(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）光輝性顔料を有するベースコート塗料、および
（２）クリヤートップコート塗料、
を順次ウェットオンウェットで自動車車体にエアー霧化静電塗装をするにあたり、ベースコートの塗装エアーを
Ａ）霧化エアー：パターンエアーの流量比率が、３３：６７〜５５：４５、
Ｂ）霧化エアーとパターンエアーの総エアー量が、下式
総エアー量（リットル／分）＝（１．５〜４．０）×塗料の吐出量（ｍｌ／分）
から導き出される量、
に調整し、コンベアスピード２〜９ｍ／分、レシプロストローク１８〜２５サイクル／分、ガン距離２０〜４０ｃｍ、印加電圧−２０〜−９０ｋＶで塗装することを特徴とする光輝性顔料を有する塗料の自動車車体塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミ、マイカなどの光輝性顔料を有するメタリック塗料あるいは、マイカ塗料を自動車車体に静電塗装する際に、塗装ムラのない塗膜を得るために有効なベースコート塗料の塗装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、光輝性顔料を有する塗料を自動車車体に静電塗装する際に、エアー圧力による塗装管理を実施しており、塗装機種、エアーホース長及び径の違い等により、適正なエアーの定量値が設定できず、塗装ムラの根本的な対策がしにくかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光輝性顔料を含有するメタリック塗料やマイカ塗料をエアー静電霧化塗装法で自動車車体塗装する場合の塗装ムラの防止について、従来技術では着目されていなかったエアー流量の面から鋭意検討を重ねたところ、霧化エアー流量とパターンエアー流量に一定の条件を与えると同時に、高印加電圧で、コンベアスピードが速く、塗装機のレシプロスピードが遅いいわゆる塗り重ね回数が少なく、ガン距離が短い等の制約された塗装条件下で静電塗装する場合でも、塗膜に塗装ムラを生じることなく、常に光輝性顔料が均質な配向ならびに分散を呈する正常な塗膜状態を得ることができる光輝性顔料を有する塗料の自動車車体塗装方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明による光輝性顔料を有する塗料の自動車車体塗装方法は、
（１）光輝性顔料を有するベースコート塗料、および
（２）クリヤートップコート塗料を順次ウェットオンウェットで自動車車体にエアー霧化静電塗装をするにあたり、ベースコートの塗装エアーを
Ａ）霧化エアー：パターンエアーの流量比率が、３３：６７〜５５：４５、
Ｂ）霧化エアーとパターンエアーの総エアー量が、下式
総エアー量（リットル／分）＝（１．５〜４．０）×塗料の吐出量（ｍｌ／分）
から導き出される量、
に調整し、コンベアスピード２〜９ｍ／分、レシプロストローク１８〜２５サイクル／分、ガン距離２０〜４０ｃｍ、印加電圧−２０〜−９０ｋＶで塗装することを構成上の特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明において、霧化エアー流量とは、スプレーガン方式のエアー霧化装置においてノズル先端部の中心穴から吐出させて塗料を霧化させる主要な圧縮空気の流量を指し、またパターンエアー流量とは、前記エアー霧化装置において空気キャップの側面空気穴または／および補助空気穴を介して噴出し、スプレーパターンを丸型や楕円形状に変化させる圧縮空気の流量を指し、総エアー量とは、霧化エアー流量とパターンエアー流量の合計流量を指す。
【０００６】
霧化エアー流量とパターンエアー流量の割合を、霧化エアー：パターンエアーの流量比率として３３：６７〜５５：４５の範囲に限定する理由は、霧化エアー流量比率が３３％を下回ると、スプレーガンの空気キャップ部に塗料の微細粒子が付着し、これが噴出エアーに圧送されて塗料粒として塗膜に混在する現象を招き、またパターンエアー流量比率が４５％未満となると、パターン幅が減少して塗り重ね回数が少なくなる関係で、パターンムラが発生しやすくなるからである。より好適な霧化エアー：パターンエアーの流量比率は、４０：６０〜５０：５０の範囲である。
【０００７】
総エアー量を、下式
総エアー量（リットル／分）＝１．５×塗料の吐出量（ｍｌ／分）
