JPS61243199A - 自動車車体の製造方法 - 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） 本発明は自動車車体の製造方法に関する。

（従来技術及び問題点） 近年、自動車車体の耐食性の向上が強く求めら　　”れ
、車体素材に防錆鋼板、例えば塗装鋼板、めっき鋼板等
が使用されるようになった。

第２図は従来の自動車製造工程を模式的に示すブロック
図であって、同図に見られるように、鋼板をブランキン
グしたのち、プレス成型し、これをスポット溶接して自
動車車体に組立ててから、脱脂、水洗後化成処理を施し
さらに水洗後電着塗装、中塗、上塗カど一連の塗装を通
常の手段によプ行うものである。所でこのような製造工
程において使用する鋼板として前述の如き塗装鋼板やめ
つき鋼板を適用すれば、車体の耐食性は向上されるが、
一方にお−ては次の問題点も有している。

０）ブレス成型時に防錆被覆層が剥離し、車体に圧痕を
つけ、且つ剥離部分の防錆性が低下する。

←）防錆鋼板をス／、）溶接する場合溶接電極チップの
寿命が冷延鋼板の場合に較べて短かい。

またスポット溶接部の防錆被覆層が劣化し、その部分の
耐食性が劣化する。

このため車体の防錆性は必らずしも十分ではない。また
自動車車体に施される従来の電着塗装はたとえば（Ｊ、
　、０１１　Ｃｏ１５Ｃｈ＠ｍ、Ａｓ５ｏｅ、、　６３
　ｅ　４８２（１９８０）によシ公知の如く、水溶化も
しくは水分散化させ電荷を付与した塗膜形成物質（樹脂
ビヒクル、ＪＩ料など）を含む水性塗料の浴中に導電性
被塗物を浸せきし、これを一方の電極とし、電着槽もし
くは電着槽内部に設けた他方の電極との間に電流を通じ
て被塗物Ｉ！！ｃ１１ｆｆに塗膜を析出させた後、これ
を焼付けて硬化塗膜を得る塗装方法である。この場合塗
膜形成物質が負に荷電したアニオン聾電着塗料を用い、
被塗物を陽極にして行表う塗装がアニオン電着塗装、逆
に、正に荷電させたカチオン電着塗料を用い、被塗物を
陰極にして行なう塗装がカチオン電着塗装と呼ばれてい
る。

電着塗装はスグレー吹き塗装などに比べ、塗着効率と作
業能率が良く、比較的均一な厚さの１１ＩＪ［が得やす
く、複雑な形状の被塗物内部の塗装も容易であることか
ら、自動車の下地塗装に広範囲に普及している。しかし
壜から、従来の電着塗装は作業性の面で多くの利点を有
しているものの、塗膜の防食性、とくＫふくれ錆や糸状
錆が発生し易いことで問題があった。このような塗膜性
能上の欠点を克服するため、リン酸塩処理やクロメート
処理などの下地処理の改善、電着塗料に用いる樹脂や防
錆顔料の改善が従来よシたとえば特公昭５３−８５６８
号公報などに見られる如く行なわれてきて−るが、未だ
有効な解決策が見出されていない・ また、たとえば特公昭４７−６８８２号公報などに見ら
れるように素材にブレコート鋼板を用いて製品の防食性
の向上をはかることも行なわれているが、この場合も、
成形加工や溶接加工でブレコート皮膜が損傷を受は易く
、損傷を受けた部分は防食性が著しく低下してしまうた
め必ずしも有効表方策とはなりて−な−。

（問題を解決するための手段及び作用）本発明は上述の
ような問題を解決するべくなされたものであって、その
要旨とする所は、鋼板もＬ（は表面処理鋼板をプレス、
溶接等によって自動車車体を組み立てた後、脱脂、化成
処理電着塗装を行う自動車の製造工程において、水希釈
性電着塗料にＺｎ系金属粉体の１種又は２種以上を配合
前の塗膜形成分の１０〜４００重量％の範囲で配合させ
、該粉体を含む塗膜形成物質の割合が５〜５０重量％で
あるＺｎ系金属粉体含有電着塗料の浴液中にｉ動車車体
を浸せきし、電着塗料の浴中に設けた電極と該車体との
間に直流電圧を印加して電着塗装を行い水洗、乾燥後電
着塗装浴外で車体近傍に設けた電極と車体との間に高周
波電場を印加し、高周波放電せしめることを特徴とする
自動車の車体製造方法にある。

