JP4935086B2 - 回転霧化式塗装装置を用いた塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転霧化式塗装装置を用いて自動車ボディなどの被塗物へ塗料を吹き付ける塗装方法に関し、特に水系塗料を自動車ボディへ吹き付ける際に適用して好ましい回転霧化式塗装装置を用いた塗装方法に関する。

一般的な自動車ボディの塗装は、主として防錆を目的とした下塗り塗装と、防錆および上塗り仕上がり性の向上を目的とした中塗り塗装と、主として外観仕上がり性を目的とした上塗り塗装との、３コート３ベーク方式で行われている。

このうち、中塗り塗料や上塗り塗料（特に２コート１ベーク系上塗りベース塗料）においては、従来の有機溶剤希釈型熱硬化性塗料（以下単に有機溶剤系塗料ともいう。）に代えて水希釈型熱硬化性塗料（以下単に水系塗料ともいう。）を用いることで、塗装作業環境の改善および廃水処理負荷の低減が図られている。

こうした水系塗料も有機溶剤系塗料と同様、粘度を低くして塗装作業性を高めるために水で希釈された状態で塗装されるが、有機溶剤系塗料に比べて溶媒である水の蒸発速度が遅いので、塗装工程と乾燥工程との間や上塗りベース塗装工程と上塗りクリヤ塗装工程との間のフラッシュオフ工程に、水を強制的に蒸発させるためのプレヒートゾーンを設置することが、たとえば特許文献１などで提案されている。

しかしながら、特許文献１に開示された方法では、塗装ブースの中にプレヒート工程のためのスペースと設備が必要であり、塗装ブースが長大化するとともに設備投資費やランニングコストも多大なものになるといった問題があった。
特開２００５−１７７６３２号公報

本発明は、水系塗料を塗装するにあたり塗装後のプレヒート工程を省略できる塗装方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の塗装方法は、回転霧化式塗装装置を用いて自動車ボディの外板に水系上塗りベース塗料を塗装する方法であって、前記水系上塗りベース塗料のクリヤ塗料を塗装する直前の塗着固形分が８０重量％以上になる周速度で前記回転霧化式塗装装置のベルカップを回転させて塗装し、前記水系上塗りベース塗料を塗装した後のフラッシュオフ工程において強制的なプレヒート処理は行わずに、ウェットオンウェットでクリヤ塗料を塗装し、次いでこれら上塗りベース塗料およびクリヤ塗料を同時に焼き付け硬化させることを特徴とする。

また、本発明の塗装方法は、回転霧化式塗装装置を用いて自動車ボディの外板に水系中塗り塗料、水系上塗りソリッド塗料又は水系クリヤ塗料を塗装する方法であって、前記水系中塗り塗料、水系上塗りソリッド塗料又は水系クリヤ塗料の焼き付け直前の塗着固形分が、前記水系中塗り塗料の場合は７５〜８０重量％、前記水系上塗り塗料及び前記水系クリヤ塗料の場合は７０〜８０重量％になる周速度で前記回転霧化式塗装装置のベルカップを回転させて塗装し、前記水系中塗り塗料、水系上塗りソリッド塗料又は水系クリヤ塗料を塗装した後のセッティング工程において強制的なプレヒート処理は行わずに、これら水系中塗り塗料、水系上塗りソリッド塗料又は水系クリヤ塗料を焼き付け硬化させることを特徴とする。

回転霧化式塗装装置のベルカップの周速度を高めると、吐出する塗粒径が小さくなり、塗料単位体積あたりの表面積が増加するので、周辺空気との接触面積が増加し、これによりベルカップから吐出して被塗物に塗着する間の、溶媒である水の蒸発が促進される。その結果、塗着固形分を所定値以上に制御することができる。

本発明では、水系塗料の塗着固形分が所定値以上になる周速度でベルカップを回転させて塗装するので、蒸発速度が遅い水系塗料であっても塗装後のプレヒート工程を省略することができる。

