JP5386831B2

JP5386831B2 - 塗膜研磨方法

Info

Publication number: JP5386831B2
Application number: JP2008040159A
Authority: JP
Inventors: 大志山野; 光春市川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2028-02-21
Also published as: JP2009196033A

Description

本発明は、塗膜研磨装置およびそれを用いた塗膜の研磨方法に関する。

自動車製造においては、防錆と美観の付与等を目的として車体表面に塗装を施す。一般に、塗料は一つの材料で、要求されるすべての性能を満足することはできず、いくつかの材料を使い分け、何回か塗り重ねることにより、総合塗膜として諸性能を満足するようになっている。例えば、自動車車体外板部の塗装は、一般的に、鋼板素地上に（前処理、）電着塗装、中塗りおよび上塗りという塗膜を順に重ねたものであり、前処理および電着塗装は防錆を、中塗りは仕上り外観向上のための表面調整を、上塗りは仕上り外観と耐久性を主体に塗膜性能を分担している。

上塗り塗装時には、微細な凸状の塗装欠陥（ゴミ・ブツ・流れ・タレ）が発生するが、美観性の観点から、かような塗装欠陥は除去する必要がある。塗装欠陥除去工程（サンディング）においては、研磨フィルムを取り付けた研磨機を用いて物理的に異物を除去する（例えば、特許文献１参照）。研磨フィルムには、粗さの異なる種々の種類があり、異物に応じて、また研磨課程において種々使い分けられる。
特開２００１−１７９５９０号公報

研磨フィルムの粗さは通常一様であり、粗さの異なる研磨フィルムを使用する際に研磨フィルムの張替えや工具の持ち替えが発生する。そのため、インラインで研磨を行う場合、作業効率が悪く、タクト内で補修することが困難であった。

したがって、本発明の目的は、作業効率が高く、塗装欠陥を効率よく除去する塗膜研磨装置および塗膜の研磨方法を提供することである。

上記課題を鋭意検討した結果、本発明者らは、全面に研磨材が設けられ、前記研磨材の粗さが異なる同心円状の２つの領域を有し、内方側に粗さが粗い領域を配置し、外方側に粗さが細かい領域を配置している研磨フィルムが研磨パッドの凸状の曲面に前記凸状の曲面の頂部に前記研磨フィルムの前記粗さが粗い領域が位置するように装着された状態で、前記研磨フィルムの前記粗さが粗い領域で塗膜を研磨するときに比べて、前記研磨フィルムの前記粗さが細かい領域で塗膜を研磨するときに前記研磨パッドを傾けるため、上記課題が解決されることを見出した。

本発明により、インラインでの研磨作業の効率が向上し、タクト内で容易に塗膜上の凸状欠陥を補修することができる。

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、本発明の一実施形態である塗膜研磨装置を示す側面図である（第１実施形態）。

図１の塗膜研磨装置１は、ヘッド部２およびボディー部３から構成される工具本体部と、ヘッド部の先端に取り付けられたパッド４（研磨パッドに相当する）と、パッド４に取り付けられた研磨フィルム５とを備える。ヘッド部２は、駆動源６、回転軸７および支持部８を備える。ボディー部３は、操作部９を備える。駆動源６により、回転軸７、支持部８およびパッド４が回転して塗膜の研磨面を研磨する。ここで、回転とは、一方向への回転を連続的に行う運動のみならず、特許文献１で示されるようなオービタル運動も含む概念である。操作部９は、塗膜装置１に供給されている圧縮空気の駆動源６への供給・遮断を行う部分である。駆動源６は、エアーによる他、電気モータであってもよい。

工具本体部としては、通常研磨の際に用いられる工具を用いることができ、市販品としては例えば、スリーＭ社製３１２５ブツ取りサンダーが挙げられる。

パッド４は、塗膜に向けて凸状の曲面形状を有する（図４）。研磨フィルム装着部であるパッド４が曲面形状を有することで、粗さの異なる研磨フィルム５がお互い干渉し難くなり、１枚の研磨フィルム５で２つの粗さの異なる研磨材を用いた研磨作業が可能となり、作業効率が向上する。また、異物のみを選択的に研磨することが可能となるため、異物周辺部位の不要な凹みを軽減することができる。

パッド４は特に限定されるものではなく、公知の研磨パッドを用いることができるが、スポンジ等の弾性材質体であることが、成形性の観点から好ましい。

研磨パッド４において、研磨フィルム５が取り付けられる凸部の塗膜に対する垂直方向の最長距離（図５中のＬ）は、５ｍｍ程度である。なお、通常、距離Ｌは、１〜３ｍｍであることが好ましい。かような範囲で研磨パッドに曲面を設けると、粗さの異なる研磨材が干渉することなく、研磨作業を行うことができ、作業効率性が向上する。

