(57)【要約】【課題】少ないエネルギーで高いフラッシュオフ効果が得られる塗装方法及びフラッシュオフ装置を提供する。【解決手段】自動車ボディＢに電着塗料と中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硬化させる塗装方法であり、自動車ボディＢに電着塗料を塗装したのち中塗り塗料を塗装する前に、自動車ボディＢを減圧雰囲気に維持する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗物に第１の塗料と第２の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硬化させる塗装方法において、前記被塗物に前記第１の塗料を塗装したのち前記第２の塗料を塗装する前に、前記被塗物を減圧雰囲気に維持する工程を有することを特徴とする塗装方法。
【請求項２】
前記第１の塗料が下塗り塗料、前記第２の塗料が中塗り塗料であることを特徴とする請求項１記載の塗装方法。
【請求項３】
前記第１の塗料が中塗り塗料、前記第２の塗料が上塗り塗料であることを特徴とする請求項１記載の塗装方法。
【請求項４】
被塗物を搬入出する出入口を有し、前記出入口を閉塞したときに気密状態を保持する気密チェンバと、
前記気密チェンバ内の空間を、前記被塗物が存在する一方のチェンバと前記被塗物が存在しない他方のチェンバとに仕切るとともに、前記一方のチェンバの容積が変動するように前記気密チェンバ内を移動可能に設けられた移動仕切壁とを有することを特徴とするフラッシュオフ装置。
【請求項５】
前記移動仕切壁は、前記被塗物が気密チェンバ内に搬入されたのち当該被塗物が存在する一方のチェンバの容積が増加する方向に移動することを特徴とする請求項４記載のフラッシュオフ装置。
【請求項６】
被塗物を搬入出する出入口を有し、前記出入口を閉塞したときに気密状態を保持する気密チェンバと、
前記気密チェンバ内の空間を、前記被塗物が存在する一方のチェンバと前記被塗物が存在しない他方のチェンバとに仕切るとともに、前記一方のチェンバの容積が増加するように前記気密チェンバ内を移動する第１の移動仕切壁と、
前記第１の移動仕切壁の移動により容積が増加した一方のチェンバを、前記被塗物が存在するチェンバと前記被塗物が存在しないチェンバとに仕切るとともに、前記被塗物が存在するチェンバの容積が増加するように前記気密チェンバ内を移動する第２の移動仕切壁と、を有することを特徴とするフラッシュオフ装置。
【請求項７】
前記第１の移動仕切壁に、前記被塗物を牽引して当該第１の移動仕切壁の移動にともない前記被塗物を移動させる牽引移動手段が設けられていることを特徴とする請求項６記載のフラッシュオフ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、自動車ボディ等に適用して好ましい塗装方法及びフラッシュオフ装置に関し、特に下塗り塗料と中塗り塗料または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、これを同時に焼き付ける塗装系に係る塗装方法及びフラッシュオフ装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
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などが適用される下塗り塗装と、アクリルメラミン系樹脂を主剤とする中塗り塗料と、同じくアクリルメラミン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】
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ーが自動車の生産コストに反映する。
【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、下塗り塗料と中塗り塗料又は中塗り塗料と上塗り塗料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。
【０００５】
しかしながら、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、これらを同時に焼き付ける塗装系又は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塗装系では、下層側の塗料の塗料固形分をある程度上昇させてから上層側の塗料を塗装しないと、焼き付け工程においてワキ不具合や肌不良が発生するおそれがある。
