静電保持装置及びそれを利用した移載方法及び塗膜の付与方法並びに成形型
【課題】凹凸や湾曲部を備えた立体形状を有する被塗物へも転写が行える塗膜の付与方法を提供すること。
【解決手段】ハンドリング対象物１０２の立体的な一表面形状１０２ａに合致した立体的な静電保持面５０１を備えた静電保持装置５００を用いる。被塗物１の立体的な一表面１ａの形状に合致させて立体的に成形された立体塗膜形成用フィルム１０２を静電保持装置５００の静電保持面５０１に保持させて被塗物１の表面へ移載する塗膜移載工程と、被塗物１の表面１ａに立体塗膜形成用フィルム１０２が移載された状態で立体塗膜形成用フィルム１０２に物理的及び／又は化学的な作用をさせて立体塗膜形成用フィルム１０２を被塗物１に固着させる塗膜硬化工程とを含む。家電製品や車両等の塗装に用いることができる。
【解決手段】ハンドリング対象物１０２の立体的な一表面形状１０２ａに合致した立体的な静電保持面５０１を備えた静電保持装置５００を用いる。被塗物１の立体的な一表面１ａの形状に合致させて立体的に成形された立体塗膜形成用フィルム１０２を静電保持装置５００の静電保持面５０１に保持させて被塗物１の表面へ移載する塗膜移載工程と、被塗物１の表面１ａに立体塗膜形成用フィルム１０２が移載された状態で立体塗膜形成用フィルム１０２に物理的及び／又は化学的な作用をさせて立体塗膜形成用フィルム１０２を被塗物１に固着させる塗膜硬化工程とを含む。家電製品や車両等の塗装に用いることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドリング対象物の立体的な一表面形状に合致した立体的な静電保持面を備えた静電保持装置、及びそれを用いた移載方法、塗膜の付与方法並びに成形型に関する。また、本発明は、特に、単独では形態を維持することが困難な程度に立体形状に賦形された薄膜成形体の立体形状を維持した状態で薄膜成形体を保持できる静電保持装置、及びそれを用いた移載方法、塗膜の付与方法並びに成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被塗物の表面への薄膜の付与方法としては、ローラー塗り、刷毛塗り、スプレー塗りなどによる被塗物への塗膜を形成する方法に加え、静電塗装、粉末塗装など、種々の塗膜の形成手法が知られている。また、予め塗膜となるべきフィルムを形成しておき、塗膜用フィルムを被塗物の表面に密着させて、接着により塗膜用フィルムを被塗物の表面へ転写することも行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
塗料などの液体による塗装では、塗料の粘性が低い場合には一回の塗装では塗膜の厚みには限界があり、例えば、１０〜２５μｍ程度を越えて厚みの厚い塗膜を形成するためには、重ね塗りが必要となる。重ね塗りは、下地となる塗膜が乾燥した後に上塗りを塗布させることが好ましく、この場合には塗膜付与工程が長時間必要となるという課題がある。一方、塗料の粘性を増大させれば厚塗りは可能であるが仕上げ面の品質の低下は避けがたい。
【０００４】
これに対して、塗膜用フィルムなどの固形物を被塗物の表面へ転写する転写法によれば、１回の転写により厚膜を付与できるという特徴を備えている。しかしながら、従来の転写法は、被塗物が平面である場合に限られ、立体面への転写は行われていない。
【０００５】
被塗物が立体である場合にも転写法による塗膜が被塗物に付与できれば、塗膜付与工程の飛躍的な改善が期待される。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、凹凸や湾曲部を備えた立体形状を有する被塗物へも転写が行える塗膜の付与方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明者が鋭意研究した結果、被塗物の立体面に沿った形状の成形型を用いて立体的な塗膜形成用フィルムを形成させ、その形状を保ったままで被塗物に移載し、塗膜形成用フィルムを硬化させれば、被塗物が立体面を有する場合であっても、転写が行えるのではないかと考えた。
【０００８】
また、この際、静電チャックの静電保持面を被塗面の形状に合致した立体的な面とすることにより、単独では形態を維持することが困難な程度に立体形状に賦形された塗膜形成用フィルムであっても、その立体形状を維持した状態で塗膜形成用フィルムの形態を維持しつつ保持できると考えた。
【０００９】
また、このような被塗面の形状に合致した静電保持面を金型の成形面に設ければ、成形された成形体をそのまま静電保持性能を有する成形面に保持させて被塗物まで移載できると考えた。
【００１０】
さらに、このような静電保持装置及び金型は、ハンドリング対象物（又は塗膜形成用フィルム）が立体形状を維持するのが困難であるものに限らず、形状維持性のあるハンドリング対象物（又は塗膜形成用フィルム）であっても、応用可能であることを見出した。
【００１１】
すなわち第１の発明は、ハンドリング対象物の立体的な一表面形状に合致した立体的な静電保持面を備えた静電保持装置である。
【００１２】
ここで、ハンドリング対象物の立体的な一表面形状に合致した立体的な静電保持面とは、ハンドリング対象物の一表面の形状と概略同一形状であるか、または該一表面に嵌合又は衝合する形状を意味する。
【００１３】
また、第２の発明は、立体的な一表面形状を備えて成形された立体フィルム成形体を、前記一表面形状に合致した請求項１記載の静電保持装置の静電保持面に保持させて移載する移載方法である。
【００１４】
また、第３の発明は、被塗物の立体的な一表面形状に合致させて立体的に成形された立体塗膜形成用フィルムを請求項１記載の静電保持装置の静電保持面に保持させて被塗物の表面へ移載する塗膜移載工程と、被塗物の表面に立体塗膜形成用フィルムが移載された状態で立体塗膜形成用フィルムに物理的及び／又は化学的な作用をさせて該立体塗膜形成用フィルムを被塗物に固着させる塗膜硬化工程とを含むことを特徴とする塗膜の付与方法である。
【００１５】
