JP2014176778A

JP2014176778A - 塗装方法

Info

Publication number: JP2014176778A
Application number: JP2013050604A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Hiratsuka; 克良平塚; Hiroyuki Sato; 博之佐藤
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2014-09-25

Abstract

【課題】吹き付け塗装において、塗装面に塵埃が付着することにより発生する塗装不良を防止して歩留り向上を図り、良好な塗装効率によって塗料の無駄な使用を低減して製造コストの低減化を図ることにある。
【解決手段】ワークＷをノズル７の上方に、ハードコート膜を形成する面となる意匠面４０を下方に向けて位置させてノズル７に対向した状態にセットし、ノズル７から上方のワークＷの意匠面４０に向かってハードコート剤３３を吹き付けて意匠面４０にハードコート剤３３を塗布すると同時に、意匠面４０に塗布されることなく飛散した飛散ハ−ドコート剤３２を回収貯留パン１によって受け止めて回収して貯留し、貯留したハードコート剤を循環させて再度吹き付け塗布に使用する。
【選択図】図２

Description

本発明は、塗装方法に関するものであり、詳しくは、吹き付け塗装方法に関する。

従来の吹き付け塗装方法としては、例えば、図５に示すような構成のものが開示されている。

それは、塗装室８０の下部に、両端部に開口を有する塗装ミスト受け皿８１を備えており、上部開口には水流板８２の上縁部から上方に向けて延びる前面壁８３が設けられているとともに下部開口には水流板８２の下縁部から下方に向けて延びる流下壁８４が設けられており、流下壁８４によってベンチュリー部８５が形成されている。ベンチュリー部８５は、排気通路８６を介して塗装室８０の隣に設けられた排気ダクト８７に繋がっている。

塗装室８０の下方には、塗装室８０の側壁８８と塗装ミスト受け皿８１とにより循環水８９を供給する循環水供給路９０が形成され、循環水８９が溜まり込む浄化水９１が排気通路８６及び排気ダクト８７の下方で循環している。

また、流下壁８４の一方の側の下部には、鋸目の下面を浄化水９１に接触させた鋸板９２が取り付けられており、下方には凹曲面状の渦巻板９３が配設されている。渦巻板９３の上方で且つ鋸板９２の下流側には、下方に向けて湾曲する整流板９４が設けられている。一方、流下壁８４の他方には、下端部を浄化水９１中に延出させて循環水８９の水跳ねを防止する水流板８２が設けられている。

そこで、塗装室８０内にセットしたワークＷに上方から塗装ロボット９５により吹き付け塗装すると、発生する塗料ミストを含有するエアは排気ダクト８７側の負圧によって一部がベンチュリー部８５に吸引され、排気通路８６入口の鋸板９２によって浄化水９１とキミシングされ、他の一部が前面壁８３に付着し、循環水８９によって流されて浄化水９１に捕捉される。

これにより、塗料付着を除去するメンテナンス作業を大幅に低減することができるようになった、とするものである（特許文献１参照）。

特開平７−１７１４５３号公報

ところで、上記特許文献１の塗装方法は、ワークＷの塗装面が上向きとなっているため塗装面に塵埃が付着しやすく、塗装不良を発生する恐れがある。また、その対策としてクリーンルームで塗装作業を行うとすると、クリーンルームのための多額の設備投資と維持管理費が必要となる。また、吹き付け塗装においては、塗装効率（「ワークＷに塗布された塗料の量」を「塗料の使用量」で割った値）が３０％程度と低く、無駄な塗料の消費がなされる。

