JP2002210400A - シャワーフローコート塗装装置およびこれを用いた塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な立体形状の被塗布物に薄い塗膜を形成
する場合でも均一に塗布でき、塗料のリサイクル性が優
れ、環境への負荷も少ない塗装装置を提供する。 【解決手段】 一定量の塗料を貯留しつつ底面に形成さ
れた滴下孔１０ａから塗料を滴下して、前記滴下孔１０
ａの下方に配された基材１９に塗料を塗布する塗料貯留
槽１０と、この塗料貯留槽１０に連続的に塗料を供給す
る塗料供給手段１１と、前記塗料貯留槽１０からオーバ
ーフローした塗料を受ける塗料回収槽１２とを備えた塗
装装置であって、前記塗料貯留槽１０は、塗料の液深さ
が１〜２０ｃｍに維持されるように形成され、かつ、前
記滴下孔は、孔径が０．５〜５ｍｍであり、底面１ｃｍ
²当たり０．０５〜２．０個の割合で形成されているシ
ャワーフローコート塗装装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗料を基材に塗装
する塗装装置とこれを用いた塗装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等
の熱可塑性樹脂からなる成形品は、軽量で耐衝撃性に優
れているだけでなく、透明性も良好である。そのため、
これらの熱可塑性樹脂は、近年、ヘッドランプ、クレー
ジング、計器類のカバーなどの自動車用プラスチック材
料や、高速道路遮音板等の土木材料、車庫屋根、アーケ
ード屋根等の建築材料、光ディスク用材料等に多く用い
られるようになってきている。しかし、これらの熱可塑
性樹脂成形品はその表面の耐摩耗性や耐候性が不十分で
ある。よって、これらの性能を補うために成形品表面へ
の塗膜の形成が従来から行われている。

【０００３】塗膜を形成する方法としては、シリコン
系、メラミン系の樹脂組成物からなる塗料を基材の表面
に塗布して加熱縮合または付加反応させ、表面に架橋塗
膜を形成する方法、ラジカル重合性単量体または多量体
からなる樹脂組成物を塗料とし、これを基材の表面に塗
布した後、活性エネルギー線を照射し、架橋塗膜を形成
する方法等がある。こうして表面に架橋塗膜からなる保
護皮膜を形成することによって、熱可塑性樹脂成形品の
表面に耐摩耗性や耐候性を付与できる。

【０００４】塗料を特に立体形状の基材に塗布する場
合、一般にはスプレー法が採用される。スプレー法は、
成形品の形状が複雑であっても、比較的容易に均一な厚
みで塗膜を形成できるため各種用途に広く使用されてい
るが、その一方で、基材に塗着しなかった余剰の塗料が
ミストとなって空気中に散乱してしまうという問題があ
る。そのため、スプレー法で塗布する場合には、一般的
にスプレーブースと呼ばれる捕集能力のある排気設備を
使用する。ミストを捕集する方法には、凝集剤を含む水
を使用してミストを凝集させる方法、オイルを使用して
これにミストを吸収させる方法、ミストを含む排気をス
パイラル状の捕集部材に付着させて、ミストを捕集する
ドライブース方法等がある。しかしながら、これらの方
法では捕集した余剰塗料を再使用することができない。
そのため、スプレー法の場合には塗料の塗着効率は低
く、一般には３０％以下であった。

【０００５】塗着効率を上げるために有効と考えられて
いるのがフローコート法である。フローコート法の場合
には、基材に塗着しなかった余剰の塗料は塗装装置下部
に設けられた塗料捕集用の受け皿に集められ再使用する
ことが可能である。この結果、塗料の塗着効率は通常７
０〜８０％となり、さらに設備対策を行うことにより、
１００％近くの高い塗装効率で塗装することができる。
また、余剰塗料がミスト状になって、含有される有機溶
剤のほぼ全量が大気中に揮発してしまうスプレー法に比
べると、フローコート法では有機溶剤の揮発量は少な
く、地球環境汚染防止の観点から好ましく、また、有機
溶剤処理設備が不要であるという観点からも好ましい。

【０００６】フローコート法として一般的な方法は、カ
ーテンフローコート法である。この方法は、塗料を狭い
スリット状のノズルからカーテン状に流して基材上に流
しかけ塗装する方法であり、カーテンの厚さを調整する
ことにより塗膜の膜厚を制御できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、塗料を
カーテン状に保つためには塗料の粘度が数百ｍＰａ・ｓ
以上であることが必要である。よって、膜厚が数十μｍ
以上の塗膜を形成する場合や、２次元形状の基材に塗料
を塗布する場合には、カーテンフローコート法は有効な
手段であるが、２０μｍ以下の薄膜を基材に形成するこ
とは非常に困難であった。また、基材が複雑な立体形状
である場合には膜厚が不均一になるため、カーテンフロ
ーコート法は適用できなかった。

