(57)【要約】【課題】塗装ライン上の先行被塗物Ｗ１に対する塗装時の塗料ダストが後続被塗物Ｗ２に付着したときでも、その後の後続被塗物Ｗ２への塗装において、その塗膜表面に凹凸を生ずることを防止する。【解決手段】塗装ライン上を先行する第１被塗物Ｗ１に第１塗料による塗装を行ない、後続する第２被塗物Ｗ２の下層塗膜の上に、上記第１塗料とは硬化開始温度及び硬化反応速度の少なくとも一方が異なる第２塗料による塗装を行なって上層塗膜を形成する積層塗膜形成方法において、上記第２塗料中に、上記第１塗料中の樹脂成分を溶解し得る溶剤を上記下層塗膜が溶解しない限りにおいて添加して、第２被塗物Ｗ２に対する塗装を行なう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装ライン上を先行する第１被塗物に第１塗料による塗装を行ない、該第１被塗物に後続する第２被塗物の下層塗膜の上に、上記第１塗料とは硬化開始温度及び硬化反応速度の少なくとも一方が異なる第２塗料による塗装を行なって上層塗膜を形成するようにした積層塗膜形成方法において、
上記第２塗料中に、上記第１塗料中の樹脂成分を溶解し得る溶剤を上記下層塗膜が溶解しない限りにおいて添加して、上記第２被塗物に対する塗装を行なうことを特徴とする積層塗膜形成方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記第１被塗物及び上記第２被塗物各々に下層塗膜としてカラーベース塗膜を形成し、
上記第１被塗物のカラーベース塗膜の上に上記第１塗料によってクリヤ塗膜を形成し、上記第２被塗物のカラーベース塗膜の上に上記第２塗料によってクリヤ塗膜を形成することを特徴とする積層塗膜形成方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
上記第２塗料中に添加する溶剤は、沸点が１４０℃以上２００℃以下であり、ＳＰ値（溶解性パラメータ）が８．０以上１１．０以下であることを特徴とする積層塗膜形成方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
上記第２塗料中に添加する溶剤は、酢酸ブチルの蒸発速度を１としたときの相対蒸発速度が０．５以下であることを特徴とする積層塗膜形成方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
上記第２塗料中に占める上記溶剤の添加割合は、５質量％以上４０質量％以下であることを特徴とする積層塗膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層塗膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体塗装において、塗装時に飛散する塗料ダストが塗膜表面の平滑性を損なう場合があることが知られている。例えば、特許文献１には、車体の内板部に上塗り塗料を噴霧塗装すると、飛沫ダストが外板部の中塗り塗膜表面に付着し、その中塗り塗膜の上に上塗り塗装したとき、先に付着した塗料ダストに起因して上塗り塗膜が肌荒れ状態になること、その解決のために、外板部の塗料ダストが付着した部分に、沸点１５０℃以上で且つ内板部の上塗り塗料との親和性が良好な有機溶剤を散布した後、外板部に上塗り塗装することが記載されている。有機溶剤の散布により、塗料ダストが溶解し流動して平滑になるため、その上に塗装される上塗り塗膜の肌荒れが解消されるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４４２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、自動車の車体など量産された被塗物に塗装を施す場合、被塗物を順次塗装ラインに流し、該ラインに設けられた塗装ステーションで塗装を行うのが一般的である。