(57)【要約】  上塗りベース塗膜（２１）上に塗布するクリヤ塗料を、異なる塗装条件の第１ステージ（１４Ａ）及び第２ステージ（１４Ｂ）において焼付乾燥することなく連続して塗布し、この未乾燥のクリヤ塗膜を焼付乾燥してクリヤ塗膜を形成するクリヤ塗装方法であって、前記第２ステージの塗装条件は、前記第１ステージの塗装条件に比べて、クリヤ塗料の塗着ＮＶが大きく、クリヤ塗料の平均粒径が小さく、且つクリヤ塗膜の膜厚が薄い。
2014185236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上塗りベース塗膜上に塗布するクリヤ塗料を、異なる塗装条件の第１ステージ及び第２ステージにおいて焼付乾燥することなく連続して塗布し、この未乾燥のクリヤ塗膜を焼付乾燥してクリヤ塗膜を形成するクリヤ塗装方法であって、
前記第２ステージの塗装条件は、前記第１ステージの塗装条件に比べて、クリヤ塗料の塗着ＮＶが大きく、クリヤ塗料の平均粒径が小さく、且つクリヤ塗膜の膜厚が薄いことを特徴とするクリヤ塗装方法。
【請求項２】
上塗りベース塗膜上に、クリヤ塗料を塗布してクリヤ塗膜を形成するクリヤ塗装方法において、
塗着２分後の塗着ＮＶが６０〜７０％に調製されたクリヤ塗料を、平均粒径６０〜１００μｍに微粒化し、クリヤ塗膜の総合膜厚の８０〜９１％の膜厚で塗布する第１ステージと、
塗着２分後の塗着ＮＶが８０〜９０％に調製したクリヤ塗料を、平均粒径３０μｍ以下に微粒化し、クリヤ塗膜の総合膜厚の９〜２０％の膜厚で塗布する第２ステージと、
を焼付乾燥することなく連続して実行するクリヤ塗装方法。
【請求項３】
前記第２ステージ後のクリヤ塗膜の塗着２分後の塗着ＮＶが、６０〜７５％となる請求項２に記載のクリヤ塗装方法。
【請求項４】
被塗物に上塗りベース塗料を塗布して、未硬化、半硬化又は硬化した上塗りベース塗膜を形成するベース塗装工程と、
前記上塗りベース塗膜上にクリヤ塗料を塗布してクリヤ塗膜を形成するクリヤ塗装工程と、を有する塗装方法において、
前記クリヤ塗装工程は、
塗着２分後の塗着ＮＶが６０〜７０％に調製されたクリヤ塗料を、平均粒径６０〜１００μｍに微粒化し、クリヤ塗膜の総合膜厚の８０〜９１％の膜厚で塗布する第１ステージと、
塗着２分後の塗着ＮＶが８０〜９０％に調製されたクリヤ塗料を、平均粒径３０μｍ以下に微粒化し、クリヤ塗膜の総合膜厚の９〜２０％の膜厚で塗布する第２ステージと、を乾燥することなく連続して実行する塗装方法。
【請求項５】
前記上塗りベース塗料を塗布する前に、前記被塗物に中塗り塗料を塗布して、未硬化、半硬化又は硬化した中塗り塗膜を形成する中塗り塗装工程を含む請求項４に記載の塗装方法。
【請求項６】
上塗りベース塗膜上に塗布するクリヤ塗料を、異なる塗装条件の第１ステージ及び第２ステージにおいて焼付乾燥することなく連続して塗布し、この未乾燥のクリヤ塗膜を焼付乾燥して形成されたクリヤ塗膜を含む塗膜構造であって、
前記第２ステージの塗装条件は、前記第１ステージの塗装条件に比べて、クリヤ塗料の塗着ＮＶが大きく、クリヤ塗料の平均粒径が小さく、且つクリヤ塗膜の膜厚が薄いことを特徴とする塗膜構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリヤ塗装方法を含む外板の塗装方法、塗膜構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車ボディの仕上がり外観品質を高めるために、いわゆるダブルクリヤ塗装が知られている（特許文献１）。この従来のダブルクリヤ塗装は、上塗りベース層の表面に、ウェットオンウェット法を用いて、第１クリヤ塗料を塗装して第１クリヤ層を形成し、その後該第１クリヤ層の表面に第１クリヤ塗料よりも粘度の低い第２クリヤ塗料を塗装して第２クリヤ層を形成することによりクリヤ層を形成するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２５３８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ウェットオンウェット法でダブルクリヤ層を形成する際に、第２クリヤ塗料の粘度を第１クリヤ塗料の粘度より低くして厚膜化しようとすると、特に自動車ボディの垂直面などにおいて塗料ダレが生じる。