(57)【要約】【課題】中塗り塗装と上塗り塗装との間でシーリング材を塗布しても上塗り塗装の隠蔽性を高めることができる自動車ボディの製造方法を提供する。【解決手段】自動車ボディの所定部位に少なくとも下塗り塗料及び中塗り塗料を塗装して焼き付け硬化させたのち、自動車ボディの所定部位に、上塗り塗料の塗色に応じて調色された着色シーリング材を塗布し、さらに自動車ボディの所定部位に上塗り塗料を塗装して焼き付け硬化させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車ボディの所定部位に少なくとも下塗り塗料及び中塗り塗料を塗装して焼き付け硬化させたのち、前記自動車ボディの所定部位に、上塗り塗料の塗色に応じて調色された着色シーリング材を塗布し、さらに前記自動車ボディの所定部位に前記上塗り塗料を塗装して焼き付け硬化させることを特徴とする自動車ボディの製造方法。
【請求項２】
前記着色シーリング材は、前記上塗り塗料の塗色に応じて明度が調色されていることを特徴とする請求項１記載の自動車ボディの製造方法。
【請求項３】
前記着色シーリング材は、白色シーリング材と黒色シーリング材とを前記上塗り塗料の塗色に応じた混合比で混合されていることを特徴とする請求項１または２記載の自動車ボディの製造方法。
【請求項４】
前記着色シーリング材の明度が、前記上塗り塗料の明度と実質的に同一であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の自動車ボディの製造方法。
【請求項５】
前記下塗り塗料を塗装し、ウェットオンウェットで前記中塗り塗料を塗装し、これらを同時に焼き付け硬化させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の自動車ボディの製造方法。
【請求項６】
自動車ボディの所定部位に少なくとも下塗り塗料及び中塗り塗料を塗装して焼き付け硬化させたのち上塗り塗料を塗装する前に塗布され、前記上塗り塗料の塗色に応じて調色されたことを特徴とする自動車ボディ用着色シーリング材。
【請求項７】
前記上塗り塗料の塗色に応じて明度が調色されていることを特徴とする請求項６記載の自動車ボディ用着色シーリング材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、自動車ボディの製造方法及び着色シーリング材に関し、特に塗装ラインにおいて下塗り塗装、中塗り塗装及び上塗り塗装とともにパネル合わせ部やパネルエッジ部にシーリング材を塗布する工程を有する自動車ボディの製造方法及びこれに用いられる着色シーリング材に関する。
【０００２】
【背景技術】
自動車ボディの塗装ラインでは、エポキシ系樹脂を主剤とする電着塗料などが適用される下塗り塗装と、ポリエステル系樹脂を主剤とする中塗り塗料と、同じくポリエステル系塗料を主剤とする上塗り塗料の３種の塗料を用い、下塗り塗装を施したのちこれを焼き付け、硬化した下塗り塗膜の上に中塗り塗装を施したのちこれを焼き付け、硬化した中塗り塗膜の上に上塗り塗装を施したのちこれを焼き付けることで完成する、いわゆる３コート３ベーク系の塗装方法が採用されている。
【０００３】
また、自動車ボディを構成するパネルの合わせ部やパネルエッジ部に、塩化ビニル系樹脂からなるシーリング材を塗布して硬化させることで、パネル合わせ部等のシーリング及び防錆性が確保されている。こうしたシーリング材は、下塗り塗料を焼き付け硬化させたのち中塗り塗料を塗装する前の工程で塗布され、中塗り塗装前に設けられた専用乾燥炉または中塗り乾燥炉で硬化される。
【０００４】
ところで、こうした従来の３コート３ベーク塗装系では、下塗り塗装工程、中塗り塗装工程及び上塗り塗装工程のそれぞれに乾燥炉が必要とされるので、乾燥炉を設置するための広い工程スペースが必要となり、また乾燥炉で消費されるエネルギが自動車の生産コストに反映する。
【０００５】
そこで、これら３つの工程に設けられた乾燥炉を２つ以下に減じて上記問題を解決するために、下塗り塗装と中塗り塗装をウェットオンウェットで塗装することが検討されている。
【０００６】
しかしながら、下塗り塗装と中塗り塗装のウェットオンウェット塗装系を採用すると、シーリング材をウェット状態の下塗り塗膜上に塗布しなければならず、下塗り塗膜にシーリング材塗布工程で発生する塵埃などが付着するおそれがある。
【０００７】
