塗装方法及び塗装システム
【課題】水系中塗り塗料と水系上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装したのちこれらを同時に硬化させる場合に、中塗り塗膜層と上塗り塗膜層との混層を防止して上塗り塗膜の平滑性を確保できる塗装方法を提供する。
【解決手段】水平部と垂直部とを有する被塗物に水系中塗り塗料を塗装したのち、ウェットオンウェットで水系上塗り塗料を塗装し、これにより形成される中塗り塗膜層と上塗り塗膜層とを同じ工程で硬化させる塗装方法であって、被塗物の水平部に中塗り塗料を塗装する水平部中塗り塗装工程５１と、被塗物の垂直部に中塗り塗料を塗装する垂直部中塗り塗装工程５２とを含み、水平部中塗り塗装工程において、中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度より高い湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させる。
【解決手段】水平部と垂直部とを有する被塗物に水系中塗り塗料を塗装したのち、ウェットオンウェットで水系上塗り塗料を塗装し、これにより形成される中塗り塗膜層と上塗り塗膜層とを同じ工程で硬化させる塗装方法であって、被塗物の水平部に中塗り塗料を塗装する水平部中塗り塗装工程５１と、被塗物の垂直部に中塗り塗料を塗装する垂直部中塗り塗装工程５２とを含み、水平部中塗り塗装工程において、中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度より高い湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車ボディ等に適用して好ましい塗装方法に関し、特に水系中塗り塗料と水系上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装し、これを同時に硬化させる塗装方法及び塗装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車ボディの塗装系は、エポキシ系樹脂を主成分とする電着塗料と、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂又はアルキド樹脂を主成分とする中塗り塗料と、同じくポリエステル系塗料、アクリル樹脂又はアルキド樹脂を主成分とする上塗り塗料の３種の塗料を用い、電着塗装(下塗り塗装)を施したのちこれを焼き付け、硬化した電着塗膜の上に中塗り塗装を施したのちこれを焼き付け、硬化した中塗り塗膜の上に上塗り塗装を施したのちこれを焼き付けることで完成する、いわゆる３コート３ベーク系の塗装方法が採用されている。
【０００３】
ところが、こうした３コート３ベーク塗装系では、電着塗装工程、中塗り塗装工程及び上塗り塗装工程のそれぞれに乾燥炉が必要とされるので、乾燥炉を設置するための広い工程スペースが必要となり、また乾燥炉で消費されるエネルギが自動車の生産コストに反映するといった問題があった。
【０００４】
そこで、これら３つの工程に設けられた乾燥炉を２つ以下に減じて上記問題を解決するために、中塗り塗料と上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装したのち、これらを同時に一つの乾燥炉で焼き付け硬化させることが検討されている(特許文献１参照)。
【０００５】
ところで、こうした工程短縮化の課題とは別に、環境対策の観点から有機溶剤系塗料を水系塗料に変更することが検討、実用化されている。特に、溶剤分が多い（樹脂固形分が小さい）上塗りベース塗料を水系塗料に切り替えると環境対策効果が大きいので、上塗りベース塗料を始めとして、次に中塗り塗料の水系化が検討されている。この種の水系塗料は、未硬化塗膜からの水分蒸発速度が有機溶剤系塗料に比べて遅いので、未硬化状態の中塗り塗膜の表面に上塗り塗料を塗布したときに、上塗り塗料中に含まれる水分が中塗り塗膜中に移行し、中塗り塗膜と上塗り塗膜の境界部分が混合され（この現象を混層ともいう。）、その結果、鮮映性に代表される上塗り塗膜の平滑性が低下するといった問題があった。
【０００６】
また、中塗り塗装と上塗り塗装とをウェットオンウェットで塗装し、これらを同時に焼き付ける塗装系では、中塗り塗膜による電着塗膜の表面凹凸の隠蔽性が３コート３ベーク塗装系に比べて低いという問題があった。これは、３コート３ベーク塗装系では、中塗り塗膜を焼付け硬化させる際の熱フローにより表面の平滑化が期待できるのに対し、中塗り塗装と上塗り塗装とをウェットオンウェットで行う塗装系では、焼付け硬化させる際に上塗り塗膜が形成されているので、中塗り塗膜の熱フローによる平滑化が期待できないからである。この結果、上塗り塗膜の平滑性が低下するといった問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１５３８０５号公報
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、水系中塗り塗料と水系上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装したのちこれらを同時に硬化させる場合に、中塗り塗膜層と上塗り塗膜層との混層を防止して上塗り塗膜の平滑性を確保できる塗装方法及び塗装システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の塗装方法は、水平部と垂直部とを有する被塗物に水系中塗り塗料を塗装したのち、ウェットオンウェットで水系上塗り塗料を塗装し、これにより形成される中塗り塗膜層と上塗り塗膜層とを同じ工程で硬化させる塗装方法であって、前記被塗物の水平部に中塗り塗料を塗装する水平部中塗り塗装工程と、前記被塗物の垂直部に中塗り塗料を塗装する垂直部中塗り塗装工程とを含み、前記水平部中塗り塗装工程において、前記中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度より高い湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の塗装システムは、水平部と垂直部とを有する被塗物に水系中塗り塗料を塗装したのち、ウェットオンウェットで水系上塗り塗料を塗装し、これにより形成される中塗り塗膜層と上塗り塗膜層とを同じ工程で硬化させる塗装システムであって、前記被塗物の水平部に中塗り塗料を塗装する水平部中塗り塗装手段と、前記被塗物の垂直部に中塗り塗料を塗装する垂直部中塗り塗装手段とを含み、前記水平部中塗り塗装手段は、前記中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度より高い湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、特に被塗物の水平部に中塗り塗料を塗装する際に、塗着時の湿度雰囲気を塗装ブースの一般湿度より高い雰囲気中で実施する。ここで、塗装ブースの一般湿度とは、塗装ブースの主たる部位、特に被塗物周辺の湿度を意味する。
【００１０】
中塗り塗料の塗着時の湿度雰囲気を高くすることで、塗装ガンから噴霧されてから塗着する直後までの間、すなわち塗粒が飛行している間の溶剤の蒸発が抑制され、これにより塗着粘度を通常よりも低く維持することができる。そして、塗着粘度が低いと未硬化塗膜のフロー性が発揮され、これにより下地隠蔽性が向上する。これに対して、塗着後は塗装ブースの一般湿度雰囲気に曝されるので、好適に溶剤分が蒸発し、これにより上塗り塗膜層との混層が防止され、上塗り塗膜層の鮮映性が向上する。
