JP2011050916A - 塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チッピングプライマー塗膜の形成が不要であり、優れた耐チッピング性と良好な外観を有する塗膜が得られる塗膜形成方法を提供すること。
【解決手段】被塗物上に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、扁平顔料を含有する第１の塗料、及び当該第１の塗料に比して高濃度の扁平顔料を含有する第２の塗料を、切り替えて塗膜を形成するか、又は、両者の混合比率を制御して塗膜を形成する塗膜形成工程を含み、前記塗膜形成工程では、前記被塗物の表面上の中で、チッピングが生じ易いチッピング部位を塗装する際には、他の部位の表面に形成される塗膜中の扁平顔料の含有率に比して高い扁平顔料の含有率を有する塗膜を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、塗膜形成方法に関する。詳しくは、チッピングプライマー塗膜の形成が不要な塗膜形成方法に関する。

自動車車体の外板に塗装される複層塗膜では、自動車の走行時に小石等が衝突することにより、塗膜全体に亀裂が生じたり、塗膜全体が剥離したりする現象が生ずる。この現象は、チッピングと呼ばれ、亀裂部位や剥離部位における錆の発生原因となるため、回避する必要がある。従って、自動車車体の外板に塗装される複層塗膜においては、優れた耐チッピング性が求められている。

耐チッピング性を付与する手法としては、チッピングを受け易い部位に対してチッピングプライマーを塗装する手法が一般的である。具体的には、下塗り塗装した被塗物のチッピングを受け易い部位に対して、チッピングプライマーを塗装した後、被塗物全体に中塗り塗装、上塗り塗装を順次施すことが一般的に行われている。

ところが、チッピングが発生し易い部位に対してチッピングプライマーを塗装する従来の手法では、チッピングプライマーを余分に塗装しなければならず、材料コストが嵩んでいた。また、チッピングプライマー塗膜の形成が必要であるため、工程が煩雑となるうえ、ブース長さの延長による空調エネルギーの増加といったランニングコストの増加を招いていた。

そこで、中塗り塗膜中に扁平形状の顔料を含有させ、複層塗膜の耐チッピング性を向上させることにより、チッピングプライマー塗膜の形成を不要とする技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、扁平形状の顔料であるタルクをシランカップリング剤により表面処理し、塗料中に良好に分散させた中塗り塗料を用いることにより、優れた耐チッピング性を有する複層塗膜が得られるとされている。

特開２００３−２５３２１１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、耐チッピング性が付与された中塗り塗料が、チッピングが発生し易い部位のみならず被塗物全体に塗装されることとなる。このため、耐チッピング性を付与するために配合されたタルクやシランカップリング剤の材料コストが嵩むうえ、扁平顔料のタルクを多量に含有することに起因する中塗り塗膜表面の平滑性の低下により、塗膜表面の外観が不良となる問題があった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、チッピングプライマー塗膜の形成が不要であり、優れた耐チッピング性と良好な外観を有する塗膜が得られる塗膜形成方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、被塗物（例えば、後述の自動車車体１の外板）上に塗膜（例えば、後述の中塗り塗膜１３）を形成する塗膜形成方法であって、扁平顔料を含有する第１の塗料、及び当該第１の塗料に比して高濃度の扁平顔料を含有する第２の塗料を、切り替えて塗膜を形成するか、又は、両者の混合比率を制御して塗膜を形成する塗膜形成工程を含み、前記塗膜形成工程では、前記被塗物の表面上の中で、チッピングが生じ易いチッピング部位（例えば、後述のチッピング部３）を塗装する際には、他の部位（例えば、後述の一般部２）の表面に形成される塗膜中の扁平顔料の含有率に比して高い扁平顔料の含有率を有する塗膜を形成することを特徴とする。

本発明に係る塗膜形成方法によれば、扁平顔料の含有率の異なる２種の塗料を切り替えるか、又は両者の混合比率を変化させることができるため、扁平顔料の含有率を変化させながら被塗物を塗装することができる。具体的には、被塗物の表面上の中で、チッピングが生じ易く耐チッピング性が求められるチッピング部位を塗装する際には、他の部位の表面に形成する塗膜中の扁平顔料の含有率に比して、高い扁平顔料の含有率を有する塗膜を形成することができる。
これにより、従来、耐チッピング性が求められるチッピング部位については、塗装を施す前に必要であったチッピングプライマー塗膜の形成が不要となり、塗装材料コストを削減できる。また、チッピングプライマー塗膜の形成が不要であるため、工程が簡略化できるうえ、ブース長さの短縮により空調エネルギーを低減でき、ランニングコストを削減できる。

