JPH03127659A

JPH03127659A - 自動車の塗装方法とその装置

Info

Publication number: JPH03127659A
Application number: JP26382989A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Hashimoto; 光雄橋本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-10-12
Filing date: 1989-10-12
Publication date: 1991-05-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用性ツｆ）本発門は、自動車の塗装方法に関し、特に水・Ｉ４部と
飛直部との塗膜のＳａｔ滑性を向」ニさせたものである
。

（従来の技術）自動車塗装技術における塗膜の平滑性向には、近年型□
な開発課題の一つとなっている。

この塗膜の平滑性のメカニズムについては、以下のよう
に考えられている。

つまり、所定の粘度に調合さ打た塗料は、塗装ガゾによ
って車体に吹き付けられる際に微粒化されるが、微粒化
の程度に応じた粒径の塗粒となった状態で車体表面に塗
着する。第６図（Ａ）は、この塗粒が塗着した直後の車
体表面を示す断面図であり、「１」は車体の水平面、・
「２」は車体の乗直面を示している。本図に示すように
、塗着直後の塗膜は、大きい粒径の塗粒３と小さい粒径
の塗粒４とが混在した状態で形成されている。なお、微
粒化の程度は、塗料の粘度、塗装ガンの設定条件（例え
ば、エアー圧、回転式塗装ガンにあっては回転数等）な
どによって支配されるが、このような要因によって支配
されるのは、塗布された塗粒の平均粒径であるから、第
６図に示すように種々の粒径を存する塗粒３，４が存在
するのは冨うまでもない。

このように車体に塗料を吹き付けた後に、乾燥装置によ
り塗膜を焼き付けると、第６図（Ｂ）に示すように、互
いに隣接する塗粒どうじが混合し合って乾燥塗膜を形成
することとなるが、塗粒状態で有していた湾萌面が完全
に消失せず、これが塗膜表面の「うねり」５を形成する
訳である。この「うねり」５の波長および振幅の程度を
一般に「塗膜の平滑性」と称している。

（発明が解決しようとする課題）ところで、自動車塗膜における理想的な塗膜表面は、い
わゆる「鏡面」であるが、自動車の塗装技術においてこ
の目標を達成するためには、いくつかの障をがある。

鏡面の塗膜を大災するために赦も簡便な方法としては、
塗料粘度を低くして小さい粒径で塗装することが考えら
れる。ところが、自動車の外板形状は、大きく分けて水
（Ｖ面１と垂直面２とから構成されていることから、Ｅ
述したように低粘度の塗料を塗布すると垂直面２で塗料
の流れ、いわゆる「タレ」が生じてしまう。したがって
、この垂直面２における「タレ」を考慮すれば、粘度の
下限値にも一定の限界がある。

一方、従来の塗料供給装置は、ＩＣ１ｌ−塗料について
は１６１−配管を介して水平用塗装ガンおよび乗置用塗
装ガンに１６１−の調合塗料力、（供給される構成とｔ
ｌっている。つまり、第５図に示すように、塗料、タン
ク６内には所定粘度に調合された塗料Ｔが収容され、圧
送ポンプ７により、塗料ホース８および塗料配管９を介
して水平用および垂直用のそれぞれのカラーチェンジバ
ルブ１０．１１に塗料Ｔが案内される。このような塗料
供給系が、塗色数だけ設けられており、谷々カラーチェ
ンジバルブに接続されている。

そして、図示しない制御手段からの指令信号によってカ
ラーチェンジバルブを作動させ、車体の塗装仕様に応じ
た塗色の塗料を選択し、この選択された塗料を水平用塗
装ガン１２と垂直ｍ塗装ガン１３とに供給し、ブース内
を搬送される車体Ｂに対して吹き付ける。なお、ｒ１４
，１５４は、水平用塗装ガンおよび装置用塗装ガンを往
復移動させるし、シプロ装置であり、「１６」は、圧送
ポンプ７を駆動するエアー源である。

このような従来の塗料供給装置によれば、前述したよう
に、車体の垂直面２の「タレ」を考慮した粘度に塗料を
調合すると、「タレ」に対して悪条件でない水平面１の
平滑性も低下してしまうという問題がある。つまり、粘
度ａｔを水平面１の平滑性が向上するように低粘度とす
れば、垂直面２に「タレ」が発生する虞れがあり、これ
とは逆に、垂直面２の「タレ」を考慮した粘度に２１整
すれば、水ｉｌＰ面１の・１１滑性が低下するという問
題点があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、タレ不具合を発生させることなく優れた
平滑性をＨする塗膜を得ることを目的とする。