以下に本発明の詳細な説明する。

先ず、第１図は本発明の製造方法例を模式的に示すブロ
ック図であって、鋼板の１ランキングから脱脂・水洗迄
、及び化成処理以後の各工程は前述の第２図における従
来の製造工程と同様であるが、本発明法の第１の要件は
電着塗料として水希釈性電着塗料にＺｎ系金属粉体のｌ
゛種又は２種以上を配合前の塗膜形成分の１０〜４００
重量−〇範囲で配合させ、該粉体を含む塗膜形成物質の
割合が５〜５０重ｔＳであるＺｎ系金属粉体含有電着塗
料を用ｉることにあシ、また第２の要件は電着塗装後に
高周波放電処理工程を設けた点である。尚、第１図およ
び第２図はめずれも電着塗装後に焼付中塗工程、上塗工
程が示されているが、これらは本発明の必要条件ではな
い。

次に本発明に云う鋼板もしくは表面処理鋼板とは表裏共
防錆処理のない通常の自動車用冷延鋼板、片面塗装鋼板
、片面めっき鋼板等を指すものであシ、使用目的に応じ
て適宜選択することが出来る。

この場合、塗装の種類、めっきの種類には特にこだわる
もので力（、例えばジンクリッチペイント塗装、亜鉛め
っき、亜鉛−二ッケル、亜鉛−鉄合金めっき等の亜鉛合
金めっきなどいずれを用いても良い。

次に本発明において水希釈性電着塗料とは従来公知の水
希釈性電着塗料を指し、これらを塗膜形成の基体電着塗
料として用いるものであって、前記アニオン型又はカチ
オン厘のいずれを用いることも可能である。

この場合アニオン型電着塗料としては例えｔｆｙｊｌ’
リエステル、／リプタツエン、工Ｉキシエステル。

ボリアクリヤ酸エステル表とを骨格としたプリカルボン
酸樹脂を有機アミンあるいは苛性カリなどの塩基で中和
し水溶化もしくは水分散化させたものを、カチオン型電
着塗料としては例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウ
レタン樹脂などを骨格としたポリアミノ樹脂を有機酸で
中和し水溶化もしくは水分散化させたものをあげること
ができるが、本発明におｉては上記に例示した樹脂構成
のみの電着塗料に限定されるものではな―。

次に本発明におけるＺｎ系金属粉体とは、いずれも不可
避不純物を含むＺｎもしくはＺｎ合金の１種以上よシな
る微細な粉体を言い、Ｚｎ合金としては例えば、Ｆｅ　
ｓ　Ａｔｇ　Ｎｌ　ｅ　Ｃｕ　ｔ　ａｎ　＃　Ｃｒ　＃
　Ｃｏ　＊　Ｐ　ｅ　Ｐｂ　ｅＭｇ　、　Ｔ１　、　Ｍ
ｏの１種又は２種以上をＺｎに配合したものをあげるこ
とができる。また粉体の形状は薄片状、粒状のめずれの
形状であってもよく、又それらを混合したものであって
も本発明の趣旨に反しない。

次にＺｎ系金属粉体を電着塗料に配合させる点にツイテ
であるが、Ｚｎ系金属粉体を含有する塗料としては一般
にノンフリッチペイントと呼称され防食塗装に用いられ
ているものが従来からあシ、プレコート鋼板にもこの系
の塗装が施されたものがある。Ｚｎは比重が大きいため
、従来この種の塗料は粉体の沈降を防止するため樹脂ビ
ヒクルの粘性を高め、しかも塗装値前に配合、混練して
塗装に用いるタイプの塗料が多い。従りてこれまで比重
　　゛の比較的小さい紅を含有させたものが特公昭５１
−１７５９０号公報によシ提案されているが、電着塗料
の如き粘性の低い水性塗料中にＺｎ系金属粉体を沈降さ
せることな（浴液中に保持させることは困難と考えられ
ておシ、また、配合したＺｎ系金属粉体が電着塗料で溶
解されることも懸念され、未だ電着塗装には適用されて
いない。しかしながら本発明者らは実験の結果Ｚｎ系金
属粉体を電着塗料に含有させるに際してのこの懸念は何
ら実際上の障害とはならないことを見出した。

すなわち、沈降に関しては、従来使われている殆んどの
電層塗料は使用に際して固形分の沈降を防止するため常
時攪拌が行われているので、Ｚｎ系金属粉体を極めて微
細表彰状に調整すれば、との浴液攪拌力で該粉体を塗料
中に均一分散させることが可能である。なおこの場合の
粉体の大きさは薄片状のものにあっては厚さ３μｍ以下
粒状のものでは最大径を５μｍ以下とすればよいという
知見も併せて得た。