【０００８】本発明は前記課題を解決するためになされ
たものであり、複雑な立体形状の被塗布物に薄い塗膜を
形成する場合でも均一な塗膜を形成でき、かつ、塗料の
リサイクル性に優れ、環境への負荷も非常に少ない塗装
装置および塗装方法を提案することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のシャワーフロー
コート塗装装置は、一定量の塗料を貯留しつつ底面に形
成された滴下孔から塗料を滴下して、前記滴下孔の下方
に配された基材に塗料を塗布する塗料貯留槽と、この塗
料貯留槽に連続的に塗料を供給する塗料供給手段と、前
記塗料貯留槽からオーバーフローした塗料を受ける塗料
回収槽とを備えた塗装装置であって、前記塗料貯留槽
は、塗料の液深さが１〜２０ｃｍに維持されるように形
成され、かつ、前記滴下孔は孔径が０．５〜５ｍｍであ
り、底面１ｃｍ²当たり０．０５〜２．０個の割合で形
成されていることを特徴とする。また、本発明の塗装方
法は、上記のシャワーフローコート塗装装置を用いて、
有機溶剤を含有し、２５℃での塗料粘度が５０ｍＰａ・
s以下である塗料を塗布することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のシャワーフローコ
ート塗装装置を図面を用いて詳細に説明する。図１は、
本発明のシャワーフローコート塗装装置の一例を示す概
略構成図である。符号１０は塗料貯留槽であり、塗料供
給手段１１から連続的に供給された塗料を一定量貯留し
つつ底面に形成された滴下孔１０ａから滴下して、滴下
孔１０ａの下方に配された基材１９に塗料を塗布するも
のである。塗料貯留槽１０の外側にはこの塗料貯留槽１
０からオーバーフローした塗料を受けるための塗料回収
槽１２が設けられていて、塗料供給手段１１から塗料貯
留槽１０に供給された過剰な塗料が回収されるようにな
っている。よって、塗料貯留槽１０の底面の滴下孔１０
ａから滴下する滴下量以上の塗料を塗料貯留槽１０に連
続供給することにより、塗料貯留槽１０内には一定量の
塗料が常時貯留され、貯留されている塗料による液圧力
が一定となる。そのため、塗料が滴下孔１０ａから連続
的に、かつ、一定の滴下速度で滴下するようになってい
る。

【００１１】この図示例において塗料供給手段１１は、
塗料タンク１３と、この塗料タンク１３内の塗料を塗料
貯留槽１０に送液するダイヤフラムポンプ１４とを備え
て構成されている。塗料タンク１３とダイヤフラムポン
プ１４との間にはストレーナ１５などの濾過器が設けら
れ、塗料中の異物がここで除去されるようになってい
る。また、塗料タンク１３には、粘度調整用タンク１６
が備えられている。この粘度調整用タンク１６には、溶
剤タンク１７と、この溶剤タンク１７中の有機溶剤など
の溶剤を必要に応じて粘度調整用タンク１６に加えて塗
料の固形分濃度を調節し、塗料の粘度を自動制御する粘
度コントローラ１８とが具備され、粘度制御された塗料
が塗料タンク１３に供給されるようになっている。連続
的に固形分濃度を一定にするためには、塗料粘度を常時
測定し、自動的に有機溶剤を添加する機能を有する粘度
コントローラ１８を用いるのが好ましく、塗装設備内の
液温を一定に保つことにより制御可能になる。このよう
な粘度コントローラ１８としては、塗料粘度上昇に伴い
ダイヤフラムポンプへの負荷増大が引き起こす、ポンプ
脈動数減少をカウントし、脈動数変化に応じて都度塗料
を供給して粘度を制御する（株）メイセイ製のＭＳ粘度
コントローラなどを例示できる。なお、濾過器にはスト
レーナ１５のかわりにフィルタを使用してしてもよい。

【００１２】また、この図示例の塗装装置においては、
塗料回収槽１２に回収された塗料を塗料供給手段１１に
送る第１の送液手段が備えられていて、塗料貯留槽１０
からオーバーフローした塗料を塗料貯留槽１０に再供給
できるようになっている。この例の第１の送液手段は、
塗料回収槽１２と粘度調整用タンク１６とを接続する配
管２０で構成されていて、粘度調整用タンク１６を塗料
回収槽１２よりも下方に設けることにより、塗料回収槽
１２内の塗料をその重力によって粘度調整用タンク１６
に送液できるようになっている。粘度調整用タンク１６
に送液された塗料は粘度制御された後、塗料タンク１３
に送られ、再び塗料貯留槽１０へ供給される。なお、第
１の送液手段には必要に応じてポンプなどを備えて、強
制的に塗料回収槽１２内の塗料を粘度調整用タンク１６
に送液できるようにしてもよい。この場合には、粘度調
整用タンク１６を塗料回収槽１２よりも下方に設けなく
てもよい。

【００１３】このような塗装装置における塗料貯留槽１
０と塗料回収槽１２の具体的な形態としては、例えば図
２に示すように、塗料貯留槽１０の外周に塗料回収槽１
２が設けられた形態を例示できる。塗料貯留槽１０の底
面の大きさや形状は、被塗装物である基材１９の大きさ
や形状に応じて任意に設定でき、特に制限はない。この
例においては、塗料供給手段１１からの塗料がノズル１
１ａから吐出され、塗料貯留槽１０に供給される。そし
て、塗料貯留槽１０の底面の滴下孔１０ａから塗料が滴
下するとともに、過剰に供給された塗料は塗料貯留槽１
０の側壁を超えてオーバーフローし、塗料回収槽１２に
回収される。塗料回収槽１２に回収された塗料は第１の
送液手段である配管２０を通って、粘度調整用タンク１
６へと送られる。