また、塗装の別の手法として、塗料をワークＷにシャワー状に降り注ぐシャワーコートや塗料をワークＷにカーテン状に降り注ぐカーテンコートがあるが、いずれもワークＷに当たった塗料が大きく飛散して周囲を汚してしまい、清掃等のメンテナンスの手間が掛かる。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、吹き付け塗装において、塗装面に塵埃が付着することにより発生する塗装不良を防止して歩留り向上を図り、良好な塗装効率によって塗料の無駄な使用を低減して製造コストの低減化を図り、設備への特別な投資をすることなく塗料の飛散を抑制してメンテナンスの手間の削減を図る、ことが可能な塗装方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、被塗装面を下方に向けて配置されたワークと、前記ワークの下方に配置されると共に貯留された塗料を排出する排出口を有するトレー状の回収貯留パンと、前記被塗装面と前記回収貯留パンとの間に配置されて前記塗料を噴出するノズルと、前記ノズルと前記回収貯留パンの排出口を連通する配管部材と、を備え、上方に位置する前記被塗装面に向かって下方に位置する前記ノズルから塗料を吹き付けて塗布すると同時に、前記被塗装面に塗布されることなく飛散した飛散塗料を下方に位置する前記回収貯留パンによって受け止めて回収して貯留し、貯留した前記塗料を前記配管部材を介して循環させて再度前記ノズルによる吹き付けに使用することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記ワークは、Ｘ・Ｙ・Ｚ方向に移動可能に支持され、前記ノズルに対して移動させながら前記塗料の塗布が行われることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記配管部材の途中に、循環する前記塗料の塵埃等の異物を取り除くフィルターが設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前記塗料は、紫外線硬化の塗料であることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、前記回収貯留パンには、前記塗料を供給する塗料供給口及び希釈剤を供給する稀釈剤供給口のいずれか一方又は両方が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の塗装方法は、ワークをノズルの上方に、被塗装面を下方に向けて位置させてノズルに対向した状態にセットし、ノズルから上方のワークの被塗装面に向かって塗料を吹き付けて被塗装面に塗料を塗布すると同時に、被塗装面に塗布されることなく飛散した飛散塗料を回収貯留パンによって受け止めて回収して貯留し、貯留した塗料を循環させて再度吹き付け塗布に使用する。

その結果、塗装面に塵埃が付着することにより発生する塗装不良を防止して歩留り向上を図り、良好な塗装効率によって塗料の無駄な使用を低減して製造コストの低減化を図ることが可能となった。

実施形態の吹き付け塗装方法に係わるハードコート剤循環系の構成を説明する図である。ハードコート剤循環系による吹き付け塗装についての説明図である。ハードコート剤塗布後の予備乾燥の説明図である。ハードコート剤予備乾燥後の本硬化の説明図である。従来例の説明図である。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図４を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

本発明の吹き付け塗装方法は、被塗装物に向けて吹き付けられて該被塗装物に塗布されることなく飛散した霧状の塗料を回収して塗装処理に再利用する塗料循環系を有するものである。

具体的には、本実施形態においては、被塗装物を車両用ヘッドランプのレンズ（以下、「ワーク」と呼称する）とし、レンズのレンズ面（以下、「意匠面」と呼称する）に対して吹き付け塗装によってハードコート剤を塗布し、後工程の、塗布したハ−ドコート剤の硬化工程を経てハードコート膜を形成すものである。

図１は、実施形態の吹き付け塗装方法に係わるハードコート剤循環系の構成を説明する図である。

図１より、符号１は、ワークの意匠面に向けて吹き付けられて該意匠面に塗布されることなく飛散した霧状のハードコート剤を受け止めて回収すると共にハードコート剤の塗布時に常に所定量のハードコート剤を貯留する働きを有する回収貯留パンを示している。

回収貯留パン１は、上部を開口とした有底のトレー状を呈しており、底部に、吹き付け塗装に用いる紫外線硬化性のハードコート剤が流通するハードコート剤流通口２及び再生用のハードコート剤（被再生ハードコート剤）を排出する被再生ハードコート剤排出口３が設けられており、側壁部には、バージンのハードコート剤を供給するハードコート剤供給口４及びハードコート剤を希釈して粘度を一定に保つ希釈剤を供給する希釈剤供給口５が設けられている。

被再生ハードコート剤排出口３は、第１の配管２１を介してハードコート剤を循環させるポンプ１０に接続されており、ポンプ１０の出口側は第２の配管２２を介して被再生ハードコート剤から塵埃等の異物を取り除くフィルター１１に接続されている。