発明の実施の形態

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に自動車ボディの塗装ラインの概要を説明すると、車体ラインで組み立てられたホワイトボディは、まず下塗り塗装工程に搬入される。この下塗り塗装工程では、ホワイトボディに付着した油分や鉄粉などを洗浄したのち表面調整およびリン酸亜鉛などの化成皮膜処理が施され（以上が洗浄・前処理工程）、さらに下塗り塗膜を構成する電着塗装が行われる。ポリアミン樹脂などのエポキシ系樹脂を基体樹脂とする電着塗料が塗布されたボディは、電着乾燥炉に搬入されて、たとえば１６０〜１８０℃で１５分〜３０分焼き付けられ、これによりボディの内外板および袋構造部に、膜厚１０μｍ〜３５μｍの電着塗膜が形成される（電着工程）。

電着塗膜が形成されたボディは、シーリング工程（アンダーコート工程、ストーンガードコート工程を含む。）に送られて、鋼板合わせ目や鋼板エッジ部に防錆または目止めを目的とした塩化ビニル系樹脂製シーリング材が塗布される。また、アンダーコート工程では、タイヤハウスや床裏に塩化ビニル樹脂系の耐チッピング材が塗布され、ストーンガードコート工程では、シルやフェンダなどのボディ外板下部にポリエステル系又はポリウレタン系樹脂製耐チッピング材が塗布される。なお、これらシーリング材や耐チッピング材は専用の乾燥炉または次に述べる中塗り乾燥炉にて硬化することになる。

シーリング材や耐チッピング材が塗布され、内外板に電着塗膜が形成されたボディは、次に中塗り工程に搬入される。中塗り工程は中塗りブースと中塗り乾燥炉とを有し、中塗りブースでは、ボディの内板部に、その車両の外板色に対応した内板塗装用塗料が塗布されたのち、ウェットオンウェットで外板部に中塗り塗料が塗布される。このボディは中塗り乾燥炉に搬送され、中塗り乾燥炉をたとえば１３０〜１５０℃で１５分〜３０分通過することにより外板部に、膜厚１５μｍ〜３５μｍの中塗り塗膜が形成され、内板部に膜厚１５μｍ〜３０μｍの内板塗装用塗膜が形成される。なお、内板塗装用塗料および中塗り塗料は、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂などを基体樹脂とする塗料である。

中塗り塗装を終えたボディは、必要に応じてサンディングを行ったのち上塗り工程に搬送され、上塗りブースにてメタリック系外板色の場合は、上塗りベース塗料とクリヤ塗料とがウェットオンウェットで塗布される。また、ソリッド系外板色の場合は、クリヤ塗装の工程にて上塗りソリッド塗料が塗布される。上塗りベース塗料、クリヤ塗料、上塗りソリッド塗料は、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂などを基体樹脂とする塗料である。

そして、上塗り塗料が塗布されたボディは上塗り乾燥炉へ搬送され、ここでたとえば１３０〜１５０℃で１５分〜３０分焼き付けられ、これにより上塗り塗膜が形成される。なお、上塗りベース塗膜の膜厚は、たとえば１０μｍ〜２０μｍ、クリヤ塗膜の膜厚は、たとえば１５μｍ〜３０μｍ、上塗りソリッド塗膜の膜厚は、たとえば１５μｍ〜３５μｍである。最後にこの塗完ボディは、検査および手直し工程を経たのち、自動車部品が組み付けられる組立ラインへ搬送される。

以上が自動車ボディの塗装ラインの概要であるが、このうちの上塗り工程１に本発明の塗装方法と塗装装置を適用した一例を図１に示す。

同図に示すように、本例の上塗り工程１は、ウェスなどを用いてボディＢの内外板の塵埃を除去するための準備工程１１、上塗りベース塗料（以下、単にベース塗料とも言う。）を塗装する上塗りベース塗装工程１２、ベース塗料の溶剤を自然蒸発させるフラッシュオフ工程１３、クリヤ塗料を塗装するクリヤ塗装工程１４、ベース塗料およびクリヤ塗料の溶剤を蒸発させるために静置するセッティング工程１５およびベース塗料およびクリヤ塗料を同時に乾燥させる上塗り乾燥工程１６とからなる。

