加熱されるように構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の塗装装置。

【請求項6】

前記塗料噴射部に前記粉体塗料を供給する塗料供給部を有し、前記塗料供給部は、前記塗料噴射部のうち前記粉体塗料を噴射口よりも上流側で溶融させないような接続部に接続されている、請求項５に記載の塗装装置。

【請求項7】

前記樹脂部品の主剤と前記粉体塗料の主剤が同一である、請求項１～４のいずれか一項に記載の塗装装置。

【請求項8】

熱可塑性樹脂を主剤とした樹脂部品を塗装する塗装方法であって、
塗料噴射部から前記樹脂部品に向けて熱可塑性樹脂を主剤とした粉体塗料を噴射する噴射ステップと、
前記噴射ステップで前記塗料噴射部から噴射された前記粉体塗料と前記樹脂部品とを加熱媒体を用いて相溶させる加熱ステップと、
を有する塗装方法。

【請求項9】

前記粉体塗料は、熱可塑性の導電材料を含有する、請求項８に記載の塗装方法。

【請求項10】

前記導電材料は、前記粉体塗料の主剤および前記樹脂部品の主剤と同種の熱可塑性樹脂からなる、請求項９に記載の塗装方法。

【請求項11】

前記粉体塗料は、主剤である熱可塑性樹脂よりも融点が高い粒状材料を含有する、請求項８に記載の塗装方法。

【請求項12】

前記加熱ステップは、前記塗料噴射部に前記加熱媒体として前記粉体塗料の融点以上の高温ガスを導入し、前記塗料噴射部に導入された前記高温ガスを利用して前記粉体塗料を加熱しつつ噴射し、前記高温ガスが保有する熱によって或いは前記高温ガスで加熱された前記粉体塗料が保有する熱によって前記樹脂部品を加熱するステップである、請求項８～１１のいずれか一項に記載の塗装方法。

【請求項13】

前記樹脂部品の主剤と前記粉体塗料の主剤が同一である、請求項８～１１のいずれか一項に記載の塗装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂部品を塗装する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、車両のバンパーを塗装する技術が開示されている。この技術によれば、塗装ブース内でバンパーに吹き付け塗装が施される。吹き付け塗装工程では、プライマー塗装を吹き付けるプライマー塗装と、ベース塗料を吹き付けるベース塗装と、クリア塗料を吹き付けるクリア塗装と、焼き付けが順次行われるのが一般的である。この吹き付け塗装で使用する各塗料は溶剤を含有している。したがって、塗装ブース内の空間全体を昇温して樹脂部品を乾燥させる必要があり、このときの乾燥処理に多大なエネルギーを要する。また、塗料中の溶剤には、環境負荷物質の１つである揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Volatile Organic Compounds）が含まれている。このため、揮発性有機化合物が作業環境や大気環境に与える影響を防ぐための設備を要する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－２３７０２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

溶剤を全く含有しない塗料として粉体塗料が知られている。ところが、この種の粉体塗料を使用した従来の塗装技術は、金属製の塗装対象を樹脂材料からなる粉体塗料で塗装するものであり、樹脂部品を粉体塗料で塗装する技術に単に適用することは難しい。金属製の塗装対象を粉体塗料で塗装する場合には、塗装対象に対する塗膜の密着性を確保するために、粉体塗料に比べて融点の高い塗装対象を高温状態まで加熱する必要がある。このため、塗装対象を加熱する高価な通電設備が必要になる。

【0005】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、樹脂部品を粉体塗料で塗装するのに有効な技術を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、
熱可塑性樹脂を主剤とした樹脂部品を塗装する塗装装置であって、
前記樹脂部品に向けて熱可塑性樹脂を主剤とした粉体塗料を噴射する塗料噴射部と、
前記塗料噴射部から噴射された前記粉体塗料と前記樹脂部品とを加熱媒体を用いて相溶させる加熱部と、
を備える塗装装置、
にある。

