JPH0716535A - 塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 光輝性鱗片含有水系塗料からなる塗膜層を回
転霧化静電塗装工程により形成し、ついでエアー霧化溶
媒噴霧工程にて、得られた塗膜層表面に、前記鱗片含有
水系塗料を希釈し得る溶媒を噴霧することを含む塗装方
法。 【効果】 塗膜層５１を回転霧化静電塗装によって形成
しているため、塗着効率が良好であるばかりでなく、該
塗膜層表面に鱗片含有水系塗料を希釈し得る溶媒をエア
ー圧によって噴霧するため、塗膜層表面が平滑化される
とともに、塗膜層上層部５２の光輝性鱗片５が着色層３
と平行に配向されるため、この塗膜層を乾燥させること
で、色味に優れ、肌が滑らかな塗膜を形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両外板等の下塗り表
面に塗膜を形成する塗装方法に関する。さらに詳しく
は、塗着効率が高く、少ない塗料で効率よく塗装を行う
ことができ、かつ色味に優れ、肌が滑らかな塗膜を形成
することが可能な塗装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の外板塗装は、車体の素材である金
属板、特に鉄板の表面に塗膜を形成することによって、
金属板の腐食を防止し、かつ車両の外観、意匠性を向上
させるために行われる。

【０００３】車両塗装による塗膜は、洗浄及びリン酸皮
膜形成等の前処理を施した車体表面に形成され、一般的
には、アニオン電着、カチオン電着等の電着塗装等によ
る下塗り、該下塗り上の中塗り、及び最も表面に形成さ
れる上塗りから構成される。そして、下塗及び中塗りか
らなる下地は、塗膜に防錆機能等を与え、上塗りは外観
品質、意匠性を与える。

【０００４】従来より、上記塗膜の上塗りとしては、ソ
リッド塗装、パール塗装、メタリック塗装等が知られて
いる。これらの塗装は、図６に示すように、被塗装物１
上に形成された電着および中塗り層からなる下地２上
に、着色顔料を含む塗料を塗布して形成される着色層３
と、該着色層３上に光輝性鱗片５を含む塗料を塗布して
形成される塗膜層４と、該塗膜層４上に透明な塗料を塗
布して形成されるクリア層６とを備えている。

【０００５】上記塗装では、クリア層６を通過した光
が、着色層３表面から反射するとともに、塗膜層４中に
分散された光輝性鱗片５によって乱反射されるため、い
わゆるスパークリング性を有する意匠を奏でることとな
る。

【０００６】また、より白く冴えた感じを与え色味を向
上させるためには、塗膜層４中の光輝性鱗片５は着色層
３表面と平行に配向していなけらばならない。このよう
な塗膜層４を水系溶剤を用いた水系塗料で形成する場
合、従来の塗装方法では、塗料粒子を静電的に被塗装物
に付着させる回転霧化静電塗装と、エアー圧によって噴
霧・付着させるエアー霧化塗装とを組合わせて行なって
いた。

【０００７】また、このような塗装方法は、従来より、
コンベアで移送される自動車等の被塗装物に、回転霧化
静電塗装が行われる回転霧化静電塗装ゾーン及びエアー
霧化塗装が行われるエアー霧化塗装ゾーンを順次通過さ
せて行うことによって、自動化ラインとして多用されて
いた。

【０００８】上記塗装方法における回転霧化静電塗装で
は、ベル型あるいはミニベル型で代表される装置が用い
られる。この装置では、塗料を回転するベルおよびベル
ハブの回転中心に供給すると、該ベルの回転によって塗
料がベルの外縁部に運ばれ、外縁部から飛び散る際に微
粒子化されるとともに帯電させられ、この帯電微粒子が
被塗装物表面に静電効果（クーロン力）により吸着され
るという原理に基づいて塗料の塗布が行われる。

【０００９】また、エアー霧化塗装ではエアー霧化式塗
装装置が用いられ、この装置では、塗料の塗布は、塗料
ノズル近傍圧縮空気を噴出させ、そのエアー圧によっ
て、塗料ノズルから塗料を吸引し、さらに霧化して噴出
させることによって行われる。

【００１０】これらの装置を用いた従来の塗装方法で
は、先ず回転霧化静電式塗装装置によって、図７に示さ
れるように、着色層３上に、光輝性鱗片５を含む鱗片含
有塗料１０を塗布して第一塗膜層１１を形成する。