ここで、静電保持面は紫外線、光線、電子線の少なくとも一つを含む放射線に対して透過性を備えているのが好ましい。このような静電保持面を有すれば、静電保持面により塗膜形成用フィルムを被塗物の表面に保持させた状態で、放射線を照射させて該塗膜形成用フィルムを硬化させることができ、付与する塗膜形成用フィルムに放射線の照射により接着性を発現させつつ硬化する材料を含ませることにより、被塗物の表面に対して高品質の塗膜を付与させることができる。
【００１６】
また、第４の発明は、被塗物の立体的な一表面形状に合致した立体的な静電保持面を備えた成形型である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、凹凸や湾曲部を備えた立体形状を有する被塗物へも転写が行える塗膜の付与方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に第１の発明に係る静電保持装置につき図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
まず、本発明の説明に先立ち、図１１に示す一般的な静電保持装置１００について説明する。
【００２０】
図１１において、符号５０４は電極（静電電極）を取り付けるベース部材であり、一対の電極要素５０２ａ，５０２ｂが絶縁材料５０３に覆われてベース部材５０４に固定されている。また、これらの電極要素５０２ａ、５０２ｂは電圧制御部５０５に接続され、電圧制御部５０５の制御により各電極要素５０２ａには−Ｖ（ボルト）、電極要素５０２ｂには＋Ｖ（ボルト）の所定の電圧が印加され、又は各電極要素５０２ａ、５０２ｂは接地されるように構成されている。
【００２１】
つぎに、このように構成された静電保持装置の作用について説明する。電圧制御部５０５から各電極要素５０２ａ、５０２ｂに所定の電圧を印加する。これにより、静電保持面５０１に静電気力が誘起されてハンドリング対象物１０２が静電気吸引力で静電保持面５０１に吸着されて保持される。
【００２２】
各電極要素５０２ａ、５０２ｂへの電圧印加を遮断して各電極要素５０２ａ、５０２ｂを接地させることにより、静電保持面５０１は静電気力がなくなり、ハンドリング対象物１０２の保持が解除される。
【００２３】
また、電圧制御部５０５の電圧の印加を適宜に制御することにより、静電吸引力とハンドリング対象物の重力による落下とのバランスを図ることにより、ハンドリング対象物１０２を浮上状態で保持することもできる。
【００２４】
このような静電チャックは、例えば、特開２００４−１２０９２１号公報、特開平７−２５７７５１号公報、特開平９−３２２５６４号公報、特開平１０−６６３６７号公報、特開２００１−９７６６号公報などに詳細に説明されている。
【００２５】
ここで、従来の静電保持面５０１は、ハンドリング対象物１０２が薄板、フィルムなどの平板材料であったので、大略、図１１に示すよな平面上に形成されている。これにより、薄板等を対象として保持しても、真空チャックに比較して、周辺部分を含んで撓むことなく薄板を電極面全体の静電力により保持することができる。
【００２６】
そこで、本発明の一実施例に係る静電保持装置５００では、静電保持面５０１の形状を、図１に示すように、ハンドリング対象物１０２の外表面１０２ａの立体形状と概略嵌合する形状とする。この静電保持装置５００は、図１１に示す静電保持装置１００と同様な原理で作動するものであり、不図示のベース部材５０４に電極要素５０２ａ，５０２ｂが絶縁材料５０３に覆われて固定されて、これらの電極要素５０２ａ、５０２ｂには電圧制御部５０５から一定の電圧が印加、遮断されるように構成されている。
【００２７】
ここで、第１の発明の本質的な目的が、立体的に成形されたハンドリング対象物１０２（例えば、塗膜形成用フィルム）の形態を維持させた状態でハンドリング対象物１０２を保持することであるので、例えば、静電保持面５０１が複数の区画に分画されて隣接する区画が相互に離間していても、各静電保持面５０１を集合させた状態でハンドリング対象物１０２の形態を維持しつつ保持できればよい。この離間の程度は、ハンドリング対象物１０２の状態により異なる。
【００２８】
つぎに、このように構成された静電保持装置５００の作用について説明しつつ、第２の発明に係る移載方法の発明について説明する。
【００２９】
静電保持面５０１をハンドリング対象物１０２の近傍に移動させ、電圧制御部５０５を作動させて各電極要素５０２ａ、５０２ｂのそれぞれに電圧を印加する。これにより、静電気保持面５０１に静電気吸引力が作用してハンドリング対象物１０２は静電保持面５０１に吸着される。この吸着は面吸着であるので、ハンドリング対象物１０２が形態保持性が不安定で有ったり、また、極端にハンドリング対象物１０２に自立性を有さない場合でも、この静電保持面５０１が支持体として作用して、ハンドリング対象物１０２の形態を維持するように補助するので、静電保持装置５００又は静電保持面５０１を移動させてもハンドリング対象物１０２は静電保持面５０１に確実に保持され、移動できる。
【００３０】
つぎに、電圧制御部５０５を作動させ、各電極要素５０２ａ、５０２ｂへの電圧供給を遮断して電極要素５０２ａ、５０２ｂを接地させることにより、静電気力がなくなり、ハンドリング対象物１０２をリリースすることができる。
【００３１】
これにより、この静電保持装置を用いれば、自立性が欠ける、すなわち、単独では形態を維持してハンドリングが困難である立体形状の薄膜成形体であっても、形態を維持しつつ、また、薄膜成形体に応力（ストレス）を発生させることなく移載することができる。
【００３２】
つぎに、第３の発明に係る塗膜の付与方法に係る発明につき図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
この塗膜の付与方法は、被塗物の立体的な一表面形状に合致させて立体的に成形された立体塗膜形成用フィルムを第１の発明に係る静電保持装置の静電保持面５０１に保持させて被塗物の表面へ移載する塗膜移載工程Ｓ１と、被塗物の表面に立体塗膜形成用フィルムが移載された状態で立体塗膜形成用フィルムを物理的及び／又は化学的な作用をさせて被塗物に固着させる塗膜硬化工程Ｓ２とから基本的に構成される。
【００３４】
ここで、この塗膜移載工程Ｓ１に付される立体形成用フィルムは被塗物の立体的な一表面形状に合致させて立体的に成形された立体塗膜形成用フィルムであり、その製造方法は限定されない。
