(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体スラリー中塗り塗料を塗布し、工業塗装ラインのブローオフゾーンにおいてセッティングと同時に風速３〜５ｍ／ｓｅｃ、３０℃〜７０℃の温風を使用して水分をブローオフした未乾燥塗膜を形成し、次いで形成された第一の未乾燥塗膜表面にメタリック顔料を含有する水性ベース塗料を塗布する工程を含むことを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項２】
粉体スラリー中塗り塗料を塗布し、工業塗装ラインのブローオフゾーンにおいてセッティングと同時に風速３〜５ｍ／ｓｅｃ、３０℃〜７０℃の温風を使用して水分をブローオフした第一の未乾燥塗膜を形成し、次いで形成された第一の未乾燥塗膜表面にメタリック顔料を含有する水性ベース塗料を塗布して水分をブローオフすることにより第二の未乾燥塗膜を形成し、更に、形成された第二の未乾燥塗膜表面に粉体スラリークリヤー塗料を塗布して第三の未乾燥塗膜を形成した後、これらの未乾燥塗膜を同時に焼付ける工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の塗膜形成方法。」
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、自動車に代表される工業塗装ラインの塗装工程においてVOC排出抑制と焼付けエネルギー削減を両立する塗膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、地球温暖化の主要因とされるCO2発生を抑制するために塗装工程のエネルギー消費を極力削減するため様々な塗装工程改善案が提案されており、塗装ラインの縮小化や焼付け工程の削減、焼付け時間の短縮、あるいは焼付け温度の低温化などが要求されている。
工業塗装ラインの代表とされる自動車ラインの塗装工程は、表面処理された自動車ボディに防錆機能を付与するための電着塗装を施した後、中塗り塗料を塗布し焼付け、上塗り塗料を塗布して再度焼付けるのが一般的である。
上塗り塗料がソリッド塗料の場合、塗装および焼付け工程は各一回だが、メタリック塗料の場合は、ベース塗料を塗布後クリヤー塗料を塗布して一度で焼付ける2コート1ベーク工程が採用されている。つまり、電着塗装後の塗装工程は、中塗り/上塗り工程を含めて、ソリッド仕上げの場合は2コート2ベーク、メタリック仕上げの場合は3コート2ベークの工程が採用されている。
【０００３】
中塗り塗料や上塗り塗料は溶剤型塗料が主流だが、一部の塗装ラインではVOC規制に対応すべく有機溶剤を極力使用しないハイソリッド型塗料や水性塗料を中塗り工程や上塗り工程に採用するようになってきている。最近では上塗りのクリヤー塗料にゼロエミッションを実現できる粉体塗料や粉体スラリー塗料を採用してVOC規制をパスしている例も少なくない。
また、最近ではVOC規制と焼付け工程削減の両立を狙って、水性中塗り塗料を塗布後、水性ベース塗料、粉体スラリークリヤー塗料を塗布して一度で焼付ける工程等も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらは次のような欠点があった。
【０００５】
中塗り塗料および上塗り塗料が溶剤型塗料の場合、現状でのVOC規制には適合させることはできても、将来のVOC規制に対応することは困難である。特に先進国である欧米での規制にパスするためには溶剤型塗料の組み合わせでは不可能に近い。中塗り塗料を水性塗料にしたり、塗着効率の低い（VOC発生量の多い）ベース塗料を水性塗料にすることが考えられるが、水性塗料は雰囲気温湿度の影響を受けやすく、特に水性ベース塗料は高湿度下では正常な仕上がりが得られる雰囲気条件範囲が狭いため、溶剤型ベース塗料に比べると塗装ブースの空調に要するエネルギーが大きくなるという問題がある。色替え工程のない中塗り塗料やクリヤー塗料を粉体塗料にする工程も考えられるが、粉体塗料の塗装設備は現状の液体塗料用設備とは全く異なるため、ラインに適用すると大幅な設備改造が必要となる。