JPH0284468A - 自動車の塗装方法及びその方法に使用されるメタリック塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車外板の塗装方法に関し、特に多色塗装
の生産性を向上させたものである。

（従来の技術） 一般的な自動車、特に乗用車にあっては、外観品質の向
上、デザインニーズ等によりいわゆるツートーン塗装な
どの多色塗装が近年多用されるようになった。そして、
従来は、ユーザーの特別注文によりその全台数に占める
ツートーン車の割合は、それほど多くはなかったが、前
述したようなデザイン上の原因等によって、例えば他の
外装部品であるプロテクションモール、バンパ等とのカ
ラーコンビネーションが乗用車の特徴を喚起する上で重
要な役割を果すようになってきたため、近年特に、ツー
トーン車の生産台数が増加している情況にある。

一般的な自動車の塗装は、第５図に示すように、車体溶
接工程１から塗装工程Ｔ内に搬入された塗装前のボデー
を、まず洗浄工程２によってボデー表面の油や塵埃等を
除去した後、化成処理を施し、洗浄乾燥工程３にて加熱
乾燥する。この化成被膜がボデー表面に形成されたボデ
ーに、下塗り工程４である電着塗装を施し、水洗後、高
温にて加熱乾燥（下塗り乾燥工程５）し、これによりボ
デーの鋼板表面には防錆性能に富んだ電着塗膜が形成さ
れる。その後、ボデー床裏の防錆処理や、ボデーの部品
の接合部分のシーリング（シーリング工程６）を行ない
、この防錆材或るいはシーリング材を乾燥或るいは乾燥
しないで、ボデーを中塗り工程７に搬送する。当該中塗
り工程７では、ボデー外板及び内板に、耐候性及び付着
性が良好な中塗り塗料を塗布し、その後乾燥する（中塗
り乾燥工程８）。更に、上塗り塗膜と中塗り塗膜との付
着性を向上させ、また上塗り塗膜表面の平滑性を向上さ
せるために、このボデーの中塗り塗膜表面を純水を潤滑
剤に使用しながらサンディング（水研工程９）し、その
後乾燥させる（水研乾燥工程１０）。更にこのボデーを
、上塗り工程１１に搬送し、所定の色彩を有するソリッ
ド塗料やメタリック塗料を塗布し、乾燥させる（上塗り
乾燥工程１２）。このようにして塗装工程Ｔにて塗装さ
れたボデーは、当該ボデーに自動車部品を組付ける瓶製
工程１４に搬出される。

（発明が解決しようとする課題） このような従来の塗装方法において、多色塗装、例えば
ツートーン塗装を行なう場合には、前記上塗り工程１１
と上塗り乾燥工程１２を終了したボデーの所定部位にマ
スキング紙等を貼着してマスキングを行なった（マスキ
ング工程１３）後、再び上塗り工程１１に搬送し、マス
キング紙にて覆われていない部分に上塗り塗料を塗布し
、その後乾燥１２して、更にこの乾燥後に前記マスキン
グ紙を剥がしていた。

ところが、このような従来の多色塗装方法によっては、
上塗り工程１１及び上塗り乾燥工程１２を通過する塗装
ボデーの台数が、その他の工程１〜１０と比較して多色
塗装車の台数分だけ増加し、その生産能力を増強する必
要が生じる。このような問題は、多色塗装仕様車の全体
の生産台数に占める割合が増加すればするほど顕著化し
、高額の設備費用を伴う上、塗装工程Ｔとその前後の工
程、つまり車体溶接工程１及び繕装工程１４との生産能
力のアンバランスが生じ、これによって、生産性が低下
するという問題点もある。すなわち、通常各工程、例え
ば車体溶接工程１と塗装工程Ｔ、塗装工程Ｔと瓶製工程
１４の間には、各工程間の生産性の違いを吸収し得る、
いわゆるバッファーと呼ばれるボデーのストックスペー
スがあるが、各工程間に生産能力のアンバランスが生じ
ると、このバッファーに保留する台数を増加させなけれ
ば、前工程の生産性が低下したときに後工程にも影響を
与えることになり、これによって全体の生産性が低下す
る事態が生じる。このようなバッファー台数の増加には
多大な設備費用とスペースとが必要となる。