【００３５】
図２に示すように、半球状の突起を有する被塗物の外形と全く同一の外形を有する成形型１０を用意する。この成形型１０の表面１０ａは剥離性素材により形成されている。この成形型１０の剥離性の表面１０ａに常法により塗膜１０２を付与する（図３）。この塗膜１０２は、例えば、公知の離型紙上に形成される塗膜層と本質的に同一であってよい。
【００３６】
最も単純な構成では、表面１０ａ上に熱可塑性高分子や、熱硬化性樹脂、光架橋性高分子、電子線硬化性高分子などの硬化性高分子の塗膜を形成することである。塗膜の付与は、スプレー塗り、刷毛塗り、ローラ塗りなど適宜の手法が採用される。また、これらの塗膜は、単層でも複層であってもよく、必要に応じて、顔料、染料、着色剤、安定剤、充填材などの各種添加剤が含有されていてもよい。
【００３７】
一例として、被塗物１が車両であり、この車両用塗膜が、図４に示すように、被塗物１としての車体外板の上に、下塗り塗膜２，ベース層３、第１のクリア塗膜４，第２のクリア塗膜５の４層構造である場合には、これらの下塗り塗膜２，ベース層３、第１のクリア塗膜４，第２のクリア塗膜５の４層構造の塗膜１０２を付与する。もちろん、これらの各層２〜５がそれぞれ別々に順次付与されても、また、層１，２と層３，４とがそれぞれ別々に付与されていてもよい。
【００３８】
これにより得られた塗膜１０２は、支持体としての成形型１０に支持されて立体形状を維持し、離型性の表面１０ａから剥離した状態では形態を維持することが困難である。例えば、この塗膜１０２の両端だけを保持したのでは、塗膜１０２に掛かる応力によりこの塗膜１０２は破損する場合がある。
【００３９】
そこで、図５に示すように、静電保持面５０１の形状が表面１０ａ（又は被塗物の外形）に嵌合する形状である静電保持装置５００を用意する。この静電保持装置５００は、図１１に示す静電保持装置１００と同様な原理で作動するものであり、不図示のベース部材５０４に電極要素５０２ａ，５０２ｂが絶縁材料５０３に覆われて固定されて、これらの電極要素５０２ａ、５０２ｂには電圧制御部５０５から一定の電圧が印加、遮断されるように構成されている。
【００４０】
この静電保持装置５００を用い、必要に応じて位置合わせを行いつつ、静電保持面５０１を表面１０ａに賦形された塗膜１０２の外表面１０２ａに軽く接触させ、不図示の電圧制御部により電圧を印加させハンドリング対象物としての塗膜１０２を静電気力により静電保持面５０１に吸着させる。ついで、成形型１０と塗膜１０２とを引き剥がし、二点鎖線で示されるように、静電保持面５０１により塗膜１０２を保持させる。塗膜１０２は、支持体としての成形型１０と離間しても静電保持面５０１により保持される。この保持は面吸着（面保持）であるので、塗膜１０２の形態が安定に維持され、塗膜１０２に応力がかかることがなく、従って塗膜１０２が破損することがない。
【００４１】
静電保持装置５００を所定の位置に移動させるか、及び／又は成形型１０を移動させて、図６に示すように、成形型１０に変えて被塗物１の表面１ａを塗膜１０２の内表面１０２ｂに近接させ概略嵌合させる。
【００４２】
電極要素５０２ａ、５０２ｂへの電圧を遮断して接地させることにより、塗膜１０２は被塗物１の表面へ移載される。静電保持装置５００と被塗物１とを離間させ、被塗物１の表面（塗膜１０２）を加熱したり、紫外線、電子線などを放射させることにより塗膜１０２を硬化させれば、塗膜は直ちに硬化して被塗物１の表面へ固着される。
【００４３】
変形例としては、静電保持面５０１を含む静電保持装置５００が光線透過性である場合には、図７に示すように、この被塗物１の表面１ａに塗膜１０２を静電保持装置５００の静電保持面５０１を圧接させた状態で光、紫外線、電子線などの放射線νを照射させることにより塗膜１０２を放射線硬化させることができる。
【００４４】
また、同様に静電保持面５０１より伝熱により塗膜１０２を加熱できるように構成すれば、塗膜１０２を熱硬化させて被塗物１に塗膜１０２を固着することができる。
【００４５】
また、圧力により接着力が発現する樹脂を用いれば、静電保持面５０１より塗膜に圧力を付すことにより塗膜１０２を被塗物１に固着することができる。
（変形例）
図２の成形型１０に変えて図８に示すような成形型１０Ａを用いてもよい。ここで、この成形型１０Ａは、被塗物１の表面１ａに嵌合する形状の成形表面１０Ａａを有する。このような成形型１０Ａを用いれば、例えば、図４の各層２〜５の積層構造の表裏が逆転した塗膜１０２´（不図示）を得ることができる。
【００４６】
そこで、この表裏が逆転した塗膜１０２´（不図示）に嵌合する形態の静電保持面５０１´（不図示）を有する静電保持装置５００´（不図示）と、この静電保持面５０１´に嵌合する静電保持面５０１を有する静電保持装置５００との一対の静電保持装置を用い、静電保持装置間で移載させる工程を付与することにより、静電保持面５０１´と静電保持面５０１の保持の状態で、塗膜の上下面を反転させれば、実施例と同一の塗膜１０２を付与させることもできる。
【００４７】
つぎに、第４の静電保持面を備えた成形型の発明について、図面を参照しつつ説明する。
【００４８】
この成形型２０は、図９に示すように、上型２１、下型２２とから構成される割型である。この上型２１の表面２１ａの形状は、被塗物１の表面１ａと嵌合する形状である。この表面２１ａには、静電保持装置５００の静電保持面５０１が設けられている。この静電保持面５０１は、厚みが概略均一であり、これによりこの静電保持面５０１の形状は、被塗物１の表面１ａと嵌合する形状である。
【００４９】
フィルムの状態で、この成形型２０を使用して金型を閉鎖させて金型成形を行う。成形が完了すると同時に、静電保持装置５００に電圧を印加する。この状態で、成形型２０を開放しても、静電保持装置５００は、凹凸や湾曲に成形されたフィルム（塗膜）１０２を形状変化させることなく吸着保持する。
【００５０】