このため、焼き付け硬化した中塗り塗膜上にシーリング材を塗布することも考えられるが、こうしたライン構成を採るとシーリング材には上塗り塗料しか塗布されないので、特に外板に位置するパネル合わせ部やパネルエッジ部においてはシーリング材の隠蔽性の問題が生じる。すなわち、上塗り塗料のみによってはシーリング材の色を隠蔽しきれず、完成車状態においてシーリング材が透けて見えるといった不具合が発生する。ちなみにこうした問題は、下塗り塗装と中塗り塗装とをウェットオンウェット塗装する場合に限らず、中塗り塗装と上塗り塗装との間でシーリング材を塗布する場合に生じ得る。
【０００８】
【発明の開示】
本発明は、中塗り塗装と上塗り塗装との間でシーリング材を塗布しても上塗り塗装の隠蔽性を高めることができる自動車ボディの製造方法及び着色シーリング材を提供することを目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、自動車ボディの所定部位に少なくとも下塗り塗料及び中塗り塗料を塗装して焼き付け硬化させたのち、前記自動車ボディの所定部位に、上塗り塗料の塗色に応じて調色された着色シーリング材を塗布し、さらに前記自動車ボディの所定部位に前記上塗り塗料を塗装して焼き付け硬化させることを特徴とする自動車ボディの製造方法が提供される。
【００１０】
また、本発明の第２の観点によれば、自動車ボディの所定部位に少なくとも下塗り塗料及び中塗り塗料を塗装して焼き付け硬化させたのち上塗り塗料を塗装する前に塗布され、前記上塗り塗料の塗色に応じて調色されたことを特徴とする自動車ボディ用着色シーリング材が提供される。
【００１１】
本発明では、中塗り塗料を焼き付け硬化させたのちシーリング材を塗布し、さらに上塗り塗料を塗装して焼き付け硬化させるが、シーリング材として上塗り塗料の塗色に応じて調色された着色シーリング材を用いているので、上塗り塗料のみによってもシーリング材を隠蔽することができる。
【００１２】
【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。
図１は本発明の実施形態に係る自動車ボディの製造方法を示す工程図である。本実施形態に係る自動車ボディの製造方法は、下塗り塗装、中塗り塗装及び上塗り塗装の３コート系の塗装系において、下塗り塗装と中塗り塗装とをウェットオンウェットで塗装し、これらを同時に焼き付けたのち上塗り塗装を施す、いわゆる３コート２ベークの塗装系を採用する。下塗り塗装と中塗り塗装に関していえば２コート１ベークの塗装系である。
【００１３】
すなわち、洗浄・前処理された被塗物である自動車ボディを電着槽に浸漬させることで電着塗装を施し、これを焼き付け硬化させることなく中塗りブースに搬送し、未硬化の電着塗膜上に中塗り塗料を塗装したのち、中塗り乾燥炉にてこれら未硬化の電着塗膜及び中塗り塗膜を同時に焼き付ける。
【００１４】
ここで、本実施形態で用いられる電着塗料と中塗り塗料は、電着塗料の硬化温度Ｔ１が中塗り塗料の硬化温度Ｔ２よりも低いか同等である。従来の電着塗料の硬化条件は１７０℃×２０分保持が一般的であり、また中塗り塗料の硬化条件は１４０℃×２０分保持が一般的であるが、本実施形態では、たとえば電着塗料の硬化温度Ｔ１を１４０℃とし、中塗り塗料の硬化温度Ｔ２を１７０℃とする。それぞれの硬化温度保持時間については特に限定されないが、たとえば何れも２０分以上である。またはこれに代えて、電着塗料の硬化温度Ｔ１と中塗り塗料の硬化温度Ｔ２を何れも１４０℃または１７０℃とする。
【００１５】
電着塗料の硬化温度Ｔ１を既存の電着塗料の硬化温度に比べて低温化させる手法としては、たとえば、電着塗料が基体樹脂としてのエポキシ系樹脂と、架橋剤としてのブロックポリイソシアネートとを含む材質である場合には、ブロックポリイソシアネートをブロックするアルコール系ブロック剤に、既存のアルコール系ブロック剤より短いアルキル基のアルコール系ブロック剤を採用する。短いアルキル基のアルコール系ブロック剤を用いることでブロック剤の解離温度が低下し、これにより電着塗料の反応温度を低温化させることができる。
【００１６】
また、中塗り塗料の硬化温度Ｔ２を既存の中塗り塗料の硬化温度に比べて高温化させる手法としては、たとえば、中塗り塗料が水酸基とカルボキシル基とを有する基体樹脂と、架橋剤としてのブロックポリイソシアネートとを含む材質である場合には、ブロックポリイソシアネートをブロックするアルコール系ブロック剤に、既存のアルコール系ブロック剤より長いアルキル基のアルコール系ブロック剤を採用する。長いアルキル基のアルコール系ブロック剤を用いることでブロック剤の解離温度が上昇し、これにより中塗り塗料の反応温度を高温化させることができる。