また、塗装ラインを順次流れてくる被塗物の種類に応じて異なる塗料による塗装を行なう混流塗装も知られている。かかる混流塗装ライン上での塗装においては、図１に示すように、先行する被塗物Ｗ１に噴霧塗装をしたとき、飛散した塗料ダスト１が後続する被塗物Ｗ２に付着することがある。後続する被塗物Ｗ２にその塗料ダスト１と同じ塗料を塗布するのであれば、特に問題はないが、塗料ダスト１とは異なる塗料を塗布する混流塗装においては、図２に示すように、下層塗膜２の表面に付着した塗料ダスト１が原因となって上層塗膜３の表面に凹凸ができることがある。
【０００５】
上記凹凸を生ずるメカニズムは必ずしもはっきりしているわけではないが、次のように考えられる。すなわち、塗料ダスト１と上層塗膜３とは異種塗料に係るものであって、その硬化開始温度又は硬化反応速度が相違するから、焼付け硬化時に上層塗膜３の成膜不良を生ずる。例えば、溶剤の揮発によって塗料ダスト１の粘度が高くなり、該ダスト１が上層塗膜３になじまないまま焼付け硬化され、ダスト付着跡が上層塗膜３の表面の凹凸となって残ってしまうというものである。或いは、上層塗膜３を硬化させるべく加熱したとき、上層塗膜３が塗料ダスト１より先に硬化し始めて塗料ダスト１を覆う膜ができ、その後、塗料ダスト１の溶剤が上記加熱に伴って突沸し、そのため上層塗膜３の表面に凹凸を生ずるというものである。
【０００６】
このため、従来は、被塗物に塗装する塗料の種類が異なる場合は、塗装ラインを別にするか、混流塗装する場合には、塗料ダストがかからないないように、先行する被塗物と後続する被塗物との間隔を広く空けなければならなかった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、塗装ライン上の先行被塗物に塗装する塗料とは異なる塗料にて後続被塗物の塗装を行なうケースにおいて、先行被塗物塗装時の塗料ダストが後続被塗物に付着したときでも、後続被塗物の塗膜表面に大きな凹凸を生じないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、上記後続被塗物に塗布する塗料中に上記塗料ダストを溶解する溶剤を添加するようにした。
【０００９】
以下、具体的に説明すると、上記課題を解決する手段は、塗装ライン上を先行する第１被塗物に第１塗料による塗装を行ない、該第１被塗物に後続する第２被塗物の下層塗膜の上に、上記第１塗料とは硬化開始温度及び硬化反応速度の少なくとも一方が異なる第２塗料による塗装を行なって上層塗膜を形成するようにした積層塗膜形成方法において、
上記第２塗料中に、上記第１塗料中の樹脂成分を溶解し得る溶剤を上記下層塗膜が溶解しない限りにおいて添加して、上記第２被塗物に対する塗装を行なうことを特徴とする。
【００１０】
従って、先行する第１被塗物に第１塗料による塗装を行なったとき、塗料ダストが後続する第２被塗物に付着しても、その上に第２塗料を塗布して上層塗膜を形成すると、該第２塗料中の溶剤が塗料ダストを溶解する。このため、下層塗膜上で塗料ダストが溶解し上層塗膜になじんだ状態で、当該下層塗膜及び上層塗膜よりなる積層塗膜の硬化を進めることができ、その塗膜表面に大きな凹凸を生ずることが防止される。
【００１１】
好ましい態様は、上記第１被塗物及び第２被塗物各々に下層塗膜としてカラーベース塗膜を形成し、第１被塗物のカラーベース塗膜の上に上記第１塗料によってクリヤ塗膜を形成し、第２被塗物のカラーベース塗膜の上に上記第２塗料によってクリヤ塗膜を形成するというものである。
【００１２】
