JP2001239201A - 塗装設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】セッティングゾーンが短くベースコート用水性
塗料の塗膜中の水分を乾燥させることが困難な既存の塗
装設備においても、水性塗料による塗装が行えるように
する。 【解決手段】水性塗料を塗る前段の塗装ゾーン（３）
と、別異の塗料を重ね塗りする後段の塗装ゾーン（４）
との間に、被塗物（１）を加熱して塗膜の水性塗料の塗
膜中の水分を蒸発させる蒸発乾燥ゾーン（５）を形成
し、当該蒸発乾燥ゾーン（５）に、被塗物（１）を載せ
た台車（２）を前段の塗装ゾーン（３）内におけるブー
スコンベア（１１）の搬送速度よりも遅い搬送速度で牽
引するサブコンベア（１２）を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、台車に載せられて
コンベアで搬送される被塗物の表面に水性塗料を塗った
後、その水性塗料の塗膜に別異の塗料を重ね塗りする塗
装設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近は、有機溶剤の排出規制が厳しくな
るにつれ、広い用途分野にわたって水性塗料の使用が増
加しつつある。特に、自動車塗装の分野においては、有
機溶剤の排出規制をクリアするために、これまでの有機
溶剤系塗料による塗装から水性塗料を使用した塗装への
転換が図られつつある。

【０００３】自動車塗装には、高品質の塗膜が要求され
るが、各種合成樹脂を水溶化して焼付乾燥するように作
られた水溶性焼付塗料にも、例えば、１５０℃で焼き付
けるアルミアクリル系のように、透明で、変色が少な
く、耐候性に優れたものがあることから、これを自動車
ボディの中塗り塗装や上塗り塗装に使用する試みが成さ
れている。

【０００４】ところで、例えば自動車ボディの上塗り塗
装を行う従来の自動車塗装設備は、コンベアで搬送され
る自動車ボディの表面に有機溶剤系のメタリック塗料に
よって美観付与のためのベースコートを施す前段の塗装
ゾーンと、そのベースコートの上に透明塗料によって外
的要因からの保護機能を有するクリアコートを施す後段
の塗装ゾーンとの間に、ベースコートの後補正ゾーン
と、長さ約２０ｍ程度のセッティングゾーンを設けたも
のが一般的である。

【０００５】このセッティングゾーンは、前段の塗装ゾ
ーンで自動車ボディの表面に塗られたベースコート用塗
料の塗膜を常温放置して、その塗膜中の有機溶剤を適度
に蒸発させることにより、ベースコートとクリアコート
とでなる上塗り塗膜を焼付乾燥させる際に、ベースコー
トの塗膜を適度に軟化させて平滑化すると同時に、ベー
スコートの塗膜中に有機溶剤の急激な蒸発による気泡が
発生して、わき（あわ）等の塗装欠陥が生ずることを防
止するために設けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
既存の自動車塗装設備で、ベースコート用塗料として水
性塗料を使用すると、セッティングゾーンで常温放置さ
れるのみのベースコートの塗膜中に水性塗料の水分が過
剰に残存したまま、その塗膜の上にクリアコート用塗料
が重ね塗りされることとなるので、焼付け乾燥の際にベ
ースコートの塗膜中の水分が急激に蒸発して、たれ、た
るみ、わき等の塗装欠陥を生ずるおそれがある。

【０００７】すなわち、水性塗料は、通常、乾燥後に加
熱して、水溶性樹脂を希釈する水と、それら水溶性樹脂
と水とのカップリング効果を有する共溶剤とを蒸発させ
た後、架橋反応等により緻密な塗膜を形成させるもので
あるが、既存の自動車塗装設備で上塗り塗装のベースコ
ート用塗料として水性塗料を使用すると、その水性塗料
の塗膜は、加熱されずに常温放置されて、塗膜中の水分
が十分蒸発しないまま、クリアコート用塗料が重ね塗り
されることとなるので、焼付け乾燥の際に、わき（あ
わ）等の欠陥が発生することは避けられない。

