JP2015157264A - 塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属部材と樹脂部材とから成る自動車外板の塗膜形成において、色合わせが容易で外観品質に優れ、工程や設備が簡素かつ安価で済む塗膜形成方法を提供できるようにする。
【解決手段】第１の工程で、金属部材１のベース鋼板１ａに電着層３ａまたは、電着塗装３ａおよびソリッド系の上塗り層３ｂを形成し、第２の工程で、樹脂部材２および第１の工程を経た金属部材１に同時に、樹脂用プライマ５ａ、ボデー用上塗りベース塗料５ｂ、樹脂用クリヤ５ｃを順次塗り重ね、１２０℃以下で焼付け硬化させるようにし、第２の工程にて、同じ上塗りベース塗料５ｂの焼付け硬化を金属部材１および樹脂部材２に対して同一の行程で行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、金属部材と樹脂部材とから成る自動車の外板に塗膜を形成する塗膜形成方法に関する。

従来、自動車の外板は、ドアパネルなどの金属部材に加えてフェンダパネル、クォータパネルなどの樹脂部材により構成されるが、これら金属部材と樹脂部材とで塗装材料や塗装条件が異なるため、両部材間の色合わせが非常に難しく、色合わせのための様々な工夫がなされている。

具体的には、金属部材および樹脂部材に同じ水性メタリックベース塗料を用い、クリヤ塗料として、金属部材には金属部材用、樹脂部材には樹脂部材用のものをそれぞれ使用し、樹脂部材の焼付け硬化温度を金属部材の温度よりも予熱することによって５〜１５℃高くし、樹脂部材の熱変形を防止しつつ両部材間で色相差のない仕上がりに塗装することが提案されている（例えば、特許文献１）。

また、１００〜１１０℃で焼付け硬化する塗料を用い、樹脂部材の素材として、１１０℃以下で熱変形しないものを選択し、金属部材と樹脂部材を同時に塗装することも考えられている（例えば、特許文献２）。

特開２００８−２３４５４号公報（段落００１１，００３８，００８８，００８９，０１０１参照） 特許第４７６２７９２号公報（段落０００６〜０００８参照）

しかし、上記した特許文献１の方法では、金属部材および樹脂部材に同じ水性メタリックベース塗料を用いることから色合わせにおいて有利ではあるが、両部材に別々のクリヤ塗料を使用する必要があり、しかも樹脂部材を予熱しておくなど、工程や設備が複雑になるという問題がある。

一方、特許文献２の方法では、金属部材と樹脂部材に同じ塗料を使用して同時に塗装するので、色合わせや工程の面で有利である反面、特許文献２で使用する塗料は、クリヤのないメタリック系ではないソリッド系の塗料を使用しているため、意匠の自由度が大きく制約され、しかも１１０℃以下で熱変形しない樹脂素材が必要になるので高価になるという問題がある。

本発明は、金属部材と樹脂部材とから成る自動車外板の塗膜形成において、色合わせが容易で外観品質に優れ、工程や設備が簡素かつ安価で済む塗膜形成方法を提供できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の塗膜形成方法は、金属部材と樹脂部材とから成る自動車の外板に塗膜を形成する塗膜形成方法において、前記金属部材に電着塗装または、電着塗装およびソリッド系上塗り塗装を行う第１の工程と、前記樹脂部材および前記第１の工程を経た前記金属部材に、樹脂用プライマ、ボデー用または樹脂用上塗りベース塗料、樹脂用クリヤを順次塗り重ね、１２０℃以下で焼付け硬化させる第２の工程とを含むことを特徴としている（請求項１）。

また、前記第２の工程において、保持治具により、前記樹脂部材および前記金属部材を水平状態に保持するようにするとよい（請求項２）。

請求項１に係る発明によれば、第１の工程で、金属部材に電着塗装または、電着塗装およびソリッド系上塗り塗装を行い、第２の工程で、樹脂部材および第１の工程を経た金属部材に同時に、樹脂用プライマ、ボデー用または樹脂用上塗りベース塗料、樹脂用クリヤを順次塗り重ね、１２０℃以下で焼付け硬化させるため、第２の工程で、同じ上塗りベース塗料の焼付け硬化を金属部材および樹脂部材に対して同一工程で行い、両部材間の色合わせおよび外観品質の維持向上を容易に行うことができる上、同一の工程により設備を簡素化でき、しかも樹脂部材の素材が上記特許文献２のように制約されることもなく、簡素で安価な塗膜形成方法を提供することができる。なお、金属部材は第１の工程での電着塗装により防錆性能を確保することができる。

