JP2023140292A - 塗装方法および塗装システム - Google Patents
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Abstract
【課題】エネルギー消費を低減させることが可能な塗装方法および塗装システムを提供する。【解決手段】ワークの上に、ベース塗料を塗装する工程と、前記塗装されたベース塗料に１９℃以上２６℃以下の風を当てて、前記ベース塗料を予備乾燥させる工程と、前記予備乾燥したベース塗料の上に、クリア塗料を塗装する工程と、前記クリア塗料が塗装されたワークを本乾燥させる工程と、を含む、塗装方法を提供する。【選択図】図１
Description
本発明は、塗装方法および塗装システムに関する。
近年、より多くの人々が手頃で信頼することができ、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する研究開発が実施されている。
特許文献１には、ベース塗料およびクリア塗料を自動車ボディに塗装する方法が記載されている。このとき、ベース塗料およびクリア塗料が塗装された後のボディは、セッティングゾーンにおいて、常温で所定時間乾燥した後、予備乾燥ゾーンを通過する。ここで、予備乾燥ゾーンにおける乾燥温度は、常温よりも高く、本乾燥ゾーンにおける乾燥温度（焼付温度）以下である。
しかしながら、予備乾燥ゾーンで自動車ボディを加熱するため、エネルギー消費が増大する。
本発明は、エネルギー消費を低減させることが可能な塗装方法および塗装システムを提供することを目的とする。
本発明の一態様は、塗装方法において、ワークの上に、ベース塗料を塗装する工程と、前記塗装されたベース塗料の略全域に１９℃以上２６℃以下の風を当てて、前記ベース塗料を予備乾燥させる工程と、前記予備乾燥したベース塗料の上に、クリア塗料を塗装する工程と、前記クリア塗料が塗装されたワークを本乾燥させる工程と、を含む。
前記風の風速は、３ｍ／ｓ以上７ｍ／ｓ以下であり、前記塗装されたベース塗料の略全域に前記風を当てる時間は、１０分以上１５分以下であってもよい。
前記ベース塗料は、Ｖ値が４９以上である有機溶剤を含んでもよい。
本発明の他の一態様は、塗装システムにおいて、ワークの上に、ベース塗料を塗装する第１塗装ゾーンと、前記塗装されたベース塗料の略全域に１９℃以上２６℃以下の風を当てて、前記ベース塗料を予備乾燥させる予備乾燥ゾーンと、前記予備乾燥したベース塗料の上に、クリア塗料を塗装する第２塗装ゾーンと、前記クリア塗料が塗装されたワークを本乾燥させる本乾燥ゾーンと、を含む。
前記予備乾燥ゾーンは、前記ワークの周囲から前記塗装されたベース塗料に対して前記風を吹き出すスリット状の吹き出し口が設けられていてもよい。
本発明によれば、エネルギー消費を低減させることが可能な塗装方法および塗装システムを提供することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の塗装方法は、ワークの上に、ベース塗料を塗装する工程と、塗装されたベース塗料の略全域に１９℃以上２６℃以下の風を当てて、ベース塗料を予備乾燥させる工程と、予備乾燥したベース塗料の上に、クリア塗料を塗装する工程と、クリア塗料が塗装されたワークを本乾燥させる工程と、を含む。本実施形態の塗装方法は、ベース塗料を予備乾燥させる際に、加熱しないため、エネルギー消費が低減する。
ワークとしては、特に限定されないが、例えば、自動車ボディ等が挙げられる。
ベース塗料としては、特に限定されないが、例えば、公知の水性ベース塗料を用いることができる。
水性ベース塗料に含まれる樹脂成分としては、特に限定されないが、例えば、水性アクリル樹脂、アクリル樹脂エマルション、水性ポリエステル樹脂、水性ウレタン樹脂、水性メラミン樹脂、水性ブロックイソシアネート樹脂等が挙げられる。
水性ベース塗料に含まれる顔料としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウムペースト等が挙げられる。