また第１クリヤ塗料の粘度を第２クリヤ塗料の粘度より高くして厚膜化しようとするとワキが生じる。このため、上記従来の粘度調整によるダブルクリヤ塗装方法では、クリヤ層の厚膜化ができず、鮮映性に限界があった。【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、高鮮映性の上塗り塗膜を低コストで提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、クリヤ塗膜を形成する際に、第１ステージにて、塗着ＮＶが小さく平均粒径が大きいクリヤ塗料を厚く塗布し、続く第２ステージにて、塗着ＮＶが大きく平均粒径が小さいクリヤ塗料を薄く塗布することによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１ステージにて、塗着ＮＶが小さく平均粒径が大きいクリヤ塗料を厚く塗布することで、厚膜化と塗膜フロー性が確保できる。一方、第２ステージにて、塗着ＮＶが大きく平均粒径が小さいクリヤ塗料を薄く塗布することで、第１ステージによるクリヤ塗膜表面の凹凸が緩和されると同時に、下層のクリヤ塗膜から溶剤が供給されることによりある程度のフロー性も確保することができるので自己表面のレベリング作用も奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るクリヤ塗装方法を適用した自動車ボディの上塗り塗装工程を示す工程図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るクリヤ塗装方法において、上塗りベース塗膜の表面に第１ステージで塗装したクリヤ塗膜を示す塗膜断面図である。
【図３】図２の第１ステージのクリヤ塗膜の表面に第２ステージのクリヤ塗膜を塗布した状態を示す塗膜断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るクリヤ塗装方法において、第２ステージ後のクリヤ塗膜の塗着２分後の塗着ＮＶを６０〜８０％にした場合の、水平塗装面及び垂直塗装面それぞれにおける表面平滑性Ｗｄ（波長）を検証したグラフである。
【図５】本発明の一実施の形態に係るクリヤ塗装方法において、第２ステージで塗布されるクリヤ塗料の平均粒径を２０〜６０μｍにした場合の、水平塗装面及び垂直塗装面それぞれにおける表面平滑性Ｗｄ（波長）を検証したグラフである。
【図６】本発明の一実施の形態に係るクリヤ塗装方法において、第１ステージのクリヤ塗膜と第２ステージのクリヤ塗膜との膜厚比を１：１，３：１，６：１にした場合の、水平塗装面及び垂直塗装面それぞれにおける表面平滑性Ｗｄ（波長）を検証したグラフである。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の一実施の形態に係るクリヤ塗装方法を適用した実施例に係る積層塗膜を示す断面図、同図（Ｂ）は比較例１に係る積層塗膜を示す断面図、同図（Ｃ）は比較例２に係る積層塗膜を示す断面図である。
【図８】図７（Ａ）〜（Ｃ）の積層塗膜の鮮映性を測定した結果（ＮＩＤ値）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明に係るクリヤ塗装方法及び上塗り塗装方法は、自動車ボディや自動車部品の塗装ラインに適用することができる。以下においては本発明を自動車ボディの上塗り塗装工程に適用した実施形態を例示することとするが、バンパーの部品塗装工程や、ドア，フード，バックドア，トランクリッドなどの蓋物部品を樹脂で構成してこれを自動車ボディの塗装ラインとは別の塗装工程で塗装する場合にも適用することができる。
【００１０】