フィルター１１の目の大きさは、塗装不良となる限度に基づく許容範囲の塵埃等の異物の大きさによって決められるが、ワークをヘッドランプのレンズとする本実施形態においては１μｍメッシュが好ましい。

フィルター１１の出口側は、回収貯留パン１のハードコート剤流通口２をハードコート剤に対して密に貫通する第３の配管２３に接続されており、第３の配管２３の、回収貯留パン１内に突出した端部はアーム６を介してハードコート剤を噴出するノズル７に接続されている。

なお、ハードコート剤供給口４及び希釈剤供給口５の夫々は、第４の配管２４及び第５の配管２５を介してハードコート剤の供給源（図示せず）及び希釈剤の供給源（図示せず）に接続されている。

次に、上記構成のハードコート剤循環系による吹き付け塗装について、図２を参照して説明する。

まず、ワークＷ（ヘッドランプのレンズ）をノズル７の上方に、ハードコート膜を形成する面となる意匠面４０を下方に向けて位置させてノズル７に対向した状態にセットする。ワークＷは、図示していないが、６軸ロボット等の多軸駆動機構によってＸ・Ｙ・Ｚ方向に移動可能に支持されている。

次に、ハードコート剤の供給源から第４の配管２４を通して回収貯留パン１内に所定量のハードコート剤３０を供給する。ハードコート剤の供給源から供給されるバージンハードコート剤３０は、ハードコート剤の原剤を適量の揮発性希釈剤で希釈したものである。

次に、ポンプ１０を駆動してノズル７から上方のワークＷの意匠面４０に向かってハードコート剤３３を吹き付ける。すると、意匠面４０にハードコート剤３３が塗布されると同時に、意匠面４０に塗布されることなく飛散した飛散ハ−ドコート剤３２が回収貯留パン１によって受け止められて回収され、被再生ハードコート剤３１として回収貯留パン１に貯留される。

回収貯留パン１内に貯留された被再生ハードコート剤３１は、ポンプ１０によって第１の配管２１及び第２の配管２２を通ってフィルター１１に送られて異物が除去され、その後第３の配管２３及びアーム６を通ってノズル７から上方のワークＷの意匠面４０に向かって吹き付けられる。このように、ハードコート剤を循環・再生させながら意匠面４０の全面に亘ってハードコート剤を塗布する。

なお、ハードコート剤３３の塗布中は、ワークＷを適宜Ｘ・Ｙ・Ｚ方向に移動してハードコートを施したい部分が常に塗装の最適位置に位置するように制御する。これにより、意匠面４０にアンダーカットの部分がある場合でも、他の部分と同様にハードコート剤の塗布を施すことができる。

ハードコート剤塗布中に、回収貯留パン１内の被再生ハードコート剤３１が少なくなった場合は、ハードコート剤の供給源から第４の配管２４を通してバージンハードコート剤３０を供給する。また、回収貯留パン１内の被再生ハードコート剤３１の希釈剤が蒸発して粘度が高くなった場合は、希釈剤の供給源から第５の配管２５を通して希釈剤３５を供給することによって粘度を下げて、常時一定粘度のハードコート剤を塗布するようにする。これにより、意匠面４０に対してハードコート剤を均一な厚みに塗布することできる。

ハードコート剤の塗布処理が終わったワークＷは、ハードコート剤が塗布された意匠面４０を立てた状態にセットし、塗布されたハードコート剤３３の予備乾燥を行う。予備乾燥は紫外線あるいは熱風を用い、６９℃〜８２℃の温度範囲で行う（図３（ハードコート剤塗布後の予備乾燥の説明図）参照）。その後、紫外線を照射してハードコート剤の本硬化を行ってハードコート膜４５を形成する。紫外線強度は３２００〜５５００ｍＪ／ｃｍ^２とする（図４（ハードコート剤予備乾燥後の本硬化の説明図）参照）。

この場合、ハードコート剤３３が塗布された意匠面４０を立ててセットすることにより、塗布されたハードコート剤３３が重力によって塗布面上を自然流下してハードコート剤３３の厚みが均一化される。同時に、流下したハードコート剤３３は意匠面４０の下端部に溜まってそこから滴３４となって自然落下する。但し、意匠面４０の下端部は光学特性には影響しない部分であるので、ハードコート剤３３が溜まっても外観的及び光学的に問題となることはない。