このように従来の塗装方法にあっては、多色塗装車の生
産台数の割合が制限され、ユーザニーズに対応し得ない
という問題点があった。また、この様な多色塗装を行な
い得るように設備を増強すれば多大な設備費用がかかる
という問題点があった。

本発明は、上述した従来技術に伴う欠点、問題点に鑑み
てなされたもので、設備費用を投資することなく、多色
塗装車の生産能力を向上させることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための第１の発明は、自動車車体の
外板表面に塗布された下塗り塗膜上に中塗り塗料を塗布
した後に第１メタリック塗料を塗布し、当該中塗り塗料
及び第１メタリック塗料を同時に乾燥させ、次いで第２
上塗り塗料を塗布した後に乾燥させて成る自動車の塗装
方法であり、また第２の発明は、自動車車体の外板に塗
布される中塗り塗料を構成する主成分樹脂と、顔料と、
アルミ構或るいは雲母片から成る反射材と、セルロース
誘導体と、硫酸バリウム或るいは炭酸カルシウム或るい
はケイ酸マグネシウムから成る無機物とを含有する自動
車用メタリック塗料である。

（作用） このように構成した第１の発明にあっては、第１メタリ
ック塗料を中塗り塗料上にウェットオンウェットにて塗
装し、両者を同時に乾燥させて中塗り塗膜及び第１メタ
リック塗膜を形成した後、上塗り工程にて第２上塗り塗
料を形成するため、上塗り工程を２回通過させることが
なくなり多色塗装の生産性が向上する。

また、第２の発明にあっては、中塗り塗料と同材質の主
成分樹脂により、中塗り塗料とウェットオンウェット塗
装を行ない乾燥させた際に好適に架橋反応を行ない、更
にセルロース誘導体と無機物とによって乱反射材の流動
を防止することができ、よって中塗り塗料と第１メタリ
ック塗料とのウェットオンウェット塗装が可能となる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は第１の発明の一実施例に係る自動車の塗装方法
を示す工程図、第２図は、同実施例の多色塗装を施した
自動車を示す斜視図、第３図（Ａ）〜（Ｅ）は第２図に
示す■−■線に沿う断面図であって塗装状態の変化を説
明する断面図、第４図は同実施例の中塗り工程の塗装設
備及び作業工程を示す概念図であり、第５図に示す従来
の塗装方法と共通する部分には同一の符号を付しである
。

第１図に示す本発明の一実施例に係る塗装方法にあって
は、第５図に示す従来の塗装方法の中塗り工程７に特徴
がある。

まず、第１図に示すシーリング工程６の前工程から説明
すると、車体溶接工程ｌから搬送された塗装前のボデー
は、第５図に示すように、洗浄工程２で、まずプレス工
程時に塗布された防錆油や、車体溶接工程１時にボデー
に付着した塵埃等が除去される。この洗浄工程２は、４
０〜５０℃の湯洗、脱脂、化成処理等の工程から構成さ
れており、前記除塵と、後述する電着塗料と鋼板との密
着性を向上させる化成被膜の生成がその主な目的である
。この洗浄、化成処理工程を終えたボデーはその後乾燥
され（洗浄乾燥工程３）、下塗り工程４に搬送される。

下塗り工程は、乗用車にあっては、通常電着塗装が施さ
れるのが一般的であるが、静電塗装を行なうことも可能
である。この電着塗装にあっては、ボデーが電着塗料が
収容された電着槽に全没される、いわゆるフルデイツプ
塗装により行なわれ、ボデー側をマイナスに電圧を付加
して塗装を行なうカチオン型電着が、防錆性能上好まし
い。ボデー側をプラスに電圧を負荷して電着塗装を行な
うアニオン型電着もあるが、前述したように防錆性能の
面では、前記カチオン型電着に比べ約１／３の防錆性能
しか呈さない。しかし、比較的防錆環境が温和な地域に
て使用する自動車に対しては、使用電力及び塗料費用、
乾燥工程５の燃料費用等に鑑み、アニオン型電着を使用
することも可能である。次に、この電着塗装が行なわれ
たボデーを、約２００°Ｃの高温で加熱乾燥させる（下
塗り乾燥工程５）。