この吸着した状態で、上型２１を被塗物１までハンドリングし、図１０に示すように、被塗物１と静電保持面５０１とを衝合させる。この状態で、電圧印加をオフとし、成形後のフィルム１０２を被塗物１の表面１ａにリリースする。上型２１を被塗物１とフィルム１０２とが密着した状態で、紫外線照射や加熱硬化などの、化学的、物理的作用を加えてフィルム１０２と被塗物１とを固着させる。これにより、フィルム塗装が可能となる。
【００５１】
以上、本発明を図面により説明したが、本発明によれば、塗膜の形成工程で、重ね塗り工程を別途に行うことにより、塗装ライン上では、塗膜の移載と硬化とを行えばよい。ここで、塗膜の硬化は、紫外線、電子線などの放射線を作用させることにより硬化させる構成とすれば、瞬時に塗膜は硬化するので、塗装ライン上での施工時間の大幅な短縮が行える。
【００５２】
また、塗装工程は、均等な膜厚にするには熟練が必要で有ったが、塗膜を別途の工程で、例えば、フィルム成形により成形することとすれば、膜厚が厚くなった場合には特に、均一な膜厚のフィルムを成形するのが容易であり、工程管理が一層容易となる。
【００５３】
また、本発明のように構成すれば、塗膜は必要な大きさのものが提供されるので、塗装ラインにおける塗料の無駄が削減できる。
（応用例）
一般に家電製品は、静電塗装やエアスプレー、エアレススプレーなどで塗装を行っているが、仕上がりには熟練を要した技術が必要であるとされている。これにより、このような家電製品の塗装に本発明を適用する場合には、予め所定の形状に成形された塗膜を静電保持装置を用いて移載するか、又は静電保持装置５００を搭載した成形金型を用いてフィルム成形後に移載する。これにより、家電製品の塗装箇所と同一形状の静電保持装置を用いて成型後のフィルムを移載することで、家電製品に対してもフィルム塗装を行うことができる。
【００５４】
また、静電保持装置は、近年では大型化が可能であり、例えば、幅２ｍを超える面積の静電保持面を得ることができる。これにより、例えば、車両の外板などの大型の被塗物に対しても、車体外板の形状に成形されたフィルム状の塗膜を成形し、このフィルム状の塗膜を、例えば、予め下地処理されてパテ塗りされた外板に移送させて、密着させた状態で塗膜を付与させることができる。
【００５５】
これにより、重ね塗りせずに厚膜を付与することができるので、塗装作業が大幅に簡易化される。また、紫外線や電子線などの放射線硬化性樹脂を用いる場合には、静電塗装のような溶剤が不要となるので、塗装ラインにおける作業環境を大幅に改善することが可能である。また、硬化に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００５６】
これにより、小型の家電製品や玩具、その他の一般製品の塗装から大型の車両の塗装まで、塗装の品質維持を図ったり、塗装の施工工程の簡略化を図ったり、また、作業環境を改善するなどの種々の目的で本発明を適用することができる。
【００５７】
以上、この発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【００５８】
例えば、以上の説明では、ハンドリング対象物は薄物であったが、ハンドリング対象物と嵌合する形状の静電保持面を有する静電保持装置によれば、ハンドリング対象物が曲面を有すれば面吸着させることができるので、ハンドリング対象物は薄物に限らず、形状が安定している立体成型物をハンドリングしてもよい。
【００５９】
また、以上の説明では、塗膜はフィルム成形による方法で得られているが、塗膜の形成方法は基本的には限定されない。例えば、真空成形や圧空成形により形成してもよく、また、射出成形、圧縮成形、射出圧縮形成などの成形法によってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る静電保持装置とハンドリング対象物との関係を説明する図である。
【図２】本発明の実施例において用いられる成形型の一例を断面により説明する図である。
【図３】成形型の表面に塗膜を形成する工程を説明する図である。
【図４】塗装物の構造を断面により説明する図である。図である。
【図５】本発明に係る静電保持装置により塗膜を吸引保持する状況を説明する図である。
【図６】本発明に係る静電保持装置により保持した塗膜を被塗物へ移載する状況を説明する図である。
【図７】本発明の変形例に係る静電保持装置により圧接した状態で塗膜を硬化させる状況を説明する図である。
【図８】本発明の変形例において用いられる成形型の一例を断面により説明する図である。
【図９】本発明に係る成形型の一例を断面により説明する図である。
【図１０】図９の成形型をそのまま用いて移載する工程を説明する図である。
【図１１】一般的な静電保持装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００６１】
１：被塗物
１ａ：表面（塗布面）
１０：成形型
１０ａ：表面
１０Ａ：成形型
１０Ａａ：成形表面
２０：成形型
２１：上型
２１ａ：表面
２２：下型
１０２：塗膜（ハンドリング対象物）
１０２ａ：外表面
１０２ｂ：内表面（裏面）
５００：静電保持装置
５０１：静電保持面
５０２ａ、５０２ｂ：電極要素
５０３：絶縁材料
５０４：ベース部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドリング対象物の立体的な一表面形状に合致した立体的な静電保持面を備えた静電保持装置、及びそれを用いた移載方法、塗膜の付与方法並びに成形型に関する。また、本発明は、特に、単独では形態を維持することが困難な程度に立体形状に賦形された薄膜成形体の立体形状を維持した状態で薄膜成形体を保持できる静電保持装置、及びそれを用いた移載方法、塗膜の付与方法並びに成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被塗物の表面への薄膜の付与方法としては、ローラー塗り、刷毛塗り、スプレー塗りなどによる被塗物への塗膜を形成する方法に加え、静電塗装、粉末塗装など、種々の塗膜の形成手法が知られている。また、予め塗膜となるべきフィルムを形成しておき、塗膜用フィルムを被塗物の表面に密着させて、接着により塗膜用フィルムを被塗物の表面へ転写することも行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