【００１７】
また、中塗り塗料の硬化温度を高温化させる他の手法として、中塗り塗料が水酸基とカルボキシル基とを有する基体樹脂と、架橋剤としてのブロックポリイソシアネートとを含む材質である場合には、中塗り塗料中に中和しているアミンについて既存のアミンよりも高沸点のアミンを採用する。これによりアミンと水との結合力が低下し、極力長い時間カルボキシル基をブロックすることができるので、中塗り塗料の反応温度を高温化させることができる。
【００１８】
なお、本実施形態では、電着塗料の硬化温度を１４０℃、中塗り塗料の硬化温度を１７０℃としたが、この具体的数値は特に限定されるものではなく、本発明の自動車ボディの製造方法では任意の数値にすることもできる。
【００１９】
特に本実施形態では、下塗り塗料と中塗り塗料とを同時に焼き付け硬化させたのち上塗り塗料を塗装する前に、自動車ボディのパネル合わせ部やパネルエッジ部に塩化ビニル系樹脂を主剤とするシーリング材を塗布し、上塗り乾燥炉にて上塗り塗料と同時に硬化させる。またはこれに代えて、上塗り塗装の前にシーリング材の乾燥炉を設けてシーリング材を硬化させたのち、上塗り塗料を塗装する。
【００２０】
シーリング材を塗布する部位としては、たとえば図５及び図６に示す自動車ボディＢのフード１、フロントドア２、リヤドア３、トランクリッド４などのヘミングエッジ部（同図に点線で示す。）や、ボディＢを構成するパネル合わせ部であるが、後述する着色シーリング材は、少なくともボディＢの外板に露出する、すなわち完成車状態で視認可能な部位に塗布する。たとえば、上述したフード１、フロントドア２、リヤドア３、トランクリッド４などのヘミングエッジ部などである。フロアなどのパネル合わせ部はフロアカーペットなどの艤装部品が装着されるとそれによって隠れるので、従来のシーリング材を適用しても良い。
【００２１】
本実施形態で用いられる着色シーリング材は、その自動車ボディに塗装される上塗り塗料の塗色（外板色）に応じた明度となるように、白色シーリング材と黒色シーリング材とを適量に混合して塗布される。たとえば、上塗り塗料の塗色を濃彩色〜淡彩色といった幾つかの段階に分類し、この明度に応じた白色シーリング材と黒色シーリング材との混合比を予め求めておき、シーリング材塗布工程に搬入されたボディの塗色データに応じてシーリング材塗布ノズルから吐出される着色シーリング材の色目を調色する。
【００２２】
図７及び図８にこのシステムの一例を示す。
図７に示すように、塗装ラインに搬入されるボディＢの塗装仕様は、各ボディＢに装着された記憶装置１１に記録されており、シーリング材塗布工程の入口またはその前工程に設置された生産管理装置１２により記録内容が読み出される。生産管理装置１２は、この読み出された塗装仕様の中から上塗り塗料の塗色を抽出し、シーリング材着色制御装置１３に送出する。
【００２３】
シーリング材着色制御装置１３には、各シーリングガン１５に対応した端子盤１４が接続され、自動車ボディＢの搬送にしたがって適宜データを送出する。
【００２４】
図８に示すように、各シーリングガン１５には白色シーリング材を供給するホース１６と黒色シーリング材を供給するホース１７とが接続され、シーリングガン１５の手元で２種類のシーリング材が混合され、混合されたシーリング材がノズル１８から吐出するようになっている。２本のホース１６，１７の基端はマニホールド１９を介してバルブ２０，２１に接続され、さらに図７に示す圧送ポンプ２２，２３を介して白色シーリング材が収容されたタンク２４と黒色シーリング材が収容されたタンク２５に接続されている。また、それぞれのタンク２４，２５とバルブ２０，２１との間にはシーリング材の流量を計測してこの計測データを端子盤１４に送出する流量計２６，２７が設けられ、この流量計２６，２７によってシーリング材の実際の流量を計測しながらバルブ２０，２１の開度を制御することで、白色シーリング材と黒色シーリング材との混合比を正確に制御する。制御を簡素化するために、白色シーリング材の流量を一定量とし、黒色シーリング材の流量を上塗り塗料の塗色に応じて適宜変更することもできる。
【００２５】
なお、バルブ２０，２１からシーリングガン１５までのホース１６，１７内にシーリング材が残存するため、一台のボディにシーリング材を塗布したのち次のボディが異なる混合比のボディである場合にはこれを廃棄する必要があるが、一台当たりに必要なシーリング材の塗布量は既知であることから、流量計２６，２７を用いて計測しておく（つまりバルブの部分で次のボディを含めた先送り制御をする。）ことで次のボディに対する制御も連続して行うことができる。