電着塗料中へのＺｎの溶解量を調べたが、アニオン型電
着塗料、カチオン型電着塗料とも極めてわずかの溶解が
起るのみでこれは形成塗膜の性能と浴液管理に殆んど影
響を及ぼさない。Ｚｎ系金属粉体の配合割合は電着塗料
中の配合前の塗膜形成分の１０〜４００重量％とする。

１０％未満の場合は配合効果が得られず、４００％を超
えると塗膜中の樹脂が不足しバインダーとしての能力が
低下する。また、塗料中の全固形分は５〜５０重量％と
する。この場合、５チ未満では被塗物に塗膜を形成させ
るに不充分であり、５０チを超えると電流を通じた際に
浴液中で部分放電を発生させ易くなるため、正常な塗装
作業を行々兄な込。

Ｚｎ系金属粉体の配合はアニオン型電着塗料、カチオン
型電着塗料の論ずれをベースとする場合も。

塗料調合のいかなる段階において行なってもよい。

例えば■あらかじめ核分体を他の顔料等と混合しておｉ
て樹脂と混線、中和、水溶化、水分散化して塗料原液と
した後、水で希釈する、あるいは■該粉体以外の塗料原
料で塗料原液を製造した後、該粉体を混合しその後、水
希釈を行なう、又は■該粉体配合以外のすべての調合を
行ない水希釈の済んだ浴液中に除粉体を加える、などの
方法があげられる。

これら電着塗装は従来の電着塗装と同様の設備、゛方法
で行なうことができる。す表わち、基体電着塗料がアニ
オン型である場合は被塗物を陽極に、カチオン型である
場合は被塗物を陰極にして電流を通じることによシ被塗
物表面にＺｎ系金属粉体を含有する電着塗膜が得られ、
防錆力のすぐれた硬化塗膜を得ることができる。

次に本発明においては電着塗装の後、水洗を行ない更に
必要に応じ焼付塗装を行・りた後車体近傍に配置された
電極との間に高周波電場を印加して高周波処理を行うも
のである。

本発明においてこのような高周波放電を行う目的は電着
塗膜に電気電導性を賦与させ、塗膜中の亜鉛粒子に犠牲
防食作用をもたせるためである。

亜鉛粒子が犠牲防食作用を有する結果、塗膜に傷がつい
た場合も、その場所から赤錆が生じがたくなる。その結
果、車体に腐食によって穴が生じがたくなる。高周波放
電によりて塗膜が電導性Ｋｉる理由は明確ではなｈが、
塗膜中のＺｎ粒子を囲み、Ｚｎ粒子間の電気伝導を阻害
している有機物が高周波放電によって変質し、Ｚｎ粒子
間の電気抵抗が減少すると考えられる。高周波の周波数
は１〜２００ｋＨｚの範囲が良好である。この条件外で
は効果が充分でなくまた電圧はｌＯ〜ｉ　ｏ　ｏ　ｋｖ
、、が適切である。

高周波放電用電極は棒状、ブラシ状、ロール状、板状い
ずれの形状でもよくまた電着塗膜面と電極とが機械的に
接触すると塗膜面に傷が付くおそれがあるのでこれを防
止するために電極表面に有機被覆を行ってもよい。電極
と車体との間隔は１００■以下が適尚である。間隔が拡
がるほど必要電力は増大するが車体部位によシャ状が複
雑表場合は放電処理を行うためＫは、電極と車体間に１
００■以下の空間を配置することが必要になる。

また、本発明によシ塗装を行なった後、必要に応じて中
塗シおよび上塗シ塗料金塗り重ねることもできる。例え
ば自動車がデー外面の塗装の場合、薄片状Ｚｎ粉体を含
有させ九基体樹脂がニーキシ系樹脂の塗料でカチオン電
着塗装を行カい焼付けて硬化塗膜とした後、上塗シとし
て液体又は粉体の熱硬化性アクリル樹脂塗料もしくは熱
硬化性ポリエステル樹脂塗料を塗装すればよい。自動車
がデー内面の場合は中塗、上塗塗装を行わな−ことがあ
る。

なお第１図の１０ツク図においては電着塗装工程に先立
ち水洗工程を、また脱脂・工程の後に化成処理工程を夫
々有する態様例を示したが、これにこだわるものではな
く、必要に応じて水洗に先立って酸洗工程を設けてもよ
く、要は亜鉛または亜鉛を主成分とする金属粉を含有す
る塗料を用いて電着塗装を行い、水洗、乾燥後、電着塗
装浴外で車体と電極間に高周波放電を行−電着塗膜を改
質することが本発明の最大の骨子とする所である。

