JP2010188237A - 静電塗装方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】静電塗装方法は、塗装ガン30を用いて、ボディ20を静電塗装する。この静電塗装方法は、塗装ガン30の回転霧化頭への塗料の供給量を変化させながら、この回転霧化頭の回転数を変化させて、塗料粒子の粒径を変化させるとともに、塗膜のNV値が所定範囲内に収まるように、溶剤を塗料に添加する。これにより、ボディ20の被塗装面における塗料粒子の積層による凹凸を小さくできるうえに、被塗装面に塗着した塗料がレベリングする程度の流動性を確保できるので、従来に比べて、塗装面の平滑性をより向上できる。
【選択図】図2
Description
以上の塗装工程では、塗装装置として、例えば回転霧化式塗装装置が用いられている。この回転霧化式塗装装置は、回転霧化頭に高電圧を印加しつつ回転させ、この状態で、回転霧化頭に液体塗料を供給する。これにより、液体塗料を帯電させて霧化し、回転霧化頭の先端縁から噴霧して、静電塗装を行う。
このような手法を中塗り塗装やクリア塗装に適用した場合、塗料粒子を微粒化することにより、塗料粒子が被塗装面に塗着した際に、この粒子の積層による凹凸が小さくなるので、車体表面の平滑性向上が期待される。
NV=(乾燥後の塗料質量)/(乾燥前の塗料質量)×100
また、添加する溶剤としては、高沸点溶剤の方が、添加量が少なくてよいので、好ましい。
しかしながら、塗料粒子径が小さくなると、塗膜のNV値が高くなり、塗膜中の不揮発分の割合が高くなる(つまり、塗膜中の溶剤含有量が低下する)。その結果、塗膜の流動性が失われ、被塗装面に塗着した塗料はレベリングが不十分なまま流動性が無くなってしまう。そこで、適量の溶剤、好ましくは高沸点溶剤を加えることで、塗着した塗料の流動性を確保する。
図1は、本発明の一実施形態に係る静電塗装方法が適用された塗装ライン1の一部の概略を示す平面図である。
塗装ライン1は、上塗り塗装(ベース塗装およびクリア塗装)を行う。
図1には塗装ライン1の一部が示されており、この塗装ライン1には、自動車のボディ20が搬送される搬送路2に沿って、ベース塗装設備3、フラッシュオフ設備4、クリア塗装設備10、焼き付け設備5の順に、設けられている。
クリア塗装設備10は、搬送路2の両側に設けられた6台の塗装ロボット11〜16と、各塗装ロボット11〜16のそれぞれに塗料を供給する塗料供給管41と、これら塗料供給管41のうち塗装ロボット13〜16に接続されるものに溶剤を供給する溶剤供給管42と、を備える(図1参照)。
塗装ロボット11、12は、最上流側に搬送路2を挟んで配置され、ボディ20の上面を塗装する上面塗装ロボットである。
塗装ロボット13、14は、塗装ロボット11、12の下流側に搬送路2を挟んで配置され、ボディ20の側面を塗装する側面塗装ロボットである。
塗装ロボット15、16は、塗装ロボット13、14の下流側に搬送路2を挟んで配置され、ボディ20の側面を塗装する側面塗装ロボットである。
塗料と溶剤との混合方法としては、プレミックス、スタティックミキサ混合、ベル先混合の3種類がある。
プレミックスとは、塗装ロボットよりも塗料タンク寄りに攪拌機を設け、この攪拌機により塗料と溶剤とを混合する方法である。このプレミックスでは、色替えを行う場合、攪拌機から塗装ガンまでの流路を洗浄する。
スタティックミキサ混合とは、ロボット本体の近傍にスタティックミキサを設け、このスタティックミキサにより塗料と溶剤とを混合する方法である。このスタティックミキサ混合では、色替えを行う場合、スタティックミキサから塗装ガンまでを洗浄するだけでよい。よって、プレミックスに比べて、洗浄する経路が短くなり、塗装色の切替えにかかる時間を短縮でき、塗料ロスも低減できる。
本実施形態では、以上の3種類の混合方法のうちベル先混合を採用する。
クリア塗装設備10には、上述のようにベル先混合を採用している。すなわち、塗料供給管41および溶剤供給管42は、塗装ロボット13〜16の塗装ガン30に接続されている。塗料供給管41の途中には、ギアポンプ43が設けられている。
塗装ガン30は、塗料供給管41を通して供給された塗料と溶剤供給管42を通して供給された溶剤とを混合して噴霧する。
回転霧化頭32には、噴射方向に向かって拡開する拡開面321が形成されている。
塗料供給管41は、回転霧化頭32の中心軸に沿って延びて拡開面321の中央に到達している。
ピストン442は、シリンダ441の内周面に当接する円盤状のピストン本体444と、このピストン本体444に設けられてサーボモータ443に接続された棒状のピストンロッド445と、を備える。
