(57)【要約】【課題】工程の縮小化および省エネルギーを達成できる塗膜の乾燥方法および乾燥装置を提供する。【解決手段】自動車ボディに中塗り塗料を塗布する第１の工程と、自動車ボディの複数部位の、中塗り塗膜の塗着固形分をそれぞれ測定する第２の工程と、第２の工程で測定された各部位の塗着固形分に基づいて、当該各部位別に乾燥条件を制御して、中塗り塗膜の塗着固形分が所定範囲になるように当該中塗り塗膜を予備乾燥させる第３の工程と、中塗り塗膜の上に上塗り塗料を塗布する第４の工程と、中塗り塗膜および上塗り塗膜を同時に乾燥硬化させる第５の工程と、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車ボディに中塗り塗料を塗布する第１の工程と、
前記自動車ボディの複数部位の、前記中塗り塗膜の塗着固形分をそれぞれ測定する第２の工程と、
前記第２の工程で測定された各部位の塗着固形分に基づいて、当該各部位別に乾燥条件を制御して、前記中塗り塗膜の塗着固形分が所定範囲になるように当該中塗り塗膜を予備乾燥させる第３の工程と、
前記中塗り塗膜の上に上塗り塗料を塗布する第４の工程と、
前記中塗り塗膜および上塗り塗膜を同時に乾燥硬化させる第５の工程と、を有する中上塗りウェットオンウェット塗装方法。
【請求項２】
自動車ボディに塗布されたウェット塗膜の塗着固形分を複数の部位別に測定する塗着固形分測定手段と、
前記塗着固形分測定手段の直後に設けられ、前記自動車ボディの前記各部位に熱エネルギーを供給する乾燥手段と、
前記塗着固形分測定手段で測定された各部位の塗着固形分に基づいて、前記各部位の塗膜の塗着固形分が所定範囲になるように、当該各部位別に前記乾燥手段の乾燥条件を制御する制御手段と、を有する塗膜の乾燥装置。
【請求項３】
前記乾燥手段は、熱エネルギーとして自動車ボディに熱風を供給するとともに、前記熱風の温度と風速を制御する手段を有し、
前記制御手段は、前記塗着固形分測定手段で測定された各部位の塗着固形分に基づいて、前記各部位の塗膜の塗着固形分が所定範囲になるように、当該各部位別に前記乾燥手段から供給される熱風の温度と風速を制御する請求項２記載の塗膜の乾燥装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記乾燥手段から供給される熱風の温度と風速を独立して制御する請求項３記載の塗膜の乾燥装置。
【請求項５】
前記塗着固形分測定手段は、被測定物である塗膜に可視光線を照射してその反射画像を取得し、この反射画像から塗膜表面の凹凸量を算出し、この凹凸量と、塗布された塗料データと、塗装環境データとに基づいて、塗着固形分を算出する請求項２〜４の何れかに記載の塗膜の乾燥装置。
【請求項６】
前記塗着固形分測定手段は、被測定物である塗膜に赤外線を照射してその吸収量を測定し、この吸収量から塗着固形分を算出する請求項２〜４の何れかに記載の塗膜の乾燥装置。
【請求項７】
前記自動車ボディの複数の部位は、少なくとも水平部、垂直部上段および垂直部下段である請求項２〜６の何れかに記載の塗膜の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、塗装方法および塗膜の乾燥装置に関し、特に自動車ボディを被塗物とした中塗りおよび上塗りのウェットオンウェット塗装系に適用して好ましい塗装方法及び塗膜の乾燥装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来の３コート系塗装方法は、下塗り塗装である電着塗装を施したのちこれを乾燥させ、次いで中塗り塗装を施したのちこれを乾燥させ、最後に上塗り塗装を施したのちこれを乾燥させる。こうした３コート系塗装方法では、中塗り塗装と上塗り塗装のそれぞれに乾燥装置が必要となり、工程スペースやエネルギー費の点で改善の余地があった。このため、塗装工程の縮小化およびエネルギー費の低減等を目的として、中塗り塗膜と上塗り塗膜をウェットオンウェットで塗装する２コート系塗装方法が検討されている。
【０００３】
この２コート系塗装方法は、電着塗装を施したのちこれを乾燥させ、中塗り塗装を施したのちウェットオンウェットで上塗り塗装を施し、これら中塗り塗膜と上塗り塗膜とを同時に乾燥させるものである。これにより、従来方法では中塗り乾燥装置と上塗り乾燥装置の２機の乾燥装置が必要であったものが１機の乾燥装置で足りるので、工程スペースの縮小化およびエネルギー費の低減が図られる。
