水性ベースコートおよびトップコートでコーティングされた基材を乾燥させ硬化させるための多段プロセス
水性液体ベースコートおよびトップコートでコーティングされた基材を乾燥させ硬化させるための多段プロセスであって、（ａ）水性液体ベースコーティング組成物を基材表面に塗布する工程と、（ｂ）ベースコーティング組成物を、温度が周囲から約４０℃の範囲の空気に約３０秒の時間曝して、液体ベースコーティング組成物から揮発性材料の少なくとも一部を揮発させる工程であって、ベースコーティング組成物の表面における空気の速度が毎秒約０．３から約１メートルである工程と、（ｃ）ベースコーティング組成物に、約３０から約４５秒の範囲の時間、加熱された空気を吹き付ける工程であって、ベースコーティング組成物の表面における空気の速度が毎秒約１．５から１５メートルの範囲であり、空気の温度が約３０℃から約９０℃の範囲である工程と、（ｄ）ベースコーティング組成物に、約３０から４５秒の範囲の時間、赤外線の照射と加熱された空気の吹き付けを同時に行う工程であって、ベースコーティングの表面における空気の速度が毎秒約１．５から５メートルの範囲であり、空気の温度が約３０℃から約６０℃の範囲であり、これによって、十分に乾燥されたベースコートが基材の表面上に形成されるようにする工程と、（ｅ）トップコーティング組成物をベースコートの上に塗布する工程と、（ｆ）ベースコーティング組成物およびトップコーティング組成物をともに同時に硬化させる工程と、を含むことを特徴とする多段プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車コーティング塗布のための水性液体（ｌｉｑｕｉｄ ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ）コーティングを乾燥させることに関し、より詳細には、その後のトップコート塗布のための対流乾燥および赤外線の組合せを含む、水性液体コーティングを乾燥させるための多段プロセスに関し、これは、本願特許出願人クイックドライ（ＱｗｉｋＤｒｉ）（商標）プロセスとも呼ばれる。
【背景技術】
【０００２】
今日の自動車ボディは、自動車の外観、たとえば、色、金属効果、光沢などを向上させ、また、たとえば、腐食、チッピング、紫外光、化学物質、ならびにコーティング外観および下にある車のボディを劣化させることがある他の環境条件からの保護をもたらす多数のコーティング層で処理される。
【０００３】
これらのコーティングの配合は広く変わることができる。しかし、すべての自動車製造業者が直面する主な難題は、最小の資本投資およびフロアスペースで、どのようにこれらのコーティングを急速に乾燥させ硬化させるかであり、これは、製造工場において重視される。
【０００４】
熱空気対流乾燥などの、自動車コーティングのための乾燥および硬化プロセスの速度を上げるために、さまざまな考えが提案されている。熱空気乾燥は急速であるが、スキンがコーティングの表面上に形成することがあり、これは、コーティング組成物からの揮発性物質の逃げを妨げ、かつ乾燥されたコーティングの外観を損なうポップ（ｐｏｐｓ）、気泡、またはブリスタを引起す。
【０００５】
自動車ボディに塗布されたコーティングを乾燥させ硬化させるための他の方法および装置が、米国特許公報（特許文献１）、米国特許公報（特許文献２）、米国特許公報（特許文献３）、および米国特許公報（特許文献４）に開示されている。
【０００６】
今日、自動製造業者は、また、溶剤ベースの材料の代わりに水ベースの材料の代用を増加させて、環境問題に応じている。これは、乾燥および硬化プロセスに付加的な負担をかけ、というのは、水ベースの材料が、一般に、必要な水蒸発のためにより長い乾燥時間を必要とするからである。また、水性コーティングは、上述された機構と同様の機構によって引起される、コーティングに閉じ込められた空気、水、および／または溶剤による、乾燥および硬化プロセスの間のピンホールとして説明される特定の欠陥を生じやすい。これは、自動製造業者に付加的な負担をかけ、というのは、これらの欠陥が、車両の仕上げの現場修理を必要とするからである。
【０００７】
米国特許公報（特許文献５）は、２つの背中合せの組合された赤外線／加熱空気乾燥ゾーンを使用して、そのような水ベースの系の乾燥および硬化を加速するための方法を開示している。２つの赤外ゾーンを維持することは、高価なだけでなく、むだでもある。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４，７７１，７２８号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９０７，５３３号明細書
【特許文献３】米国特許第４，９０８，２３１号明細書
【特許文献４】米国特許第４，９４３，４４７号明細書
【特許文献５】米国特許第６，２９１，０２７号明細書
【特許文献６】米国特許第４，９８０，３９８号明細書
【特許文献７】米国特許第５，０９５，０５１号明細書
【特許文献８】米国特許第５，３５６，９６０号明細書
【特許文献９】米国特許第５，２１９，９００号明細書
【特許文献１０】米国特許第４，４０３，００３号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，５３９，２６３号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，１９８，４９０号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，４０１，７９０号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，０７１，９０４号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，７６０，１２３号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，０６９，２１８号明細書
【特許文献１７】米国特許第５，６８１，６２２号明細書
【特許文献１８】米国特許第４，９０７、５３３号明細書
【特許文献１９】米国特許第６，６０７，８３３号明細書
【特許文献２０】米国特許第５，１６２，４２６号明細書
【特許文献２１】米国特許第４，５９１，５３３号明細書
【特許文献２２】米国特許第６，５４４，５９３号明細書
【特許文献２３】米国特許第６，０８０，８１６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特に、液体トップコートでオーバコートされるべき水性液体ベースコートでの使用のために、表面欠陥の形成およびコーティングの入り込み（ｓｔｒｉｋｅ−ｉｎ）を抑制する、自動車コーティングのための急速で経済的な多段乾燥プロセスが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、特に、プライマー、プライマーサーフェイサー、ベースコート、およびクリアコートを含む水性液体コーティングでの使用のための、基材をコーティングし、同時の対流乾燥と組合せて、１つの赤外乾燥ゾーンだけを使用して、コーティングされた基材を急速に乾燥させるためのプロセスを提供する。
【００１１】
本発明は、特に、後のトップコート塗布のために基材上の水性液体ベースコートを急速に乾燥させるための方法であって、（ａ）典型的にはスプレーブース内で、水性液体ベースコーティング組成物を基材の表面に塗布する工程と、（ｂ）好ましくはフラッシュゾーンで、ベースコーティング組成物を、温度が約２０℃（周囲）から約４０℃の範囲の空気に少なくとも約３０秒の時間曝して、液体ベースコーティング組成物から揮発性材料の少なくとも一部を揮発させる工程であって、ベースコーティング組成物の表面における空気の速度が毎秒約０．３から約１メートルである工程と、（ｃ）好ましくは対流オーブンゾーンで、ベースコーティング組成物に、約３０秒から２分の時間、加熱された空気を吹き付ける（ａｐｐｌｙｉｎｇ）工程であって、ベースコーティング組成物の表面における空気の速度が毎秒約１．５から約１５メートルであり、空気の温度が約３０℃から約９０℃の範囲である工程と、（ｄ）好ましくは組合された対流／赤外線オーブンゾーンで、ベースコーティング組成物に、約３０秒から２分の時間、好ましくは１平方メートルあたり約２５ｋＷ以下の電力密度の連続またはパルス赤外線の照射と加熱された空気の吹き付けを同時に行う工程であって、ベースコーティング組成物の表面における空気の速度が毎秒約１．５から５メートルであり、空気の温度が約３０℃から約６０℃であり、これによって、十分に乾燥されたベースコートが基材の表面上に形成されるようにする工程と、（ｅ）トップコーティング組成物をベースコートの上に塗布する工程と、を含むことを特徴とする方法に関する。
【００１２】
上記概要および次の好ましい実施形態の詳細な説明は、添付の図面と関連して読まれると、より良好に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
全体を通して同じ番号が同じ要素を示す図面を参照すると、本発明による基材をコーティングし乾燥させるための多段プロセスのフロー図が図１に示されている。
【００１４】
本発明のプロセスは、プライマー、プライマー−サーフェイサー、ベースコート、およびクリアコートなどの、いかなる水性液体コーティング、特に自動車コーティングを乾燥させるのに適している。ここで、本発明を、後のトップコート塗布のために水性液体ベースコートを乾燥させることとの関連において一般に説明する。当業者は、本発明のプロセスが、いったん適切に配置されると、また、水性液体プライマー、プライマー−サーフェイサー、および／またはトップコートでコーティングされた基材を乾燥させるのに有用であることを理解するであろう。
【００１５】
このプロセスは、また、バッチプロセスまたは連続プロセスにおいて金属基材またはポリマー基材をコーティングするのに適している。バッチプロセスにおいて、基材はプロセスの各処理工程の間静止しており、連続プロセスにおいて、基材は組立ラインに沿って連続移動する。ここで、本発明を、連続組立ラインプロセスにおいて基材をコーティングすることとの関連において一般に説明するが、このプロセスは、また、バッチプロセスにおいて基材をコーティングするのに有用である。
【００１６】
本発明のプロセスによってコーティングすることができる有用な基材としては、金属基材、熱硬化性材料および熱可塑性材料などのポリマー基材、ならびにそれらの組合せが挙げられる。本発明のプロセスによってコーティングすることができる有用な金属基材としては、鉄、鋼、およびそれらの合金などの鉄金属、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、およびそれらの合金などの非鉄金属、ならびにそれらの組合せが挙げられる。好ましくは、基材は、冷間圧延鋼、熱浸漬（ｈｏｔ ｄｉｐ）電気亜鉛めっき鋼もしくは電気亜鉛めっき鉄−亜鉛鋼などの電気亜鉛めっき鋼、アルミニウム、またはマグネシウムから形成される。
【００１７】
有用な熱硬化性材料としては、ポリエステル、エポキシド、フェノール（ｐｈｅｎｏｌｉｃｓ）、反応射出成形ウレタン（ＲＩＭ）熱硬化性材料などのポリウレタン、およびそれらの混合物が挙げられる。有用な熱可塑性材料としては、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどの熱可塑性ポリオレフィン、ナイロンなどのポリアミド、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリエステル、アクリルポリマー、ビニルポリマー、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマー、ＥＰＤＭゴム、それらのコポリマーならびに混合物が挙げられる。
【００１８】
好ましくは、基材は、自動車、トラック、およびトラクタを含むがこれらに限定されない自動車を製造するための部品として使用される。基材は、いかなる形状も有することができるが、好ましくは、自動車用のボディ（フレーム）、フード、ドア、フェンダ、バンパ、および／またはトリムなどの自動車ボディ部品の形態である。
【００１９】
最初に、本発明を、金属自動車ボディをコーティングすることとの関連において一般に説明する。当業者は、本発明のプロセスが、また、非自動車金属部品および／またはポリマー部品をコーティングするのに有用であることを理解するであろう。
【００２０】
ここで、図１を参照すると、上で示されたように、プロセス全体は、後のトップコート塗布のために、水性液体ベースコートでコーティングされた基材を乾燥させることとの関連において説明される。
【００２１】
本発明のプロセスによる処理前、金属基材をきれいにし脱脂することができ、ミシガン州マディソンハイツのヘンケル・テクノロジーズ（Ｈｅｎｋｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｍａｄｉｓｏｎ Ｈｅｉｇｈｔｓ， Ｍｉｃｈｉｇａｎ）によって供給されるボンデライト（ＢＯＮＤＥＲＩＴＥ）（登録商標）９５８前処理などの前処理コーティングを、金属基材の表面上に堆積させることができる。あるいは、またはさらに、電着可能なコーティング組成物を金属基材上に電着させることができる。有用な電着方法および電着可能なコーティング組成物としては、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献６）、米国特許公報（特許文献７）、および米国特許公報（特許文献８）に説明されたカチオンエポキシベースコーティングなどの従来のアニオンまたはカチオン電着可能コーティング組成物が挙げられる。前処理コーティングおよび電着可能なコーティングの塗布後、適切なプライマーまたはプライマーサーフェイサー、液体または粉末を塗布してもよい。