最初に自動車ボディの塗装ラインの概要を説明すると、車体溶接ラインで組み立てられたホワイトボディは、まず下塗り塗装工程に搬入される。この下塗り塗装工程では、ホワイトボディに付着した油分や鉄粉などを洗浄したのち表面調整およびリン酸亜鉛などの化成皮膜処理が施され（以上が洗浄・前処理工程）、さらに下塗り塗膜を構成する電着塗装が行われる。ポリアミン樹脂などのエポキシ系樹脂を基体樹脂とする電着塗料が塗布されたボディは、電着乾燥炉に搬入されて、たとえば１６０〜１８０℃で１５分〜３０分焼き付けられ、これによりボディの内外板および袋構造部に、膜厚１０μｍ〜３５μｍの電着塗膜が形成される（電着工程）。
【００１１】
電着塗膜が形成されたボディは、シーリング工程（アンダーコート工程、ストーンガードコート工程を含む。）に送られて、鋼板合わせ目や鋼板エッジ部に防錆または目止めを目的とした塩化ビニル系樹脂製シーリング材が塗布される。また、アンダーコート工程では、タイヤハウスや床裏に塩化ビニル樹脂系の耐チッピング材が塗布され、ストーンガードコート工程では、シルやフェンダなどのボディ外板下部にポリエステル系又はポリウレタン系樹脂製耐チッピング材が塗布される。なお、これらシーリング材や耐チッピング材は専用の乾燥炉または次に述べる中塗り乾燥炉にて硬化することになる。
【００１２】
シーリング材や耐チッピング材が塗布され、内外板に電着塗膜が形成されたボディは、次に中塗り工程に搬入される。中塗り工程は中塗りブースと中塗り乾燥炉とを有し、中塗りブースでは、ボディの内板部に、その車両の外板色に対応した内板塗装用塗料が塗布されたのち、ウェットオンウェットで外板部に中塗り塗料が塗布される。このボディは中塗り乾燥炉に搬送され、中塗り乾燥炉をたとえば１３０〜１５０℃で１５分〜３０分通過することにより外板部に、膜厚１５μｍ〜３５μｍの中塗り塗膜が形成され、内板部に膜厚１５μｍ〜３０μｍの内板塗装用塗膜が形成される。なお、内板塗装用塗料および中塗り塗料は、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂などを基体樹脂とする塗料である。また、図１に示す塗装工程では、中塗り塗料を焼付乾燥したボディに上塗り塗料を塗装するが、上塗りブース１１０の準備工程１１と上塗りベース塗装工程１２の間に中塗り塗装工程を設け、ここで中塗り塗料を塗布しウェットオンウェットで上塗りベース塗料を塗布するか、あるいは中塗り塗料を塗布しプレヒートして半硬化させた状態で上塗りベース塗料を塗布してもよい。
【００１３】
中塗り塗装を終えたボディは、必要に応じてサンディング（水研又は空研ぎ）を行ったのち上塗り塗装工程に搬送され、メタリック系外板色の場合は、上塗りブースにて上塗りベース塗料とクリヤ塗料とがウェットオンウェットで塗布される。また、ソリッド系外板色の場合は、上塗りブースにて上塗りソリッド塗料と必要に応じてクリヤ塗料が塗布される。上塗りベース塗料、クリヤ塗料、上塗りソリッド塗料は、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂などを基体樹脂とする塗料である。
【００１４】
なお、本明細書において、自動車ボディの外板塗装仕様の観点からメタリック系外板色といった場合には、アルミニウムや雲母（マイカ）などの光輝性顔料を含む上塗り着色塗膜の全体を意味し、ソリッド系外板色といった場合はこうした光輝性顔料を含まない着色塗膜の全体を意味する。一方、積層塗膜の観点から上塗りベース塗料といった場合には、２層以上で構成される上塗り塗膜における下層の塗料を意味し、メタリック系外板色の場合はメタリックベース塗料、２コートソリッド系外板色の場合はソリッド塗料が該当する。これに対してクリヤ塗料といった場合には、２層以上で構成される上塗り塗膜における上層のクリヤ塗料を意味し、メタリック系外板色及び２コートソリッド系外板色のいずれの場合もクリヤ塗料が該当する。さらに、外板色の色味となる着色顔料の有無の観点からいうと、上塗りメタリックベース塗料及び上塗りソリッド塗料は着色顔料を含む着色された塗料であるのに対し、クリヤ塗料は着色顔料を含まない透明塗料である。
【００１５】
