JPH0811220B2 - 塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のボディ等の被
塗物の表面を塗装する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車のボディ等の被塗物の
表面、特に垂直面に横方向から塗料を塗布して、その塗
装を行うことは、例えば、特開昭59−4471号に見られる
ように公知である。また、塗装面に応じて塗料の塗布量
を変更し、均一な塗装を行うことも提案されている。

【０００３】一方、被塗物の塗装面に光沢を出すための
溶剤を含有する塗料で塗膜を形成する際に、塗料の塗布
量を増大して、塗膜の膜厚を大きくすると、表面の高平
滑性が得られて品質が向上するものである。

【０００４】また、通常、被塗物に付着した塗料は、溶
剤の含有量が多いほど粘度が低く、被塗物に塗装した直
後の粘度は低いことも一般に知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のよう
に塗装の品質を向上するために塗膜の膜厚を大きくする
場合に、多量の塗料を一時に塗布すると、被塗物の塗装
面が上下方向もしくは傾斜状態にある場合には、塗布さ
れた塗料の粘度が重力に負けて下方に流動して“塗料た
れ”が発生し、塗装面に凹凸を形成して平滑性を損い塗
膜の品質を低下させることになる。

【０００６】上記塗膜の塗料たれは、塗装吹付け工程に
おいて膜厚が限界値を越えた塗布中に直ちに発生する
か、吹付け後に溶剤を揮発させるセッティング時に所定
時間経過した際に発生するか、および、塗膜の焼付けを
行うために乾燥炉での加熱初期の昇温時に発生し易いも
のである。

【０００７】そして、従来は、上記塗料たれの問題があ
ることから、一度に多量の塗料を塗布して塗膜を厚くす
ることには限度があり、数度に分けて塗布と乾燥を繰返
して最終的な膜厚を高めることが考えられるが、煩雑な
工程で塗装時間が長くなり、塗装の設備も複数必要とな
る問題を有するとともに、１度の塗装による膜厚には限
度があり、塗料たれ限界膜厚の増大による高平滑塗装面
を得ることはできなかった。

【０００８】そこで、本発明は上記事情に鑑み、簡易な
方法で塗料たれ限界膜厚を大きくし、被塗物の上下面に
対しても塗料たれを生じることなく高い膜厚を１度の塗
装で得て、膜厚の増大に伴う高平滑仕上げ塗装による高
鮮映、高平滑の塗装表面を得るようにした塗装方法を提
供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の塗装方法は、被塗物を略水平方向軸の回りに回
転可能に支持し、被塗物の表面に通常の上下方向に延び
る面では塗料たれが生じる以上の膜厚に溶剤を含有した
塗料を塗布する塗装工程と、その後のセッティング工程
および焼付工程を備えた被塗物表面の塗料を硬化させる
乾燥工程とからなり、少なくとも上記セッティング工程
において被塗物表面に塗布した塗料の塗料たれが重力に
より重力により生じる前に被塗物を略水平軸回りに回転
作動させ始め、かつこの場合の回転は少なくとも塗布し
た塗料の塗料たれが重力により生じる以前に被塗物表面
が略垂直状態から略水平状態に移行するような速度で、
かつ回転による遠心力により塗料たれが生じる速度より
遅い速度で回転作動させることを特徴とするものであ
る。

【００１０】前記塗装工程は、例えば、第１吹付けゾー
ンと第２吹付けゾーンとからなり、被塗物の表面に塗料
を所定の膜厚にスプレー塗布するものであり、その膜厚
は塗装面が上下方向にある場合には通常では塗料たれを
生ずる以上の膜厚に塗料を塗布するものである。また、
前記乾燥工程は、塗料塗布後に塗布面をそのままの状態
で放置し、溶剤を揮発させるセッティング工程と、乾燥
炉に搬入して加熱焼付けを行う焼付工程とからなってい
る。

【００１１】そして、上記のような塗装、乾燥工程にお
いて、塗膜の塗料たれが発生し易いのは、塗装工程にお
いて塗料たれ限界膜厚を越えて塗料が塗布された数秒後
の状態が第１の発生時期であり、この塗料たれ膜厚限界
としては通常の上塗塗装においては、40〜45μｍ程度で
ある。上記塗装時に発生しなかった場合には、乾燥工程
のセッティング時に、吹付け後に徐々に塗料たれが開始
し、３〜４分程度経過した状態が第２の発生時期であ
る。さらに、被塗物を炉に入れて加熱した直後、すなわ
ち20〜30秒経過時に被塗物温度が例えば60℃程度に上昇
した状態が最大たれ速度となる第３の発生時期である。