【０００４】
ところで、中塗り塗装と上塗り塗装とをウェットオンウェットで塗装する場合、中塗り塗装を施したのち中塗り塗膜に含まれる溶剤を所定量蒸発させてから上塗り塗装を施さないと、タレ、ワキまたは肌不良などの塗膜品質不良が生じる。このため、中塗り塗装と上塗り塗装との間に中塗り塗膜を強制乾燥させるための工程（フラッシュオフ工程ともいう。）が設けられている。
【０００５】
このフラッシュオフ工程では、中塗り塗膜の塗着固形分（被塗物への塗着状態における塗膜の固形分、以下塗着ＮＶ値ともいう。）が９０重量％〜９５重量％となるまで強制乾燥させることが望ましいとされる。
【０００６】
しかしながら、自動車ボディのようにルーフ・フード・トランクリッドなどの水平部はそれぞれ高さが異なり、またフェンダー・ドア・リヤフェンダー・ピラーなどの垂直部もそれぞれ車幅が異なった複雑な形状をしているので、フラッシュオフ工程の強制乾燥装置から吹き出される一定量の熱風では全ての部位の塗着ＮＶ値を上述した適切な範囲に制御することは甚だ困難であった。
【０００７】
このため、これまでの強制乾燥装置は熱風の温度を低く設定するとともに風量も少量に設定することで、できる限り均一な塗着ＮＶ値に制御するようにしていたが、こうするとフラッシュオフ工程の長さおよび通過時間が長くならざるを得ず、工程の縮小化およびエネルギー費の低減を実現することは困難であった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１３４１０号公報
【０００９】
【発明の開示】
本発明は、工程の縮小化および省エネルギーを達成できる塗膜の乾燥方法および乾燥装置を提供することを目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明によれば、自動車ボディに中塗り塗料を塗布する第１の工程と、前記自動車ボディの複数部位の、前記中塗り塗膜の塗着固形分をそれぞれ測定する第２の工程と、前記第２の工程で測定された各部位の塗着固形分に基づいて、当該各部位別に乾燥条件を制御して、前記中塗り塗膜の塗着固形分が所定範囲になるように当該中塗り塗膜を予備乾燥させる第３の工程と、前記中塗り塗膜の上に上塗り塗料を塗布する第４の工程と、前記中塗り塗膜および上塗り塗膜を同時に乾燥硬化させる第５の工程と、を有する中上塗りウェットオンウェット塗装方法が提供される。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明によれば、自動車ボディに塗布されたウェット塗膜の塗着固形分を複数の部位別に測定する塗着固形分測定手段と、  前記塗着固形分測定手段の直後に設けられ、前記自動車ボディの前記各部位に熱エネルギーを供給する乾燥手段と、前記塗着固形分測定手段で測定された各部位の塗着固形分に基づいて、前記各部位の塗膜の塗着固形分が所定範囲になるように、当該各部位別に前記乾燥手段の乾燥条件を制御する制御手段と、を有する塗膜の乾燥装置が提供される。
【００１２】
本発明では、中塗り塗料を塗布したのち上塗り塗料を塗布する前に、ウェット状態の中塗り塗膜に対し、自動車ボディの部位別に塗着固形分を測定する。そして、測定された各部位の塗着固形分に基づいて各部位別に乾燥条件を制御して中塗り塗膜を予備乾燥させる。
【００１３】
これにより、複雑な形状を呈する自動車ボディであっても、全ての部位について塗着固形分を適切な範囲に制御することができ、塗着固形分が低いことによるワキなどの塗装不良や、塗着固形分が高いことによる肌不良などの塗装不良の発生を防止することができる。また、部位別に乾燥条件を制御して予備乾燥させるので工程の縮小化および省エネルギーを達成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
まず最初に本発明の実施形態に係る塗装方法について説明する。図１は本発明の実施形態に係る塗装方法を示す工程図である。
【００１５】
本実施形態では、自動車ボディを被塗物として、この自動車ボディの内外板に下塗り塗装としての電着塗装を施したのち、これを乾燥硬化させる。次いで電着塗膜が形成された自動車ボディの内外板に中塗り塗装を施し、これを予備乾燥させたのち、ウェットオンウェットで上塗り塗装を施し、これら中塗り塗膜および上塗り塗膜を同時に乾燥硬化させる。