【0007】

本発明の別態様は、
熱可塑性樹脂を主剤とした樹脂部品を塗装する塗装方法であって、
塗料噴射部から前記樹脂部品に向けて熱可塑性樹脂を主剤とした粉体塗料を噴射する噴射ステップと、
前記噴射ステップで前記塗料噴射部から噴射された前記粉体塗料と前記樹脂部品とを加熱媒体を用いて相溶させる加熱ステップと、
を有する塗装方法、
にある。

【発明の効果】

【0008】

上述の各態様では、塗料噴射部から熱可塑性樹脂を主剤とした樹脂部品に向けて熱可塑性樹脂を主剤とした粉体塗料が噴射される。このとき、樹脂部品と粉体塗料がいずれも熱可塑性樹脂を主剤とするものであるため、塗料噴射部から噴射された粉体塗料と樹脂部品とを加熱媒体を用いて相溶させることができる。すなわち、加熱媒体の加熱作用を利用して、粉体塗料と樹脂部品を共に溶融状態にして相溶させることができる。このとき、粉体塗料と樹脂部品を相溶させることで樹脂部品に対する塗膜の付着強度（樹脂部品の被塗装面と塗膜との間の界面強度）を高めることができる。

【0009】

以上のごとく、上述の各態様によれば、樹脂部品を粉体塗料で塗装するのに有効な技術を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態１の塗装装置の模式図。

【図2】実施形態１の塗装方法のフローチャート。

【図3】実施形態２の塗装装置の模式図。

【図4】実施形態３の塗装装置の模式図。

【図5】実施形態４の塗装装置の模式図。

【図6】静電塗装時の模式図。

【図7】実施形態５の塗装装置の模式図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

上述の態様の好ましい実施形態について以下に説明する。

【0012】

上述の態様の塗装装置または塗装方法において、前記粉体塗料は、熱可塑性の導電材料を含有するのが好ましい。これにより、樹脂部品の被塗装面に導電性を有する塗膜を形成させることができる。導電材料を樹脂部品の基材に直接混ぜ込んで樹脂部品の全体に導電性を発現させる従来工法に比べて、高価な導電材料の使用量が少なくて済むため、導電材料に要するコストを安価に抑えることができる。

【0013】

上述の態様の塗装装置または塗装方法において、前記導電材料は、前記粉体塗料の主剤および前記樹脂部品の主剤と同種の熱可塑性樹脂からなるのが好ましい。これにより、粉体塗料により形成される塗膜の界面密着強度を高めることが可能になる。

【0014】

上述の態様の塗装装置または塗装方法において、前記粉体塗料は、主剤である熱可塑性樹脂よりも融点が高い粒状材料を含有するのが好ましい。これにより、主剤と粒状材料との融点差を利用して粒状材料を元の形状まま塗膜表面に残すことができ、樹脂部品の意匠面に触感が変わるほどの凹凸形状を設けることが可能になる。

【0015】

上述の態様の塗装装置において、前記加熱部は、前記塗料噴射部に前記加熱媒体として前記粉体塗料の融点以上の高温ガスを導入し、前記塗料噴射部は、前記加熱部から導入された前記高温ガスを利用して前記粉体塗料を加熱しつつ噴射し、前記高温ガスが保有する熱によって或いは前記高温ガスで加熱された前記粉体塗料が保有する熱によって前記樹脂部品が加熱されるように構成されているのが好ましい。この塗装装置によれば、粉体塗料の噴射及び加熱と樹脂部品の加熱の全てを、塗料噴射部に導入される高温ガスを利用して行うことができる。このため、塗装装置の構造を簡素化できる。

【0016】

上述の態様の塗装装置は、前記塗料噴射部に前記粉体塗料を供給する塗料供給部を有し、前記塗料供給部は、前記塗料噴射部のうち前記粉体塗料を噴射口よりも上流側で溶融させないような接続部に接続されているのが好ましい。この塗装装置によれば、塗料噴射部に供給された粉体塗料が塗料噴射部の内部で溶融したのちに固化して詰まるのを抑制できる。このため、塗装装置の清掃やメンテナンスに要する工数を少なく抑えることができる。