また、チッピング部位以外の他の部位については、チッピング部位に比して扁平顔料の含有率の低い塗膜を形成するため、多量の扁平顔料を含有することに起因する塗膜表面の外観不良を回避できる。

また、本発明に係る塗膜形成方法では、扁平顔料としてタルクを用いることが好ましい。これにより、チッピング部について、より耐チッピング性に優れた塗膜を形成できる。

また、本発明に係る塗膜形成方法では、第１の塗料及び第２の塗料として、２液型の中塗り塗料を用いることが好ましい。この２液型の中塗り塗料は、従来の１液型の中塗り塗料に比して、昇温過程における塗膜粘度の変動が大きく、塗膜表面のフロー性が良好であるため、第１の塗料と第２の塗料との混合がより促進されるとともに、塗膜表面が平滑化される。また、硬化過程で塗膜粘度が急上昇するため、上塗りのクリア塗膜との混層を抑制できる。さらには、従来の１液型の中塗り塗料のように、硬化過程で生じる低分子量の脱離成分（イソシアネートブロック剤等）の揮散が無いため、塗膜の体積収縮により生じる外観不良を回避できる。従って、本発明によれば、より良好な外観を有する塗膜を形成できる。

また、本発明に係る塗膜形成方法では、塗膜形成工程で用いる塗装ガンとして、複数種類の塗料を混合する機能を有する回転霧化式塗装ガン（例えば、後述のベルガン３１）を用いることが好ましい。このような回転霧化式塗装ガンによれば、第１の塗料と第２の塗料を十分に混合することができ、上述の効果がより確実に奏される。

本発明によれば、チッピングプライマー塗膜の形成が不要であり、優れた耐チッピング性と良好な外観を有する塗膜が得られる塗膜形成方法を提供できる。また、チッピングプライマー塗装用の設備を不要として、塗装工場の設備投資費用を削減できる。

自動車車体の外板におけるチッピング部を示す図である。 第１実施形態で用いる塗装機の概略構成図である。 塗料が混合されるメカニズムを説明するための図である。 ベルガンの先端部分の部分断面図である。 自動車車体の外板に塗装される複層塗膜の構成を示す図であり、（Ａ）が本発明の一実施形態に係る塗膜形成方法を適用した複層塗膜の断面図であり、（Ｂ）が従来の複層塗膜の断面図である。 第１実施形態に係る中塗り塗装工程のフローを示す図である。 従来の中塗り塗装工程のフローを示す図である。 第２実施形態で用いる塗装機の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態と共通する構成、動作、及び効果については、その説明を省略する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る塗膜形成方法は、被塗物上に塗膜を形成する塗膜形成工程を含む。

［被塗物］
本実施形態で用いられる被塗物としては、例えば、二輪車及び四輪車の外板部品に用いられる金属素材等が挙げられる。これらの素材は、脱脂処理や化成処理等の前処理（表面処理）が施された後、防錆性の向上や中塗り塗膜の付着性向上のために、カチオン電着塗装やアニオン電着塗装等の下塗り塗膜が形成されたものである。中でも、カチオン電着塗装が施された自動車車体の外板が特に好ましく用いられる。

［塗膜形成工程］
本実施形態の塗膜形成工程は、塗料を塗装ガンに供給する供給工程と、塗装ガンから塗料を噴射して塗装する塗装工程と、を含む。以下、各工程について説明する。

（供給工程）
本実施形態の供給工程では、扁平顔料を含有する第１の塗料と、当該第１の塗料に比して高濃度で当該扁平顔料を含有する第２の塗料とを、塗装ガンに供給する。本実施形態の供給工程は、後段で詳述する塗装機３０に備えられた塗料供給装置４１で実行される。

本実施形態で用いる第１の塗料及び第２の塗料としては、それぞれ、従来公知の１液型の中塗り塗料に扁平顔料を配合したものが用いられる（以下、第１中塗り塗料、第２中塗り塗料という）。
具体的には、塗膜形成樹脂、着色顔料、体質顔料、及び溶剤の他、必要に応じてその他の添加剤等を配合してなる従来の中塗り塗料に、後述する扁平顔料を配合したものを用いることができる。好ましくは、ＶＯＣ削減の観点から、水性の中塗り塗料に扁平顔料を配合したものが用いられる。

塗膜形成樹脂としては、熱硬化性樹脂が用いられ、水酸基等の架橋性官能基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂等の基体樹脂に、メラミン樹脂やブロックイソシアネート化合物等の架橋剤を配合したものが用いられる。これらのうち、ブロックイソシアネート化合物を架橋剤とする塗膜形成樹脂を配合した１液型の水性中塗り塗料が好ましく用いられる。