【発明の実施の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法を示す工程図、図２は本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法により形成される積層塗膜を示す断面図、図３は本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法を実施する塗装工程全体の一例を示す平面図、図４は本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法を実施する中上塗り工程の一例を示す平面図、図５は本発明の実施形態に係る垂直部中塗り手段の一例を示す図、図６は本発明の実施形態に係る水平部中塗り手段の一例を示す図である。
【００１２】
本発明に係る自動車ボディの塗装方法は、中塗り塗料と上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装し、これにより形成された未硬化の中塗り塗膜層と上塗り塗膜層とを同じ乾燥炉で同時に硬化させる工程を有する塗装方法であればよい。代表的な実施形態を以下に説明するが、本発明に係る自動車ボディの塗装方法はこれらの実施形態にのみ限定される趣旨ではなく、したがって、これらの実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００１３】
なお本明細書において、被塗物に塗布する材料を塗料といい、この塗料を塗布することにより被塗物表面に形成される層であって硬化前を未硬化塗膜層、硬化後を硬化塗膜層、これら未硬化塗膜層及び硬化塗膜層を総称して塗膜層という。
【００１４】
本実施形態に係る積層塗膜は、図２に示すように被塗物である自動車ボディ１０１（図４においてはＢで表す。）の表面に形成された電着塗膜層１０２と、この電着塗膜層１０２の表面に形成された中塗り塗膜層１０３と、この中塗り塗膜層１０３の表面に形成されたベース塗膜層１０４と、このベース塗膜層１０４の表面に形成されたクリヤ塗膜層１０５とから構成されている。
【００１５】
被塗物である自動車ボディ１０１としては、鋼板やアルミニウム板などの各種金属材料製部材のほか、プラスチック製部材も適用することができ、自動車ボディの外板や内板が塗装対象部位となる。この自動車ボディを図１に示す前処理工程１に搬入し、ここでアルカリ洗浄液などを用いて自動車ボディに付着した油分を脱脂洗浄したのち、自動車ボディの表面にリン酸亜鉛の化成皮膜を形成する。
【００１６】
次いで、化成皮膜が形成された自動車ボディは、図１に示す電着塗料塗布工程２に搬入され、ここでカチオン型電着塗料又はアニオン型電着塗料が満たされた電着槽に自動車ボディを浸漬し、自動車ボディと電着塗料との間に所定の電圧を印加することで、電気泳動作用により未硬化の電着塗膜層１０２が自動車ボディ１０１の表面に形成される。続く電着水洗工程３では、自動車ボディの表面に付着した余分な電着塗料を、工業用水や純水を用いてスプレーやディッピングすることで洗い流すとともに、洗い流された電着塗料を回収して再利用する。
【００１７】
次いで、電着水洗工程３を終了した自動車ボディを、電着硬化工程４である電着乾燥炉に搬入し、たとえば１６０℃〜１８０℃で１５分〜３０分焼き付けることで硬化した電着塗膜層１０２が得られる。自動車ボディの仕様や部位によっても相違するが、電着塗膜層１０２の膜厚はたとえば１０〜４０μｍである。
【００１８】
中塗り塗膜層１０３は、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂などを主成分とし、これに着色材、添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料もしくは２液硬化型塗料であって、水を溶剤とする水系塗料である。そして、この塗料を水で希釈したものを、図１に示す水平部中塗り塗布工程５１及び垂直部中塗り塗布工程５２においてスプレー塗装ガンや回転霧化式塗装ガンなどの塗装機を用いて電着塗膜層１０２の表面に塗装する。
【００１９】
特に本例の水平部中塗り塗布工程５１では、自動車ボディの主として水平部（フード、ルーフ、トランクリッドなど）に中塗り塗料を塗装し、垂直部中塗り塗布工程５２では、自動車ボディの主として垂直部（フェンダ、ドア、クォータなど）に中塗り塗料を塗装する。ここで、水平部中塗り塗装工程５１で塗装する中塗り塗料は、塗装ブースの一般湿度より高い湿度雰囲気で水平部に塗着させる一方で、垂直部中塗り塗装工程５２で塗装する中塗り塗料は、塗装ブースの一般湿度以下の湿度雰囲気で垂直部に塗着させる。なお、塗装ブースの一般湿度とは、塗装ブースの主たる部位である被塗物周辺の平均湿度を意味する。
【００２０】
換言すれば、塗装前の調合された状態では水平部中塗り塗装工程５１で使用する中塗り塗料も垂直部中塗り塗装工程５２で使用する中塗り塗料も同じ塗料希釈率（塗料固形分が同じ）であるが、塗装ガンから噴霧されてから被塗物に塗着するまでの雰囲気の湿度を、水平部中塗り塗装工程５１では塗装ブースの湿度より、たとえば２０ポイント以下の範囲で高く設定する。すなわち、塗装ブースの一般湿度が７０％ＲＨであれば、水平部中塗り塗装工程５１における塗粒の飛行中の湿度雰囲気をたとえば８０％ＲＨとする。具体的には、垂直部中塗り塗布工程で塗装される中塗り塗料と同じ中塗り塗料に対して、水平部中塗り塗装工程５１の回転霧化式ベル型塗装ガンのシェーピングエアー湿度を塗装ブースの一般湿度より高くなるように設定する。
【００２１】
これに対して、垂直部中塗り塗装工程５２においては、塗装ブースの一般湿度が７０％ＲＨであれば、塗粒の飛行中の湿度雰囲気は７０％ＲＨ以下、たとえば５０％ＲＨとする。
【００２２】
これは以下の理由による。すなわち、図８は従来の３コート２ベーク塗装系の鮮映性と従来の３コート３ベーク塗装系の鮮映性とを比較したグラフであるが、同図に示す結果から、中塗り塗料と上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装すると、被塗物の垂直部に比べて水平部における鮮映性の低下が著しいことが理解される。また、図９は中塗り塗着粘度と鮮映性との関係を確認した実験結果の一例であるが、同図に示す結果から、中塗り塗着粘度が小さいほど塗着時の塗膜のフロー性が高くなるので下地隠蔽性が高まり、その結果、鮮映性が高くなって上塗り塗膜層の平滑性が良好となることが理解される。ただし、塗着粘度が低くなるとタレの発生が懸念される。
【００２３】
本例では、自動車ボディの水平部は垂直部に比べてタレの発生が少なく、また中塗り・上塗りウェットオンウェット化にともなう鮮映性の低下が顕著であることに着目し、水平部中塗り塗装工程５１では、鮮映性が０．８を超える範囲、たとえば中塗り塗着粘度が１６０〜１８０Ｐａ・ｓとなるようにシェーピングエアーの湿度を調整することで塗着粘度を低くする一方で、垂直部中塗り塗装工程５２ではシェーピングエアーの湿度を塗装ブースの湿度以下にすることでタレの発生を抑制する。
【００２４】
図６にこの水平部中塗り手段（中塗り塗装装置）の一例を示す。図５は垂直部中塗り手段（中塗り塗装装置）の一例を示す図であり、調合された中塗り塗料を塗料タンク５２２に収容し、塗料配管を介して塗料ポンプ５２３にて回転霧化式ベル型塗装ガン５２１へ圧送する。この塗装ガン５２１へは、シェーピングエアー源５２４からエアー配管を介してシェーピングエアーを供給し、その供給量は流量調節弁５２５にて調整される。