水性ベース塗料に含まれる添加剤としては、特に限定されないが、例えば、紫外線吸収剤、消泡剤、界面活性剤、レオロジーコントロール剤、分散剤、アミン等が挙げられる。
水性ベース塗料に含まれる有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、アルコール、エステル等が挙げられる。
なお、ベース塗料は、１液系であってもよいし、２液系であってもよい。
ベース塗料は、Ｖ値が４９以上である有機溶剤を含むことが好ましい。ベース塗料が、Ｖ値が４９以上である有機溶剤を含むと、予備乾燥後の溶剤の残留量が減少し、光輝材が移動しにくくなるため、予備乾燥後のムラの発生や、本乾燥後のワキの発生、色差が抑制される。
ここで、有機溶剤のＶ値は、酢酸ブチルの蒸発速度を１００としたときの比蒸発速度である。
Ｖ値が４９以上である有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、ｎ－ブチルアルコール（Ｖ値＝４９）、イソブチルアルコール（Ｖ値＝８３）、ｎ－プロピルアルコール（Ｖ値＝１００）、イソプロピルアルコール（Ｖ値＝２０５）、エチルアルコール（Ｖ値＝２０３）、メチルアルコール（Ｖ値＝３７０）等のアルコールが挙げられる。これらの中でも、引火点が高いことから、ｎ－ブチルアルコールが好ましい。
ベース塗料の塗装方法としては、特に限定されないが、例えば、スプレー塗装、回転霧化式塗装、インクジェット塗装等が挙げられる。
なお、ベース塗料を塗装する際に、二種以上のベース塗料を塗装してもよい。この場合、二種以上のベース塗料を塗装する毎に、ベース塗料を予備乾燥させてもよいが、二種以上のベース塗料を重ねて塗装した後に、ベース塗料を予備乾燥させることが好ましい。また、二種以上のベース塗料の少なくとも一つは、Ｖ値が４９以上である有機溶剤を含むことが好ましい。
塗装されたベース塗料の略全域に当てる風の温度は、１９℃以上２６℃以下であるが、２２℃以上２４℃以下であることが好ましい。塗装されたベース塗料の略全域に当てる風の温度が１９℃未満であると、予備乾燥後の有機溶剤の残留量が増大し、２６℃を超えると、エネルギー消費を低減させる効果が低下する。
塗装されたベース塗料の略全域に当てる風の風速は、３ｍ／ｓ以上７ｍ／ｓ以下であることが好ましく、４ｍ／ｓ以上６ｍ／ｓ以下であることがさらに好ましい。塗装されたベース塗料の略全域に当てる風の風速が３ｍ／ｓ以上であると、予備乾燥後の有機溶剤の残留量が減少し、７ｍ／ｓ以下であると、異物の付着が抑制される。
塗装されたベース塗料の略全域に風を当てる時間は、１０分以上１５分以下であることが好ましく、１０分以上１１分以下であることがさらに好ましい。塗装されたベース塗料の略全域に風を当てる時間が１０分以上であると、予備乾燥後の有機溶剤の残留量が減少し、１５分以下であると、予備乾燥ゾーンのラインの長さが短縮される。
なお、ベース塗料が塗装されたワークを予備乾燥させる前に、必要に応じて、セッティングしてもよい。
ベース塗料が塗装されたワークをセッティングする条件は、特に限定されないが、例えば、２０℃以上３０℃以下で、５分以上１５分以下である。
クリア塗料としては、特に限定されないが、例えば、公知の溶剤系クリア塗料を用いることができる。
溶剤系クリア塗料に含まれる樹脂成分としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、ＨＭＤＩ系イソシアヌレートプレポリマー等が挙げられる。
溶剤系クリア塗料に含まれる添加剤としては、特に限定されないが、例えば、ＵＶ剤、光安定剤、表面調整剤、タレ防止剤、硬化促進剤、レオロジーコントロール剤等が挙げられる。
溶剤系クリア塗料に含まれる有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、芳香族溶剤、アルコール、エステル、ケトン、石油溶剤、炭化水素等が挙げられる。
なお、クリア塗料は、１液系であってもよいし、２液系であってもよい。