【0017】

上述の態様の塗装方法において、前記加熱ステップは、前記塗料噴射部に前記加熱媒体として前記粉体塗料の融点以上の高温ガスを導入し、前記塗料噴射部に導入された前記高温ガスを利用して前記粉体塗料を加熱しつつ噴射し、前記高温ガスが保有する熱によって或いは前記高温ガスで加熱された前記粉体塗料が保有する熱によって前記樹脂部品を加熱するステップであるのが好ましい。この塗装方法によれば、粉体塗料の噴射及び加熱と樹脂部品の加熱の全てを、塗料噴射部に導入される高温ガスを利用して行うことができる。このため、塗装処理を簡素化できる。

【0018】

上述の態様の塗装装置または塗装方法において、前記樹脂部品の主剤と前記粉体塗料の主剤が同一であるのが好ましい。これにより、樹脂部品と粉体塗料の融点を概ね一致させることができ、プライマーを使用することなく、互いの密着性を確保することが可能になる。

【0019】

以下、上述の態様の塗装装置および塗装方法の具体例について、図面を参照しつつ説明する。

【0020】

（実施形態１）
図１に示される実施形態１の塗装装置１０１は、樹脂部品Ｗを塗装するための装置である。樹脂部品Ｗは、熱可塑性樹脂を主剤とした樹脂製の部品である。この樹脂部品Ｗが含有する各種成分のうち主な成分が熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂は、融点まで加熱されることによって柔らかくなる樹脂である。この樹脂部品Ｗは、例えば、車体の前後に取り付けられるバンパーとして使用される。なお、以下では、便宜上、加工前の樹脂部品Ｗのみならず、加工後の樹脂部品Ｗも、単に「樹脂部品Ｗ」と記載して説明する。

【0021】

１．樹脂部品Ｗの性状
樹脂部品Ｗの主剤である熱可塑性樹脂として、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・アクリロニトリル共重合体（ＡＳ）、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル重合体（ＡＢＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）アクリル系樹脂（ＰＭＭＡ／ＭＳ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ／ＰＥＴＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、テフロン（登録商標）（ＰＣＴＦＥ／ＰＴＦＥ／ＦＥＰ／ＰＦＡ／ＥＴＦＥ／ＰＶＤＦ）などが挙げられる。

【0022】

２．塗装装置１０１の構造
図１に示されるように、実施形態１の塗装装置１０１は、塗装機１０と熱供給装置２０を備えている。塗装機１０は、さらに塗料噴射部１１とガス導入部１２を備えている。この塗装機１０は、作業者が手指で把持して操作可能な可搬式のものであっても良いし、或いは、ロボットアームに取り付けて使用されるものであっても良い。

【0023】

塗装機１０において、塗料噴射部１１には塗料供給装置１３が接続されており、ガス導入部１２には熱供給装置２０が接続されている。塗料供給装置１３は、塗料噴射部１１に粉体塗料Ｐを供給する塗料供給部である。

【0024】

熱供給装置２０は、ガス導入部１２に加熱用の加熱媒体Ｈｍを供給する加熱部である。本形態では、加熱媒体Ｈｍとして高温ガスを使用している。この熱供給装置２０は、塗装機１０の塗料噴射部１１から噴射された粉体塗料Ｐと樹脂部品Ｗとを高温ガスを用いて相溶させるためのものである。ここでいう「相溶」とは、２つの樹脂材料が互いに溶融状態で混ざり合う現象をいう。高温ガスは、粉体塗料Ｐの融点以上のガスである。このため、高温ガスで粉体塗料Ｐを加熱して溶融させることができる。

【0025】

塗装機１０の塗料噴射部１１は、高温ガスのガス流れを利用して樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａに向けて粉体塗料Ｐを噴射する機能を有する。このために、この塗料噴射部１１の内部には、粉体塗料Ｐが高温ガスとともに流通可能な流通路（図示省略）が設けられており、この塗料噴射部１１の下流部には噴射口１１ａが設けられている。ガス導入部１２の内部には、熱供給装置２０から供給された高温ガスを塗料噴射部１１の内部の流通路に流すために流通路（図示省略）が設けられている。