【０００６】
このため、下層側の塗料を塗装してから上層側の塗料を塗装する前に赤外線ヒータやホットエアーブロー装置などを用いてフラッシュオフすることが行われている。
【０００７】
しかしながら、赤外線ヒータやホットエアーブロー装置は大気開放系の加熱装置であることから熱効率が５０％程度しかなくエネルギーロスが大きいという問題があった。
【０００８】
【発明の開示】
本発明は、少ないエネルギーで高いフラッシュオフ効果が得られる塗装方法及びフラッシュオフ装置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、被塗物に第１の塗料と第２の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硬化させる塗装方法において、前記被塗物に前記第１の塗料を塗装したのち前記第２の塗料を塗装する前に、前記被塗物を減圧雰囲気に維持する工程を有することを特徴とする塗装方法が提供される。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、被塗物を搬入出する出入口を有し、前記出入口を閉塞したときに気密状態を保持する気密チェンバと、前記気密チェンバ内の空間を、前記被塗物が存在する一方のチェンバと前記被塗物が存在しない他方のチェンバとに仕切るとともに、前記一方のチェンバの容積が変動するように前記気密チェンバ内を移動可能に設けられた移動仕切壁とを有することを特徴とするフラッシュオフ装置が提供される。
【００１１】
さらに、上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、被塗物を搬入出する出入口を有し、前記出入口を閉塞したときに気密状態を保持する気密チェンバと、前記気密チェンバ内の空間を、前記被塗物が存在する一方のチェンバと前記被塗物が存在しない他方のチェンバとに仕切るとともに、前記一方のチェンバの容積が増加するように前記気密チェンバ内を移動する第１の移動仕切壁と、前記第１の移動仕切壁の移動により容積が増加した一方のチェンバを、前記被塗物が存在するチェンバと前記被塗物が存在しないチェンバとに仕切るとともに、前記被塗物が存在するチェンバの容積が増加するように前記気密チェンバ内を移動する第２の移動仕切壁と、を有することを特徴とするフラッシュオフ装置が提供される。
【００１２】
本発明では、気密チェンバ内の空間を移動仕切壁で仕切り、移動仕切壁を移動させることにより被塗物が搬入された一方のチェンバの容積を増加させ、被塗物を減圧雰囲気に維持する。被塗物に塗装された未硬化塗料は、雰囲気圧力が減少すると気相蒸気圧も減少するので、溶剤の蒸発速度が早くなるとともに、蒸発温度も低温化する。これにより、被塗物に塗装された未硬化塗料から短時間で溶剤が蒸発することになり、また常温であっても充分に蒸発することになる。
【００１３】
【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塗装方法の実施形態を示す工程図であり、同図（Ａ）に示すように下塗り塗装工程（電着塗装工程）と中塗り塗装工程との間に減圧フラッシュオフ工程を設ける実施形態と、同図（Ｂ）に示すように中塗り塗装工程と上塗り塗装工程との間に減圧フラッシュオフ工程を設ける実施形態とがある。なお、中塗り塗膜を厚膜化するために中塗り塗装工程を２コート１ベーク系で行う場合には、第１の中塗り塗装工程と第２の中塗り塗装工程との間に減圧フラッシュオフ工程を設けることもできる。
【００１４】
同図（Ａ）に示す実施形態に係る塗装方法は、下塗り塗料である電着塗料と中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塗装系であり、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。
【００１５】
そして、焼き付け硬化した中塗り塗膜の上に上塗り塗料が塗装され、上塗り焼き付け工程である上塗り乾燥炉にて上塗り塗膜が焼き付け硬化される。
【００１６】
この図１（Ａ）に示す塗装系では、電着塗装工程後であって中塗り塗装工程の前に、減圧フラッシュオフ工程が設けられており、ここで被塗物である自動車ボディを減圧雰囲気に維持することで、未硬化の電着塗膜に含まれる溶剤（一般的な電着塗料は水系塗料であるため、溶剤は水である。）を小さなエネルギーで、短時間で蒸発させたのち、中塗り塗装工程に搬送する。減圧フラッシュオフ工程にて用いて好ましいフラッシュオフ装置の詳細は後述する。