研磨フィルム５は、パッド４に取り付けられる前は、円形状であり、図２に示すように、同心円状の２つの領域（１１、１２）を有し、該２つの領域においては、研磨材の粗さがそれぞれ異なる。中心部に近い領域１１は、領域１２よりも粗さが粗い研磨材から構成される。かような構成とすることで、まず粗さが粗い領域で凸状の塗装欠陥部を除去した後に、粗さが細かい領域で欠陥部の除去範囲よりも広い範囲を研磨することができる。

領域１１の研磨材は特に限定されるものではないが、好ましくは３０００番以下、より好ましくは１０００番〜２５００番の研磨材（市販品の例を挙げれば、スリーＭ社製スキャロップディスク４０１Ｑ）である。また、領域１２の研磨材は特に限定されるものではないが、好ましくは、３０００番を超える、より好ましくは３５００〜５０００番の研磨材（市販品の例を挙げれば、３Ｍ社製トライザクト（登録商標）ディスク４６６ＬＡ）である。

領域１１の円の直径（図２におけるａ）および領域１２の円の直径（図３におけるｂ）の比は、特に限定されるものではないが、ａ：ｂ＝１：１．５〜１：１０であることが好ましく、１：２〜１：５であることがより好ましく、１：３であることがさらに好ましい。領域１２よりも粗い研磨部である領域１１は、凸状の塗装欠陥部を除去することを目的としているため、細かい研磨部よりも範囲を小さくして研磨するためである。

かように領域１１および領域１２の粗さを異なるものとすることで、研磨フィルム５を張り替える必要がなく、研磨フィルムの張替え時間または工具の持ち替え時間が不要となり、作業時間を短縮することができる。

次に本発明の塗膜の研磨方法について図３を用いて説明する。

上塗り塗装時に発生した微細な凸状の塗装欠陥（ゴミ・ブツ・流れ・タレ）２１を除去する際に、上記塗膜研磨装置を用いる方法である。

なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、電着工程、または中塗工程で生じた塗装欠陥を除去する方法も包含する。

本実施形態では、鋼板製自動車ボディ２２を被塗物として、これに下地塗膜としての電着塗膜２３および中塗り塗膜２４と、上塗り塗膜としてのベース塗膜２５及びクリヤー塗膜２６が形成された塗装系による積層塗膜に対して研磨を行う。

ただし、本発明の塗膜の研磨方法は、被塗物の材質や用途、下地塗膜の材質や構成、上塗り塗膜の材質や構成には限定されない。たとえば、鋼板以外のアルミニウム、アルミニウム合金、プラスチックから成形された被塗物にも応用することができる。また、下地塗膜の構成は電着塗膜と中塗り塗膜の二層以外にも、何れか一層または三層以上で構成された下地塗膜であってもよい。さらに、上塗り塗膜はいわゆる２コート１ベーク塗装系の塗膜以外にも、光輝性顔料を含有しないソリッド塗膜や２コート１ベーク以外の光輝性顔料を含有する上塗り塗膜に応用することもできる。

＜積層塗膜構成＞
電着塗膜２３は、カチオン型電着塗料又はアニオン型電着塗料に被塗物を浸漬し、所定の電圧を被塗物２２と電着塗料との間に印加することで、電気泳動作用により未硬化塗膜が被塗物１の表面に形成され、これをたとえば１６０℃〜１８０℃で１５分〜３０分焼き付けることで硬化塗膜が形成される。被塗物１の種類や目的によっても相違するが、電着塗膜２２の膜厚はたとえば１０〜４０μｍである。

中塗り塗膜２４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、セルロース樹脂などを主成分とし、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もしくは２液硬化型塗料であって、この塗料を溶剤で希釈したものをスプレー塗装ガンなどの塗装機を用いて電着塗膜の表面に塗装し、熱硬化型塗料であればたとえば８０℃〜１６０℃で１０分〜６０分焼き付けることで形成される。被塗物の種類や目的によっても相違するが、中塗り塗膜の膜厚は、たとえば１５〜４５μｍである。