扁平顔料としては、例えば、タルク、ノンリーフィング型アルミニウムフレーク、鱗片状雲母、板状酸化鉄、ガラスフレーク、チタンコートグラファイト、金属チタンフレーク等が挙げられる。中でも、タルクが好ましく用いられる。
なお、第１中塗り塗料及び第２中塗り塗料として水性の中塗り塗料を用いる場合には、分散性向上の観点から、シランカップリング剤等で表面処理がなされたタルクを用いることがより好ましい。

ここで、中塗り塗膜中に扁平顔料を含有させることにより、耐チッピング性が向上する理由について説明する。
チッピング部においてチッピング現象が生じた場合、塗膜に加えられたチッピングの伝播衝撃は、中塗り塗膜中に配合された扁平顔料に集中的に作用する。その結果、扁平顔料自身の破壊や、扁平顔料と樹脂間の層間剥離を起点とした破壊が発生し、中塗り塗膜内部でチッピングによる伝播衝撃が吸収される。このようにして、中塗り塗膜中に扁平顔料を配合して塗膜自身を脆弱化させ、破壊され易い性質を付与することにより、チッピングの衝撃エネルギーを中塗り塗膜中で効率的に消費でき、下塗り塗膜への衝撃伝播を抑制できる結果、優れた耐チッピング性が得られるのである。

上記の第１中塗り塗料と第２中塗り塗料は、扁平顔料の含有濃度が異なる以外は、同一の組成であることが好ましい。即ち、塗膜形成樹脂、扁平顔料、着色顔料、体質顔料、溶剤等の各成分が同一である第１中塗り塗料及び第２中塗り塗料とすることが好ましい。この場合には、第１中塗り塗料と第２中塗り塗料の相溶性が良好であり、両者がより均一に混合される。

第１中塗り塗料及び第２中塗り塗料は、いずれも、従来公知の製法により製造される。扁平顔料は、着色顔料や体質顔料と同様に塗料中に配合した後、顔料分散工程で十分に分散することにより、塗料中に安定して分散させることができる。

本実施形態の供給工程では、第１中塗り塗料と、第２中塗り塗料とを、これらの供給比率を制御しながら塗装ガンに供給する。ここで、供給比率とは、第１中塗り塗料の供給量（本実施形態では供給容量、以下同様）と第２中塗り塗料の供給量との合計量に対する各中塗り塗料の供給比率を意味する。第１中塗り塗料と第２中塗り塗料の供給比率は、被塗物の塗装部位に応じて、適宜設定される。

第１中塗り塗料と第２中塗り塗料の供給比率の制御について、図１を参照して説明する。
図１は、自動車車体１の外板におけるチッピング部３を示す図である。自動車車体１のチッピング部３は、自動車の走行時に跳ね上げられた小石等によって衝撃を受ける部分であり、他の一般部２に比して、高い耐チッピング性が要求される部分である。

本実施形態では、自動車車体１の外板のチッピング部３を塗装する際には、後述するチッピング部３以外の一般部２に塗装する際に比して、第２中塗り塗料の供給比率を高くして塗装ガンに供給する。即ち、チッピング部３に対しては、扁平顔料の含有率を高くした中塗り塗膜を形成する。このとき、第１中塗り塗料の供給比率を０％、第２中塗り塗料の供給比率を１００％として、第２中塗り塗料のみからなる中塗り塗料を塗装ガンに供給し、中塗り塗膜を形成してもよい。

一方、チッピング部３以外の一般部２に塗装する際には、上述のチッピング部３を塗装する際に比して、第２中塗り塗料の供給比率を低くして塗装ガンに供給する。即ち、チッピング部３以外の一般部２に対しては、扁平顔料の含有率を低くした中塗り塗膜を形成する。このとき、第１中塗り塗料の供給比率を１００％、第２中塗り塗料の供給比率を０％として、第１中塗り塗料のみからなる中塗り塗料を塗装ガンに供給し、中塗り塗膜を形成してもよい。

また、チッピング部３と一般部２の境界部を塗装する際には、徐々に又は段階的に、第１中塗り塗料と第２中塗り塗料の供給比率を変化させてもよい。

（塗装工程）
本実施形態の塗装工程では、上記の供給工程で供給された第１中塗り塗料及び第２中塗り塗料を、塗装ガンの先端部で混合し、噴射して塗装する。
本実施形態では、塗装ガンとして、複数種類の塗料を混合する機能を有する回転霧化式のベルガン３１が用いられる。この回転霧化式のベルガン３１を備える塗装機３０は、塗装ロボットに取り付けられて、塗装が行われる。

図２は、本実施形態で用いられるベルガン３１を備える塗装機３０の概略構成図である。図２に示すように、塗装機３０は、第１中塗り塗料と第２中塗り塗料とを、これらの供給比率を制御してベルガン３１に供給する塗料供給装置４１を備えている。