このピストン442は、送りねじ機構であり、サーボモータ443が回転駆動することで、ピストン442のシリンダ441内の位置を高精度で調整できるようになっている。
まず、制御装置50により、バルブ422を閉じておく。そして、塗装ガン30の回転霧化頭32を回転させながら、ギアポンプ43を駆動して、塗料供給管41を通して、塗装ガン30に塗料を供給する。
まず、制御装置50により、バルブ422を閉じ、バルブ421を開いて、この状態で、図示しない溶剤供給源から溶剤を溶剤供給管42に供給し、溶剤押出装置44のシリンダ441内に溶剤を充填する。
次に、塗装ガン30の回転霧化頭32を回転させながら、ギアポンプ43を駆動して、塗料供給管41を通して、標準塗装条件よりも少量の塗料を塗装ガン30に供給する。
このクリア塗装設備10には、2種類のボディ20A、20Bが混在して上流から搬送されるものとする。ボディ20Bには、ボディ20Aよりも高い平滑性が要求されているものとする。
まず、図4に示すように、クリア塗装設備10は、ボディ20A、20Bの塗装を行っている。具体的には、塗装ロボット13〜16により、ボディ20Aの側面を塗装している。また、塗装ロボット11、12により、ボディ20Bのフロント側の上面を塗装している。ここで、塗装ロボット11〜16には、塗料のみが供給される。
上述のクリア塗装設備に塗料および溶剤を供給し、塗料に対する溶剤の割合とNV値およびLW値との関連を調べた。
図11中、LW(Long Wave)とは、Wavescan(BYK Gardner社製)と呼ばれる測定器で測定された、塗膜の平滑度を表す指標である。具体的には、この測定器からレーザ光を塗膜表面に照射して、塗膜表面の反射光強度を検出し、塗膜表面の光学プロファイルを検出する。そして、この光学ファイルを数学的フィルターにかけ、塗膜表面のストラクチャーを波長毎に分離し、測定した波長がある程度長いものを抽出して数値化したものである。LW値が低いほど表面が平滑であり、外観が良好である、といえる。
すなわち、回転霧化頭への塗料の供給量を低減するとともに回転霧化頭の回転数を上昇させると、塗料粒子が微粒化されるため、塗料粒子の比表面積が増大して、塗膜のNV値は高くなる。よって、塗料粒子の微粒化の効果は半減し、LW値は大きく低下しない。
すなわち、回転霧化頭への塗料の供給量を低減するとともに回転霧化頭の回転数を上昇させると、塗料粒子が微細化されて塗料粒子の比表面積が増大するが、溶剤が添加されているため、塗料の溶剤揮発量が抑制され、塗膜中の揮発分の割合がそれほど高くならず、NV値の上昇を抑えることができる。よって、被塗装面に塗着した塗料の流動性が確保され、塗膜のレベリングが促進されるので、塗膜表面の凹凸が抑えられることになり、LW値が顕著に低くなる。
(1)、塗膜のNV値が所定範囲を超えて高くならないにように管理しつつ、回転霧化頭32の回転数を上昇させるとともに、回転霧化頭32からの塗料の吐出量を低減して、塗料粒子を微粒化する。これにより、ボディ20における塗料粒子の積層による凹凸を小さくできるうえに、ボディ20に塗着した塗料の流動性を確保できるので、従来に比べて、ボディ20の平滑性をより向上できる。
例えば、本実施形態では、静電塗装方法をクリア塗装設備10に適用したが、これに限らない。すなわち、中塗り塗装設備に適用してもよいし、オーバーコートクリア塗装設備(クリア塗装の上に施されるプレミアムなクリア塗装)のような、上塗り塗装設備のうちベース塗装設備を除いた設備に適用してもよい。また、これらの設備のうちの1つに適用してもよいし、複数に適用してもよい。
すなわち、図12に示すように、塗料供給管41には、ギアポンプ43に加えてスタティックミキサ45が設けられており、溶剤供給管42は、塗装ガン30ではなくスタティックミキサ45に接続されている。このスタティックミキサ45は、ギアポンプ43から供給された塗料と溶剤押出装置44から供給された溶剤とを混合するものである。このようにしても、上述の(1)と同様の効果がある。
32 回転霧化頭
20 ボディ(被塗装面)
Claims (1)
- 回転霧化式塗装装置を用いて、被塗装面を静電塗装する静電塗装方法であって、
前記回転霧化式塗装装置の回転霧化頭への塗料の供給量を変化させながら、当該回転霧化頭の回転数を変化させて、塗料粒子の粒径を変化させるとともに、
塗膜のNV値が所定範囲内に収まるように、溶剤を塗料に添加することを特徴とする静電塗装方法。
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