塗料などの液体による塗装では、塗料の粘性が低い場合には一回の塗装では塗膜の厚みには限界があり、例えば、１０〜２５μｍ程度を越えて厚みの厚い塗膜を形成するためには、重ね塗りが必要となる。重ね塗りは、下地となる塗膜が乾燥した後に上塗りを塗布させることが好ましく、この場合には塗膜付与工程が長時間必要となるという課題がある。一方、塗料の粘性を増大させれば厚塗りは可能であるが仕上げ面の品質の低下は避けがたい。
【０００４】
これに対して、塗膜用フィルムなどの固形物を被塗物の表面へ転写する転写法によれば、１回の転写により厚膜を付与できるという特徴を備えている。しかしながら、従来の転写法は、被塗物が平面である場合に限られ、立体面への転写は行われていない。
【０００５】
被塗物が立体である場合にも転写法による塗膜が被塗物に付与できれば、塗膜付与工程の飛躍的な改善が期待される。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、凹凸や湾曲部を備えた立体形状を有する被塗物へも転写が行える塗膜の付与方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明者が鋭意研究した結果、被塗物の立体面に沿った形状の成形型を用いて立体的な塗膜形成用フィルムを形成させ、その形状を保ったままで被塗物に移載し、塗膜形成用フィルムを硬化させれば、被塗物が立体面を有する場合であっても、転写が行えるのではないかと考えた。
【０００８】
また、この際、静電チャックの静電保持面を被塗面の形状に合致した立体的な面とすることにより、単独では形態を維持することが困難な程度に立体形状に賦形された塗膜形成用フィルムであっても、その立体形状を維持した状態で塗膜形成用フィルムの形態を維持しつつ保持できると考えた。
【０００９】
また、このような被塗面の形状に合致した静電保持面を金型の成形面に設ければ、成形された成形体をそのまま静電保持性能を有する成形面に保持させて被塗物まで移載できると考えた。
【００１０】
さらに、このような静電保持装置及び金型は、ハンドリング対象物（又は塗膜形成用フィルム）が立体形状を維持するのが困難であるものに限らず、形状維持性のあるハンドリング対象物（又は塗膜形成用フィルム）であっても、応用可能であることを見出した。
【００１１】
すなわち第１の発明は、ハンドリング対象物の立体的な一表面形状に合致した立体的な静電保持面を備えた静電保持装置である。
【００１２】
ここで、ハンドリング対象物の立体的な一表面形状に合致した立体的な静電保持面とは、ハンドリング対象物の一表面の形状と概略同一形状であるか、または該一表面に嵌合又は衝合する形状を意味する。
【００１３】
また、第２の発明は、立体的な一表面形状を備えて成形された立体フィルム成形体を、前記一表面形状に合致した請求項１記載の静電保持装置の静電保持面に保持させて移載する移載方法である。
【００１４】
また、第３の発明は、被塗物の立体的な一表面形状に合致させて立体的に成形された立体塗膜形成用フィルムを請求項１記載の静電保持装置の静電保持面に保持させて被塗物の表面へ移載する塗膜移載工程と、被塗物の表面に立体塗膜形成用フィルムが移載された状態で立体塗膜形成用フィルムに物理的及び／又は化学的な作用をさせて該立体塗膜形成用フィルムを被塗物に固着させる塗膜硬化工程とを含むことを特徴とする塗膜の付与方法である。
【００１５】
ここで、静電保持面は紫外線、光線、電子線の少なくとも一つを含む放射線に対して透過性を備えているのが好ましい。このような静電保持面を有すれば、静電保持面により塗膜形成用フィルムを被塗物の表面に保持させた状態で、放射線を照射させて該塗膜形成用フィルムを硬化させることができ、付与する塗膜形成用フィルムに放射線の照射により接着性を発現させつつ硬化する材料を含ませることにより、被塗物の表面に対して高品質の塗膜を付与させることができる。
【００１６】
また、第４の発明は、被塗物の立体的な一表面形状に合致した立体的な静電保持面を備えた成形型である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、凹凸や湾曲部を備えた立体形状を有する被塗物へも転写が行える塗膜の付与方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に第１の発明に係る静電保持装置につき図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
まず、本発明の説明に先立ち、図１１に示す一般的な静電保持装置１００について説明する。
【００２０】
図１１において、符号５０４は電極（静電電極）を取り付けるベース部材であり、一対の電極要素５０２ａ，５０２ｂが絶縁材料５０３に覆われてベース部材５０４に固定されている。また、これらの電極要素５０２ａ、５０２ｂは電圧制御部５０５に接続され、電圧制御部５０５の制御により各電極要素５０２ａには−Ｖ（ボルト）、電極要素５０２ｂには＋Ｖ（ボルト）の所定の電圧が印加され、又は各電極要素５０２ａ、５０２ｂは接地されるように構成されている。
【００２１】
つぎに、このように構成された静電保持装置の作用について説明する。電圧制御部５０５から各電極要素５０２ａ、５０２ｂに所定の電圧を印加する。これにより、静電保持面５０１に静電気力が誘起されてハンドリング対象物１０２が静電気吸引力で静電保持面５０１に吸着されて保持される。
【００２２】
各電極要素５０２ａ、５０２ｂへの電圧印加を遮断して各電極要素５０２ａ、５０２ｂを接地させることにより、静電保持面５０１は静電気力がなくなり、ハンドリング対象物１０２の保持が解除される。
【００２３】
また、電圧制御部５０５の電圧の印加を適宜に制御することにより、静電吸引力とハンドリング対象物の重力による落下とのバランスを図ることにより、ハンドリング対象物１０２を浮上状態で保持することもできる。
【００２４】
このような静電チャックは、例えば、特開２００４−１２０９２１号公報、特開平７−２５７７５１号公報、特開平９−３２２５６４号公報、特開平１０−６６３６７号公報、特開２００１−９７６６号公報などに詳細に説明されている。
【００２５】