【０００８】そこで、本出願人は、既存の自動車塗装設
備のセッティングゾーンに、図４に示すような赤外線ヒ
ータ３０と熱風加熱装置３１とを併設し、コンベアで搬
送される自動車ボディ３２の表面に塗られた水性塗料の
塗膜を高温に加熱して、その塗膜中の水分を蒸発させる
実験を試みた。

【０００９】この実験によれば、通常、分速５ｍ程度の
コンベア速度で搬送される自動車ボディ３２を、まず、
赤外線ヒータ３０の放射熱で約１分間加熱して、その自
動車ボディ３２の表面温度を約６０℃まで昇温させ、次
に、熱風加熱装置３１の熱風吹出ノズル３３から秒速８
ｍで吹き出す８０℃の熱風で、約６０℃の表面温度を約
３分間保持させたところ、水性塗料の塗膜中の水分が、
焼付け乾燥の際にわきを生じない程度まで蒸発すること
が確認された。

【００１０】しかし、上記の如く赤外線ヒータ３０と熱
風加熱装置３１で塗膜中の水分を蒸発させるまでに約４
分間かかると、分速５ｍで搬送される自動車ボディ３２
は、その間に約２０ｍ移動するので、既存の塗装設備で
あれば、セッティングゾーンを通過して、高い表面温度
を保持したままクリアコートを施す後段の塗装ゾーンに
移行することとなる。このため、水性塗料の塗膜がわき
等の欠陥を生ずるおそれは解消されても、今度は、その
塗膜の上に重ね塗りするクリアコート用塗料の塗膜に高
温による肌あれ等の欠陥が生ずるおそれがある。

【００１１】そこで、図４の如く、熱風加熱装置３１の
次段に冷風冷却装置３４を設置し、当該冷風冷却装置３
４の冷風吹出ノズル３５から秒速８ｍで吹き出す２０℃
の冷風を自動車ボディ３２の表面に吹き付けたところ、
その表面温度がクリアコートの塗膜に肌あれ等を生じな
い温度まで低下するのに約１分３０秒程度要した。した
がって、冷風冷却装置３４は、７ｍ以上の設置長さが必
要となる。

【００１２】しかし、赤外線ヒータ３０と熱風加熱装置
３１についても、各々約５ｍ、約１５ｍの設置長さが必
要となるから、既存の自動車塗装設備に設けられた長さ
約２０ｍ程度あるいはそれ以下のセッティングゾーンに
は、冷風冷却装置３４を設置するスペースがない。

【００１３】なお、冷風冷却装置３４の設置スペースを
捻出するために、赤外線ヒータ３０や熱風加熱装置３１
の設置長さを短縮し、その設置長さを短縮した分だけ、
赤外線ヒータ３０と熱風加熱装置３１の温度を高めて、
水性塗料の塗膜中の水分を短時間で蒸発させようとすれ
ば、水分の急激な蒸発による塗膜の流れや、気泡が発生
して、たれ、たるみ、わき等の欠陥を生ずるおそれが大
きい。

【００１４】また、冷風冷却装置３４の冷却温度を下げ
て、その設置長さを短縮しようとすれば、熱風加熱装置
３１で高温に保持された水性塗料の塗膜表面が低温の冷
気で急激に冷却されて、その表面に、結露を生じたり、
しわ等の欠陥を生ずるおそれがある。

