(57)【要約】【課題】鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能な塗装方法を提供する。【解決手段】自動車ボディＢを電着塗料で満たされた電着塗装槽に浸漬して高電圧を印加することにより電着塗膜層２０を形成し、この電着塗膜層２０を焼き付け硬化した後に当該電着塗膜層２０の表面に中塗り塗料を塗布して中塗り塗膜層３０を形成し、未硬化の当該中塗り塗膜層３０の表面に上塗りベース塗料を塗布して、上塗りベース塗膜層６０を形成し、未硬化の当該上塗りベース塗膜層６０の表面に上塗りクリア塗料を塗布して、上塗りクリア塗膜層７０を形成し、未硬化な中塗り塗膜層３０、上塗りベース塗膜層６０、及び、上塗りクリア塗膜層７０を同時に焼き付けて硬化させる塗装方法であって、中塗り塗膜層３０は平均粒子径３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含んでいる。【選択図】図３
2005211791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下塗り塗料を被塗物に塗布して下塗り塗膜層を形成した後に、前記下塗り塗膜層に中塗り塗料を塗布して中塗り塗膜層を形成し、未硬化の前記中塗り塗膜層に上塗り塗料を塗布して上塗り塗膜層を形成する塗装方法であって、
少なくとも前記下塗り塗膜層より上層に、平均粒子径３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含む着色塗膜層を形成する塗装方法。
【請求項２】
前記着色塗膜層は、前記中塗り塗膜層である請求項１記載の塗装方法。
【請求項３】
前記着色塗膜層は、前記下塗り塗膜層と前記中塗り塗膜層との間に形成されている請求項１記載の塗装方法。
【請求項４】
前記着色塗膜層は、前記中塗り塗膜層と前記上塗り塗膜層との間に形成されている請求項１記載の塗装方法。
【請求項５】
前記着色塗膜層に含有されている前記微粒化着色材のガラス転移点Ｔｇは、１０℃〜１２０℃である請求項１〜４の何れかに記載の塗装方法。
【請求項６】
前記上塗り塗料は、上塗りベース塗料と上塗りクリア塗料とを含み、
未硬化の前記中塗り塗膜層に前記上塗りベース塗料を塗布して上塗りベース塗膜層を形成し、さらに、未硬化の前記上塗りベース塗膜層に前記上塗りクリア塗料を塗布して上塗りクリア塗膜層を形成する請求項１〜５の何れかに記載の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車ボディ等に適用して好ましい塗装方法に関し、特に、中塗り塗料と上塗り塗料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る２コート１ベーク系の塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車ボディの塗装系は、エポキシ系樹脂を主剤とする電着塗料等が適用される下塗り塗料と、ポリエステル系樹脂を主剤とする中塗り塗料と、同様にポリエステル系塗料を主剤とする上塗り塗料の３種類の塗料を用い、下塗り塗装を施した後にこれを焼き付け、当該硬化した下塗り塗膜層の上に中塗り塗装を施した後にこれを焼き付け、当該硬化した中塗り塗膜層の上に上塗り塗装を施した後にこれを焼き付けることで完成する、所謂、３コート３ベーク系の塗装方法が採用されている。
【０００３】
ところが、こうした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に乾燥炉がそれぞれ必要とされるので、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される。
【０００４】
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とをウェットオンウェットで塗装する方法や、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方法（例えば、特許文献１参照）が検討されている。
【０００５】
しかしながら、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し、これらを同時に焼き付ける塗装系では、中塗り塗膜層の表面を平滑化するサンディング工程を設けることが出来ないため、下塗り塗膜層や中塗り塗膜層の表面に形成されたラウンド等の凹凸が上塗り塗膜層の表面に現れ、その結果、鮮映性に代表される上塗り塗膜層の平滑性が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１５３８０５号公報