ここで、従来の静電保持面５０１は、ハンドリング対象物１０２が薄板、フィルムなどの平板材料であったので、大略、図１１に示すよな平面上に形成されている。これにより、薄板等を対象として保持しても、真空チャックに比較して、周辺部分を含んで撓むことなく薄板を電極面全体の静電力により保持することができる。
【００２６】
そこで、本発明の一実施例に係る静電保持装置５００では、静電保持面５０１の形状を、図１に示すように、ハンドリング対象物１０２の外表面１０２ａの立体形状と概略嵌合する形状とする。この静電保持装置５００は、図１１に示す静電保持装置１００と同様な原理で作動するものであり、不図示のベース部材５０４に電極要素５０２ａ，５０２ｂが絶縁材料５０３に覆われて固定されて、これらの電極要素５０２ａ、５０２ｂには電圧制御部５０５から一定の電圧が印加、遮断されるように構成されている。
【００２７】
ここで、第１の発明の本質的な目的が、立体的に成形されたハンドリング対象物１０２（例えば、塗膜形成用フィルム）の形態を維持させた状態でハンドリング対象物１０２を保持することであるので、例えば、静電保持面５０１が複数の区画に分画されて隣接する区画が相互に離間していても、各静電保持面５０１を集合させた状態でハンドリング対象物１０２の形態を維持しつつ保持できればよい。この離間の程度は、ハンドリング対象物１０２の状態により異なる。
【００２８】
つぎに、このように構成された静電保持装置５００の作用について説明しつつ、第２の発明に係る移載方法の発明について説明する。
【００２９】
静電保持面５０１をハンドリング対象物１０２の近傍に移動させ、電圧制御部５０５を作動させて各電極要素５０２ａ、５０２ｂのそれぞれに電圧を印加する。これにより、静電気保持面５０１に静電気吸引力が作用してハンドリング対象物１０２は静電保持面５０１に吸着される。この吸着は面吸着であるので、ハンドリング対象物１０２が形態保持性が不安定で有ったり、また、極端にハンドリング対象物１０２に自立性を有さない場合でも、この静電保持面５０１が支持体として作用して、ハンドリング対象物１０２の形態を維持するように補助するので、静電保持装置５００又は静電保持面５０１を移動させてもハンドリング対象物１０２は静電保持面５０１に確実に保持され、移動できる。
【００３０】
つぎに、電圧制御部５０５を作動させ、各電極要素５０２ａ、５０２ｂへの電圧供給を遮断して電極要素５０２ａ、５０２ｂを接地させることにより、静電気力がなくなり、ハンドリング対象物１０２をリリースすることができる。
【００３１】
これにより、この静電保持装置を用いれば、自立性が欠ける、すなわち、単独では形態を維持してハンドリングが困難である立体形状の薄膜成形体であっても、形態を維持しつつ、また、薄膜成形体に応力（ストレス）を発生させることなく移載することができる。
【００３２】
つぎに、第３の発明に係る塗膜の付与方法に係る発明につき図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
この塗膜の付与方法は、被塗物の立体的な一表面形状に合致させて立体的に成形された立体塗膜形成用フィルムを第１の発明に係る静電保持装置の静電保持面５０１に保持させて被塗物の表面へ移載する塗膜移載工程Ｓ１と、被塗物の表面に立体塗膜形成用フィルムが移載された状態で立体塗膜形成用フィルムを物理的及び／又は化学的な作用をさせて被塗物に固着させる塗膜硬化工程Ｓ２とから基本的に構成される。
【００３４】
ここで、この塗膜移載工程Ｓ１に付される立体形成用フィルムは被塗物の立体的な一表面形状に合致させて立体的に成形された立体塗膜形成用フィルムであり、その製造方法は限定されない。
【００３５】
図２に示すように、半球状の突起を有する被塗物の外形と全く同一の外形を有する成形型１０を用意する。この成形型１０の表面１０ａは剥離性素材により形成されている。この成形型１０の剥離性の表面１０ａに常法により塗膜１０２を付与する（図３）。この塗膜１０２は、例えば、公知の離型紙上に形成される塗膜層と本質的に同一であってよい。
【００３６】
最も単純な構成では、表面１０ａ上に熱可塑性高分子や、熱硬化性樹脂、光架橋性高分子、電子線硬化性高分子などの硬化性高分子の塗膜を形成することである。塗膜の付与は、スプレー塗り、刷毛塗り、ローラ塗りなど適宜の手法が採用される。また、これらの塗膜は、単層でも複層であってもよく、必要に応じて、顔料、染料、着色剤、安定剤、充填材などの各種添加剤が含有されていてもよい。
【００３７】
一例として、被塗物１が車両であり、この車両用塗膜が、図４に示すように、被塗物１としての車体外板の上に、下塗り塗膜２，ベース層３、第１のクリア塗膜４，第２のクリア塗膜５の４層構造である場合には、これらの下塗り塗膜２，ベース層３、第１のクリア塗膜４，第２のクリア塗膜５の４層構造の塗膜１０２を付与する。もちろん、これらの各層２〜５がそれぞれ別々に順次付与されても、また、層１，２と層３，４とがそれぞれ別々に付与されていてもよい。
【００３８】
これにより得られた塗膜１０２は、支持体としての成形型１０に支持されて立体形状を維持し、離型性の表面１０ａから剥離した状態では形態を維持することが困難である。例えば、この塗膜１０２の両端だけを保持したのでは、塗膜１０２に掛かる応力によりこの塗膜１０２は破損する場合がある。
【００３９】
そこで、図５に示すように、静電保持面５０１の形状が表面１０ａ（又は被塗物の外形）に嵌合する形状である静電保持装置５００を用意する。この静電保持装置５００は、図１１に示す静電保持装置１００と同様な原理で作動するものであり、不図示のベース部材５０４に電極要素５０２ａ，５０２ｂが絶縁材料５０３に覆われて固定されて、これらの電極要素５０２ａ、５０２ｂには電圧制御部５０５から一定の電圧が印加、遮断されるように構成されている。
【００４０】
この静電保持装置５００を用い、必要に応じて位置合わせを行いつつ、静電保持面５０１を表面１０ａに賦形された塗膜１０２の外表面１０２ａに軽く接触させ、不図示の電圧制御部により電圧を印加させハンドリング対象物としての塗膜１０２を静電気力により静電保持面５０１に吸着させる。ついで、成形型１０と塗膜１０２とを引き剥がし、二点鎖線で示されるように、静電保持面５０１により塗膜１０２を保持させる。塗膜１０２は、支持体としての成形型１０と離間しても静電保持面５０１により保持される。この保持は面吸着（面保持）であるので、塗膜１０２の形態が安定に維持され、塗膜１０２に応力がかかることがなく、従って塗膜１０２が破損することがない。