【００１７】
これに対して、図１（Ｂ）に示す実施形態に係る塗装方法は、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塗装系であり、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、これを焼き付ける。次いで、硬化した電着塗膜の上に中塗り塗料を塗装し、これを焼き付け硬化させることなく上塗りブースに搬送し、未硬化の中塗り塗膜上に上塗り塗料を塗装したのち、上塗り乾燥炉にてこれら未硬化の中塗り塗膜と上塗り塗膜とを同時に焼き付ける。
【００１８】
この図１（Ｂ）に示す塗装系では、中塗り塗装工程後であって上塗り塗装工程の前に、減圧フラッシュオフ工程が設けられており、ここで被塗物である自動車ボディを減圧雰囲気に維持することで、未硬化の中塗り塗膜に含まれる溶剤（水系中塗り塗料にあっては水、有機溶剤系中塗り塗料にあってはシンナーなどの有機溶剤である。）を小さなエネルギーで、短時間で蒸発させたのち、上塗り塗装工程に搬送する。
【００１９】
次に本実施形態に係るフラッシュオフ装置について説明する。
【００２０】
図２は本発明の実施形態に係るフラッシュオフ装置を示す斜視図、図３は本発明の実施形態に係るフラッシュオフ装置の動作を示す側面図である。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態に係るフラッシュオフ装置１は、自動車ボディＢなどの被塗物が収容可能な大きさに形成された気密チェンバ１１を有する。この気密チェンバ１１の一端面には、自動車ボディＢが搬入出可能な出入口１２が形成され、扉１３により出入口１２を閉塞すると気密チェンバ１１内が気密状態に保持される。同図の１５は、自動車ボディＢを搭載した塗装台車Ｔを気密チェンバ１１内へ案内するためのレールであり、図１（Ａ）に示す実施形態では電着塗装工程を終了した自動車ボディＢ、図１（Ｂ）に示す実施形態では中塗り塗装工程を終了した自動車ボディＢが気密チェンバ１１内にバッチ式で搬入され、所定時間だけ減圧状態に維持されたのち、再びレール１５に案内されて気密チェンバ１１から搬出され、図１（Ａ）に示す実施形態では中塗り塗装工程へ、図１（Ｂ）に示す実施形態では上塗り塗装工程へそれぞれ搬送される。
【００２２】
なお、本実施形態では、気密チェンバ１１の一端面にのみ出入口１２及び扉１３を設けたが、この出入口１２に対面する気密チェンバ１１の端面にもう一つの開口及び扉を設けて、自動車ボディＢを通過させるように構成してもよい。
【００２３】
本実施形態に係る気密チェンバ１１内には、当該気密チェンバ１１内の空間を２つの空間Ｘ，Ｙ（本発明に係る一方のチェンバと他方のチェンバに相当する。）に気密状態に区画する移動仕切壁１４が設けられている。この移動仕切壁１４は、その周囲が気密チェンバ１１の内面にシールした状態で、図２に示すＤ１及びＤ２の方向に移動可能に設けられており、この移動仕切壁１４の移動は図外の駆動装置により行われる。
【００２４】
特に限定されないが、本例の移動仕切壁１４は、図３（Ａ）に示すように気密チェンバ１１の全長Ｌに対し、出入口１２からＬ／３の位置Ｐ１と、出入口１２の対面の位置Ｐ２との間をＤ１及びＤ２方向に移動する。この移動仕切壁１４の移動により、気密チェンバ１１内の２つの空間Ｘ，Ｙの容積がそれぞれ変動することになる。
【００２５】
なお、図３（Ａ）に示すように移動仕切壁１４が位置Ｐ１から、同図（Ｂ）に示すように位置Ｐ２まで移動すると、空間Ｘの容積が３倍に増加して当該空間Ｘ内の気圧が減少するのに対して、空間Ｙの容積はゼロに漸近して当該空間Ｙ内の気圧が増加するので、移動仕切壁１４の駆動装置には過大な負荷が作用して円滑に移動させることができないおそれもある。しかし、本実施形態においては、空間Ｙの気圧は特に無関係であることから、図１及び図２に示すように、気密チェンバ１１の空間Ｙ側の端面に外気に通じる大気連通孔１７を設けておき、移動仕切壁１４の移動に拘わらず空間Ｙ内の気圧を大気圧とすることで、移動仕切壁１４の駆動装置に作用する負荷を極力小さくすることもできる。
【００２６】
次に作用を説明する。
