JPH09206666A - 光輝性顔料を有する塗料の自動車車体塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗膜に塗装ムラを生じることなく、常に光輝
性顔料が均質な配向ならびに分散を呈する正常な塗膜状
態を得ることができる光輝性顔料を有する塗料の自動車
車体塗装方法を提供する。 【解決手段】 本発明の光輝性顔料を有する塗料の自動
車車体塗装方法は、 （１）光輝性顔料を有するベースコート塗料、および （２）クリヤートップコート塗料、を順次ウェットオン
ウェットで自動車車体にエアー霧化静電塗装をするにあ
たり、ベースコートの塗装エアーを Ａ）霧化エアー：パターンエアーの流量比率が、３３：
６７〜５５：４５、 Ｂ）霧化エアーとパターンエアーの総エアー量（リット
ル／分）が１．５×塗料の吐出量（ｍｌ／分）から導き
出される量以上、に調整し、コンベアスピード２〜９ｍ
／分、レシプロストローク１８〜２５サイクル／分、ガ
ン距離２０〜４０ｃｍ、印加電圧−２０〜−９０ｋＶで
塗装することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミ、マイカな
どの光輝性顔料を有するメタリック塗料あるいは、マイ
カ塗料を自動車車体に静電塗装する際に、塗装ムラのな
い塗膜を得るために有効なベースコート塗料の塗装方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、光輝性顔料を有する塗料を自動
車車体に静電塗装する際に、エアー圧力による塗装管理
を実施しており、塗装機種、エアーホース長及び径の違
い等により、適正なエアーの定量値が設定できず、塗装
ムラの根本的な対策がしにくかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、光輝性顔料
を含有するメタリック塗料やマイカ塗料をエアー静電霧
化塗装法で自動車車体塗装する場合の塗装ムラの防止に
ついて、従来技術では着目されていなかったエアー流量
の面から鋭意検討を重ねたところ、霧化エアー流量とパ
ターンエアー流量に一定の条件を与えると同時に、高印
加電圧で、コンベアスピードが速く、塗装機のレシプロ
スピードが遅いいわゆる塗り重ね回数が少なく、ガン距
離が短い等の制約された塗装条件下で静電塗装する場合
でも、塗膜に塗装ムラを生じることなく、常に光輝性顔
料が均質な配向ならびに分散を呈する正常な塗膜状態を
得ることができる光輝性顔料を有する塗料の自動車車体
塗装方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による光輝性顔料を有する塗料の自動車車体
塗装方法は、 （１）光輝性顔料を有するベースコート塗料、および （２）クリヤートップコート塗料を順次ウェットオンウ
ェットで自動車車体にエアー霧化静電塗装をするにあた
り、ベースコートの塗装エアーを Ａ）霧化エアー：パターンエアーの流量比率が、３３：
６７〜５５：４５、 Ｂ）霧化エアーとパターンエアーの総エアー量が、下式 総エアー量（リットル／分）＝１．５×塗料の吐出量
（ｍｌ／分） から導き出される量以上、に調整し、コンベアスピード
２〜９ｍ／分、レシプロストローク１８〜２５サイクル
／分、ガン距離２０〜４０ｃｍ、印加電圧−２０〜−９
０ｋＶで塗装することを構成上の特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明において、霧化エアー流量
とは、スプレーガン方式のエアー霧化装置においてノズ
ル先端部の中心穴から吐出させて塗料を霧化させる主要
な圧縮空気の流量を指し、またパターンエアー流量と
は、前記エアー霧化装置において空気キャップの側面空
気穴または／および補助空気穴を介して噴出し、スプレ
ーパターンを丸型や楕円形状に変化させる圧縮空気の流
量を指し、総エアー量とは、霧化エアー流量とパターン
エアー流量の合計流量を指す。