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能な塗装方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、下塗り塗料を被塗物に塗布して下塗り塗膜層を形成した後に、前記下塗り塗膜層に中塗り塗料を塗布して中塗り塗膜層を形成し、未硬化の前記中塗り塗膜層に上塗り塗料を塗布して上塗り塗膜層を形成する塗装方法であって、少なくとも前記下塗り塗膜層より上層に、平均粒子径３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含む着色塗膜層を形成する塗装方法が提供される。
【０００７】
本発明では、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に際して、平均粒子径３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含む着色塗膜層を少なくとも下塗り塗膜層より上層に形成する。この微粒化着色材は微細化されているので、当該微粒化着色材を含有した着色塗膜層は表面の平滑性に優れている。そのため、この着色塗膜層を下塗り塗膜層より上層に形成することにより、下塗り塗膜層や中塗り塗膜層で生じたラウンドが、当該着色塗膜層で上層に対してリセットされて、上塗り塗膜層の表面へのラウンドの出現が抑制され、この上塗り塗膜層の表面の平滑性が向上するので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用の乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に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出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
［第１実施形態］
以下に本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る塗装方法を示す工程図、図２は図１の中上塗り塗装工程のラインの一例を示す平面図、図３は本発明の第１実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。
【０００９】
以下に説明する本発明の第１実施形態に係る塗装方法は、下塗り塗装、中塗り塗装、及び、上塗り塗装の３コート塗装系において、下塗り塗料を塗布して焼き付けて硬化させた後に、中塗り塗料と上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗布し、これらを同時に焼き付けて硬化させる、所謂、３コート２ベークの塗装系である。
【００１０】
中塗り塗装及び上塗り塗装に関して言えば、２コート１ベークの塗装系であり、より詳しくは、例えば、上塗り塗料がソリッド系塗料の場合には２コート１ベークであり、例えば、上塗り塗料がメタリック系塗料等のように上塗りベース塗料と上塗りクリア塗料とを含む場合には３コート１ベークである。以下の第１実施形態では、この上塗り塗料がベース塗料及びクリア塗料を含む場合について説明する。
【００１１】
本実施形態に係る塗装方法では、先ず、ホワイトボディとして組み立てられた自動車ボディＢが車体組立工程から塗装工場に搬入され、図１に示すように、最初に前処理工程１において、当該ボディＢに付着した油や塵埃が除去されると共に、当該ボディＢを構成する鋼板表面に防錆用の化成皮膜が形成される。
【００１２】
前処理工程１を経て洗浄及び化成皮膜が形成される自動車ボディＢ（被塗物）は、電着塗装工程２において、電着塗料で満たされた電着塗装槽に浸漬される。この電着塗装槽では、電着塗料に例えば３００Ｖの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Ｂに未硬化の電着塗膜層２０（下塗り塗膜層、図３参照）が形成される。
【００１３】
この電着塗装工程２で塗布される電着塗料としては、エポキシ系樹脂（アミン付加エポキシ樹脂に代表されるポリアミン樹脂を含む。）、アクリル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、アルキド系樹脂、ポリエステル系樹脂等を主成分とし、これに着色材や硬化剤等を添加してなるカチオン型電着塗料又はアニオン型電着塗料を例示することが出来る。アニオン型電着塗料の場合は被塗物側を正極、電着塗料側を陰極とし、カチオン型電着塗料の場合には被塗物側を陰極、電着塗料側を正極とする。また、この電着塗料に添加されている硬化剤としては、ブロックポリイソシアネート化合物、アミノ樹脂等を挙げることが出来る。
【００１４】
次いで、電着塗装工程２の電着塗装槽から出槽したボディＢは、電着水洗工程３において、ボディＢに付着した余分な電着塗料が洗い流される。
【００１５】
電着水洗を終了したボディＢは、次に、下塗り焼付工程４において、電着乾燥炉に搬入され、例えば、１６０℃〜１８０℃で１５分〜３０分焼き付けて電着塗膜層２０を硬化させた後に、中上塗り塗装工程５に搬入される。このように形成された電着塗膜層２０は、図３に示すように、積層塗膜１０の最下層を構成しており、その膜厚は例えば１０〜４０μｍである。