電着塗装を終了したボデーは、その床裏に飛び石による
発錆を防止するために、塩化ビニル樹脂等の耐チツピン
グ材料が塗布される。この床裏防錆材塗布工程（不図示
）は、産業用ロボット等により自動化することが容易な
工程である。以上、洗浄工程１から床裏防錆材塗布工程
までが、ボデーをハンガと呼ばれる積載装置に積載して
、オーバーヘッドコンベアによって搬送する工程である
。

このオーバーヘッドコンベアに積載したボデーをテーブ
ルリフタ或るいはドロップリフタと呼ばれる昇降装置に
より塗装工場のフロアに下し、塗装台車に積載し直した
後に、フロアコンベアによって、以下説明する工程６〜
１３を搬送する。　第１図に示すシーリング工程６では
、ボデーを構成する複数の鋼板部品の接合部にシール材
を塗布し、車両外部からの水の侵入を防止すると共に、
前記電着塗膜が形成され難い鋼板２２の端面部分をシー
ル材にてカバーすることにより端面からの発錆を防止す
るようになっている。このシール材の材質は、前記耐チ
ツピング材料と同様に熱硬化性の塩化ビニル樹脂が好適
であり、シーリング材の乾燥工程を設けて乾燥硬化させ
るか、或るいは後述する中塗り乾燥工程８にて中塗り塗
料と共に乾燥硬化させることも可能である。

このシーリング工程６を終了したボデーは、中塗りブー
スに搬入され、まずボデー外板及び内仮に中塗り塗料２
４が塗布される（中塗り塗料塗布工程２０）。この中塗
り塗料塗布工程２０には、ルーフ等のトップ塗布工程と
、フェンダ、ドア等の上部のミドル塗布工程と、フェン
ダ、ドア等の下部とサイドシルのロア塗布工程とがある
。

この中塗り塗料２４は、ポリエステル−メラミン樹脂を
主成分に構成した熱硬化性塗料であって、塗膜耐候性及
び上塗り塗膜との付着性に優れた性質を有している。特
にロア塗布工程で用いる中塗り塗料は第１メタリック塗
料の隠蔽性を向上するため、メタリック塗料と近似色の
顔料を有している。また、無機顔料或るいは有機顔料を
使用して外板色と同様の色彩を呈するようにして（以下
、この塗料を内板色と言う）、前記車体の内板、例えば
エンジンルーム内やトランクルーム内に塗布し、この部
分の上塗り塗料の塗布を省略することも可能である。

この中塗り塗料２４の塗布を終了したボデーの外板上に
、前記中塗り塗料２４が未乾燥の状態（以下、ウェット
オンウェットと言う）で更に第１メタリック塗料２５を
塗布する。ここで、中塗り塗料２４と第１メタリック塗
料２５との塗布の間隔は、当該中塗り塗料２４の表面か
らある程度の溶剤が揮発して若干中塗り塗膜２４表面の
塗着粘度が上昇した状態が好適であるが、間隔をおかな
いで両塗料２４．２５を塗布することも可能である。

本実施例にて使用する第１メタリック塗料２５は、第２
の発明に係る自動車用メタリック塗料であって、その−
例として、前記中塗り塗料２４と同材質のポリエステル
−メラミン樹脂と、メタリック塗料の乱反射材であるア
ルミニウム構或るいは雲母片と、無機或るいは有機材料
から成る顔料と、第１メタリック塗料２５を塗布した状
態で乾燥硬化するまでの間に生じる前記乱反射材の流動
或るいは反転等を防止し、かつ耐チッピング性を向上さ
せるためのセルロース誘導体と、硫酸バリウム或るいは
炭酸カルシウム若しくはケイ酸マグネシウムから成る無
機材とから構成されている。

そして、前記中塗り塗料２４とウェットオンウェットに
て当該第１メタリック塗料２５を塗布した際に、その境
界面が互いに混合しないように両者の表面張力を調節す
る表面調整剤を添加することが好ましい。また、第１メ
タリック塗膜２５の光沢を調節する場合は、酸化ケイ素
を主成分とするツヤ消し剤を添加しても良い。