【００１５】以上のような事情に鑑み、本発明は、セッ
ティングゾーンが短く、ベースコート用塗料の塗膜中の
水分を乾燥させる機器類の設置スペースを確保すること
が物理的に不可能な既存の塗装設備においても、水性塗
料による塗装が行えるようにし、水性塗料の塗膜にた
れ、たるみ、わき等の塗装欠陥を生じさせることがな
く、その水性塗料の塗膜に重ね塗りされる別異の塗料の
塗膜に、高温による肌あれ等の塗装欠陥が生じないよう
にすることを技術的課題としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明によれば、台車に載せられてコンベアで搬送
される被塗物の表面に水性塗料を塗る前段の塗装ゾーン
と、その水性塗料の塗膜に別異の塗料を重ね塗りする後
段の塗装ゾーンとの間に、前段の塗装ゾーンで水性塗料
が塗られた被塗物を加熱させてその水性塗料の塗膜中の
水分を蒸発させる蒸発乾燥ゾーンが形成されると共に、
当該蒸発乾燥ゾーンに、前段の塗装ゾーンに配されたブ
ースコンベアから受け渡された前記台車を前段の塗装ゾ
ーン内における搬送速度よりも遅い速度で牽引し、後段
の塗装ゾーンに配されたブースコンベアに受け渡すサブ
コンベアが配設されたことを特徴とする。

【００１７】本発明によれば、台車に載せられて前段の
塗装ゾーンを所定の搬送ピッチで搬送されてきた被塗物
が、水性塗料の塗装が終了して蒸発乾燥ゾーンに搬入さ
れるときにサブコンベアに受け渡されて、前段の塗装ゾ
ーンの搬送速度よりも遅い速度で搬送される。

【００１８】したがって、既存の短いセッティングゾー
ンの部分に水性塗料用の蒸発乾燥ゾーンを設けるなど蒸
発乾燥ゾーンに十分な長さが確保できないときでも、そ
の蒸発乾燥ゾーン内における被塗物の搬送ピッチが短く
なって、その分、個々の被塗物が蒸発乾燥ゾーン内に搬
入されてから搬出されるまでの通過時間を長くすること
ができるので、その通過時間を水性塗膜の乾燥に必要な
標準処理時間に一致させることができ、塗膜中の水分を
乾燥することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る塗装
設備の一例を示す図、図２はその要部を示す説明図、図
３は他の実施形態を示す図である。

【００２０】図１に示す塗装設備は、自動車ボディに上
塗り塗装を施す自動車塗装設備であって、台車２に載せ
られてコンベアＣで搬送される自動車ボディ（被塗物）
１の表面に水性メタリックベースコートを塗る前段の塗
装ゾーン３と、その水性メタリックベースコートの上に
透明塗料を塗ってクリアコートを施す後段の塗装ゾーン
４との間に、前段の塗装ゾーン３で水性メタリック塗料
が塗られた自動車ボディ１を加熱させてその表面に塗ら
れた水性メタリック塗料の水分を蒸発させる蒸発乾燥ゾ
ーン５が設けられている。

【００２１】蒸発乾燥ゾーン５には、コンベアＣで搬送
される自動車ボディ１を搬送路の両側から約１分間加熱
して自動車ボディ１の表面温度を約６０℃に加熱する赤
外線ヒータ６と、熱風吹出ノズル７から秒速８ｍで吹き
出す８０℃の熱風で約６０℃の表面温度を約３分間保持
させる熱風加熱装置８と、冷風吹出ノズル９から秒速８
ｍで吹き出す２０℃の冷風を自動車ボディ１の表面に約
１分３０秒間吹き付けて、その表面温度をクリアコート
の塗膜に肌あれ等を生じない温度までに低下させる冷風
冷却装置１０が配されている。

【００２２】なお、台車２を搬送するコンベアＣは、各
塗装ゾーン３、４及び蒸発乾燥ゾーン５のフロアに連続
して敷設されたブースコンベア１１と、蒸発乾燥ゾーン
５のフロア部分に敷設されたサブコンベア１２とからな
る。

【００２３】サブコンベア１２の搬送速度は、ブースコ
ンベア１１の搬送速度より遅く設定され、自動車ボディ
１を載せた台車２は、ブースコンベア１１で前段の塗装
ゾーン３を搬送され、蒸発乾燥ゾーン５に搬入されると
きにブースコンベア１１より遅い搬送速度のサブコンベ
ア１２に受け渡されて当該蒸発乾燥ゾーン５を搬送され
た後、後段の塗装ゾーン４に搬入されるときに再びブー
スコンベア１１に受け渡される。