【００２２】
図１に示されているように、上述された前処理後、本発明者らの迅速乾燥プロセスのために設計された好ましい水性液体ベースコーティング組成物が、第１の工程１１０において、金属基材（図２に示された自動車ボディ１６）の表面に、好ましくは、上述されたような電着コーティング、またはプライマーの上に塗布される。液体ベースコーティングを、当業者に周知のいかなる適切なコーティングプロセスによって、たとえば、ディップコーティング、ダイレクトロールコーティング、リバースロールコーティング、カーテンコーティング、スプレーコーティング、ブラシコーティング、およびそれらの組合せによって、工程１１０において基材の表面に塗布することができる。液体ベースコーティング組成物を基材に塗布するための方法および装置は、基材材料の構成およびタイプによって部分的に定められる。
【００２３】
しかし、自動車組立工場において、スプレーブース内のスプレー塗布が用いられることが一般に好ましく、というのは、顔料制御、特にフレーク顔料配向の点から、最良の結果が達成されるからである。圧縮空気スプレー、静電スプレー（ガンまたは回転ベル）、ホットスプレー、およびエアレススプレーなどの既知のスプレー手順のいずれも採用してもよく、手動方法または自動方法のいずれも適している。最も一般に、ベースコートは、２つのコートで塗布され、１つのコートが高電圧（約６０，０００から約９０，０００ボルト）での高速（約２０，０００から約１００，０００毎分回転数）回転ベルアトマイザなどの従来の静電スプレー設備で塗布され、第２のコートが従来の空気噴霧スプレー設備で塗布される。
【００２４】
本発明に使用される好ましい液体ベースコーティング組成物は、フィルム形成材料またはバインダー、任意に架橋剤、揮発性液体材料、ならびに適切な色、効果、および隠蔽のために液体中に分散された顔料粒子を含む着色組成物である。本発明のベースコーティングに使用される揮発性材料は、水性液体媒体であり、これは、ベースコーティングを乾燥させることをはるかに困難にする。これは、一般に、水性ベースコーティング組成物と呼ばれ、溶剤放出を低減するために自動車組立工場においてますます使用されている。「水性液体媒体」とは、水だけ、またはアルコール、ケトン、エステル、グリコールエーテルなどの１つまたは複数の凝集溶剤と混合された水を意味する。当業者によって理解されるように、水性媒体は、また、ベースコート組成物のｐＨを調整するために導入される水溶性物質を含有してもよく、好ましくはそれらを含有する。
【００２５】
非常にさまざまな市販の自動車水性ベースコーティング組成物のいずれも、たとえば、自動車組立工場で今日使用されるもののいずれも、本発明に使用してもよい。典型的には、これらの組成物は、１つまたは複数のフィルム形成材料またはバインダーおよび任意に架橋剤、揮発性液体材料、顔料および／または充填剤、および他の塗料産業添加剤をベースとした、自己乾燥（物理的乾燥）、自己架橋、または外部架橋（熱硬化性）組成物である。コア−シェルラテックス技術に基いた１つのそのようなコーティングが、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献９）に開示されている。
【００２６】
好ましくは、ベースコーティングは、アクリル、ポリエステル（アルキドを含む）、ポリウレタン、およびエポキシなどの少なくとも１つの水適合性熱硬化性フィルム形成材料と、アクリルミクロゲル粒子またはラテックスなどの少なくとも１つの水分散性架橋ポリマー微粒子またはミクロゲルと、アミノプラスト、ポリイソシアネート、ポリ酸、ポリ無水物（ｐｏｌｙａｎｈｙｄｒｉｄｅｓ）、およびそれらの混合物などの少なくとも１つの架橋材料とを含む架橋性コーティング組成物である。自己架橋性および熱可塑性フィルム形成材料も使用することができる。液体ベースコート中のフィルム形成材料の量は、一般に、ベースコーティング組成物の総重量固形分を基準にして、約４０〜９８重量パーセントの範囲である。液体ベースコーティング組成物の固形分含有量は、一般に約１０〜６０重量パーセントの範囲であり、好ましくは約２０〜５０重量パーセントの範囲である。
【００２７】
ベースコーティング組成物は、１つまたは複数の、顔料、または触媒、ＵＶ吸収剤、レオロジー制御剤、および界面活性剤などの他の添加剤をさらに含むことができる。有用なフレーク顔料としては、アルミニウムフレーク、青銅フレーク、コーティング雲母、ニッケルフレーク、スズフレーク、銀フレーク、銅フレーク、およびそれらの組合せが挙げられる。他の適切な顔料としては、酸化鉄、カーボンブラック、二酸化チタン、およびフタロシアニンなどの着色有機顔料が挙げられる。特定の顔料対バインダー比は、所望のフィルム厚さおよび塗布固形分において必要な隠蔽および効果（「ソリッドカラー」効果、「グラマーメタリック（ｇｌａｍｏｕｒ ｍｅｔａｌｌｉｃ）」効果、または「真珠光沢」効果など）をもたらす限り、広く変わることができる。
【００２８】
カラー−プラス−クリア（ベースコート／クリアコートとしても知られている）複合コーティングのための適切な架橋性熱硬化性水性ベースコート（エナメルとしても知られている）としては、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献１０）、米国特許公報（特許文献１１）、米国特許公報（特許文献１２）、米国特許公報（特許文献１３）、および米国特許公報（特許文献１４）に開示されたものが挙げられる。カラー−プラス−クリア複合コーティングのための適切な非架橋性自己乾燥水性ベースコート（ラッカーとしても知られている）としては、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献１５）および米国特許公報（特許文献１６）に開示されたものが挙げられる。カラー−プラス−クリア複合コーティングのための適切な自己架橋性水性ベースコートエナメルとしては、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献１７）に記載されたものが挙げられる。
【００２９】
基材に塗布されるベースコーティング組成物の厚さは、着色、基材のタイプ、および基材の意図された用途、すなわち、基材が配置されるべき環境、および接触する材料の性質のような要因に基いて変わることができる。一般に、基材に塗布されるベースコーティング組成物の厚さは、約０．４〜１．５ミル（約１０〜４０マイクロメートル）の範囲、より好ましくは約０．５〜１．２ミル（約１２〜３０マイクロメートル）の範囲である。
【００３０】
ここで、図１および図２を参照すると、ベースコートを塗布した後、本発明のプロセスは、ベースコーティング組成物を、温度が約２０℃（周囲）から約４０℃の範囲、好ましくは約２０℃から約３０℃の範囲の低速空気または脱水された空気に、少なくとも約１５秒、好ましくは少なくとも約３０秒の時間曝して、液体ベースコーティング組成物から揮発性材料の少なくとも一部を揮発させ、ベースコートを「凝集し」、それによりフィルムが形成される第２の工程１２、１１２を含む。この初期強制乾燥工程は、一般に「フラッシュオフ」工程または「フラッシュ乾燥」工程と呼ばれ、これは、好ましくは、連続組立ラインプロセスにおけるスプレーブースの後に配置される「フラッシュゾーン」として知られているものにおいて行われる。好ましくは、スプレーブースとフラッシュゾーンとの間に位置決めされた静かなゾーン（図示せず）があり、フラッシュ乾燥工程が行われる前、ベースコートは、事実上空気移動がない状態に最大約１５〜３０秒の間曝される。
【００３１】
いったんフラッシュ乾燥ゾーン１２、１１２にあると、この工程の間のベースコーティング組成物の表面における空気の速度は、ベースコーティングされた表面を過ぎて吹く空気流れによってフィルムを乱すことも損なうことも（波立たせることもさざ波を立てることも）ないように、好ましくは毎秒約０．３から約１メートルの範囲である。
【００３２】
この工程の間のベースコート１４からの揮発性物質の揮発または蒸発は、オープンエアで行うことができるが、好ましくはフラッシュオフチャンバ１８内で行われ、脱水されたまたは加熱された空気が、図２に示されているように低速で循環されて、気体性（ａｉｒｂｏｒｎｅ）粒子汚染を最小にし、また、図２に示されているように湿った周囲空気の好ましくない影響を最小にする。自動車ボディ１６は、フラッシュオフチャンバ１８への入口に位置決めされ、上述されたようなベースコートの揮発を可能にする速度で、組立ライン態様でそれを通って移動される。赤外ヒータはこの工程で使用されない。自動車ボディ１６が第１の乾燥チャンバ１８および以下で説明される他の乾燥チャンバを通って移動される速度は、乾燥チャンバ１８の長さおよび構成に部分的によるが、好ましくは、連続プロセスについて毎分約３メートルから毎分約９メートルの範囲である。当業者は、必要に応じて、個別のドライヤをプロセスの各工程のために使用することができること、またはプロセスの各工程に対応するように構成された複数の個別の乾燥チャンバまたは乾燥セクション（図２に示された）を有する１つのドライヤを使用することができることを理解するであろう。
【００３３】
空気は、好ましくは、図２に仮想的に示された任意のブロワ２０またはドライヤによってフラッシュオフチャンバ１８に供給される。空気を周囲温度で循環させるか、必要な場合は、約２０℃から約４０℃の範囲の所望の温度範囲に加熱することができる。好ましくは、ベースコーティング組成物は、自動車ボディ１６が乾燥プロセスの次の段階に移動される前、約３０秒から約２分の範囲の時間空気に曝される。
【００３４】
もう一度図１および図２を参照すると、プロセスは、ベースコーティングから揮発性液体材料の大部分を除去するために、少なくとも約１５秒、好ましくは少なくとも約３０秒、より好ましくは約４５秒、約２分までの時間、ベースコーティング組成物に、比較的高速の加熱された空気を吹き付ける（対流乾燥させる）次の工程１１４を含む。この工程は、一般に「対流乾燥」工程と呼ばれ、これは、好ましくは、フラッシュゾーン後に来る「対流オーブンゾーン」で行われる。
【００３５】
ベースコート１４からの揮発性物質のこの対流乾燥は、好ましくは対流乾燥チャンバ２２内で行われ、加熱された空気（すなわち、熱空気に温める）が、車両の表面の上で高速で循環されて、コーティングフィルムを脱水し続ける。この段階の間、わずかに粘着性のフィルムまたは好ましくは粘着性のない（ほこりおよび他の気体性汚染物質の接着に抵抗する）フィルムを車両の表面上に形成することが望ましい。
【００３６】
ここで、図２および図３を参照すると、好ましい対流乾燥装置２２は、空気２８が、内部乾燥チャンバ２２に入るために通過されるノズルまたはスロット開口部２６を有するバッフル（ｂａｆｆｌｅｄ）側壁２４を含む。この工程の間、ベースコーティング組成物の表面３０における空気の速度は、毎秒約１．５メートルから毎秒約１５メートルの範囲、好ましくは毎秒約２．０から約１０．０メートルの範囲、より好ましくは毎秒約３．０から約７．０メートルの範囲である。
【００３７】
対流ゾーンの空気２８の温度は、一般に約３０℃から約９０℃の範囲、好ましくは約４０℃から約８０℃の範囲である。どんな場合であろうと、空気は、コーティング中に残っている水が沸騰し、フィルムを損傷することを防止するために、９０℃未満に保たなければならない。空気は、ブロワ３２またはドライヤによって供給され、外部から、または空気をチャンバ内に装着された加熱要素（図示せず）の上を通過させることによって予熱することができる。また、望ましくない溶剤蒸気を、対流乾燥チャンバ２２の内部から、外部壁に形成されたダクトを通って除去することができるか、サブフロア３４を介して内部乾燥チャンバ２２を通って上に循環させることができる。好ましくは、空気流れは、効率を増加させるために再循環される。空気流れの一部を逃がして、汚染物質を除去することができ、濾過された新しい空気を加えて、いかなる損失も補うことができる。
【００３８】
自動車ボディ１６は、対流乾燥チャンバ２２への入口に位置決めされ、上述されたようなベースコート中の水の揮発を可能にする速度で、組立ライン態様でそれを通ってゆっくり移動される。赤外ヒータはこの工程で使用されない。赤外ヒータがこの対流乾燥チャンバ内に設置される場合（図３に示されていない）、それらはオフにしなければならない。
【００３９】
再び図１および図２を参照すると、本発明のプロセスは、「組合せ対流／ＩＲ乾燥」工程ともここで呼ばれる別の乾燥工程１１６を含み、これは、好ましくは、上述された対流オーブンゾーンに続く組合せ「対流／ＩＲオーブンゾーン」で行われる。この工程は、オーバコートをベースコートに塗布することができる前の最後の乾燥工程を構成する。対流が、水が蒸発されるので水を絶えず除去し、十分な温度が所望の速度で蒸発を続ける。しかし、基材上のベースコートの固形分が増加するにつれて、水は、除去するのがますます困難になり、というのは、それは、より高いエネルギー入力を必要とするより遅い拡散プロセスによって除去されるからである。これは、放射エネルギーが最も有用かつ費用効果的である場合であり、というのは、それがコーティング中に侵入し、水分子を直接活性化し、したがって、非常に効果的に水を気化させるからである。これは、表面だけでの対流乾燥よりはるかに効果的である、乾燥の後の段階における水の除去のための内部駆動力をもたらす。しかし、対流乾燥は、表面から水を除去するためにこの段階で依然として必要である。先に言及された米国特許公報（特許文献５）の教示と対照的に、本発明において、赤外線が、ベースコート乾燥プロセスのこの最終乾燥工程１１６の間使用されるだけであり、最後から２番目の工程および最後の工程の両方と異なる。
【００４０】