図１に戻り、上塗り塗料が塗布されたボディは上塗り乾燥炉へ搬送され、ここでたとえば１３０〜１５０℃で１５分〜３０分焼き付けられ、これにより上塗り塗膜が形成される。なお、上塗りベース塗膜の膜厚は、たとえば１０μｍ〜２０μｍ、クリヤ塗膜の膜厚は、たとえば２５μｍ〜４５μｍ、上塗りソリッド塗膜の膜厚は、たとえば１５μｍ〜３５μｍである。最後にこの塗完ボディは、検査および手直し工程を経たのち、自動車部品が組み付けられる組立ラインへ搬送される。
【００１６】
以上が自動車ボディの塗装ラインの概要であるが、このうちの上塗り塗装工程１に本発明の塗装方法を適用した例の工程図を図１に示す。同図に示すように、本例の上塗り塗装工程１は、ウェス（清掃布）などを用いてボディＢの内外板の塵埃を除去するための準備工程１１、上塗りベース塗料（以下、単にベース塗料とも言う。）を塗装する上塗りベース塗装工程１２、ベース塗料の溶剤（水系塗料にあっては水、有機溶剤系塗料にあっては有機溶剤）を自然蒸発させるフラッシュオフ工程１３、クリヤ塗料を塗装するクリヤ塗装工程１４、ベース塗料およびクリヤ塗料の溶剤を蒸発させるために静置するセッティング工程１５およびベース塗料およびクリヤ塗料を同時に乾燥させる上塗り乾燥工程１６とからなる。
【００１７】
なお、外板塗装仕様がクリヤコートのないソリッド系外板色（１コートソリッド）である自動車ボディＢについては、上塗りベース塗装工程１２はそのまま素通りし、クリヤ塗装工程１４にて自動車ボディＢの内外板に上塗りソリッド塗料を塗装する。これに対して、外板塗装仕様が２コートソリッド（クリヤコートされたソリッド）系外板色である自動車ボディＢについては、メタリック系塗装仕様と同様に、上塗りベース塗装工程１２でソリッド塗料を塗装し、クリヤ塗装工程１４にてクリヤ塗料を塗装する。
【００１８】
以上の上塗り塗装工程１を実施するために、塗装設備として、準備工程１１、上塗りベース工程１２、フラッシュオフ工程１３及びクリヤ塗装工程１４を実施するための上塗りブース１１０と、セッティング工程１５を実施するためのセッティング室１５０と、上塗り乾燥工程１６を実施するための上塗り乾燥炉１６０とが設けられている。
【００１９】
上塗りブース１１０には、図示しない温度調節機能及び湿度調節機能を有する空調機（給排気装置）が設けられており、ブース内部の天井面から床面に向かって一定温湿度の温調空気が一定風量で供給され、塗料ダストの飛散を防止するとともに環境温湿度の定温湿化により塗装条件の安定化が図られている。
【００２０】
上塗りブース１１０内の上塗りベース塗装工程１２には、ハンドに回転霧化式塗装ガン（不図示）が装着された塗装ロボット１２１〜１２８が左右それぞれ４機ずつ配置され、たとえば入口側の２機の塗装ロボット１２１〜１２２により主としてボディＢの内板部（ドア開口部など）にベース塗料が塗装され、たとえば出口側の６機の塗装ロボット１２３〜１２８により主としてボディＢの外板部にベース塗料が塗装される。なお、上塗りベース塗装工程１２に配置する塗装ロボットの数や作業分担は本例にのみ限定されるものではなく、被塗物である自動車ボディＢの作業負荷などにより適宜設定すればよい。
【００２１】
上塗りベース塗装工程１２の後に、ベース塗膜に含まれた溶剤成分を自然蒸発させるためのフラッシュオフ工程１３が設けられている。本例のフラッシュオフ工程１３は、自動車ボディＢがコンベアによって搬送される間、具体的にはベース塗料が塗装されてからクリヤ塗料が塗装されるまでの間に、塗装ブース１１０に設けられた空調機による環境温湿度（塗装ブース内の送風を含む。）によってのみ、ベース塗膜に含まれた溶剤成分を蒸発させるものであってもよいし、特別な強制的加熱や強制的送風などを行う工程であってもよい。このフラッシュオフ工程１３の通過時間は、たとえば３〜５分である。
【００２２】