【００２５】
これに対して、図６に示す水平部中塗り手段は、図５に示す塗料タンク５２２に収容された中塗り塗料と同じ条件で調合された中塗り塗料を塗料タンク５１２に収容し、塗料配管を介して塗料ポンプ５１３にて回転霧化式ベル型塗装ガン５１１へ圧送するとともに、この塗装ガン５１１へは、シェーピングエアー源５１４からエアー配管を介してシェーピングエアーを供給し、その供給量は流量調節弁５１５にて調整する。そして、このエアー配管の途中に加湿器５１６を接続し、シェーピングエアーの湿度を制御する。また、加湿器５１６との接続部の下流側のエアー配管に湿度センサ５１７を設けるとともに、塗装ブースに一般湿度を検出する湿度センサ５１８を設け、これら湿度センサ５１７，５１８の出力信号を加湿器５１６のコントローラに送出する。そして、塗装ガン５１１に供給されるシェーピングエアーの湿度が塗装ブースの一般湿度より所定値だけフィードバック制御する。たとえば、塗装ブースの相対湿度より高く、２０ポイント以下の相対湿度のシェーピングエアーを塗装ガン５１１へ供給する。
【００２６】
図７（Ａ）は、水平部中塗り手段の塗装ガン５１１を拡大して示す図であり、ベルカップ５１１Ａの先端から吐出した塗粒はエアー吹出リング５１１Ｂから吹き出されたシェーピングエアーによって被塗物方向に運ばれ、同図（Ｂ）に示すように被塗物に塗着するが、このベルカップ５１１Ａから被塗物までの飛行期間中、塗粒は常にシェーピングエアーの雰囲気中にあることになる。したがって、シェーピングエアーの湿度雰囲気で塗着することになる。
【００２７】
図１および図２に戻り、水平部中塗り塗布工程５１及び垂直部中塗り塗布工程５２にて中塗り塗膜層１０３を形成したら、この塗膜層に含まれた溶剤分を蒸発させるために自動車ボディを加熱する（中塗りプレヒート工程５３）。この中塗りプレヒート工程５３では、ランプや熱風送風機などの熱源を用いて自動車ボディの水平部や垂直部を、中塗り塗料の硬化温度より低い温度で加熱する。
【００２８】
中塗りプレヒート工程５３における加熱条件は特に限定されないが、たとえば中塗り塗膜層１０３の塗着固形分が所定値（たとえば８０重量％）に達するまでとしたり、中塗り塗着膜粘度が所定値（たとえば６００〜８００Ｐａ・ｓ前後）になるまでとしたりする。
【００２９】
図４は、本実施形態に係る中上塗り塗装ブース５Ａ及び中上塗り乾燥炉６２を示す平面図であり、被塗物である自動車ボディＢは図の左からブース５Ａ内に搬入され、フロアコンベアＣによって図の右方向に定速で搬送される。中上塗りブース５Ａと中上塗り乾燥炉６２との間の６１は中塗り塗料及び上塗り塗料を塗布した後のセッティング室である。
【００３０】
中上塗り塗装ブース５Ａの入口にはボディＢのワイピングを行うための準備室が設けられ、その次に、ボディＢの主として水平部を塗装するためのレシプロ塗装機５１ＡとボディＢの主として垂直部を塗装するための左右一対のレシプロ塗装機５２Ａとを有する中塗り塗装機が設けられている。各レシプロ塗装機の先端には、上述した回転霧化式塗装ガンが装着され、ここからボディＢに向かって中塗り塗料が噴霧されるが、レシプロ塗装機５１Ａには図６に示す中塗り手段が設けられ、レシプロ塗装機５２Ａには図５に示す中塗り手段が設けられている。
【００３１】
そして、この中塗り塗装機の後に中塗りプレヒート工程５３でボディを加熱するためのランプ又は熱風送風機５３Ａが設けられている。なお、中塗りプレヒート工程５３に代えて１〜２分程度のフラッシュオフをおくことで中塗りベース塗膜層１０３に含まれた溶剤分を蒸発させることもできる。
【００３２】
図１および図２に戻り、中塗りプレヒート工程を終了したら、次の上塗りベース塗布工程５４にてボディの内外板に上塗りベース塗料を塗布する。上塗りベース塗料は、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂などを主成分とし、これに着色材、光輝材、各種添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料もしくは２液硬化型塗料であって、水系塗料である。そして、この塗料を水で希釈したものを、図１に示す上塗りベース塗布工程５４においてスプレー塗装ガンや回転霧化式塗装ガンなどの塗装機を用いて中塗り塗膜層１０３の表面に塗装する。これにより上塗りベース塗膜層１０４が形成される。自動車ボディ１０１の仕様や部位によっても相違するが、上塗りベース塗膜層１０４の膜厚はたとえば１０〜３０μｍである。
【００３３】
上塗りベース塗布工程５４は、図４に示すようにボディＢの主として水平部を塗装するためのレシプロ塗装機とボディＢの主として垂直部を塗装するための左右一対のレシプロ塗装機とを有する上塗り塗装機５４Ａを２ステージ配設することで構成することができる。なお、上塗り塗膜がソリッド系塗膜である場合にはこの上塗りベース塗布工程５４の塗装機５４Ａは回送となる。
【００３４】
上塗りベース塗料を塗布したら、上塗りプレヒート工程５５で上塗りベース塗膜層１０４に含まれた溶剤分を蒸発させるために自動車ボディを加熱する。この上塗りプレヒート工程５５では、ランプや熱風送風機などの熱源を用いて自動車ボディの水平部や垂直部を、上塗りベース塗料の硬化温度より低い温度で加熱する。なお、上塗りプレヒート工程５５に代えて１〜２分程度のフラッシュオフをおくことで上塗りベース塗膜層１０４に含まれた溶剤分を蒸発させることもできる。
【００３５】
次のクリヤ塗布工程５６ではボディの内外板にクリヤ塗料を塗布する。クリヤ塗料は、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂などを主成分とし、これに各種添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料もしくは２液硬化型塗料であって、この塗料を溶剤で希釈したものを、図１に示すクリヤ塗布工程５６においてスプレー塗装ガンや回転霧化式塗装ガンなどの塗装機を用いて上塗りベース塗膜層１０４の表面に塗装する。これにより透明のクリヤ塗膜層１０５が形成される。自動車ボディ１０１の仕様や部位によっても相違するが、クリヤ塗膜層１０５の膜厚はたとえば１０〜４０μｍである。なお、本発明に係るクリヤ塗料は水系塗料及び有機溶剤系塗料の何れをも用いることができる。
【００３６】
クリヤ塗布工程５６は、図４に示すようにボディＢの主として水平部を塗装するためのレシプロ塗装機とボディＢの主として垂直部を塗装するための左右一対のレシプロ塗装機とを有する上塗り塗装機５６Ａを２ステージ配設することで構成することができる。
【００３７】
クリヤ塗料を塗布したら、セッティング室６１を通過させることで数分の静置を経たのちボディを中上塗り硬化工程６（図４に示す中・上塗り乾燥炉６２）に搬入し、先に塗布して形成した中塗り塗膜層１０３、上塗りベース塗膜層１０４及びクリヤ塗膜層１０５を、同時に、たとえば１２０℃〜１６０℃で１０分〜３０分焼き付ける。
【００３８】
以上により、自動車ボディ１０１の表面に、電着塗膜層１０２、中塗り塗膜層１０３、上塗りベース塗膜層１０４及びクリヤ塗膜層１０５の各硬化塗膜が形成される。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明をさらに具体化して説明する。