【００１４】塗料貯留槽１０と塗料回収槽１２の容積
は、塗料供給手段１１から塗料貯留槽１０への塗料供給
量、滴下孔１０ａからの滴下量および第１の送液手段１
１による塗料回収槽１２から塗料供給手段１１への送液
量とのバランスなどによって決定され、塗料貯留槽１０
には常時一定量の塗料が貯留され、かつ、塗料回収槽１
２から塗料が溢れないように設計することが必要であ
る。また、第１の送液手段１１が備えられていない場合
には、塗料回収槽１２から塗料が溢れない範囲でこのシ
ャワーフローコート塗装装置を連続運転し、塗料が溢れ
る前に一旦停止し、塗料回収槽１２から塗料を排出した
後、再度運転すればよい。ただし、塗料回収槽１２の液
面は塗料貯留槽１０の液面上限を越えないようにする必
要がある。

【００１５】ここで、塗料貯留槽１０の深さは１〜２０
ｃｍに形成されていて、塗料貯留槽１０における塗料の
液深さも１〜２０ｃｍの範囲内で一定に維持されるよう
になっている。このように塗料の液深さを一定に維持す
ることにより、液圧力も一定に維持され、塗料を一定の
滴下速度で連続的に滴下することができる。塗料貯留槽
１０の深さが１ｃｍ未満であって塗料の液深さが１ｃｍ
未満であると、後述する大きさの滴下孔１０ａが形成さ
れている場合には液圧力が不十分となり、塗料を滴下孔
１０ａから連続的に滴下できない。また、ノズル１１ａ
から塗料が供給される際に発生する泡が塗料と共に滴下
して基材１９に付着し、その結果、塗膜が外観不良とな
る。一方、塗料貯留槽１０の深さが２０ｃｍを超えて塗
料の液深さも２０ｃｍを超えると、液圧力が大き過ぎて
滴下する塗料の勢いが強くなり、塗料が基材１９の表面
で飛散し好ましくない。塗料を一定の滴下速度で連続的
に、かつ、基材１９の表面で飛散しないように滴下する
ためには、塗料貯留槽１０における塗料の液深さが１〜
２０ｃｍであることが必要であり、好ましくは３〜１０
ｃｍである。

【００１６】また、滴下孔１０ａは、孔径が０．５〜５
ｍｍであり、塗料貯留槽１０の底面１ｃｍ²当たり０．
０５〜２．０個の割合で形成されている。ここで、滴下
孔１０ａの割合は、塗料貯留槽１０の底面に形成された
滴下孔１０ａの総数（個数）を塗料貯留槽１０の底面積
（ｃｍ²）で除して求められる。滴下孔１０ａの孔径が
０．５ｍｍ未満では、塗料が連続的に滴下しにくく、塗
料詰まりも発生し易い。一方、孔径が５ｍｍを超える
と、滴下量が大きくなり隣接する複数の滴下孔１０ａか
ら滴下する塗料が一体化して滴下し、基材１９の表面で
の飛散が大きくなり好ましくない。塗料を一定の滴下速
度で連続的に、かつ、基材１９の表面で飛散しないよう
に滴下するためには、滴下孔１０ａの孔径は０．５〜５
ｍｍであることが必要であり、好ましくは１〜２ｍｍで
ある。また、滴下孔１０ａの密度が、底面１ｃｍ²当た
り０．０５個未満では、塗料が基材１９の表面に均一に
塗布されず塗装斑が起こり易く、また膜厚を均一に制御
できない。一方、２．０個を超えると、滴下量が大きく
なり隣接する複数の滴下孔１０ａから滴下する塗料が一
体化して滴下し、基材１９の表面での飛散が大きくなり
好ましくない。滴下孔１０ａは１ｃｍ²当たり０．１〜
０．２個形成されることが好ましい。また、滴下孔１０
ａの配列には特に制限はなく、図３に示す縦横均等配列
（ａ）、ちどり状配列（ｂ）、ランダム配列（ｃ）等の
どのような配列であってもよい。

【００１７】このようなシャワーフローコート塗装装置
を使用して、基材１９に塗料を塗布する方法を図１を用
いて説明する。まず、粘度が制御された塗料を塗料供給
手段１１から塗料貯留槽１０に連続的に供給する。そし
て、塗料貯留槽１０から塗料がオーバーフローし始め、
滴下孔１０ａから滴下される塗料の滴下量が定常状態に
なった後、被塗布物である基材１９を、基材供給手段２
１によって塗料貯留槽１０の下方に配する。その結果、
滴下孔１０ａからの塗料が基材１９の表面に塗布され
る。塗料回収槽１２には、塗料貯留槽１０に過剰に供給
された塗料が回収され、第１の送液手段である配管２０
を通って、塗料供給手段１１の粘度調整用タンク１６へ
送液される。そして、粘度調整用タンク１６において必
要に応じて有機溶剤などの塗料の種類に応じた溶剤が添
加され、粘度調整された塗料が塗料タンク１３に送ら
れ、再び塗料貯留槽１０へ供給される。