また、上記第２塗料中に添加する溶剤は、沸点が１４０℃以上２００℃以下であり、ＳＰ値（溶解性パラメータ）が８．０以上１１．０以下であることが好ましい。
【００１３】
すなわち、塗料中の塗膜主要素である樹脂のＳＰ値は、自動車車体等に使用されるベース塗料やクリヤ塗料の場合、一般に１０前後の値をとる。そして、溶媒のＳＰ値と溶質のＳＰ値との差が小さいほど溶質の溶解度が大となるため、上記溶剤のＳＰ値は８．０以上１１．０以下であることが好ましいということができる。より好ましいＳＰ値は８．４以上１０．８以下である。
【００１４】
また、自動車車体等に使用される焼付け硬化型塗料は、一般には１４０℃になるまでに硬化を開始する（硬化開始温度は一般には１４０℃未満である）。その場合、上記溶剤の沸点が１４０℃未満であれば、塗料ダストが硬化し始める頃にはその溶剤が揮発してしまい、塗料ダストが上層塗膜になじまないまま硬化する傾向が強くなり、ダスト跡が残り易くなる。そのため、上記溶剤の沸点を１４０℃以上とし（その沸点が塗料ダストの硬化開始温度よりも５℃以上高いことが好ましい）、塗料ダストが硬化開始後もできるだけ半溶解状態を保つようにするものである。上記溶剤の沸点の上限は２００℃程度であることが好ましい。この沸点が高すぎると、上層塗膜自体の硬化に悪影響を与えるおそれがあるためである。より好ましい沸点は、１５０℃以上１７５℃以下である。
【００１５】
また、上記第２塗料中に添加する溶剤は、酢酸ブチルの蒸発速度を１としたときの相対蒸発速度が０．５以下であることが好ましい。すなわち、上記溶剤の蒸発速度が速い場合には、該溶剤が早く抜けてしまい、塗料ダストを半溶解状態に保つことが難しくなる。
【００１６】
また、好ましいのは、第１塗料に粘度調整用溶剤として沸点１８０℃以上の高沸点溶剤を適量（例えば１質量％以上１０質量％以下）添加しておき、塗料ダストとなって第２被塗物に付着した場合でも、粘度の上昇が遅くなるようにすることである。これにより、第２塗料中の上記ダスト溶解用溶剤によって塗料ダストを溶解させ易くなる。
【００１７】
また、上記第２塗料中に占める上記溶剤の添加割合は、５質量％以上４０質量％以下であることが好ましい。すなわち、５質量％未満では塗料ダストの溶解に不利であり、４０質量％を越える量になると、下層塗膜に悪影響を及ぼす懸念が出てくる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、塗装ライン上を先行する第１被塗物に第１塗料による塗装を行ない、後続する第２被塗物の下層塗膜の上に、上記第１塗料とは硬化開始温度及び硬化反応速度の少なくとも一方が異なる第２塗料による塗装を行なって上層塗膜を形成する積層塗膜形成方法において、上記第２塗料中に、上記第１塗料中の樹脂成分を溶解し得る溶剤を上記下層塗膜が溶解しない限りにおいて添加するようにしたから、先行する第１被塗物に第１塗料による塗装を行なったとき、塗料ダストが後続する第２被塗物に付着しても、該第２被塗物の上層塗膜表面に大きな凹凸を生ずることが防止され、塗膜表面の平滑性向上に有利になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】混流塗装ラインを部分的に示す側面図である。
【図２】塗膜表面に塗料ダストによって凹凸を生ずることを示す説明図である。
【図３】塗膜表面に塗料ダストによる凹凸を生じなくなることを示す本発明に係る説明図である。
【図４】本発明に係る溶剤の好ましいＳＰ値範囲及び沸点範囲を示すグラフ図である。
【図５】本発明に係る溶剤の添加量と塗膜のＰＧＤ値との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２１】