【００１２】そして、上記のような塗料たれの発生する
時の少なくともセッティング工程なわち第２の発生時期
に、被塗物を水平方向軸の回りに回転作動して塗料たれ
の発生を防止し、塗装表面の平滑性を得るものである。
すなわち、塗膜の膜厚が限界値よりかなり大きく、また
は塗料の粘性が低く流動性が大きい場合には、塗装工程
における第１発生時期から塗料たれが発生するので、こ
の塗装工程および乾燥工程における第１〜第３発生時期
のすべてに対して被塗物を回転作動する必要がある。一
方、塗膜の膜厚がそれほど大きくなく、または塗料の粘
性が大きく所定膜厚の塗膜を形成しても前記第１発生時
期では塗料たれが発生しない場合には、セッティング工
程および焼付工程における第２および第３発生時期の乾
燥工程において被塗物を回転作動すればよいものであ
る。

【００１３】この回転作動としては、連続的に回転作動
するもの、もしくは正転と逆転とを所定角度ずつ交互に
繰返して反転作動するもの、さらに、連続回転または反
転作動において一定角度ずつ停止しながら回転するよう
にしたものなど、種々の回転形態で行われる。また、そ
の回転速度は、塗料たれが発生するまでに塗装面が水平
状態もしくは反転状態となっていること、および回転に
伴う遠心力で塗料たれが発生しないような速度、すなわ
ち、塗装した塗料の塗料たれが重力により生じる前に被
塗物面が略垂直状態から略水平状態に移行する速度より
速く、かつ回転による遠心力により塗料たれが生じる速
度より遅い速度に設定される。

【００１４】

【作用】上記のような塗装方法においては、塗料たれが
発生する少なくともセッティング工程の時期に被塗物を
水平方向軸の回りに前述の所定の速度で回転作動させ
て、塗料たれ限界膜厚以上の膜厚を有する塗膜を形成し
ても、塗装時および乾燥時において塗膜に塗料たれ現象
が発生するのを防止して、大きな膜厚による高い表面平
滑性を有する塗膜を形成するようにしている。

【００１５】

【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明方法を実施するのに使用する被塗物搬
送装置の正面図、図２は底部搬送機構の平面図である。

【００１６】自動車のボディによる被塗物１は、前後端
部が水平軸２，３に締結されて台車４に回転可能に搭載
されている。この台車４は底部の車輪５によって塗装ラ
インの床面６上を走行可能に設けられ、床面６下方のピ
ット７内に設置されたコンベアチェーン８から上方に立
設されたロッド９に台車４が係合して塗装ラインに沿っ
て搬送される。

【００１７】さらに、前記水平軸２にはギヤボックス10
内の傘歯車11が固着され、この傘歯車11と噛合う傘歯車
12が垂直軸13の上端に固着され、該垂直軸13は台車４の
基部4aに支承されるとともに、この台車４を貫通してピ
ット７内に臨む下端部にスプロケット14が固着されてい
る。そして、前記ピット７内には、被塗物１の回転作動
を行う領域に上記スプロケット14と係合可能に駆動チェ
ーン15が配設されている。

【００１８】塗装工程は、被塗物１の垂直面1a（両側
面）、水平面1b（ルーフ部）等の塗装を行い、第１ゾー
ンと第２ゾーンの各吹付けゾーンには、被塗物１に対し
て上方および両側にミニベルすなわち回転霧化静電塗装
機（図示せず）が配設されて塗料を被塗物１に吹付ける
ものであり、第２ゾーンにおいて塗料たれ限界膜厚を越
える膜厚に塗料を吹付ける。

【００１９】一方、乾燥工程は塗装後の被塗物１を10〜
15分程度保持するセッティング工程と、乾燥炉（図示せ
ず）において被塗物１を加熱して塗膜の焼付処理を行う
焼付工程とを備えている。

