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カーボンフレームの塗装補修


 
sole  2015-11-8 14:42
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カーボンフレームの塗装補修

費用 ¥2500くらい

注意:この項でお話するのは、あくまでも「塗装」の補修についてのみです。
フレームの素材部分のダメージについての補修については言及していません!
素人が断言するのもなんですが、フレーム自体の損傷については専門家の領域です!!

不注意でスパナを落としてしまったトップチューブの傷、壁やフェンスに立てかけるなどする際についたリアエンド付近の傷、飛び石?でついたフロントフォークの傷などの補修を、この一年、断続的に進めてきました。作業の実際に及んで、私自身が考えたこと、気づいたこと、実践したことをまとめてみました。
なお、作業に当たってはフォーラムで皆さんに泣きつき(笑)様々な実践的な情報、慰めの言葉などをいただきました。
http://forums.cbnanashi.net/showthread.php?tid=802
はなはだ不完全ですが、本稿をもって皆様へ恩返し、そして新たに涙を流される皆さんへの指南としたいと考えます。長文になっていますが、必要なところを拾い読みするなりしてご活用いただけたら幸いです。
※Forum等で皆さんからいただいた情報、Tipsは多岐に渡るため、一つ一つ出典は示しませんが、私の行った作業に絡めて書き添える形であちこちに引用しています。その節は皆さん、ありがとうございました。

【傷の状態の判定】
果たしてフレーム自体にダメージがないのか?一番気になるところがここです。私自身も、傷を入れてしまった当初は寿命が縮む思いでした。傷からフレームを生やすほどのメンタルの強さでなくてよかった!えへへ。
傷付近にカーボンファイバーのささくれ、フレーム形状の異状、その他明らかな変化があるなら、そのフレームはもはや塗装レベルの補修対象ではなく、素材自体の補修、あるいは全損扱いということになるでしょう。
外見からは異常を感じられなくとも、パイプ内部のカーボンの積層剥がれがのちの深刻な破損につながることも考えられます。打音検査が有効なのかどうかも素人にはよく分かりません(専門家、それも経験者によるX線検査や超音波探傷を受けることができればベストなのでしょう)。といいつつ、あくまで私は素人判断を試みw、一点に衝撃が加わったトップチューブに関しては、念入りにコツコツ叩いてみたりして、おそらくチューブ自体のダメージは無し、あるいはごく軽微と判断して塗装の補修に臨みました。飛び石などによって、塗装に浮きが生じて濁りが生じたような部分は、ほとんどの方が問題なしと判断するでしょう。また、非レーシング系のフレームであれば、そこそこの安全マージンが取られているであろうという見込みも、そこには含まれています。
補修とはあまり関係ないですが、こんな話題もフォーラムにありました。
http://forums.cbnanashi.net/showthread.php?tid=736
本レビューを読まれて実践される皆さんの生命財産を保証することは、私にはできません。くどいようですが、くれぐれも慎重な判断のもと、自己責任において実施されることを望みます。

そこそこ深く、塗装面全体にクラックがいってしまったものの補修をベースに話を進めます。
浅い傷の場合は、塗装を剥離しきらずに仕上げのプロセスへ移り、滑らかな表面を取り戻せばそれでOK、という場合もあると思います。さらに浅い傷ならば、剥離~塗装・研磨のプロセスを省略し、最後の工程のコンパウンド磨きだけでOKだったり、ガラスコートで覆って目立たなくしてしまう(小傷を埋められないかと試しました、でもよーく見ればコートの下に傷があるのは分かっちゃいます、残念ながら)作戦もアリでしょう。
このへんは傷の状態、研磨面及び下の塗装の状態を見極めつつ慎重に判断し、コトを進めます。最小限の工数で済ませた方が手間もかからず、失敗した時のダメージも少なく済みます。

【塗装の剥離】
傷周辺を、最小限の面積を残してマスキングで被います。塗装の切り替え、デカールなどが近くにある場合には、可能な限り避けるよう慎重に行います。
マスキングした中を、耐水ペーパーなどで磨いていくのを基本に、浮いてしまった塗膜は針やピンセットの先などで慎重につついて剥したりしていくわけですが、ペーパーの当て木は平らなもの、乾電池など丸いものを、磨く面積に応じて使い分けて行くとうまく行くと思います。ちなみに、当たり方、削れ方のイメージは平面の方がはるかにつかみやすいです。一方で、磨く面積が狭く、細​かく磨きたいときに、丸い当て木による曲面×曲面の当たり方は威力を発揮します。じっくり斜めや横から当たり具合を確認しつつ進めます。油断しているとマスキングテープもけっこう削れてしまうものなので、必要に応じて貼り直したりして進めます。剥離したら、念入りに水拭きして塗装の準備はおしまい。