【００２６】
図９に、本実施形態における上塗り塗料の塗色に応じた白色シーリング材と黒色シーリング材との混合比のグラフを示す。本例では、シーリングガン１５のノズル１８から吐出される着色シーリング材の色目（明度）をＬ１００，Ｌ８０，Ｌ６０，Ｌ４０，Ｌ２０の５段階に設定し、Ｌ１００の場合は白色シーリング材のみ（黒色シーリング材無し）、Ｌ２０の場合は黒色シーリング材のみ（白色シーリング材無し）とし、その間の段階を同図に示す混合比とする。たとえば、上塗り塗料の塗色がホワイトである場合はＬ１００の着色シーリング材をボディに塗布し、上塗り塗料の塗色がブラックの場合はＬ２０の着色シーリング材をボディに塗布する。
【００２７】
次に本実施形態の自動車ボディの製造方法を適用した塗装ラインの一例を説明する。図２は本発明の実施形態に係る自動車ボディの製造方法を適用した塗装ラインを示す図、図３は本発明の実施形態に係る中塗り乾燥炉における時間と温度との関係及び時間と粘度との関係を示すグラフ、図４は本発明の実施形態に係る中塗り乾燥炉における設定温度を示す図である。
【００２８】
ホワイトボディとして組み立てられた自動車ボディは、車体組立工程から塗装工場に搬入され、最初の前処理ブース１にて、ボディに付着した油や塵埃が除去されるとともに、ボディを構成する鋼板表面に防錆用化成被膜が形成される。
【００２９】
前処理ブース１を通過することで清浄及び化成被膜が形成されたボディは、電着塗料が満たされた電着塗装槽２に搬送され、電着塗料に浸漬される。電着塗装槽２では電着塗料に高電圧が印加されることにより電着塗料が電気泳動し、これによりボディに電着塗膜が形成される。電着塗装槽２を出槽したボディは、電着水洗ブース３に搬入され、ここでボディに付着した余分な電着塗料が洗い流される。ここで、硬化条件を１４０℃×２０分保持（または中塗り塗料の硬化条件と同じ１７０℃×２０分保持でも良い。）とした電着塗料を電着塗装槽２に満たしておく。
【００３０】
従来の塗装方法では、電着水洗を終了したボディを電着乾燥炉に搬入し、電着塗膜を焼き付け硬化させるが、本実施形態では電着乾燥炉を設けずに、電着塗膜が未硬化の状態でボディを中塗りブース４へ搬入する。なお、既存の塗装ラインをそのまま使用する場合には、電着乾燥炉の運転を停止して未硬化の電着塗膜が形成されたボディをそのまま通過させる。
【００３１】
中塗りブース４では、硬化条件を１７０℃×２０分保持（または電着塗料の硬化条件と同じ１４０℃×２０分保持でも良い。）にした中塗り塗料をボディに塗装する。塗装方法は特に限定されず、ベル式塗装ガンやスプレー式塗装ガンなどを用いて塗装する。また、中塗り塗料の材質も特に限定されず、水系塗料及び有機溶剤系塗料の何れも使用することができるが、電着塗料が水系塗料である場合には中塗り塗料も水系塗料を用いることがより好ましい。
【００３２】
未硬化の電着塗膜の上に中塗り塗料が塗布されたボディは中塗り乾燥炉５に搬入され、ここで電着塗膜及び中塗り塗膜が同時に焼き付け硬化される。
【００３３】
ここで、電着塗料の硬化温度を１４０℃、中塗り塗料の硬化温度を１７０℃にした場合には、中塗り乾燥炉５の設定温度は、図４に示すように入口側の第１ゾーンを電着塗料の硬化温度以上かつ中塗り塗料の硬化温度未満である、たとえば１４０℃に設定し、出口側の第２ゾーンを中塗り塗料の硬化温度以上である１７０℃に設定することが望ましい。ただし、これら１４０℃及び１７０℃という数値は本発明を限定するものではない。
【００３４】
図３は、このように設定された中塗り乾燥炉５におけるボディの昇温曲線と塗膜の粘度曲線を示すグラフであり、本実施形態では電着塗料の硬化温度Ｔ１が中塗り塗料の硬化温度Ｔ２よりも低いので、同図上に示すようにボディ温度が１４０℃近傍に達したときに、電着塗膜のみが硬化反応を開始する。この状態では中塗り塗膜の硬化反応は開始されていない。
【００３５】
そして、同図下の粘度曲線に示すように、中塗り乾燥炉５の第１ゾーンでは、電着塗膜及び中塗り塗膜ともに、それぞれに含まれた溶剤成分が温度上昇にともなって蒸発し、これによる粘度上昇が観察されるが、ボディ温度が電着塗料のガラス転移点を超えると電着塗膜の粘度が一旦低下する。
【００３６】
さらにボディ温度が１７０℃近傍まで達すると、電着塗膜の硬化は終期を迎えるとともに中塗り塗料のガラス転移点を超えたところで中塗り塗膜の粘度が一旦低下し、ここで中塗り塗膜の塗肌が平滑になる。このとき、下層にある電着塗膜は硬化をほぼ終了しているので、中塗り塗膜の平滑性はそのまま維持されることになる。そして、さらにボディ温度が上昇すると中塗り塗膜は硬化反応を開始し、これにより中塗り塗膜の粘度が再び上昇する。