【００１６】
中上塗り塗装工程５では、先ず、中塗り塗装工程６において、図２に示すように、硬化した電着塗膜層２０の表面に中塗り塗装装置６ａが中塗り塗料を塗布して中塗り塗膜層３０（図３参照）を形成し、中塗り用フラッシュオフ装置６ｂが中塗り塗膜層３０をフラッシュオフした後に、当該中塗り塗膜層３０を焼き付け硬化させることなく、上塗りベース塗装工程７に搬出する。この中塗り塗装工程５で成膜される中塗り塗膜層３０は、図３に示すように、積層塗膜１０において電着塗膜層２０の上層を形成しており、焼き付け硬化後のその膜厚は、例えば１５〜４５μｍである。
【００１７】
この中塗り塗装工程６で塗布される中塗り塗料としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂等を主成分とし、これに着色材や添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料若しくは２液硬化型塗料を溶剤で希釈したものや水性タイプを例示することが出来る。
【００１８】
本実施形態に係るこの中塗り塗料には、着色材として、例えば既存の着色材を微細化した、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材のみが添加されている。
【００１９】
本実施形態では、このような微細化された微粒化着色材のみを着色材として中塗り塗料に含有させることにより、表面の平滑性に優れた中塗り塗膜層３０を形成することが出来、この中塗り塗膜層３０を下塗り塗膜層２０の表面に形成することにより、下塗り塗膜層２０で生じたラウンドを当該中塗り塗膜層３０で上層に対してリセットすることが出来るので、積層塗膜１０の表面へのラウンドの出現が抑制され、この積層塗膜１０の平滑性を向上させることが可能となる。
【００２０】
なお、微粒化着色材の平均粒子径を３０ｎｍより小さく微細化することは現実的に困難である。また、平均粒子径が１μｍを超えると、下塗り塗膜層２０に生じているラウンドを上層に対してリセットする程の中塗り塗膜層３０の平滑性を確保することが出来ない。
【００２１】
本実施形態に係る中塗り塗料に含有された微粒化着色材は、中塗り塗膜層３０の焼き付け温度より低いガラス転移点Ｔｇを有しており、具体的には、１０℃〜１２０℃のガラス転移点Ｔｇを有している。
【００２２】
本実施形態では、中塗り塗料に含有される微粒化着色材が、１０℃〜１２０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、中塗り塗膜層３０の焼き付け時に微粒化着色材が変形して、当該微粒化着色材の粒子が変形してさらに小さくなり、中塗り塗膜層３０の平滑性がさらに向上するので、積層塗膜１０の表面の平滑性がさらに向上する。
【００２３】
この中塗り塗料に添加されている添加剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のワックス類や、分散剤等を例示することが出来、溶剤としては、水又は芳香族炭化水素系溶剤若しくは炭化水素系溶剤（エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤等）を例示することが出来る。
【００２４】
次いで、上塗りベース塗装工程７において、上塗りベース用塗装装置７ａが、未硬化な中塗り塗膜層３０の表面に、上塗りベース塗料をウェットオンウェットで塗布して上塗りベース塗膜層６０（図３参照）を形成し、上塗りベース用フラッシュオフ装置７ｂが上塗りベース塗膜層６０をフラッシュオフした後に、当該中塗り塗膜及び上塗りベース塗膜層６０を焼き付け硬化させることなく、上塗りクリア塗装工程８に搬出する。この上塗りベース塗装工程７で成膜される上塗りベース塗膜層６０は、積層塗膜１０において中塗り塗膜層３０の上層を構成しており、焼き付け硬化後のその膜厚は、例えば１５〜４５μｍである。
【００２５】
この上塗りベース塗装工程７で塗布される上塗りベース塗料としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂等を主成分とし、これに着色材や添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料若しくは２液硬化型塗料を溶剤で希釈したものや水性タイプを例示することが出来る。
【００２６】
また、この上塗りベース塗料に添加されている添加剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のワックス類や、分散剤等を例示することが出来、溶剤としては、水又は芳香族炭化水素系溶剤若しくは炭化水素系溶剤（エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤等）を例示することが出来る。
【００２７】