図１に示す例で実施形態を説明をするに、この例は、塗装ライン上で被塗物としての自動車の車体の内板部及び外板部にベース塗装を行ない、次いでその内板部及び外板部にクリヤ塗装を行なう。被塗物としては第１被塗物Ｗ１と第２被塗物Ｗ２の２種類がある。この第１被塗物Ｗ１と第２被塗物Ｗ２とを塗装ラインに交互に流し、被塗物Ｗ１，Ｗ２に対して異なる塗料による塗装（混流塗装）を行なう。
【００２２】
すなわち、第１被塗物Ｗ１については、メラミン硬化型の溶剤系カラーベース塗料によるベース塗装で下層塗膜（カラーベース塗膜）を形成し、第１塗料としての酸エポキシクリヤ塗料（カルボン酸・エポキシ硬化型クリヤ塗料）によるクリヤ塗装で上層塗膜を形成する。第２被塗物Ｗ２については、メラミン硬化型の水性カラーベース塗料によるベース塗装で下層塗膜（カラーベース塗膜）を形成し、第２塗料としてのウレタンクリヤ塗料（ウレタン硬化型クリヤ塗料）によるクリヤ塗装で上層塗膜を形成する。第２被塗物Ｗ２については、下層塗膜（カラーベース塗膜）の予備加熱（８０℃×３分）を行ない、その後にクリヤ塗装を行なう。
【００２３】
なお、内板部とは、ドア内側のピラー部、ボンネット内側のエンジンルームなど、ドア等の開閉部材が閉じられると外部から隠れる部分であり、外板部とは、開閉部材の外面、その他の外部に露出する部分であり、当該車体は内板部と外板部とを有する二重構造被塗物である。
【００２４】
上記塗装ラインでは、第１被塗物Ｗ１にクリヤ塗装を行なうステーションの前方に第２被塗物Ｗ２にクリヤ塗装を行なうステーションが設けられている。図１には、作業者Ｍが噴霧塗装ガンにて第１被塗物Ｗ１の内板部にクリヤ塗装を行なう第１ステーション１１の前隣りに、自動塗装機（ロボット）５にて第２被塗物Ｗ２の外板部にクリヤ塗装を行なう第２ステーション１２を描いているが、これは便宜上のものであり、ステーション１１とステーション１２との間には、第１被塗物Ｗ１の外板部にクリヤ塗装を行なうステーション等が設けられている。
【００２５】
従って、上記塗装ラインでは、第１ステーション１１において、先行する第１被塗物Ｗ１の内板部の下層塗膜（カラーベース塗膜）に、作業者が噴霧塗装ガンにより第１塗料（酸エポキシクリヤ塗料）によるクリヤ塗装を行なって上層塗膜を形成した後、第２ステーション１２において、後続する第２被塗物Ｗ２の外板部の下層塗膜（カラーベース塗膜）に、自動塗装機５により第２塗料（ウレタンクリヤ塗料）によるクリヤ塗装を行なって上層塗膜を形成することになる。
【００２６】
第１被塗物Ｗ１の内板部用の酸エポキシクリヤ塗料（第１塗料）と、第２被塗物Ｗ２の外板部用のウレタンクリヤ塗料（第２塗料）とは、互いに硬化開始温度及び硬化反応速度の少なくとも一方が異なり、その配合例等は表１のとおりである。硬化開始温度は、ウレタンクリヤ塗料が１００℃であり、酸エポキシクリヤ塗料が１３８℃である。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
【表２】
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【００２９】
本発明の特徴とするところは、上記ウレタンクリヤ塗料（第２塗料）に、酸エポキシクリヤ塗料（第１塗料）の樹脂成分を溶解し得る溶剤を、第２被塗物Ｗ２の外板部の下層塗膜（カラーベース塗膜）が溶解しない限りにおいて添加して、該外板部に対するクリヤ塗装を行なうようにした点にある。表１におけるエステル・エーテル系溶剤が上記樹脂成分を溶解する溶剤に相当する。
【００３０】