【0026】

熱供給装置２０からガス導入部１２に供給された高温ガスは、ガス導入部１２から塗料噴射部１１に導入されたのち、塗料噴射部１１の噴射口１１ａを通じて噴射される。このとき、塗料噴射部１１は、高温ガスを利用して粉体塗料Ｐを加熱しつつ噴射するように構成されている。すなわち、高温ガスが保有する熱が粉体塗料Ｐを加熱に利用され、高温ガスのガス流れが粉体塗料Ｐの噴射に利用される。

【0027】

本構成によれば、樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａは、高温ガス自体が保有する熱によって加熱され、或いは高温ガスで加熱された粉体塗料Ｐが保有する熱によって加熱される。これにより、樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａが溶融する。このとき、粉体塗料Ｐと樹脂部品Ｗが共に溶融状態で接触して相溶する。このように熱供給装置２０からガス導入部１２に高温ガスを供給するのみで粉体塗料Ｐの噴射及び加熱と、樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａの加熱の全てを行う構造は、塗装装置１０１の構造を簡素化するのに有効である。

【0028】

なお、塗料供給装置１３を塗料噴射部１１の上流側やガス導入部１２に接続すると、塗料供給装置１３から供給された粉体塗料Ｐが塗料噴射部１１の内部で高温ガスの熱で溶融したのちに固化して詰まることが想定される。そこで、本形態の塗装装置１０１では、塗料供給装置１３は、塗装機１０の塗料噴射部１１のうち粉体塗料Ｐを噴射口１１ａよりも上流側で溶融させないような接続部１１ｂに接続されているのが好ましい。例えば、塗料噴射部１１の各部位のうち噴射口１１ａに近接した部位を接続部１１ｂとすることができる。接続部１１ｂの適宜に調整することで、塗料噴射部１１の内部では高温ガスから受熱するものの粉体塗料Ｐの状態をその潜熱分によって融点を下回る未溶融状態に維持することができ、且つ、粉体塗料Ｐが噴射口１１ａから噴射したときに未溶融状態から溶融状態へと推移するように設定することができる。その結果、塗料噴射部１１の内部で粉体塗料Ｐの詰まりが発生するのを抑制することができ、粉体塗料Ｐの詰まりを解消するための清掃やメンテナンスに要する工数を少なく抑えることができる。

【0029】

３．粉体塗料Ｐの性状
粉体塗料Ｐは、樹脂部品Ｗと同様に、熱可塑性樹脂を主剤としたものである。すなわち、粉体塗料Ｐが含有する各種成分のうち主な成分が熱可塑性樹脂である。この粉体塗料Ｐには、熱可塑性樹脂以外の成分として、例えば顔料が含有されている。粉体塗料Ｐは、塗料供給装置１３から塗料噴射部１１に供給されるときには、予め粉砕処理がなされた微粉末塗料Ｐａとされる。この微粉末塗料Ｐａは、粉体塗料Ｐの一形態である。これに対して、粉体塗料Ｐは、塗料噴射部１１の噴射口１１ａから噴射された後の状態では、高温ガスが保有する熱によって溶融して微粒化された微粒化塗料Ｐｂとされる。この微粒化塗料Ｐｂは、粉体塗料Ｐの一形態であり、樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａに付着して塗膜Ｑを形成する。

【0030】

なお、粉体塗料Ｐの主剤は、特に限定されるものではなく、例えば、樹脂部品Ｗの主剤との関係で適宜に選定可能である。粉体塗料Ｐの主剤は、樹脂部品Ｗの主剤と同一であっても良いし、或いは互いに異なっていても良い。樹脂部品Ｗの主剤と粉体塗料Ｐの主剤が同一である場合には、樹脂部品Ｗと粉体塗料Ｐの融点を概ね一致させることができ、プライマーを使用することなく、互いの密着性を確保することが可能になる。