次いで、上塗りクリア塗装工程８において、上塗りクリア用塗装装置８ａが、未硬化の上塗りベース塗膜層６０の表面に、上塗りクリア塗料をウェットオンウェットで塗布した後に、中塗り塗膜層３０、上塗りベース塗膜層６０、及び、上塗りクリア塗膜層７０を焼き付け硬化させることなく、セッティングブース８ｂに搬出する。この上塗りクリア塗装工程８で成膜される上塗りクリア塗膜層７０は、図３に示すように、積層塗膜１０の最上層を構成しており、焼き付け硬化後のその膜厚は、例えば１５〜４５μｍである。
【００２８】
この上塗りクリア塗装工程８で塗布される上塗りクリア塗料としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂等を主成分とし、これに着色材や添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料若しくは２液硬化型塗料を溶剤で希釈したものや水性タイプを例示することが出来る。
【００２９】
この上塗りクリア塗料に添加されている添加剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のワックス類や、分散剤等を例示することが出来、溶剤としては、水又は芳香族炭化水素系溶剤若しくは炭化水素系溶剤（エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤等）を例示することが出来る。
【００３０】
なお、図２に示す各塗装装置６ａ〜８ａは、例えば、自動塗装装置や塗装ロボット等であり、その塗布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等を用いて塗装する。
【００３１】
中上塗り塗装工程５にて、中塗り塗料、上塗りベース塗料、及び、上塗りクリア塗料がウェットオンウェットで塗布された自動車ボディＢは、セッティングブース８ｂから中上塗り焼付工程９の中上塗り乾燥炉９ａ内に搬入され熱風が吹き付けられて、例えば８０℃〜１６０℃で１０分〜３０分焼き付けることで、中塗り塗膜層３０、上塗りベース塗膜層６０、及び、上塗りクリア塗膜層７０が同時に硬化される。
【００３２】
以上のように、本実施形態に係る塗装方法では、既存の着色材の代わりに、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を中塗り塗料に含有させて、表面の平滑性に優れた中塗り塗膜層を、下塗り塗膜層の表面に形成することにより、下塗り塗膜層で生じたラウンドがこの中塗り塗膜層で上層に対してリセットされ、積層塗膜の表面へのラウンドの出現が抑制され、この積層塗膜の平滑性が向上するので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用の乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に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出来る。
【００３３】
また、本実施形態に係る塗装方法では、中塗り塗料に含有される微粒化着色材が、１０℃〜１２０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、当該中塗り塗膜層の焼き付け時に微粒化着色材が変形して、当該微粒子着色材の粒子が変形してさらに小さくなり、中塗り塗膜層の平滑性がさらに向上するので、積層塗膜の表面の平滑性をさらに向上させることが出来る。
【００３４】
［第２実施形態］
図４は本発明の第２実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。
【００３５】
本実施形態に係る積層塗膜１０’は、図４に示すように、自動車ボディＢの表面に形成された電着塗膜層２０と、この電着塗膜層２０の表面に形成された着色塗膜層５０と、この着色塗膜層５０の表面に形成された中塗り塗膜層４０と、この中塗り塗膜層４０の表面に形成された上塗りベース塗膜層６０と、この上塗りベース塗膜層６０の表面に形成された上塗りクリア塗膜層７０とから構成されている。
【００３６】
本実施形態に係る積層塗膜１０’は、図３に示す第１実施形態に係る積層塗膜１０において微粒化着色材を含有した中塗り塗膜層３０を、図４に示すように、微粒化着色材を含有した着色塗膜層５０、及び、微粒化着色材を含有しない中塗り塗膜層４０に変更したものであり、電着塗膜層２０、上塗りベース塗膜層６０、及び、上塗りクリア塗膜層７０は第１実施形態と同様であるため、それらの詳細な説明は省略する。
【００３７】
本実施形態に係る積層塗膜１０’の着色塗膜層５０及び中塗り塗膜層４０は、図１の中塗り塗装工程６において形成される。
【００３８】