【０００６】霧化エアー流量とパターンエアー流量の割
合を、霧化エアー：パターンエアーの流量比率として３
３：６７〜５５：４５の範囲に限定する理由は、霧化エ
アー流量比率が３３％を下回ると、スプレーガンの空気
キャップ部に塗料の微細粒子が付着し、これが噴出エア
ーに圧送されて塗料粒として塗膜に混在する現象を招
き、またパターンエアー流量比率が４５％未満となる
と、パターン幅が減少して塗り重ね回数が少なくなる関
係で、パターンムラが発生しやすくなるからである。よ
り好適な霧化エアー：パターンエアーの流量比率は、４
０：６０〜５０：５０の範囲である。

【０００７】総エアー量を、下式 総エアー量（リットル／分）＝１．５×塗料の吐出量
（ｍｌ／分） から導き出される量以上に設定するのは、この総エアー
量が上記式を下回ると、塗膜にワキ、タレ、オレンジピ
ール等の外観不良や色相の再現性が減退する現象が生
じ、常に正常な塗膜を形成することが困難となるためで
ある。なお、該総エアー量の上限には特に限定はない
が、大容量の圧縮空気を確保するための設備を整える必
要があるため、経済的な制約を受ける。このような経済
的効果を含めた好ましい総エアー量（リットル／分）
は、（１．５〜４．０）×塗料の吐出量（ｍｌ／分）で
あり、より好ましくは、（１．５〜３．５）×塗料の吐
出量（ｍｌ／分）の範囲である。

【０００８】本発明に用いられるエアー霧化装置として
は、通常の内部混合式や外部混合式等、あらゆるタイプ
の霧化塗装装置を適用することができる。霧化エアー及
びパターンエアーの流量調整は圧縮空気の圧力制御や各
配管ルートに設けた流量計によって行うことができる。
総エアー量が変化した場合には、各流量に応じた正比例
関係の補正をすることにより容易に制御することが可能
となる。

【０００９】次に、自動車車体にエアー霧化静電塗装を
するにあたり、車体を乗せて搬送するコンベアには、自
動機のため定位置精度を保証する治具としても役割が求
められており、さらに後述するスプレーガンのレシプロ
スピードとの相間関係により本発明の目的である塗膜に
塗装ムラを生じることなく、常に光輝性顔料が均質な配
向ならびに分散を呈する正常な塗膜状態を得るには、コ
ンベアスピードを速くし、塗装機のレシプロスピードを
遅くすることで塗り重ね回数を少なくしなければならな
いとした制約された塗装条件我強く要求されることか
ら、こうした要件を満足するには、コンベアコンベアス
ピードは、通常２〜９ｍ／分、好ましくは４〜６ｍ／分
の範囲にあることが必要である。

【００１０】また、本発明の塗装機のスプレーガンの運
行方式には、レシプロ方式が用いられる。レシプロ方式
による静電塗装における生産性向上および塗装機の追随
性などの観点から、コンベアスピードを速くし、塗装機
のレシプロスピードを遅くすることで塗り重ね回数を少
なくなるとした制約された塗装条件下で、所期の目的で
ある塗膜に塗装ムラを生じることなく、常に光輝性顔料
が均質な配向ならびに分散を呈する正常な塗膜状態を得
るためには、レシプロストロークは、通常１８〜２５サ
イクル／分、好ましくは２０〜２５サイクル／分の範囲
である。

【００１１】さらに、ガン距離（自動車車体（被塗物表
面）とスプレーガンの塗料ノズル先端部との間の距離を
いう）においても塗着効率の向上および仕上り外観の確
保などの観点からガン距離を短くするとした制約された
塗装条件下で静電塗装により所期の目的を達成するため
には、ガン距離は、通常２０〜４０ｃｍ、好ましくは２
５〜３０ｃｍの範囲である。

【００１２】さらにまた、塗着効率をあげるため、塗料
を負にに帯電させ、車体（＋０Ｖ）との間の静電引力を
使う静電塗装を行う際の印加電圧を高印加電圧とする制
約された塗装条件下で所期の目的を達成するためには、
印加電圧は、通常−２０〜−９０ｋＶ、好ましくは−４
０〜−８０ｋＶの範囲である。

【００１３】次に、本発明の塗装対象となる塗料は、メ
タリック塗料あるいはマイカ塗料等の光輝性顔料を有す
る塗料である。特に、本発明において最も効果を発揮す
るのは、淡彩系のメタリック塗料で、明度（Ｌ値）が６
０以上の塗膜を形成する塗料である。