から導き出される量以上に設定するのは、この総エアー量が上記式を下回ると、塗膜にワキ、タレ、オレンジピール等の外観不良や色相の再現性が減退する現象が生じ、常に正常な塗膜を形成することが困難となるためである。なお、該総エアー量の上限には特に限定はないが、大容量の圧縮空気を確保するための設備を整える必要があるため、経済的な制約を受ける。このような経済的効果を含めた好ましい総エアー量（リットル／分）は、（１．５〜４．０）×塗料の吐出量（ｍｌ／分）であり、より好ましくは、（１．５〜３．５）×塗料の吐出量（ｍｌ／分）の範囲である。
【０００８】
本発明に用いられるエアー霧化装置としては、通常の内部混合式や外部混合式等、あらゆるタイプの霧化塗装装置を適用することができる。霧化エアー及びパターンエアーの流量調整は圧縮空気の圧力制御や各配管ルートに設けた流量計によって行うことができる。総エアー量が変化した場合には、各流量に応じた正比例関係の補正をすることにより容易に制御することが可能となる。
【０００９】
次に、自動車車体にエアー霧化静電塗装をするにあたり、車体を乗せて搬送するコンベアには、自動機のため定位置精度を保証する治具としても役割が求められており、さらに後述するスプレーガンのレシプロスピードとの相間関係により本発明の目的である塗膜に塗装ムラを生じることなく、常に光輝性顔料が均質な配向ならびに分散を呈する正常な塗膜状態を得るには、コンベアスピードを速くし、塗装機のレシプロスピードを遅くすることで塗り重ね回数を少なくしなければならないとした制約された塗装条件我強く要求されることから、こうした要件を満足するには、コンベアコンベアスピードは、通常２〜９ｍ／分、好ましくは４〜６ｍ／分の範囲にあることが必要である。
【００１０】
また、本発明の塗装機のスプレーガンの運行方式には、レシプロ方式が用いられる。レシプロ方式による静電塗装における生産性向上および塗装機の追随性などの観点から、コンベアスピードを速くし、塗装機のレシプロスピードを遅くすることで塗り重ね回数を少なくなるとした制約された塗装条件下で、所期の目的である塗膜に塗装ムラを生じることなく、常に光輝性顔料が均質な配向ならびに分散を呈する正常な塗膜状態を得るためには、レシプロストロークは、通常１８〜２５サイクル／分、好ましくは２０〜２５サイクル／分の範囲である。
【００１１】
さらに、ガン距離（自動車車体（被塗物表面）とスプレーガンの塗料ノズル先端部との間の距離をいう）においても塗着効率の向上および仕上り外観の確保などの観点からガン距離を短くするとした制約された塗装条件下で静電塗装により所期の目的を達成するためには、ガン距離は、通常２０〜４０ｃｍ、好ましくは２５〜３０ｃｍの範囲である。
【００１２】
さらにまた、塗着効率をあげるため、塗料を負にに帯電させ、車体（＋０Ｖ）との間の静電引力を使う静電塗装を行う際の印加電圧を高印加電圧とする制約された塗装条件下で所期の目的を達成するためには、印加電圧は、通常−２０〜−９０ｋＶ、好ましくは−４０〜−８０ｋＶの範囲である。
【００１３】
次に、本発明の塗装対象となる塗料は、メタリック塗料あるいはマイカ塗料等の光輝性顔料を有する塗料である。特に、本発明において最も効果を発揮するのは、淡彩系のメタリック塗料で、明度（Ｌ値）が６０以上の塗膜を形成する塗料である。
【００１４】
光輝性顔料としては、例えば、アルミニウム箔や雲母粒子および／またはこれらに酸化チタンや酸化鉄のような金属酸化物で被覆したものなどが挙げられる。これらのうち、本発明の効果が最も顕著に現出する光輝性顔料は、アルミニウム箔である。
【００１５】
上記光輝性顔料のほか、必要に応じてその他の顔料成分を併用することができる。
【００１６】
これら光輝性顔料やその他の顔料を含有させる塗膜形成用のビヒクルには、各種の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が用いられ、通常、樹脂成分１００重量部（固形分）当たり０．１〜３０重量部の割合で顔料成分が配合されるが、最終的に形成される塗膜中に光輝性顔料が１〜２５重量％、より好ましくは５〜２５重量部の割合で含有するように配合調整することが好ましい。なお、ビヒクルは、有機溶剤型および水型（水溶性、水分散性）として使用できる。
【００１７】
溶剤としては、自動車車体塗装に用いられる通常の有機溶剤や水が用いられる。
【００１８】
塗料組成物は、上記各成分を主体に構成されるが、従来の塗料組成物に常用されている各種の添加剤を任意に配合することができる。