塗料供給装置４１は、第１中塗り塗料を貯留する第１貯留タンク４２と、供給経路を通じて第１中塗り塗料をベルガン３１へと圧送する図示しない第１ポンプと、第１中塗り塗料の供給を制御する第１バルブ４４と、を備えている。
また、塗料供給装置４１は、第２中塗り塗料を貯留する第２貯留タンク４３と、供給経路を通じて第２中塗り塗料をベルガン３１へと圧送する図示しない第２ポンプと、第２中塗り塗料の供給を制御する第２バルブ４５と、を備えている。
上記第１ポンプ及び第２ポンプは、図示しない変速機を備えるギヤポンプである。
上述したように、この塗料供給装置４１により、第１中塗り塗料と第２中塗り塗料の供給比率が制御される。

次に、図３を参照して、ベルガン３１から自動車車体１に向けて噴射される塗料、即ち第１中塗り塗料と第２中塗り塗料の混合メカニズムについて説明する。
先ず、第１中塗り塗料及び第２中塗り塗料は、ベルガン３１から噴射される際に、ベルガン３１内で混合される（図３のＳ１）。

ベルガン３１内における各塗料の混合について、図４を参照してベルガン３１の構成とともに詳しく説明する。
図４は、ベルガン３１の先端部分の部分断面図である。
ベルガン３１は、霧状の塗料を被塗物の自動車車体１に静電塗装するものであり、本体３８と、この本体３８に回転可能に設けられた回転霧化頭３４を備えている。
本体３８は、円筒形状であり、回転霧化頭３４に塗料や溶剤を供給する供給管３２と、コンプレッサから圧送された空気により回転霧化頭３４を回転させる図示しないモータと、塗料を帯電させる図示しない高電圧発生装置と、を備えている。

供給管３２は、第１中塗り塗料、第２中塗り塗料、及び溶剤を吐出する。この供給管３２は、２種類の塗料がそれぞれ流通する図示しない２つの塗料流通路と、回転霧化頭３４に付着した塗料を洗浄するための溶剤が流通する図示しない溶剤流通路と、が形成されている。
この供給管３２は、図示しないニードル弁が進退することにより開閉され、これにより、回転霧化頭３４に各塗料及び溶剤を供給したり、供給を停止したりする。
また、供給管３２の先端面には、第１中塗り塗料及び第２中塗り塗料がそれぞれ吐出される２つの塗料吐出口と、これら２つの吐出口を環状に囲んで配置され溶剤を吐出する複数の溶剤吐出口が形成されている。

回転霧化頭３４は、供給管３２の先端面を通る直線Ｒを回転軸として回転し、供給管３２から吐出された各塗料及び溶剤を霧化して噴射する。
回転霧化頭３４は、供給管３２が内部に収容された円筒形状の回転部３３と、この回転部３３の先端に設けられ供給管３２の先端面を囲んでかつ噴射方向に向かって拡開する拡開部３５と、供給管３２の先端面に対向し拡開部３５の内壁面を塞ぐ略円盤状の閉塞部３７と、を備えている。

回転部３３は、円筒形状の回転部本体３３１と、この回転部本体３３１の先端を塞ぐ略円盤状の先端部３３２と、を備えている。この回転部３３には、拡開部３５が螺合されている。また、先端部３３２の略中央には、貫通孔３３３が形成されている。

供給管３２は、回転部３３に挿通されており、供給管３２の先端は、先端部３３２の貫通孔３３３から露出している。また、先端部３３２の貫通孔３３３の周囲は凹んでおり、この凹んだ部分は、塗料が溜まる塗料溜まり部３３４となっている。

拡開部３５の内壁面及び閉塞部３７により閉塞された空間は、塗料に遠心力を与えるための霧化室３６である。拡開部３５の内壁面のうち閉塞部３７よりも先端側には、段差３５１が形成されている。

閉塞部３７の内側の表面（霧化室３６側の表面）のうち供給管３２に対向する位置には、略円錐形状の突起３７１が形成されている。
また、閉塞部３７の周縁部分には、拡開部３５の内壁面に沿って表裏面を貫通して、霧化室３６の内部と外部とを連通する複数の周縁部貫通孔３７２が形成されている。
また、閉塞部３７の中央部分には、表裏面を貫通する複数の中央部貫通孔３７３が形成されている。

以上のような構成を備えるベルガン３１は、塗装時において、先ず回転霧化頭３４を回転させた状態で、塗料供給管から各塗料（第１中塗り塗料及び第２中塗り塗料）を霧化室３６に吐出する。すると、この吐出された各塗料のほとんどは、図４中の実線で示すように、閉塞部３７の突起３７１に到達して衝突する（図４のＳ１Ａ）。この衝突の際に、第１中塗り塗料と第２中塗り塗料が混合される。