【0031】

４．加熱媒体Ｈｍの種類
加熱媒体Ｈｍとして各種の媒体を使用できる。加熱媒体Ｈｍが高温ガスである場合、例えば、加熱源（電熱ヒータなど）を利用して生成された熱風や過熱水蒸気、可燃性ガス（プロパン、水素など）から燃焼生成された燃焼ガス等を採用することができる。また、高温ガス以外に、例えばプラズマを加熱媒体Ｈｍとして利用しても良い。

【0032】

５．塗装方法
次に、図１及び図２を参照しつつ、実施形態１の塗装方法について説明する。

【0033】

実施形態１の塗装方法は、熱可塑性樹脂を主剤とした樹脂部品Ｗを塗装するためのものである。この塗装方法は、図２のフローチャートの各ステップを順次実行することによって達成される。必要に応じて、少なくとも１つのステップを複数のステップに分割しても良いし、或いは少なくとも１つのステップに別のステップを追加しても良い。

【0034】

図２中の第１ステップＳ１は、塗装ブース（図示省略）内に樹脂部品Ｗをセットするステップである。図２中の第２ステップＳ２は、上記構成の塗装装置１０１（図１を参照）を使用して、塗料供給装置１３から塗装機１０の塗料噴射部１１に粉体塗料Ｐを供給し、且つ、熱供給装置２０から塗装機１０のガス導入部１２に高温ガスを供給するステップである。

【0035】

第２ステップＳ２によれば、粉体塗料Ｐを高温ガスで加熱し、且つ、高温ガスのガス流れにしたがって粉体塗料Ｐを塗料噴射部１１から樹脂部品Ｗに向けて噴射させることができる。塗料噴射部１１から噴射された粉体塗料Ｐは、高温ガスが保有する熱によって加熱されて溶融し、溶融状態で樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａに付着する。一方で、樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａは、高温ガス或いは塗料噴射部１１から噴射した粉体塗料Ｐが保有する熱によって加熱されて溶融する。そして、溶融状態の粉体塗料Ｐが溶融状態の被塗装面Ｗａと相溶する。

【0036】

このように、第２ステップＳ２は、塗料噴射部１１の噴射口１１ａから樹脂部品Ｗに向けて粉体塗料Ｐを噴射する噴射ステップと、塗料噴射部の噴射口１１ａから噴射された粉体塗料Ｐと樹脂部品Ｗとを高温ガスを用いて相溶させる加熱ステップと、を並行して実行するステップである。噴射ステップ及び加熱ステップを並行して実行することで、粉体塗料Ｐの噴射及び加熱と、樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａの加熱の全てを行うことができるため、塗装処理を簡素化できる。

【0037】

図２中の第３ステップＳ３は、第２ステップＳ２で得られた樹脂部品Ｗを自然冷却によって冷却するステップである。この第３ステップＳ３によれば、樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａ上で塗膜Ｑを固化して定着する。粉体塗料Ｐが溶剤を全く含有しないため、この第３ステップＳ３では、塗装ブース内の空間全体を昇温して樹脂部品Ｗを乾燥させる必要がなく、樹脂部品Ｗを単に冷却させることができれば足りる。

【0038】

なお、樹脂部品Ｗがバンパーのような部品である場合には、第２ステップＳ２及び第３ステップＳ３を粉体ベース塗料について実施したのち、さらに粉体クリア塗料について繰り返し実施するのが好ましい。

【0039】

図２中の第４ステップＳ４は、第３ステップＳ３で塗装した樹脂部品Ｗの外観品質をチェックするステップである。この第４ステップＳ４によれば、樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａ上に形成された塗膜Ｑの状態などが適宜にチェックされる。

【0040】

６．作用効果
次に、上述の実施形態１の作用効果について説明する。

【0041】

実施形態１では、塗料噴射部１１から熱可塑性樹脂を主剤とした樹脂部品Ｗに向けて熱可塑性樹脂を主剤とした粉体塗料Ｐが高温ガスとともに噴射される。このとき、樹脂部品Ｗと粉体塗料Ｐがいずれも熱可塑性樹脂を主剤とするものであるため、塗料噴射部１１から噴射された粉体塗料Ｐと樹脂部品Ｗとを高温ガスを用いて相溶させることができる。すなわち、高温ガスの加熱作用を利用して、粉体塗料Ｐと樹脂部品Ｗを共に溶融状態にして相溶させることができる。このとき、粉体塗料Ｐと樹脂部品Ｗを相溶させることで樹脂部品Ｗに対する塗膜Ｑの付着強度（樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａと塗膜Ｑとの間の界面強度）を高めることができる。