本実施形態に係る中塗り塗装工程６では、下塗り焼付工程４において電着塗膜層２０が焼き付け硬化された後に、先ず、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂等を主成分とし、これに着色材や添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料若しくは２液硬化型塗料を溶剤で希釈したものや水性タイプのものが、中塗り用塗装装置６ａにより、電着塗膜層２０の表面に塗布されて、着色塗膜層５０が形成され、次いで、未硬化な着色塗膜層５０の表面に中塗り塗料が中塗り用塗装装置６ａによりウェットオンウェットで塗布されて、中塗り塗膜層４０が形成される。この中塗り塗装工程６で成膜される中塗り塗膜層４０の焼き付け硬化後の膜厚は、第１実施形態と同様に、例えば１５〜４５μｍであり、着色塗膜層５０の焼き付け硬化後の膜厚は、例えば３０〜４５μｍである。
【００３９】
この着色塗膜層５０を形成する塗料には、着色材として、例えば既存の着色材を微細化した、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材のみが添加されている。これに対し、本実施形態に係る中塗り塗料には、微粒化着色材ではなく、平均粒子径が１μｍを超える通常の着色材が添加されている。
【００４０】
本実施形態では、着色塗膜層５０に３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含有させることにより、表面の平滑性に優れた着色塗膜層５０が得られ、この着色塗膜層５０を電着塗膜層２０の表面に形成することにより、電着塗膜層２０で生じたラウンドがこの着色塗膜層５０で上層に対してリセットされるので、積層塗膜１０’の表面へのラウンドの出現が抑制され、この積層塗膜１０’の表面の平滑性が向上する。
【００４１】
なお、微粒化着色材の平均粒子径を３０ｎｍより小さく微細化することは現実的に困難である。また、平均粒子径が１μｍを超えると、電着塗膜層２０で生じたラウンドを上層に対してリセットする程の着色塗膜層５０の平滑性を確保することが出来ない。
【００４２】
また、本実施形態に係る着色塗膜層５０に含有された微粒化着色材は、着色塗膜層５０の焼き付け温度より低いガラス転移点Ｔｇを有しており、具体的には１０℃〜１２０℃のガラス転移点Ｔｇを有している。
【００４３】
このように本実施形態では、着色塗膜層５０に含有される微粒化着色材が、１０℃〜１２０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、この着色塗膜層５０の焼き付け時に微粒化着色材が変形して、当該微粒化着色材の粒子が変形してさらに小さくなり着色塗膜層５０の平滑性がさらに向上するので、積層塗膜１０’の表面の平滑性がさらに向上する。
【００４４】
この着色塗膜層５０を形成する塗料に添加されている添加剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のワックス類や、分散剤等を例示することが出来、溶剤としては、水又は芳香族炭化水素系溶剤若しくは炭化水素系溶剤（エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤等）を例示することが出来る。
【００４５】
中塗り塗膜層４０が形成されて中塗り用フラッシュオフ装置６ｂによりフラッシュオフされた後は、上塗りベース塗装工程７に搬出されて、以降、第１実施形態と同様に、上塗りベース塗装工程７にて、未硬化の中塗り塗膜層４０の表面に上塗りベース塗料がウェットオンウェットで塗布されて上塗りベース塗膜層６０が形成され、上塗りクリア塗装工程８にて、未硬化の上塗りベース塗膜層６０の表面に上塗りクリア塗料がウェットオンウェットで塗布されて上塗りクリア塗膜層７０が形成され、中上塗り焼付工程９にて、着色塗膜層５０、中塗り塗膜層４０、上塗りベース塗膜層６０、及び、上塗りクリア塗膜層７０が同時に焼き付けられて硬化される。従って、本実施形態に係る塗装方法では、中上塗り塗装系に関して言えば４コート１ベークとなっている。
【００４６】
以上のように、本実施形態に係る塗装方法では、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含有した着色塗膜層を、下塗り塗膜層の表面に形成することにより、下塗り塗膜層で生じたラウンドがこの着色塗膜層で上層に対してリセットされ、積層塗膜の表面へのラウンドの出現が抑制され、この積層塗膜の表面の平滑性が向上するので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用の乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に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出来る。
【００４７】