また、回転霧化頭３４は高速で回転しているため、突起３７１に衝突した塗料には遠心力が作用し、各塗料は、回転霧化頭３４の回転により混合されつつ、閉塞部３７の内側の表面に沿って、閉塞部３７の周縁部に向かって移動する。
閉塞部３７の周縁部に到達した各塗料は、周縁部貫通孔３７２を通過して霧化室３６の外部に移動し、さらに、拡開部３５の内壁面に沿って、拡開部３５の先端の外縁部に向かって移動する。このとき、各塗料は、層状となって拡開部３５の内壁面に沿って移動して段差３５１に衝突し（図４のＳ１Ｂ）、その際の衝撃によりさらに混合が促進される。
以上のようにしてベルガン３１内で混合された各塗料は、拡開部３５の外縁部に接近するに従って、各塗料に作用する遠心力が大きくなるため、多数の微細な液滴に分離され、霧状となる。霧状となった各塗料は、拡開部３５の外縁部から噴射される。

図３に戻って、ベルガン３１内で混合されて噴射された各塗料は、微粒子化されてより混合されるとともに、微粒子化された各塗料が被塗物の自動車車体１上に塗り重ねられることにより、さらに混合される（図３のＳ２）。
また、塗り重ねられた各塗料は、焼付け乾燥時にフローすることにより、さらに混合が促進される（図３のＳ３）。
以上により、第１中塗り塗料と第２中塗り塗料は、十分に混合されて塗装が行われる。

次に、本実施形態に係る塗膜形成方法の手順について、一般部２に第１中塗り塗料のみを塗装し、チッピング部３に第１中塗り塗料と第２中塗り塗料を混合したものを塗装する
場合を例に挙げて説明する。
先ず、自動車車体１の外板のうち、一般部２を塗装する際には、塗装機３０に備えられた塗料供給装置４１の第１バルブ４４を開放し、第１ポンプの駆動により、第１貯留タンク４２内に貯留されている第１中塗り塗料をベルガン３１に供給する。このとき、第２バルブ４５は遮断されており、第１中塗り塗料のみからなる中塗り塗料がベルガン３１から噴射され、塗装が行われる。これにより、扁平顔料の含有率が低い中塗り塗膜が一般部２に形成される。

次いで、チッピング部３を塗装する際には、塗料供給装置４１の第２バルブ４５を開放し、第２ポンプの駆動により、第２貯留タンク４３内に貯留されている第２中塗り塗料をベルガン３１に供給する。このとき、第１バルブ４４は開放したままの状態とし、第１中塗り塗料を継続してベルガン３１に供給する。即ち、第１中塗り塗料と第２中塗り塗料とを、所定の供給比率でベルガン３１に供給する。ベルガン３１に供給された第１中塗り塗料と第２中塗り塗料は、ベルガン３１内で混合された後に噴射され、塗装が行われる。これにより、扁平顔料の含有率が高く、優れた耐チッピング性を有する中塗り塗膜がチッピング部３に形成される。
以上の手順により、一般部２とチッピング部３との塗り分けが可能となっている。

上述の手順により実行される本実施形態の塗膜形成方法は、自動車車体１の外板塗装として、中塗り塗装工程を必要とする塗装方法に適用できる。例えば、３コート１ベーク（３Ｃ１Ｂ）方式や、３コート２ベーク（３Ｃ２Ｂ）方式の複層塗膜形成方法における中塗り塗装工程に適用できる。好ましくは、３Ｃ１Ｂ方式の塗装方法に適用した場合であり、この場合には、中塗り塗装工程後に、第１フラッシュオフ工程、水性ベース塗装工程、第２フラッシュオフ工程、溶剤系クリア塗装工程、焼付工程が順次実行される。
また、さらに一段と商品性を向上させた４コート２ベーク（４Ｃ２Ｂ）方式や、５コート２ベーク（５Ｃ２Ｂ）方式の複層塗膜形成方法における中塗り塗装工程にも適用できる。

図５（Ａ）は、本実施形態に係る塗膜形成方法を３Ｃ１Ｂ方式の複層塗膜形成方法に適用したときに得られる複層塗膜１０の断面図である。複層塗膜１０は、自動車車体の外板を構成する鋼板１１と、鋼板１１上に形成された下塗り塗膜としてのカチオン電着塗膜１２と、カチオン電着塗膜１２上に形成された本実施形態の塗膜形成方法による中塗り塗膜１３と、中塗り塗膜１３上に形成された上塗りベース塗膜及び上塗りクリア塗膜からなる上塗り塗膜１４とから構成されている。
中塗り塗膜１３は、チッピング部に形成された扁平顔料の含有率が高い中塗り塗膜１３ａと、チッピング部以外の一般部に形成された扁平顔料の含有率が低い中塗り塗膜１３ｂとから構成されている。
これに対して、図５（Ｂ）は、従来のチッピングプライマー塗装及び中塗り塗装を３Ｃ１Ｂ方式の複層塗膜形成方法に適用したときに得られた複層塗膜２０の断面図である。図５（Ｂ）に示すように、チッピング部にチッピングプライマー塗膜２３が形成されており、上記の複層塗膜１０とは塗膜構成が異なったものとなっている。