【００１８】この図示例において基材供給手段２１は塗
料貯留槽１０の下方を水平に移動するベルトコンベアで
あり、基材１９をベルトコンベア上に固定治具２２で固
定して、ベルトコンベアを作動させ、基材１９を滴下孔
１０ａの下方に配する。また、ベルトコンベアの速度を
調節して、基材１９が塗料貯留槽１０の下方を通過する
速度を調節することによって、基材１９への塗料の塗布
量を制御できる。例えば基材１９を、塗料貯留槽１０の
下方で一旦停止させて塗布量を大きくしたり、あるいは
塗料貯留槽１０の下方を水平方向に高速で通過させ塗布
量を小さくしたりできる。ただし、形成される膜厚は充
分基材に塗布できる量があれば基本的に塗布量には依存
せず、塗料粘度、固形分および基材固定の形態（傾斜配
置にする等）に依存する。よって、膜厚は、塗料の粘度
や固形分を調節するとともに、基材１９を固定治具２２
へ固定する際の基材１９の向きなどを調節して決定す
る。

【００１９】また、この図示例の塗装装置においては、
基材供給手段２１の下方に、滴下孔１０ａから滴下さ
れ、基材１９上に塗布されなかった余剰塗料を受けるた
めの余剰塗料槽２３が設けられている。そして、この余
剰塗料槽２３には、この余剰塗料槽２３に溜まった余剰
塗料を塗料供給手段１１に送る第２の送液手段が備えら
れていて、余剰塗料を再び塗料貯留槽１０に供給できる
ようになっている。この例の第２の送液手段は、余剰塗
料槽２３と粘度調整用タンク１６とを接続する配管２４
で構成され、粘度調整用タンク１６を余剰塗料槽２３よ
りも下方に設けることにより、余剰塗料槽２３内の塗料
をその重力によって粘度調整用タンク１６へ送液できる
ようになっている。粘度調整用タンク１６に送液された
余剰塗料はここで粘度制御された後、塗料タンク１３に
送られ、再び塗料貯留槽１０へ供給される。また、第２
の送液手段には必要に応じてポンプなどを備えて、強制
的に余剰塗料槽２３内の塗料を粘度調整用タンク１６に
送液できるようにしてもよい。この場合には、粘度調整
用タンク１６を余剰塗料槽２３よりも下方に設けなくて
もよい。

【００２０】このような塗装装置を使用すると、粘度が
小さな塗料であっても一定の滴下速度で連続的に、か
つ、基材１９の表面で飛散しないように滴下できる。よ
って、塗料を基材１９の表面に均一に、塗装斑を起こす
ことなく塗布でき、基材１９が複雑な立体形状である場
合にも、その表面に一定の膜厚で外観に優れた塗膜を形
成できる。また、塗料貯留槽１０からオーバーフローし
た塗料を塗料回収槽１２に回収することができ、塗料の
リサイクル性に優れ、環境への負荷を低減することがで
きる。さらに、塗料回収槽１２内の塗料を塗料供給手段
１１に送る配管２０などの第１の送液手段を備えること
によって、より効率的に塗料をリサイクルできる。ま
た、滴下孔１０ａから滴下された余剰塗料を受ける余剰
塗料槽２３を備え、この余剰塗料槽２３内の余剰塗料を
塗料供給手段１１に送る配管２４などの第２の送液手段
を設けることによって、さらに効率的に塗料をリサイク
ルできる。

【００２１】また、本発明のシャワーフローコート塗装
装置における塗料貯留槽１０と塗料回収槽１２は、図２
に例示した形態の他に、図４〜７に示すような形態であ
ってもよい。図４の形態は、底面が四角形である容器２
６内に堰板２５を配置して、この堰板２５で容器２６を
２つに分割し、一方を塗料貯留槽１０とし他方を塗料回
収槽１２とする形態で、図５は底面が楕円形である容器
２６を使用した形態である。図６は容器２６内に堰板２
５を２枚配置して、容器２６を３分割して中央を塗料貯
留槽１０とし、この塗料貯留槽１０の両側を塗料回収槽
１２としたものである。図４〜６の例においては、使用
する堰板２５の高さを容器２６の側壁よりも低くするこ
とによって、塗料貯留槽１０に供給された塗料を堰板２
５からオーバーフローさせ、塗料回収槽１２に回収する
ことができる。また、容器２６の底面の形状は、ここで
例示した四角形や楕円形の他、基材１９の形状に応じて
三角形、円形などの任意の形状にすることができるが、
特別な場合を除き、底面の形状は四角形または楕円形で
あると、様々な形状の基材１９に対応でき好ましい。

【００２２】また、これらの例の場合には、堰板２５の
高さを１〜２０ｃｍ、好ましくは３〜１０ｃｍに形成し
て、塗料貯留槽１０における塗料の液深さが１〜２０ｃ
ｍ、好ましくは３〜１０ｃｍの範囲内となるようにす
る。また、堰板２５を可動式にして堰板２５を設ける位
置を移動可能とすることによって、塗料貯留槽１０と塗
料回収槽１１の容積を適宜調整できる。なお、１つの容
器２６内に堰板２５を設けて塗料貯留槽１０と塗料回収
槽１２とを形成する場合、通常、堰板２５の枚数は図４
〜６で示したように１〜２枚である。