【００２４】本例では、蒸発乾燥ゾーン５の長さが２０
ｍ、ブースコンベア１１の搬送速度が分速５ｍのとき
に、の搬送速度が分速３．６ｍに設定されている。

【００２５】これは、自動車ボディ１が蒸発乾燥ゾーン
５に搬入されてから搬出されるまでの通過時間が、当該
蒸発乾燥ゾーン５の温度条件で水性塗料の塗膜を乾燥さ
せるのに要する標準処理時間以上になるようにサブコン
ベア１２の搬送速度を設定したものである。

【００２６】すなわち、蒸発乾燥ゾーン５では、赤外線
ヒータ６による１分の加熱と、熱風加熱装置８による３
分の加熱と、冷風冷却装置１０による１分３０秒の冷却
が行なわれ、その合計５分３０秒の標準処理時間と等し
い時間をかけて、長さ２０ｍの蒸発乾燥ゾーン５を通過
するように設定した。このとき、赤外線ヒータ６の長さ
は約３.６ｍ、熱風加熱装置８の長さは約１１ｍ、冷風
冷却装置１０の長さは約５.４ｍで設計されている。

【００２７】なお、ブースコンベア１１は、台車２に形
成したトウピン１６を駆動チェーン１３に取り付けられ
た前後一対のリテーナドグ１４、１５に挟んで搬送する
ように成され、前段の塗装ゾーン３と蒸発乾燥ゾーン５
の間には、前方のリテーナドグ１５を解除状態にするド
グガイド１７と、このドグガイド１７により前方のリテ
ーナドグ１５が解除されたときに台車２を蒸発乾燥ゾー
ン５に向かって押し込むエアプッシャ１８が配設されて
いる。

【００２８】また、蒸発乾燥ゾーン５では、を案内する
レール１９が、前段及び後段の塗装ゾーン３、４に比し
て高位置に配され、台車２のトウピン１６が、蒸発乾燥
ゾーン５内を走るブースコンベア１１の前記リテーナド
グ１４，１５に引っ掛からないように成っている。そし
て、サブコンベア１２は、高位置のレール１９に案内さ
れる台車２を牽引するように、ブースコンベア１１に比
して高位置に配されている。

【００２９】以上が本発明の一構成例であって、次に、
その作用を説明する。まず、台車２に載せられた自動車
ボディ１…は、ブースコンベア１１により前段の塗装ゾ
ーン３内を毎分５ｍの速さで搬送されながら、水性メタ
リック塗料が塗装される。

【００３０】そして、水性メタリック塗料の塗装が終了
して、前段の塗装ゾーン３から蒸発乾燥ゾーン５に搬入
されるときに、ブースコンベア１１の駆動チェーン１５
に取り付けられたリテーナドグ１５がドグガイド１７に
より解除されると同時に、台車２が、エアプッシャ１８
により蒸発乾燥ゾーン５に向かって押し込まれて、サブ
コンベア１２に受け渡される。

【００３１】蒸発乾燥ゾーン５内では、サブコンベア１
２により毎分３.６ｍの搬送速度で搬送されるので、長
さ約３.６ｍの赤外線ヒータ６を通過する間に１分間加
熱されて自動車ボディ１の表面温度が６０℃まで昇温さ
れ、長さ約１１ｍの熱風加熱装置８を通過する間に秒速
８ｍで吹き出す８０℃の熱風で約６０℃の表面温度を約
３分間保持され、長さ５.４ｍの冷風冷却装置１０を通
過する間に秒速８ｍで吹き出す２０℃の冷風が約１分３
０秒間吹き付けられて、その表面温度がクリアコートの
塗膜に肌あれ等を生じない温度までに低下する。

【００３２】すなわち、長さ２０ｍの蒸発乾燥ゾーン５
を通過させる際に、急激に加熱冷却することなく、合計
５分３０秒の標準処理時間と等しい時間をかけて塗膜に
含まれる水分を蒸発させることができる。