以上、詳述したような本実施形態の塗膜形成方法によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態に係る塗膜形成方法によれば、扁平顔料の含有率の異なる２種の塗料を切り替えるか、又は両者の混合比率を変化させることができるため、扁平顔料の含有率を変化させながら自動車車体１を塗装することができる。具体的には、自動車車体１の外板の表面上の中で、チッピングが生じ易く耐チッピング性が求められるチッピング部３を塗装する際には、一般部２の表面に形成する塗膜中の扁平顔料の含有率に比して、高い扁平顔料の含有率を有する塗膜を形成することができる。
これにより、従来、耐チッピング性が求められるチッピング部３については、塗装を施す前に必要であったチッピングプライマー塗膜の形成が不要となり、塗装材料コストを削減できる。

また、本実施形態に係る塗膜形成方法を適用した中塗り塗装工程フローを示す図６と、従来のチッピングプライマー塗装工程（以下、「ＣＰ工程」という）及び中塗り塗装工程のフローを示す図７から明らかであるように、従来は、ＣＰ工程を経てから自動車車体１の内板、外板の順に中塗り塗装を実施していたところ、本実施形態によれば、ＣＰ工程を削減できるため、工程が簡略化できるうえ、ブース長さの短縮により空調エネルギーを低減でき、ランニングコストを削減できる。

また、チッピング部３以外の一般部２については、チッピング部３に比して扁平顔料の含有率の低い塗膜を形成するため、多量の扁平顔料を含有することに起因する塗膜表面の外観不良を回避できる。

また、本実施形態に係る塗膜形成方法では、扁平顔料としてタルクを用いることにより、チッピング部３について、より耐チッピング性に優れた塗膜を形成できる。

また、本実施形態に係る塗膜形成方法では、塗膜形成工程で用いる塗装ガンとして、上述したような複数種類の塗料を混合する機能を有する回転霧化式のベルガン３１を用いる。これにより、第１中塗り塗料と第２中塗り塗料を十分に混合することができ、上述の効果がより確実に奏される。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る塗膜形成方法は、第１の塗料及び第２の塗料として、２液型の中塗り塗料を用いる点が第１実施形態と異なる。また、２液型の中塗り塗料を用いるため、用いる塗装機の構成が第１実施形態と異なる。

第１実施形態では、第１の塗料及び第２の塗料として、イソシアネート化合物を架橋剤とする１液型の中塗り塗料を用いるが、本実施形態では、イソシアネート化合物を架橋剤とする２液型の中塗り塗料を用いる。
具体的には、水酸基等の架橋性官能基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂等の基体樹脂を含有する主剤と、イソシアネート化合物を含有する硬化剤と、からなる２液型の中塗り塗料を用いる。
イソシアネート化合物としては、脂肪式、芳香族基含有脂肪族、又は芳香族の多官能イソシアネート化合物を用いることができ、好ましくは、ジイソシアネート又はそのイソシアヌレート（ジイソシアネートの三量体）が用いられる。
扁平顔料、着色顔料、体質顔料、溶剤等の他の成分は、第１実施形態と同様のものが用いられる。

第１の塗料の主剤（以下、「第１塗料主剤」という）としては、第２の塗料の主剤（以下、「第２塗料主剤」という）に比して扁平顔料濃度の低い２液型中塗り塗料の主剤を用いる。また、第２の塗料の主剤としては、第１の塗料に比して扁平顔料濃度の高い２液型中塗り塗料の主剤を用いる。これら第１塗料主剤と第２塗料主剤は、扁平顔料の含有濃度が異なる以外は、同一の組成からなるものを用いることが相溶性の観点から好ましい。
また、第１の塗料の硬化剤と第２の塗料の硬化剤（以下、「硬化剤」という）としては、同一のものを用いる。このため、後述する本実施形態で用いる塗装機は、２つの主剤供給系と、１つの硬化剤供給系を備えている。

次に、本実施形態で用いる塗装機について説明する。
図８は、本実施形態で用いる塗装機５０の概略構成図である。
塗装機５０は、回転霧化式のベルガン５１と、ベルガン５１に、第１塗料主剤、第２塗料主剤、硬化剤、及びベルガン５１のカップや供給経路を洗浄するための溶剤を供給する塗料供給装置５２と、を備えている。