【0042】

従って、上述の実施形態１によれば、樹脂部品Ｗを粉体塗料Ｐで塗装するのに有効な技術を提供することが可能になる。

【0043】

実施形態１によれば、溶剤を全く含有しない粉体塗料Ｐを使用するため、塗装ブース内の空間全体を昇温して樹脂部品Ｗを乾燥させる必要がない。このため、樹脂部品Ｗの乾燥処理に必要なエネルギーを削減できる。また、この粉体塗料Ｐは、環境負荷物質の１つである揮発性有機化合物（ＶＯＣ）も含有しない。このため、揮発性有機化合物が作業環境や大気環境に与える影響を防ぐための設備を削減できる。また、実施形態１の塗装技術によれば、既知の塗装技術であるインモールド塗装で想定される成形不良（例えば、ウェルドラインなど）が発生することがない。

【0044】

次に、上述の実施形態１に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、上述の実施形態１の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明は省略する。

【0045】

（実施形態２）
図３に示されるように、実施形態２の塗装装置１０２は、実施形態１の塗装装置１０１の構造に対して、更に、熱供給装置２０と同様の熱供給装置２１を備えている。熱供給装置２１は、樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａを加熱媒体Ｈｍで補助的に加熱する機能を有する。この塗装装置１０２のその他の構成は、実施形態１のものと同様である。

【0046】

実施形態２によれば、熱供給装置２０による加熱機能のみで樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａを溶融状態まで加熱するのが難しいような場合に、熱供給装置２０に加えて熱供給装置２１を補助的に使用して樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａを溶融状態まで加熱するのに有効である。その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0047】

（実施形態３）
図４に示されるように、実施形態３の塗装装置１０３は、熱供給装置２０を塗装機１０のガス導入部１２に代えて塗料噴射部１１の噴射口１１ａまわりに接続し、且つ塗装機１０のガス導入部１２に熱供給装置２０に代えてガス供給装置１４を接続している点で、実施形態１の塗装装置１０１の構造と相違している。ガス供給装置１４は、エアーなどの常温の噴射用ガスＩｇをガス導入部１２に供給する機能を有する。この塗装装置１０３のその他の構成は、実施形態１のものと同様である。

【0048】

実施形態３によれば、粉体塗料Ｐが噴射用ガスＩｇのガス流れにしたがって塗料噴射部１１の噴射口１１ａから噴射される直前のタイミングでこの粉体塗料Ｐを熱供給装置２０で加熱することができる。このため、粉体塗料Ｐが塗料噴射部１１の内部で溶融するのを防ぐことができる。その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0049】

なお、実施形態３に特に関連する変更例として、樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａを補助的に加熱する熱供給装置２１（図３を参照）を追加した構造を採用することができる。

【0050】

（実施形態４）
図５に示される実施形態４の塗装装置１０４は、粉体塗料Ｐ’を使用して樹脂部品Ｗを塗装する装置である。また、実施形態４では、実施形態１の塗装方法（図２を参照）と同様の塗装方法が使用される。

【0051】

粉体塗料Ｐ’は、熱可塑性の導電材料を含有するものである。導電材料の種類は特に限定されないが、一例としてオレフィン系樹脂材料を導電材料として使用できる。粉体塗料Ｐ’は、塗料供給装置１３から塗料噴射部１１に供給されたのち、ガス導入部１２に供給された高温ガスで加熱された状態で、高温ガスのガス流れにしたがって噴射口１１ａから噴射される。このとき、高温ガスが保有する熱によって粉体塗料Ｐ’が溶融し微粒化されてなる微粒化塗料Ｐｂが樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａに付着し、導電性を有する塗膜Ｑ’が形成される。例えば、塗膜Ｑ’の膜厚ｄを数ミクロンから数十ミクロンとすることができる。