【００４０】
実施例１
板厚０．７５ｍｍ，大きさ７０ｍｍ×１５０ｍｍのダル鋼鈑テストピースに、脱脂洗浄およびリン酸亜鉛化成被膜処理を施し、これを水洗したのち、カチオン電着塗料（関西ペイント社製ＮＴ−１００Ｂ）を４００Ｖの電圧で３分間電着塗装した。これを水洗したのち１７０℃×３０分保持の条件で焼き付けた。電着膜厚は２０μｍであった。
【００４１】
この電着塗膜の上に、ポリエステルメラミン系中塗り塗料（塗料固形分４８％、日本油脂ＢＡＳＦコーティングス社製アクアＧＸシーラー）を、テストピースを水平に維持した状態で、回転霧化式ベル型塗装ガン（サメス社製ＰＰＨ６０７）を用いてシェーピングエアーの湿度を８０％ＲＨに調整し、乾燥膜厚で３０μｍとなるように塗装した。このときの塗装ブースの温度は２４℃、湿度は７０％ＲＨであった。このとき別に用意したテストピースを用いて、塗着１分後の塗膜固形分、塗膜粘度を測定した。
【００４２】
２分のフラッシュオフの後、中塗り塗膜の上に、アクリルメラミン系上塗りベース塗料（塗料固形分２０％、日本ペイント社製スーパーラックＭ１８０）と溶剤系酸アクリル・エポキシ系クリヤ塗料（塗料固形分５１％、日本ペイント社製マックフローＯ−５９０）をウェットオンウェットで塗装し、中塗り塗膜層、上塗りベース塗膜層及クリヤ塗膜層を１４０℃×３０分保持で同時に焼き付けた。ベース塗膜の膜厚は１５μｍ、クリヤ塗膜の膜厚は４０μｍであった。
【００４３】
得られた塗板の鮮映性をＰＧＤ計（財団法人日本色彩研究所製ＰＧＤ−ＴＶ）を用いて測定した。結果を表１に示す。
【００４４】
実施例２
中塗り塗料、上塗りベース塗料及びクリヤ塗料を塗装する際にテストピースを垂直（鉛直）に配置し、中塗り塗料を塗装する際のシェーピングエアーの湿度を５０％ＲＨとした以外は、実施例１と同じ条件で塗装した。この結果を表１に示す。
【００４５】
比較例１
中塗り塗料を塗装する際のシェーピングエアーの湿度を５０％ＲＨとした以外は、実施例１と同じ条件で塗装した。この結果を表１に示す。
【表１】
【００４６】
この結果から明らかなように、シェーピングエアーを塗装ブースの湿度より加湿して水平部に塗装した実施例１の塗膜は、比較例１に比べて０．９０ときわめて良好な鮮映性を示した。また、シェーピングエアーを塗装ブースの湿度より除湿して垂直部に塗装した実施例２の塗膜にはタレは発見されず、また鮮映性も良好な値を示した。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法を示す工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法により形成される積層塗膜を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法を実施する塗装工程全体の一例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法を実施する中上塗り工程の一例を示す平面図である。
【図５】本発明に係る垂直部中塗り手段の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る水平部中塗り手段の一例を示す図である。
【図７】本発明に係る塗装ガンの一例を示す図である。
【図８】従来の３コート２ベーク塗装系の鮮映性と従来の３コート３ベーク塗装系の鮮映性とを比較したグラフである。
【図９】中塗り塗着膜粘度と鮮映性との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１…前処理工程
２…電着塗料塗布工程
３…電着水洗工程
４…電着硬化工程
５…中上塗り塗装工程
５１…水平部中塗り塗布工程
５２…垂直部中塗り塗布工程
５３…中塗りプレヒート工程
５４…上塗りベース塗布工程
５５…上塗りプレヒート工程
５６…クリヤ塗布工程
６…中上塗り硬化工程
１０１，Ｂ…自動車ボディ
１０２…電着塗膜層
１０３…中塗り塗膜層
１０４…ベース塗膜層
１０５…クリヤ塗膜層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車ボディ等に適用して好ましい塗装方法に関し、特に水系中塗り塗料と水系上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装し、これを同時に硬化させる塗装方法及び塗装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車ボディの塗装系は、エポキシ系樹脂を主成分とする電着塗料と、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂又はアルキド樹脂を主成分とする中塗り塗料と、同じくポリエステル系塗料、アクリル樹脂又はアルキド樹脂を主成分とする上塗り塗料の３種の塗料を用い、電着塗装(下塗り塗装)を施したのちこれを焼き付け、硬化した電着塗膜の上に中塗り塗装を施したのちこれを焼き付け、硬化した中塗り塗膜の上に上塗り塗装を施したのちこれを焼き付けることで完成する、いわゆる３コート３ベーク系の塗装方法が採用されている。
【０００３】
ところが、こうした３コート３ベーク塗装系では、電着塗装工程、中塗り塗装工程及び上塗り塗装工程のそれぞれに乾燥炉が必要とされるので、乾燥炉を設置するための広い工程スペースが必要となり、また乾燥炉で消費されるエネルギが自動車の生産コストに反映するといった問題があった。
【０００４】
そこで、これら３つの工程に設けられた乾燥炉を２つ以下に減じて上記問題を解決するために、中塗り塗料と上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装したのち、これらを同時に一つの乾燥炉で焼き付け硬化させることが検討されている(特許文献１参照)。
【０００５】
ところで、こうした工程短縮化の課題とは別に、環境対策の観点から有機溶剤系塗料を水系塗料に変更することが検討、実用化されている。特に、溶剤分が多い（樹脂固形分が小さい）上塗りベース塗料を水系塗料に切り替えると環境対策効果が大きいので、上塗りベース塗料を始めとして、次に中塗り塗料の水系化が検討されている。この種の水系塗料は、未硬化塗膜からの水分蒸発速度が有機溶剤系塗料に比べて遅いので、未硬化状態の中塗り塗膜の表面に上塗り塗料を塗布したときに、上塗り塗料中に含まれる水分が中塗り塗膜中に移行し、中塗り塗膜と上塗り塗膜の境界部分が混合され（この現象を混層ともいう。）、その結果、鮮映性に代表される上塗り塗膜の平滑性が低下するといった問題があった。
【０００６】
また、中塗り塗装と上塗り塗装とをウェットオンウェットで塗装し、これらを同時に焼き付ける塗装系では、中塗り塗膜による電着塗膜の表面凹凸の隠蔽性が３コート３ベーク塗装系に比べて低いという問題があった。これは、３コート３ベーク塗装系では、中塗り塗膜を焼付け硬化させる際の熱フローにより表面の平滑化が期待できるのに対し、中塗り塗装と上塗り塗装とをウェットオンウェットで行う塗装系では、焼付け硬化させる際に上塗り塗膜が形成されているので、中塗り塗膜の熱フローによる平滑化が期待できないからである。この結果、上塗り塗膜の平滑性が低下するといった問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１５３８０５号公報