なお、上塗り塗料がソリッド系塗料である自動車ボディＢについては、上塗りベース塗装工程はそのまま素通りし、クリヤ塗装工程にて自動車ボディＢの内外板に上塗りソリッド塗料を塗装する。

本例のベース塗料には、水系塗料（水希釈型熱硬化性塗料）が用いられている。この水系塗料を上塗りベース塗装工程１２にてボディＢの内板部および外板部へウェットオンウェットで塗装したのち、この塗膜に含まれる溶媒分の水をフラッシュオフ工程１３で自然蒸発させ、このベース塗膜にウェットオンウェットで、上塗りクリヤ塗装工程１４にてクリヤ塗料を塗装したのち、セッティング工程１５を経てボディＢを上塗り乾燥工程１６へ搬入し、ベース塗料およびクリヤ塗料を同時に焼き付ける。

以上の上塗り工程１を実施するために、塗装設備として、準備工程１１、上塗りベース工程１２、フラッシュオフ工程１３及びクリヤ塗装工程１４を実施するための上塗りブース１１０と、セッティング工程１５を実施するためのセッティング室１５０と、上塗り乾燥工程１６を実施するための上塗り乾燥炉１６０とが設けられている。

上塗りブース１１０には、図示しない温度調節機能及び湿度調節機能を有する空調機（給排気装置）が設けられており、ブース内部の天井面から床面に向かって一定温湿度の温調空気が一定風量で供給され、塗料ダストの飛散を防止するとともに環境温湿度の定温湿化により塗装条件の安定化が図られている。なお、塗装ブース１１０の実際の温度および湿度はセンサ１１１により検出され、後述する回転霧化式塗装装置の制御装置１１２へ送出される。

上塗りブース１１０内の上塗りベース塗装工程１２には、ハンドに回転霧化式塗装ガン（不図示）が装着された塗装ロボット１２１〜１２８が左右それぞれ４機ずつ配置され、入口側の４機の塗装ロボット１２１〜１２４により主としてボディＢの内板部、たとえばドア開口部などにベース塗料が塗装され、出口側の４機の塗装ロボット１２５〜１２８により主としてボディＢの外板部にベース塗料が塗装される。

なお、上塗りベース塗装工程１２に配置する塗装ロボットの数や作業分担は本例にのみ限定されるものではなく、被塗物である自動車ボディＢの作業負荷などにより適宜設定すればよい。

特に本例の上塗りベース塗装工程１２に配置された塗装ロボット１２１〜１２８の回転霧化式塗装ガンは、ベース塗料がボディＢに塗着した直後の塗着固形分が所定値以上、たとえば７０重量％以上、好ましくは８０重量％以上となるように、ベルカップの周速度を高く設定している。これについては後述する。なお、ベルカップの周速度を高く設定するのは、少なくとも自動車ボディＢの外板を塗装する塗装ガンであり、内板を塗装する塗装ガンについては必要に応じて高速に設定すればよい。

上塗りベース塗装工程１２の後に、ベース塗膜に含まれた水分を自然蒸発させるためのフラッシュオフ工程１３が設けられている。本例のフラッシュオフ工程１３は、自動車ボディＢがコンベアによって搬送される間、具体的にはベース塗料が塗装されてからクリヤ塗料が塗装されるまでの間に、塗装ブース１１０に設けられた空調機による環境温湿度（塗装ブース内の送風を含む。）によってのみ、ベース塗膜に含まれた水分を蒸発させるものである。特別な強制的加熱や強制的送風などを行う工程ではない。このフラッシュオフ工程１３の通過時間は、たとえば３〜５分である。

フラッシュオフ工程１３の後には、図１に示すようにクリヤ塗装工程１４が設けられており、ここに、ハンドに回転霧化式塗装ガンが装着された塗装ロボット１４１〜１４４が左右それぞれ２機ずつ配置されている。これらの塗装ロボット１４１〜１４４については、入口側の２機の塗装ロボット１４１，１４２により主としてボディＢの内板部、たとえばドア開口部などにクリヤ塗料が塗装され、出口側の２機の塗装ロボット１４３，１４４により主としてボディＢの外板部にクリヤ塗料が塗装される。ただし、クリヤ塗装工程１４に配置する塗装ロボットの数や作業分担は本例にのみ限定されるものではなく、被塗物である自動車ボディＢの作業負荷などにより適宜設定すればよい。