（課題を解決するためのｆ段）上記目的を達成するための第１の発明は、自動車車体の
水平面に塗布する水平用塗料に対して、垂直面には、前
記水平用塗料より高降伏値を有する垂直用塗料を塗布し
てなる自動車の塗装方法である。

また、」：記Ｕ的を達成するための第２の発明は、塗料
タンクから塗料配管を介して水〜ド用塗装ガンに塗料を
供給すると共に、前記塗料配管から供給さＫる塗料に添
加剤を混合して垂直用塗装ガンに供給してなる自動車の
塗装装置である。

（作用）このように構成した本発明にあっては、車体の水平面に
平滑性を考慮した塗料を塗布し、一方、車体の垂直面に
はタレ件を考慮した塗料を吹き付けることができ、水平
面および垂直面ともに高平滑性を有する塗膜を得ること
ができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図画に基づいて説明する。

塗装装置第１図は本発明の一実施例を示す塗装装置の構成図であ
り、水平用塗料Ｔａが収容された水・１４用塗料タンク
６ａと、垂直用塗料Ｔｂが収容された垂直用塗料タンク
６ｂとが設けられている。これら各塗料タンク６　ａ、
　６　ｂには、それぞれ圧送ポンプ７ａ、７ｂが取り付
けられて、エアー源１６から駆動用エアーがｆ」を給さ
れることによりこの圧送ポンプ７ａ、７ｂが作動するよ
うになっている。各々の圧送ポンプの叶出口には、室料
ホース８ａ、８ｂが接続され、さらにこの塗料ホースの
他端は塗料配管９　ａ、　９　ｂにそれぞれ接続されて
いる。これにより、圧送ポンプ７　ａ、　７　ｂにより
圧送される塗料Ｔ　ａ、　Ｔ　ｂは、塗料ホース８ａ、
８ｂを介して塗料配管９　ａ、　９　ｂに案内される。

図示はしないがこの塗料配管９　ａ、　９　ｂの他端は
、再び各塗料タンク６ａ。

６ｂに帰還するように構成されており、常時塗料タンク
内の塗料は塗料配管および塗料タンクを循環するように
なっている。

前記塗料配管９ａ、９ｂは、被塗物である車体Ｂが搬送
される塗装ブース内、あるいは塗装ブースに沿って設け
られており、塗装ブース内に配設された塗装装置にこの
塗料を供給すべく、取出口１６ａ、１６ｂが設けられて
いる。第１図中ｒ１７ａ、１７ｂＪは、この取出口１６
ａ、１６ｂから案内された塗料をカラーチェンジバルブ
１０゜１１の所定の取入口に導くための塗料ホースであ
る。

なお、自動車の上塗り塗装にあっては、一つの塗装ブー
スにて塗装される塗色数は数十色にのぼるが、第１因に
おいては便宜上、−色の循環系のみを示す。したがって
、他の塗料配管から案内される他の塗色の塗料は、カラ
ーチェンジバルブ１０．１１の谷所定の取入用に導かれ
るようになっている。このカラーチェンジバルブ１０．
１１は、図示しない制御乎段からの制御信号によって所
定の塗料を選択し、この選択された塗料を塗装ガン１２
．１３に供給するための切替バルブである。

塗装ブース内には、所定の位置にレシプロ塗装装置本体
が配設されている。水平用塗装ガン１２は、塗装ブース
の上部に配設されたレシプロ装置１４に取り付けられて
、車体Ｂの水平面（フード、ルーフ、トランクリッド等
）に塗料を塗布するように車体の進行方向に対して左右
に往復動する。

また、乗置用塗装ガン１３は、車体Ｂの左右に配設され
たレシプロ装置１５に取り付けられて、車体Ｂの垂直面
（フェンダ、ドア、クォータ等）に塗料を塗布するよう
に−Ｌ下に往復動する。

なお、第１図に示す塗装ガン１２．１３は、エアー霧化
式静電塗装ガンを示しているが、本発明はこの種の塗装
ガンに比定されることなく、回転霧化式静電塗装ガン（
いわゆるベル型塗装ガン）にも適用することは可能であ
る。

