JPH0651173B2 - 塗膜面の補修方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、粉塵、油滴等の付着に起因する微小欠陥部を
補修するための塗膜面の補修方法に関する。

従来の技術及びその問題点 例えば、自動車の車体塗装工程においては、組立てられ
た車体は、脱脂，除錆等の塗装前処理の後、プライマ電
着及び焼付け，中塗り及び焼付け，研磨，上塗り及び焼
付け等の工程へ順次移行され、その後の外観検査におい
て問題がなければ次の総組立てラインへ送られる。従
来、塗膜欠陥を有し検査に不合格となった車体は、別途
設けられた補修処理ラインへ送られ、塗膜の補修処理
後、再び外観検査工程へ送られる。前記塗膜欠陥のほと
んどは、浮遊シリコン油滴等の付着により塗料が弾かれ
てできた凹部、及び粉塵が塗膜中に包含されてできた凸
部である。

凸状欠陥の場合の補修処理方法の例を第１３図に示す。

第１３図（ａ）は、車体の鋼板（５２）上に電着プライ
マ層（５３），中塗り層（５４）及び上塗り層（５５）
が塗装焼付けされ、上塗り層（５５）に粉塵（５６）が
包含されて直径Ｘの範囲で外方へ突出した塗膜欠陥部
（５７）が生じた状態を拡大して示す。従来の補修方法
においては、まず、塗膜欠陥部（５７）を、第１３図
（ｂ）に示すように、グラインダ（５８），紙やすり等
を用いて研削除去し、粉塵（５６）を完全に取り除く。
塗膜欠陥部がシリコン油等の付着による凹部であるとき
は、該シリコン油等の付着物を完全に取り除く。つぎ
に、スプレーガン（５９）を用いて塗料研削部（６０）
に補修用塗料（６１）を吹き付け塗布し（第１３図
（ｃ）参照）、乾燥又は熱源（６２）を用いて焼付けを
行い（第１３図（ｄ）参照）、回転式バフ（６３）等を
使用して補修用塗料（６１）を磨き（第１３図（ｅ）参
照）、第１３図（ｆ）に示すように平滑に仕上げる。

上記従来補修方法は、つぎの問題点を有している。

（Ｉ） 微小な塗膜欠陥部に比べ極めて大きいディスク
を備えるグラインダ、又は大きな面積を有する紙やすり
等を用いて塗膜欠陥部を研削除去するため、研削部は広
範囲に及び、また場合によりプライマ層や鋼板にまで達
する結果、その上に形成された補修部の塗膜性能が低下
する。

（II） スプレーガンを用いた補修用塗料の吹き付け塗
布は、前記研削部より広範な面に施されるため、多量の
補修用塗料を要し、また乾燥焼付けに用いる熱源を広い
範囲に配設しなければならないので多量のエネルギを消
費する。

（III） 上記のような広範囲の研削，塗装，乾燥，研
磨等を要するため、作業時間が例えば全体で３０分以上
かかり、従って補修ラインを別途に設けなければなら
ず、作業及び設備の双方がコスト高となる。

（IV） 補修用塗料塗布面積が大きいため、均質な補修
塗装のための熟練者を要する。

これらの問題は、自動車の車体塗装のみならず、広く一
般の塗装にも生ずることである。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、手間及び時間を
要することなく簡便に塗膜欠陥部の補修をすることがで
き、しかも補修部の塗膜性能の低下をほとんど生じない
塗膜面の補修方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明の上記目的は、粉塵，油滴等の付着に起因する微
小塗膜欠陥部の該粉塵，油滴等及び塗膜部を切削加工機
を用いて除去して塗膜面に微小凹所を形成し、該微小凹
所を覆うように固形もしくは半固形の補修用塗料を塗膜
面に当てがい、次いで上記凹所に略対応する領域にレー
ザを照射することにより、上記塗料を加熱溶融して微小
凹所内に流入充填すると共に加熱硬化させ、このような
塗料の加熱溶融充填及び加熱硬化を、予熱された不活性
ガスの雰囲気中で行なうことを特徴とする塗膜の補修方
法により達成される。

本明細書において、“切削加工機”なる語は、前記微小
凹所を形成させ得る穴明け加工機及び切削工具を含む広
義の意味で使用しており、例えば小径の回転式ドリル，
回転式ヤスリ，超音波加工機等を用いることができる。