粉体塗料は回収再利用が可能なので塗料の使用効率は向上するが、回収粉体中のゴミ物除去や粒径分布の安定性等に問題が山積しており設備改善に課題が残されている。本発明は、VOC規制に対応し水性ベース塗料が広範囲な雰囲気条件で正常な仕上がりが得られ、且つ焼付け工程が削減できる塗膜形成方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記した従来からの問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、粉体スラリー中塗り塗料を塗布し、工業塗装ラインのブローオフゾーンにおいてセッティングと同時に風速３〜５ｍ／ｓｅｃ、３０℃〜７０℃の温風を使用して水分をブローオフした未乾燥塗膜を形成し、次いで形成された第一の未乾燥塗膜表面にメタリック顔料を含有する水性ベース塗料を塗布する工程を含むことを特徴とする塗膜形成方法、及び粉体スラリー中塗り塗料を塗布し、工業塗装ラインのブローオフゾーンにおいてセッティングと同時に風速３〜５ｍ／ｓｅｃ、３０℃〜７０℃の温風を使用して水分をブローオフした第一の未乾燥塗膜を形成し、次いで形成された第一の未乾燥塗膜表面にメタリック顔料を含有する水性ベース塗料を塗布して水分をブローオフすることにより第二の未乾燥塗膜を形成し、更に、形成された第二の未乾燥塗膜表面に粉体スラリークリヤー塗料を塗布して第三の未乾燥塗膜を形成した後、これらの未乾燥塗膜を同時に焼付ける工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の塗膜形成方法により解決することを見出し、本発明を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、粉体スラリー中塗り塗料を電着塗装が終了した被塗物に塗布し、セッティングと同時にブローオフゾーンに於いて、粉体の溶融温度に至らない低温の温風で塗膜中の余分な水分を蒸発させることができる。通常は30〜70℃、好ましくは45〜55℃の温風を使用し、風速は被塗物面上で3〜5m/sec以下が望ましい。風速が強過ぎると中塗り塗膜が流動して平滑性が損なわれしまうし、弱過ぎるとブローオフ工程が長くなるラインスペース上の不具合が発生する。
【０００８】
粉体スラリー中塗り塗料は、従来から公知の粉体スラリー塗料に着色顔料を配合した熱硬化型中塗り塗料が使用できる。特に、該塗料で使用される樹脂としては、従来から付着性に機能をおいた水酸基含有ポリエステル系基体樹脂にメラミン架橋剤を配合したものが、特に好ましい。
次いで、適性な未乾燥状態に保たれた粉体スラリー中塗り塗膜に水性ベース塗料が塗布されると、塗着した水性ベース塗料の霧化粒子中の余分な水分は粉体スラリーの中塗り塗膜に吸水され、ベース塗膜中のメタリック顔料であるアルミ粒子やマイカ粒子等の流動が抑制される。水性ベース塗料は従来から自動車用として使用されている、水性水酸基含有アクリル系基体樹脂や水性水酸基含有ポリエステル系基体樹脂にメラミン架橋剤やブロックポリイソシアネート架橋剤を硬化性樹脂組成物にメタリック、着色雲母顔料や着色顔料等の着色剤を配合してなるを使用することが、特に好ましい。
【０００９】
水性ベース塗料の塗布終了後、余分な水分をブローオフゾーンに於いて蒸発させる。通常は30〜90℃、好ましくは50〜70℃の温風を使用し、風速は被塗物面上で3〜5m/sec以下が望ましい。約2分程度で水性ベース塗膜のNV（固形分、以下、同様の意味を示す）を80重量％以上に上昇させる。IR（（遠）赤外乾燥、以下、同様の意味を示す）を併用することも可能で、ラインスペースに余裕がない場合は効果的である。その場合は前半にIRゾーンを設け、後半に温風ゾーンを設けると良い。時間配分はIRが1分、温風が1分程度が望ましい。
【００１０】