【００３３】これにより、前段の塗装ゾーン３で自動車
ボディ１の表面に塗られた水性メタリック塗料の塗膜
は、後段の塗装ゾーン４でクリアコート用の透明塗料を
重ね塗りする際に、たれ、たるみ、わき等の塗装欠陥を
生ずるおそれがない程度まで、塗膜中の水分が適度に蒸
発する。

【００３４】そして、蒸発乾燥ゾーン５から搬出された
台車２は、後段の塗装ゾーン４に搬入されたところで、
そのトウピン１６がブースコンベア１３のリテーナドグ
１４、１５に係合して、再びブースコンベア１３により
搬送され、クリアコート用の透明塗料が重ね塗りされ
る。

【００３５】図３は本発明の他の実施形態を示すもの
で、蒸発乾燥ゾーンをより短縮することができるもので
ある。なお、図１及び図２との共通部分は同一符号を付
して詳細説明を省略する。

【００３６】本例の塗装設備は、蒸発乾燥ゾーン５に、
前段の塗装ゾーン３で水性メタリック塗料が塗られた自
動車ボディ１を加熱してその自動車ボディ１の表面温度
を上昇させる赤外線ヒータ（加熱装置）２１と、当該加
熱装置２１で加熱昇温された自動車ボディ１の表面に、
除湿装置２２で除湿して送風機２３で供給される高風速
の乾燥空気を吹き付けて、その表面に塗られた水性メタ
リック塗料の水分を蒸発させると同時に、自動車ボディ
１の表面温度を低下させる乾燥空気吹付装置２４が設置
されている以外は、図１に示す塗装設備と同様である。

【００３７】赤外線ヒータ２１は、サブコンベア１２に
より分速３.６ｍで搬送される自動車ボディ１をその搬
送路の両側から約１分間加熱して、自動車ボディ１の表
面温度を約４５〜６０℃に昇温させるように、その設置
長さが約３.６ｍに形成されている。

【００３８】乾燥空気吹付装置２４は、自動車ボディ１
の搬送路の両側に沿って併設した前後二つの空気吹出ダ
クト２５ａ、２５ｂで構成され、それら空気吹出ダクト
２５ａ、２５ｂの前面には、約３００ｍｍ程度離れて対
峙する自動車ボディ１の側面に向かって乾燥空気を秒速
約１０ｍ程度の高速風で吹き出す多数の空気吹出ノズル
２６が設けられている。

【００３９】そして、サブコンベア１２により分速３.
６ｍで搬送される自動車ボディ１に対し、３分間連続し
て乾燥空気を吹き付けることができるように、その設置
長さが１１ｍに形成されている。

【００４０】本例によれば、前段の塗装ゾーン３におい
て、ブースコンベア１１により分速５ｍで搬送されなが
ら、表面に水性メタリック塗料が塗られた自動車ボディ
１が蒸発乾燥ゾーン５に搬入されて、サブコンベア１２
に受け渡され、分速３.６ｍで搬送されながら、加熱装
置２１により１分間加熱されて約４５〜６０℃に昇温さ
れ、その塗膜中の水分が蒸発を開始する。

【００４１】次いで、この加熱された塗膜に対して、除
湿装置２２で温度約３０℃、相対湿度約３０％に調整し
た乾燥空気が、乾燥空気吹付装置２４の空気吹出ダクト
２５ａ、２５ｂに設けた多数の空気吹出ノズル２６から
秒速１０ｍの高空気で約３分間吹き付けられて、塗膜中
の水分の蒸発作用が促進されると同時に、その水分が蒸
発する際の気化熱によって塗膜が徐々に冷却され、その
表面に急冷に起因するしわ等の塗装欠陥を生ずることが
ない。

【００４２】なお、実験によれば、自動車ボディ１の表
面に塗られた膜厚約１５μｍ、不揮発分（nonvolatile
content）ＮＶ＝２５.５重量％の水性塗料の塗膜を赤外
線ヒータ２１で約３０秒間加熱して４８℃に昇温させた
後、その塗膜の表面に空気吹出ダクト２５ａ、２５ｂの
各空気吹出ノズル２６から、温度３０℃、相対湿度３０
％の乾燥空気を秒速約１０ｍで３分間吹き付けると、Ｎ
Ｖ値が焼付けに最適とされる約７５重量％にまで達する
ことが確認された。