▲単4乾電池を当て木として使用する

【塗装】
今回の補修作業には、東邦の2液式ウレタンクリアーを使用しました。同メーカーから薄め液もリリースされており、器具の洗浄、塗装液の粘度調整で役に立つので、ウレタン系塗装の場合は薄め液を調達しておいた方が良さそうです。混合後のウレタンクリアは意外と粘性のある液体だったので、小面積の補修であっても必要だと思います。
なお、傷補修というレベルではごく少量の塗料を使うので、液体の取り出しにはストロー、塗料の調製容器にはアルミ箔のおかず入れが活躍しました。ストローで一定の「長さ」の原液を吸い上げておかず入れに取り分ける訳ですね。1液と2液、それぞれ1:1で混合するわけですが、ストローならば先の液に浸された先端を切り落としてしまえばコンタミのリスクはありません。ストローの素材が溶けてしまわないか不安だったのですが、コンビニでもらえる普通のストローで大丈夫でした。また、おかず入れならば、洗浄の手間もなく捨てちゃっても全然もったいなくないので便利でした。
筆は、0番の平筆を使用。縦に横に使えて良かろうと思ったのですが、ここは人それぞれだと思います。素人にとっては、大は小を兼ねるの逆だと思います。
塗装本番は、塗っては乾かし、塗っては乾かしの繰り返しとなります。乾燥にはヘアドライヤーを利用しました。面倒がって塗料を盛ると、流れたり乾燥時に痩せて醜い凹凸ができがち(下写真参照)なので、手数を要しますが回数を重ねていくのが常道のようです。できれば、地の部分よりも盛り上がるくらいに塗り重ねたいところですが、相当に手間と根気を要する作業です。配合次第でパテ状から、段々緩い液状へ調整できるウレタン塗料があれば理想的なのですが・・・
ちなみに、上記ウレタン塗料は、若干粘り気が強くなるものの、調製後数時間は使うことができました。


▲ドライヤー乾燥の吹流し、肉痩せでできた凹凸(写真は研ぎ、仕上げ後のもの。意外と削りきるのは難しいものです)

【研磨】
納得するまで(笑)塗装をし、十分に乾燥させたら、研磨で仕上げていきます。
塗装前の研磨より少し広く、補修をしていない地の部分も露出するようにマスキングをします。
新規の塗装部分にできてしまった凹凸を滑らかに仕上げるのと同時に、地の部分との境目をぼかすように研いでいきます。
当て木をした耐水ペーパーで作業を進めていくわけですが、あとでの仕上げ研ぎのことを考えると、あまり番手の小さいものを使うことは避けておくべきで、個人的には800番が下限じゃないかと思います。様々な角度から眺めて研ぎ具合を確認しつつ、最終的に2000番での研磨まで進みます。ちなみに、細かい番手での研ぎはそこそこ根気よくやっておくべきです。後の仕上げの工程に影響します。
ちなみに焦れったがってハンディルータに小さいフェルトバフ(彫金の磨きがメイン用途?)を取り付けてちょいっと当ててみたら一瞬で削れてしまい、かつウールの繊維がこびりついて余計に面倒なことに。バフ掛けは職人技の領域のようです。


【仕上げ】
塗装後の凹凸やムラを研磨で落としたら、コンパウンドで磨いて光沢を出していきます。
私が使用したのはsoft99のコンパウンドセット。1細目・2中細目・3極細の3本セットがホームセンター等で売られています。本気を出す方は、模型用のコンパウンドの方が使い勝手が良いようです。
コンパウンドが混ざってしまっては元も子もありませんから、小さくていいので、それぞれの目に専用のウエスを用意します。小皿に水を用意し、またコンパウンドをつけないサラのウエスも必要でしょう。