（実施例） 以下実施例によｐ本発明の効果をさらに具体的に示す。

第１表に自動車製造工程の従来法（１）　？　（２）と
本発明例（１）　、　（２）　＃　（３）および（４）
を示す。これらの従来法（１）および本発明例（１）　
＃　（２）　＃　（３）ではいずれも、板厚０．７−の
冷延鋼板素材を用いまた従来法（２）および本発明例（
４）では板厚０．７雪の電気亜鉛めっき鋼板を素材とし
て用いブランキング、プレス、溶接、脱脂（アルカリ脱
脂）、水洗、化成処理（リン酸亜鉛系化成処理、５０℃
、１２０秒）、水洗、乾燥後以下に述べるように電着塗
装以降の処理を行った。

従来法（１）では通常のエポキシ系樹脂をビヒクルとす
るカチオン電着塗料中に自動車車体を浸漬し２５０Ｖ２
分間電着塗装した後、水洗、焼付しその後第１表に示す
処理を行った。本発明例（１）ではＺｎ粉体（直径５　
μｍ以下、７５％以上が３〜５１ｔｒｎ）を塗膜形成分
の５０重量−の範囲で、カチオン電着塗料（エポキシ樹
脂系）に配合させ、Ｚｎ粉体を含む塗膜形成物質の割合
が２０！量チであるＺｎ系金属粉体含有電着塗料の浴液
中に自動車車体を浸積し、電着塗装、水洗、乾燥、焼付
後高周波処理を第１表に示す条件で行った。

本発明例（２）ではＺｎ−均合金粉体（Ｍｇ含有率１チ
直径５μｍ以下、７５％以上が３〜５　Ｒｎ）を塗膜形
成分の３５０重量％の範囲でアニオン電着塗料（ポリブ
タジェン樹脂系）に配合させ、Ｚｎ粉体を含む塗膜形成
物質の割合が４０重量％であるＺｎ系金属粉体含有電着
塗料の浴液中に自動車車体を浸積し、電着塗装、水洗、
乾燥、焼付後高周波処理を第１表に示す条件で行った。

本発明例（３）は高周波処理まで本発明例（２）と同じ
であるが、中塗および上塗を行ってぃない。

従来法（２）では鋼板素材として電気亜鉛めっき鋼板（
亜鉛付着量２０１７７ｍ２）を用いた。その他の条件は
従来法（１）と同じである。但し電着塗装後の研磨、中
塗、焼付、研磨、上塗、焼付は行わない。

本発明例（４）では従来法（１）と同じ素材を用い、電
着塗装は本発明例（１）と同じ条件で行った。電着塗装
後の研磨、中塗、焼付、研磨、上塗、焼付は行わない。

このようにして得られた電着塗装後の塗板の耐食法を評
価した。上塗塗装後は評価していない。

その結果を第２表に示す。耐食性は塗装材を７５鱈×１
５０冑に切断した後、端部および裏面をシールして塩水
噴霧試験によシ評価した。塩水噴霧試験はＪＩＳＺ−２
３７１によるものである。すなわち、試験片の対角線上
に２本、素地に達する切込みをナイフで塗膜に入れ、１
週間（１６８時間）試験を行ない、切込み線からの錆と
塗膜ふくれの巾で評価した。表中、◎：錆またはふくれ
巾は目視では認められ表い、Ｏ：錆又はふくれの巾ｌ−
以下、Δ：錆又はふくれの巾５１１１Ｂ以下、×：錆又
はふ（れの巾５■を超えるものをおのおの示す、その結
果本発明例は従来法よりも電着塗装後の耐食性が良好で
あることが判明した。

第　　　２　　　表 （発明の効果） 以上の実施例にも示されるように、本発明によれば冷延
鋼板やめつき鋼板いずれを自動車車体に用いた場合も電
着塗膜庇部の耐食性が著しく向上するため、車体寿命が
著しく延長され、産業上の効果は極めて顕著なものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造法例を模式的に示したブロック図
、第２図は従来例を示すブロック図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼板もしくは表面処理鋼板をプレス、溶接等によって自
   動車車体を組み立てた後、脱脂、化成処理電着塗装を行
   う自動車車体の製造工程において、水希釈性電着塗料に
   Ｚｎ系金属粉体の１種又は２種以上を配合前の塗膜形成
   分の１０〜４００重量％の範囲で配合させ、該粉体を含
   む塗膜形成物質の割合が５〜５０重量％であるＺｎ系金
   属粉体含有電着塗料の浴液中に自動車車体を浸せきし、
   電着塗料の浴中に設けた電極と該車体との間に直流電圧
   を印加して電着塗装を行い水洗、乾燥後電着塗装浴外で
   、車体近傍に設けた電極と車体との間に高周波電場を印
   加し、高周波放電せしめることを特徴とする自動車車体
   の製造方法。