また、請求項２に係る発明によれば、第２の工程で、保持治具により樹脂部材および金属部材を水平状態に保持するため、垂直塗装する場合のような塗料のたれおよびゆず肌が生じるおそれもなく、第２の工程における樹脂用クリヤの膜厚をいわゆるダブルクリヤ並みに厚くすることができ、塗膜全体の膜厚を高精度にかつ容易に管理することが可能になり、両部材の仕上がり状態における外観品質をより向上することができる。さらに、保持治具により水平状態に保持することによって、樹脂部材の線膨張を吸収して樹脂部材の熱変形を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る塗膜形成方法が適用される自動車の外板の配置を示す概略図である。 塗膜形成工程を示す断面図であり、（ａ）は金属部材お、（ｂ）は樹脂部材を示す。 第２の工程のある状態における説明図である。 第２の工程の異なる状態における説明図である。

本発明の一実施形態について、図１ないし図４を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、自動車の外板を構成するドアパネルなどの金属部材１、および、フェンダパネルＦやクォータパネルＱなどの樹脂部材２を塗装する場合に、まず金属部材１について第１の工程として、図２に示すように、ベース鋼板１ａの表面に防錆のためにエポキシ変性アルキッドなどの電着塗料を塗布し、１７０℃で２０分間焼付け処理して電着層３ａを形成し、アクリルメラミンまたはアクリルウレタンまたはポリエステルメラミンなどのソリッド系上塗り塗料を塗布し、１４０℃で２０分間焼付け処理して上塗り層３ｂを形成する。なお、ソリッド径上塗り塗装は省略してもよい。

続いて図２（ａ）に示すように、第２の工程として、上塗り層３ｂの上に、塩素化ポリオレフィンなどの樹脂塗装用プライマ５ａを塗布するとともに、その上にアクリルメラミンまたはアクリルウレタンなどのボデー用上塗りベース塗料５ｂを塗布し、さらに１液アクリルウレタンまたは２液アクリルウレタンまたはアクリルメラミンなどの樹脂用クリヤ５ｃを塗布する。

一方、樹脂部材２についても、図２（ｂ）に示すように、ポリプロピレンなどの樹脂ベース２ａの上に、上記した金属部材１についての第２の工程と同様、塩素化ポリオレフィンなどの樹脂用プライマ５ａを塗布するとともに、その上にアクリルメラミンまたはアクリルウレタンなどのボデー用上塗りベース塗料５ｂを塗布し、さらに１液アクリルウレタンまたは２液アクリルウレタンまたはアクリルメラミンなどの樹脂用クリヤ５ｃを塗布する。

このとき、図３に示すように保持治具７，８に金属部材１および樹脂部材２をそれぞれ載置して両部材１，２について上記した第２の工程を同一工程で行う。その際、図３に示すように、保持治具７，８により樹脂部材２および金属部材１を同じ高さで水平状態に保持しつつ、樹脂用プライマ５ａ、ボデー用上塗りベース塗料５ｂおよび樹脂用クリヤ５ｃを順次塗布した後、１２０℃以下の温度で焼付け硬化させる。

なお、ボデー用上塗りベース塗料５ｂとしてアクリルメラミン、樹脂用クリヤ５ｃとして２液アクリルウレタンを組み合わせた場合には、２液アクリルウレタンに硬化剤が含有されているためさらに低温の１００℃で２０分間の焼付け処理を行うのが好ましい。

ところで、ドアパネルなどの金属部材１は裏面側にも塗膜が形成されるが、図４に示すように、保持治具８については、上面を片側ずつ上方に持ち上げ可能な周知のリフトアップ機構を備えており、金属部材１と同時に樹脂部材２について表面側の第２の工程の処理が終了した後、図４に示すように保持治具８の上面の片側を持ち上げて、同図中の矢印のように、持ち上げられた金属部材１の下側から上向きにロボットアームを挿入するように配置して塗料を塗布し、その後、同図中の１点差線に示すように、金属部材１のもう片側を同様に持ち上げて塗料を塗布し、焼付け処理して樹脂部材２の裏面側にも塗膜を形成する。そのため、金属部材１の裏面側の塗装を行うに当たり、ロボットの配置を換えたり、アームの向きの異なる裏面塗装専用のロボットを準備したりする必要がなく、裏面の塗装を極めて容易に行うことが可能になる。