【００２３】また、塗料貯留槽１０と塗料回収槽１２
は、図７のように、塗料貯留槽１２の側壁に開口部１０
ｂが形成され、この開口部１０ｂから塗料がオーバーフ
ローする形態であってもよい。図７の例の場合には、開
口部１０ｂを高さ１〜２０ｃｍ、好ましくは３〜１０ｃ
ｍの位置に形成して、塗料貯留槽１０における塗料の液
深さが１〜２０ｃｍ、好ましくは３〜１０ｃｍの範囲内
で一定になるようにする。また、図８に例示したように
塗料貯留槽１０の外周に塗料回収槽１２が設けられ、塗
料貯留槽１０の側壁が塗料回収槽１２の側壁よりも高く
形成された形態でもよい。塗料貯留槽１０と塗料回収槽
１２が、図４〜８に示すような形態である場合にも、塗
料貯留槽１０と塗料回収槽１２の大きさは、塗料供給手
段１１からの塗料供給量および滴下孔１０ａからの塗料
滴下量と、第１の送液手段が備えられている場合には第
１の送液手段による塗料供給手段１１への塗料送液量と
のバランスによって決定される。すなわち、塗料貯留槽
１０には常に一定量の塗料が貯留され、一定の液圧力で
連続的に塗料が滴下し、かつ、塗料回収槽１２から塗料
が溢れない限り、塗料貯留槽１０と塗料回収槽１２の形
態や大きさには特に制限はない。

【００２４】本発明のシャワーフローコート塗装装置で
使用される塗料には特に制限はないが、粘度が２５℃に
おいて、５０ｍＰａ・ｓ以下である塗料が好ましい。粘
度が５０ｍＰａ・ｓを超えると塗料の流動性が悪くな
り、滴下孔から塗料が連続的に滴下しにくく、また塗着
後のレベリング性が悪く、塗膜外観が優れない。本発明
の塗装装置を特に架橋硬化性塗料の塗布に使用すると、
塗料を薄く塗布でき、薄い硬化膜が形成可能であるため
好ましい。

【００２５】使用可能な塗料の具体例は、単官能アクリ
レート、多官能アクリレート、ウレタンアクリレート、
エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート等を
含む活性エネルギー線硬化性塗料や、コロイダルシリカ
とオルガノアルコキシシランを成分とする縮合型シリコ
ン系塗料、アクリルポリオールポリマーをブチル化メラ
ミン樹脂で架橋硬化させるメラミン系塗料、アクリルポ
リオールポリマーを有機イソシアネートで架橋硬化させ
るウレタン系塗料、アクリルポリマーの酸／エポキシ架
橋系塗料が挙げられる。これらの中でも、本発明の塗装
装置は、プラスチック成形品表面の保護被膜として好適
に使用される活性エネルギー線硬化性塗料を塗布する場
合に適し、特に薄い膜厚で塗布する場合に適している。

【００２６】また、これらの塗料には有機溶剤などの溶
剤を添加して粘度を調整することができる。有機溶剤の
種類や使用量は基材や塗料の種類に応じて決定すればよ
く、特に限定されないが、使用可能な具体例としては、
例えば、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、イ
ソブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール系
溶剤；ヘキサン、シクロヘキサン、等の炭化水素系溶
剤、トルエン、キシレン、等の高沸点芳香族溶剤；アセ
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶
剤；エチルエーテル等のエーテル系溶剤；酢酸エチル、
酢酸ｎ−ブチル、酢酸アミル、酢酸メトキシプロピル、
酢酸エトキシエチル等のエステル系溶剤；メチルセロソ
ルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メトキシ
プロパノール、メトキシブタノール、エチルジグリコー
ル等の多価アルコール誘導体系溶剤等が挙げられる。こ
れらは単独で、または複数を混合して使用可能である
が、塗装装置を連続運転する際における塗料の管理が容
易であることから使用する溶剤の種類は単独、または多
くても３種類以下が望ましい。

【００２７】塗料として架橋性塗料が塗布された基材１
９は、各々の塗料の種類に応じて加熱や活性エネルギ−
線の照射により、架橋し、硬化被膜が形成される。活性
エネルギ−線照射により硬化させる際には、高圧水銀ラ
ンプ、メタルハライドランプ等を用いて、１００〜４０
０ｎｍの紫外線を照射する。照射する雰囲気は、空気で
もよいし、窒素、アルゴン等の不活性ガス中でもよい。