代替実施形態において、本発明に用いることができる乾燥チャンバの別の可能な配列は、ＩＲ／対流ゾーン１１６を対流ゾーン１１４の前に配置する。この配列は、最終乾燥ゾーンでＩＲを使用するより望ましくないが、この配列が適切であり、２つのＩＲゾーンと関連する費用、メンテナンス、および複雑を依然としてセーブするであろう個別の自動車組立ライン状況があるであろう。
【００４１】
再び、図１および図２に示された好ましい実施形態を参照すると、本発明に用いられるトップコート塗布前の最後の乾燥工程１１６は、それにより、少なくとも約１５秒、好ましくは少なくとも約３０秒、より好ましくは約４５秒、約２分までの時間、金属基材（自動車ボディ１６）上のベースコーティング組成物に、赤外線の照射と加熱された（すなわち、温かい）空気の吹き付けの両方を同時に行うことを含む。この乾燥工程におけるベースコーティング組成物の表面における空気の速度は、一般に毎秒約５メートル未満、好ましくは毎秒約１．５から約５メートルの範囲である。温かい乾燥空気は、一般に、温度が約３０℃から約６０℃の範囲である。プロセスのこの時点における塗布されたコーティングの固形分は、少なくとも７０％から１００％、好ましくは８０％から９５％、より好ましくは８５％から９５％でなければならず、したがって、基材の表面上の乾燥されたベースコートを形成する。「乾燥された」とは、ベースコートが、その上に塗布されるトップコート（またはトリコート（ｔｒｉｃｏａｔ）仕上げの場合半透明パールコート）の質が悪影響されないように十分に乾燥されることを意味する。
【００４２】
この組合せＩＲ／対流乾燥工程は、組合された赤外線／対流乾燥チャンバ３８内で行うことができる。自動車ボディ１６は、この組合せ乾燥チャンバ３８への入口に位置決めされ、上述されたようなベースコートの揮発を可能にする速度で、組立ライン態様でそれを通ってゆっくり移動される。
【００４３】
一般に、以下で説明される組合された赤外線および加熱空気対流オーブンなどの、いかなる従来の組合せ赤外／対流乾燥装置も、工程１１６に使用することができる。個別の赤外エミッタを、以下で説明されるように構成し、個別にまたはグループで、マイクロプロセッサ（図示せず）によって、所望の加熱速度および赤外エネルギー伝達速度をもたらすように制御することができる。
【００４４】
付与される放射エネルギーは、約０．７から１００，０００μＭの放射線スペクトルの範囲内である。この範囲は、約０．７から１００μＭの波長の赤外領域を含む。好ましくは、放射線範囲は、近赤外領域（０．７から１．５マイクロメートル）放射線および中赤外領域（１．５から２０マイクロメートル）放射線、より好ましくは約０．７から約４マイクロメートルの範囲の波長範囲を含む。放射線は、また、波長が約１００から１００，０００μＭのマイクロ波放射線、より好ましくは４６２．２００から４６２．５００ＭＨｚの製造業者用ＦＣＣ周波数指定を含むことができる。照射される放射線は、放射線に曝されるコーティング基材のクラスＡ（外部）表面４０を加熱する。ほとんどのクラスＡでない表面は、放射線に直接曝されないが、自動車ボディを通る伝導、および放射線のランダムな散乱によって加熱される。マイクロ波の使用は、当業者に周知の特定の安全性要件を必要とし、したがって、さらなる説明は赤外使用のみを説明する。
【００４５】
ここで、図２および図４を参照すると、赤外線は、組合せ赤外／対流乾燥装置３８の内部乾燥チャンバ４４内に配列された複数のエミッタ４２によって照射される。各エミッタ４２は、好ましくは高強度赤外ランプ、好ましくはタングステンフィラメントを有する石英エンベロープランプである。有用な短波長（０．７６から２マイクロメートル）高強度ランプは、ゼネラル・エレクトリック・カンパニー（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．）、シルバニア（Ｓｙｌｖａｎｉａ）、フィリップス（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ）、ヘレウス（Ｈｅｒａｅｕｓ）、およびウシオ（Ｕｓｈｉｏ）から市販されているようなモデルＮｏ．Ｔ−３ランプを含み、照射率が、光源において１線インチあたり７５から１００ワットである。これらのバルブと関連する問題を回避するために、短波長ランプを１００％未満の電力で使用することができるが、コーティング組成物からの揮発性物質の逃げを妨げ、かつ乾燥されたコーティングの外観を損なうポップ、ピンホール、気泡、またはブリスタを引起す、表面があまりに迅速にシールされることを防止するために、少なくとも最初、中波長（２から４マイクロメートル）ランプを使用することが一般に望ましい。好ましい中波ＩＲランプは、同じ供給業者から入手可能である。エミッタランプ４２は、好ましくは略ロッド形であり、オーブンの構成に合うように変えることができる長さを有するが、一般に、好ましくは長さ約０．７５から約１．５メートルである。好ましくは、内部乾燥チャンバ４４の側壁４６上のエミッタランプは、グラウンド４８に略水平に配列された内部乾燥チャンバ４４の底部におけるエミッタの数列５０（好ましくは約３から約５列）以外は、グラウンド４８に対して略垂直に配列される。
【００４６】
エミッタ４２の数は、放出されるべきエネルギーの所望の強度によって変わることができる。好ましい実施形態において、内部乾燥チャンバ４４のシーリング５２に装着されたエミッタ４２の数は、線状の並んだアレイに配列された約２４から約３２であり、エミッタは、中心から中心まで約１０から約２０センチメートル、好ましくは約１５センチメートル隔置される。内部乾燥チャンバ４４の幅は、自動車ボディ、またはその中で乾燥されるべきどんな基材部品でも収容するのに十分であり、好ましくは幅約２．５から約３．０メートルである。好ましくは、チャンバ４４の各側壁４６は約５０から約６０のランプを有し、ランプは中心から中心まで約１５から約２０センチメートル隔置される。
【００４７】
各側壁４６の長さは、自動車ボディおよびボディキャリヤまたはその中で乾燥されているどんな基材部品の長さも取囲むのに十分であり、好ましくは約７から約８メートルである。側壁４６は、好ましくは、自動車ボディのサイドの形状に適合するように角度をつけられた４の水平セクションを有する。側壁４６の頂部セクションは、好ましくは、６のゾーンに分けられた２４の平行なランプを有する。乾燥チャンバ４４への入口に最も近い３つのゾーンは中波長で動作され、出口に最も近い３つは短波長で動作される。側壁の中間セクションは頂部セクションと同様に構成される。側壁の２つの下部セクションは、各々、好ましくは、２×３のアレイで６のバルブを収容する。入口に最も近いバルブの第１のセクションは、好ましくは中波長で動作され、他の２つのセクションは短波長で動作される。
【００４８】
再び図４を参照すると、エミッタランプ４２の各々は、好ましくは研磨アルミニウムから形成されたトラフ形反射体５４が中に配置される。適切な反射体としては、ＢＧＫ−ＩＴＷオートモーティブ（Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ）、ヘレウス（Ｈｅｒａｅｕｓ）、およびファノン・プロダクツ（Ｆａｎｎｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から市販されているアルミニウム反射体または一体的金外装反射体が挙げられる。反射体５４は、エミッタランプから伝達されたエネルギーを集め、エネルギーを自動車ボディ１６に集中させて、エネルギー散乱を少なくする。
【００４９】
内部乾燥チャンバ４４内の自動車ボディ１６の構成および位置決め、ならびに乾燥されるべきベースコートの色のような要因によって、均一な加熱をもたらすために、クラスＡ表面４０から最も遠いエミッタランプを、クラスＡ表面に最も近いランプより大きい強度で照明することができるように、エミッタランプ４２をマイクロプロセッサ（図示せず）によって独立して制御することができる。たとえば、自動車ボディ１６のルーフ５６がエミッタランプのセクションの下を通過するとき、ルーフが熱下で座屈することを防止するために、ルーフが通過するまで、そのゾーンのエミッタランプをより低い強度に調整することができ、次に、強度を増加させて、エミッタランプ４２からルーフ５６より大きい距離にあるデッキリッド５８を加熱することができる。
【００５０】
また、エミッタランプ４２からクラスＡ表面４０までの距離を最小にするために、側壁４６およびエミッタランプ４２の位置を、図４に、それぞれ、方向矢印６０、６２によって示されるように、自動車ボディの方にまたは自動車ボディから離れて調整することができる。当業者は、エミッタランプが自動車ボディ１６のクラスＡ表面に近いほど、表面およびそれらの上に存在するコーティングを加熱するために付与される利用可能なエネルギーのパーセンテージが大きいことを理解するであろう。一般に、赤外線は、好ましくは約２４ｋＷ／ｍ２を照射する、自動車ボディ１６のフードおよびデッキリッド５８に面するエミッタランプ４２より近い、自動車ボディ１６のサイド６４（ドアまたはフェンダ）に面するエミッタランプ４２について、エミッタ壁表面の１平方メートルあたり約１０から約２５キロワット（ｋＷ／ｍ２）の範囲、好ましくは約１２ｋＷ／ｍ２の範囲の電力密度で照射される。
【００５１】
エミッタランプ４２は、また、自動車ボディが高強度熱下で過熱し座屈することを防止するようにパルスすることができる。パルス周波数も、マイクロプロセッサ（図示せず）によって独立して制御することができる。
【００５２】
適切な組合せ赤外／対流乾燥装置の非限定的な例は、ミシガン州ウィクソムのダー（Ｄｕｒｒ ｏｆ Ｗｉｘｏｍ， Ｍｉｃｈ．）、ニュージャージー州マナスカンのサーマル・イノベーションズ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｍａｎａｓｑｕａｎ， Ｎ．Ｊ．）、オハイオ州クリーブランドのサーモベーション・エンジニアリング（Ｔｈｅｒｍｏｖａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ， Ｏｈｉｏ）、インディアナ州グリーンバーグのドライ−クイック（Ｄｒｙ−Ｑｕｉｃｋ ｏｆ Ｇｒｅｅｎｂｕｒｇ， Ｉｎｄ．）、およびウィスコンシン州イースト・トロイのウィスコンシン・オーブン・アンド・インフレアド・システムズ（Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ Ｏｖｅｎ ａｎｄ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ Ｅａｓｔ Ｔｒｏｙ， Ｗｉｓ．）から市販されているものである。自動車組立工場において過去において使用されている別の有用なＩＲ／対流乾燥オーブンは、ミネソタ州ミネアポリスのＢＧＫオートモーティブ・グループ（ＢＧＫ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ， Ｍｉｎｎ）から市販されているＢＧＫ組合された赤外線および加熱空気対流オーブンである。このオーブンの一般的な構成は、以下で説明され、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献１）、米国特許公報（特許文献１８）、米国特許公報（特許文献３）、および米国特許公報（特許文献４）に開示されている。他の有用な組合せ赤外／対流乾燥装置は、当業者には明らかであろう。
【００５３】
ここで、図４を参照すると、好ましい組合せ赤外／対流乾燥装置３８が示されている。いくつかの場合、この装置は、前の乾燥工程において赤外エミッタがオフにされる以外は、前の乾燥工程で使用されたのと同じタイプの装置であろう。前の対流乾燥チャンバと同様に、好ましい組合せ赤外／対流乾燥装置３８は、空気６８が、毎秒約５メートル以上の速度で乾燥チャンバ３８の内部に入るために通過されるノズルまたはスロット開口部６６を有するバッフル側壁４６を含む。この工程の間、ベースコーティング組成物の表面３６における空気の速度は、毎秒約５メートル未満、好ましくは毎秒約１．５から約５メートルの範囲、より好ましくは毎秒約２から約４メートルの範囲である。
【００５４】
空気６８の温度は、一般に約３０℃から約６０℃の範囲、好ましくは約３０℃から約４０℃の範囲である。低速の温かい乾燥空気６８は、ブロワ７０またはドライヤによって供給され、外部から、または空気を加熱された赤外エミッタランプ４２およびそれらの反射体５４の上を通過させることによって予熱することができる。空気６８をエミッタ４２および反射体５４の上を通過させることによって、これらの部分の作業温度を低下させることができ、それにより、それらの有用な寿命を延ばすことができる。また、望ましくない溶剤蒸気を内部乾燥チャンバから除去することができる。空気は、また、サブフロア４８を介して組合せ乾燥チャンバの内部を通って上に循環させることができる。好ましくは、空気流れは、効率を増加させるために再循環される。空気流れの一部を逃がして、汚染物質を除去することができ、濾過された新しい空気で補充して、いかなる損失も補うことができる。
【００５５】
当業者によって理解されるように、基材温度が上昇される速度、およびピーク基材温度を制御することによって、工程１１２、１１４、および１１６の組合せは、ポップ、ピンホール、および気泡などの、表面外観のきずを最小にして、液体ベースコート、および液体または粉末トップコート複合コーティングを提供することができる。高フィルム構造（ｂｕｉｌｄｓ）が、また、短い時間で最小エネルギー入力で達成することができ、フレキシブルな操作条件は、現場修理の必要を減少させることができる。
【００５６】
組合された赤外／対流乾燥工程１１６の間自動車ボディ１６の表面上に形成されたベースコート３６は、トップコート（またはいくつかの場合中間コート）の質またはベースコートの外観が悪影響されないように、トップコートの塗布を可能にするのに十分に乾燥される。
【００５７】