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、水系中塗り塗料と水系上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装したのちこれらを同時に硬化させる場合に、中塗り塗膜層と上塗り塗膜層との混層を防止して上塗り塗膜の平滑性を確保できる塗装方法及び塗装システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の塗装方法は、水平部と垂直部とを有する被塗物に水系中塗り塗料を塗装したのち、ウェットオンウェットで水系上塗り塗料を塗装し、これにより形成される中塗り塗膜層と上塗り塗膜層とを同じ工程で硬化させる塗装方法であって、前記被塗物の水平部に中塗り塗料を塗装する水平部中塗り塗装工程と、前記被塗物の垂直部に中塗り塗料を塗装する垂直部中塗り塗装工程とを含み、前記水平部中塗り塗装工程において、前記中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度より高い湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の塗装システムは、水平部と垂直部とを有する被塗物に水系中塗り塗料を塗装したのち、ウェットオンウェットで水系上塗り塗料を塗装し、これにより形成される中塗り塗膜層と上塗り塗膜層とを同じ工程で硬化させる塗装システムであって、前記被塗物の水平部に中塗り塗料を塗装する水平部中塗り塗装手段と、前記被塗物の垂直部に中塗り塗料を塗装する垂直部中塗り塗装手段とを含み、前記水平部中塗り塗装手段は、前記中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度より高い湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、特に被塗物の水平部に中塗り塗料を塗装する際に、塗着時の湿度雰囲気を塗装ブースの一般湿度より高い雰囲気中で実施する。ここで、塗装ブースの一般湿度とは、塗装ブースの主たる部位、特に被塗物周辺の湿度を意味する。
【００１０】
中塗り塗料の塗着時の湿度雰囲気を高くすることで、塗装ガンから噴霧されてから塗着する直後までの間、すなわち塗粒が飛行している間の溶剤の蒸発が抑制され、これにより塗着粘度を通常よりも低く維持することができる。そして、塗着粘度が低いと未硬化塗膜のフロー性が発揮され、これにより下地隠蔽性が向上する。これに対して、塗着後は塗装ブースの一般湿度雰囲気に曝されるので、好適に溶剤分が蒸発し、これにより上塗り塗膜層との混層が防止され、上塗り塗膜層の鮮映性が向上する。
【発明の実施の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法を示す工程図、図２は本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法により形成される積層塗膜を示す断面図、図３は本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法を実施する塗装工程全体の一例を示す平面図、図４は本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法を実施する中上塗り工程の一例を示す平面図、図５は本発明の実施形態に係る垂直部中塗り手段の一例を示す図、図６は本発明の実施形態に係る水平部中塗り手段の一例を示す図である。
【００１２】
本発明に係る自動車ボディの塗装方法は、中塗り塗料と上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装し、これにより形成された未硬化の中塗り塗膜層と上塗り塗膜層とを同じ乾燥炉で同時に硬化させる工程を有する塗装方法であればよい。代表的な実施形態を以下に説明するが、本発明に係る自動車ボディの塗装方法はこれらの実施形態にのみ限定される趣旨ではなく、したがって、これらの実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００１３】
なお本明細書において、被塗物に塗布する材料を塗料といい、この塗料を塗布することにより被塗物表面に形成される層であって硬化前を未硬化塗膜層、硬化後を硬化塗膜層、これら未硬化塗膜層及び硬化塗膜層を総称して塗膜層という。
【００１４】
本実施形態に係る積層塗膜は、図２に示すように被塗物である自動車ボディ１０１（図４においてはＢで表す。）の表面に形成された電着塗膜層１０２と、この電着塗膜層１０２の表面に形成された中塗り塗膜層１０３と、この中塗り塗膜層１０３の表面に形成されたベース塗膜層１０４と、このベース塗膜層１０４の表面に形成されたクリヤ塗膜層１０５とから構成されている。
【００１５】
被塗物である自動車ボディ１０１としては、鋼板やアルミニウム板などの各種金属材料製部材のほか、プラスチック製部材も適用することができ、自動車ボディの外板や内板が塗装対象部位となる。この自動車ボディを図１に示す前処理工程１に搬入し、ここでアルカリ洗浄液などを用いて自動車ボディに付着した油分を脱脂洗浄したのち、自動車ボディの表面にリン酸亜鉛の化成皮膜を形成する。
【００１６】
次いで、化成皮膜が形成された自動車ボディは、図１に示す電着塗料塗布工程２に搬入され、ここでカチオン型電着塗料又はアニオン型電着塗料が満たされた電着槽に自動車ボディを浸漬し、自動車ボディと電着塗料との間に所定の電圧を印加することで、電気泳動作用により未硬化の電着塗膜層１０２が自動車ボディ１０１の表面に形成される。続く電着水洗工程３では、自動車ボディの表面に付着した余分な電着塗料を、工業用水や純水を用いてスプレーやディッピングすることで洗い流すとともに、洗い流された電着塗料を回収して再利用する。
【００１７】
次いで、電着水洗工程３を終了した自動車ボディを、電着硬化工程４である電着乾燥炉に搬入し、たとえば１６０℃〜１８０℃で１５分〜３０分焼き付けることで硬化した電着塗膜層１０２が得られる。自動車ボディの仕様や部位によっても相違するが、電着塗膜層１０２の膜厚はたとえば１０〜４０μｍである。
【００１８】
中塗り塗膜層１０３は、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂などを主成分とし、これに着色材、添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料もしくは２液硬化型塗料であって、水を溶剤とする水系塗料である。そして、この塗料を水で希釈したものを、図１に示す水平部中塗り塗布工程５１及び垂直部中塗り塗布工程５２においてスプレー塗装ガンや回転霧化式塗装ガンなどの塗装機を用いて電着塗膜層１０２の表面に塗装する。
【００１９】
特に本例の水平部中塗り塗布工程５１では、自動車ボディの主として水平部（フード、ルーフ、トランクリッドなど）に中塗り塗料を塗装し、垂直部中塗り塗布工程５２では、自動車ボディの主として垂直部（フェンダ、ドア、クォータなど）に中塗り塗料を塗装する。ここで、水平部中塗り塗装工程５１で塗装する中塗り塗料は、塗装ブースの一般湿度より高い湿度雰囲気で水平部に塗着させる一方で、垂直部中塗り塗装工程５２で塗装する中塗り塗料は、塗装ブースの一般湿度以下の湿度雰囲気で垂直部に塗着させる。なお、塗装ブースの一般湿度とは、塗装ブースの主たる部位である被塗物周辺の平均湿度を意味する。
【００２０】