【００２０】そして、この実施例においては、塗装工程
の第２ゾーンから乾燥工程の途中に至るまでの範囲に、
前記被塗物１を回転駆動するための駆動チェーン15が配
設され、この駆動チエーン15は台車４の搬送のためのコ
ンベアチェーン８の駆動とは別途に駆動系統を有し、搬
送停止時においても被塗物１の回転作動機能が得られる
ようにしている。この駆動チェーン15の駆動は、連続的
に一方向に駆動して被塗物１を連続回転するもの、もし
くは、所定間隔毎に駆動回転方向を切換えて被塗物１を
反転駆動するものが任意に設定可能である。また、駆動
回転速度についても、各種条件に対応して任意に設定可
能である。

【００２１】次に、実際に被塗物１（サンプル）に塗装
を施した場合における水平軸２，３回りの回転操作によ
る塗装面の写像鮮映性に及ぼす効果を確認した実験デー
タを、図３に示す。

【００２２】このデータにおける塗装条件は、 ａ．塗料 メラミンアルキッド（ブラック） 粘度…フォードカップ＃４で22秒／20℃ ｂ．塗装機 ミニベル（16,000rpm ） シェーピングエア… 2.0kg／cm² ｃ．吐出量 第１ゾーン…100cc ／min 第２ゾーン… 150〜 200cc／min ｄ．セッティング時間 10 分 ｅ．焼付条件 140℃×25分 ｆ．下地平滑度（ＰＧＤ値） 0.6（中塗、ＰＥテ
ープ上） ｇ．回転または反転作動域 セッティング（10
分）〜焼付け（10分） ｈ．被塗物 １辺30cmの角筒体の側面に塗装、中心
で回転可能に支持 図３から分るように、塗布面が垂直状態のままではＡに
示すように、上塗塗布膜厚が45μｍ程度で塗料たれが発
生し、平滑性も可の程度である。

【００２３】これに対して、90°・ 135°・ 180°の角
度で反転（反転速度は6rpmに相当）した場合にはＢ，
Ｃ，Ｄに示すように、反転角度が大きくなる程に塗料た
れの発生する膜厚が大きくなり平滑性も良から優の状態
に向上している。なお、反転角度が大きくなると塗料の
流れが反転によって逆方向に流れる時間が大きくなり、
より一層塗料たれの防止効果が増大して膜厚が大きくで
きるものである。

【００２４】一方、連続回転した場合にはＥに示すよう
に最も塗料たれ防止効果が大きく、膜厚の増大により平
滑性も優となっている。この連続回転における回転速度
は、6，30，60rpm でそれぞれ行ったが、速度による差
はなく、6rpmにおいても良好な結果が得られている。し
かし、塗料の種類、膜厚等によっては比較的高い回転速
度に設定する必要がある。

【００２５】なお、写像鮮映性におけるＩＧ（イメージ
グロス）は、鏡面（黒ガラス）を 100とし、それに対す
る鮮映度の比率を示すものであり、ＰＧＤは反射映像の
識別度を 1.0から低下するにしたがって塗膜の表面状態
が低下する値である。

【００２６】また、前記被塗物１の連続回転もしくは反
転作動における回転速度は、遅いと塗料たれ防止効果が
なく、一方、速いと遠心力によって塗膜が回転外側に流
動して塗料たれと同様の現象を生じるものであり、塗膜
の塗料たれ速度に応じて設定するものである。この回転
速度の設定においては、例えば、図４に示すように各ゾ
ーンでの塗料たれ速度を求めて、その最大速度において
も塗料たれが発生しないように回転速度を設定すればよ
いものである。

【００２７】すなわち、図４においては上塗塗料（粘度
フォードカッブで約20秒）を用いて膜厚を３段階に増加
させて、塗装後のセッティング時間（10分）の経過にお
けるたれ速度の測定結果、および上記セッティングの後
の加熱による焼付時間の経過におけるたれ速度を測定し
た結果を示すものである。

【００２８】上記図４の結果、塗料たれ限界膜厚は40〜
45μｍであり、これより薄い膜厚においては、大きなタ
レ速度は生じないものである。そして、塗料たれは上記
限界膜厚を越えると数秒後に発生し、塗布後３〜４分後
に最大たれ速度に達する。また、被塗物１を乾燥炉にい
れて加熱を開始した直後20〜30秒後（被塗物温度60℃）
にたれ速度が前記セッティング時より大きく最大とな
り、２〜５分後には止まることになる。