多すぎる水が存在する場合、その上に塗布されたトップコートは、トップコートの乾燥の間、亀裂、気泡、ポップ、またはピンホーリングを示すことがあり、というのは、ベースコートからの水蒸気がトップコートを通過しようと試みるからである。多すぎる水は、また、トップコートが、ベースコートに入り込む（ｓｔｒｉｋｅ−ｉｎ）ことを引起し、劣った外観、すなわち、ベースコートのまだら、劣った光沢およびＤＯＩ（イメージの明確さ）を備えたフィルムを作ることがある。
【００５８】
本発明のプロセスは、図１に仮想的に示された任意の乾燥および／または硬化工程１１８を含んでもよい。付加的な乾燥チャンバ１１８が、加えられた色効果、たとえば下部２トーン仕上げのための付加的なコーティングを使用する自動車ウェット・オン・ウェット（ｗｅｔ ｏｎ ｗｅｔ）プロセスで特に有用である。たとえば、トップコートが塗布される前、付加的な色効果のための溶剤または水性下部２トーンコートをスプレーすることが望ましいであろう。その後、上部ベースコート色塗布、および工程１１０から１１６の通過の前、十分な乾燥およびマスキングのため、自動車を付加的な乾燥チャンバ１１８に送ることができる。代替実施形態において、トップコートが塗布される前、車両を、２回目、スプレープロセスゾーンおよび迅速乾燥プロセスゾーン１１０、１１２、１１４、および１１６を通って送り返して（図示せず）、２トーン仕上げを急速に乾燥させることができる。２トーン仕上げのほかに、特定の熱硬化性組成物のための個別のベースコート硬化工程１１９を有することも望ましく、工程１１６の後、典型的には少なくとも約６分、好ましくは約６から２０分の時間、乾燥されたベースコート３６に、熱空気が吹き付けられて、コーティングされた基材を約１１０℃から１３５℃の範囲のピーク金属温度で保持し、ベースコートを硬化させる。ここで使用されるように、「硬化させる」とは、乾燥されたベースコートのいかなる架橋性成分も実質的に架橋されることを意味する。
【００５９】
これらの付加的な乾燥および／または硬化工程１１８および１１９は、上で説明されたような熱空気対流ドライヤを使用して、または組合せ赤外線／対流乾燥装置を使用する上記工程１１６と同様の態様で行うことができる。
【００６０】
本発明のプロセスは、典型的には約５０〜６０℃の、工程１１６および／または１１９からの上に硬化されたベースコートを有する自動車ボディ１６の温度が冷却される冷却工程（図示せず）をさらに含むことができる。しかし、当業者は、今日使用されるクリアトップコートが熱いボディ上に置かれるように設計されるので、この工程が典型的には自動車施設に必要でないことを理解するであろう。
【００６１】
自動車ボディ１６上のベースコーティングが乾燥された（望ましい場合は、硬化され、および／または冷却された）後、トップコーティング工程１２０において、トップコーティング組成物が乾燥されたベースコートの上に塗布される。
【００６２】
標準的な溶剤性クリア、水性クリア、または粉末クリア、スラリー粉末クリア、ＵＶクリア、２Ｋクリアなどを含む非常にさまざまな市販の自動車クリアコートのいずれも本発明に使用してもよい。
【００６３】
クリアトップコートは、１つまたは２つのパスで、高電圧（約６０，０００から約９０，０００ボルト）での高速（約２０，０００から約１００，０００毎分回転数）回転ベルアトマイザなどの従来の静電スプレー設備によって、約４０から約６５マイクロメートルの厚さに塗布することができる。
【００６４】
好ましくは、クリアトップコーティング組成物は、少なくとも１つの熱硬化性フィルム形成材料と、少なくとも１つの架橋材料とを含む架橋性コーティングであるが、ポリオレフィンなどの熱可塑性フィルム形成材料を使用することができる。低ＶＯＣ（揮発性有機含有量）を有し、かつ現在の汚染規制を満たす高固形分溶剤性クリアコートが、一般に好ましい。典型的には、有用な高固形分溶剤性トップコートとしては、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献１９）、米国特許公報（特許文献２０）、および米国特許公報（特許文献２１）に開示された、高固形分カルバメート／メラミン樹脂またはアクリロシラン／メラミン樹脂をベースとしたもの、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献２２）に開示された、ポリイソシアネートをベースとした２Ｋクリアコート、ならびに参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献２３）に開示された、オリゴマーシランをベースとした、スーパーソリッド（ＳｕｐｅｒＳｏｌｉｄｓ）（商標）、超高固形分コーティングが挙げられる。
【００６５】
クリアトップコーティング組成物は、また、上で説明されたような他の架橋材料および付加的な成分を含むことができる。これらの組成物は、顔料がなくてもよいし、結果として生じるクリアコートが依然として実質的に透明であることを条件として、小量の顔料を含有してもよい。基材に塗布されるトップコーティング組成物の量は、基材のタイプ、および基材の意図された用途、すなわち、基材が配置されるべき環境、および接触する材料の性質のような要因に基いて変わることができる。優れた光沢およびＤＯＩ（イメージの明確さ）を備えた魅力的な自動車外観を与えるために、溶剤性液体トップコーティングが水性ベースコートより一般に好ましい。
【００６６】
好ましい実施形態において、本発明のプロセスは、乾燥されたベースコートの上の塗布後、液体トップコーティング組成物を硬化させるベーキング工程とも呼ばれる硬化工程１２２（図１に示された）をさらに含む。乾燥され架橋されたクリアコートの厚さは、一般に約１から約５ミル（約２５から１２５マイクロメートル）、好ましくは約１．５から約３ミル（約３７から７５マイクロメートル）である。液体トップコーティングは、自動車産業がコーティングプロセスを、トップコートへの損傷なしに、コーティングされた自動車ボディを輸送するのに十分に完全であるとして受入れるような程度に、液体トップコーティングのいかなる架橋性成分も架橋されるように、熱空気対流乾燥、および望ましい場合は赤外加熱によって硬化させることができる。液体トップコーティングは、上で説明されたようないかなる従来の熱空気対流ドライヤまたは組合せ対流／赤外ドライヤも使用して硬化させることができる。一般に、液体トップコーティングは、約２０から約４０分の時間、約１２０℃から約１５０℃の温度に加熱されて、液体トップコートを硬化させる。
【００６７】
あるいは、液体トップコートを塗布する前にベースコートが硬化されなかった場合（これは、一般に「ウェット・オン・ウェット」塗布と呼ばれ、すなわち、トップコートはベースコートに塗布され、ベースコートを硬化させることも完全に乾燥させることもない）、上で詳細に説明されたような装置を使用して、熱空気対流を吹き付けるおよび／または赤外加熱することによって、ベースコートおよび液体トップコーティング組成物の両方をともに硬化させて、ベースコートおよび液体コーティング組成物の両方を個別に硬化させることができる。ベースコートおよび液体コーティング組成物を硬化させるために、基材は、一般に、約２０から約４０分の時間、約１２０℃から約１５０℃の温度に加熱されて、液体ベースコートおよびトップコートの両方を硬化させる。トップコートのベースコートへのウェット・オン・ウェット塗布は、一般に、今日自動車組立工場において好ましく、というのは、それは、塗装操作を行うのに必要なフロアスペースを最小にするからであり、これは、組立工場において重視される。ウェット・オン・ウェット塗布を可能にするために、工程１１４および１１６は、トップコートの塗布前、ベースコーティングの成分の完全な乾燥または化学反応または著しい架橋を誘起するのに十分な温度にフィルムが加熱されないように管理される。
【００６８】
本発明の別の態様は、自動車ポリマー基材をコーティングするためのプロセスである。このプロセスは、プロセスが基材の変形温度または撓み温度より高い温度で行われない以外は、上記金属基材をコーティングするために用いられる工程と同様の工程を含む。加熱撓み（ｈｅａｔ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）温度は、ポリマー基材が物理的に変形し、その前の形状を取戻すことができない温度である。たとえば、いくつかの一般的な熱可塑性材料の加熱撓み温度は、次の通りである。熱可塑性オレフィン約１３８℃（２８０°Ｆ）、熱可塑性ポリウレタン約１４９℃（３００°Ｆ）、およびアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー約７１〜８２℃（１６０〜１８０°Ｆ）。
【００６９】
当業者によって理解されるように、本発明のプロセスを、また、基材の表面上にコーティングされた水性液体プライマー、プライマー−サーフェイサー、およびトップコート（すなわち、クリアコート）を急速に乾燥させるために用いることができる。図１に仮想的に示されたブロック１２４および１２６は、乾燥工程および任意の硬化工程１１２、１１４、１１６、および１１８を、また、それぞれの水性プライマーおよび水性トップコートで使用することができることを示す。
【００７０】
これまで説明された実施形態からなされた変更が、本発明の概念からの逸れをもたらさないことが、当業者によって理解されるであろう。したがって、本発明が、開示された特定の実施形態に限定されないが、特許請求の範囲によって規定されるような本発明の精神および範囲内にある変更を網羅することが意図されることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明による液体トップコーティングのために液体ベースコートを乾燥させるためのプロセスのフロー図である。
【図２】連続組立ラインプロセス上で行われる図１の迅速乾燥プロセスの一部の概略側面図である。
【図３】図２の概略図の一部の線３−３に沿った正面図である。
【図４】図２の概略図の一部の線４−４に沿った正面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車コーティング塗布のための水性液体（ｌｉｑｕｉｄ ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ）コーティングを乾燥させることに関し、より詳細には、その後のトップコート塗布のための対流乾燥および赤外線の組合せを含む、水性液体コーティングを乾燥させるための多段プロセスに関し、これは、本願特許出願人クイックドライ（ＱｗｉｋＤｒｉ）（商標）プロセスとも呼ばれる。
【背景技術】
【０００２】
今日の自動車ボディは、自動車の外観、たとえば、色、金属効果、光沢などを向上させ、また、たとえば、腐食、チッピング、紫外光、化学物質、ならびにコーティング外観および下にある車のボディを劣化させることがある他の環境条件からの保護をもたらす多数のコーティング層で処理される。
【０００３】
これらのコーティングの配合は広く変わることができる。しかし、すべての自動車製造業者が直面する主な難題は、最小の資本投資およびフロアスペースで、どのようにこれらのコーティングを急速に乾燥させ硬化させるかであり、これは、製造工場において重視される。
【０００４】
熱空気対流乾燥などの、自動車コーティングのための乾燥および硬化プロセスの速度を上げるために、さまざまな考えが提案されている。熱空気乾燥は急速であるが、スキンがコーティングの表面上に形成することがあり、これは、コーティング組成物からの揮発性物質の逃げを妨げ、かつ乾燥されたコーティングの外観を損なうポップ（ｐｏｐｓ）、気泡、またはブリスタを引起す。
【０００５】
自動車ボディに塗布されたコーティングを乾燥させ硬化させるための他の方法および装置が、米国特許公報（特許文献１）、米国特許公報（特許文献２）、米国特許公報（特許文献３）、および米国特許公報（特許文献４）に開示されている。
【０００６】
今日、自動製造業者は、また、溶剤ベースの材料の代わりに水ベースの材料の代用を増加させて、環境問題に応じている。これは、乾燥および硬化プロセスに付加的な負担をかけ、というのは、水ベースの材料が、一般に、必要な水蒸発のためにより長い乾燥時間を必要とするからである。また、水性コーティングは、上述された機構と同様の機構によって引起される、コーティングに閉じ込められた空気、水、および／または溶剤による、乾燥および硬化プロセスの間のピンホールとして説明される特定の欠陥を生じやすい。これは、自動製造業者に付加的な負担をかけ、というのは、これらの欠陥が、車両の仕上げの現場修理を必要とするからである。
【０００７】
米国特許公報（特許文献５）は、２つの背中合せの組合された赤外線／加熱空気乾燥ゾーンを使用して、そのような水ベースの系の乾燥および硬化を加速するための方法を開示している。２つの赤外ゾーンを維持することは、高価なだけでなく、むだでもある。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４，７７１，７２８号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９０７，５３３号明細書
【特許文献３】米国特許第４，９０８，２３１号明細書
【特許文献４】米国特許第４，９４３，４４７号明細書
【特許文献５】米国特許第６，２９１，０２７号明細書
【特許文献６】米国特許第４，９８０，３９８号明細書
【特許文献７】米国特許第５，０９５，０５１号明細書
【特許文献８】米国特許第５，３５６，９６０号明細書
【特許文献９】米国特許第５，２１９，９００号明細書