なお、ここで塗装するクリヤ塗料が水系塗料であっても、上述したベース塗料と同様にボディＢに塗着したときの塗着固形分を、たとえば７０重量％以上、好ましくは８０重量％以上となるように、ベルカップの周速度を高く設定しても良いが、必ずしもそうする必要はない。

セッティング工程１５を実施するセッティング室１５０は、通過するボディに塵埃が付着しないように当該ボディを取り囲む筐体を有する。このセッティング室１５０は、前工程で塗装されたクリヤ塗料やベース塗料の溶剤分を蒸発させ、上塗り乾燥工程１６でワキ不具合などの発生を防止するための静置工程であることから、その他の設備は特に必要とされない。ただし、蒸発した溶剤分を排気する排気装置などを設けることが望ましい。

上塗り乾燥工程１６を実施する上塗り乾燥炉１６０は、取り入れた外気を所定の温度に加熱するバーナーとこのホットエアーを炉体に設けられた吹出口に導くためのファンおよびダクトを有し(何れも図示を省略する)、このホットエアーによりベース塗料およびクリヤ塗料を同時に焼き付け硬化させる。一般的には、入口側に輻射熱を利用した輻射ゾーンが設けられ、未乾燥塗膜に塵埃等が付着するのを防止するとともに、中間域から出口側にはホットエアーを直接吹出す対流ゾーンが設けられている。

次に、上塗りベース塗装工程１２における塗装条件について説明する。
２コート１ベーク塗装系上塗り塗料においては、ベース塗料を塗装したのちクリヤ塗料を塗装する直前の、ベース塗膜の塗着固形分（塗着ＮＶとも言う。）は、７０重量％以上、より好ましくは８０重量％以上であることが、ワキ不具合の防止、光輝材の配向不良による色目の変動抑制、あるいは塗膜の平滑性の点で好ましいとされる。その一方で、塗料を吹き付ける際にボディの温度が高すぎると、平滑性などの塗膜の仕上がり外観に悪影響が出ることから、クリヤ塗料が塗装される直前のボディ温度は３５℃前後以下であることが好ましいとされる。

しかしながら、水系塗料からなるベース塗料にあっては、ベース塗料を塗装してからクリヤ塗料が塗装されるまでの間に、ウェット塗膜から蒸発する水分量が、有機溶剤系塗料からなるベース塗料に比べて少なくなる。

これを解消するためには、水系ベース塗料を塗装したときのフラッシュオフ時間を有機溶剤系ベース塗料に比べて長くするか、プレヒート処理するかが考えられるが、塗料種によってフラッシュオフ時間を変えることはライン構成が著しく複雑になって現実性がない。また、プレヒート処理を追加すると上述した問題が生じることに加え、クリヤ塗料を塗装する際のボディ温度が高くなって平滑性に悪影響がでるおそれがある。

そこで、これらの条件を同時に満足するために、本例では、溶媒の蒸発速度が遅い水系ベース塗料を塗装する場合でも、上塗りベース塗装工程１２とクリヤ塗装工程１４の間のフラッシュオフ工程１３では未乾燥のベース塗膜を加熱したり送風したりするプレヒート処理を実施せず、塗装ブース１１０の環境温度と環境風量によってのみ未乾燥ベース塗膜から水分を自然蒸発させることとする。勿論、有機溶剤系ベース塗料を塗装したときも同様に自然蒸発によるフラッシュオフとする。

未乾燥のベース塗膜を強制加熱しないことにより、クリヤ塗料を塗装する際のボディ温度を適温である３５℃前後に維持することができるので、平滑性の低下を抑制することができる。

そして本例では、フラッシュオフ工程１３にてプレヒート処理を行う代わりに、ベース塗料を塗装する際の塗料粒径を小さくし、塗粒が飛行している間に環境空気と接触する面積を大きくし、これによりベース塗料がボディに塗着した直後の塗着固形分を高くする。この塗着固形分が高くなると、フラッシュオフ工程１３を通過する間に、たとえプレヒート処理を行わずとも徐々に水分が自然蒸発するので、クリヤ塗料を塗装する直前の塗膜固形分を、適切な値である８０重量％以上にすることができる。