【００２８】本発明の塗装装置および塗装方法によれ
ば、プラスチック成形品、金属、木材、ガラス、陶器、
無機質材等のあらゆる形状のあらゆる基材１９に塗料を
均一に塗布できるが、特に、ポリメチルメタクリル樹
脂、ポリカ−ボネ−ト樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ
（ポリエステル）カ−ボネ−ト樹脂、ポリスチレン樹
脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリ
レ−ト樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリアリルジ
グリコ−ルカ−ボネ−ト樹脂などの熱可塑性樹脂または
熱硬化性樹脂からなるプラスチック成形品への塗布に適
している。これらのプラスチック成形品に上記したよう
な塗料を適宜塗布し、塗膜を形成することによって、耐
摩耗性や耐侯性などの性能をプラスチック成形品に付与
することができる。特に、ポリメチルメタクリル樹脂、
ポリカ−ボネ−ト樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタク
リルイミド樹脂は透明性に優れ、このような透明性を維
持したまま耐摩耗性を向上させるためには架橋性塗料な
どの塗料を透明性に悪影響を与えないように薄く塗布す
ることが必要である。よって、本発明の塗装装置および
塗装方法の適用が特に有効である。

【００２９】

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに詳しく
説明する。 ［製造例］ ＜活性エネルギー線硬化型塗料の調整＞１００Ｌの調合
用ステンレスタンクにジペンタエリスリトールヘキサア
クリレート（商品名：カヤラッドＤＰＨＡ、日本化薬社
製）１５ｋｇ、ウレタンアクリレート（商品名：ＵＫ−
６０９１、三菱レイヨン（株）製）７．４ｋｇ、１−ヒ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（商品名：イル
ガキュア１８４、チバスペシャリティーケミカルズ社
製）０．７ｋｇ、有機溶剤としてメトキシプロパノール
５８ｋｇを入れ、室温で良く撹拌して活性エネルギー線
硬化型塗料を調整した。なお、この塗料の２５℃におけ
る粘度は７ｍＰａ・ｓであった。

【００３０】［実施例１］ ＜シャワーフローコート塗装装置を用いた塗装＞図１に
示すシャワーフローコート塗装装置を使用して、ポリカ
ーボネート成形品の板状テストピースに上記で調製した
活性エネルギー線硬化型塗料を塗布した。塗料貯留槽１
０および塗料回収槽１２としては図２に示す形態のもの
を使用した。ただし、塗料貯留槽１０は、側壁高さ１０
ｃｍ、幅３０ｃｍ、奥行き１０ｃｍであり、滴下孔１０
ａは、孔径が２ｍｍであり、塗装貯留槽１０の底面１ｃ
ｍ ²当たり０．１５個の割合でちどり状に配列され形成
されているものを使用した。尚、塗料貯留槽１０の底面
積は３００cm²、滴下孔１０ａの数は４４個であった。
また、塗料回収槽１２の側壁の高さは１２ｃｍであっ
た。活性エネルギー線硬化型塗料は約１５Ｌ／分の流量
でノズル１１ａから塗料貯留槽１０に供給した。滴下孔
１０ａからの滴下量は、１個の滴下孔１０ａあたり約２
００ｃｃ／分であった。塗料貯留槽１０から雨状に塗料
が連続的に滴下していることを目視確認後、ベルトコン
ベアの固定冶具２２に基材１９としてポリカーボネート
成形品の板状テストピースを固定した。その後、このコ
ンベアを３ｍ／ｍｉｎの速度で動かして滴下孔１０ａの
下方を通過させ、板状テストピースを塗装した。塗装
後、板状テストピースから余剰塗料が滴るのが止まった
後、これを５０℃の温風乾燥機に５分間入れ、有機溶剤
分を揮発させた後、空気中で高圧水銀ランプを用い、波
長３４０〜３８０ｎｍの積算光量が１０００ｍＪ／ｃｍ
²のエネルギーを照射し硬化させて、硬化塗膜が形成さ
れたテストピースを得た。目視で行った外観検査では、
硬化塗膜には異常がなく平滑性に優れ、その膜厚は塗装
面全域に渡り、６〜１０μｍであった。

【００３１】［実施例２］使用塗料として、熱硬化型シ
リコン系塗料（商品名：トスガード５１０、東芝シリコ
ン社製、粘度７ｍＰａ・ｓ、２５℃）を用い、硬化工程
は紫外線照射の代わりに１２０℃の熱風乾燥機に２時間
入れて硬化させた以外は実施例１と同様にしてテストピ
ースを塗装した。目視で行った外観検査では、硬化塗膜
には異常がなく平滑性に優れ、その膜厚は塗装面全域に
渡り、３〜６μｍであった。

【００３２】［実施例３］図４に示す塗料貯留槽１０と
塗料回収槽１２を備えた図１の塗装装置を使用した以外
は実施例１と同様にしてテストピースを塗装した。な
お、図４において容器２６の側壁高さは１５ｃｍで、堰
板２５の高さが１０ｃｍで、滴下孔１０ａは、孔径が
０．８ｍｍでちどり状に配列され、底面１ｃｍ²当たり
１個形成されていた。目視で行った外観検査では、硬化
塗膜には異常がなく平滑性に優れた塗膜が得られ、その
膜厚は塗装面全域に渡り、６〜１０μｍであった。