換言すれば、塗装前の調合された状態では水平部中塗り塗装工程５１で使用する中塗り塗料も垂直部中塗り塗装工程５２で使用する中塗り塗料も同じ塗料希釈率（塗料固形分が同じ）であるが、塗装ガンから噴霧されてから被塗物に塗着するまでの雰囲気の湿度を、水平部中塗り塗装工程５１では塗装ブースの湿度より、たとえば２０ポイント以下の範囲で高く設定する。すなわち、塗装ブースの一般湿度が７０％ＲＨであれば、水平部中塗り塗装工程５１における塗粒の飛行中の湿度雰囲気をたとえば８０％ＲＨとする。具体的には、垂直部中塗り塗布工程で塗装される中塗り塗料と同じ中塗り塗料に対して、水平部中塗り塗装工程５１の回転霧化式ベル型塗装ガンのシェーピングエアー湿度を塗装ブースの一般湿度より高くなるように設定する。
【００２１】
これに対して、垂直部中塗り塗装工程５２においては、塗装ブースの一般湿度が７０％ＲＨであれば、塗粒の飛行中の湿度雰囲気は７０％ＲＨ以下、たとえば５０％ＲＨとする。
【００２２】
これは以下の理由による。すなわち、図８は従来の３コート２ベーク塗装系の鮮映性と従来の３コート３ベーク塗装系の鮮映性とを比較したグラフであるが、同図に示す結果から、中塗り塗料と上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装すると、被塗物の垂直部に比べて水平部における鮮映性の低下が著しいことが理解される。また、図９は中塗り塗着粘度と鮮映性との関係を確認した実験結果の一例であるが、同図に示す結果から、中塗り塗着粘度が小さいほど塗着時の塗膜のフロー性が高くなるので下地隠蔽性が高まり、その結果、鮮映性が高くなって上塗り塗膜層の平滑性が良好となることが理解される。ただし、塗着粘度が低くなるとタレの発生が懸念される。
【００２３】
本例では、自動車ボディの水平部は垂直部に比べてタレの発生が少なく、また中塗り・上塗りウェットオンウェット化にともなう鮮映性の低下が顕著であることに着目し、水平部中塗り塗装工程５１では、鮮映性が０．８を超える範囲、たとえば中塗り塗着粘度が１６０〜１８０Ｐａ・ｓとなるようにシェーピングエアーの湿度を調整することで塗着粘度を低くする一方で、垂直部中塗り塗装工程５２ではシェーピングエアーの湿度を塗装ブースの湿度以下にすることでタレの発生を抑制する。
【００２４】
図６にこの水平部中塗り手段（中塗り塗装装置）の一例を示す。図５は垂直部中塗り手段（中塗り塗装装置）の一例を示す図であり、調合された中塗り塗料を塗料タンク５２２に収容し、塗料配管を介して塗料ポンプ５２３にて回転霧化式ベル型塗装ガン５２１へ圧送する。この塗装ガン５２１へは、シェーピングエアー源５２４からエアー配管を介してシェーピングエアーを供給し、その供給量は流量調節弁５２５にて調整される。
【００２５】
これに対して、図６に示す水平部中塗り手段は、図５に示す塗料タンク５２２に収容された中塗り塗料と同じ条件で調合された中塗り塗料を塗料タンク５１２に収容し、塗料配管を介して塗料ポンプ５１３にて回転霧化式ベル型塗装ガン５１１へ圧送するとともに、この塗装ガン５１１へは、シェーピングエアー源５１４からエアー配管を介してシェーピングエアーを供給し、その供給量は流量調節弁５１５にて調整する。そして、このエアー配管の途中に加湿器５１６を接続し、シェーピングエアーの湿度を制御する。また、加湿器５１６との接続部の下流側のエアー配管に湿度センサ５１７を設けるとともに、塗装ブースに一般湿度を検出する湿度センサ５１８を設け、これら湿度センサ５１７，５１８の出力信号を加湿器５１６のコントローラに送出する。そして、塗装ガン５１１に供給されるシェーピングエアーの湿度が塗装ブースの一般湿度より所定値だけフィードバック制御する。たとえば、塗装ブースの相対湿度より高く、２０ポイント以下の相対湿度のシェーピングエアーを塗装ガン５１１へ供給する。
【００２６】
図７（Ａ）は、水平部中塗り手段の塗装ガン５１１を拡大して示す図であり、ベルカップ５１１Ａの先端から吐出した塗粒はエアー吹出リング５１１Ｂから吹き出されたシェーピングエアーによって被塗物方向に運ばれ、同図（Ｂ）に示すように被塗物に塗着するが、このベルカップ５１１Ａから被塗物までの飛行期間中、塗粒は常にシェーピングエアーの雰囲気中にあることになる。したがって、シェーピングエアーの湿度雰囲気で塗着することになる。
【００２７】
図１および図２に戻り、水平部中塗り塗布工程５１及び垂直部中塗り塗布工程５２にて中塗り塗膜層１０３を形成したら、この塗膜層に含まれた溶剤分を蒸発させるために自動車ボディを加熱する（中塗りプレヒート工程５３）。この中塗りプレヒート工程５３では、ランプや熱風送風機などの熱源を用いて自動車ボディの水平部や垂直部を、中塗り塗料の硬化温度より低い温度で加熱する。
【００２８】
中塗りプレヒート工程５３における加熱条件は特に限定されないが、たとえば中塗り塗膜層１０３の塗着固形分が所定値（たとえば８０重量％）に達するまでとしたり、中塗り塗着膜粘度が所定値（たとえば６００〜８００Ｐａ・ｓ前後）になるまでとしたりする。
【００２９】
図４は、本実施形態に係る中上塗り塗装ブース５Ａ及び中上塗り乾燥炉６２を示す平面図であり、被塗物である自動車ボディＢは図の左からブース５Ａ内に搬入され、フロアコンベアＣによって図の右方向に定速で搬送される。中上塗りブース５Ａと中上塗り乾燥炉６２との間の６１は中塗り塗料及び上塗り塗料を塗布した後のセッティング室である。
【００３０】
中上塗り塗装ブース５Ａの入口にはボディＢのワイピングを行うための準備室が設けられ、その次に、ボディＢの主として水平部を塗装するためのレシプロ塗装機５１ＡとボディＢの主として垂直部を塗装するための左右一対のレシプロ塗装機５２Ａとを有する中塗り塗装機が設けられている。各レシプロ塗装機の先端には、上述した回転霧化式塗装ガンが装着され、ここからボディＢに向かって中塗り塗料が噴霧されるが、レシプロ塗装機５１Ａには図６に示す中塗り手段が設けられ、レシプロ塗装機５２Ａには図５に示す中塗り手段が設けられている。
【００３１】
そして、この中塗り塗装機の後に中塗りプレヒート工程５３でボディを加熱するためのランプ又は熱風送風機５３Ａが設けられている。なお、中塗りプレヒート工程５３に代えて１〜２分程度のフラッシュオフをおくことで中塗りベース塗膜層１０３に含まれた溶剤分を蒸発させることもできる。
【００３２】
図１および図２に戻り、中塗りプレヒート工程を終了したら、次の上塗りベース塗布工程５４にてボディの内外板に上塗りベース塗料を塗布する。上塗りベース塗料は、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂などを主成分とし、これに着色材、光輝材、各種添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料もしくは２液硬化型塗料であって、水系塗料である。そして、この塗料を水で希釈したものを、図１に示す上塗りベース塗布工程５４においてスプレー塗装ガンや回転霧化式塗装ガンなどの塗装機を用いて中塗り塗膜層１０３の表面に塗装する。これにより上塗りベース塗膜層１０４が形成される。自動車ボディ１０１の仕様や部位によっても相違するが、上塗りベース塗膜層１０４の膜厚はたとえば１０〜３０μｍである。
【００３３】
上塗りベース塗布工程５４は、図４に示すようにボディＢの主として水平部を塗装するためのレシプロ塗装機とボディＢの主として垂直部を塗装するための左右一対のレシプロ塗装機とを有する上塗り塗装機５４Ａを２ステージ配設することで構成することができる。なお、上塗り塗膜がソリッド系塗膜である場合にはこの上塗りベース塗布工程５４の塗装機５４Ａは回送となる。