【００１９】
塗膜の形成は、化成処理等の下地処理を施した自動車車体に次の工程に従って下塗りおよび中塗りを施した後、上塗り塗料をエアー霧化静電塗装する。
【００２０】
まず、下塗り塗料として電着塗料を電着塗装し、焼き付ける。電着塗料としては、カチオン型電着塗料またはアニオン型電着塗料のどちらをも用いることができるが、耐久性の点でカチオン型電着塗料が好ましい。一般的な方法により電着塗装、焼き付けをして得られるカチオン型電着塗料の塗膜の乾燥膜厚は１５〜４０μｍとする。
【００２１】
次いで、電着塗料塗膜の上に、中塗り塗料としてアルキド樹脂系塗料、ポリエステル樹脂塗料またはアクリル樹脂系塗料を一般的方法、例えば、静電吹き付け塗装によって塗装し、常法に従って焼き付けて乾燥膜厚２０〜６０μｍの中塗り塗膜を形成する。
【００２２】
そして、中塗り塗膜上に、光輝性顔料を有する塗料を上塗りベースコートとして本発明の条件によるエアー霧化静電塗装を施し、このベースコート上に上塗りのクリヤー塗料をトップコートとして塗装する。上塗りのベースコートとトップコートは２コート１ベーク方式で塗装する。ベースコートの乾燥膜厚は１０〜４０μｍ、トップコートの乾燥膜厚は２０〜６０μｍの上塗り塗膜を形成する。さらに必要に応じて、中塗りと上塗りベースコートとの間に色相調製のためにもう一層上塗り塗料を施すこともできる。
【００２３】
上記構成を有する本発明の光輝性顔料を有する塗料の自動車車体塗装方法における作用を以下に説明する。
【００２４】
まず、光輝性顔料を有する塗料を自動車車体にエアー霧化塗装する場合に発生しやすい泳ぎムラ、乾きムラまたはパターンムラ等の塗装ムラに対し、従来から対応されてきた塗料面の改良手段は、性状調整が煩雑な割りには実効が上がらず、特に試験塗装を実塗装ラインに移した場合の再現性が得られ難い問題があった。これに対し、本発明の光輝性顔料を有する塗料の自動車車体塗装方法によれば、塗装時にエアー霧化塗装装置に圧送する霧化エアー流量とパターンエアー流量との比率を３３：６７〜５５：４５の範囲に、かつ総エアー量（リットル／分）を１．５×塗料の吐出量（ｍｌ／分）以上に調整するという簡易な流量管理及びコンベアスピードを２〜９ｍ／分、塗装機のレシプロストロークを１８〜２５サイクル／分、ガン距離を２０〜４０ｃｍ、印加電圧を−２０〜−９０ｋＶという塗装条件に設定することにより、塗装ムラの発生を効果的に防止することが可能となる。
【００２５】
本発明によって塗装ムラの発生が防止されるのは、上記のエアー流量及び塗装条件の制御に基づく塗料霧化の均一化と有効パターンの広がりにより形成塗膜中の光輝性顔料が均等に分散かつ配向する作用によるが、塗装ムラが発生した場合でも予め検量された設定流量に補正することによりほぼ完全に修復することができる。すなわち、実塗装ラインの条件を実験室で容易に再現することが可能となった。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例と比較例を対比しながら具体的に説明する。しかし、本発明はこれら実施例に限られるものではない。
【００２７】
（１）前処理
縦９０ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの鋼板を被塗物とし、リン酸亜鉛系金属表面処理剤［日本ペイント株式会社製、「サーフダインＳＤ２５００」］を用いて化成処理を施した。
【００２８】
（２）下塗り
カチオン電着塗料［日本ペイント株式会社製、「パワートップＵ−６００Ｍ」］を用いて電着塗装を行い、乾燥膜厚約２０μｍの下塗り塗膜を形成した。
【００２９】
（３）中塗り
ポリエステル樹脂系焼付塗料［日本ペイント株式会社製、「オルガＰ−６１グレー」］を用い、以下の条件でスプレー塗装を施した後、１４０℃で２０分間の焼付硬化を行って、乾燥膜厚約４０μｍの中塗り塗膜を形成した。
【００３０】
塗装機      ：ＲＥＡ（ランズバーグ社製）、ノズルキャップ＃６
塗装粘度    ：２５秒／＃４フォードカップ／２０℃
塗料吐出量  ：４００ｍｌ／分
（４）上塗り
光輝性顔料としてアルミニウム箔を含有するアクリル・メラミン樹脂系焼付塗料［日本ペイント株式会社製、「スーパーラックＭ−１８０シルバー」］を用い、下記の条件でエアー霧化方式による静電塗装を行った。この際、圧送する圧縮空気を制御し、霧化エアー：パターンエアーの流量比及び総エアー量を変動させた条件を設定して、明度（Ｌ値）が７１、塗膜中のアルミニウム箔含有率が８重量％で、乾燥膜厚約１５〜２０μｍの淡彩色メタリック系上塗りベース塗膜を形成した。