また、本実施形態に係る塗装方法では、着色塗膜層に含有される微粒化着色材が、１０℃〜１２０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、この着色塗膜層の焼き付け時に微粒化着色材が変形して、当該微粒化着色材の粒子が変形してさらに小さくなり、着色塗膜層の平滑性がさらに向上するので、積層塗膜の表面の平滑性をさらに向上させることが出来る。
【００４８】
［第３実施形態］
図５は本発明の第３実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。
【００４９】
本実施形態に係る積層塗膜１０”は、図５に示すように、自動車ボディＢの表面に形成された電着塗膜層２０と、この電着塗膜層２０の表面に形成された中塗り塗膜層４０と、この中塗り塗膜層４０の表面に形成された着色塗膜層５０と、この着色塗膜層４０の表面に形成された上塗りベース塗膜層６０と、この上塗りベース塗膜層６０の表面に形成された上塗りクリア塗膜層７０とから構成されている。
【００５０】
本実施形態に係る積層塗膜１０”は、図３に示す第１実施形態に係る積層塗膜１０において微粒化着色材を含有した中塗り塗膜層３０を、図５に示すように、微粒化着色材を含有しない中塗り塗膜層４０、及び、微粒化着色材を含有した着色塗膜層５０に変更したもの、即ち、図４に示す第２実施形態に係る着色塗膜層５０と中塗り塗膜層４０との積層順序を入れ替えたものであり、電着塗膜層２０、上塗りベース塗膜層６０、及び、上塗りクリア塗膜層７０は第１実施形態と同様であるため、それらの詳細な説明は省略する。
【００５１】
本実施形態に係る積層塗膜１０”の中塗り塗膜層４０は、図１の中塗り塗装工程６にて形成され、着色塗膜層５０は、図１の上塗りベース塗装工程７にて形成される。
【００５２】
本実施形態に係る中塗り塗装工程６では、下塗り焼付工程４において電着塗膜層２０が焼き付け硬化された後に、中塗り用塗装装置６ａが電着塗膜層２０の表面に中塗り塗料を塗布して中塗り塗膜層４０を形成し、中塗り用フラッシュオフ装置６ｂが中塗り塗膜層４０をフラッシュオフした後に、当該中塗り塗膜層４０を焼き付け硬化させることなく、上塗りベース塗膜工程７に搬出する。なお、この中塗り塗膜層４０を形成する中塗り塗料は、第２実施形態と同様の塗料である。
【００５３】
そして、上塗りベース塗装工程７において、先ず、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂等を主成分とし、これに着色材や添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料若しくは２液硬化型塗料を溶剤で希釈したものや水性タイプのものが、上塗りベース用塗装装置７ａにより、未硬化な中塗り塗膜層４０の表面に塗布されて、着色塗膜層５０が形成され、次いで、未硬化な着色塗膜層５０の表面に上塗りベース塗料が上塗りベース用塗装装置７ａによりウェットオンウェットで塗布されて、上塗りベース塗膜層６０が形成される。なお、中塗り塗装工程６で成膜される中塗り塗膜層４０の焼き付け硬化後の膜厚は、第２実施形態と同様に、例えば１５〜４５μｍであり、上塗りベース塗装工程７で成膜される着色塗膜層５０の焼き付け硬化後の膜厚は、第２実施形態と同様に例えば３０〜４５μｍである。
【００５４】
この着色塗膜層５０を形成する塗料には、着色材として、例えば既存の着色材を微細化した、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材のみが添加されている。これに対し、本実施形態に係る中塗り塗料には、微粒化着色材ではなく平均粒子径が１μｍを超える通常の着色材が添加されている。
【００５５】
本実施形態では、着色塗膜層５０に３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含有させることにより、表面の平滑性に優れた着色塗膜層５０が得られ、この着色塗膜層５０を中塗り塗膜層４０の表面に形成することにより、電着塗膜層２０や中塗り塗膜層４０で生じたラウンドがこの着色塗膜層５０で上層に対してリセットされるので、積層塗膜１０”の表面へのラウンドの出現が抑制され、この積層塗膜１０”の表面の平滑性が向上する。
【００５６】
なお、この微粒化着色材の平均粒子径を３０ｎｍより小さく微細化することは現実的に困難である。また、平均粒子径が１μｍを超えると、電着塗膜層２０や中塗り塗膜層４０で生じたラウンドを上層に対してリセットする程の着色塗膜層５０の平滑性を確保することが出来ない。
【００５７】
また、本実施形態に係る着色塗膜層５０に含有された微粒化着色材は、着色塗膜層５０の焼き付け温度より低いガラス転移点Ｔｇを有しており、具体的には１０℃〜１２０℃のガラス転移点Ｔｇを有している。
【００５８】
このように本実施形態では、着色塗膜層５０に含有される微粒化着色材が、１０℃〜１２０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、この着色塗膜層５０の焼き付け時に微粒化着色材が変形して、当該微粒化着色材の粒子が変形してさらに小さくなり着色塗膜層５０の平滑性がさらに向上するので、積層塗膜１０”の表面の平滑性がさらに向上する。