【００３３】［実施例４］図６に示す塗料貯留槽１０と
塗料回収槽１２を備えた図１の塗装装置を使用した以外
は実施例１と同様にしてテストピースを塗装した。な
お、図６において容器２６の側壁高さは１０ｃｍで、堰
板２５の高さが５ｃｍで、滴下孔１０ａは、孔径が２．
５ｍｍで縦横均等に配列され、底面１ｃｍ²当たり０．
１個形成されていた。目視で行った外観検査では、硬化
塗膜には異常がなく平滑性に優れた塗膜が得られ、その
膜厚は塗装面全域に渡り、６〜１０μｍであった。

【００３４】［実施例５］ ＜粘度コントローラーを使用した長時間運転試験＞実施
例１に記載の装置（粘度コントローラ１８装着済み）
と、実施例１と同じ塗料を用いて８時間のランニングテ
スト（連続運転）を実施した。ランニングテスト中の有
機溶剤の揮発による塗料液の物性変化を、液粘度と液比
重、及び液屈折率を測定して追跡した。その結果を表１
に記す。表１から明らかなように、粘度は常に一定に保
持され、その他の物性も初期と同等の性質を示した。粘
度コントローラ１８を装備することで、塗料のリサイク
ル性が高まり、連続運転が可能であることが判明した。
粘度、屈折率、比重はそれぞれ下記のようにして測定し
た。 ・ 粘度：B型粘度計により、２０℃における粘度を測
定 ・ 屈折率：アッベ屈折率計により、２０℃における
粘度を測定 ・ 比重：浮き秤により、２０℃における粘度を測定

【００３５】

【表１】 表中、粘度の単位はｍＰａ・ｓである。

【００３６】＜長時間の運転試験＞実施例１に記載の装
置から粘度コントローラ１８をはずしたものを使用し、
実施例１と同じ塗料を用いて８時間のランニングテスト
（連続運転）を実施した。ランニングテスト中の塗料の
液物性を測定したところ、表２に示したように、約８時
間後には塗料の粘度が７．１ｍＰａ・ｓまで上昇し、そ
の他の液物性も変化した。

【００３７】

【表２】 表中、粘度の単位はｍＰａ・ｓである。

【００３８】［比較例１］実施例１と同じ塗装装置と塗
料を用いて、約９Ｌ／ｍｉｎの流量でノズルから塗料を
塗料貯留槽１０に供給した。塗料貯留槽１０の底面の滴
下孔１０ａからの塗料滴下量は約２００ｃｃ／ｍｉｎで
あり、この条件では塗料貯留槽１０から塗料はオーバー
フローしなかった。この条件以外は実施例１と同じ条件
でテストピースを塗装した。目視で行った外観検査で
は、硬化塗膜に若干の泡が見られ、外観不良であった。
その膜厚は塗装面全域に渡り、６〜１０μｍであった。

【００３９】［比較例２］側壁高さが１０ｃｍで、滴下
孔１０ａは、孔径が０．３ｍｍでちどり状に配列され、
底面１ｃｍ²当たり０．３個形成された塗料貯留槽１０
を使用した以外は実施例１と同じ装置を用いてテストピ
ースを塗装した。目視で行った外観検査では、硬化塗膜
は平滑性に劣っており、その膜厚は塗装面全域に渡り、
３〜９μｍとばらつきが見られた。

【００４０】［比較例３］側壁高さが１０ｃｍで、滴下
孔１０ａは、孔径が８ｍｍでちどり状に配列され、底面
１ｃｍ²当たり０．３個形成された塗料貯留槽１０を使
用した以外は実施例１と同じ装置を用いてテストピース
を塗装した。目視で行った外観検査では、硬化塗膜は塗
料のタレマークが見られ、平滑性に劣っており、その膜
厚は塗装面全域に渡り、９〜１５μｍとばらつきが見ら
れた。

【００４１】［比較例４］側壁高さが１０ｃｍで、滴下
孔１０ａは、孔径が１ｍｍでちどり状に配列され、底面
１ｃｍ²当たり０．０２個の塗料貯留槽１０を使用した
以外は実施例１と同じ装置を用いてテストピースを塗装
した。目視で行った外観検査では、硬化塗膜は平滑性に
劣っており、その膜厚は塗装面全域に渡り、３〜９μｍ
とばらつきが見られた。

【００４２】［比較例５］側壁高さが１０ｃｍで、滴下
孔１０ａは、孔径が１ｍｍでちどり状に配列され、底面
１ｃｍ²当たり３個の塗料貯留槽１０を使用した以外は
実施例１と同じ装置を用いてテストピースを塗装した。
目視で行った外観検査では、硬化塗膜は塗料のタレマー
クが見られ、平滑性に劣っており、その膜厚は塗装面全
域に渡り、９〜１５μｍとばらつきが見られた。

【００４３】［比較例６］側壁高さが１０ｃｍ、滴下孔
１０ａは、孔径が０．３ｍｍでちどり状に配列され、底
面１ｃｍ²当たり０．０２個の塗料貯留槽１０を使用し
た以外は実施例１と同じ装置を用いてテストピースを塗
装した。目視で行った外観検査では、硬化塗膜は平滑性
に劣っており、その膜厚は塗装面全域に渡り、３〜６μ
ｍとばらつきが見られた。