本実施例においては、ポリエステル−メラミン樹脂を第
１メタリック塗料２５の組成要素としたが、本発明はこ
れに限定されることなく前記中塗り塗料２４の主成分樹
脂と同材質であれば良く、例えば中塗り塗料２４をアル
キド−メラミン樹脂、ポリエステル−アルキド−メラミ
ン樹脂、アクリル−メラミン樹脂によりそれぞれ構成し
た場合には、当該第１メタリック塗料２５は前記中塗り
塗料２４の材質に対応した、アルキド−メラミン樹脂、
ポリエステル−アルキド−メラミン樹脂、アクリル−メ
ラミン樹脂によりそれぞれ構成すれば良い。これは、中
塗り塗料２４及び第１メタリック塗料２５の両者が、共
に熱硬化性塗料であり、しかもウェットオンウェットに
て塗布することから、乾燥工程８において異材質による
相溶性不良による光沢低下等の不都合を防止することに
基づく。

また、乱反射剤は、塗装仕様によってアルミニウム構或
るいは雲母片を選択すれば良く、両者を所定の混合比で
混合して混入することも可能である。

前記セルロース誘導体は、例えばセルロースアルキルエ
ーテル又は、セルロースヒドロキシエーテル或るいは、
セルロースヒドルキシエチルエーテルアルキルエーテル
、又はセルロースアセテートブチレートないしはこれら
の混合物により構成することができる。またその組成比
としては、前記アルキド−メラミン樹脂等の主成分樹脂
１００に対して、５〜３０の重量割合が好適である。更
に、前記無機材は、前述したように、硫酸バリウム又は
、炭酸カルシウム或るいはケイ酸マグネシウムにより構
成することができ、その組成比としては、前記主成分樹
脂１００に対して５〜６０の重量割合が好適である。こ
のセルロース誘導体及び無機材により、第１メタリック
塗料２５をつ工ットオンウエットにて中塗り塗料２４上
に塗布した際の、前記乱反射材の流動を防止することが
できる。

また、中塗り塗料２４と第１メタリック塗料２５との表
面張力を調節する表面調整剤としては、例えばポリアク
リル酸系樹脂、又はシリコン系助剤、或るいはシリコン
変性ポリアクリル酸系樹脂を使用することが可能であり
、その添加量は、第１メタリック塗料全体に対して０．
００５〜０゜２ｖｔ％が好ましい。更に、前記ツヤ消し
剤である酸化ケイ素の添加量は、第１メタリック塗料全
体に対して０〜８ｗｔ％が好ましい。

第１表には、この第２の発明の実施例に係る自動車用メ
タリック塗料を使用して形成した上塗り塗膜の塗膜外観
及び塗膜性能に関する試験結果を示す。サンプルである
上塗り塗膜は、前述した塗装工程Ｔにより形成されたも
ので、０．７〜０゜９ｍｍの鋼板２２上に膜厚１０〜２
５μｍの電着塗膜２３と、１５〜３０μｍの中塗り塗膜
２４と、当該中塗り塗料２４とウェットオンウェットに
て塗布した膜厚２０〜３０μｍの第１メタリック塗膜２
５とにより構成されている。また、表中、「アルミむら
」とは、乱反射材であるアルミニウム片の並んだ状態が
一定しない不具合を指し、標準板と比較して目視評価す
る。また、「光沢Ｊは、６０″グロス測定器により測定
した値を示し、「耐候性」は、サンシャインウエザオメ
ータ内に５００時間保持したサンプルの表面の光沢と原
板の光沢との比率を示している。

木表によれば、サンプルＮｏ、ｌおよびＮｏ、６に示す
ように、セルロース誘導体と硫酸バリウムなどの無機材
との何れかが欠落した場合には、塗膜表面のメタルむら
が不合格となる。また、これらセルロース誘導体と無機
材とのポリエステル−メラミン樹脂固形分に対する割合
が増加すると、サンプルＮｏ、　５に示すように耐候性
が低下する結果となる。