本発明方法で用いる補修用塗料は、固形若しくは半固形
の塗料である。

該固形塗料（以下、半固形塗料を含むものとする）は、
常温において流動せず、出力調整下のレーザの照射に基
づき溶融流動するものが用いられる。固形塗料は、基体
樹脂を主成分とし、必要に応じて硬化剤，硬化触媒，顔
料（着色顔料，メタリック顔料，染料及び体質顔料から
選ばれた１種以上のもの）等を配合したものであり、
水，有機溶剤，可塑剤等の液状物を殆んど又は全く含ん
でおらず、公知の方法で成型加工することができる。

前記基体樹脂としては、例えばアルキド樹脂，ポリエス
テル樹脂，エポキシ樹脂，アクリル樹脂，ウレタン樹
脂，フッ素樹脂，ビニル樹脂等を採用することができ
る。また、前記硬化剤としては、例えばメラミン樹脂
（エーテル化物を含む），ポリイソシアネート化合物
（ブロック化物を含む），ポリアミド樹脂，重合性不飽
和モノマー，カルボキシ基含有化合物等を、基体樹脂中
の架橋反応性官能基の種類に基づき、適宜採用できる。

表面が粘着性を有する固形塗料、又は半固形塗料である
場合、該塗料を塗膜形成能のない基材シート、例えばポ
リエチレンシートに貼着しておけば、取り扱いに便利で
ある。

これら固形の塗料は、レーザ照射に基づき、（ｉ）溶剤
等の揮発成分の蒸発，（ii）酸化重合，（iii）重合，
縮合，付加反応等による架橋反応，（iv）溶融，（ｖ）
融合反応（分散媒が揮発し、このため基体樹脂粒子が接
近，凝着して連続皮膜を形成する）等の現象を生ぜし
め、これにより、硬化した塗膜を形成する。

実施例 以下に、本発明の実施例を、添付図面を参照しつつ説明
する。

第１図は、自動車の車体の塗膜中に粉塵が包含されてで
きた塗膜欠陥部を、本発明方法により補修する工程の例
を段階的に示す。第１図（ａ）は、第１３図（ａ）に示
したと同様に、車体の鋼板（１）上の電着プライマ層
（２），中塗り層（３）及び上塗り層（４）からなる塗
膜の上塗り層（４）に、粉塵（５）が包含されて凸状の
微小塗膜欠陥部（６）が生じた状態を拡大して示す。該
塗膜欠陥部（６）の補修方法は、まず、該欠陥部（６）
の粉塵（５）及び該粉塵（５）を覆う塗膜部を切削加工
機を用いて除去し、塗膜面に微小凹所（８）を形成す
る。本実施例においては、前記切削加工機として回転式
ドリル（１５）を使用する（第１図（ｂ）参照）が、こ
れに限定されるものではない。切削除去せしめる塗膜の
深さは、上塗り層（４）から中塗り層（３）までの間で
塗膜欠陥部の状態に基づき任意に選択でき、例えば上塗
り層（４）深さ，中塗り層（３）までの深さ、又は上塗
り層（４）が着色塗膜と該塗膜上の透明性塗膜とで形成
されている場合の透明性塗膜深さまでとすることがで
き、目的に応じた塗膜部除去が可能であり、上述の微小
凹所（８）を形成することができる。つぎに、微小凹所
（８）内に補修用塗料を充填する。第１図に示す例で
は、該補修用塗料として、シート（９）の片面に付着さ
れた粘着性を有する固形塗料（１０）を使用する。ま
ず、シート（９）を塗膜面に形成された凹所（８）に当
てがい、該凹所（８）を覆うように塗料（１０）を前記
塗膜面に付着せしめる（第１図（ｃ）参照）。その後、
微小凹所（８）に略対応する領域にレーザ加工機を用い
て出力調整下の加工用レーザ（１１）を照射し、塗料
（１０）を溶融させて凹所（８）内に流入充填する（第
１図（ｄ）参照）。シート（９）に付着する塗料（１
０）の厚さは、凹所（８）内に十分に充填される厚さを
有するように適宜決められる。シート（９）の材質は、
ポリエチレン樹脂等とすることができ、塗膜面に塗料
（１０）を付着した後、該シート（９）を取り除いて加
工用レーザ（１１）を照射し凹所（８）内に流入充填し
てもよい。