▲作業風景。発泡スチロールトレーが便利

ここから先はマスキングは不要です。地の部分にも普段の扱いによって微かな傷がついていますので、補修部分の周辺も合わせて磨いてしまいます。
当然、コンパウンドは粗い方から細かい方へ進めていきます。磨きの方向は一定にしておくのがコツのようです。
意外と前工程の研ぎの傷は深くて、これも根気のいる作業です・・・
ちなみに小皿に用意した水は何に使うかというと、ウエスにつけたコンパウンドが乾いてきたときに湿らせるため。

で、オフの時間にも限りがあるので、「とりあえず」で完成としたのが以下。


▲メインの傷跡。へこみを完全に埋め、地の部分はキレイに磨いたが、研ぎの傷が消しきれなかった


▲フォークの肩下の塗装剥がれの補修跡。研ぎと仕上げはキレイにできたが、塗装前の準備が不十分でスが入ってしまった

やはり塗装というのは細やかな気遣いと手間・技術が投入されているものだと実感しました。
完全に満足する補修ができなかったのは残念ですが、丁寧に時間をかけてやれば傍目にみてもすぐには分からないくらいにまで持っていくことは素人にも充分に可能でした。逆説的に言えば、丁寧に手間をかけてやるだけ効果があるものでしょうけど、なかなかそれも難しいかもしれないですね。完全主義の人にはあまりお薦めできない作業かもしれません。

価格評価→★☆☆☆☆(材料はたくさん残っているけど、二度とやりたくない)
評   価→★★★☆☆(丁寧さと諦めの二律背反)




 
Ramsay  2021-12-14 20:55
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カーボンフレームの塗装補修

費用 ¥10,000くらい

-注意事項-
*フレームの破損箇所や程度によって、対応すべき方法は異なるので、一様に語ることはできません。
一般的に、ユーザー等が塗装補修を行った場合、メーカー保証対象外となります。
真正性・正確性・信憑性・安全性・妥当性・信頼性・適法性について保証するものではなく、実際に塗装補修等を行う場合は、完全に読者の責任においてとなります。


-今回の目的と方針など-
 入手したカーボンフレームの塗装が一部剥げるなどしていたため、それを補修することにした。
 できるだけ費用は安く済ませつつも、入手可能な範囲の材料を使って素人なりに上等な仕上がりを目指すことにした。

【情報収集】

剥がれたところだけやすりがけ→パテ埋め→#320でやすりがけ→剥がれに近いところだけマスキング→プライマー・サーフェイサー吹く→サーフェイサーにやすりがけ→全体を#2000で水研ぎ→ロゴ等をマスキング→着色→ロゴのマスキング外してクリアコート→研ぎ出し、という順序で行っているようだ。
他に、塗装にあたって下記のチャンネル等を参考にした。
https://www.youtube.com/c/ETOE


-今回の作業手順-
【傷の状態のざっくりとした判定】
今回は若干の傷埋めと塗装で対応できる程度のものだろうと判断した。

【フレームの下準備】
塗装を容易にするため、フレームからドライブトレインのパーツを外した。
また、塗装する部分周辺について、IPA(イソプロピルアルコール)とキムワイプ的なものを用いて清掃を行った。

【塗装の剥離】
塗装が剥げて、凹んでいる部分に限局して紙やすりをかけた(#800まで)。

【剥げている塗装を埋める】
アルミが見えている部分に関しては、プライマーを一応使用することにした。
IPAで脱脂・脱水後、見えているアルミの部分以外をマスキングして、説明通りにスプレー噴霧。
プライマーの乾燥後、2液性のエポキシレジンを盛った。
真空脱泡装置を持っていないので、エポキシの脱泡はお湯を用いて簡易的に行った。
また、別の部分でアルミに接するカーボンが削れている箇所については、金属CFRP用接着剤を使用して埋めた。

【埋めた部分の研磨】
丸い部分を研磨するときは、真っ直ぐな硬いもので研磨しないといけない。
サンドペーパーを工夫して用い、研磨した(水研ぎ、#800まで)。

【足付け(周辺部分の塗装剥離)】
修復部分だけ塗料を吹くわけにはいかないので、周辺を#1000で軽く塗装剥離した(水研ぎ)。

【塗装】
丈夫な被膜を作るのが一番肝心なのである。
IPAで脱脂・脱水後、マスキングを行った後、2液性のウレタンをエアブラシを用いて塗装することにした。
タンク付きのコンプレッサーと、口径は0.5mmのハンドピースを使用(正直口径はなんでもいい)。
ペットボトルでウレタン塗装の練習をして、それから本番。
塗料の乗りにくいエッジにまず塗料を吹き、指で触れる程度に乾燥させた。
その後、塗装→指で触れられる程度に乾燥、を数回繰り返し、着色とクリアコートをした。