【００３７】
中塗り乾燥炉５を通過したボディには、硬化した電着塗膜及び中塗り塗膜が形成され、次にこれをシーリング材塗布工程８に搬入する。このシーリング材塗布工程８では、上述したシーリング材着色システムを用いて自動車ボディの所定部位に上塗り塗料の塗色に応じた着色シーリング材を塗布する。
【００３８】
シーリング材を塗布したら、次に自動車ボディを上塗りブース６に搬入する。上塗りブース６では従来公知の方法により上塗り塗料が塗装され、次の上塗り乾燥炉７にてシーリング材及び上塗り塗膜が焼き付け硬化される。このとき、図５及び図６に示すパネル合わせ部やパネルエッジ部にシーリング材が塗布されているが、このシーリング材の上に上塗り塗料を塗装する。
【００３９】
以上のように、本実施形態の塗装方法によれば、従来必要とされた電着乾燥炉が不要となるので、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、電着乾燥炉にて使用されていた熱エネルギーも不要となるので生産コストを低減させることができる。
【００４０】
これに加えて、電着塗膜と中塗り塗膜とが同一の硬化条件又は電着塗膜の方が中塗り塗膜よりも先に焼き付け硬化するので、ワキ不具合や肌不良といった塗装不具合を防止することができる。
【００４１】
さらに、シーリング材として上塗り塗料の塗色に応じて調色された着色シーリング材を用いているので、上塗り塗料のみによってもシーリング材を隠蔽することができる。
【００４２】
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。
【００４３】
たとえば、上述した実施形態では下塗り塗料と中塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装してこれらを同時に焼き付け硬化させる３コート２ベーク塗装系を例に挙げたが、本発明の自動車ボディの製造方法は、下塗り塗料を塗装してこれを焼き付け硬化させたのち、中塗り塗料を塗装してこれを焼き付け硬化させる３コート３ベーク塗装系にも適用することができる。要するに、中塗り塗装と上塗り塗装との間でシーリング材を塗布する工程を有する製造方法の全てに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る自動車ボディの製造方法を示す工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係る自動車ボディの製造方法を適用した塗装ラインを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る自動車ボディの製造方法の中塗り乾燥炉における時間と温度との関係及び時間と粘度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係る自動車ボディの製造方法の中塗り乾燥炉における設定温度を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る自動車ボディの製造方法を適用して好ましい車体部位（車体全体）を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る自動車ボディの製造方法を適用して好ましい車体部品を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る自動車ボディの製造方法で用いられるシーリング材着色システムを示す概略図である。
【図８】本発明の実施形態に係る自動車ボディの製造方法で用いられるシーリング材着色システムを示す詳細図である。
【図９】本発明の実施形態に係る自動車ボディの製造方法で用いられるシーリング材の混合比を示すグラフである。
【符号の説明】
１…前処理ブース
２…電着塗装槽
３…電着水洗ブース
４…中塗り塗装ブース
５…中塗り乾燥炉
６…上塗り塗装ブース
７…上塗り乾燥炉
８…シーリング材塗布工程
【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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【図９】
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