クリア塗料の塗装方法としては、特に限定されないが、例えば、スプレー塗装、回転霧化式塗装、インクジェット塗装等が挙げられる。
クリア塗料が塗装されたワークを本乾燥させる方法としては、特に限定されないが、例えば、加熱乾燥（焼き付け乾燥）等が挙げられる。
クリア塗料が塗装されたワークを加熱乾燥させる条件は、特に限定されないが、例えば、８０℃以上１００℃以下で、１５分以上６０分以下である。
本実施形態の塗装システムは、ワークの上に、ベース塗料を塗装する第１塗装ゾーンと、塗装されたベース塗料の略全域に１９℃以上２６℃以下の風を当てて、ベース塗料を予備乾燥させる予備乾燥ゾーンと、予備乾燥したベース塗料の上に、クリア塗料を塗装する第２塗装ゾーンと、クリア塗料が塗装されたワークを本乾燥させる本乾燥ゾーンと、を含む。このため、本実施形態の塗装システムを用いると、本実施形態の塗装方法を実施することができる。
なお、本実施形態の塗装システムは、第１塗装ゾーンと予備乾燥ゾーンとの間に、ベース塗料が塗装されたワークをセッティングするセッティングゾーンをさらに含んでいてもよい。
図１に、本実施形態の塗装システムの一例を示す。
塗装システム１０は、第１塗装ゾーン１１と、セッティングゾーン１２と、予備乾燥ゾーン１３と、第２塗装ゾーン１４と、本乾燥ゾーン１５と、を含む。また、塗装システム１０は、第１塗装ゾーン１１から本乾燥ゾーン１５までワークを搬送する搬送部を有する。搬送部としては、特に限定されないが、例えば、台車、ベルトコンベア等が挙げられる。
予備乾燥ゾーン１３は、図２に示すように、搬送部Ｔに載置されているワークＷの周囲から、塗装されたベース塗料Ｂに対して風を吹き出すスリット状の吹き出し口１３ａが設けられている。ここで、図２は、予備乾燥ゾーン１３の一断面であり、スリット状の吹き出し口１３ａは、図中、奥行方向に、等間隔で設けられている。このため、ワークＷに当たる風のムラが低減され、予備乾燥後の有機溶剤の残留量の分布が均一になる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で、上記の実施形態を適宜変更してもよい。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
合金化溶融亜鉛めっき鋼板（４５０ｍｍ×３００ｍｍ×０．８ｍｍ）に、熱硬化型エポキシ樹脂系カチオン電着塗料エレクロンＨＧ－３５０Ｅ（関西ペイント製）を硬化膜厚が２０μｍになるように電着塗装した後、１７０℃で３０分間加熱して硬化させ、テストピースを得た。
合金化溶融亜鉛めっき鋼板（４５０ｍｍ×３００ｍｍ×０．８ｍｍ）に、熱硬化型エポキシ樹脂系カチオン電着塗料エレクロンＨＧ－３５０Ｅ（関西ペイント製）を硬化膜厚が２０μｍになるように電着塗装した後、１７０℃で３０分間加熱して硬化させ、テストピースを得た。
図１の塗装システムを用いて、テストピースに塗装した。具体的には、まず、以下の塗装条件で、テストピースの上に、第１水性ベース塗料および第２水性ベース塗料をスプレー塗装した後、予備乾燥させた。ここで、第１水性ベース塗料は、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性ウレタン樹脂、添加剤、水およびブチルセルソルブを含む主剤と、水性イソシアネートおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含む硬化剤との混合物（質量比１０：１）であり、不揮発分（ＮＶ）の含有量が５２質量％である。また、第２水性ベース塗料は、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、ブロックイソシアネート、メラミン樹脂、添加剤、水およびｎ－ブチルアルコール（Ｖ値＝４９）を含み、不揮発分（ＮＶ）の含有量が２０質量％である。
第１水性ベース塗料の乾燥膜厚：２５μｍ
第２水性ベース塗料の乾燥膜厚：２０μｍ
塗装された水性ベース塗料の略全域に当てる風の温度：２０℃