以上のように、上述したハードコート膜の製造方法は、下方に向いて位置するハードコート膜形成面に対して上方に向けて吹き付けるハードコート剤により、ハードコート膜形成面にハードコート剤を塗布するものである。そのため、ハードコート膜を形成する面が下向きにセットされることによりその面に塵埃が付着し難く、塗装不良の発生が防止されて歩留が向上する。たとえ、ハードコート膜を形成する面に塵埃や油分が付着していても、ハードコート剤の吹き付け時にハードコート剤で洗い流されて除去される効果が期待できるため、塗装不良の発生の防止に繋がる。

また、ハードコート膜を形成する面に向けて吹き付けられながらその面に塗布されることなく飛散したハードコート剤を回収貯留パンで受け止めて回収し、ハードコート剤塗布のための吹き付けに再利用するようにした。そのため、上述の塗着効率が理論上１００％となってハードコート剤の無駄な使用がほとんどなくなり、製造コストの低減化を図ることが可能となる。

更に、上述のシャワーコートやフローコートと比較して、ハードコート剤の飛散が少ないため塗装室のメンテナンスの頻度を低減することがでるとともに、ワークをセットする治具へのハードコート剤の付着がほとんどなく、設備への特別な投資やメンテナンス費用を削減することが可能となる。

なお、ハードコート剤を噴射するノズルの噴射口の面積は、ワークの大きさと形状に基づいて設定される。ハードコート膜を形成する面がヘッドランプのレンズのようななだらかな凸面の場合は１０ｃｍ^２が適切であり、形状は丸形、正方形、多角形等が考えられるが特に限定されるものではない。また、ヘッドランプのリフレクタの反射面のような凹面で且つハードコート膜形成面に多くの段差やローレットを有する場合は、１〜３ｃｍ^２程度が好ましい。

ハードコート剤は、温度によって粘度が変わり、それによってハードコート膜の膜厚が変わる。したがって、ハードコート膜の膜厚の再現性を確保するためにはハードコート剤を一定温度に保持することが好ましい。

１… 回収貯留パン
２… ハードコート剤流通口
３… 被再生ハードコート剤排出口
４… ハードコート剤供給口
５… 希釈剤供給口
６… アーム
７… ノズル
１０… ポンプ
１１… フィルター
２１… 第１の配管
２２… 第２の配管
２３… 第３の配管
２４… 第４の配管
２５… 第５の配管
３０… バージンハードコート剤
３１… 被再生ハードコート剤
３２… 飛散ハイドコート剤
３３… ハードコート剤
３４… 滴
３５… 希釈剤
４０… 意匠面
４５… ハードコート膜

Claims

被塗装面を下方に向けて配置されたワークと、
前記ワークの下方に配置されると共に貯留された塗料を排出する排出口を有するトレー状の回収貯留パンと、
前記被塗装面と前記回収貯留パンとの間に配置されて前記塗料を噴出するノズルと、
前記ノズルと前記回収貯留パンの排出口を連通する配管部材と、を備え、
上方に位置する前記被塗装面に向かって下方に位置する前記ノズルから塗料を吹き付けて塗布すると同時に、前記被塗装面に塗布されることなく飛散した飛散塗料を下方に位置する前記回収貯留パンによって受け止めて回収して貯留し、貯留した前記塗料を前記配管部材を介して循環させて再度前記ノズルによる吹き付けに使用することを特徴とする塗装方法。
前記ワークは、Ｘ・Ｙ・Ｚ方向に移動可能に支持され、前記ノズルに対して移動させながら前記塗料の塗布が行われることを特徴とする請求項１に記載の塗装方法。
前記配管部材の途中に、循環する前記塗料の塵埃等の異物を取り除くフィルターが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗装方法。
前記塗料は、紫外線硬化の塗料であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の塗装方法。
前記回収貯留パンには、前記塗料を供給する塗料供給口及び希釈剤を供給する稀釈剤供給口のいずれか一方又は両方が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の塗装方法。