図３は、従来方法にて水系ベース塗料を塗装し、フラッシュオフ工程でプレヒート処理を行ったときの、ベース塗膜の塗着固形分の変動（点線）と、本例の方法にて水系ベース塗料を高微粒化して塗装し、フラッシュオフ工程ではプレヒート処理を行わないで自然蒸発させたときの、ベース塗膜の塗着固形分の変動（実線）とを比較したグラフである。

従来方法では、水系ベース塗料を塗装した直後の塗着ＮＶは４０重量％程度であり、プレヒート処理を行うことでクリヤ塗料を塗装する直前の塗着ＮＶを８０重量％以上にまで高めていたが、本例の方法では水系ベース塗料を塗装する際に高微粒化させることで塗着ＮＶを８０重量％近くまで高くしておき、その後は自然蒸発による固形分の増加だけで対応する。

上塗りベース塗装工程１２においてベース塗料を高微粒化するには、回転霧化式塗装装置のベルカップの周速度を高める。ベルカップに供給された塗料は当該ベルカップの内面を伝わってエッジから飛び出すことになるが、このときの塗粒径はベルカップの周速度に相関し、周速度が大きいほど微粒化が促進される。なお、ベルカップの周速度Ｖはベルカップの回転数Ａと直径Ｄにより一義的に定まる（Ｖ＝ＡＤπ）ので、塗粒径はベルカップの回転数と直径に相関するとも云える。そして、本発明者らによって微粒化が促進されると塗着固形分も高くなることが知見されている。図２は、一定の塗装ブース条件においてベルカップの周速度とクリヤ塗装直前のベース塗膜の塗着ＮＶとの関係を検証した結果を示すグラフであり、ベルカップの周速度が１３０〜２７０ｍ／秒の範囲において塗着ＮＶが強く相関することが理解できる。

ただし、上述した上塗りベース塗装工程におけるベース塗料の塗装条件は、使用するベース塗料およびクリヤ塗料の材質やフラッシュオフ工程の温湿度、通過時間などに拠ることから、具体的な設定は以下の観点から行う。

すなわち、クリヤ塗料を塗装する直前のベース塗膜の塗着固形分が７５〜９０重量％となるように、ベルカップの周速度を設定すれば、プレヒート処理がなくてもワキおよび平滑性の両品質を満足することができる。したがって、適用しようとする塗装ブース１１０の温湿度などの環境条件におけるフラッシュオフ工程１３の自然蒸発特性を検証し、フラッシュオフ後のクリヤ塗料の塗装直前において塗着ＮＶが上記適正範囲になるベルカップの周速度を設定する。

塗装ブースの温度・湿度センサ１１１により検出された温度が低い、そして湿度が高いほどベルカップの周速度を上昇させるように制御を行うのが通常であり、これらの相関については予め実験等により求めたデータを制御装置１１２に記憶させておき、１日ごとや数時間ごとなど、所定の間隔で設定値を変更するように制御すればよい。

このように、本実施形態によれば、水系塗料に対してプレヒート処理を行うことなくワキの発生、色目の変動および平滑性の低下を抑制することができる。

なお、水系ベース塗料の車両と有機溶剤系ベース塗料の車両とが混在しても対応可能なように、ベルカップの回転数を塗料種に応じて制御することも可能である。たとえば、図１に示す回転霧化式塗装装置の制御装置１１２に、ライン管理装置などから車両仕様に関するデータを取り込み、上塗りベース塗装工程１２に在席する車両が水系塗料仕様車か有機溶剤系塗料仕様車かを判別したのち、たとえば水系塗料仕様車の場合はベルカップの回転数（周速度）を上述したように制御し、有機溶剤系塗料仕様車の場合はベルカップの回転数（周速度）をそれよりダウンさせるように制御することもできる。この場合、さらに塗装ブース１１０の温湿度も加味してベルカップの回転数を制御することが望ましい。