【0052】

なお、熱可塑性の導電材料は、粉体塗料Ｐ’の主剤および樹脂部品Ｗの主剤と同種の熱可塑性樹脂からなるのが好ましい。導電材料と、粉体塗料Ｐ’の主剤と、樹脂部品Ｗの主剤と、が同種（同系列）の樹脂材料からなる。これにより、粉体塗料Ｐ’により形成される塗膜Ｑ’の界面密着強度を高めることが可能になる。

【0053】

本形態の塗膜Ｑ’は、導電性を持つオレフィン系樹脂層であり、樹脂部品Ｗの意匠面に導電性が発現する。したがって、図６に示されるように、塗膜Ｑ’を導電プライマー層（下地）として、既知の構造の塗装機１０Ａで静電塗装を行うことができる。塗装機１０Ａによれば、エアーの圧力を利用して噴射された塗料Ｒは、塗膜Ｑ’の表面に付着して塗膜Ｒａを形成する。これにより、塗装装置１０４を樹脂部品Ｗの静電塗装に適用することができる。

【0054】

本形態によれば、塗料Ｒによる塗装前に塗膜Ｑ’を設けることにより、樹脂部品Ｗに導電性が無い場合でも静電塗装を行うことができ、塗料Ｒの塗着効率を高めることができる。これにより、塗料Ｒの使用量を低減できる。また、塗膜Ｑ’によって導電性を付与することで埃清掃性が向上するため、塗料Ｒによる塗装時に埃などの要因でブツ不良が生じるのを抑制することが可能になる。

【0055】

本形態の工法は、塗膜Ｑ’によって樹脂部品Ｗの意匠面に導電性を発現させるものであり、導電材料を樹脂部品Ｗの基材に直接混ぜ込んで樹脂部品Ｗの全体に導電性を発現させるような従来工法に比べて、高価な導電材料の使用量が少なくて済むという利点がある。したがって、導電材料に要するコストを安価に抑えることができる。また、従来工法において基材に異材である導電材料を混ぜ込むことにより生じる物性変化（例えば、剛性の低下など）を回避することができる。したがって、例えば、樹脂部品Ｗの剛性を確保するために厚みを増やす等の対策が不要である。

【0056】

溶剤を含有する油性の導電プライマーを樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａに予め塗布して静電塗装を行う場合には、塗布後の乾燥処理を必要とすること、この乾燥処理時に溶剤に由来の揮発性化合物及び二酸化炭素が発生することが問題になる。これに対して、本形態によれば、塗装前に導電プライマー層である塗膜Ｑ’を設けることで、このような問題が全て解消できるという利点がある。すなわち、乾燥処理が不要であり、揮発性化合物及び二酸化炭素が発生しない。

【0057】

本形態によれば、樹脂部品Ｗの裏面（意匠面を表面とした場合の裏面）にセンサ類を装着する場合、樹脂部品Ｗをアンテナとして利用することが可能になる。この場合、樹脂部品Ｗの意匠面の面積を大きくして広範囲に導電性を持たせるようにすれば、アンテナの受信性能を高めるのに有効である。また、樹脂部品Ｗに落雷時の放電性能（アース性能）を付与することが可能になる。

【0058】

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。なお、必要に応じて、本形態の塗装装置１０４に、実施形態２の塗装装置１０２の構造や実施形態３の塗装装置１０３の構造を適用しても良い。

【0059】

（実施形態５）
図７に示される実施形態５の塗装装置１０５は、粉体塗料Ｐ’’を使用して樹脂部品Ｗを塗装する装置である。また、実施形態５では、実施形態１の塗装方法（図２を参照）と同様の塗装方法が使用される。

【0060】

粉体塗料Ｐ’’は、主剤である熱可塑性樹脂よりも融点が高い粒状材料Ｃを含有するものである。なお、図７では、説明の便宜上、粒状材料Ｃの大きさ及び数をデフォルメして表している。粒状材料Ｃの種類や形状は特に限定されないが、一例としてエラストマー（ゴム弾性を有する材料）やガラスビーズ等を粒状材料Ｃとして使用できる。