【００１１】回転霧化静電塗装では、噴霧される塗料粒
子が静電的に着色層３に付着するため、塗着効率が良好
であるという特徴を有している。ところが、この塗装方
法では、塗料粒子速度が低く、この塗料粒子が着色層３
表面に衝突した際にさほど変形せず、次いで隣接する粒
子同士が融合して第一塗膜層１１を構成するために、光
輝性鱗片５は、静電的に決定された塗料粒子内の配向方
向を第一塗膜層１１内でも維持し、着色層３とほぼ垂直
に配向することとなる。

【００１２】また、このようにして形成した第一塗膜層
１１は、付着する塗料粒子径が大きく、第一塗膜層１１
表面に小さな凹凸が形成される。したがって、この第一
塗膜層１１を乾燥させ、この第一塗膜層１１上にクリア
層を形成しても、水平に配向した光輝性鱗片５を含み、
かつ平滑で肌が滑らかな表面の上塗り塗膜を得ることは
できず、鮮映値が悪化するなどの問題があった。

【００１３】そこで従来では、エアー霧化式塗装装置に
よって、図８に示すように、上記第一塗膜層１１上に光
輝性鱗片５を含む鱗片含有塗料１２を塗布して第二塗膜
層１３を形成していた。エアー霧化塗装では、噴霧され
る塗料粒子の速度が高く、この塗料粒子が着色層３表面
に衝突した際に半径方向に広がるようにつぶれ変形して
付着し、次いで隣接する粒子同士が融合して第二塗膜層
１３を構成するために、光輝性鱗片５は、着色層３と平
行するように配向される。また、塗料粒子の衝突によっ
て第一塗膜層１１および第二塗膜層１３の表面が平滑化
されるため、これら第一塗膜層１１および第二塗膜層１
３を乾燥させ、この第二塗膜層１３上にクリア層を形成
すれば、着色層３と平行に配向する光輝性鱗片５を含
み、かつ平滑で肌が滑らかな上塗り塗膜を得ることがで
きる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の塗装方法では、第一塗膜層１１は回転霧化静
電型塗装装置を用いているため塗着効率が良好であるも
のの、第二塗膜層１３の形成には、塗着効率が劣るエア
ー霧化型塗装装置を用いているため、全体としての塗膜
層の塗着効率が低下するという問題があった。

【００１５】例えば、一般的な吐出量２００ｃｃ／分で
霧化静電塗装を行なった場合には、その塗着効率は約８
０％であるが、吐出量３００ｃｃ／分でエアー霧化塗装
を行うと塗着効率は約４０％に低下する。従って、同一
膜厚の第一塗膜層１１および第二塗膜層１３を形成する
と、塗膜層全体の塗着効率は約６０％になってしまう。

【００１６】塗着効率を増加させる方法としては、第一
塗膜層１１の厚さをできるだけ厚くする方法があるが、
この場合には、第一塗膜層１１内に含まれる着色層３に
垂直に配向する光輝性鱗片５の量が増加し、色味が低下
するばかりでなく、第二塗膜層１３を形成する際の膜面
平滑化効果を充分に得ることができず、塗膜の肌の滑ら
かさが低下するという問題がある。

【００１７】本発明は、このような従来技術の現状に鑑
みてなされたものであり、塗着効率が高く、少ない塗料
で効率よく塗装を行なうことができ、かつ色味に優れ、
肌が滑らかな塗膜を形成することが可能な塗装方法を提
供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の塗装方法は、金属表面に形成された下地上
に、着色原料を含む塗料を塗布して着色層を形成し、該
着色層上に光輝性鱗片を含む鱗片含有水系塗料を塗布し
て塗膜層を形成した後、該塗膜層上に透明なクリア塗料
を塗布してクリア層を形成する塗装方法において、前記
塗膜層の形成が、前記鱗片含有水系塗料を回転するベル
及びベルハブの回転中心に供給し、該ベルの回転によっ
て該鱗片含有水系塗料を微粒子化するとともに帯電さ
せ、得られた帯電微粒子を飛散させ着色層表面に静電的
に付着させて塗膜層を形成する回転霧化静電塗装工程
と、該塗膜層表面に、前記鱗片含有水系塗料を希釈し得
る溶媒をエアー圧によって噴霧する溶媒噴霧工程とを含
むことを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明に係る塗装方法では、塗膜層を回転霧化
静電塗装によって形成しているため、塗着効率が良好で
あるばかりでなく、該塗膜層表面に鱗片含有水系塗料を
希釈し得る溶媒をエアー圧によって噴霧するため、塗膜
層上層部の塗料が希釈されて光輝性鱗片が泳動し易くな
り、さらに溶媒粒子が高速で塗膜層の表面に衝突するこ
とによって、塗膜層表面が平滑化され鮮映値が向上する
とともに、塗膜層上層部の光輝性鱗片が着色層と平行に
配向されるため、この塗膜層を乾燥させることで、色味
に優れ、肌が滑らかな塗膜を形成することが可能であ
る。