なお、被塗物の種類や目的に応じて中塗り塗膜２４を省略することができる。またこれに代えて、電着塗膜を省略し、被塗物の表面に直接中塗り塗膜を形成することもできる。

ベース塗膜２５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、セルロース樹脂などを主成分とし、これに着色材や光輝材、必要に応じて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もしくは２液硬化型塗料であって、この塗料を溶剤で希釈したものをスプレー塗装ガンなどの塗装機を用いて中塗り塗膜３の表面に塗装し、熱硬化型塗料であればたとえば８０℃〜１６０℃で１０分〜６０分焼き付けることで形成される。なお、後述するクリヤー塗膜５とウェットオンウェットで塗装され、この焼き付け条件で同時に焼き付けられる。

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などのワックス類や、分散剤などを例示することができ、溶剤としては、水または芳香族炭化水素系溶剤もしくは炭化水素系溶剤（エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤など）を例示することができる。

クリヤー塗膜２６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、セルロース樹脂などを主成分とし、これに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もしくは２液硬化型塗料であって、この塗料を溶剤で希釈したものをスプレー塗装ガンなどの塗装機を用いて、未硬化のベース塗膜の表面に塗装し、熱硬化型塗料であればたとえば８０℃〜１６０℃で１０分〜６０分焼き付けることで形成される。

特に本実施形態のクリヤー塗膜２６は、洗車機や乾拭きによる擦り傷を防止するために破断エネルギーが０．０７〜１．２Ｊ（ジュール）の高破断エネルギーの耐傷付き性塗膜である。耐傷付き性塗膜は、傷につながる衝撃を吸収するため塗膜を軟らかくし、かつ破断強度を強くしている。そのため、異物に応じて粗さの異なる研磨フィルムを使用し、適切な面に仕上げる必要があり、本発明の塗膜研磨装置を用いる研磨方法が非常に適している。

＜研磨方法＞
上塗り工程後に、上記研磨装置１を用いて研磨を行う。

まず、クリヤー塗膜２６に発生した塗装欠陥２１を、研磨フィルム５上の領域１１の部分を用いて除去する（図４、研磨工程１）。ここでは、除去後ができる限り小さくなるように最小限の範囲で塗装欠陥を除去することが望ましい。

塗装欠陥２１がゴミ・ブツなどの異物であるときは鋭利な道具（ナイフ等）を用いてこの異物を除去した後に、研磨フィルム５を用いてサンデリングすることで隆起部分を除去してもよい。塗装欠陥除去範囲は平面視においてほぼ円形である。

次に、研磨フィルム５上の領域１２の部分を用いて、研磨面を仕上げる。研磨範囲は、塗装欠陥除去範囲より広く研磨を行う（図６、研磨工程２）。

以上のように、本発明の塗膜の研磨方法は、粗さの異なる２つの領域を有する研磨フィルムを備えた研磨装置を用いるため、異物を選択的に研磨することが容易であり、また、異物周辺部位の不要な凹みを軽減することができるため、均一な塗膜面を得ることが可能となる。

本発明の第１実施形態である塗膜研磨装置を示す側面図である。第１実施形態の装置に取り付けられる研磨フィルムの平面図である。本発明の塗膜の研磨方法により研磨される異常部位を有する塗膜構成の一実施形態を模式的に表した断面概略図である。本発明の塗膜の研磨方法における研磨工程１を模式的に表す図である。研磨フィルムが取り付けられる凸部の塗膜に対する垂直方向の最長距離を示す図である。本発明の塗膜の研磨方法における研磨工程２を模式的に表す図である。

符号の説明

１塗膜研磨装置、
２ヘッド部、
３ボディー部、
４パッド（研磨パッド）、
５研磨フィルム、
６駆動源、
７回転軸、
８支持部、
９操作部、
１１研磨フィルム上の粗い領域、
１２研磨フィルム上の細かい領域、
２１塗装欠陥、
２２被塗物、
２３電着塗膜、
２４中塗り塗膜、
２５ベース塗膜、
２６クリヤー塗膜。

Claims

全面に研磨材が設けられ、前記研磨材の粗さが異なる同心円状の２つの領域を有し、内方側に粗さが粗い領域を配置し、外方側に粗さが細かい領域を配置している研磨フィルムが研磨パッドの凸状の曲面に前記凸状の曲面の頂部に前記研磨フィルムの前記粗さが粗い領域が位置するように装着された状態で、前記研磨フィルムの前記粗さが粗い領域で塗膜を研磨するときに比べて、前記研磨フィルムの前記粗さが細かい領域で塗膜を研磨するときに前記研磨パッドを傾ける、塗膜の研磨方法。
前記研磨フィルムの研磨材の粗さが粗い領域で研磨を行った後、前記フィルムの研磨材の粗さが細かい領域で研磨を行う、請求項１に記載の塗膜の研磨方法。