【0061】

粉体塗料Ｐ’’は、塗料供給装置１３から塗料噴射部１１に供給されたのち、ガス導入部１２に供給された高温ガスで加熱された状態で、高温ガスのガス流れにしたがって噴射口１１ａから噴射される。したがって、噴射口１１ａの口径は、粉体塗料Ｐ’’が詰まることなく安定して噴射できる程度に大きく設定されている。高温ガスの温度は、粉体塗料Ｐ’’の主剤の融点を上回り、且つ、粒状材料Ｃの融点を上回るように設定される。樹脂部品Ｗには、予めベースカラー層Ｂが設けられている。したがって、高温ガスが保有する熱によって粉体塗料Ｐ’’が溶融し微粒化されてなる微粒化塗料Ｐｂが樹脂部品Ｗの被塗装面Ｗａ（ベースカラー層Ｂ）に付着し、導電性を有する塗膜Ｑ’’が形成される。

【0062】

本形態の塗膜Ｑ’’は、ベースカラー層Ｂに対するクリア層となる。この塗膜Ｑ’’は、粉体塗料Ｐ’’の主剤と粒状材料Ｃとの融点差にしたがって形成されるものであり、主剤は溶融しているが粒状材料Ｃは元の形状を維持した状態で含むものである。塗装装置１０５を使用すれば、樹脂部品Ｗの意匠面に粒状材料Ｃを露出させることができ、触感が変わるほどの凹凸形状を樹脂部品Ｗの意匠面に設けることができる。

【0063】

このような凹凸形状は、粒状材料Ｃの粒子径を、例えば、数百ミクロンから数ミリ程度までの範囲に設定することで実現できる。例えば、凹凸ピッチが指紋溝ピッチ（０．４５ミリ程度のピッチ）の前後の値となるように凹凸形状を設定するのが好ましい。なお、粒状材料Ｃとして摩擦係数の大きい粒子を使用した場合には、しっとり感やグリップ感に優れた触感を実現でき、粒状材料Ｃとして粒子径の大きい軟質材を使用した場合には、ファーストタッチの柔らかさに優れた触感を実現できる。

【0064】

本形態によれば、液体塗料を微粒化して霧化するような従来工法のようにノズル径（噴射口１１ａの口径）を絞る必要がなく、粒状材料Ｃを含有する粉体塗料Ｐ’’を噴射口１１ａから安定して噴射できるという利点がある。

【0065】

なお、本形態では、樹脂部品Ｗに予め設けたベースカラー層Ｂを粉体塗料Ｐ’’で塗装する場合について例示したが、これに代えて、ベースカラー層Ｂを設けずに樹脂部品Ｗを粉体塗料Ｐ’’で塗装するようにしても良い。

【0066】

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。なお、必要に応じて、本形態の塗装装置１０５に、実施形態２の塗装装置１０２の構造や実施形態３の塗装装置１０３の構造を適用しても良い。

【0067】

本発明は、上述の典型的な形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上述の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

【0068】

上述の形態では、塗装対象である樹脂部品Ｗが車両のバンパーである場合について例示したが、樹脂部品Ｗは、車両部品のうちバンパー以外の樹脂部品であっても良いし、或いは、車両以外の分野で使用される樹脂部品であっても良い。

【符号の説明】

【0069】

１１…塗料噴射部、 １１ａ…噴射口、１１ｂ…接続部、 １３…塗料供給装置（塗料供給部）、 ２０，２１…熱供給装置（加熱部）、 １０１，１０２，１０３，１０４，１０５…塗装装置、 Ｈｍ…加熱媒体、 Ｐ，Ｐ’，Ｐ’’…粉体塗料、 Ｐａ…微粉末塗料（粉体塗料）、 Ｐｂ…微粒化塗料（粉体塗料）、 Ｓ１～Ｓ４…塗装方法、 Ｓ３…第２ステップ（噴射ステップ、加熱ステップ）、 Ｗ…樹脂部品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】