【特許文献１０】米国特許第４，４０３，００３号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，５３９，２６３号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，１９８，４９０号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，４０１，７９０号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，０７１，９０４号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，７６０，１２３号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，０６９，２１８号明細書
【特許文献１７】米国特許第５，６８１，６２２号明細書
【特許文献１８】米国特許第４，９０７、５３３号明細書
【特許文献１９】米国特許第６，６０７，８３３号明細書
【特許文献２０】米国特許第５，１６２，４２６号明細書
【特許文献２１】米国特許第４，５９１，５３３号明細書
【特許文献２２】米国特許第６，５４４，５９３号明細書
【特許文献２３】米国特許第６，０８０，８１６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特に、液体トップコートでオーバコートされるべき水性液体ベースコートでの使用のために、表面欠陥の形成およびコーティングの入り込み（ｓｔｒｉｋｅ−ｉｎ）を抑制する、自動車コーティングのための急速で経済的な多段乾燥プロセスが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、特に、プライマー、プライマーサーフェイサー、ベースコート、およびクリアコートを含む水性液体コーティングでの使用のための、基材をコーティングし、同時の対流乾燥と組合せて、１つの赤外乾燥ゾーンだけを使用して、コーティングされた基材を急速に乾燥させるためのプロセスを提供する。
【００１１】
本発明は、特に、後のトップコート塗布のために基材上の水性液体ベースコートを急速に乾燥させるための方法であって、（ａ）典型的にはスプレーブース内で、水性液体ベースコーティング組成物を基材の表面に塗布する工程と、（ｂ）好ましくはフラッシュゾーンで、ベースコーティング組成物を、温度が約２０℃（周囲）から約４０℃の範囲の空気に少なくとも約３０秒の時間曝して、液体ベースコーティング組成物から揮発性材料の少なくとも一部を揮発させる工程であって、ベースコーティング組成物の表面における空気の速度が毎秒約０．３から約１メートルである工程と、（ｃ）好ましくは対流オーブンゾーンで、ベースコーティング組成物に、約３０秒から２分の時間、加熱された空気を吹き付ける（ａｐｐｌｙｉｎｇ）工程であって、ベースコーティング組成物の表面における空気の速度が毎秒約１．５から約１５メートルであり、空気の温度が約３０℃から約９０℃の範囲である工程と、（ｄ）好ましくは組合された対流／赤外線オーブンゾーンで、ベースコーティング組成物に、約３０秒から２分の時間、好ましくは１平方メートルあたり約２５ｋＷ以下の電力密度の連続またはパルス赤外線の照射と加熱された空気の吹き付けを同時に行う工程であって、ベースコーティング組成物の表面における空気の速度が毎秒約１．５から５メートルであり、空気の温度が約３０℃から約６０℃であり、これによって、十分に乾燥されたベースコートが基材の表面上に形成されるようにする工程と、（ｅ）トップコーティング組成物をベースコートの上に塗布する工程と、を含むことを特徴とする方法に関する。
【００１２】
上記概要および次の好ましい実施形態の詳細な説明は、添付の図面と関連して読まれると、より良好に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
全体を通して同じ番号が同じ要素を示す図面を参照すると、本発明による基材をコーティングし乾燥させるための多段プロセスのフロー図が図１に示されている。
【００１４】
本発明のプロセスは、プライマー、プライマー−サーフェイサー、ベースコート、およびクリアコートなどの、いかなる水性液体コーティング、特に自動車コーティングを乾燥させるのに適している。ここで、本発明を、後のトップコート塗布のために水性液体ベースコートを乾燥させることとの関連において一般に説明する。当業者は、本発明のプロセスが、いったん適切に配置されると、また、水性液体プライマー、プライマー−サーフェイサー、および／またはトップコートでコーティングされた基材を乾燥させるのに有用であることを理解するであろう。
【００１５】
このプロセスは、また、バッチプロセスまたは連続プロセスにおいて金属基材またはポリマー基材をコーティングするのに適している。バッチプロセスにおいて、基材はプロセスの各処理工程の間静止しており、連続プロセスにおいて、基材は組立ラインに沿って連続移動する。ここで、本発明を、連続組立ラインプロセスにおいて基材をコーティングすることとの関連において一般に説明するが、このプロセスは、また、バッチプロセスにおいて基材をコーティングするのに有用である。
【００１６】
本発明のプロセスによってコーティングすることができる有用な基材としては、金属基材、熱硬化性材料および熱可塑性材料などのポリマー基材、ならびにそれらの組合せが挙げられる。本発明のプロセスによってコーティングすることができる有用な金属基材としては、鉄、鋼、およびそれらの合金などの鉄金属、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、およびそれらの合金などの非鉄金属、ならびにそれらの組合せが挙げられる。好ましくは、基材は、冷間圧延鋼、熱浸漬（ｈｏｔ ｄｉｐ）電気亜鉛めっき鋼もしくは電気亜鉛めっき鉄−亜鉛鋼などの電気亜鉛めっき鋼、アルミニウム、またはマグネシウムから形成される。
【００１７】
有用な熱硬化性材料としては、ポリエステル、エポキシド、フェノール（ｐｈｅｎｏｌｉｃｓ）、反応射出成形ウレタン（ＲＩＭ）熱硬化性材料などのポリウレタン、およびそれらの混合物が挙げられる。有用な熱可塑性材料としては、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどの熱可塑性ポリオレフィン、ナイロンなどのポリアミド、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリエステル、アクリルポリマー、ビニルポリマー、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマー、ＥＰＤＭゴム、それらのコポリマーならびに混合物が挙げられる。
【００１８】
好ましくは、基材は、自動車、トラック、およびトラクタを含むがこれらに限定されない自動車を製造するための部品として使用される。基材は、いかなる形状も有することができるが、好ましくは、自動車用のボディ（フレーム）、フード、ドア、フェンダ、バンパ、および／またはトリムなどの自動車ボディ部品の形態である。
【００１９】
最初に、本発明を、金属自動車ボディをコーティングすることとの関連において一般に説明する。当業者は、本発明のプロセスが、また、非自動車金属部品および／またはポリマー部品をコーティングするのに有用であることを理解するであろう。
【００２０】
ここで、図１を参照すると、上で示されたように、プロセス全体は、後のトップコート塗布のために、水性液体ベースコートでコーティングされた基材を乾燥させることとの関連において説明される。
【００２１】
本発明のプロセスによる処理前、金属基材をきれいにし脱脂することができ、ミシガン州マディソンハイツのヘンケル・テクノロジーズ（Ｈｅｎｋｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｍａｄｉｓｏｎ Ｈｅｉｇｈｔｓ， Ｍｉｃｈｉｇａｎ）によって供給されるボンデライト（ＢＯＮＤＥＲＩＴＥ）（登録商標）９５８前処理などの前処理コーティングを、金属基材の表面上に堆積させることができる。あるいは、またはさらに、電着可能なコーティング組成物を金属基材上に電着させることができる。有用な電着方法および電着可能なコーティング組成物としては、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献６）、米国特許公報（特許文献７）、および米国特許公報（特許文献８）に説明されたカチオンエポキシベースコーティングなどの従来のアニオンまたはカチオン電着可能コーティング組成物が挙げられる。前処理コーティングおよび電着可能なコーティングの塗布後、適切なプライマーまたはプライマーサーフェイサー、液体または粉末を塗布してもよい。
【００２２】
図１に示されているように、上述された前処理後、本発明者らの迅速乾燥プロセスのために設計された好ましい水性液体ベースコーティング組成物が、第１の工程１１０において、金属基材（図２に示された自動車ボディ１６）の表面に、好ましくは、上述されたような電着コーティング、またはプライマーの上に塗布される。液体ベースコーティングを、当業者に周知のいかなる適切なコーティングプロセスによって、たとえば、ディップコーティング、ダイレクトロールコーティング、リバースロールコーティング、カーテンコーティング、スプレーコーティング、ブラシコーティング、およびそれらの組合せによって、工程１１０において基材の表面に塗布することができる。液体ベースコーティング組成物を基材に塗布するための方法および装置は、基材材料の構成およびタイプによって部分的に定められる。
【００２３】
しかし、自動車組立工場において、スプレーブース内のスプレー塗布が用いられることが一般に好ましく、というのは、顔料制御、特にフレーク顔料配向の点から、最良の結果が達成されるからである。圧縮空気スプレー、静電スプレー（ガンまたは回転ベル）、ホットスプレー、およびエアレススプレーなどの既知のスプレー手順のいずれも採用してもよく、手動方法または自動方法のいずれも適している。最も一般に、ベースコートは、２つのコートで塗布され、１つのコートが高電圧（約６０，０００から約９０，０００ボルト）での高速（約２０，０００から約１００，０００毎分回転数）回転ベルアトマイザなどの従来の静電スプレー設備で塗布され、第２のコートが従来の空気噴霧スプレー設備で塗布される。
【００２４】
本発明に使用される好ましい液体ベースコーティング組成物は、フィルム形成材料またはバインダー、任意に架橋剤、揮発性液体材料、ならびに適切な色、効果、および隠蔽のために液体中に分散された顔料粒子を含む着色組成物である。本発明のベースコーティングに使用される揮発性材料は、水性液体媒体であり、これは、ベースコーティングを乾燥させることをはるかに困難にする。これは、一般に、水性ベースコーティング組成物と呼ばれ、溶剤放出を低減するために自動車組立工場においてますます使用されている。「水性液体媒体」とは、水だけ、またはアルコール、ケトン、エステル、グリコールエーテルなどの１つまたは複数の凝集溶剤と混合された水を意味する。当業者によって理解されるように、水性媒体は、また、ベースコート組成物のｐＨを調整するために導入される水溶性物質を含有してもよく、好ましくはそれらを含有する。
【００２５】
非常にさまざまな市販の自動車水性ベースコーティング組成物のいずれも、たとえば、自動車組立工場で今日使用されるもののいずれも、本発明に使用してもよい。典型的には、これらの組成物は、１つまたは複数のフィルム形成材料またはバインダーおよび任意に架橋剤、揮発性液体材料、顔料および／または充填剤、および他の塗料産業添加剤をベースとした、自己乾燥（物理的乾燥）、自己架橋、または外部架橋（熱硬化性）組成物である。コア−シェルラテックス技術に基いた１つのそのようなコーティングが、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献９）に開示されている。
【００２６】
好ましくは、ベースコーティングは、アクリル、ポリエステル（アルキドを含む）、ポリウレタン、およびエポキシなどの少なくとも１つの水適合性熱硬化性フィルム形成材料と、アクリルミクロゲル粒子またはラテックスなどの少なくとも１つの水分散性架橋ポリマー微粒子またはミクロゲルと、アミノプラスト、ポリイソシアネート、ポリ酸、ポリ無水物（ｐｏｌｙａｎｈｙｄｒｉｄｅｓ）、およびそれらの混合物などの少なくとも１つの架橋材料とを含む架橋性コーティング組成物である。自己架橋性および熱可塑性フィルム形成材料も使用することができる。液体ベースコート中のフィルム形成材料の量は、一般に、ベースコーティング組成物の総重量固形分を基準にして、約４０〜９８重量パーセントの範囲である。液体ベースコーティング組成物の固形分含有量は、一般に約１０〜６０重量パーセントの範囲であり、好ましくは約２０〜５０重量パーセントの範囲である。
【００２７】
ベースコーティング組成物は、１つまたは複数の、顔料、または触媒、ＵＶ吸収剤、レオロジー制御剤、および界面活性剤などの他の添加剤をさらに含むことができる。有用なフレーク顔料としては、アルミニウムフレーク、青銅フレーク、コーティング雲母、ニッケルフレーク、スズフレーク、銀フレーク、銅フレーク、およびそれらの組合せが挙げられる。他の適切な顔料としては、酸化鉄、カーボンブラック、二酸化チタン、およびフタロシアニンなどの着色有機顔料が挙げられる。特定の顔料対バインダー比は、所望のフィルム厚さおよび塗布固形分において必要な隠蔽および効果（「ソリッドカラー」効果、「グラマーメタリック（ｇｌａｍｏｕｒ ｍｅｔａｌｌｉｃ）」効果、または「真珠光沢」効果など）をもたらす限り、広く変わることができる。
【００２８】