フラッシュオフ工程１３の後には、図１に示すようにクリヤ塗装工程１４が設けられており、ここに、ハンドに回転霧化式塗装ガンが装着された塗装ロボット１４１〜１４８が左右それぞれ４機ずつ配置されている。これらの塗装ロボット１４１〜１４４については、入口側の４機の塗装ロボット１４１〜１４４により第１ステージ１４Ａとしてのクリヤ塗料が塗装され、出口側の４機の塗装ロボット１４５〜１４８により第２ステージ１４Ｂとしてのクリヤ塗料が塗装される。なお、クリヤ塗装工程１４に配置する塗装ロボットの数や作業分担は本例にのみ限定されるものではなく、被塗物である自動車ボディＢの作業負荷などにより適宜設定すればよい。これら第１ステージ１４Ａと第２ステージ１４Ｂにて塗装されるクリヤ塗料の詳細は後述する。
【００２３】
なお、クリヤ塗装工程１４の最終段には、作業者によって上塗りベース塗膜及びクリヤ塗膜の仕上がりを検査し、工程内で補修塗装するための検査・補修工程１４Ｃが設けられているが、塗装ロボット１４１〜１４８によるクリヤ塗装の前段で補修塗装を行う補修塗装工程を、フラッシュオフ工程１３と第１ステージ１４Ａとの間に設けてもよい。
【００２４】
セッティング工程１５を実施するセッティング室１５０は、通過するボディに塵埃が付着しないように当該ボディを取り囲む筐体を有する。このセッティング室１５０は、前工程で塗装されたクリヤ塗料やベース塗料の溶剤成分を蒸発させ、上塗り乾燥工程１６でワキ不具合などの発生を防止するための静置工程であることから、その他の設備は特に必要とされない。ただし、蒸発した溶剤成分を排気する排気装置などを設けることが望ましい。
【００２５】
上塗り乾燥工程１６を実施する上塗り乾燥炉１６０は、取り入れた外気を所定の温度に加熱するバーナーと、このホットエアーを炉体に設けられた吹出口に導くためのファンおよびダクトを有し(何れも図示を省略する)、このホットエアーによりベース塗料およびクリヤ塗料を同時に焼き付け硬化させる。一般的には、入口側に輻射熱を利用した輻射ゾーンが設けられ、未乾燥塗膜に塵埃等が付着するのを防止するとともに、中間域から出口側にはホットエアーを直接吹出す対流ゾーンが設けられている。
【００２６】
次に、クリヤ塗装工程１４における塗装条件について説明する。
本例のクリヤ塗装工程１４では、第１ステージ１４Ａにおける塗装条件と第２ステージ１４Ｂにおける塗装条件を異なる塗装条件とし、これら第１ステージ１４Ａと第２ステージ１４Ｂとを焼付乾燥することなく連続して塗布したのち、この未乾燥のクリヤ塗膜を上述した上塗り乾燥炉１６０にて焼付乾燥してクリヤ塗膜を形成する。なお本例では、上塗りベース塗膜も同時に焼付乾燥するが、上塗りベース塗装工程とクリヤ塗装工程との間に焼付乾燥工程を設けてもよい。
【００２７】
そして、第２ステージの塗装条件は、第１ステージの塗装条件に比べて、クリヤ塗料の塗着ＮＶを大きく、クリヤ塗料の平均粒径を小さく、且つクリヤ塗膜の膜厚を薄くする。換言すれば、第１ステージの塗装条件は、第２ステージの塗装条件に比べて、クリヤ塗料の塗着ＮＶを小さく、クリヤ塗料の平均粒径を大きく、且つクリヤ塗膜の膜厚を厚くする。なお、ＮＶ（Non-Volatile Organic Compound，不揮発性有機成分）とは、塗料の乾燥硬化前の質量に対する乾燥硬化後の質量の百分率をいうが、塗着ＮＶとは、塗着固形分とも称され、塗布前の塗料質量に対する塗布後（乾燥硬化前）の塗料質量の百分率をいう。すなわち、塗着２分後の塗着ＮＶというのは、塗布前の塗料質量を分母とし、この塗料が被塗物に塗着してから２分後（乾燥硬化前）の塗膜の質量を分子とする百分率をいい、塗粒が塗装ガンから被塗物に向かって飛行する間に不揮発成分の割合がどれだけ増加するか、換言すれば揮発成分がどれだけ蒸発するかを示す物性値である。
【００２８】
具体的には、第１ステージ１４Ａにおいては、平均粒径６０〜１００μｍに微粒化し、塗着２分後の塗着ＮＶが６０〜７０％に調製されたクリヤ塗料を、クリヤ塗膜の総合膜厚の８０〜９１％の膜厚で塗布し、第２ステージにおいては、平均粒径３０μｍ以下に微粒化し、塗着２分後の塗着ＮＶが８０〜９０％に調製したクリヤ塗料を、クリヤ塗膜の総合膜厚の９〜２０％の膜厚で塗布する。また、第２ステージ後のクリヤ塗膜の塗着２分後の塗着ＮＶが、６０〜７５％となるように第１ステージ１４Ａ及び第２ステージ１４Ｂの塗装条件を設定する。これについて以下に詳述する。
【００２９】