図１（Ａ）の実施形態では電着塗装を終了して未硬化電着塗膜が形成された自動車ボディＢ、同図（Ｂ）の実施形態では中塗り塗装を終了して未硬化中塗り塗膜が形成された自動車ボディＢを、減圧フラッシュオフ工程に設けられたフラッシュオフ装置１の出入口１２から気密チェンバ１１内に搬入し、扉１３を閉塞する。このとき、気密チェンバ１１内の移動仕切壁１４は予め図３（Ａ）に示す位置Ｐ１に移動させておく。
【００２７】
出入口１２の扉１３を閉塞して気密チェンバ１１内を気密状態にしたら、移動仕切壁１４を図３（Ａ）の位置Ｐ１から同図（Ｂ）の位置Ｐ２まで移動させる。これにより、自動車ボディＢが存在する空間Ｘの容積が３倍に増加するので、当該空間Ｘ内の気圧は大気圧の１／３に減圧されることになる。空間Ｘの気圧が減少すると当該空間Ｘにおける気相蒸気圧も減少するので、未硬化塗膜に含まれる溶剤の蒸発速度が早くなるとともに、蒸発温度も低温化する。これにより、自動車ボディＢに塗装された未硬化塗膜から短時間で溶剤が蒸発することになり、また常温であっても充分に蒸発することになる。
【００２８】
なお、フラッシュオフ時間をさらに短縮させるために減圧状態に維持されている自動車ボディＢを加温することも効果的である。
【００２９】
上述した減圧フラッシュオフを所定時間継続したら、移動仕切壁１４を位置Ｐ２から位置Ｐ１に戻したのち、出入口１２の扉１３を開いて自動車ボディＢを次の工程に搬送する。図１（Ａ）の実施形態では減圧フラッシュオフ工程を終了した自動車ボディＢは中塗り塗装工程に搬送され、ウェットオンウェットで中塗り塗料が塗装される。また図１（Ｂ）の実施形態では減圧フラッシュオフ工程を終了した自動車ボディＢは上塗り塗装工程に搬送され、ウェットオンウェットで上塗り塗料が塗装される。
【００３０】
図４は本発明の他の実施形態に係るフラッシュオフ装置の動作を示す側面図である。上述した実施形態では気密チェンバ１１内の空間を１つの移動仕切壁１４により２つの空間Ｘ，Ｙに仕切り、自動車ボディＢが存在する空間Ｘの容積を増加させることで自動車ボディＢに塗布された未硬化塗膜を減圧雰囲気に維持したが、本実施形態では気密チェンバ１１内に２つの移動仕切壁１４ａ，１４ｂを設けることで自動車ボディＢが存在する空間を２段階で減圧する。
【００３１】
すなわち、図４（Ａ）に示すように、気密チェンバ１１内には上述した図１および図２に示す実施形態と同様の位置に第１の移動仕切壁１４ａが設けられ、この第１の移動仕切壁１４ａは、図４（Ａ）に示す位置Ｐ１から位置Ｐ２までの間を移動可能に設けられている。この第１の移動仕切壁１４ａは図外の駆動装置により位置Ｐ１と位置Ｐ２との間を移動する。
【００３２】
これに加えて、同図に示す位置Ｐ３に、図４（Ｂ）および（Ｃ）に示すように傾倒可能かつ同図（Ｃ）および（Ｄ）に示すように位置Ｐ３と位置Ｐ１との間を移動可能に、第２の移動仕切壁１４ｂが設けられている。この第２の移動仕切壁１４ｂは、同図（Ｂ）に示すように塗装台車Ｔに搭載された自動車ボディＢが通過可能であって、さらに第１の移動仕切壁１４ａも通過可能なように気密チェンバ１１の天井面等に待避する位置と、同図（Ｃ）に示すように第１の移動仕切壁１４ａが位置Ｐ２に移動して自動車ボディＢも気密チェンバ１１の最奥に移動したときに、当該気密チェンバ１１内の空間を自動車ボディＢが存在する空間ＸＸと存在しない空間ＹＹとに気密状態で仕切る位置とに傾倒する。この傾倒動作は図外の駆動装置により行われる。さらに、この第２の移動仕切壁１４ｂは、同図（Ｃ）に示す位置から、自動車ボディＢが存在する空間ＸＸの容積を増加させるように位置Ｐ１まで移動する。この移動は図外の駆動装置により行われる。
【００３３】
また、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すように第１の移動仕切壁１４ａには、気密チェンバ１１内に搬入された自動車ボディＢの塗装台車Ｔを係止する牽引フック１６（本発明に係る牽引移動手段に相当する。）が設けられており、自動または手動にて塗装台車Ｔを第１の移動仕切壁１４ａに係止すると、当該第１の移動仕切壁１４ａの移動にともない塗装台車Ｔおよび自動車ボディＢも移動する。後述するように、第１および第２の移動仕切壁１４ａ，１４ｂを用いて気密チェンバ１１内を２段階で減圧する場合、自動車ボディＢは気密チェンバ１１の最奥に移動させる必要があるが、牽引フック１６を設けておくことで、塗装台車Ｔおよび自動車ボディＢの移動手段を別途設ける必要がなくなる。
【００３４】