カラー−プラス−クリア（ベースコート／クリアコートとしても知られている）複合コーティングのための適切な架橋性熱硬化性水性ベースコート（エナメルとしても知られている）としては、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献１０）、米国特許公報（特許文献１１）、米国特許公報（特許文献１２）、米国特許公報（特許文献１３）、および米国特許公報（特許文献１４）に開示されたものが挙げられる。カラー−プラス−クリア複合コーティングのための適切な非架橋性自己乾燥水性ベースコート（ラッカーとしても知られている）としては、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献１５）および米国特許公報（特許文献１６）に開示されたものが挙げられる。カラー−プラス−クリア複合コーティングのための適切な自己架橋性水性ベースコートエナメルとしては、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献１７）に記載されたものが挙げられる。
【００２９】
基材に塗布されるベースコーティング組成物の厚さは、着色、基材のタイプ、および基材の意図された用途、すなわち、基材が配置されるべき環境、および接触する材料の性質のような要因に基いて変わることができる。一般に、基材に塗布されるベースコーティング組成物の厚さは、約０．４〜１．５ミル（約１０〜４０マイクロメートル）の範囲、より好ましくは約０．５〜１．２ミル（約１２〜３０マイクロメートル）の範囲である。
【００３０】
ここで、図１および図２を参照すると、ベースコートを塗布した後、本発明のプロセスは、ベースコーティング組成物を、温度が約２０℃（周囲）から約４０℃の範囲、好ましくは約２０℃から約３０℃の範囲の低速空気または脱水された空気に、少なくとも約１５秒、好ましくは少なくとも約３０秒の時間曝して、液体ベースコーティング組成物から揮発性材料の少なくとも一部を揮発させ、ベースコートを「凝集し」、それによりフィルムが形成される第２の工程１２、１１２を含む。この初期強制乾燥工程は、一般に「フラッシュオフ」工程または「フラッシュ乾燥」工程と呼ばれ、これは、好ましくは、連続組立ラインプロセスにおけるスプレーブースの後に配置される「フラッシュゾーン」として知られているものにおいて行われる。好ましくは、スプレーブースとフラッシュゾーンとの間に位置決めされた静かなゾーン（図示せず）があり、フラッシュ乾燥工程が行われる前、ベースコートは、事実上空気移動がない状態に最大約１５〜３０秒の間曝される。
【００３１】
いったんフラッシュ乾燥ゾーン１２、１１２にあると、この工程の間のベースコーティング組成物の表面における空気の速度は、ベースコーティングされた表面を過ぎて吹く空気流れによってフィルムを乱すことも損なうことも（波立たせることもさざ波を立てることも）ないように、好ましくは毎秒約０．３から約１メートルの範囲である。
【００３２】
この工程の間のベースコート１４からの揮発性物質の揮発または蒸発は、オープンエアで行うことができるが、好ましくはフラッシュオフチャンバ１８内で行われ、脱水されたまたは加熱された空気が、図２に示されているように低速で循環されて、気体性（ａｉｒｂｏｒｎｅ）粒子汚染を最小にし、また、図２に示されているように湿った周囲空気の好ましくない影響を最小にする。自動車ボディ１６は、フラッシュオフチャンバ１８への入口に位置決めされ、上述されたようなベースコートの揮発を可能にする速度で、組立ライン態様でそれを通って移動される。赤外ヒータはこの工程で使用されない。自動車ボディ１６が第１の乾燥チャンバ１８および以下で説明される他の乾燥チャンバを通って移動される速度は、乾燥チャンバ１８の長さおよび構成に部分的によるが、好ましくは、連続プロセスについて毎分約３メートルから毎分約９メートルの範囲である。当業者は、必要に応じて、個別のドライヤをプロセスの各工程のために使用することができること、またはプロセスの各工程に対応するように構成された複数の個別の乾燥チャンバまたは乾燥セクション（図２に示された）を有する１つのドライヤを使用することができることを理解するであろう。
【００３３】
空気は、好ましくは、図２に仮想的に示された任意のブロワ２０またはドライヤによってフラッシュオフチャンバ１８に供給される。空気を周囲温度で循環させるか、必要な場合は、約２０℃から約４０℃の範囲の所望の温度範囲に加熱することができる。好ましくは、ベースコーティング組成物は、自動車ボディ１６が乾燥プロセスの次の段階に移動される前、約３０秒から約２分の範囲の時間空気に曝される。
【００３４】
もう一度図１および図２を参照すると、プロセスは、ベースコーティングから揮発性液体材料の大部分を除去するために、少なくとも約１５秒、好ましくは少なくとも約３０秒、より好ましくは約４５秒、約２分までの時間、ベースコーティング組成物に、比較的高速の加熱された空気を吹き付ける（対流乾燥させる）次の工程１１４を含む。この工程は、一般に「対流乾燥」工程と呼ばれ、これは、好ましくは、フラッシュゾーン後に来る「対流オーブンゾーン」で行われる。
【００３５】
ベースコート１４からの揮発性物質のこの対流乾燥は、好ましくは対流乾燥チャンバ２２内で行われ、加熱された空気（すなわち、熱空気に温める）が、車両の表面の上で高速で循環されて、コーティングフィルムを脱水し続ける。この段階の間、わずかに粘着性のフィルムまたは好ましくは粘着性のない（ほこりおよび他の気体性汚染物質の接着に抵抗する）フィルムを車両の表面上に形成することが望ましい。
【００３６】
ここで、図２および図３を参照すると、好ましい対流乾燥装置２２は、空気２８が、内部乾燥チャンバ２２に入るために通過されるノズルまたはスロット開口部２６を有するバッフル（ｂａｆｆｌｅｄ）側壁２４を含む。この工程の間、ベースコーティング組成物の表面３０における空気の速度は、毎秒約１．５メートルから毎秒約１５メートルの範囲、好ましくは毎秒約２．０から約１０．０メートルの範囲、より好ましくは毎秒約３．０から約７．０メートルの範囲である。
【００３７】
対流ゾーンの空気２８の温度は、一般に約３０℃から約９０℃の範囲、好ましくは約４０℃から約８０℃の範囲である。どんな場合であろうと、空気は、コーティング中に残っている水が沸騰し、フィルムを損傷することを防止するために、９０℃未満に保たなければならない。空気は、ブロワ３２またはドライヤによって供給され、外部から、または空気をチャンバ内に装着された加熱要素（図示せず）の上を通過させることによって予熱することができる。また、望ましくない溶剤蒸気を、対流乾燥チャンバ２２の内部から、外部壁に形成されたダクトを通って除去することができるか、サブフロア３４を介して内部乾燥チャンバ２２を通って上に循環させることができる。好ましくは、空気流れは、効率を増加させるために再循環される。空気流れの一部を逃がして、汚染物質を除去することができ、濾過された新しい空気を加えて、いかなる損失も補うことができる。
【００３８】
自動車ボディ１６は、対流乾燥チャンバ２２への入口に位置決めされ、上述されたようなベースコート中の水の揮発を可能にする速度で、組立ライン態様でそれを通ってゆっくり移動される。赤外ヒータはこの工程で使用されない。赤外ヒータがこの対流乾燥チャンバ内に設置される場合（図３に示されていない）、それらはオフにしなければならない。
【００３９】
再び図１および図２を参照すると、本発明のプロセスは、「組合せ対流／ＩＲ乾燥」工程ともここで呼ばれる別の乾燥工程１１６を含み、これは、好ましくは、上述された対流オーブンゾーンに続く組合せ「対流／ＩＲオーブンゾーン」で行われる。この工程は、オーバコートをベースコートに塗布することができる前の最後の乾燥工程を構成する。対流が、水が蒸発されるので水を絶えず除去し、十分な温度が所望の速度で蒸発を続ける。しかし、基材上のベースコートの固形分が増加するにつれて、水は、除去するのがますます困難になり、というのは、それは、より高いエネルギー入力を必要とするより遅い拡散プロセスによって除去されるからである。これは、放射エネルギーが最も有用かつ費用効果的である場合であり、というのは、それがコーティング中に侵入し、水分子を直接活性化し、したがって、非常に効果的に水を気化させるからである。これは、表面だけでの対流乾燥よりはるかに効果的である、乾燥の後の段階における水の除去のための内部駆動力をもたらす。しかし、対流乾燥は、表面から水を除去するためにこの段階で依然として必要である。先に言及された米国特許公報（特許文献５）の教示と対照的に、本発明において、赤外線が、ベースコート乾燥プロセスのこの最終乾燥工程１１６の間使用されるだけであり、最後から２番目の工程および最後の工程の両方と異なる。
【００４０】
代替実施形態において、本発明に用いることができる乾燥チャンバの別の可能な配列は、ＩＲ／対流ゾーン１１６を対流ゾーン１１４の前に配置する。この配列は、最終乾燥ゾーンでＩＲを使用するより望ましくないが、この配列が適切であり、２つのＩＲゾーンと関連する費用、メンテナンス、および複雑を依然としてセーブするであろう個別の自動車組立ライン状況があるであろう。
【００４１】
再び、図１および図２に示された好ましい実施形態を参照すると、本発明に用いられるトップコート塗布前の最後の乾燥工程１１６は、それにより、少なくとも約１５秒、好ましくは少なくとも約３０秒、より好ましくは約４５秒、約２分までの時間、金属基材（自動車ボディ１６）上のベースコーティング組成物に、赤外線の照射と加熱された（すなわち、温かい）空気の吹き付けの両方を同時に行うことを含む。この乾燥工程におけるベースコーティング組成物の表面における空気の速度は、一般に毎秒約５メートル未満、好ましくは毎秒約１．５から約５メートルの範囲である。温かい乾燥空気は、一般に、温度が約３０℃から約６０℃の範囲である。プロセスのこの時点における塗布されたコーティングの固形分は、少なくとも７０％から１００％、好ましくは８０％から９５％、より好ましくは８５％から９５％でなければならず、したがって、基材の表面上の乾燥されたベースコートを形成する。「乾燥された」とは、ベースコートが、その上に塗布されるトップコート（またはトリコート（ｔｒｉｃｏａｔ）仕上げの場合半透明パールコート）の質が悪影響されないように十分に乾燥されることを意味する。
【００４２】
この組合せＩＲ／対流乾燥工程は、組合された赤外線／対流乾燥チャンバ３８内で行うことができる。自動車ボディ１６は、この組合せ乾燥チャンバ３８への入口に位置決めされ、上述されたようなベースコートの揮発を可能にする速度で、組立ライン態様でそれを通ってゆっくり移動される。
【００４３】
一般に、以下で説明される組合された赤外線および加熱空気対流オーブンなどの、いかなる従来の組合せ赤外／対流乾燥装置も、工程１１６に使用することができる。個別の赤外エミッタを、以下で説明されるように構成し、個別にまたはグループで、マイクロプロセッサ（図示せず）によって、所望の加熱速度および赤外エネルギー伝達速度をもたらすように制御することができる。
【００４４】
付与される放射エネルギーは、約０．７から１００，０００μＭの放射線スペクトルの範囲内である。この範囲は、約０．７から１００μＭの波長の赤外領域を含む。好ましくは、放射線範囲は、近赤外領域（０．７から１．５マイクロメートル）放射線および中赤外領域（１．５から２０マイクロメートル）放射線、より好ましくは約０．７から約４マイクロメートルの範囲の波長範囲を含む。放射線は、また、波長が約１００から１００，０００μＭのマイクロ波放射線、より好ましくは４６２．２００から４６２．５００ＭＨｚの製造業者用ＦＣＣ周波数指定を含むことができる。照射される放射線は、放射線に曝されるコーティング基材のクラスＡ（外部）表面４０を加熱する。ほとんどのクラスＡでない表面は、放射線に直接曝されないが、自動車ボディを通る伝導、および放射線のランダムな散乱によって加熱される。マイクロ波の使用は、当業者に周知の特定の安全性要件を必要とし、したがって、さらなる説明は赤外使用のみを説明する。
【００４５】
ここで、図２および図４を参照すると、赤外線は、組合せ赤外／対流乾燥装置３８の内部乾燥チャンバ４４内に配列された複数のエミッタ４２によって照射される。各エミッタ４２は、好ましくは高強度赤外ランプ、好ましくはタングステンフィラメントを有する石英エンベロープランプである。有用な短波長（０．７６から２マイクロメートル）高強度ランプは、ゼネラル・エレクトリック・カンパニー（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．）、シルバニア（Ｓｙｌｖａｎｉａ）、フィリップス（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ）、ヘレウス（Ｈｅｒａｅｕｓ）、およびウシオ（Ｕｓｈｉｏ）から市販されているようなモデルＮｏ．Ｔ−３ランプを含み、照射率が、光源において１線インチあたり７５から１００ワットである。これらのバルブと関連する問題を回避するために、短波長ランプを１００％未満の電力で使用することができるが、コーティング組成物からの揮発性物質の逃げを妨げ、かつ乾燥されたコーティングの外観を損なうポップ、ピンホール、気泡、またはブリスタを引起す、表面があまりに迅速にシールされることを防止するために、少なくとも最初、中波長（２から４マイクロメートル）ランプを使用することが一般に望ましい。好ましい中波ＩＲランプは、同じ供給業者から入手可能である。エミッタランプ４２は、好ましくは略ロッド形であり、オーブンの構成に合うように変えることができる長さを有するが、一般に、好ましくは長さ約０．７５から約１．５メートルである。好ましくは、内部乾燥チャンバ４４の側壁４６上のエミッタランプは、グラウンド４８に略水平に配列された内部乾燥チャンバ４４の底部におけるエミッタの数列５０（好ましくは約３から約５列）以外は、グラウンド４８に対して略垂直に配列される。
【００４６】