【００３４】
上塗りベース塗料を塗布したら、上塗りプレヒート工程５５で上塗りベース塗膜層１０４に含まれた溶剤分を蒸発させるために自動車ボディを加熱する。この上塗りプレヒート工程５５では、ランプや熱風送風機などの熱源を用いて自動車ボディの水平部や垂直部を、上塗りベース塗料の硬化温度より低い温度で加熱する。なお、上塗りプレヒート工程５５に代えて１〜２分程度のフラッシュオフをおくことで上塗りベース塗膜層１０４に含まれた溶剤分を蒸発させることもできる。
【００３５】
次のクリヤ塗布工程５６ではボディの内外板にクリヤ塗料を塗布する。クリヤ塗料は、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂などを主成分とし、これに各種添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料もしくは２液硬化型塗料であって、この塗料を溶剤で希釈したものを、図１に示すクリヤ塗布工程５６においてスプレー塗装ガンや回転霧化式塗装ガンなどの塗装機を用いて上塗りベース塗膜層１０４の表面に塗装する。これにより透明のクリヤ塗膜層１０５が形成される。自動車ボディ１０１の仕様や部位によっても相違するが、クリヤ塗膜層１０５の膜厚はたとえば１０〜４０μｍである。なお、本発明に係るクリヤ塗料は水系塗料及び有機溶剤系塗料の何れをも用いることができる。
【００３６】
クリヤ塗布工程５６は、図４に示すようにボディＢの主として水平部を塗装するためのレシプロ塗装機とボディＢの主として垂直部を塗装するための左右一対のレシプロ塗装機とを有する上塗り塗装機５６Ａを２ステージ配設することで構成することができる。
【００３７】
クリヤ塗料を塗布したら、セッティング室６１を通過させることで数分の静置を経たのちボディを中上塗り硬化工程６（図４に示す中・上塗り乾燥炉６２）に搬入し、先に塗布して形成した中塗り塗膜層１０３、上塗りベース塗膜層１０４及びクリヤ塗膜層１０５を、同時に、たとえば１２０℃〜１６０℃で１０分〜３０分焼き付ける。
【００３８】
以上により、自動車ボディ１０１の表面に、電着塗膜層１０２、中塗り塗膜層１０３、上塗りベース塗膜層１０４及びクリヤ塗膜層１０５の各硬化塗膜が形成される。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明をさらに具体化して説明する。
【００４０】
実施例１
板厚０．７５ｍｍ，大きさ７０ｍｍ×１５０ｍｍのダル鋼鈑テストピースに、脱脂洗浄およびリン酸亜鉛化成被膜処理を施し、これを水洗したのち、カチオン電着塗料（関西ペイント社製ＮＴ−１００Ｂ）を４００Ｖの電圧で３分間電着塗装した。これを水洗したのち１７０℃×３０分保持の条件で焼き付けた。電着膜厚は２０μｍであった。
【００４１】
この電着塗膜の上に、ポリエステルメラミン系中塗り塗料（塗料固形分４８％、日本油脂ＢＡＳＦコーティングス社製アクアＧＸシーラー）を、テストピースを水平に維持した状態で、回転霧化式ベル型塗装ガン（サメス社製ＰＰＨ６０７）を用いてシェーピングエアーの湿度を８０％ＲＨに調整し、乾燥膜厚で３０μｍとなるように塗装した。このときの塗装ブースの温度は２４℃、湿度は７０％ＲＨであった。このとき別に用意したテストピースを用いて、塗着１分後の塗膜固形分、塗膜粘度を測定した。
【００４２】
２分のフラッシュオフの後、中塗り塗膜の上に、アクリルメラミン系上塗りベース塗料（塗料固形分２０％、日本ペイント社製スーパーラックＭ１８０）と溶剤系酸アクリル・エポキシ系クリヤ塗料（塗料固形分５１％、日本ペイント社製マックフローＯ−５９０）をウェットオンウェットで塗装し、中塗り塗膜層、上塗りベース塗膜層及クリヤ塗膜層を１４０℃×３０分保持で同時に焼き付けた。ベース塗膜の膜厚は１５μｍ、クリヤ塗膜の膜厚は４０μｍであった。
【００４３】
得られた塗板の鮮映性をＰＧＤ計（財団法人日本色彩研究所製ＰＧＤ−ＴＶ）を用いて測定した。結果を表１に示す。
【００４４】
実施例２
中塗り塗料、上塗りベース塗料及びクリヤ塗料を塗装する際にテストピースを垂直（鉛直）に配置し、中塗り塗料を塗装する際のシェーピングエアーの湿度を５０％ＲＨとした以外は、実施例１と同じ条件で塗装した。この結果を表１に示す。
【００４５】
比較例１
中塗り塗料を塗装する際のシェーピングエアーの湿度を５０％ＲＨとした以外は、実施例１と同じ条件で塗装した。この結果を表１に示す。
【表１】
【００４６】
この結果から明らかなように、シェーピングエアーを塗装ブースの湿度より加湿して水平部に塗装した実施例１の塗膜は、比較例１に比べて０．９０ときわめて良好な鮮映性を示した。また、シェーピングエアーを塗装ブースの湿度より除湿して垂直部に塗装した実施例２の塗膜にはタレは発見されず、また鮮映性も良好な値を示した。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法を示す工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法により形成される積層塗膜を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法を実施する塗装工程全体の一例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る自動車ボディの塗装方法を実施する中上塗り工程の一例を示す平面図である。
【図５】本発明に係る垂直部中塗り手段の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る水平部中塗り手段の一例を示す図である。
【図７】本発明に係る塗装ガンの一例を示す図である。
【図８】従来の３コート２ベーク塗装系の鮮映性と従来の３コート３ベーク塗装系の鮮映性とを比較したグラフである。
【図９】中塗り塗着膜粘度と鮮映性との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１…前処理工程
２…電着塗料塗布工程
３…電着水洗工程
４…電着硬化工程
５…中上塗り塗装工程
５１…水平部中塗り塗布工程
５２…垂直部中塗り塗布工程
５３…中塗りプレヒート工程
５４…上塗りベース塗布工程
５５…上塗りプレヒート工程
５６…クリヤ塗布工程
６…中上塗り硬化工程
１０１，Ｂ…自動車ボディ
１０２…電着塗膜層
１０３…中塗り塗膜層
１０４…ベース塗膜層
１０５…クリヤ塗膜層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平部と垂直部とを有する被塗物に水系中塗り塗料を塗装したのち、ウェットオンウェットで水系上塗り塗料を塗装し、これにより形成される中塗り塗膜層と上塗り塗膜層とを同じ工程で硬化させる塗装方法であって、
前記被塗物の水平部に中塗り塗料を塗装する水平部中塗り塗装工程と、
前記被塗物の垂直部に中塗り塗料を塗装する垂直部中塗り塗装工程とを含み、
前記水平部中塗り塗装工程において、前記中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度より高い湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させることを特徴とする塗装方法。
【請求項２】
前記水平部中塗り塗装工程において、回転霧化式ベル型塗装ガンを用いて前記中塗り塗料を塗装するとともに、前記回転霧化式ベル型塗装ガンのシェーピングエアーの湿度を前記塗装ブースの一般湿度より高くすることを特徴とする請求項１記載の塗装方法。