すなわち、上記塗装ラインでの塗装においては、第１被塗物Ｗ１の内板部に対する酸エポキシクリヤ塗料による噴霧塗装時に、塗料ダスト１が飛散して後続する第２被塗物Ｗ２の外板部に付着する。図３はその状態を示すものであり、カラーベース塗膜２の上に塗料ダスト１が付着している。従って、第２被塗物Ｗ２の外板部にクリヤ塗装を行なうと、ウレタンクリヤ塗膜３がカラーベース塗膜２の上の酸エポキシクリヤ塗料（第１塗料）よりなる塗料ダスト１を覆った状態になる。
【００３１】
そこで、上記ウレタンクリヤ塗料（第２塗料）に上記溶剤を添加しておき、ウレタンクリヤ塗膜３中の当該溶剤によって塗料ダスト１を溶解させるものである。従って、塗料ダスト１が溶解してウレタンクリヤ塗膜３になじんだ状態で、該ウレタンクリヤ塗膜３及びカラーベース塗膜２を焼付け硬化させることができ、ウレタンクリヤ塗膜３の表面に大きな凹凸を生ずることが防止される。
【００３２】
この場合、メラミン硬化型水性カラーベース塗料によるカラーベース塗膜２は、上記予備加熱によって塗膜粘度が上昇しているため、上記ダスト溶解用溶剤によって溶解することが避けられる。
【００３３】
ここに、上記ダスト溶解用溶剤としては、酸エポキシクリヤ塗料（第１塗料）の樹脂成分を溶かすために、図４に示すように、ＳＰ値（溶解性パラメータ）が８．０以上１１．０以下であり、沸点が１４０℃以上２００℃以下であるものが好ましい。
【００３４】
すなわち、表２に示すように、酸エポキシクリヤ塗料の樹脂成分である酸無水物含有アクリル樹脂、エポキシ基水酸基アクリル樹脂及びポリエステル樹脂のＳＰ値は１０．５ないし１０．８である。従って、これら樹脂を溶解し易くするためには、それら樹脂のＳＰ値に近いＳＰ値の溶剤を採用することが好ましい。ダスト溶解用溶剤のさらに好ましいＳＰ値８．４以上１０．８以下である。
【００３５】
また、上記酸エポキシクリヤ塗料（第１塗料）の硬化開始温度は上述の如く１３８℃である。そして、塗料ダスト１が硬化し始めた後でも該塗料ダスト１が半溶解状態を保つように、上記ダスト溶解用溶剤が早期に揮発してしまうことを避ける必要がある。そのために、上記ダスト溶解用溶剤の沸点は１４０℃以上であることが好ましい。但し、この沸点が高すぎると、ウレタンクリヤ塗膜３自体の硬化に影響が出てくるため、その沸点は２００℃以下が好ましいものである。より好ましい沸点は１５０℃以上１７５℃以下である。また、上記ダスト溶解用溶剤が早期に揮発してしまわないように、該溶剤は酢酸ブチルの蒸発速度を１としたときの相対蒸発速度が０．５以下であることが好ましい。
【００３６】
表３は好ましいダスト溶解用溶剤の例（酢酸ブチルを除く。）を示す。そのなかでも特に好ましいは、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチル-３-エトキシプロピオネート、３-メトキシブチルアセテート及びエチレングリコールモノブチルエーテルの５種である。
【００３７】
【表３】
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【００３８】
さらに、上記ウレタンクリヤ塗料（第２塗料）に対する上記ダスト溶解用溶剤の添加量は、５質量％以上４０質量％以下であることが好ましい。５質量％未満では塗料ダスト１の溶解に不利であり、４０質量％を越える量になると、下層塗膜（カラーベース塗膜）が部分的に溶解し、ウレタンクリヤ塗膜３の表面平滑性が損なわれるためである。
【００３９】
すなわち、表１に示すウレタンクリヤ塗料の配合において、エステル・エーテル系溶剤として上記５種の溶剤を採用し、各溶剤についてその添加量を０質量％〜５０質量％の範囲で変えたときの、ウレタンクリヤ塗膜３の表面外観を携帯用鮮明度光沢度計ＰＧＤを用いて測定評価した。図５はその結果を示す。縦軸のＰＧＤ値は上記５種の溶剤の平均値である。なお、ＰＧＤ値が大きいほど光沢度が高い（表面が平滑である）ということになる。同図によれば、ダスト溶解用溶剤添加量は１０質量％以上３５質量％以下とすることがさらに好ましいと云うことができる。