これは、セルロース誘導体と無機材との割合が増加する
と、必然的に主成分樹脂の割合が減少することに基づく
。

以上説明したような第２の発明の実施例に係る自動車用
メタリック塗料２５を用いて、前記中塗り塗料２４上に
塗布する工程の一例としては、第４図に示すような工程
が可能である。すなわち、第４図は、中塗りブース３０
における作業工程を示す概念図であって、フロアコンベ
ア３１により搬送されるボデーＢが、ブース３０の中央
部を通過するようになっている。尚、図上ボデーＢは右
方向に搬送される。そして、このブース３０には、入口
側から、除塵工程３２、中塗り塗料自動塗布工程３３、
第１メタリック塗料自動塗布工程３５がそれぞれ設けら
れている。前記除塵工程３２では、シーリング工程６か
ら搬送されたボデー表面に付着した塵埃等を除去し、こ
の清浄になったボデーＢは、中塗り塗料自動塗布工程３
３にてボデー外板に中塗り塗料２４が塗布される。この
自動塗布装置としては、従来公知の回転霧化塗装機等を
備えたレシプロケータ等の自動塗装機が使用される。こ
の塗布工程３３には、ボデーのルーフ等を塗布するトッ
プ塗布工程３３ａ１フエンダやドアの上部を塗布するミ
ドル塗布工程３３ｂ、フェンダ、ドアの下部やサイドシ
ルを塗布するロア塗布工程３３ｃがある。中塗り塗料２
４はすべて同材質であるが、特にロア塗布工程の中塗り
塗料２４は、次に塗布される第１メタリック塗料との近
似色が採用され、メタリック塗料の隠蔽性を向上させる
。　このようにして中塗り塗料２４を塗布し終えたボデ
ーＢのロア部位に、前述した第１メタリック塗料２５を
自動塗装機にて塗布する（第１メタリック塗料自動塗布
工程）。つまり、第２図に示すようなツートーン塗装仕
様であれば、図上斜線にて示す部位より僅かにオーバス
プレーした部位を塗布する。尚、第２図に示すようなツ
ートーン塗装において、前記第１メタリック塗料２５を
斜線にて示す部位以外の部位に塗布することも可能であ
るが、後述するマスキング工程１３のマスキング面積に
鑑みれば、斜線部位を塗布する方が生産性上有利である
。従って、本発明の第１メタリック塗料２５にあっては
、車体のどの部位に塗布するかは特に問題ではなく、こ
の塗布部位は、塗装仕様及び生産性や作業性等により適
宜選択し得るものである。

上記中塗り工程７を終えたボデーは、更に中塗り乾燥工
程８に搬送され、１２０〜１６０℃の温度で２０〜４０
分間乾燥される。この乾燥により、中塗り塗料２４及び
内板色塗料並びに第１メタリック塗料２５が架橋反応に
よって熱硬化し、それぞれ中塗り塗膜、内板色塗膜、第
１メタリック塗膜２５を形成する。

このように中塗り塗膜２４及び第１メタリック塗膜２５
が車体の外板に形成されたボデーの当該外板を、純水等
を使用しつつサンドペーパ等により研磨する（水掛工程
９）。この水研は、中塗り塗膜２４と上塗り塗膜２７と
の付着表面積を増加させることにより、当該両者２４．
２７の付着性を向上させる目的と、中塗り塗膜２４表面
の平滑性を向上させることにより上塗り塗膜２７表面の
平滑性を向上させる目的とによって行なわれる。

車体外板表面の水研が終了したボデーは、乾燥装置に搬
入され、水切りが行なわれる（水研乾燥工程１０）。

このボデーを上塗り工程１１に搬送する前に、前記中塗
り工程７にて塗布した第１メタリック塗膜２５のマスキ
ングを行なう（マスキング工程１３）。このマスキング
は、粘着テープ及び耐熱紙等を使用して手作業により行
なわれ、例えば第２図に示すような塗装仕様であれば、
図上斜線にて示す部位にマスキング紙が貼着される。従
って、このマスキング工程１３の作業工数等に鑑みて、
例えばツートーン塗装にあっては、最初に塗布する上塗
り色をどちらに選択するかを決定する。このマスキング
が終了すると前記ボデーは、」二塗りブースに搬入され
、第２上塗り塗料２７が塗布される。この第２上塗り塗
料２７は、メタリック塗料であってもソリッド塗料であ
っても良く、従来公知の自動塗装機によって塗布され得
る。