【００２０】

【実施例】本発明の塗装方法では、光輝性鱗片含有水系
塗料からなる塗膜層を回転霧化静電塗装によって形成
し、さらに該塗膜層表面に溶媒をエアー圧によって噴霧
するものである。

【００２１】以下、本発明に係る塗装方法を図面を参照
して説明する。

【００２２】図１は、本発明に係る塗装方法の回転霧化
静電塗装工程で形成された塗膜層を示す模式断面図であ
り、図２は、本発明に係る塗装方法の溶媒噴霧工程で処
理された塗膜層を示す模式断面図であり、図３は、本発
明の塗装方法の一実施態様である自動車車体の塗装の自
動化ラインを示す模式図であり、図４は本発明の塗装方
法に用いられる回転霧化静電型塗装装置の先端部の一実
施態様を表す要部拡大断面図であり、図５は本発明の塗
装方法に用いられるエアー霧化型溶媒噴霧装置の先端部
の一実施態様を表す要部拡大断面図であり、図６は、塗
膜を示す模式断面図である。

【００２３】本実施例では、図６に示すように、被塗装
物１上に形成された電着および中塗層からなる下地２上
に、着色顔料を含む塗料を塗布して形成される着色層３
と、該着色層３上に光輝性鱗片５を含む塗料を塗布して
形成される塗膜層４と、該塗膜層４上に透明なクリア塗
料を塗布して形成されるクリア層６とを備えた塗膜が形
成される。

【００２４】そして、さらに本実施例では、被塗装物１
を自動車車体とし、上記塗膜層４の形成は、図３に示さ
れるように、補正ゾーンＡ、回転霧化静電塗装ゾーンＢ
およびエアー霧化溶媒噴霧ゾーンＣを備えたライン２１
上をコンベア（不図示）等で自動的に搬送される自動車
車体（不図示）を、図中矢印で示す搬送経路Ｘに沿って
移動させることによって自動化されている。なお、図中
２２および２３は、ガンが移動しながら塗料を噴霧する
自動塗装機である。

【００２５】補正ゾーンＡでは、自動車車体の内板が塗
装され、これに続く回転霧化静電塗装ゾーンＢおよびエ
アー霧化溶媒噴霧ゾーンＣで自動車車体の外板表面上に
塗膜層４が形成される。

【００２６】回転霧化静電塗装ゾーンＢには、自動車車
体の搬送経路の両脇に回転霧化静電型塗装装置２４が対
向して２対形成されている。この塗装装置２４の先端部
（要部）は、特に図４に詳しく示すように、エアーモー
タ３１の回転軸３２の先端にベル３３とベルハブ３４と
が連結スリーブ（不図示）を介して高速回転可能に固着
されている。また、ベルハブ３４の内面３４ａに臨むよ
うに塗料ノズル３５と洗浄剤ノズル３６とが設けられて
いる。この塗料ノズル３５からベルハブ内面３４ａに塗
料を供給すると、この塗料はベル３３の回転力によって
ベル内面３３ａに沿ってベルエッジ３３ｂに達し、ここ
で微粒子化および帯電して被塗装物方向に放射状に飛び
散ることとなる。

【００２７】さらに、この塗料微粒子を被塗装物方向に
案内するのが、シェービングエアーと呼ばれるパターン
調整用エアーであるが、このシェービングエアーは、エ
アーモータ３１の軸受部近傍からベル外周面３３ｃに向
かって所定の圧力のエアーを供給して構成されている。

【００２８】また、このような装置が配設された回転霧
化静電塗装ゾーンＢで用いられる光輝性鱗片含有水系塗
料は、水を溶媒として含むアクリルメラミン、ポリエス
テルメラミン等の水系塗料にアルミ、マイカ、グラファ
イト等の光輝性鱗片を混合した塗料を意味し、従来公知
の塗料の何れを用いても良い。

【００２９】かくして、ベルエッジ３３ｂから飛び散っ
た光輝性鱗片を含有する水系塗料の帯電微粒子は、被塗
装物方向に放射状に飛散し、該被塗装物である自動車車
体の外板表面に静電効果（クーロン力）により吸着して
（この際の吸着（衝突）による弾性反発が少なく該帯電
微粒子の変形は少ない）、後述するように塗膜層を形成
する。