第２図にレーザ（１１）を照射するためのレーザ加工機
の１例を示す。このレーザ加工機（４１）は、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザ等の位置合わせ用可視レーザ及び炭酸ガスレー
ザ，ＹＡＧレーザ等の加工用レーザ（１１）を発振する
レーザ発振器（４２）と、電源（４３）に接続されてレ
ーザ（１１）の出力及び発振時間を制御する制御部（４
４）と、該制御部（４４）を操作するための操作部（４
５）とを備えている。このように構成されたレーザ加工
機（４１）を、まず可視レーザで微小凹所（８）に対応
し得るように位置決めし、つぎに加工用レーザを出力調
整下に照射する。これにより、微小凹所（８）の充填に
必要とする量だけの塗料 （１０）を溶融させて該凹所（８）内に流入充填するこ
とができる。

該補修用塗料（１０）を微小凹所（８）に充填するにあ
たり、第３図に示すレーザ発振器（４２′）を用いるこ
ともできる。該レーザ発振器（４２′）は、上述のレー
ザ発振器（４２）と同様に、可視レーザ（１１′）を発
振する可視レーザ発振器（４６）と、加工用レーザ（１
１）を発振する加工用レーザ発振器（４７）と、筒状の
放出部（５１）を有し両発振器（４６），（４７）を収
容するハウジング（５０）とを備えている。発振器（４
６）から発せられた位置合わせ用の可視レーザ（１
１′）は、プリズム（４８）によりその照射角度に対し
直角方向へ反射され、更にジンクセレンコーティングミ
ラー（４９）により反射されて筒状放出部（５１）を通
過し、位置合わせを要する部位に照射される。加工用レ
ーザ（１１）は、ジンクセレンコーティングミラー（４
９）を透過し、可視レーザ（１１′）と同じ経路で筒状
放出部（５１）を通過して上記部位に照射される。この
レーザ発振器（４２′）は、そのハウジング（５０）内
に窒素ガス等の不活性ガス（Ｎ）が送り込まれるように
なっている。該ハウジング（５０）内に充満した不活性
ガス（Ｎ）は、筒状放出部（５１）を通って上記位置合
わせを要する部位、即ち上述の微小凹所（８）とその周
辺部とに吹き付けられ、該凹所（８）及びその周辺を不
活性ガス（Ｎ）雰囲気下におく。これにより、加工用レ
ーザ（１１）の熱によって発生する微小凹所（８）周辺
塗膜面及び溶融塗料の変色（樹脂等の炭化等の変質によ
る）が抑制される。また、不活性ガス（Ｎ）は、ハウジ
ング（５０）内で循環し、可視レーザ及び加工用レーザ
の発振器（４６），（４７）を冷却しつつ吐出される。
このため、該両発振器（４６），（４７）の使用時間に
かかわりなく、両発振器（４６），（４７）からは安定
した出力のレーザ（１１），（１１′）を得ることがで
きるという利点もある。

本実施例においては、上記塗料充填部（１２）に更にレ
ーザ（１１）を照射して充填部塗料（１２）を加熱し、
硬化させる。

該充填部塗料（１２）を硬化させる場合にも、塗料充填
時と同様に、上記レーザ発振器（４２′）を用いた不活
性ガス（Ｎ）雰囲気の下で行なわれ、上述の如き周辺塗
膜面及び充填塗料の変色を防止することができる。更に
また、充填部塗料（１２）を硬化させるにあたり、第３
図に示すように、レーザ発振器（４２′）のハウジング
（５０）に設けられた筒状放出部（５１）内にコイル状
ヒータ（５２）を配置し、該放出部（５１）を通過する
不活性ガス（Ｎ）を加熱する。これにより、高温硬化型
塗料（高出力のレーザ照射で硬化させ得るもの）のみな
らず、低温硬化型塗料（低出力のレーザ照射により硬化
するもの）も短時間で硬化させ得る。低温硬化型塗料
は、低出力レーザの照射を要するので、不活性ガス
（Ｎ）を加熱しない場合においては、熱伝導性の高い車
体鋼板（１）の放熱作用の影響が大となり、よって該低
温硬化型塗料を硬化させるのに特に長時間を要してい
た。しかしながら、加熱された不活性ガス（Ｎ）雰囲気
下においては、上述の放熱作用を補うことができ、短時
間で硬化させることが可能となる。

塗料硬化後、塗料充填部（１２）を砥石，回転式小型バ
フ（１３）等を用いて平滑化し、仕上げる（第１図
（ｅ），（ｆ）参照）。

このように、塗膜欠陥部の補修は、回転式ドリル（１
５）等の切削加工機を用いて必要最小限の欠陥部を切削
除去し、該欠陥部除去後の凹所内に必要なだけの補修用
塗料を充填し、該充填部塗料だけをレーザ照射により硬
化させるので、補修用塗料及びエネルギの消費量が少な
くて済み、また作業に手間及び時間を要せず、塗装熟練
者をも要しない。本発明方法による補修作業時間を従来
方法による補修作業時間と対比させて第１表に示す。