【００３１】
イ）固定条件
塗装機      ：ＴＲＰ４００（サメス社製）
塗装粘度    ：１２．５秒／＃４フォードカップ／２０℃
塗料吐出量  ：２５０ｍｌ／分
塗装ステージ：１ステージ→１分フラッシュオフ→２ステージ
ロ）塗装条件
【００３２】
【表１】
0003868023.tif 000002
【００３３】
（５）クリヤー
上塗りベース塗料の上に、ウェットオンウェット方式で熱硬化型アクリル・メラミン樹脂系クリヤー塗料［日本ペイント株式会社製、「スーパーラックＯ−１３０クリヤー」］を塗装した後焼付けて、クリヤーの乾燥膜厚が約３５〜４０μの試験板を得た。
【００３４】
（６）塗膜の評価
上記のようにして塗膜を形成した各試験板について、次の評価方法と評価基準により塗装ムラ及び塗装ムラ以外の外観状態を評価した。
【００３５】
塗装ムラ：暗室にて人工太陽光を４５゜の入射角で照射し、その正反射方向から観察したムラの濃淡を下記の基準で目視判定した。実用上問題ないレベルは◎及び○である。
【００３６】
◎；濃淡が認められない
○；極めて僅かに濃淡が認められる
△；部分的に濃淡が認められる
×；全面に濃淡が認められる
塗装ムラ以外の外観、塗膜のワキ及びタレの発生状態及び繰り返し塗装による色相再現性を観察し、下記の基準により目視判定した。実用上問題ないレベルは○である。
【００３７】
○；ワキ及びタレの発生なし
△；ワキ及びタレの発生が若干あるが、色相再現性は良好
×；ワキ及びタレの発生があり、色相再現性も不十分
このようにして得られた塗膜の評価結果を、上塗り塗装時の霧化エアー：パターンエアーの流量比率及び総エアー量と対比させて表２に示した。
【００３８】
表中、流量比率とは、霧化エアー：パターンエアーの流量比率を示す。
【００３９】
【表２】
0003868023.tif 000003
【００４０】
表２の結果から明らかなように、霧化エアー：パターンエアーの流量比率、総エアー量および塗装条件が本発明の要件を満たす太線区画の範囲において塗装ムラがなく、その他の外観も良好な塗膜の形成が可能となる。しかし、例えば、流量比率が本発明の設定範囲にある５０／５０や４０／６０であっても、合計流量が塗料の吐出量の１．５倍以下である場合には外観が劣ったり、塗装条件Ｃのように塗装ムラに厳しい塗装条件では塗装ムラが発生することがわかる。
【００４１】
本発明の好ましい実施態様を挙げると、以下のようになる。
【００４２】
（１）霧化エアー：パターンエアーの流量比率が４０：６０〜５０：５０の範囲にあること。
【００４３】
（２）霧化エアー：パターンエアーの流量の総計（リットル／分）が、塗料の吐出量（ｍｌ／分）の１．５〜４．０倍、より好ましくは１．５〜３．５倍であること。
【００４４】
（３）塗装方法が、エアー霧化方式による印加電圧が−４０〜−８０ｋＶの静電塗装であること。
【００４５】
（４）コンベアスピードが４〜６ｍ／分、レシプロストロークが２０〜２５往復／分、ガン距離が２５〜３０ｃｍであること。
【００４６】
（５）光輝性顔料含有塗膜が、明度（Ｌ値）が６０以上の淡彩色系メタリック塗膜であること。
【００４７】
（６）光輝性顔料含有塗膜に含まれる光輝性顔料がアルミニウム箔や雲母粒子および／またはこれらに酸化チタンや酸化鉄のような金属酸化物で被覆したものであること。
【００４８】
（７）塗膜中に光輝性顔料を１〜２５重量部、より好ましくは５〜２５重量部の範囲で含有すること。
【００４９】
（８）被塗物が自動車車体であって、化成処理した車体に電着塗膜を形成した後、必要に応じて中塗り塗膜を形成し、さらに必要に応じて色相調整のための上塗り塗膜を形成し、本発明により光輝性顔料含有上塗り塗膜を形成した後、クリヤー塗装を施す方法で形成すること。
【００５０】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば光輝性顔料含有塗料をエアー霧化方式を用いてスプレー塗装する際に発生しやすい塗装ムラを、単純な操作で制御できる霧化エアーとパターンエアーの流量管理及び塗装条件管理によって効果的に消去することができる。したがって、高級塗装が要求される自動車車体の上塗り塗装において高品質の均質塗膜を形成するための工業的手段として極めて有用である。