前記第２上塗り塗料２７は、上塗り乾燥工程１２にて、
前記中塗り乾燥工程８と同条件、つまり１２０〜１４０
℃の温度で２０〜４０分間乾燥され、これによって当該
上塗り塗料２７は架橋反応によって熱硬化し、第２上塗
り塗膜２７を形成する。

上塗り乾燥工程１２を終えたボデーは、図示しないマス
キング剥がし工程で、前記第１メタリック塗膜２５を被
覆したマスキング紙が剥がされ、ツートーン塗装が完成
する。

このように構成した本実施例の作用を、第３図を参照し
つつ説明する。

このように構成した本実施例により、第２図に示すよう
なツートーン塗装を行う場合には、第１メタリック塗料
２５を中塗り塗料２４上（第３図（Ａ））にウェットオ
ンウェットにて塗装し、両者２４．２５を同時に乾燥さ
せて中塗り塗膜２４及び第１メタリック塗膜２５を形成
した後（第３図（Ｂ）　）　、当該第１メタリック塗膜
２５の所定の部位をマスキング紙２６によりマスキング
する（第３図（Ｃ））。次いで、上塗り工程にて第２上
塗り塗料２７を塗布し乾燥させた後に（第３図（Ｄ））
、前記マスキング紙２６を剥がす（第３図（Ｅ））。

このように、第１メタリック塗膜２５は中塗り工程７に
て形成し、かつ上塗り工程１１にて第２上塗り塗料２７
を形成するため、上塗り工程１１を２回通過させること
がなくなり多色塗装の生産性が向上する。

また、中塗り塗料２４と同材質の主成分樹脂により、第
１メタリック塗料を構成したため、中塗り塗料２４とウ
ェットオンウェット塗装を行ない乾燥させた際に好適に
架橋反応を行ない、更にセルロース誘導体と無機物とを
塗料構成成分としていることから、乱反射材の流動を防
止することができ、よって中塗り塗料２４と第１メタリ
ック塗料２５とのウェットオンウェット塗装が可能とな
る。

（発明の効果） 以上述べたように、第１の発明によれば、下塗り塗膜上
に中塗り塗料と第１メタリック塗料とをウェットオンウ
ェットにて塗布するようにしたため、多色塗装工程の工
程削減を実現することができ、よって多色塗装の生産性
が向上するという効果を奏する。

また、第２の発明によれば、自動車用メタリッり塗料を
自動車車体の外板に塗布される中塗り塗料を構成する主
成分樹脂と、顔料と、アルミ構或るいは雲母片から成る
反射材と、セルロース誘導体と、硫酸バリウム或るいは
炭酸カルシウム或るいはケイ酸マグネシウムから成る無
機物とから構成したため、中塗り塗料とのウェットオン
ウェット塗装が可能となり、よって多色塗装の生産性が
向上するという効果を奏する。

２５・・・第１メタリック塗ＪＩＩ（第１メタリック塗
料）、２６・・・マスキング紙、 ２７・・・第２上塗り塗膜（第２上塗り塗料）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車車体の外板表面に塗布された下塗り塗膜上
   に中塗り塗料を塗布した後に第１メタリック塗料を塗布
   し、当該中塗り塗料及び第１メタリック塗料を同時に乾
   燥させ、次いで第２上塗り塗料を塗布した後に乾燥させ
   て成る自動車の塗装方法。
2. （２）自動車車体の外板に塗布される中塗り塗料を構成
   する主成分樹脂と、顔料と、アルミ片或るいは雲母片か
   ら成る反射材と、セルロース誘導体と、硫酸バリウム或
   るいは炭酸カルシウム或るいはケイ酸マグネシウムから
   成る無機物とを含有する自動車用メタリック塗料。