なお、金属部材１を組付けた後は、その裏面側を外部から見ることはできないので、表面側のように樹脂部材２との色合わせを厳密に行う必要がなく、上記したように保持治具８により持ち上げた状態で塗料を塗布することが許容される。

したがって、上記した実施形態によれば、第１の工程で、金属部材１のベース鋼板１ａに電着層３ａまたは、電着層３ａおよびソリッド系の上塗り層３ｂを形成し、第２の工程で、樹脂部材２および第１の工程を経た金属部材１に同時に、樹脂用プライマ５ａ、ボデー用上塗りベース塗料５ｂ、樹脂用クリヤ５ｃを順次塗り重ね、１２０℃以下で焼付け硬化させるため、第２の工程で、同じメタリックベース塗料５ｂの焼付け硬化を金属部材１および樹脂部材２に対して同一行程で行い、両部材１，２間の色合わせおよび外観品質の維持向上を容易に行うことができる上、両部材１，２について第２の工程を同一行程で行うことによって設備を簡素化でき、簡素で安価な塗膜形成方法を提供することができる。

また、金属部材１については、第１の工程での電着塗装により防錆性能を確保することができる。しかも、第２の工程で金属部材１にも樹脂用プライマ５ａを用いるため、上塗りコンタミによる外観不良を防止することができる。

さらに、第２の工程で、保持治具７，８により樹脂部材２および金属部材１を同じ高さで水平状態に保持することができるため、垂直塗装する場合のような塗料のたれおよびゆず肌が生じるおそれもなく、第２の工程における樹脂用クリヤ５ｃの膜厚を４０μｍ以上に厚くすることができ、塗膜全体の膜厚を高精度にかつ容易に管理することが可能になり、両部材の仕上がり状態における外観品質をより向上することができる。

また、保持治具７により水平状態に保持することにより、樹脂部材２の線膨張を吸収でき、樹脂部材２の熱変形を抑制することができる。

さらに、第２の工程では１２０℃以下の温度で焼付け処理するため、樹脂部材２の素材として、上記特許文献２のように１１０℃以下で熱変形しないなどの制約を受けることもなく、樹脂部材２の樹脂ベースに安価でリサイクル可能なポリプロピレンを使用することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記した実施形態では、第２の工程において、金属部材１および樹脂部材２に、アクリルメラミンまたはアクリルウレタンなどのボデー用上塗りベース塗料５ｂを塗布した場合について説明したが、ボデー用上塗りベース塗料５ｂに代えて樹脂用上塗りベース塗料を塗布しても、上記した実施形態と同等の効果を得ることができる。この場合、樹脂用上塗りベース塗料としてアクリルウレタン、樹脂用クリヤ５ｃとして１液アクリルウレタンを組み合わせた場合には、１２０℃で２０分間焼付け処理するのが好ましい。

また、上記した実施形態では、自動車の外板を構成する金属部材１としてドアパネル、樹脂部材２としてフェンダパネルＦやクォータパネルＱを例示して説明したが、金属部材１や樹脂部材２はこれらに限定されるものではない。

なお、保持治具８は、ロボットアームを下側から上向きに挿入するように金属部材１の裏面側に配置して外裏面側に塗料を塗布できるように上面を持ち上げることができるが構成であれば、どのようなものであってもよい。また、金属部材２と同様、上面が持ち上がる構造の保持治具８により樹脂部材２を載置するものの持ち上げないようにしてもよく、この場合には保持治具は１種類で済み安価になる。

１ …金属部材
１ａ …金属ベース
２ …樹脂部材
２ａ …樹脂ベース
３ａ …電着層
３ｂ …上塗り層
５ａ …樹脂用プライマ
５ｂ …ボデー用上塗りベース塗料
５ｃ …樹脂用クリヤ
７，８ …保持治具
Ｆ …フェンダパネル（樹脂部材）
Ｑ …クォータパネル（樹脂部材）

Claims (2)

1. 金属部材と樹脂部材とから成る自動車の外板に塗膜を形成する塗膜形成方法において、
   前記金属部材に電着塗装または、電着塗装およびソリッド系上塗り塗装を行う第１の工程と、
   前記樹脂部材および前記第１の工程を経た前記金属部材に、樹脂用プライマ、ボデー用または樹脂用上塗りベース塗料、樹脂用クリヤを順次塗り重ね、１２０℃以下で焼付け硬化させる第２の工程と
   を含むことを特徴とする塗膜形成方法。
2. 前記第２の工程において、保持治具により、前記樹脂部材および前記金属部材を水平状態に保持することを特徴とする請求項１に記載の塗膜形成方法。

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