【００１６】
本実施形態で用いられる電着塗料、中塗り塗料および上塗り塗料は特に限定されず、従来公知の塗料を適用することができる。
【００１７】
特に本実施形態では、中塗り塗装を施してから上塗り塗装を施す間の予備乾燥工程（フラッシュオフ工程）に以下の乾燥装置１が用いられている。
【００１８】
図２は本発明の実施形態に係る塗膜の乾燥装置１を示すブロック図、図３は本発明の実施形態に係る塗膜の乾燥装置１を示す斜視図である。
【００１９】
本実施形態の乾燥装置１は、たとえば中上塗りブース内または中塗りブースと上塗りブースとの間の工程に設けられる。この乾燥装置１は、自動車ボディＢに塗布されたウェット状態の中塗り塗膜の塗着固形分を複数の部位別に測定する塗着固形分測定装置１１と、塗着固形分測定装置１１の直後に設けられ、自動車ボディＢの各部位に熱風を供給する熱風吹き出し装置２１と、塗着固形分測定装置１１で測定された自動車ボディＢの各部位の塗着固形分に基づいて、各部位の塗膜の塗着固形分が所定範囲になるように、当該各部位別に熱風吹き出し装置２１の乾燥条件を制御する制御装置３１と、を有する。
【００２０】
塗着固形分測定装置１１は、図２および図３に示すように、自動車ボディＢの搬送路を跨ぐアーチ１１１の天井部１１１ａに設けられた塗着固形分測定部１１２ａと、アーチ１１１の側面上部１１１ｂに設けられた塗着固形分測定部１１２ｂと、アーチ１１１の側面下部１１１ｃに設けられた塗着固形分測定部１１２ｃとを有する。
【００２１】
天井部の塗着固形分測定部１１２ａは、主として自動車ボディＢのフード・ルーフ・トランクリッドまたはバックドアなどの水平部位に塗布された中塗り塗膜の塗着固形分を測定する。また、側面上段１１１ｂに設けられた塗着固形分測定部１１２ｂは、主として自動車ボディＢのフロントピラー・センターピラー・リヤピラーなどの垂直上段部位に塗布された中塗り塗膜の塗着固形分を測定する。また、側面下段１１１ｃに設けられた塗着固形分測定部１１２ｃは、主として自動車ボディＢのフロントフェンダ・フロントドア・リヤドア・リヤフェンダなどの垂直下段部位に塗布された中塗り塗膜の塗着固形分を測定する。なお、自動車ボディＢの型式によっては上述した部位が存在しない場合や、上述した部位以外の部位が存在する場合もあるが、これらの分類は自動車ボディＢの形状に応じて適宜選択することができる。
【００２２】
本実施形態の塗着固形分測定装置１１は、自動車ボディＢに塗布されたウェット塗膜の塗着固形分をリアルタイムで測定できるものであれば特に限定されないが、たとえば以下のものを適用することができる。
【００２３】
第１のタイプは、被測定物であるウェット塗膜に可視光線を照射し、その反射光の画像データを取り込み、これを解像することで塗膜表面の凹凸量を解析する。そして、この凹凸量と、中塗り塗料の塗料種や希釈溶剤などのデータとブースの温度や湿度といった環境データとから、塗着固形分を算出する塗着固形分測定装置である。この装置は同じ原理でウェット塗膜の膜厚も測定することができる。
【００２４】
第２のタイプは、被測定物であるウェット塗膜に赤外線を照射し、その吸収量を測定することでウェット塗膜に含まれる溶剤（水系塗料の場合は水、溶剤系塗料の場合はシンナー）量を算出し、この残留溶剤量から塗着固形分を算出する塗着固形分測定装置である。
【００２５】
これらの塗着固形分測定装置１１は、何れもウェット塗膜の塗着固形分をリアルタイムで測定することができる。
【００２６】
熱風吹き出し装置２１は、図２および図３に示すように、自動車ボディＢの搬送路の天井部に設けられた熱風吹き出し装置２１ａと、搬送路の両側部の上段に設けられた熱風吹き出し装置２１ｂと、搬送路の両側部の下段に設けられた熱風吹き出し装置２１ｃとを有する。
【００２７】
天井部に設けられた熱風吹き出し装置２１ａは、主として自動車ボディＢのフード・ルーフ・トランクリッドまたはバックドアなどの水平部位に対して熱風を吹き付ける。また、両側部の上段に設けられた熱風吹き出し装置２１ｂは、主として自動車ボディＢのフロントピラー・センターピラー・リヤピラーなどの垂直上段部位に対して熱風を吹き付ける。また、両側部の下段に設けられた熱風吹き出し装置２１ｃは、主として自動車ボディＢのフロントフェンダ・フロントドア・リヤドア・リヤフェンダなどの垂直下段部位に対して熱風を吹き付ける。これらの分類範囲は、上述した塗着固形分測定部１１２ａ〜１１２ｃの分類範囲と対応する。