本発明の目的は、他の実施例によっても遠戚することが
できる。第２図は、他の実施例を示す塗装装置の構成図
である。

本実施例にあっては、水平用塗料Ｔａを収容した塗料タ
ンク６から塗料ホース８および塗料配管９を介して水平
用カラーチェンジバルブ１０および垂直用カラーチェン
ジバルブ１１に水平用塗料Ｔａが案内される。このとき
、水平用カラーチェンジバルブ１０に案内された水平用
塗料Ｔａは水平用塗装ガン１２から車体Ｂの水平面１に
吹き付けられる。一方、垂直用カラーチェンジバルブ１
１に案内された水平用塗料Ｔａは、さらに混合装置１８
に導かれる。この混合装置１８には、添加剤１９を収容
した添加剤タンク２０が塗料ホース２１を介して接続さ
れており、前記水平用塗料Ｔａ′″と添加剤１９とが所
定の割合で混合することにより垂直用塗料Ｔｂとなる。

そして、この垂直用塗料Ｔｂは、垂直用塗装ガン１３か
ら車体Ｂの垂直面２に吹き付けられる。

このように構成すると、前述した第１実施例に比べ、配
管等の塗料循環設備を削減することができ、また、現状
設備の流用も可能となる点で・Ｈ利である。

水平用塗料、垂直用塗料本実施例にて用いられる室料Ｔａ、Ｔｂは、アクリルメ
ラミン系樹脂塗料あるいはポリエステルメラミン系樹脂
塗料等、従来使用されている塗料に添加剤を混合したも
のである。この添加剤は、具体的にはマイクロゲル系添
加剤、あるいはイソシアネート系添加剤等を用いること
ができる。

このような添加剤を混合するのは以下の理山による。

すなわち、平滑性を示唆するレベリングの式によれば、
レベリング時間ｔは、にて表わされる。ここで、 σ　−τ。・λ３／（２４８・ｚＩ　−Ｘ）σ　；塗料
の表面張力 η　；塗着粘度 τ。；ウェット塗膜の降伏値Ｘ　；膜厚 λ　；塗膜表面の「うねり」の波長Ｚ　；塗膜表面のうねりの振幅ｚｏ　；塗膜表面のうねりの振幅（塗層直後）Ｚｌ　；
塗膜表面のうねりの振幅（を時間後）であり、この式か
ら、レベリング時間を極力短くするためには、塗料粘度
を下げるか、あるいは塗膜の降伏値を下げるかすること
が効果的であるということが解る。

一方、耐タレ性を示唆するタレ速度を表わす式によれば
、タレ速度Ｖは、にて表わされ、ここで、 ρ　；塗料密度 η　；塗着粘度 τ０　；ウェット塗膜の降伏値Ｘ　；膜厚である。したがって、耐タレ性を向上させるためには、
降伏値を大きくするか、あるいは塗着粘度を大きくする
ことが効果的であることが解る。

そこで、アクリルメラミン系樹脂にマイクロゲル系の添
加剤を混合し、マイクロゲル含ａ量と塗膜の降伏値との
関係を測定した結果、第４図に示すようになった。

一方、アクリル樹脂：メラミン樹脂ニアクリルマクロゲ
ル添加剤−６０：３０：１０（固形分比）の塗料の高剪
断力を加えた状態から静置した状態における粘度変化を
測定した結果、２０ポイズから５０ポイズに変化するの
に、僅か１４秒しか要しなかった。これに対して、マイ
クロゲルを混合しないアクリル樹脂：メラミン樹脂＝６
０　：　３０（固形分比）の塗料の高剪断力を加えた状
態から静置した状態における粘度変化を測定すると、僅
か２〜３ボイズしか変化しなかった。

すなわち、このマイクロゲル添加剤は、塗料に高剪断力
を加えると見掛上の粘度が低下し、−万態負荷状態にす
ると粘度が上昇する塗料を形成する作用をａしていると
言える。したがって、このようなレオロジーコントロー
ル剤を添加した塗料を塗装ガン先端の小孔から叶出する
際、塗料には高剪断力が働くことから、微粒化される際
には見掛ヒ低粘度となって、平均塗粒径が小さくなる。

一方、このようにして微１１′Ｌ化された塗￥ｔが車体
表面に塗着すれば、無工１荷状態となることから、次第
に（上記の例によれば、２０〜５０　ｐｏｉｓｅの上昇
に１４秒間）粘度が上昇し、耐タレ性には好条件となる
。

このようなａｔｌＪ定粘果に鑑みて、本実施例に使用さ
れる塗料については、塗膜の降、伏値を適宜選択するこ
とにより、平滑性と耐タレ性との均衡を図るようにして
いる。