第１表に示したように、本発明方法による補修作業の所
要時間は、従来方法による補修作業の所要時間に比べ約
１／９〜１／１８と短く、これにより本ライン内での塗
膜欠陥部の補修が可能となり、別途補修ラインをなくす
ることもできる。

なお、上記実施例では、粉塵が塗膜中に包含されてでき
た塗膜欠陥部の補修方法に関し詳述したが、浮遊シリコ
ン油滴等の付着により塗料が弾かれてできた凹状塗膜欠
陥部の補修も同様の方法で行われる。この場合、回転式
ドリル等の切削加工機で前記油滴等の付着物を除去す
る。

第４図は、上記実施例における補修用塗料として粉体塗
料又は熱融解性塗料等を加圧成形したペレット状のもの
を用いた場合の非粘着性固形補習用塗料充填工程を示
す。第４図（Ｉ）に示すように、塗膜面上には、ペレッ
ト状の補修用塗料（１６）が、微小凹所（８）を覆うよ
うに載置される。つぎに、凹所（８）に略対応する領域
にレーザ（１１）を照射し、ペレット状塗料（１６）を
溶融させて凹所（８）内に該塗料（１８）を流入充填す
る第４図（II）参照）。ペレット状塗料（１６）の厚さ
は、上記粘着性樹脂塗料（１０）と同様に、凹所（８）
の大きさ及び深さに応じて適宜決められる。

なお、本発明方法は、上述の自動車の車体塗装のみなら
ず、広く一般の塗装にも採用され得る。

発明の効果 以上から明らかなように、本発明方法によれば、以下に
述べる効果を得ることができる。即ち、微小塗膜欠陥部
を、切削加工機を用いて極めて狭い範囲で除去し、これ
により塗膜面に微小凹所を形成するので、該微小凹所内
に充填される補修用塗料の使用量は極めて小量でよく、
該塗料を硬化させるためのエネルギ消費量も少なくて済
む。特に、補修用塗料として固形もしくは半固形のもの
を使用し、これを加熱溶融させて微小凹所内に充填する
ので、固形もしくは半固形塗料の厚さを適宜選択するこ
とにより充填量を予め適切に設定することができ、有利
である。また、狭い範囲の補修であるため、塗膜全体の
性能をほとんど低下させることなく、短時間で補修する
ことができ、且つ仕上げも簡便であり、補修塗装のため
の熟練者を特に要しない。上記補修用塗料の微小凹所内
への充填及び該充填補修用塗料の硬化を不活性ガス雰囲
気下において行なわれるので、塗膜面の変色を防止する
ことができる。更に、前記塗料の硬化は、予熱された不
活性ガスの雰囲気中でレーザ照射により行なわれるの
で、補修用塗料として低温硬化型から高温硬化型に至る
広い範囲の種々の塗料を用いることができる。更にま
た、上記の如く補修時間が極めて短くなる結果、本ライ
ン内での補修実施により別個の補修ラインを省略するこ
とも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の１実施例にかかる補修工程を塗膜
欠陥部を有する塗膜を用いて段階的に示す説明図、第２
図は本発明方法に用いるレーザ加工機の１例を示す概略
図、第３図はレーザ発振器の１例を示す縦断正面図、第
４図は他の補修用塗料を用いた補修工程を前記塗膜を用
いて段階的に示す説明図、第５図は従来の塗膜面補修方
法にかかる補修工程を前記塗膜を用いて段階的に示す説
明図である。 （１）……車体の鋼板 （５）……粉塵 （６）……塗装欠陥部 （８）……微小凹所 （９）……シート （１０）……粘着性樹脂塗料 （１１）……レーザ （１２）……塗料充填部 （１５）……回転式ドリル （１６）……ペレット状粉体塗料 （Ｎ）……不活性ガス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉塵，油滴等の付着に起因する微小塗膜欠
   陥部の該粉塵，油滴等及び塗膜部を切削加工機を用いて
   除去して塗膜面に微小凹所を形成し、該微小凹所を覆う
   ように固形もしくは半固形の補修用塗料を塗膜面に当て
   がい、次いで上記凹所に略対応する領域にレーザを照射
   することにより、上記塗料を加熱溶融して微小凹所内に
   流入充填すると共に加熱硬化させ、このような塗料の加
   熱溶融充填及び加熱硬化を、予熱された不活性ガスの雰
   囲気中で行なうことを特徴とする塗膜の補修方法