エミッタ４２の数は、放出されるべきエネルギーの所望の強度によって変わることができる。好ましい実施形態において、内部乾燥チャンバ４４のシーリング５２に装着されたエミッタ４２の数は、線状の並んだアレイに配列された約２４から約３２であり、エミッタは、中心から中心まで約１０から約２０センチメートル、好ましくは約１５センチメートル隔置される。内部乾燥チャンバ４４の幅は、自動車ボディ、またはその中で乾燥されるべきどんな基材部品でも収容するのに十分であり、好ましくは幅約２．５から約３．０メートルである。好ましくは、チャンバ４４の各側壁４６は約５０から約６０のランプを有し、ランプは中心から中心まで約１５から約２０センチメートル隔置される。
【００４７】
各側壁４６の長さは、自動車ボディおよびボディキャリヤまたはその中で乾燥されているどんな基材部品の長さも取囲むのに十分であり、好ましくは約７から約８メートルである。側壁４６は、好ましくは、自動車ボディのサイドの形状に適合するように角度をつけられた４の水平セクションを有する。側壁４６の頂部セクションは、好ましくは、６のゾーンに分けられた２４の平行なランプを有する。乾燥チャンバ４４への入口に最も近い３つのゾーンは中波長で動作され、出口に最も近い３つは短波長で動作される。側壁の中間セクションは頂部セクションと同様に構成される。側壁の２つの下部セクションは、各々、好ましくは、２×３のアレイで６のバルブを収容する。入口に最も近いバルブの第１のセクションは、好ましくは中波長で動作され、他の２つのセクションは短波長で動作される。
【００４８】
再び図４を参照すると、エミッタランプ４２の各々は、好ましくは研磨アルミニウムから形成されたトラフ形反射体５４が中に配置される。適切な反射体としては、ＢＧＫ−ＩＴＷオートモーティブ（Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ）、ヘレウス（Ｈｅｒａｅｕｓ）、およびファノン・プロダクツ（Ｆａｎｎｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から市販されているアルミニウム反射体または一体的金外装反射体が挙げられる。反射体５４は、エミッタランプから伝達されたエネルギーを集め、エネルギーを自動車ボディ１６に集中させて、エネルギー散乱を少なくする。
【００４９】
内部乾燥チャンバ４４内の自動車ボディ１６の構成および位置決め、ならびに乾燥されるべきベースコートの色のような要因によって、均一な加熱をもたらすために、クラスＡ表面４０から最も遠いエミッタランプを、クラスＡ表面に最も近いランプより大きい強度で照明することができるように、エミッタランプ４２をマイクロプロセッサ（図示せず）によって独立して制御することができる。たとえば、自動車ボディ１６のルーフ５６がエミッタランプのセクションの下を通過するとき、ルーフが熱下で座屈することを防止するために、ルーフが通過するまで、そのゾーンのエミッタランプをより低い強度に調整することができ、次に、強度を増加させて、エミッタランプ４２からルーフ５６より大きい距離にあるデッキリッド５８を加熱することができる。
【００５０】
また、エミッタランプ４２からクラスＡ表面４０までの距離を最小にするために、側壁４６およびエミッタランプ４２の位置を、図４に、それぞれ、方向矢印６０、６２によって示されるように、自動車ボディの方にまたは自動車ボディから離れて調整することができる。当業者は、エミッタランプが自動車ボディ１６のクラスＡ表面に近いほど、表面およびそれらの上に存在するコーティングを加熱するために付与される利用可能なエネルギーのパーセンテージが大きいことを理解するであろう。一般に、赤外線は、好ましくは約２４ｋＷ／ｍ２を照射する、自動車ボディ１６のフードおよびデッキリッド５８に面するエミッタランプ４２より近い、自動車ボディ１６のサイド６４（ドアまたはフェンダ）に面するエミッタランプ４２について、エミッタ壁表面の１平方メートルあたり約１０から約２５キロワット（ｋＷ／ｍ２）の範囲、好ましくは約１２ｋＷ／ｍ２の範囲の電力密度で照射される。
【００５１】
エミッタランプ４２は、また、自動車ボディが高強度熱下で過熱し座屈することを防止するようにパルスすることができる。パルス周波数も、マイクロプロセッサ（図示せず）によって独立して制御することができる。
【００５２】
適切な組合せ赤外／対流乾燥装置の非限定的な例は、ミシガン州ウィクソムのダー（Ｄｕｒｒ ｏｆ Ｗｉｘｏｍ， Ｍｉｃｈ．）、ニュージャージー州マナスカンのサーマル・イノベーションズ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｍａｎａｓｑｕａｎ， Ｎ．Ｊ．）、オハイオ州クリーブランドのサーモベーション・エンジニアリング（Ｔｈｅｒｍｏｖａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ， Ｏｈｉｏ）、インディアナ州グリーンバーグのドライ−クイック（Ｄｒｙ−Ｑｕｉｃｋ ｏｆ Ｇｒｅｅｎｂｕｒｇ， Ｉｎｄ．）、およびウィスコンシン州イースト・トロイのウィスコンシン・オーブン・アンド・インフレアド・システムズ（Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ Ｏｖｅｎ ａｎｄ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ Ｅａｓｔ Ｔｒｏｙ， Ｗｉｓ．）から市販されているものである。自動車組立工場において過去において使用されている別の有用なＩＲ／対流乾燥オーブンは、ミネソタ州ミネアポリスのＢＧＫオートモーティブ・グループ（ＢＧＫ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ， Ｍｉｎｎ）から市販されているＢＧＫ組合された赤外線および加熱空気対流オーブンである。このオーブンの一般的な構成は、以下で説明され、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献１）、米国特許公報（特許文献１８）、米国特許公報（特許文献３）、および米国特許公報（特許文献４）に開示されている。他の有用な組合せ赤外／対流乾燥装置は、当業者には明らかであろう。
【００５３】
ここで、図４を参照すると、好ましい組合せ赤外／対流乾燥装置３８が示されている。いくつかの場合、この装置は、前の乾燥工程において赤外エミッタがオフにされる以外は、前の乾燥工程で使用されたのと同じタイプの装置であろう。前の対流乾燥チャンバと同様に、好ましい組合せ赤外／対流乾燥装置３８は、空気６８が、毎秒約５メートル以上の速度で乾燥チャンバ３８の内部に入るために通過されるノズルまたはスロット開口部６６を有するバッフル側壁４６を含む。この工程の間、ベースコーティング組成物の表面３６における空気の速度は、毎秒約５メートル未満、好ましくは毎秒約１．５から約５メートルの範囲、より好ましくは毎秒約２から約４メートルの範囲である。
【００５４】
空気６８の温度は、一般に約３０℃から約６０℃の範囲、好ましくは約３０℃から約４０℃の範囲である。低速の温かい乾燥空気６８は、ブロワ７０またはドライヤによって供給され、外部から、または空気を加熱された赤外エミッタランプ４２およびそれらの反射体５４の上を通過させることによって予熱することができる。空気６８をエミッタ４２および反射体５４の上を通過させることによって、これらの部分の作業温度を低下させることができ、それにより、それらの有用な寿命を延ばすことができる。また、望ましくない溶剤蒸気を内部乾燥チャンバから除去することができる。空気は、また、サブフロア４８を介して組合せ乾燥チャンバの内部を通って上に循環させることができる。好ましくは、空気流れは、効率を増加させるために再循環される。空気流れの一部を逃がして、汚染物質を除去することができ、濾過された新しい空気で補充して、いかなる損失も補うことができる。
【００５５】
当業者によって理解されるように、基材温度が上昇される速度、およびピーク基材温度を制御することによって、工程１１２、１１４、および１１６の組合せは、ポップ、ピンホール、および気泡などの、表面外観のきずを最小にして、液体ベースコート、および液体または粉末トップコート複合コーティングを提供することができる。高フィルム構造（ｂｕｉｌｄｓ）が、また、短い時間で最小エネルギー入力で達成することができ、フレキシブルな操作条件は、現場修理の必要を減少させることができる。
【００５６】
組合された赤外／対流乾燥工程１１６の間自動車ボディ１６の表面上に形成されたベースコート３６は、トップコート（またはいくつかの場合中間コート）の質またはベースコートの外観が悪影響されないように、トップコートの塗布を可能にするのに十分に乾燥される。
【００５７】
多すぎる水が存在する場合、その上に塗布されたトップコートは、トップコートの乾燥の間、亀裂、気泡、ポップ、またはピンホーリングを示すことがあり、というのは、ベースコートからの水蒸気がトップコートを通過しようと試みるからである。多すぎる水は、また、トップコートが、ベースコートに入り込む（ｓｔｒｉｋｅ−ｉｎ）ことを引起し、劣った外観、すなわち、ベースコートのまだら、劣った光沢およびＤＯＩ（イメージの明確さ）を備えたフィルムを作ることがある。
【００５８】
本発明のプロセスは、図１に仮想的に示された任意の乾燥および／または硬化工程１１８を含んでもよい。付加的な乾燥チャンバ１１８が、加えられた色効果、たとえば下部２トーン仕上げのための付加的なコーティングを使用する自動車ウェット・オン・ウェット（ｗｅｔ ｏｎ ｗｅｔ）プロセスで特に有用である。たとえば、トップコートが塗布される前、付加的な色効果のための溶剤または水性下部２トーンコートをスプレーすることが望ましいであろう。その後、上部ベースコート色塗布、および工程１１０から１１６の通過の前、十分な乾燥およびマスキングのため、自動車を付加的な乾燥チャンバ１１８に送ることができる。代替実施形態において、トップコートが塗布される前、車両を、２回目、スプレープロセスゾーンおよび迅速乾燥プロセスゾーン１１０、１１２、１１４、および１１６を通って送り返して（図示せず）、２トーン仕上げを急速に乾燥させることができる。２トーン仕上げのほかに、特定の熱硬化性組成物のための個別のベースコート硬化工程１１９を有することも望ましく、工程１１６の後、典型的には少なくとも約６分、好ましくは約６から２０分の時間、乾燥されたベースコート３６に、熱空気が吹き付けられて、コーティングされた基材を約１１０℃から１３５℃の範囲のピーク金属温度で保持し、ベースコートを硬化させる。ここで使用されるように、「硬化させる」とは、乾燥されたベースコートのいかなる架橋性成分も実質的に架橋されることを意味する。
【００５９】
これらの付加的な乾燥および／または硬化工程１１８および１１９は、上で説明されたような熱空気対流ドライヤを使用して、または組合せ赤外線／対流乾燥装置を使用する上記工程１１６と同様の態様で行うことができる。
【００６０】
本発明のプロセスは、典型的には約５０〜６０℃の、工程１１６および／または１１９からの上に硬化されたベースコートを有する自動車ボディ１６の温度が冷却される冷却工程（図示せず）をさらに含むことができる。しかし、当業者は、今日使用されるクリアトップコートが熱いボディ上に置かれるように設計されるので、この工程が典型的には自動車施設に必要でないことを理解するであろう。
【００６１】
自動車ボディ１６上のベースコーティングが乾燥された（望ましい場合は、硬化され、および／または冷却された）後、トップコーティング工程１２０において、トップコーティング組成物が乾燥されたベースコートの上に塗布される。
【００６２】
標準的な溶剤性クリア、水性クリア、または粉末クリア、スラリー粉末クリア、ＵＶクリア、２Ｋクリアなどを含む非常にさまざまな市販の自動車クリアコートのいずれも本発明に使用してもよい。
【００６３】
クリアトップコートは、１つまたは２つのパスで、高電圧（約６０，０００から約９０，０００ボルト）での高速（約２０，０００から約１００，０００毎分回転数）回転ベルアトマイザなどの従来の静電スプレー設備によって、約４０から約６５マイクロメートルの厚さに塗布することができる。
【００６４】
好ましくは、クリアトップコーティング組成物は、少なくとも１つの熱硬化性フィルム形成材料と、少なくとも１つの架橋材料とを含む架橋性コーティングであるが、ポリオレフィンなどの熱可塑性フィルム形成材料を使用することができる。低ＶＯＣ（揮発性有機含有量）を有し、かつ現在の汚染規制を満たす高固形分溶剤性クリアコートが、一般に好ましい。典型的には、有用な高固形分溶剤性トップコートとしては、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献１９）、米国特許公報（特許文献２０）、および米国特許公報（特許文献２１）に開示された、高固形分カルバメート／メラミン樹脂またはアクリロシラン／メラミン樹脂をベースとしたもの、参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献２２）に開示された、ポリイソシアネートをベースとした２Ｋクリアコート、ならびに参照により本明細書に援用する米国特許公報（特許文献２３）に開示された、オリゴマーシランをベースとした、スーパーソリッド（ＳｕｐｅｒＳｏｌｉｄｓ）（商標）、超高固形分コーティングが挙げられる。
【００６５】
クリアトップコーティング組成物は、また、上で説明されたような他の架橋材料および付加的な成分を含むことができる。これらの組成物は、顔料がなくてもよいし、結果として生じるクリアコートが依然として実質的に透明であることを条件として、小量の顔料を含有してもよい。基材に塗布されるトップコーティング組成物の量は、基材のタイプ、および基材の意図された用途、すなわち、基材が配置されるべき環境、および接触する材料の性質のような要因に基いて変わることができる。優れた光沢およびＤＯＩ（イメージの明確さ）を備えた魅力的な自動車外観を与えるために、溶剤性液体トップコーティングが水性ベースコートより一般に好ましい。
【００６６】