また、上述した実施形態は、本発明に係る塗装方法および回転霧化式塗装装置を、２コート１ベーク塗装系上塗りベース塗料に適用した例であるが、本発明に係る塗装方法および回転霧化式塗装装置は、中塗り塗料、上塗りソリッド塗料またはクリヤ塗料を水系塗料とした場合にも適用することができる。

すなわち、水系中塗り塗料を用いた場合には、中塗り塗装工程に回転霧化式塗装装置を適用し、水系中塗り塗料を塗装する際には塗着ＮＶが７５重量％以上、好ましくは８０重量％以下となるようにベルカップの回転数（周速度）を設定する。これにより、中塗り塗装工程と中塗り乾燥工程との間にプレヒート工程を設けなくても、ワキの発生と平滑性の低下を同時に抑制することができる。

また、水系上塗りソリッド塗料または水系クリヤ塗料を用いた場合には、図１に示す塗装ロボット１４１〜１４４に回転霧化式塗装装置を適用し、水系上塗りソリッド塗料または水系クリヤ塗料を塗装する際には塗着ＮＶが７０重量％以上、好ましくは８０重量％以下となるようにベルカップの回転数（周速度）を設定する。これにより、上塗り塗装工程と上塗り乾燥工程との間にプレヒート工程を設けなくても、ワキの発生と平滑性の低下を同時に抑制することができる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

以下、より具体的な実施例に基づき本発明を説明する。

《実施例１》
鋼板に電着塗装および中塗り塗装を施したテストピースに、回転霧化式塗装装置であるＤｕｒｒ社製ＥｃｏＢｅｌｌ Ｍ（外部印加式ベル型静電塗装ガン，ベルカップ直径６５ｍｍ）を用いて、水系上塗りベース塗料（日本油脂ＢＡＳＦコーティングス社製アクアＢＣ−３，シルバー色，塗料固形分２５重量％）を膜厚が１０〜１５μｍとなるように塗装した。

このときの塗料吐出量は１００ｍｌ／分，ガンの線速度は３０ｍ／分，ガン距離は２００ｍｍ，印加電圧は−８０ｋＶ，レシプロ塗装時のずらし幅（ピッチ）は２００ｍｍで２回の繰り返し，シェーピングエアー流量は２００リットル／分，ベルカップの回転数は８００００ｒｐｍ，塗装ブースの温湿度は２４℃・７３％ＲＨとした。

上記のベース塗料を塗装してから６分間そのテストピースを塗装ブース内で静置したのち、有機溶剤系クリヤ塗料（日本油脂社製ベルコートＮｏ．７３００）を膜厚が３５±５μｍとなるように塗装した。このテストピースを塗装ブース内で１０分間静置したのち、１４０℃の電気炉に２０分間入れてベース塗膜とクリヤ塗膜を同時に硬化させた。

得られたテストピースの鮮映性（ＰＧＤ値）を日産自動車社製鮮映性測定装置で測定するとともに、上述する比較例１を標準塗板としたときの色差ΔＥを日産自動車社製色差計で測定した。なお、テストピースの作製と併行してベース塗料を塗装してから２分経過後の塗着固形分と、これから６分後（クリヤ塗料を塗装する直前）の塗膜固形分を測定した。これらの結果を表１に示す。

《実施例２》
水系ベース塗料を塗装する際のベルカップの回転数を８５０００ｒｐｍ，塗装ブースの温湿度を２３℃・８０％ＲＨにした以外は上記実施例１と同じ条件でテストピースを作製し、評価した。

《比較例１》
実施例１と同じ中塗りまでの処理を施したテストピースに、回転霧化式塗装装置であるＳａｍｅｓ社製アキュベル６０５（内部印加式ベル型静電塗装ガン，ベルカップ直径７０ｍｍ）を用いて、水系上塗りベース塗料（日本油脂ＢＡＳＦコーティングス社製アクアＢＣ−３，シルバー色，塗料固形分２５重量％）を膜厚が１０〜１５μｍとなるように塗装した。