【請求項３】
前記シェーピングエアーの湿度を前記塗装ブースの一般相対湿度より高く、かつ２０ポイント以下にすることを特徴とする請求項２記載の塗装方法。
【請求項４】
前記シェーピングエアーの相対湿度を７０〜９０％の範囲内にて、前記塗装ブースの一般相対湿度に応じて制御することを特徴とする請求項２又は３記載の塗装方法。
【請求項５】
前記垂直部中塗り塗装工程において、前記中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度以下の湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の塗装方法。
【請求項６】
前記水平部中塗り塗装工程及び前記垂直部中塗り塗装工程にて形成された中塗り塗膜層に含まれた水分を蒸発させる中塗りプレヒート工程を有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の塗装方法。
【請求項７】
水平部と垂直部とを有する被塗物に水系中塗り塗料を塗装したのち、ウェットオンウェットで水系上塗り塗料を塗装し、これにより形成される中塗り塗膜層と上塗り塗膜層とを同じ工程で硬化させる塗装システムであって、
前記被塗物の水平部に中塗り塗料を塗装する水平部中塗り塗装手段と、
前記被塗物の垂直部に中塗り塗料を塗装する垂直部中塗り塗装手段とを含み、
前記水平部中塗り塗装手段は、前記中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度より高い湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させることを特徴とする塗装システム。
【請求項８】
前記水平部中塗り塗装手段は、回転霧化式ベル型塗装ガンを含み、当該回転霧化式ベル型塗装ガンのシェーピングエアーの湿度は、前記塗装ブースの一般湿度より高いことを特徴とする請求項７記載の塗装システム。
【請求項９】
前記シェーピングエアーの湿度は、前記塗装ブースの一般相対湿度より高く、かつ２０ポイント以下であることを特徴とする請求項８記載の塗装システム。
【請求項１０】
前記シェーピングエアーの相対湿度を７０〜９０％の範囲内にて、前記塗装ブースの一般相対湿度に応じて制御する湿度制御手段を有することを特徴とする請求項８又は９記載の塗装システム。
【請求項１１】
前記垂直部中塗り塗装手段は、前記中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度以下の湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させることを特徴とする請求項７〜１０の何れかに記載の塗装システム。
【請求項１２】
前記水平部中塗り塗装手段及び前記垂直部中塗り塗装手段により形成された中塗り塗膜層に含まれた水分を蒸発させる中塗りプレヒート手段を有することを特徴とする請求項７〜１１の何れかに記載の塗装システム。
【請求項１】
水平部と垂直部とを有する被塗物に水系中塗り塗料を塗装したのち、ウェットオンウェットで水系上塗り塗料を塗装し、これにより形成される中塗り塗膜層と上塗り塗膜層とを同じ工程で硬化させる塗装方法であって、
前記被塗物の水平部に中塗り塗料を塗装する水平部中塗り塗装工程と、
前記被塗物の垂直部に中塗り塗料を塗装する垂直部中塗り塗装工程とを含み、
前記水平部中塗り塗装工程において、前記中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度より高い湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させることを特徴とする塗装方法。
【請求項２】
前記水平部中塗り塗装工程において、回転霧化式ベル型塗装ガンを用いて前記中塗り塗料を塗装するとともに、前記回転霧化式ベル型塗装ガンのシェーピングエアーの湿度を前記塗装ブースの一般湿度より高くすることを特徴とする請求項１記載の塗装方法。
【請求項３】
前記シェーピングエアーの湿度を前記塗装ブースの一般相対湿度より高く、かつ２０ポイント以下にすることを特徴とする請求項２記載の塗装方法。
【請求項４】
前記シェーピングエアーの相対湿度を７０〜９０％の範囲内にて、前記塗装ブースの一般相対湿度に応じて制御することを特徴とする請求項２又は３記載の塗装方法。
【請求項５】
前記垂直部中塗り塗装工程において、前記中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度以下の湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の塗装方法。
【請求項６】
前記水平部中塗り塗装工程及び前記垂直部中塗り塗装工程にて形成された中塗り塗膜層に含まれた水分を蒸発させる中塗りプレヒート工程を有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の塗装方法。
【請求項７】
水平部と垂直部とを有する被塗物に水系中塗り塗料を塗装したのち、ウェットオンウェットで水系上塗り塗料を塗装し、これにより形成される中塗り塗膜層と上塗り塗膜層とを同じ工程で硬化させる塗装システムであって、
前記被塗物の水平部に中塗り塗料を塗装する水平部中塗り塗装手段と、
前記被塗物の垂直部に中塗り塗料を塗装する垂直部中塗り塗装手段とを含み、
前記水平部中塗り塗装手段は、前記中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度より高い湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させることを特徴とする塗装システム。
【請求項８】
前記水平部中塗り塗装手段は、回転霧化式ベル型塗装ガンを含み、当該回転霧化式ベル型塗装ガンのシェーピングエアーの湿度は、前記塗装ブースの一般湿度より高いことを特徴とする請求項７記載の塗装システム。
【請求項９】
前記シェーピングエアーの湿度は、前記塗装ブースの一般相対湿度より高く、かつ２０ポイント以下であることを特徴とする請求項８記載の塗装システム。
【請求項１０】
前記シェーピングエアーの相対湿度を７０〜９０％の範囲内にて、前記塗装ブースの一般相対湿度に応じて制御する湿度制御手段を有することを特徴とする請求項８又は９記載の塗装システム。
【請求項１１】
前記垂直部中塗り塗装手段は、前記中塗り塗料を、塗装ブースの一般湿度以下の湿度雰囲気で前記被塗物に塗着させることを特徴とする請求項７〜１０の何れかに記載の塗装システム。
【請求項１２】
前記水平部中塗り塗装手段及び前記垂直部中塗り塗装手段により形成された中塗り塗膜層に含まれた水分を蒸発させる中塗りプレヒート手段を有することを特徴とする請求項７〜１１の何れかに記載の塗装システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１８１４９９（Ｐ２００６−１８１４９９Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７８８９３（Ｐ２００４−３７８８９３）
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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