【００３０】エアー霧化溶媒噴霧ゾーンＣには、自動車
車体の搬送経路の両脇にエアー霧化型溶媒噴霧装置２５
が対向して形成されている。この溶媒噴霧装置２５の先
端部（要部）は、特に図５に詳しく示すように、先端が
噴出口４２ａとなった溶媒移送路４２を有する溶媒噴霧
ノズル４３と、先端が角部空気口４４ａとなる主空気路
４４および先端が補助空気口４５ａとなる補助空気路４
５を有する空気キャップ４６とを備えている。また、溶
媒移送路４２は、その中に前後動可能なニードル弁４７
が収容されており、溶媒供給口４８を介して外部に開口
している。

【００３１】このエアー霧化型溶媒噴霧装置２５の空気
路４４、４５に圧縮空気を供給して角部空気口４４ａお
よび補助空気口４５ａから、噴出口４２ａ近傍で交差す
るように圧縮空気流を噴出させ、溶媒供給口４８から、
所望の溶媒を供給し、ニードル弁４７を後退させると、
該溶媒は圧縮空気流によって霧化されて微粒子化すると
ともに、被塗装物表面方向に噴霧され高速で被塗装物上
に形成された塗膜層表面に衝突する。

【００３２】このような溶媒噴霧装置２５が配設された
本実施例のエアー霧化溶媒噴霧ゾーンＣでは、溶媒供給
口４８から前記光輝性鱗片含有水系塗料を希釈し得る溶
媒、例えば、温水、イオン交換水、蒸留水等の様々な温
度および純度の水、あるいはアルコール、ブチルセロソ
ルブ等の親水性（極性）有機溶媒等が供給され、かくし
て、空気圧によって霧化された上記溶媒の微粒子（非帯
電）は、塗膜層表面方向に噴霧されて後述するように塗
膜層表面に衝突して該塗膜層を改善することができるも
のである。

【００３３】ここで、このような回転霧化静電塗装ゾー
ンＢおよびエアー霧化溶媒噴霧ゾーンＣでの塗膜層形成
過程を説明する。

【００３４】回転霧化静電塗装ゾーンＢでは、上述の塗
装装置２４から放射状に飛散される光輝性鱗片５を含有
する帯電塗料微粒子が静電効果によって着色層３表面に
吸着し、図１に示すように、塗膜層５１を形成する。該
回転霧化静電塗装では、塗着効率が良好であると共に、
帯電塗料微粒子の飛散速度が低く、該帯電塗料微粒子が
着色層３表面に衝突した際にさほど変形せずに吸着し、
ついで隣接する吸着した帯電塗料微粒子同志が融合して
塗膜層５１を構成するために、光輝性鱗片５は、静電的
に決定された帯電塗料微粒子内の配向方向を最後まで維
持し、塗膜層５１内でも着色層３の表面方向とほぼ垂直
に配向することとなる。

【００３５】また、このようにして形成した塗膜層５１
は、付着する帯電塗料微粒子の粒子径が大きく、塗膜層
５１表面に小さな凹凸が保存されている。

【００３６】なお、本実施例では、回転霧化静電塗装ゾ
ーンＢで塗膜層（図６参照）を形成するのに充分な量の
塗料を被塗装物に付着させるため、回転霧化静電塗装に
よって得られた塗膜層５１は、２工程で塗料を塗布する
従来の方法と比較して、膜厚が大きくなっている。

【００３７】このようなゾーンＢに続くエアー霧化溶媒
噴霧ゾーンＣでは、塗膜層５１表面に、該塗膜層５１を
構成する鱗片含有水系塗料を希釈し得る溶媒がエアー圧
によって噴霧され、図２に示されるように、塗膜層５１
の上層部５２の光輝性鱗片５が着色層３と平行に配向さ
せられる。これは、噴霧される溶媒粒子が塗膜層５１表
面に衝突して付着され、該塗膜層５１の上層部５２の塗
料が希釈されて光輝性鱗片５が泳動し易くなり、さらに
噴霧される溶媒粒子の速度が高いため、運動エネルギー
が大きく、該溶媒粒子が塗膜層５１表面に衝突した時
に、平面方向に大きく形状が変化し、変形歪により衝撃
エネルギーとして塗膜層５１側に吸収されて付着するも
のであるが、この際に塗膜層５１表面近傍に分散する泳
動し易くなった光輝性鱗片５は、該溶媒粒子の平面方向
への変形にともなって着色層３と平行に配向されるもの
である。また、溶媒粒子の塗膜層５１表面への衝突によ
り、塗膜層５１表面の平滑化を実現することができる。