このときの塗料吐出量は１２０ｍｌ／分，ガンの線速度は６０ｍ／分，ガン距離は２００ｍｍ，印加電圧は−７０ｋＶ，レシプロ塗装時のずらし幅（ピッチ）は１００ｍｍで２回の繰り返し，シェーピングエアー流量は１回目が４００リットル／分，２回目が６００リットル／分，ベルカップの回転数は４００００ｒｐｍ，塗装ブースの温湿度は２４℃・７３％ＲＨとした。

上記のベース塗料を塗装してから３分間、７０℃，風速５ｍ／秒の電気炉に投入してプレヒート処理を行ったのち、電気炉から取り出して３分間そのテストピースを塗装ブース内で静置したのち、有機溶剤系クリヤ塗料（日本油脂社製ベルコートＮｏ．７３００）を膜厚が３５±５μｍとなるように塗装した。このテストピースを塗装ブース内で１０分間静置したのち、１４０℃の電気炉に２０分間入れてベース塗膜とクリヤ塗膜を同時に硬化させた。得られたテストピースを評価した。

《比較例２》
水系ベース塗料を塗装する際のベルカップの回転数を６００００ｒｐｍにした以外は上記実施例１と同じ条件でテストピースを作製し、評価した。

《比較例３》
水系ベース塗料を塗装する際の塗装ブースの温湿度を２３℃・８０％ＲＨにした以外は上記実施例１と同じ条件でテストピースを作製し、評価した。

《考察》
実施例１、比較例１および２の結果から、プレヒート処理を行わなくてもベルカップの回転数を８００００回転まで高速化することで、クリヤ塗装直前の塗膜ＮＶが、プレヒート処理を行った比較例１とほぼ同等の８２重量％まで上昇し、色差および鮮映性ともに良好であった。

また、実施例１に対して塗装ブースの温湿度が低温・高湿になると、比較例３のとおり同じベルカップの回転数（８００００ｒｐｍ）ではクリヤ塗装直前の塗膜ＮＶが充分に高くならず色差が大きくなったが、実施例２のとおりベルカップの回転数を８５０００ｒｐｍまで高くすることで、色差および鮮映性ともに良好な結果が得られた。

《実施例３》
鋼板に電着塗装を施したテストピースに、回転霧化式塗装装置であるＤｕｒｒ社製ＥｃｏＢｅｌｌ Ｍ（外部印加式ベル型静電塗装ガン，ベルカップ直径６５ｍｍ）を用いて、水系中塗り塗料（日本油脂ＢＡＳＦコーティングス社製アクアＧＸシーラー，塗料固形分５０重量％）を膜厚が３０±５μｍとなるように塗装した。

このときの塗料吐出量は２００ｍｌ／分，ガンの線速度は２５ｍ／分，ガン距離は２００ｍｍ，印加電圧は−８０ｋＶ，レシプロ塗装時のずらし幅（ピッチ）は１５０ｍｍ，シェーピングエアー流量は２００リットル／分，ベルカップの回転数は７００００ｒｐｍ，塗装ブースの温湿度は２４℃・７３％ＲＨとした。

上記の中塗り塗料を塗装してから１０分間そのテストピースを塗装ブース内で静置したのち、１５０℃の電気炉に２０分間入れて中塗り塗膜を硬化させた。

得られたテストピースの鮮映性（ＰＧＤ値）を日産自動車社製鮮映性測定装置で測定した。なお、テストピースの作製と併行して中塗り塗料を塗装してから２分経過後の塗着固形分と、１０分後（電気炉に投入する直前）の塗膜固形分を測定した。これらの結果を表２に示す。

《比較例４》
実施例３と同じ電着処理を施したテストピースに、回転霧化式塗装装置であるＳａｍｅｓ社製アキュベル６０５（内部印加式ベル型静電塗装ガン，ベルカップ直径７０ｍｍ）を用いて、水系中塗り塗料（日本油脂ＢＡＳＦコーティングス社製アクアＧＸシーラー，塗料固形分５０重量％）を膜厚が３０±５μｍとなるように塗装した。