水性ベース塗膜の予備乾燥が終了したら、その上に粉体スラリークリヤー塗料を塗布する。クリヤー塗料に適性のある樹脂は耐候性に重点をおいたアクリル系が望ましい。粉体スラリークリヤー塗料の塗布終了後、セッティングと同時に予備乾燥を行ない、粉体スラリー中塗り塗膜と水性ベース塗膜および粉体スラリークリヤー塗膜を一度に焼付ける。焼付け温度は通常140℃〜160℃で、焼付け時間は20分〜30分程度である。ワキやピンホールなどの塗膜欠陥を抑制するために焼付け温度を二段階に設定し、例えば前半90℃で10分焼付けた後、後半160℃で20分焼付ける等の方法を採用すると塗面の仕上がり向上に効果的である。
【００１１】
【実施例】
図１は本発明の実施例による工程説明図である。図２は従来の代表的な自動車塗装ラインの工程説明図である。アルカリ脱脂された被塗物パネルにカチオン電着塗料（エポキシポリアミン樹脂／ブロックポリイソシアネート架橋剤を硬化性樹脂組成物とする塗料）を約25ミクロンのドライ膜厚になるように電着塗装を行なった。次に該被塗物パネルに粉体スラリー中塗り塗料（関西ペイント株式会社製、商品名、PS100プライマー）を塗布した。塗装機はコーペスμマイクロベル（ランズバーグ社製、商品名）を使用、印加電圧は-60kv、回転数30000rpm、シェーピングエアー圧2kg/cm2、吐出量210cc/min、塗装距離30cmで霧化させた。自動機条件はコンベア速度3.0m/min、レシプロ幅1.0m、レシプロ速度30m/minで塗り重ね塗装を行ない、約45ミクロン（ドライ膜厚）の中塗り塗膜を形成した。その後、60℃の温風（塗面上風速で約3m/sec）で約5分のブローオフを実施した。次にブローオフ終了後の塗膜に水性ベース塗料（関西ペイント株式会社製、商品名、WT-500シルバーメタリック）を塗布した。塗装機にはメタベル（ランズバーグ社製、商品名）を使用し、印加電圧は-60kv、回転数15000rpm、シェーピングエアー圧3kg/cm2、吐出量160cc/min、塗装距離25cmで霧化させた。自動機条件は粉体スラリー中塗り塗料の塗り重ね条件と同様である。形成された膜厚は約13ミクロン（ドライ膜厚）で、塗装終了後80℃の温風（塗面上風速：平均5m/sec）で約3分間ブローオフを実施した。次にブローオフ終了後の塗膜に粉体スラリークリヤー塗料（関西ペイント株式会社製、商品名、PS200クリヤー）を塗布した。塗装機および自動機条件は、粉体スラリー中塗り塗料の塗装条件と同様である。塗装終了後、中塗り塗料/ベース塗料/クリヤー塗料の3層の形成膜に対し二段焼付けを実施した。まず、90℃に設定された焼付け炉で約10分焼付けた後、160℃に設定された焼付け炉で20分焼付けを行なった。
【００１２】
以上の塗装工程により、シルバーメタリック仕上げの3コート1ベーク塗装が実施され、ブローオフしない従来の塗装方法により形成された塗膜はメタリック配向性が劣っていたが本発明により形成された塗膜は非常に良好なメタリック仕上げを得ることができた。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、中塗り塗料には粉体スラリー塗料、上塗り塗料には水性ベース塗料と粉体スラリークリヤー塗料を採用したのでVOCの発生はほとんどない。  ブローオフゾーンは必要になるが焼付け工程が一つ削減されるのでエネルギー削減とラインスペースの縮小が可能となる。
【００１４】
ブローオフされた粉体スラリーの中塗り塗膜がもつ吸水性を利用してメタリック塗料の塗着初期における流動を抑制するので、ブースの雰囲気条件が高湿度条件でも顔料の配向性が良好になりメタリックムラや被塗物エッジのヨリムラ等の不具合が解消され、良好な仕上がりをうることができる。結果的に塗装ブースの空調制御領域が広がり、温湿度の空調に使用されるエネルギーが大幅に削減されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の実施例による工程説明図である。
【図２】  従来の代表的な自動車塗装ラインの工程説明図である。
【図１】
0004850989.tif 000002
【図２】
0004850989.tif 000003