【００５９】
この着色塗膜層５０を形成する塗料に添加されている添加剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のワックス類や、分散剤等を例示することが出来、溶剤としては、水又は芳香族炭化水素系溶剤若しくは炭化水素系溶剤（エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤等）を例示することが出来る。
【００６０】
上塗りベース塗膜層７０が形成されて上塗りベース用フラッシュオフ装置７ｂによりフラッシュオフされた後は、上塗りクリア塗装工程８に搬出されて、以降、第１実施形態と同様に、上塗りクリア塗装工程８にて、未硬化の上塗りベース塗膜層７０の表面に上塗りクリア塗料がウェットオンウェットで塗布されて上塗りクリア塗膜層８０が形成され、中上塗り焼付工程９にて、中塗り塗膜層４０、着色塗膜層５０、上塗りベース塗膜層６０、及び、上塗りクリア塗膜層７０が同時に焼き付けられて硬化される。従って、本実施形態に係る塗装方法では、中上塗り塗装系に関して言えば４コート１ベークとなっている。
【００６１】
以上のように、本実施形態に係る塗装方法では、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含有した着色塗膜層を、中塗り塗膜層の表面に形成することにより、下塗り塗膜層や中塗り塗膜層で生じたラウンドがこの着色塗膜層で上層に対してリセットされ、積層塗膜の表面へのラウンドの出現が抑制され、この積層塗膜の表面の平滑性が向上するので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用の乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に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出来る。
【００６２】
また、本実施形態に係る塗装方法では、着色塗膜層に含有される微粒化着色材が、１０℃〜１２０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、この着色塗膜層の焼き付け時に微粒化着色材が変形して、当該微粒化着色材の粒子が変形してさらに小さくなり、着色塗膜層の平滑性がさらに向上するので、積層塗膜の表面の平滑性をさらに向上させることが出来る。
【００６３】
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。
【００６４】
例えば、上述の実施形態では、中塗り塗膜層及び上塗りベース塗膜層を形成直後にそれぞれフラッシュオフするように説明したが、本発明では特にこれに限定されず、中塗り塗膜層を形成直後にフラッシュオフせずに上塗りベース塗膜層を形成し、及び／又は、上塗りベース塗膜層を形成直後にフラッシュオフせずに上塗りクリア塗膜層を形成しても良い。
【実施例】
【００６５】
以下、本発明をさらに具体化した実施例及び比較例により本発明の効果を確認した。以下の実施例は、上述した実施形態に係る塗装方法の効果を確認するためのものである。
【００６６】
実施例１
板厚０．８ｍｍ、大きさ７０ｍｍ×１５０ｍｍのダル鋼板を被塗物として、これにリン酸亜鉛処理を施してリン酸亜鉛皮膜を形成した後、カチオン型電着塗料（日本ペイント社製パワートップＵ−６００Ｍ）を用いて膜厚が２０μｍとなるように電着塗装を行い、１６０℃で３０分焼き付け硬化させることで電着塗膜層を形成した。
【００６７】
平均粒子径が３０ｎｍ、ガラス転移点Ｔｇが５０℃の微粒化着色材（日本合成化学社製ゴーセプレンＡ１００１）を中塗り塗料（日本油脂社製ハイエピコＱＸ１）に添加し、乾燥膜厚で３０±１０μｍとなるように、電着塗膜層の表面にスプレー塗装して、中塗り塗膜層を形成した。
【００６８】
この未硬化な中塗り塗膜層の表面に、上塗りベース塗料（日本ビーケミカル社製アクリル・メラミン系樹脂）を、乾燥膜厚で１５±５μｍとなるようにウェットオンウェットでスプレー塗装して、上塗りベース塗膜層を形成した。
【００６９】
さらに、この未硬化な上塗りベース塗膜層の表面に、上塗りクリア塗料（日本ビーケミカル社製２Ｋクリアー）を、乾燥膜厚で３５±５μｍとなるようにウェットオンウェットでスプレー塗装して、上塗りクリア塗膜層を形成し、これら中塗り塗膜層、上塗りベース塗膜層、及び、上塗りクリア塗膜層を１４０℃で３０分同時に焼き付け硬化させた。この実施例１で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。
【表１】
2005211791.tif 000003
【００７０】
得られた積層塗膜につき、平滑性を目視で評価し、後述する比較例１の積層塗膜と比較して平滑性が向上しているものを「○」とし、平滑性の向上が見られないものを「×」とした。その評価結果を表２に示す。