このときの塗料吐出量は２５０ｍｌ／分，ガンの線速度は４０ｍ／分，ガン距離は２００ｍｍ，印加電圧は−７０ｋＶ，レシプロ塗装時のずらし幅（ピッチ）は２００ｍｍ，シェーピングエアー流量は３００リットル／分，ベルカップの回転数は４００００ｒｐｍ，塗装ブースの温湿度は２４℃・７３％ＲＨとした。

上記の中塗り塗料を塗装してから５分間、７０℃，風速５ｍ／秒の電気炉に投入してプレヒート処理を行ったのち、電気炉から取り出して３分間そのテストピースを塗装ブース内で静置したのち、１５０℃の電気炉に２０分間入れて中塗り塗膜を硬化させた。得られたテストピースを評価した。

《比較例５》
水系中塗り塗料を塗装する際のベルカップの回転数を６００００ｒｐｍにした以外は上記実施例３と同じ条件でテストピースを作製し、評価した。

《比較例６》
水系中塗り塗料を塗装する際のベルカップの回転数を８００００ｒｐｍにした以外は上記実施例３と同じ条件でテストピースを作製し、評価した。

《考察》
実施例３、比較例４および５の結果から、プレヒート処理を行わなくてもベルカップの回転数を７００００回転まで高速化することで、焼付け直前の中塗り塗膜ＮＶが、プレヒート処理を行った比較例４とほぼ近似する７６重量％まで上昇し、鮮映性も良好であった。

また、実施例３に対して、比較例６のとおりベルカップの回転数を高くしすぎると塗着ＮＶが大きくなり過ぎ、鮮映性（平滑性）が低下することが判明した。

本発明に係る塗装方法および回転霧化式塗装装置が適用される塗装ラインの一例を示す工程図である。 ベルカップの回転数と塗着固形分との関係を示すグラフである。 塗装後の時間経過に対する塗着固形分の変動を示すグラフである。

符号の説明

１…上塗り工程
１１…準備工程
１２…上塗りベース塗装工程
１３…フラッシュオフ工程
１４…クリヤ塗装工程
１５…セッティング工程
１６…上塗り乾燥工程

Claims (5)

1. 回転霧化式塗装装置を用いて自動車ボディの外板に水系上塗りベース塗料を塗装する方法であって、
   前記水系上塗りベース塗料のクリヤ塗料を塗装する直前の塗着固形分が８０重量％以上になる周速度で前記回転霧化式塗装装置のベルカップを回転させて塗装し、
   前記水系上塗りベース塗料を塗装した後のフラッシュオフ工程において強制的なプレヒート処理は行わずに、ウェットオンウェットでクリヤ塗料を塗装し、次いでこれら上塗りベース塗料およびクリヤ塗料を同時に焼き付け硬化させることを特徴とする塗装方法。
2. 回転霧化式塗装装置を用いて自動車ボディの外板に水系中塗り塗料、水系上塗りソリッド塗料又は水系クリヤ塗料を塗装する方法であって、
   前記水系中塗り塗料、前記水系上塗りソリッド塗料又は前記水系クリヤ塗料の焼き付け直前の塗着固形分が、前記水系中塗り塗料の場合は７５〜８０重量％、前記水系上塗り塗料及び前記水系クリヤ塗料の場合は７０〜８０重量％になる周速度で前記回転霧化式塗装装置のベルカップを回転させて塗装し、
   前記水系中塗り塗料、前記水系上塗りソリッド塗料又は前記水系クリヤ塗料を塗装した後のセッティング工程において強制的なプレヒート処理は行わずに、これら水系中塗り塗料、水系上塗りソリッド塗料又は水系クリヤ塗料を焼き付け硬化させることを特徴とする塗装方法。
3. 前記自動車ボディが塗装される環境の温度または湿度の少なくとも一方に応じて前記ベルカップの周速度を制御することを特徴とする請求項１または２記載の塗装方法。
4. 前記ベルカップの周速度が２００ｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の塗装方法。
5. 前記自動車ボディに対して塗装する塗料が水系塗料であるか水系塗料以外の塗料であるかを検出し、検出された塗料種に応じて前記ベルカップの周速度を制御することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の塗装方法。
   

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