【００４０】
また、表２に示すように上記酸エポキシクリヤ塗料（第１塗料）には沸点１８０℃以上の高沸点溶剤として、高沸点アルコール系溶剤を添加している。従って、該酸エポキシクリヤ塗料がダストとなって第２被塗物Ｗ２に付着した場合でも、ウレタンクリヤ塗膜形成後の焼付け硬化時、塗料ダストの粘度の上昇が遅くなり、ウレタンクリヤ塗膜中の上記ダスト溶解用溶剤によって塗料ダストが溶解し易くなる。
【００４１】
表４は第１塗料としてメラミンクリヤ塗料（アクリルメラミンクリヤ塗料）を採用する場合の配合例等を示す。この塗料の硬化開始温度は１３０℃であり、硬化開始温度が上記酸エポキシクリヤ塗料よりも低いため、ウレタンクリヤ塗料（第２塗料）におけるダスト溶解用溶剤の添加量を多めにすることが好ましい。
【００４２】
【表４】
2011206663.tif 000006
【００４３】
上記実施形態は、先行する第１被塗物Ｗ１の内板部にクリヤ塗装するときの塗料ダストが後続する第２被塗物Ｗ２の外板部に付着するケースであるが、第１被塗物Ｗ１の外板部にクリヤ塗装するときに、塗料ダストが第２被塗物Ｗ２の外板部に付着する場合もある。その場合でも、第２塗料に上記ダスト溶解用溶剤を添加しておくことにより、第２被塗物Ｗ２のクリヤ塗膜表面にダスト跡によって大きな凹凸を生ずることが防止される。
【００４４】
また、上記実施形態は、第２被塗物Ｗ２に対して、先行する第１被塗物Ｗ１への塗装時の塗料ダストが前方から飛散してきて付着するケース（言わば「前ダスト」）であるが、第１被塗物Ｗ１と第２被塗物Ｗ２とが交互に流れる塗装ラインでは、第２被塗物Ｗ２に対して、後続する第１被塗物Ｗ１への塗装時の塗料ダストが後方から飛散してきて付着するケース（言わば「後ダスト」）もある。すなわち、第１被塗物Ｗ１の内板部或いは外板部に対するクリヤ塗装の塗料ダストが、先行する第２被塗物Ｗ２の外板部のクリヤ塗膜に付着するケースである。この場合でも、第２被塗物Ｗ２の外板部にはダスト溶解用溶剤を添加した第２塗料にてクリヤ塗膜が形成されているから、後ダストは該クリヤ塗膜のダスト溶解用溶剤によって溶解され、該クリヤ塗膜になじんだ状態になる。よって、その後にクリヤ塗膜を焼付け硬化させるとダスト跡が残ることが少なくなる。
【００４５】
また、上記実施形態は第１塗料が酸エポキシクリヤ塗料又はメラミンクリヤ塗料であり、第２塗料がウレタンクリヤ塗料であるケースであるが、第１塗料が酸エポキシクリヤ塗料又はウレタンクリヤ塗料であり、第２塗料がメラミンクリヤ塗料であるケース、或いは第１塗料がウレタンクリヤ塗料又はメラミンクリヤ塗料であり、第２塗料が酸エポキシクリヤ塗料であるケースにおいても、その第２塗料にダスト溶解用溶剤を添加することにより、該第２塗料によるクリヤ塗膜に大きな凹凸を生ずることを避けることができる。
【００４６】
さらに、本発明が、上記車体のクリヤ塗装に限らず、先行する第１被塗物及び後続する第２被塗物各々に硬化開始温度及び硬化反応速度の少なくとも一方が異なる塗料による塗装を行なう混流塗装一般に採用できることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４７】
１    塗料ダスト
２    下層塗膜
３    上層塗膜
５    自動塗装機
１１    第１塗装ステーション
１２    第２塗装ステーション
Ｗ１    第１被塗物
Ｗ２    第２被塗物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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