【００４１】
静電保持装置５００を所定の位置に移動させるか、及び／又は成形型１０を移動させて、図６に示すように、成形型１０に変えて被塗物１の表面１ａを塗膜１０２の内表面１０２ｂに近接させ概略嵌合させる。
【００４２】
電極要素５０２ａ、５０２ｂへの電圧を遮断して接地させることにより、塗膜１０２は被塗物１の表面へ移載される。静電保持装置５００と被塗物１とを離間させ、被塗物１の表面（塗膜１０２）を加熱したり、紫外線、電子線などを放射させることにより塗膜１０２を硬化させれば、塗膜は直ちに硬化して被塗物１の表面へ固着される。
【００４３】
変形例としては、静電保持面５０１を含む静電保持装置５００が光線透過性である場合には、図７に示すように、この被塗物１の表面１ａに塗膜１０２を静電保持装置５００の静電保持面５０１を圧接させた状態で光、紫外線、電子線などの放射線νを照射させることにより塗膜１０２を放射線硬化させることができる。
【００４４】
また、同様に静電保持面５０１より伝熱により塗膜１０２を加熱できるように構成すれば、塗膜１０２を熱硬化させて被塗物１に塗膜１０２を固着することができる。
【００４５】
また、圧力により接着力が発現する樹脂を用いれば、静電保持面５０１より塗膜に圧力を付すことにより塗膜１０２を被塗物１に固着することができる。
（変形例）
図２の成形型１０に変えて図８に示すような成形型１０Ａを用いてもよい。ここで、この成形型１０Ａは、被塗物１の表面１ａに嵌合する形状の成形表面１０Ａａを有する。このような成形型１０Ａを用いれば、例えば、図４の各層２〜５の積層構造の表裏が逆転した塗膜１０２´（不図示）を得ることができる。
【００４６】
そこで、この表裏が逆転した塗膜１０２´（不図示）に嵌合する形態の静電保持面５０１´（不図示）を有する静電保持装置５００´（不図示）と、この静電保持面５０１´に嵌合する静電保持面５０１を有する静電保持装置５００との一対の静電保持装置を用い、静電保持装置間で移載させる工程を付与することにより、静電保持面５０１´と静電保持面５０１の保持の状態で、塗膜の上下面を反転させれば、実施例と同一の塗膜１０２を付与させることもできる。
【００４７】
つぎに、第４の静電保持面を備えた成形型の発明について、図面を参照しつつ説明する。
【００４８】
この成形型２０は、図９に示すように、上型２１、下型２２とから構成される割型である。この上型２１の表面２１ａの形状は、被塗物１の表面１ａと嵌合する形状である。この表面２１ａには、静電保持装置５００の静電保持面５０１が設けられている。この静電保持面５０１は、厚みが概略均一であり、これによりこの静電保持面５０１の形状は、被塗物１の表面１ａと嵌合する形状である。
【００４９】
フィルムの状態で、この成形型２０を使用して金型を閉鎖させて金型成形を行う。成形が完了すると同時に、静電保持装置５００に電圧を印加する。この状態で、成形型２０を開放しても、静電保持装置５００は、凹凸や湾曲に成形されたフィルム（塗膜）１０２を形状変化させることなく吸着保持する。
【００５０】
この吸着した状態で、上型２１を被塗物１までハンドリングし、図１０に示すように、被塗物１と静電保持面５０１とを衝合させる。この状態で、電圧印加をオフとし、成形後のフィルム１０２を被塗物１の表面１ａにリリースする。上型２１を被塗物１とフィルム１０２とが密着した状態で、紫外線照射や加熱硬化などの、化学的、物理的作用を加えてフィルム１０２と被塗物１とを固着させる。これにより、フィルム塗装が可能となる。
【００５１】
以上、本発明を図面により説明したが、本発明によれば、塗膜の形成工程で、重ね塗り工程を別途に行うことにより、塗装ライン上では、塗膜の移載と硬化とを行えばよい。ここで、塗膜の硬化は、紫外線、電子線などの放射線を作用させることにより硬化させる構成とすれば、瞬時に塗膜は硬化するので、塗装ライン上での施工時間の大幅な短縮が行える。
【００５２】
また、塗装工程は、均等な膜厚にするには熟練が必要で有ったが、塗膜を別途の工程で、例えば、フィルム成形により成形することとすれば、膜厚が厚くなった場合には特に、均一な膜厚のフィルムを成形するのが容易であり、工程管理が一層容易となる。
【００５３】
また、本発明のように構成すれば、塗膜は必要な大きさのものが提供されるので、塗装ラインにおける塗料の無駄が削減できる。
（応用例）
一般に家電製品は、静電塗装やエアスプレー、エアレススプレーなどで塗装を行っているが、仕上がりには熟練を要した技術が必要であるとされている。これにより、このような家電製品の塗装に本発明を適用する場合には、予め所定の形状に成形された塗膜を静電保持装置を用いて移載するか、又は静電保持装置５００を搭載した成形金型を用いてフィルム成形後に移載する。これにより、家電製品の塗装箇所と同一形状の静電保持装置を用いて成型後のフィルムを移載することで、家電製品に対してもフィルム塗装を行うことができる。
【００５４】
また、静電保持装置は、近年では大型化が可能であり、例えば、幅２ｍを超える面積の静電保持面を得ることができる。これにより、例えば、車両の外板などの大型の被塗物に対しても、車体外板の形状に成形されたフィルム状の塗膜を成形し、このフィルム状の塗膜を、例えば、予め下地処理されてパテ塗りされた外板に移送させて、密着させた状態で塗膜を付与させることができる。
【００５５】
これにより、重ね塗りせずに厚膜を付与することができるので、塗装作業が大幅に簡易化される。また、紫外線や電子線などの放射線硬化性樹脂を用いる場合には、静電塗装のような溶剤が不要となるので、塗装ラインにおける作業環境を大幅に改善することが可能である。また、硬化に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００５６】