【００１４】光輝性顔料としては、例えば、アルミニウ
ム箔や雲母粒子および／またはこれらに酸化チタンや酸
化鉄のような金属酸化物で被覆したものなどが挙げられ
る。これらのうち、本発明の効果が最も顕著に現出する
光輝性顔料は、アルミニウム箔である。

【００１５】上記光輝性顔料のほか、必要に応じてその
他の顔料成分を併用することができる。

【００１６】これら光輝性顔料やその他の顔料を含有さ
せる塗膜形成用のビヒクルには、各種の熱硬化性樹脂ま
たは熱可塑性樹脂が用いられ、通常、樹脂成分１００重
量部（固形分）当たり０．１〜３０重量部の割合で顔料
成分が配合されるが、最終的に形成される塗膜中に光輝
性顔料が１〜２５重量％、より好ましくは５〜２５重量
部の割合で含有するように配合調整することが好まし
い。なお、ビヒクルは、有機溶剤型および水型（水溶
性、水分散性）として使用できる。

【００１７】溶剤としては、自動車車体塗装に用いられ
る通常の有機溶剤や水が用いられる。

【００１８】塗料組成物は、上記各成分を主体に構成さ
れるが、従来の塗料組成物に常用されている各種の添加
剤を任意に配合することができる。

【００１９】塗膜の形成は、化成処理等の下地処理を施
した自動車車体に次の工程に従って下塗りおよび中塗り
を施した後、上塗り塗料をエアー霧化静電塗装する。

【００２０】まず、下塗り塗料として電着塗料を電着塗
装し、焼き付ける。電着塗料としては、カチオン型電着
塗料またはアニオン型電着塗料のどちらをも用いること
ができるが、耐久性の点でカチオン型電着塗料が好まし
い。一般的な方法により電着塗装、焼き付けをして得ら
れるカチオン型電着塗料の塗膜の乾燥膜厚は１５〜４０
μｍとする。

【００２１】次いで、電着塗料塗膜の上に、中塗り塗料
としてアルキド樹脂系塗料、ポリエステル樹脂塗料また
はアクリル樹脂系塗料を一般的方法、例えば、静電吹き
付け塗装によって塗装し、常法に従って焼き付けて乾燥
膜厚２０〜６０μｍの中塗り塗膜を形成する。

【００２２】そして、中塗り塗膜上に、光輝性顔料を有
する塗料を上塗りベースコートとして本発明の条件によ
るエアー霧化静電塗装を施し、このベースコート上に上
塗りのクリヤー塗料をトップコートとして塗装する。上
塗りのベースコートとトップコートは２コート１ベーク
方式で塗装する。ベースコートの乾燥膜厚は１０〜４０
μｍ、トップコートの乾燥膜厚は２０〜６０μｍの上塗
り塗膜を形成する。さらに必要に応じて、中塗りと上塗
りベースコートとの間に色相調製のためにもう一層上塗
り塗料を施すこともできる。

【００２３】上記構成を有する本発明の光輝性顔料を有
する塗料の自動車車体塗装方法における作用を以下に説
明する。

【００２４】まず、光輝性顔料を有する塗料を自動車車
体にエアー霧化塗装する場合に発生しやすい泳ぎムラ、
乾きムラまたはパターンムラ等の塗装ムラに対し、従来
から対応されてきた塗料面の改良手段は、性状調整が煩
雑な割りには実効が上がらず、特に試験塗装を実塗装ラ
インに移した場合の再現性が得られ難い問題があった。
これに対し、本発明の光輝性顔料を有する塗料の自動車
車体塗装方法によれば、塗装時にエアー霧化塗装装置に
圧送する霧化エアー流量とパターンエアー流量との比率
を３３：６７〜５５：４５の範囲に、かつ総エアー量
（リットル／分）を１．５×塗料の吐出量（ｍｌ／分）
以上に調整するという簡易な流量管理及びコンベアスピ
ードを２〜９ｍ／分、塗装機のレシプロストロークを１
８〜２５サイクル／分、ガン距離を２０〜４０ｃｍ、印
加電圧を−２０〜−９０ｋＶという塗装条件に設定する
ことにより、塗装ムラの発生を効果的に防止することが
可能となる。