【００３８】したがって、このような塗膜層５１を乾燥
させることで、色味に優れ、肌が滑らかな塗膜を形成す
ることが可能である。

【００３９】以上、本発明を実施例を参照して具体的に
説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内において、種々変更可能である。

【００４０】

【効果】本発明に係る塗装方法では，塗膜層を回転霧化
静電塗装によって形成しているため、塗着効率が良好で
あるばかりでなく、該塗膜層表面に鱗片含有水系塗料を
希釈し得る溶媒をエアー圧によって噴霧するため、塗膜
層上層部の塗料が希釈されて光輝性鱗片が泳動し易くな
り、さらに噴霧される溶媒粒子が高速で塗膜層表面に衝
突することによって、塗膜層表面が平滑化され鮮映値が
向上するとともに、塗膜層上層部の光輝性鱗片が着色層
と平行に配向されるため、この塗膜層を乾燥させること
で、色味に優れ、肌が滑らかな塗膜を形成することがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る塗装方法の回転霧化静電塗装工
程で形成された塗膜層を示す模式断面図である。

【図２】 本発明に係る塗装方法の溶媒噴霧工程で処理
された塗膜層を示す模式断面図である。

【図３】 本発明の塗装方法の一実施態様である自動車
車体の塗装の自動化ラインを示す模式図である。

【図４】 本発明の塗装方法に用いられる回転霧化静電
型塗装装置の先端部の一実施態様を表す要部拡大断面図
である。

【図５】 本発明の塗装方法に用いられるエアー霧化型
溶媒噴霧装置の先端部の一実施態様を表す要部拡大断面
図である。

【図６】 塗膜を示す模式断面図である。

【図７】 従来の塗装方法の回転霧化静電塗装工程後の
塗膜層を示す模式断面図である。

【図８】 従来の塗装方法のエアー霧化塗装工程後の塗
膜層を示す模式断面図である。

【符号の説明】

１…被塗装物、 ２…下地、３
…着色層、 ４…塗膜層、５
…光輝性鱗片、 ６…クリア層、
１０、１２…鱗片含有塗料、 １１…第一塗
膜層、１３…第二塗膜層、 ２１…
ライン、２２、２３…自動塗装機、 ２４
…回転霧化静電型塗装装置、２５…エアー霧化型溶媒噴
霧装置、 ３１…エアーモーター、３２…回転軸、
３３…ベル、３３ａ…ベル内
面、 ３３ｂ…ベルエッジ、３３ｃ
…ベル外周面、 ３４…ベルハブ、３
４ａ…ベルハブの内面、 ３５…塗料ノズ
ル、３６…洗浄剤ノズル、 ４２…溶
媒移送路、４２ａ…噴出口、 ４
３…溶媒噴霧ノズル、４４…主空気路、
４４ａ…角部空気口、４５…補助空気路、
４５ａ…補助空気口、４６…空気キャ
ップ、 ４７…ニードル弁、４８…溶
媒供給口、 ５１…塗膜層、５２…
塗膜層の上層部、 Ａ…補正ゾーン、Ｂ
…回転霧化静電塗装ゾーン、 Ｃ…エアー霧化
溶媒噴霧ゾーン、Ｘ…搬送経路。

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【手続補正書】

【提出日】平成５年８月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【図７】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図８】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属表面に形成された下地上に、着色顔
   料を含む塗料を塗布して着色層を形成し、該着色層上に
   光輝性鱗片を含む鱗片含有水系塗料を塗布して塗膜層を
   形成した後、該塗膜層上に透明なクリア塗料を塗布して
   クリア層を形成する塗装方法において、 前記塗膜層の形成が、前記鱗片含有水系塗料を回転する
   ベルおよびベルハブの回転中心に供給し、該ベルの回転
   によって該鱗片含有水系塗料を微粒子化するとともに帯
   電させ、得られた帯電微粒子を飛散させて着色層表面に
   静電的に付着させて塗膜層を形成する回転霧化静電塗装
   工程と、該塗膜層表面に、前記鱗片含有水系塗料を希釈
   し得る溶媒をエアー圧によって噴霧する霧化溶媒噴霧工
   程を含むことを特徴とする塗装方法。
2. 【請求項２】 前記鱗片含有水系塗料を希釈し得る溶媒
   が、水であることを特徴とする請求項１記載の塗装方
   法。
3. 【請求項３】 前記鱗片含有水系塗料を希釈し得る溶媒
   が、親水性溶媒であることを特徴とする請求項１記載の
   塗装方法。