【００２９】上記のような塗料たれの発生に対して、目
視で容易に判明する塗料たれ現象は１〜２mmであり、こ
れだけ塗料たれが生じると表面欠陥による不良品となる
ことから、上記塗料たれ現象を抑制するためには、塗膜
の流動が始まって１〜２mm流れるまでに塗布面を垂直状
態から水平状態もしくは反転状態に回転させればよいも
のである。一方、被塗物１を速く回転すると、塗膜に遠
心力が働いて人工的な塗料たれが起こり、これは半径30
cmで 0.25 秒で反転した時に生起したことから、これ以
下の回転速度とするものであるが、反転もしくは回転速
度は一定でなくてもよいから、先端速度が 380cm／秒以
下となるようにすれば遠心力による塗料たれの発生は防
止できる。また、被塗物１の回転半径が大きくなると許
容回転速度は小さくなる。

【００３０】上記のようなことから、前記図４の場合に
おいては、被塗物が 180°反転または水平状態まで90°
回転するのに要する時間を、 0.25 秒〜10分に設定すれ
ばよいものである。すなわち、 0.25 秒以下では回転が
速すぎて遠心力による塗料たれが発生し、また、塗料た
れ限界膜厚（40〜45μｍ）でのタレ速度に対応する10分
程度の時間に、各ゾーンでそれぞれ設定すればよいもの
である。

【００３１】なお、被塗物１の回転機構としては、上記
実施例のような傘歯車を利用したギヤボックス構造のも
ののほか、従来公知の駆動機構が被塗物の大きさ、重量
等に応じて適宜採用可能である。

【００３２】

【発明の効果】上記のような本発明によれば、被塗物の
表面へのスプレー塗装に伴って塗料たれが発生する時期
の少なくとも乾燥工程のセッティング工程において被塗
物を水平方向軸の回りに回転作動させ、しかも、その回
転速度を塗料たれが重力により生じる前に被塗物面が略
垂直状態から略水平状態に移行する速度より速く、かつ
遠心力により塗料たれが生じる速度より遅い速度に設定
したことにより、塗料たれ限界膜厚以上の膜厚を有する
塗装を行っても、塗布時および乾燥時における塗料たれ
現象の発生を防止することができ、大きな膜厚の塗装が
可能となり高い表面平滑性を有する塗装を行うことがで
きる。

【００３３】そして、被塗物の塗料たれ限界膜厚を大幅
に上昇することから、水平塗装面と同等の膜厚とするこ
とが可能であり、垂直塗装面を水平塗装面と同様に鏡面
により近い高平滑仕上げ面に塗装できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗装方法に使用する被塗物搬送装置を
示す正面図

【図２】床部のピット内部構造を示す要部断面平面図

【図３】被塗物の回転に伴う塗装面の塗布膜厚と写像鮮
映性との関係を示すグラフ

【図４】塗布膜厚を変化させた場合の塗装処理時間に対
する塗料たれ速度の関係を示すグラフ

【符号の説明】

１ 被塗物 1a 垂直面 2,3 水平軸 ４ 台車 14 スプロケット 15 駆動チェーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中浜 忠光 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 山根 貴和 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗物の表面に溶剤を含有した塗料を塗
   装する方法であって、被塗物は略水平方向軸の回りに回
   転可能に支持され、被塗物表面に通常の上下方向に延び
   る面では塗料たれが生じる以上の膜厚に塗料を塗布する
   塗装工程と、その後のセッティング工程および焼付工程
   を備えた被塗物表面の塗料を硬化させる乾燥工程とから
   なり、少なくとも上記セッティング工程において被塗物
   表面に塗布した塗料の塗料たれが重力により生じる前に
   被塗物を略水平軸回りに回転作動させ始め、かつこの場
   合の回転は少なくとも塗布した塗料の塗料たれが重力に
   より生じる以前に被塗物表面が略垂直状態から略水平状
   態に移行するような速度で、かつ回転による遠心力によ
   り塗料たれが生じる速度より遅い速度で回転作動させる
   ことを特徴とする塗装方法。