【００２５】本発明によって塗装ムラの発生が防止され
るのは、上記のエアー流量及び塗装条件の制御に基づく
塗料霧化の均一化と有効パターンの広がりにより形成塗
膜中の光輝性顔料が均等に分散かつ配向する作用による
が、塗装ムラが発生した場合でも予め検量された設定流
量に補正することによりほぼ完全に修復することができ
る。すなわち、実塗装ラインの条件を実験室で容易に再
現することが可能となった。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例と比較例を対比しなが
ら具体的に説明する。しかし、本発明はこれら実施例に
限られるものではない。

【００２７】（１）前処理 縦９０ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの鋼板を被
塗物とし、リン酸亜鉛系金属表面処理剤［日本ペイント
株式会社製、「サーフダインＳＤ２５００」］を用いて
化成処理を施した。

【００２８】（２）下塗り カチオン電着塗料［日本ペイント株式会社製、「パワー
トップＵ−６００Ｍ」］を用いて電着塗装を行い、乾燥
膜厚約２０μｍの下塗り塗膜を形成した。

【００２９】（３）中塗り ポリエステル樹脂系焼付塗料［日本ペイント株式会社
製、「オルガＰ−６１グレー」］を用い、以下の条件で
スプレー塗装を施した後、１４０℃で２０分間の焼付硬
化を行って、乾燥膜厚約４０μｍの中塗り塗膜を形成し
た。

【００３０】 塗装機 ：ＲＥＡ（ランズバーグ社製）、ノズルキャップ＃６ 塗装粘度 ：２５秒／＃４フォードカップ／２０℃ 塗料吐出量 ：４００ｍｌ／分 （４）上塗り 光輝性顔料としてアルミニウム箔を含有するアクリル・
メラミン樹脂系焼付塗料［日本ペイント株式会社製、
「スーパーラックＭ−１８０シルバー」］を用い、下記
の条件でエアー霧化方式による静電塗装を行った。この
際、圧送する圧縮空気を制御し、霧化エアー：パターン
エアーの流量比及び総エアー量を変動させた条件を設定
して、明度（Ｌ値）が７１、塗膜中のアルミニウム箔含
有率が８重量％で、乾燥膜厚約１５〜２０μｍの淡彩色
メタリック系上塗りベース塗膜を形成した。

【００３１】 イ）固定条件 塗装機 ：ＴＲＰ４００（サメス社製） 塗装粘度 ：１２．５秒／＃４フォードカップ／２０℃ 塗料吐出量 ：２５０ｍｌ／分 塗装ステージ：１ステージ→１分フラッシュオフ→２ステージ ロ）塗装条件

【００３２】

【表１】

【００３３】（５）クリヤー 上塗りベース塗料の上に、ウェットオンウェット方式で
熱硬化型アクリル・メラミン樹脂系クリヤー塗料［日本
ペイント株式会社製、「スーパーラックＯ−１３０クリ
ヤー」］を塗装した後焼付けて、クリヤーの乾燥膜厚が
約３５〜４０μの試験板を得た。

【００３４】（６）塗膜の評価 上記のようにして塗膜を形成した各試験板について、次
の評価方法と評価基準により塗装ムラ及び塗装ムラ以外
の外観状態を評価した。

【００３５】塗装ムラ：暗室にて人工太陽光を４５゜の
入射角で照射し、その正反射方向から観察したムラの濃
淡を下記の基準で目視判定した。実用上問題ないレベル
は◎及び○である。

【００３６】 ◎；濃淡が認められない ○；極めて僅かに濃淡が認められる △；部分的に濃淡が認められる ×；全面に濃淡が認められる 塗装ムラ以外の外観、塗膜のワキ及びタレの発生状態及
び繰り返し塗装による色相再現性を観察し、下記の基準
により目視判定した。実用上問題ないレベルは○であ
る。