【表２】
2005211791.tif 000004
【００７１】
実施例２
中塗り塗料に含有される微粒化着色材の平均粒子径を１５０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同じ条件でテストピースを作製した。この実施例２で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この実施例２で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。
【００７２】
実施例３
中塗り塗料に含有される微粒化着色材の平均粒子径を１０００ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同じ条件でテストピースを作製した。この実施例３で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この実施例３で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。
【００７３】
実施例４
中塗り塗料に含有される微粒化着色材のガラス転移点Ｔｇを１００℃としたこと以外は、実施例１と同じ条件でテストピースを作製した。この実施例４で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この実施例４で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。
【００７４】
比較例１
中塗り塗料に含有される微粒化着色材の代わりに、平均粒子径が５０００ｎｍの既存の着色材（クラリアント社製Permanent  Orange  3RTN）を添加したこと以外は、実施例１と同じ条件でテストピースを作製した。この比較例１で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この比較例１で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。
【００７５】
比較例２
中塗り塗料に含有される微粒子着色材の平均粒子径を１５００ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同じ条件でテストピースを作製した。この比較例２で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この比較例２で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。
【００７６】
比較例３
中塗り塗料に含有される微粒化着色材のガラス転移点Ｔｇを１８０℃としたこと以外は、実施例３と同じ条件でテストピースを作製した。この比較例３で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この比較例３で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。
【００７７】
考察
実施例１〜４及び比較例１より、既存の着色材の代わりに、平均粒子径３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を中塗り塗料に含有させることにより、積層塗膜の表面の平滑性が向上した。
【００７８】
また、実施例１〜４及び比較例２より、中塗り塗料に含有される微粒化着色材の平均粒子径が１０００ｎｍ（１μｍ）を超えると積層塗膜の表面の平滑性の向上が見られなかった。
【００７９】
さらに、実施例１〜４及び比較例３より、中塗り塗料に含有される微粒化着色材のガラス転移点Ｔｇを１２０℃より大きくすると積層塗膜の表面の平滑性の向上が見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る塗装方法を示す工程図である。
【図２】図２は、図１の中上塗り塗装工程のラインの一例を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…前処理工程
２…電着塗装工程
３…電着水洗工程
４…下塗り焼付工程
５…中上塗り塗装工程
６…中塗り塗装工程
７…上塗りベース塗装工程
８…上塗りクリア塗装工程
９…中上塗り焼付工程
９ａ…中上塗り乾燥炉
１０、１０’、１０”…積層塗膜
２０…電着塗膜層
３０、４０…中塗り塗膜層
５０…着色塗膜層
６０…上塗りベース塗膜層
７０…上塗りクリア塗膜層
Ｂ…自動車ボディ（被塗物）
【図１】
2005211791.tif 000005
【図２】
2005211791.tif 000006
【図３】
2005211791.tif 000007
【図４】
2005211791.tif 000008
【図５】
2005211791.tif 000009