【００４４】［比較例７］側壁高さが１０ｃｍで、滴下
孔１０ａは、孔径が０．３ｍｍでちどり状に配列され、
底面１ｃｍ²当たり３個の塗料貯留槽１０を使用した以
外は実施例１と同じ装置を用いてテストピースを塗装し
た。目視で行った外観検査では、硬化塗膜は平滑性に劣
っており、その膜厚は塗装面全域に渡り、３〜９μｍと
ばらつきが見られた。

【００４５】［比較例８］側壁高さが１０ｃｍで、滴下
孔１０ａは、孔径が８．０ｍｍでちどり状に配列され、
底面１ｃｍ²当たり０．０４個の塗料貯留槽１０を使用
した以外は実施例１と同じ装置を用いてテストピースを
塗装した。目視で行った外観検査では、硬化塗膜は平滑
性に劣っており、その膜厚は塗装面全域に渡り、３〜１
２μｍとばらつきが見られた。

【００４６】［比較例９］側壁高さが１０ｃｍで、滴下
孔１０ａは、孔径が８ｍｍでちどり状に配列され、底面
１ｃｍ²当たり３個の塗料貯留槽１０を使用した以外は
実施例１と同じ装置を用いてテストピースを塗装した。
目視で行った外観検査では、硬化塗膜は平滑性に劣って
おり、その膜厚は塗装面全域に渡り、９〜１５μｍとば
らつきが見られた。

【００４７】このように、本実施例によれば、得られる
硬化塗膜は平滑性に優れ、膜厚が均一であった。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のシャワーフ
ローコート塗装装置および塗装方法によれば、活性エネ
ルギー線硬化型塗料やその他の各種の塗料を、粘度が小
さな塗料であっても一定の滴下速度で連続的に、かつ、
基材の表面で飛散しないように滴下できる。よって、塗
料を基材の表面に均一に、塗装斑を起こすことなく塗布
でき、基材が複雑な立体形状である場合にも、その表面
に一定の膜厚で外観に優れた塗膜を形成できる。また、
塗料貯留槽からオーバーフローした塗料を塗料回収槽に
溜めることができ、塗料のリサイクル性に優れ塗着効
率、生産性が良好で、環境への負荷を低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のシャワーフローコート塗装装置の一
形態を示す概略構成図である。

【図２】 塗料貯留槽および塗料回収槽の一形態を示す
斜視図である。

【図３】 塗料貯留槽に形成された滴下孔の形態を例示
する平面図である。

【図４】 塗料貯留槽および塗料回収槽の他の一形態を
示す斜視図である。

【図５】 塗料貯留槽および塗料回収槽の他の一形態を
示す斜視図である。

【図６】 塗料貯留槽および塗料回収槽の他の一形態を
示す斜視図である。

【図７】 塗料貯留槽および塗料回収槽の他の一形態を
示す斜視図である。

【図８】 塗料貯留槽および塗料回収槽の他の一形態を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１０…塗料貯留槽、１０ａ…滴下孔、１１…塗料供給手
段、１２…塗料回収槽、１９…基材、２３…余剰塗料槽

フロントページの続き (72)発明者 古川 浩二 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 Ｆターム(参考） 4D075 AC07 AC09 AC13 AC74 AC84 AC93 AC96 CA02 CA32 CA48 CB06 DA06 DA23 DB01 DB13 DB14 DB21 DB35 DB37 DB42 DB43 DB48 DB53 DC02 DC05 DC13 DC27 EA07 EA21 EB22 EB24 EB32 EB33 EB35 EB38 EB43 EB45 EB47 EB52 4F041 AA01 AB02 BA07 BA13 BA32 BA59 4F042 AA01 CA01 CA05 CA08 CB02 CB20 CB25 CC07 CC15 CC22 CC30

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定量の塗料を貯留しつつ底面に形成さ
   れた滴下孔から塗料を滴下して、前記滴下孔の下方に配
   された基材に塗料を塗布する塗料貯留槽と、この塗料貯
   留槽に連続的に塗料を供給する塗料供給手段と、前記塗
   料貯留槽からオーバーフローした塗料を受ける塗料回収
   槽とを備えた塗装装置であって、 前記塗料貯留槽は、塗料の液深さが１〜２０ｃｍに維持
   されるように形成され、かつ、前記滴下孔は、孔径が
   ０．５〜５ｍｍであり、底面１ｃｍ²当たり０．０５〜
   ２．０個の割合で形成されていることを特徴とするシャ
   ワーフローコート塗装装置。
2. 【請求項２】 塗料回収槽内の塗料を塗料供給手段に送
   る第１の送液手段が備えられていることを特徴とする請
   求項１に記載のシャワーフローコート塗装装置。
3. 【請求項３】 滴下孔から滴下された余剰塗料を受ける
   余剰塗料槽が設けられ、この余剰塗料槽内の余剰塗料を
   塗料供給手段に送る第２の送液手段が備えられているこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載のシャワーフロ
   ーコート塗装装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のシ
   ャワーフローコート塗装装置を用いて、２５℃での粘度
   が５０ｍＰａ・ｓ以下である塗料を塗布することを特徴
   とする塗装方法。
5. 【請求項５】 塗料が架橋硬化性塗料であることを特徴
   とする請求項４に記載の塗装方法。