【００３７】 ○；ワキ及びタレの発生なし △；ワキ及びタレの発生が若干あるが、色相再現性は良
好 ×；ワキ及びタレの発生があり、色相再現性も不十分 このようにして得られた塗膜の評価結果を、上塗り塗装
時の霧化エアー：パターンエアーの流量比率及び総エア
ー量と対比させて表２に示した。

【００３８】表中、流量比率とは、霧化エアー：パター
ンエアーの流量比率を示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】表２の結果から明らかなように、霧化エア
ー：パターンエアーの流量比率、総エアー量および塗装
条件が本発明の要件を満たす太線区画の範囲において塗
装ムラがなく、その他の外観も良好な塗膜の形成が可能
となる。しかし、例えば、流量比率が本発明の設定範囲
にある５０／５０や４０／６０であっても、合計流量が
塗料の吐出量の１．５倍以下である場合には外観が劣っ
たり、塗装条件Ｃのように塗装ムラに厳しい塗装条件で
は塗装ムラが発生することがわかる。

【００４１】本発明の好ましい実施態様を挙げると、以
下のようになる。

【００４２】（１）霧化エアー：パターンエアーの流量
比率が４０：６０〜５０：５０の範囲にあること。

【００４３】（２）霧化エアー：パターンエアーの流量
の総計（リットル／分）が、塗料の吐出量（ｍｌ／分）
の１．５〜４．０倍、より好ましくは１．５〜３．５倍
であること。

【００４４】（３）塗装方法が、エアー霧化方式による
印加電圧が−４０〜−８０ｋＶの静電塗装であること。

【００４５】（４）コンベアスピードが４〜６ｍ／分、
レシプロストロークが２０〜２５往復／分、ガン距離が
２５〜３０ｃｍであること。

【００４６】（５）光輝性顔料含有塗膜が、明度（Ｌ
値）が６０以上の淡彩色系メタリック塗膜であること。

【００４７】（６）光輝性顔料含有塗膜に含まれる光輝
性顔料がアルミニウム箔や雲母粒子および／またはこれ
らに酸化チタンや酸化鉄のような金属酸化物で被覆した
ものであること。

【００４８】（７）塗膜中に光輝性顔料を１〜２５重量
部、より好ましくは５〜２５重量部の範囲で含有するこ
と。

【００４９】（８）被塗物が自動車車体であって、化成
処理した車体に電着塗膜を形成した後、必要に応じて中
塗り塗膜を形成し、さらに必要に応じて色相調整のため
の上塗り塗膜を形成し、本発明により光輝性顔料含有上
塗り塗膜を形成した後、クリヤー塗装を施す方法で形成
すること。

【００５０】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば光輝性顔
料含有塗料をエアー霧化方式を用いてスプレー塗装する
際に発生しやすい塗装ムラを、単純な操作で制御できる
霧化エアーとパターンエアーの流量管理及び塗装条件管
理によって効果的に消去することができる。したがっ
て、高級塗装が要求される自動車車体の上塗り塗装にお
いて高品質の均質塗膜を形成するための工業的手段とし
て極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 俊弘 東京都品川区南品川４丁目１番15号 日本 ペイント株式会社東京事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （１）光輝性顔料を有するベースコート
   塗料、および （２）クリヤートップコート塗料、を順次ウェットオン
   ウェットで自動車車体にエアー霧化静電塗装をするにあ
   たり、ベースコートの塗装エアーを Ａ）霧化エアー：パターンエアーの流量比率が、３３：
   ６７〜５５：４５、 Ｂ）霧化エアーとパターンエアーの総エアー量が、下式 総エアー量（リットル／分）＝１．５×塗料の吐出量
   （ｍｌ／分） から導き出される量以上、に調整し、コンベアスピード
   ２〜９ｍ／分、レシプロストローク１８〜２５サイクル
   ／分、ガン距離２０〜４０ｃｍ、印加電圧−２０〜−９
   ０ｋＶで塗装することを特徴とする光輝性顔料を有する
   塗料の自動車車体塗装方法。