好ましい実施形態において、本発明のプロセスは、乾燥されたベースコートの上の塗布後、液体トップコーティング組成物を硬化させるベーキング工程とも呼ばれる硬化工程１２２（図１に示された）をさらに含む。乾燥され架橋されたクリアコートの厚さは、一般に約１から約５ミル（約２５から１２５マイクロメートル）、好ましくは約１．５から約３ミル（約３７から７５マイクロメートル）である。液体トップコーティングは、自動車産業がコーティングプロセスを、トップコートへの損傷なしに、コーティングされた自動車ボディを輸送するのに十分に完全であるとして受入れるような程度に、液体トップコーティングのいかなる架橋性成分も架橋されるように、熱空気対流乾燥、および望ましい場合は赤外加熱によって硬化させることができる。液体トップコーティングは、上で説明されたようないかなる従来の熱空気対流ドライヤまたは組合せ対流／赤外ドライヤも使用して硬化させることができる。一般に、液体トップコーティングは、約２０から約４０分の時間、約１２０℃から約１５０℃の温度に加熱されて、液体トップコートを硬化させる。
【００６７】
あるいは、液体トップコートを塗布する前にベースコートが硬化されなかった場合（これは、一般に「ウェット・オン・ウェット」塗布と呼ばれ、すなわち、トップコートはベースコートに塗布され、ベースコートを硬化させることも完全に乾燥させることもない）、上で詳細に説明されたような装置を使用して、熱空気対流を吹き付けるおよび／または赤外加熱することによって、ベースコートおよび液体トップコーティング組成物の両方をともに硬化させて、ベースコートおよび液体コーティング組成物の両方を個別に硬化させることができる。ベースコートおよび液体コーティング組成物を硬化させるために、基材は、一般に、約２０から約４０分の時間、約１２０℃から約１５０℃の温度に加熱されて、液体ベースコートおよびトップコートの両方を硬化させる。トップコートのベースコートへのウェット・オン・ウェット塗布は、一般に、今日自動車組立工場において好ましく、というのは、それは、塗装操作を行うのに必要なフロアスペースを最小にするからであり、これは、組立工場において重視される。ウェット・オン・ウェット塗布を可能にするために、工程１１４および１１６は、トップコートの塗布前、ベースコーティングの成分の完全な乾燥または化学反応または著しい架橋を誘起するのに十分な温度にフィルムが加熱されないように管理される。
【００６８】
本発明の別の態様は、自動車ポリマー基材をコーティングするためのプロセスである。このプロセスは、プロセスが基材の変形温度または撓み温度より高い温度で行われない以外は、上記金属基材をコーティングするために用いられる工程と同様の工程を含む。加熱撓み（ｈｅａｔ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）温度は、ポリマー基材が物理的に変形し、その前の形状を取戻すことができない温度である。たとえば、いくつかの一般的な熱可塑性材料の加熱撓み温度は、次の通りである。熱可塑性オレフィン約１３８℃（２８０°Ｆ）、熱可塑性ポリウレタン約１４９℃（３００°Ｆ）、およびアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー約７１〜８２℃（１６０〜１８０°Ｆ）。
【００６９】
当業者によって理解されるように、本発明のプロセスを、また、基材の表面上にコーティングされた水性液体プライマー、プライマー−サーフェイサー、およびトップコート（すなわち、クリアコート）を急速に乾燥させるために用いることができる。図１に仮想的に示されたブロック１２４および１２６は、乾燥工程および任意の硬化工程１１２、１１４、１１６、および１１８を、また、それぞれの水性プライマーおよび水性トップコートで使用することができることを示す。
【００７０】
これまで説明された実施形態からなされた変更が、本発明の概念からの逸れをもたらさないことが、当業者によって理解されるであろう。したがって、本発明が、開示された特定の実施形態に限定されないが、特許請求の範囲によって規定されるような本発明の精神および範囲内にある変更を網羅することが意図されることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明による液体トップコーティングのために液体ベースコートを乾燥させるためのプロセスのフロー図である。
【図２】連続組立ラインプロセス上で行われる図１の迅速乾燥プロセスの一部の概略側面図である。
【図３】図２の概略図の一部の線３−３に沿った正面図である。
【図４】図２の概略図の一部の線４−４に沿った正面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性液体ベースコートでコーティングされた基材を乾燥させるための方法であって、
（ａ）水性液体ベースコーティング組成物を前記基材の表面に塗布する工程と、
（ｂ）前記ベースコーティング組成物を、温度が約２０℃から約４０℃の範囲の空気に約３０秒の時間曝して、前記液体ベースコーティング組成物から揮発性材料の少なくとも一部を揮発させる工程であって、前記ベースコーティング組成物の表面における前記空気の速度が毎秒約０．３から約１メートルである工程と、
（ｃ）前記ベースコーティング組成物に、約３０秒から２分の時間、加熱された空気を吹き付ける（ａｐｐｌｙｉｎｇ）工程であって、前記ベースコーティング組成物の表面における前記空気の速度が毎秒約１．５から約１５メートルであり、前記空気の温度が約３０℃から約９０℃の範囲である工程と、
（ｄ）前記ベースコーティング組成物に、約３０秒から２分の時間、赤外線の照射と加熱された空気の吹き付けを同時に行う工程であって、前記ベースコーティング組成物の表面における前記空気の速度が毎秒約１．５から５メートルであり、前記空気の温度が約３０℃から約６０℃であり、これによって、十分に乾燥されたベースコートが前記基材の表面上に形成されるようにする工程と、
（ｅ）トップコーティング組成物を前記ベースコートの上に塗布する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記基材が、鉄、鋼、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、それらの合金および組合せからなる群から選択される金属であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記金属基材が自動車ボディ部品であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
工程（ｂ）において、前記時間が、約３０秒から約２分の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
工程（ｄ）で照射される前記赤外線が、約０．７から約２０マイクロメートルの範囲の近赤外領域から中赤外領域内の波長で照射されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
工程（ｄ）で照射される前記赤外線が、約０．７から約４マイクロメートルの範囲の近赤外領域内の波長で照射されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
工程（ｃ）において、前記時間が約３０秒から約４５秒の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
工程（ｄ）において、前記時間が約３０秒から約４５秒の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記トップコーティングがウェット・オン・ウェット（ｗｅｔ ｏｎ ｗｅｔ）で前記ベースコートの上に塗布されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記トップコーティング組成物の塗布後、前記ベースコーティング組成物および前記トップコーティング組成物を同時に硬化させる付加的な工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記基材がポリマー基材であり、前記方法の間の前記基材のピーク温度が、前記ポリマー材料の加熱撓み温度（ｈｅａｔ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を超えないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
放射線源がマイクロ波エネルギーであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１】
水性液体ベースコートでコーティングされた基材を乾燥させるための方法であって、
（ａ）水性液体ベースコーティング組成物を前記基材の表面に塗布する工程と、
（ｂ）前記ベースコーティング組成物を、温度が約２０℃から約４０℃の範囲の空気に約３０秒の時間曝して、前記液体ベースコーティング組成物から揮発性材料の少なくとも一部を揮発させる工程であって、前記ベースコーティング組成物の表面における前記空気の速度が毎秒約０．３から約１メートルである工程と、
（ｃ）前記ベースコーティング組成物に、約３０秒から２分の時間、加熱された空気を吹き付ける（ａｐｐｌｙｉｎｇ）工程であって、前記ベースコーティング組成物の表面における前記空気の速度が毎秒約１．５から約１５メートルであり、前記空気の温度が約３０℃から約９０℃の範囲である工程と、
（ｄ）前記ベースコーティング組成物に、約３０秒から２分の時間、赤外線の照射と加熱された空気の吹き付けを同時に行う工程であって、前記ベースコーティング組成物の表面における前記空気の速度が毎秒約１．５から５メートルであり、前記空気の温度が約３０℃から約６０℃であり、これによって、十分に乾燥されたベースコートが前記基材の表面上に形成されるようにする工程と、
（ｅ）トップコーティング組成物を前記ベースコートの上に塗布する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記基材が、鉄、鋼、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、それらの合金および組合せからなる群から選択される金属であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記金属基材が自動車ボディ部品であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
工程（ｂ）において、前記時間が、約３０秒から約２分の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
工程（ｄ）で照射される前記赤外線が、約０．７から約２０マイクロメートルの範囲の近赤外領域から中赤外領域内の波長で照射されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
工程（ｄ）で照射される前記赤外線が、約０．７から約４マイクロメートルの範囲の近赤外領域内の波長で照射されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
工程（ｃ）において、前記時間が約３０秒から約４５秒の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
工程（ｄ）において、前記時間が約３０秒から約４５秒の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記トップコーティングがウェット・オン・ウェット（ｗｅｔ ｏｎ ｗｅｔ）で前記ベースコートの上に塗布されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記トップコーティング組成物の塗布後、前記ベースコーティング組成物および前記トップコーティング組成物を同時に硬化させる付加的な工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記基材がポリマー基材であり、前記方法の間の前記基材のピーク温度が、前記ポリマー材料の加熱撓み温度（ｈｅａｔ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を超えないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
放射線源がマイクロ波エネルギーであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００７−５０３９９４（Ｐ２００７−５０３９９４Ａ）
【公表日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２５４９２（Ｐ２００６−５２５４９２）
【出願日】平成１６年９月３日（２００４．９．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２８９２０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２３４３７
【国際公開日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月３日（２００４．９．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２８９２０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２３４３７
【国際公開日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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