さて、塗料を被塗物に塗布した際に、その塗膜表面に凹凸状の膜厚不均一性が生じることは一般に知られており、この塗膜表面の凹凸を正弦波で表すと、Ｏｒｃｈａｒｄ−Ｒｈｏｄｅｓ式により以下のように表される。
【数１】
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ここで、ｋ＝０．００１３３７（定数）、η：塗料粘度、γ：塗料の表面張力、λ：うねりの波長、ｈ：塗膜の平均膜厚である。また、ｔ１／２とは、初期のうねりの振幅が半分になるまでの時間（半減期）を指す。上式において、うねりの半減期ｔ１／２が小さいほど塗膜表面が平坦になる（すなわち鮮映性が高くなる）が、このためには、塗料粘度ηを低くするか、うねりの波長λを小さくするか、塗料の表面張力γを大きくするか、膜厚を厚くするかのいずれかを採用すればよい。ただし、塗料粘度ηを低くするとタレやワキといった塗装不良につながり、塗料の表面張力γを大きくするとハジキなどの塗装不良につながる。また、上式においてうねりの半減期ｔ１／２は、膜厚ｈの３乗に反比例するので膜厚を厚くすることは有効であるものの、クリヤ塗膜を厚膜化するにも一定の限界がある。これに対して、本発明者らは、上式においてうねりの波長λは、その４乗でうねりの半減期を小さくすることに寄与する点に着目し、このうねりの波長λを小さくすることで、厚膜化することなくシングルクリヤと同等の膜厚で、うねりの半減期ｔ１／２を小さく、すなわち鮮映性に優れたクリヤ塗膜を得る方法を開発した。
【００３０】
本例のクリヤ塗装方法は、第１ステージ１４Ａにおいて、平均粒径６０〜１００μｍに微粒化し、塗着２分後の塗着ＮＶが６０〜７０％に調製されたクリヤ塗料を、クリヤ塗膜の総合膜厚の８０〜９１％の膜厚で塗布し、第２ステージ１４Ｂにおいては、平均粒径３０μｍ以下に微粒化し、塗着２分後の塗着ＮＶが８０〜９０％に調製したクリヤ塗料を、クリヤ塗膜の総合膜厚の９〜２０％の膜厚で塗布する。
【００３１】
図２に、上塗りベース塗膜２１の表面に第１ステージ１４Ａで塗装した第１クリヤ塗膜２２の断面を示し、図３に、さらにこの表面に第２ステージ１４Ｂで塗装した第２クリヤ塗膜２３の断面を示す。図２において、第１クリヤ塗膜２２の凹凸の波長λが上式のうねりの波長λに相当し、同じく第１クリヤ塗膜２２の初期振幅ｔ０は同図に示すとおり第１クリヤ塗膜２２の最大値と最小値との高さに相当する。
【００３２】
本例のクリヤ塗装方法によれば、第１ステージ１４Ａにて、塗着ＮＶが小さく平均粒径が大きいクリヤ塗料を厚く塗布するが、塗着ＮＶが小さいので塗膜フロー性が高くなる。また、第１クリヤ塗膜２２を厚膜化することでクリヤ塗膜全体の膜厚を確保することができる。
【００３３】
一方において、第２ステージ１４Ｂでは、塗着ＮＶが大きく平均粒径が小さいクリヤ塗料を薄く塗布するが、平均粒径が小さいクリヤ塗料を薄く塗布することで、図３に示すように第１ステージ１４Ａによる第１クリヤ塗膜２２の表面の凹凸が緩和される。また、第２ステージ１４Ｂで塗布するクリヤ塗料の塗着ＮＶを大きく設定しているので、塗着直後の表面タレが抑制される一方、この第２クリヤ塗膜２３の塗膜フロー性は、塗着ＮＶが小さい（溶剤成分が大きい）下層の第１クリヤ塗膜２２から溶剤が浸透することによりある程度確保できるので、第２クリヤ塗膜２３の表面のレベリング作用も奏することになる。
【００３４】
第１ステージ１４Ａで塗布されるクリヤ塗料と、第２ステージ１４Ｂで塗布されるクリヤ塗料の塗着ＮＶは、第２ステージ１４Ｂ後のクリヤ塗膜の塗着２分後の塗着ＮＶが、６０〜７５％となるように第１ステージ１４Ａ及び第２ステージ１４Ｂでそれぞれ塗布されるクリヤ塗料の塗着ＮＶを設定する。図４は、第２ステージ１４Ｂ後のクリヤ塗膜の塗着２分後の塗着ＮＶを６０〜８０％にした場合の、水平塗装面及び垂直塗装面それぞれにおける表面平滑性Ｗｄ（波長）を検証したグラフである。なお、Ｗｄ値が小さいほど平滑性（鮮映性）が良好となる。この実験結果から、水平塗装面及び垂直塗装面ともに、塗着ＮＶが６０〜７５％の範囲で平滑性が良好となり、これを超える範囲では平滑性が悪くなる。
【００３５】