なお、本例では図４（Ｄ）に示すように第１の移動仕切壁１４ａの原位置Ｐ１と、第２の移動仕切壁１４ｂの原位置Ｐ３を、気密チェンバ１１の全長の１／３の位置にそれぞれ設定したが、これは単なる一例である。
【００３５】
次に作用を説明する。
図１（Ａ）の実施形態では電着塗装を終了して未硬化電着塗膜が形成された自動車ボディＢ、同図（Ｂ）の実施形態では中塗り塗装を終了して未硬化中塗り塗膜が形成された自動車ボディＢを、減圧フラッシュオフ工程に設けられたフラッシュオフ装置１の出入口１２から気密チェンバ１１内に搬入し、第１の移動仕切壁１４ａの牽引フック１６に連結するとともに扉１３を閉塞する。このとき、気密チェンバ１１内の第１の移動仕切壁１４ａは予め図４（Ａ）に示す位置Ｐ１、第２の移動仕切壁１４ｂは同図（Ａ）の位置Ｐ３であって待避位置にそれぞれ移動させておく。
【００３６】
出入口１２の扉１３を閉塞して気密チェンバ１１内を気密状態にしたら、最初に第１の移動仕切壁１４ａを図４（Ａ）の位置Ｐ１から同図（Ｂ）の位置Ｐ２まで移動させる。これにより、塗装台車Ｔとともに自動車ボディＢも気密チェンバ１１の最奥に移動するとともに、自動車ボディＢが存在する空間Ｘの容積が３倍に増加するので、当該空間Ｘ内の気圧は大気圧の１／３に減圧されることになる。
【００３７】
続けて、同図（Ｃ）に示すように第１の移動仕切壁１４ａはそのままの位置を維持した状態で、第２の移動仕切壁１４ｂを倒し、減圧された空間Ｘを、さらに自動車ボディＢが存在する空間ＸＸと存在しない空間ＹＹとに気密に仕切る。そして、同図（Ｄ）に示すように第２の移動仕切壁１４ｂを位置Ｐ３から位置Ｐ１まで移動させる。これにより、自動車ボディＢが存在する空間ＸＸの容積が２倍に増加するので、当該空間ＸＸ内の気圧は大気圧の１／６（＝１／３×１／２）に減圧されることになる。
【００３８】
このように空間ＸＸの気圧が減少すると当該空間ＸＸにおける気相蒸気圧も減少するので、未硬化塗膜に含まれる溶剤の蒸発速度が早くなるとともに、蒸発温度も低温化する。これにより、自動車ボディＢに塗装された未硬化塗膜から短時間で溶剤が蒸発することになり、また常温であっても充分に蒸発することになる。特に本実施形態では、図１〜図３に示す実施形態に比べてさらに１／２に減圧されるので、蒸発速度および蒸発温度の低温化がさらに顕著となる。
【００３９】
なお、本例においてもフラッシュオフ時間をさらに短縮させるために減圧状態に維持されている自動車ボディＢを加温することも効果的である。
【００４０】
上述した減圧フラッシュオフを所定時間継続したら、第２の移動仕切壁１４ｂを位置Ｐ１から位置Ｐ３に戻し、さらに待避位置に移動させたのち、第１の移動仕切壁１４ａを位置Ｐ２から位置Ｐ１に戻し、出入口１２の扉１３を開いて自動車ボディＢを次の工程に搬送する。
【００４１】
そして、図１（Ａ）の実施形態では減圧フラッシュオフ工程を終了した自動車ボディＢは中塗り塗装工程に搬送し、ウェットオンウェットで中塗り塗料を塗装する。また図１（Ｂ）の実施形態では減圧フラッシュオフ工程を終了した自動車ボディＢは上塗り塗装工程に搬送し、ウェットオンウェットで上塗り塗料を塗装する。
【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。
【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の実施形態を示す工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係るフラッシュオフ装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るフラッシュオフ装置の動作を示す側面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るフラッシュオフ装置の動作を示す側面図である。
【符号の説明】
１…フラッシュオフ装置
１１…気密チェンバ
１２…出入口
１３…扉
１４…移動仕切壁
１４ａ…第１の移動仕切壁
１４ｂ…第２の移動仕切壁
１５…レール
１６…牽引フック
１７…大気連通孔
【図１】
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【図２】
2005028270.tif 000004
【図３】
2005028270.tif 000005
【図４】
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