【００４３】また、本例の蒸発乾燥ゾーン５における標
準処理時間は４分であるから、その設置長さは１５ｍ弱
で足り、蒸発乾燥ゾーン５の設置スペースとして２０ｍ
の長さが確保できない既存の塗装ブースにも設置するこ
とができる。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、コ
ンベアで搬送される被塗物の表面に塗られた水性塗料の
塗膜に、高温によるたれ、たるみ、わき等の塗装欠陥を
生じさせることがなく、また、その塗膜に重ね塗りされ
る別異の塗料の塗膜にも、高温による肌あれ等の塗装欠
陥が生じさせることなく、その水性塗料の塗膜を極めて
短い蒸発乾燥ゾーンで乾燥させることができるという大
変優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塗装設備の一例を示す図。

【図２】その要部を示す説明図。

【図３】他の実施形態を示す図。

【図４】実験的な塗装設備を示す図。

【符号の説明】

１………自動車ボディ（被塗物） ２………台車 Ｃ………コンベア ３………前段の塗装ゾーン ４………後段の塗装ゾーン ５………蒸発乾燥ゾーン １１………ブースコンベア １２………サブコンベア ２１………赤外線ヒータ（加熱装置） ２２………除湿装置 ２４………乾燥空気吹付装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０５Ｄ 7/14 Ｂ０５Ｄ 7/14 Ｌ 7/24 ３０１ 7/24 ３０１Ｃ (72)発明者 大久保 優 愛知県豊田市柿本町一丁目９番地 トリニ ティ工業株式会社内 (72)発明者 居 石 義 史 大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番96号 株式会社椿本チエイン内 (72)発明者 射 場 弘 和 大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番96号 株式会社椿本チエイン内 Ｆターム(参考） 4D075 AA51 EA06 4F042 AA09 DB02 DB17 DB18 DB36 DC01 DF16 DF22

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】台車（２）に載せられてコンベア（Ｃ）で
   搬送される被塗物（１）の表面に水性塗料を塗る前段の
   塗装ゾーン（３）と、その水性塗料の塗膜に別異の塗料
   を重ね塗りする後段の塗装ゾーン（４）との間に、前段
   の塗装ゾーン（３）で水性塗料が塗られた被塗物（１）
   を加熱させてその水性塗料の塗膜中の水分を蒸発させる
   蒸発乾燥ゾーン（５）が形成されると共に、当該蒸発乾
   燥ゾーン（５）に、前段の塗装ゾーン（４）に配された
   ブースコンベア（１１）から受け渡された前記台車
   （２）を前段の塗装ゾーン（３）内における搬送速度よ
   りも遅い搬送速度で牽引し、後段の塗装ゾーン（４）に
   配されたブースコンベア（１１）に受け渡すサブコンベ
   ア（１２）が配設されたことを特徴とする塗装設備。
2. 【請求項２】被塗物（１）が蒸発乾燥ゾーン（５）に搬
   入されてから搬出されるまでの通過時間が、当該蒸発乾
   燥ゾーン（５）の温度条件で塗膜を乾燥させるのに要す
   る標準処理時間以上になるように前記サブコンベア（１
   ２）の搬送速度が設定されてなる請求項１記載の塗装設
   備。
3. 【請求項３】前記蒸発乾燥ゾーン（５）に、被塗物
   （１）を所定温度まで加熱する加熱装置（２１）と、当
   該加熱装置（２１）で加熱された被塗物（１）の表面に
   除湿装置（２２）で除湿した乾燥空気を高風速で吹き付
   けて、その表面に塗られた水性塗料の水分を蒸発させる
   と同時に、その被塗物（１）の表面温度を低下させる乾
   燥空気吹付装置（２４）が設置されてなる請求項１記載
   の塗装設備。