これにより、小型の家電製品や玩具、その他の一般製品の塗装から大型の車両の塗装まで、塗装の品質維持を図ったり、塗装の施工工程の簡略化を図ったり、また、作業環境を改善するなどの種々の目的で本発明を適用することができる。
【００５７】
以上、この発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【００５８】
例えば、以上の説明では、ハンドリング対象物は薄物であったが、ハンドリング対象物と嵌合する形状の静電保持面を有する静電保持装置によれば、ハンドリング対象物が曲面を有すれば面吸着させることができるので、ハンドリング対象物は薄物に限らず、形状が安定している立体成型物をハンドリングしてもよい。
【００５９】
また、以上の説明では、塗膜はフィルム成形による方法で得られているが、塗膜の形成方法は基本的には限定されない。例えば、真空成形や圧空成形により形成してもよく、また、射出成形、圧縮成形、射出圧縮形成などの成形法によってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る静電保持装置とハンドリング対象物との関係を説明する図である。
【図２】本発明の実施例において用いられる成形型の一例を断面により説明する図である。
【図３】成形型の表面に塗膜を形成する工程を説明する図である。
【図４】塗装物の構造を断面により説明する図である。図である。
【図５】本発明に係る静電保持装置により塗膜を吸引保持する状況を説明する図である。
【図６】本発明に係る静電保持装置により保持した塗膜を被塗物へ移載する状況を説明する図である。
【図７】本発明の変形例に係る静電保持装置により圧接した状態で塗膜を硬化させる状況を説明する図である。
【図８】本発明の変形例において用いられる成形型の一例を断面により説明する図である。
【図９】本発明に係る成形型の一例を断面により説明する図である。
【図１０】図９の成形型をそのまま用いて移載する工程を説明する図である。
【図１１】一般的な静電保持装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００６１】
１：被塗物
１ａ：表面（塗布面）
１０：成形型
１０ａ：表面
１０Ａ：成形型
１０Ａａ：成形表面
２０：成形型
２１：上型
２１ａ：表面
２２：下型
１０２：塗膜（ハンドリング対象物）
１０２ａ：外表面
１０２ｂ：内表面（裏面）
５００：静電保持装置
５０１：静電保持面
５０２ａ、５０２ｂ：電極要素
５０３：絶縁材料
５０４：ベース部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドリング対象物の立体的な一表面形状に合致した立体的な静電保持面を備えた静電保持装置。
【請求項２】
立体的な一表面形状を備えて成形された立体フィルム成形体を、前記一表面形状に合致した請求項１記載の静電保持装置の静電保持面に保持させて移載する移載方法。
【請求項３】
被塗物の立体的な一表面形状に合致させて立体的に成形された立体塗膜形成用フィルムを請求項１記載の静電保持装置の静電保持面に保持させて被塗物の表面へ移載する塗膜移載工程と、
被塗物の表面に立体塗膜形成用フィルムが移載された状態で立体塗膜形成用フィルムに物理的及び／又は化学的な作用をさせて該立体塗膜形成用フィルムを被塗物に固着させる塗膜硬化工程とを含むことを特徴とする塗膜の付与方法。
【請求項４】
前記静電保持面は紫外線、光線、電子線の少なくとも一つを含む放射線に対して透過性を備え、
前記塗膜形成用フィルムは、前記放射線の照射により接着性を発現させつつ硬化する材料を含み、
前記塗膜硬化工程は、前記放射線を前記静電保持面を透過させて照射させて該立体塗膜形成用フィルムを硬化させることを特徴とする請求項３に記載の塗膜の付与方法。
【請求項５】
被塗物の立体的な一表面形状に合致した立体的な静電保持面を備えた成形型。
【請求項６】
請求項１記載の静電保持装置及び／又は請求項５記載の成形型を塗膜付与ラインに組み込んだ塗膜付与装置。
【請求項１】
ハンドリング対象物の立体的な一表面形状に合致した立体的な静電保持面を備えた静電保持装置。
【請求項２】
立体的な一表面形状を備えて成形された立体フィルム成形体を、前記一表面形状に合致した請求項１記載の静電保持装置の静電保持面に保持させて移載する移載方法。
【請求項３】
被塗物の立体的な一表面形状に合致させて立体的に成形された立体塗膜形成用フィルムを請求項１記載の静電保持装置の静電保持面に保持させて被塗物の表面へ移載する塗膜移載工程と、
被塗物の表面に立体塗膜形成用フィルムが移載された状態で立体塗膜形成用フィルムに物理的及び／又は化学的な作用をさせて該立体塗膜形成用フィルムを被塗物に固着させる塗膜硬化工程とを含むことを特徴とする塗膜の付与方法。
【請求項４】
前記静電保持面は紫外線、光線、電子線の少なくとも一つを含む放射線に対して透過性を備え、
前記塗膜形成用フィルムは、前記放射線の照射により接着性を発現させつつ硬化する材料を含み、
前記塗膜硬化工程は、前記放射線を前記静電保持面を透過させて照射させて該立体塗膜形成用フィルムを硬化させることを特徴とする請求項３に記載の塗膜の付与方法。
【請求項５】
被塗物の立体的な一表面形状に合致した立体的な静電保持面を備えた成形型。
【請求項６】
請求項１記載の静電保持装置及び／又は請求項５記載の成形型を塗膜付与ラインに組み込んだ塗膜付与装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−６８３３１（Ｐ２００７−６８３３１Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５１４９１（Ｐ２００５−２５１４９１）
【出願日】平成１７年８月３１日（２００５．８．３１）
【出願人】（５９３１１５７９２）筑波精工株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月３１日（２００５．８．３１）
【出願人】（５９３１１５７９２）筑波精工株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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