塗料供給装置５２は、第１塗料主剤供給系、第２塗料主剤供給系、硬化剤供給系、及び溶剤供給系から構成されている。
第１塗料主剤供給系、第２塗料主剤供給系、及び硬化剤供給系は、それぞれ、第１塗料主剤、第２塗料主剤、又は硬化剤を貯留する第１塗料主剤貯留タンク５１１，第２塗料主剤貯留タンク５１２，硬化剤貯留タンク５１３と、塗装色の色替え等を行うカラーチェンジバルブ（以下、「ＣＣＶ」という）５２１，５２２，５２３と、各供給経路を通じて第１塗料主剤、第２塗料主剤、又は硬化剤をベルガン５１へと圧送するフラッシャブルギアポンプ（以下、「ＦＧＰ」という）５３１，５３２，５３３と、第１塗料主剤、第２塗料主剤、又は硬化剤の供給を制御するトリガーバルブ５６１，５６２，５６３と、洗浄後の廃液を排出するためのドレンバルブ５７１，５７２，５７３と、を備えている。
また、溶剤供給系は、洗浄用の溶剤（シンナー）を貯留する溶剤貯留タンク５１４と、ベルガン５１への溶剤の供給を制御するゲートバルブ５６４と、を備えている。
なお、硬化剤供給系及び溶剤供給系には、ベルガン５１に供給される硬化剤又は溶剤の流量を測定するフローメータ（以下、「ＦＭ」という）５５３，５５４が設けられている。

第１塗料主剤貯留タンク５１１及び第２塗料主剤貯留タンク５１２は、塗装色ごとに複数設けられる（図８では、簡略化のため１つのみとした）。硬化剤貯留タンク５１３は、いずれの塗装色の場合にも同一の硬化剤を用いる関係で１つのみが設けられている。また、溶剤貯留タンク５１４も１つのみが設けられている。

ＣＣＶ５２１，５２２は、従来公知のＣＣＶであり、塗装色ごとに設けられた複数の第１塗料主剤貯留タンク５１１又は第２塗料主剤貯留タンク５１２に連結された供給路と、各供給路に設けられた複数のバルブと、を含んで構成されている。
なお、硬化剤供給系に設けられているＣＣＶ５２３は、色替えのためではなく、夜間における供給路内での硬化剤の固着防止対策として設けられている。

ＦＧＰ５３１，５３２，５３３は、それぞれ、ギヤポンプの回転数を調整する図示しない変速機と、モータ５４１，５４２，５４３と、を備える。所定の回転数に調整されたギヤポンプにより、第１塗料主剤、第２塗料主剤、及び硬化剤が所定の流量でベルガン５１に供給される。例えば、第１塗料主剤及び第２塗料主剤の合計量が、硬化剤量の５倍量となるように、それぞれのギヤポンプを調整する。
また、ＦＧＰ５３１，５３２，５３３は、洗浄機構付きのギヤポンプであり、色替えに伴う洗浄時間を短縮するためのバイパス流路が設けられている。

ベルガン５１は、第１実施形態で用いるベルガン３１と比べて、供給管に設けられた流通路の数と、供給管の先端面に設けられた吐出口の数、配置等が異なる以外は、ベルガン３１と同様の構成となっている。
具体的には、ベルガン５１の供給管は、第１塗料主剤、第２塗料主剤、塗料硬化剤、及び溶剤を供給して吐出する。このため、ベルガン５１の供給管には、２つの主剤流通路と、１つの硬化剤流通路と、１つの溶剤流通路と、が形成されている。
また、供給管の先端面には、第１塗料主剤及び第２塗料主剤がそれぞれ吐出される２つの主剤吐出口と、これら２つの主剤吐出口を環状に囲んで配置され硬化剤を吐出する複数の硬化剤吐出口と、この硬化剤吐出口を環状に囲んで配置され溶剤を吐出する複数の溶剤吐出口と、が形成されている。

以上のような構成を備えるベルガン５１は、塗装時において、供給管の先端面に設けられた各吐出口から、第１塗料主剤、第２塗料主剤、及び硬化剤を吐出した後、第１実施形態で用いるベルガン３１と同様に動作する。これにより、第１塗料主剤、第２塗料主剤、及び硬化剤が十分に混合されて、塗装が行われる。