なお、第２ステージ１４Ｂ後のクリヤ塗膜の塗着２分後の塗着ＮＶを６０〜７５％に設定するには、第１ステージ１４Ａで塗布するクリヤ塗料の塗着２分後の塗着ＮＶを６０〜７０％に調製し、第２ステージ１４Ｂで塗布するクリヤ塗料の塗着２分後の塗着ＮＶを８０〜９０％に調製することが好ましい。これらの塗着ＮＶを調製するには、２つのクリヤ塗料を同じ材料、同じ溶剤及び同じ希釈率とし、塗装ガンによる塗装条件（回転速度による平均粒径など）や膜厚を調整することで目標塗着ＮＶとすればよい。こうすることで、第１クリヤ塗膜と第２クリヤ塗膜を形成する塗料を一つの塗料とすることができるので、塗料配管を２系統から１系統にすることができ、塗料配管や塗料タンクの設置その他の塗装設備の初期投資をその分だけ削減することができる。またこれらの塗着ＮＶを調製するには、これに代えて、主として溶剤の種類（沸点）や溶剤の希釈率を適宜調整してもよい。
【００３６】
第１ステージ１４Ａで塗布されるクリヤ塗料と、第２ステージ１４Ｂで塗布されるクリヤ塗料の平均粒径は、第１ステージ１４Ａで平均粒径６０〜１００μｍに微粒化し、第２ステージ１４Ｂで平均粒径３０μｍ以下に微粒化することが好ましい。この場合において、特に第２ステージ１４Ｂにおける微粒化径が重要となる。図５は、第２ステージ１４Ｂで塗布されるクリヤ塗料の平均粒径を２０〜６０μｍにした場合の、水平塗装面及び垂直塗装面それぞれにおける表面平滑性Ｗｄ（波長）を検証したグラフである。この実験結果から、水平塗装面及び垂直塗装面ともに、平均粒径が３０μｍ以下の範囲で平滑性が良好となり、これを超える範囲では平滑性が悪くなる。これらの平均粒径を調整するには、回転霧化式塗装ガン（いわゆるベル型塗装ガン）の回転速度、溶剤の希釈率又は塗料粘度を適宜調整すればよい。なお、第２ステージ１４Ｂで塗布するクリヤ塗料の平均粒径は３０μｍ以下であればよく、塗装ガンの能力が許す限り小さいことが望ましい。
【００３７】
第１ステージ１４Ａで塗布されるクリヤ塗膜と、第２ステージ１４Ｂで塗布されるクリヤ塗膜の膜厚比は、６：１を含む範囲、具体的には４：１〜１０：１であることが好ましい。これをクリヤ塗膜の総合膜厚に対する比率でいうと、第１クリヤ塗膜２２が総合膜厚の８０〜９１％、第２クリヤ塗膜２３が総合膜厚の９〜２０％であることが好ましい。図６は、第１クリヤ塗膜２２と第２クリヤ塗膜２３との膜厚比を１：１，３：１，６：１にした場合の、水平塗装面及び垂直塗装面それぞれにおける表面平滑性Ｗｄ（波長）を検証したグラフである。この実験結果から、水平塗装面及び垂直塗装面ともに、第１クリヤ塗膜２２と第２クリヤ塗膜２３との膜厚比が６：１を含む範囲で平滑性が良好となり、第１クリヤ塗膜２２の膜厚比が小さくなる範囲では平滑性が悪くなる。具体的に言えば、クリヤ塗膜の総合膜厚が３５μｍである場合には、第１クリヤ塗膜２２の膜厚を２８〜３２μｍ、第２クリヤ塗膜２３の膜厚を残余、すなわち７〜３μｍとすることが好ましい。
【００３８】
図７（Ａ）は、本例のクリヤ塗装方法を適用した実施例に係る積層塗膜を示す断面図、同図（Ｂ）は比較例１に係る積層塗膜を示す断面図、同図（Ｃ）は比較例２に係る積層塗膜を示す断面図である。いずれの積層塗膜も鋼板からベース塗膜までは同一の塗装条件で作製したものであるが、同図（Ｂ）に示す比較例１は第１クリヤ塗膜と第２クリヤ塗膜の間に焼付乾燥工程を設けたものであり、同図（Ｃ）に示す比較例２はクリヤ塗膜を１コートで形成したものである。いずれのクリヤ塗膜も総合膜厚は同一である。また、図８は、図７（Ａ）〜（Ｃ）の積層塗膜の鮮映性を、日産自動車株式会社製鮮映性測定装置を用いて測定した結果（ＮＩＤ値）を示すグラフである。縦軸の鮮映性の値が大きいほど平滑性が良好である。
【００３９】
図８の結果から、本例のクリヤ塗装方法によれば、いわゆる２コート２ベークのダブルクリヤである比較例１に比べても、また１コート１ベークのシングルクリヤである比較例２に比べても、水平塗装面及び垂直塗装面ともに、鮮映性が高い塗膜を得ることができることが確認された。
【００４０】