【研ぎ出し】
完全硬化後、サンドペーパーで#2000まで研磨。
その後、車用のコンパウンドを用いて研磨。


-必要で今回購入したもの-
・金属用プライマー
・エポキシレジン(東邦産業 エポキシ・コートセット)
・金属CFRP用接着剤(セメダイン メタルロック)
・ウレタン塗料(2液性のもの、自動車用)
・ウレタンシンナー(上記塗料と同一メーカーのもの)
・コンパウンド(Holts コンパウンドミニセット)


-必要だが既に持っていたもの-
・パーツを外したり取り付けたりする工具
・耐水サンドペーパー
・IPA
・キムワイプ的なもの
・ピペット
・混和用の容器
・マスキングテープ、新聞紙(マスキング用)
・はかり
・エアコンプレッサー
・エアブラシ
・防毒マスク
・エアブラシ洗浄液(ガイアノーツ ツールウォッシュ)
・布

-考察、感想-
 どの程度の補修が必要なのか詳しいことはちゃんとした非破壊検査をやらないと分からない。
今回は塗装と一部補修で対応できるだろうとざっと判断した。
 傷埋めにパテを使用する方法がよく紹介されるが、何が入っているかよく分からないものは使いたくなかったので、パテや市販の脱脂剤は使用しなかった。
 塗装剥離の際に中のアルミのインサートが一部見えた。
アルミの部分にはプライマーを塗ってからエポキシを積層したが、セメダイン 金属CFRP用接着剤メタルロックを塗布してからエポキシ積層がよかったかもしれない。
 エポキシ樹脂は雨のときに使用するなと書いてあったが、あれは守らなくてよいと思う。
実際、雨の日にエポキシ樹脂を使用したが白化現象は起きなかった。
 塗料として、ラッカーは被膜が弱いことからウレタンを使用した。
着色についてラッカー/エナメル/ウレタンで悩んだが、ウレタンに統一することにした。
ウレタン塗料を使用したことがなかったので今回色々インターネットで情報収集を試みたが、重ね塗りをしていい時間帯が限られている、乾燥したウレタンは上から新たにウレタンを吹いても一体化しない、など使用に際しての注意すべき点が多かった。
ウレタン塗料は小分けのをインターネット経由で購入したが、知っている自動車修理工場などがあればそこなどで小分けしてもらうほうがよかろう。
シンナーでの希釈濃度を間違ったように思うが、いちおう全体が濡れて吹けたのでまあよしとしよう。
クリアー塗料を複数回スプレーしたことで、塗膜の厚さが厚めにできてしまった。
実際の自転車製造の現場ではクリアコートはそこまでしていないだろうから、正直やりすぎたように思う。
塗装の際に最も気にかけたのは、これはどんな塗装の際にも当てはまることだが、埃の混入を避けることである。
エアブラシの清掃についてもツールウォッシュで行ったが、これが正しいかは分からない。アセトンにつけるのが一番だと思うが、ツールウォッシュで行っている動画をyoutubeで見たのでそうした。
 最後の研磨については、つるんとした塗膜が塗装時にできていればほとんど必要のない作業である。
とはいえ、私のやり方では段差ができ、結局#400から研ぎ直す羽目になってしまった。
液体コンパウンドでさらに磨いてもいいと思う。

 難易度が高めなのは塗装と段差を消す研ぎ出しくらいで、あとは手順を追っていきさえすればいい作業だが、まあ面倒。
今回は無彩色で済む箇所だったので自分で行ったが、色合わせが必要な部分をするのであれば諦めてショップ等に依頼するところだった。
それぞれのステップで適切な研磨を行っていくことが重要であり、特に最後の研ぎ出しは段差を消すのが大変だった。
研磨自体は単純な作業で、適切な手順を踏んで、時間さえかければ仕上がる。


価格評価→★★★☆☆ (材料は使い切れない、依頼するよりはたぶん安い)
評   価→★★★☆☆ (やる気=元気が必要、有彩色の塗装なら色を合わせられないので依頼する)
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