次に、本実施形態に係る塗膜形成方法の手順について、一般部に第１塗料主剤と硬化剤とからなる中塗り塗料を塗装し、チッピング部に第２塗料主剤と硬化剤とからなる中塗り塗料を塗装し、一般部とチッピング部の境界部分に第１塗料主剤、第２塗料主剤、及び硬化剤からなる中塗り塗料を塗装する場合を例に挙げて説明する。
先ず、自動車車体の外板のうち、一般部を塗装する際には、塗料供給装置５２の第１塗料主剤供給系に設けられているトリガーバルブ５６１を開放し、ＦＧＰ５３１の駆動により、第１塗料主剤貯留タンク５１１内に貯留されている第１塗料主剤を所定量、ベルガン５１に供給する。同時に、硬化剤供給系に設けられているトリガーバルブ５６３を開放し、ＦＧＰ５３３の駆動により、硬化剤貯留タンク５１３に貯留されている硬化剤を所定量、ベルガン５１に供給する。このとき、第１塗料主剤供給系に設けられているトリガーバルブ５６２は遮断する。
これにより、第１塗料主剤と硬化剤とからなる中塗り塗料がベルガン５１から噴射されて塗装が行われ、扁平顔料の含有率が低い中塗り塗膜が一般部に形成される。

一般部とチッピング部の境界部を塗装する際には、第１塗料主剤供給系のトリガーバルブ５６１、及び硬化剤供給系のトリガーバルブ５６３は開放したままの状態で、第２塗料主剤供給系に設けられているトリガーバルブ５６２を開放し、ＦＧＰ５３２の駆動により、第２塗料主剤貯留タンク５１２内に貯留されている第２塗料主剤を所定量、ベルガン５１に供給する。このとき、第１塗料主剤、第２塗料主剤、及び硬化剤の供給量は、ＦＧＰ５３１，５３２，５３３により設定される。
これにより、第１塗料主剤、第２塗料主剤、及び硬化剤からなる中塗り塗料がベルガン５１から噴射されて塗装が行われ、一般部に比して、扁平顔料の含有率が高い中塗り塗膜が境界部に形成される。

次いで、チッピング部を塗装する際には、第１塗料主剤供給系のトリガーバルブ５６１のみを遮断し、第１塗料主剤の供給のみを停止する。即ち、第２塗料主剤と硬化剤をベルガン５１に供給する。
これにより、第２塗料主剤と硬化剤とからなる中塗り塗料がベルガン５１から噴射されて塗装が行われ、境界部に比して、扁平顔料の含有率がさらに高い中塗り塗膜がチッピング部に形成される。
以上の手順により、一般部、境界部、チッピング部の塗り分けが可能となっている。

本実施形態によれば、上述した第１実施形態で奏される効果に加えて、以下の効果が奏される。
本実施形態に係る塗膜形成方法によれば、第１の塗料及び第２の塗料として、２液型の中塗り塗料を用いるが、この２液型の中塗り塗料は、従来の１液型の中塗り塗料に比して、昇温過程における塗膜粘度の変動が大きく、塗膜表面のフロー性が良好であるため、第１の塗料と第２の塗料との混合がより促進されるとともに、塗膜表面が平滑化される。また、硬化過程で塗膜粘度が急上昇するため、上塗りのクリア塗膜との混層を抑制できる。さらには、従来の１液型の中塗り塗料のように、硬化過程で生じる低分子量の脱離成分（イソシアネートブロック剤等）の揮散が無いため、塗膜の体積収縮により生じる外観不良を回避できる。従って、本発明によれば、より良好な外観を有する塗膜を形成できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。

１…自動車車体（被塗物）
２…一般部（他の部位）
３…チッピング部（チッピング部位）
１０…複層塗膜
１３…中塗り塗膜
３０，５０…塗装機
３１，５１…ベルガン
４１，５２…塗料供給装置

Claims (4)

1. 被塗物上に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
   扁平顔料を含有する第１の塗料、及び当該第１の塗料に比して高濃度の扁平顔料を含有する第２の塗料を、切り替えて塗膜を形成するか、又は、両者の混合比率を制御して塗膜を形成する塗膜形成工程を含み、
   前記塗膜形成工程では、前記被塗物の表面上の中で、チッピングが生じ易いチッピング部位を塗装する際には、他の部位の表面に形成される塗膜中の扁平顔料の含有率に比して高い扁平顔料の含有率を有する塗膜を形成することを特徴とする塗膜形成方法。
2. 前記扁平顔料は、タルクであることを特徴とする請求項１記載の塗膜形成方法。
3. 前記第１の塗料及び前記第２の塗料は、２液型の中塗り塗料であることを特徴とする請求項１又は２記載の塗膜形成方法。
4. 前記塗膜形成工程で使用される塗装ガンは、複数種類の塗料を混合する機能を有する回転霧化式塗装ガンであることを特徴とする請求項１から３いずれか記載の塗膜形成方法。
   
   
   
   

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