以上のとおり、本例のクリヤ塗装方法によれば、いわゆる２コート２ベークのダブルクリヤ塗膜に比べても高い鮮映性を示す塗膜を得ることができる。また、第１クリヤ塗膜２２と第２クリヤ塗膜２３との間に焼付乾燥工程を入れないでウェットオンウェットでクリヤ塗膜を形成するので、２コート２ベークのダブルクリヤに比べ、塗装工程が短くなり短時間で塗完するとともに、乾燥工程を必要としない分だけエネルギ消費のランニングコストを低減することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１…上塗り塗装工程
１１…準備工程
１２…上塗りベース塗装工程
１３…フラッシュオフ工程
１４…クリヤ塗装工程
１４Ａ…第１ステージ
１４Ｂ…第２ステージ
１４Ｃ…検査・補修工程
１５…セッティング工程
１６…上塗り乾燥工程
２１…上塗りベース塗膜
２２…第１クリヤ塗膜
２３…第２クリヤ塗膜
１１０…上塗りブース
１２１〜１２８，１４１〜１４８…塗装ロボット
１５０…セッティング室
１６０…上塗り乾燥炉
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年9月16日(2015.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上塗りベース塗膜上に塗布するクリヤ塗料を、異なる塗装条件の第１ステージ及び第２ステージにおいて焼付乾燥することなく連続して塗布し、この未乾燥のクリヤ塗膜を焼付乾燥してクリヤ塗膜を形成するクリヤ塗装方法であって、
前記第２ステージの塗装条件は、前記第１ステージの塗装条件に比べて、クリヤ塗料の塗着ＮＶが大きく、クリヤ塗料の平均粒径が小さく、且つクリヤ塗膜の膜厚が薄く、
前記第２ステージ後のクリヤ塗膜の塗着２分後の塗着ＮＶが６０〜７５％となるように前記第１ステージおよび前記第２ステージの塗装条件を設定することを特徴とするクリヤ塗装方法。
【請求項２】
上塗りベース塗膜上に、クリヤ塗料を塗布してクリヤ塗膜を形成するクリヤ塗装方法において、
クリヤ塗料を、平均粒径６０〜１００μｍに微粒化し、塗着２分後の塗着ＮＶが６０〜７０％になるように、クリヤ塗膜の総合膜厚の８０〜９１％の膜厚で塗布する第１ステージと、
クリヤ塗料を、平均粒径３０μｍ以下に微粒化し、塗着２分後の塗着ＮＶが８０〜９０％になるように、クリヤ塗膜の総合膜厚の９〜２０％の膜厚で塗布する第２ステージと、
を焼付乾燥することなく連続して実行するクリヤ塗装方法。
【請求項３】
前記第２ステージ後のクリヤ塗膜の塗着２分後の塗着ＮＶが、６０〜７５％となる請求項２に記載のクリヤ塗装方法。
【請求項４】
被塗物に上塗りベース塗料を塗布して、未硬化、半硬化又は硬化した上塗りベース塗膜を形成するベース塗装工程と、
前記上塗りベース塗膜上にクリヤ塗料を塗布してクリヤ塗膜を形成するクリヤ塗装工程と、を有する塗装方法において、
前記クリヤ塗装工程は、
クリヤ塗料を、平均粒径６０〜１００μｍに微粒化し、塗着２分後の塗着ＮＶが６０〜７０％になるように、クリヤ塗膜の総合膜厚の８０〜９１％の膜厚で塗布する第１ステージと、
クリヤ塗料を、平均粒径３０μｍ以下に微粒化し、塗着２分後の塗着ＮＶが８０〜９０％になるように、クリヤ塗膜の総合膜厚の９〜２０％の膜厚で塗布する第２ステージと、を乾燥することなく連続して実行する塗装方法。
【請求項５】
前記上塗りベース塗料を塗布する前に、前記被塗物に中塗り塗料を塗布して、未硬化、半硬化又は硬化した中塗り塗膜を形成する中塗り塗装工程を含む請求項４に記載の塗装方法。
【請求項６】
上塗りベース塗膜上に塗布するクリヤ塗料を、異なる塗装条件の第１ステージ及び第２ステージにおいて焼付乾燥することなく連続して塗布し、この未乾燥のクリヤ塗膜を焼付乾燥して形成されたクリヤ塗膜を含む塗膜構造であって、
前記第２ステージの塗装条件は、前記第１ステージの塗装条件に比べて、クリヤ塗料の塗着ＮＶが大きく、クリヤ塗料の平均粒径が小さく、且つクリヤ塗膜の膜厚が薄いことを特徴とする塗膜構造。
【国際調査報告】
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