【００２８】
天井部に設けられた熱風吹き出し装置２１ａ、両側部の上段に設けられた熱風吹き出し装置２１ｂおよび両側部の下段に設けられた熱風吹き出し装置２１ｃは、それぞれ互いに独立して熱風の温度と風速が制御できるように構成され、これら３つの熱風吹き出し装置２１ａ〜２１ｃのそれぞれに対して制御装置３１から熱風の温度、風速および供給時間が指令される。
【００２９】
なお、これら３つの熱風吹き出し装置２１ａ〜２１ｃの吹き出し口と自動車ボディＢとの距離はできる限り等しいことが望ましく、そのため天井部の熱風吹き出し装置２１ａは図外の昇降装置により昇降可能とされ、自動車ボディＢの搬送に同期して、たとえばフードに熱風を吹き付ける場合には下降し、ルーフに熱風を吹き付ける場合には上昇するように構成されている。また同様に、両側部の下段に設けられた熱風吹き出し装置２１ｃについても幅方向に進退移動するように構成することがより望ましい。
【００３０】
制御装置３１は、塗着固形分測定装置１１の３つの測定部１１２ａ〜１１２ｃのそれぞれから塗着固形分の測定データを所定時間間隔で取り込み、図５に示す予備乾燥条件テーブルを参照して該当する予備乾燥条件を抽出し、３つの測定部１１２ａ〜１１２ｃのぞれぞれに対応する熱風吹き出し装置２１ａ〜２１ｃに、抽出された条件の熱風を吹き付けるよう指示する。
【００３１】
なお、図２および図３に示す例では、熱風吹き出し装置２１ａ〜２１ｃを１段のみ設置したが、これを多段に設置することも可能である。
【００３２】
次に動作を説明する。
図４は本発明の実施形態に係る塗膜の乾燥装置の制御手順を示すフローチャート、図５は本発明の実施形態に係る乾燥条件テーブルを示す図である。
【００３３】
ウェット状態の中塗り塗膜が形成された自動車ボディＢが搬送され、アーチ１１１を通過する際に、３つの塗着固形分測定部１１２ａ〜１１２ｃから各部位に対応した塗着固形分のデータが制御装置３１に取り込まれる（ステップ１）。
【００３４】
塗着固形分のデータが取り込まれると、各部位別に図５に示す予備乾燥条件テーブルを参照し、該当する予備乾燥条件の熱風温度、風速および乾燥時間を抽出する（ステップ２）。本例の熱風吹き出し装置２１は３つの熱風吹き出し装置２１ａ〜２１ｃから構成され、互いに独立して熱風温度、風速および吹き出し時間が制御できるので、図５に示すように、測定された塗着固形分の値を５重量％間隔に分け、予備乾燥後の塗着固形分が理想的な値である９０〜９５重量％となるように、それぞれに適した熱風条件を検証しておき、これを用いて制御する。
【００３５】
ステップ３では、図５に示す予備乾燥条件テーブルから抽出された熱風温度、乾燥時間および熱風風速の各条件を、対応する熱風吹き出し装置２１ａ〜２１ｃへ送出する。これにより、各熱風吹き出し装置２１ａ〜２１ｃでは、自動車ボディＢの各部位の塗着固形分の測定値に応じた条件で予備乾燥が行われることになる。その結果、自動車ボディＢの全体にわたり中塗り塗膜の塗着固形分が理想値である９０〜９５重量％の範囲となったところで上塗り塗装が行われることになる。
【００３６】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る塗装方法を示す工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係る塗膜の乾燥装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る塗膜の乾燥装置を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る塗膜の乾燥装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る乾燥条件テーブルを示す図である。
【符号の説明】
１…乾燥装置
１１…塗着固形分測定装置（塗着固形分測定手段）
２１…熱風吹き出し装置（乾燥手段）
３１…制御装置（制御手段）
Ｂ…自動車ボディ
【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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