すなわち、水車用塗料は、耐タレ性は問題とならないこ
とから、降伏値が極めて小さくなるようにマイクロゲル
系添加剤の混合量を２％以下、奸ましくは０．５％以下
としている。また、爪直用塗料については、塗装ガンを
飛び出す瞬間は低粘度であって、塗着時には高粘度とな
るように、マイクロゲル系添加剤を２〜１０％、好まし
くは５〜１０％混合している。

なお、本実施例のように水平用塗料と乗置用塗料とを別
調合して被塗物に吹き付けた場合、水す１工面と重置面
とのいわゆる塗り重ね部分の平滑性が低下する虞れも考
えられるが、本実施例においては、水車用塗料と重置用
塗料との表面張力を略等しくなるように表面調整剤をそ
れぞれ添加し、これによりこの不具合を防止している。

次に、第３図に示す塗膜の断面図に基づいて本実施例の
作用を説明する。

このように構成した第１実施例にあっては、水平用塗料
タンク６ａからは降伏値が小さくなるように調合された
水平用塗料Ｔａを水平用塗装ガン１２に供給し、車体Ｂ
の水平面１に吹き付ける。

このとき、第３図（Ａ）に示すように、微粒化の程度は
、従来に比べさらに粘度を低くし得るため、１＝Ｉ１１
（Ｂ）に示す乾燥後の塗膜表面５のキ１４滑性が従来よ
りも向上する。

また、重置用塗料タンク６ｂからは、マイクロゲル系等
の添加剤を混合することにより、高剪断力下においては
低粘度となり、静訳状態においては高粘度となるように
調合された垂直用塗料Ｔｂを垂直用塗装ガン１３に供給
し、車体Ｂの乗置面２に吹き付ける。このとき、第３図
（Ａ）に示すように、従来に比べ微粒化が向上し、平均
粒径が小さい塗粒２２が塗着する。またこの塗着直後に
おいては、短時間で高粘度となることから、タレが生じ
ることがない。この塗膜を乾燥すると、同図（Ｂ）に示
すように波長、振幅ともに小さい、高平滑性の塗膜表面
５を得ることがでる。

また、第２実施例の塗装装置においては、予めｄ合装代
１８における塗料Ｔａと添加剤１９との、混合比を設定
しておき、塗料タンク６から圧送される塗料Ｔａを塗料
ホース８および塗料配管９を介して、カラーチェンジバ
ルブ１０および１１に導く。カラーチェンジバルブ１１
に案内された塗料Ｔａは、そのままの状態で水平用塗装
ガン１２によって車体Ｂの水平面１に吹き付けられる。

一方、カラーチェンジバルブ１１に導かれた塗料Ｔａは
、混合装置１８内で添加剤１つと所定の混合比をもって
混合され、前述した第１実施例における垂直用塗料Ｔｂ
と同様な特性、すなわち、高剪断力下においては３Ｌ掛
けの上で低粘度となる一方、無負荷状態においては高粘
度となる特性を備えた塗料となる。そして、この混合装
置１８から塗装ガン１３によって車体Ｂの乗置面２に吹
き付けられる。

（発明の効果）以上述べたように本発明によれば、車体の水平面と乗置
面とに塗布する塗料をそれぞれ別に構成したため、タレ
を発生させることなく優れた平滑性を有する塗膜を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す塗装装置の構成図、
第２図は本発明の他の実施例を示す塗装装置の構成図、
第３図は本発明の塗装方法の作用を説明する塗膜の断面
図、ｈｊＪ４図は添加剤の混合情と塗膜の降伏値との関
係を示すグラフ、第５図は従来の塗装装置を示す構成図
、第６図は従来の塗装方法の作用を説明する塗膜の断面
図である。Ｂ・・・車体、Ｔａ・・・水平用塗料、Ｔｂ・・・垂直
用塗料、１・・・水平面、１・・・水平面、２・・・垂
直面、６　ａ、　６　ｂ・・・塗料タンク、１２・・・
水平用塗装ガン、１３・・・乗置用塗装ガン、１８・・
・混合装置、１９・・・添加剤。特許出廟人　　　日産自動車株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）自動車車体の水平面に塗布する水平用塗料に対し
て、垂直面には、前記水平用塗料より高降伏値を有する
垂直用塗料を塗布してなる自動車の塗装方法。
（２）塗料タンクから塗料配管を介して水平用塗装ガン
に塗料を供給すると共に、前記塗料配管から供給される
塗料に添加剤を混合して垂直用塗装ガンに供給してなる
自動車の塗装装置。