塗装された水性ベース塗料の略全域に当てる風の風速：５ｍ／ｓ
塗装された水性ベース塗料の略全域に風を当てる時間：１０分
その結果、予備乾燥後の塗膜は、不揮発分（ＮＶ）の含有量が９２．５質量％であり、ムラの発生が無かった。
第１水性ベース塗料の乾燥膜厚：２５μｍ
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塗装された水性ベース塗料の略全域に風を当てる時間：１０分
その結果、予備乾燥後の塗膜は、不揮発分（ＮＶ）の含有量が９２．５質量％であり、ムラの発生が無かった。
次に、以下の塗装条件で、予備乾燥した水性ベース塗料の上に、溶剤系クリア塗料を塗装した後、本乾燥させた。ここで、溶剤系クリア塗料は、アクリル樹脂、添加剤および有機溶剤を含む主剤と、ＨＭＤＩ系イソシアヌレートプレポリマーおよび有機溶剤を含む硬化剤との混合物（質量比５：２）である。
クリア塗料の乾燥膜厚：６０μｍ
焼き付け温度：８５℃
焼き付け時間：２０分
その結果、本乾燥後の塗膜は、ワキの発生が無く、色差も問題が無い範囲内であった。
クリア塗料の乾燥膜厚：６０μｍ
焼き付け温度：８５℃
焼き付け時間：２０分
その結果、本乾燥後の塗膜は、ワキの発生が無く、色差も問題が無い範囲内であった。
以上のことから、加熱せずに、水性ベース塗料を予備乾燥させることができたこと、すなわち、エネルギー消費を低減させることができたことがわかる。
［実施例２］
塗装された水性ベース塗料の略全域に風を当てる時間を１５分に変更した以外は、実施例１と同様にして、テストピースに塗装した。その結果、予備乾燥後の塗膜は、不揮発分（ＮＶ）の含有量が９４．１質量％であり、ムラの発生が無かった。また、本乾燥後の塗膜は、ワキの発生が無く、色差も問題が無い範囲内であった。
塗装された水性ベース塗料の略全域に風を当てる時間を１５分に変更した以外は、実施例１と同様にして、テストピースに塗装した。その結果、予備乾燥後の塗膜は、不揮発分（ＮＶ）の含有量が９４．１質量％であり、ムラの発生が無かった。また、本乾燥後の塗膜は、ワキの発生が無く、色差も問題が無い範囲内であった。
以上のことから、加熱せずに、水性ベース塗料を予備乾燥させることができたこと、すなわち、エネルギー消費を低減させることができたことがわかる。
１０ 塗装システム
１１ 第１塗装ゾーン
１２ セッティングゾーン
１３ 予備乾燥ゾーン
１３ａ 吹き出し口
１４ 第２塗装ゾーン
１５ 本乾燥ゾーン
Ｂ ベース塗料
Ｔ 搬送部
Ｗ ワーク
１１ 第１塗装ゾーン
１２ セッティングゾーン
１３ 予備乾燥ゾーン
１３ａ 吹き出し口
１４ 第２塗装ゾーン
１５ 本乾燥ゾーン
Ｂ ベース塗料
Ｔ 搬送部
Ｗ ワーク
Claims (5)
- ワークの上に、ベース塗料を塗装する工程と、
前記塗装されたベース塗料の略全域に１９℃以上２６℃以下の風を当てて、前記ベース塗料を予備乾燥させる工程と、
前記予備乾燥したベース塗料の上に、クリア塗料を塗装する工程と、
前記クリア塗料が塗装されたワークを本乾燥させる工程と、を含む、塗装方法。 - 前記風の風速は、３ｍ／ｓ以上７ｍ／ｓ以下であり、
前記塗装されたベース塗料の略全域に前記風を当てる時間は、１０分以上１５分以下である、請求項１に記載の塗装方法。 - 前記ベース塗料は、Ｖ値が４９以上である有機溶剤を含む、請求項１に記載の塗装方法。
- ワークの上に、ベース塗料を塗装する第１塗装ゾーンと、
前記塗装されたベース塗料の略全域に１９℃以上２６℃以下の風を当てて、前記ベース塗料を予備乾燥させる予備乾燥ゾーンと、
前記予備乾燥したベース塗料の上に、クリア塗料を塗装する第２塗装ゾーンと、
前記クリア塗料が塗装されたワークを本乾燥させる本乾燥ゾーンと、を含む、塗装システム。 - 前記予備乾燥ゾーンは、前記ワークの周囲から前記塗装されたベース塗料に対して前記風を吹き出すスリット状の吹き出し口が設けられている、請求項４に記載の塗装システム。
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