JP2003001154A

JP2003001154A - 塗装装置および塗装方法

Info

Publication number: JP2003001154A
Application number: JP2001191104A
Authority: JP
Inventors: Zenichi Yasuda; 善一安田; Nobuyuki Sasaki; 信行佐々木
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2003-01-07

Abstract

(57)【要約】【課題】一層効率的に塗料によって基材を塗装するこ
とを可能にする塗装装置を提供する。【解決手段】基材（７０）に塗料を塗装する塗装装置
は、塗料を排出する細長の塗料スロット出口（１２）を
有するスロット・ノズル（１４）と、空気を排出してス
ロット・ノズルから排出される塗料に空気流を衝突させ
る、上記スロット出口に近接配置された空気出口（４
６，４８）を有する空気チャンネル（１６，１８）とを
有して成るコーティングヘッド（１０）、ならびに基
材上の所定領域を塗装するために、スロット出口からの
塗料の排出と空気スロットからの空気の排出とを予め選
択した時期に開始および停止させるコントローラ（１４
０）を有して成る。

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、特に水性エ
マルジョン塗料の塗装装置およびそのような塗料の塗装
方法に関する。本発明は、基材、特に窯業建材、例えば
建造物内外壁に用いるものを、工場で塗料を用いて被塗
物としての素材を塗装して、例えばタイル調、レンガ
調、石材調等の高外観を有する化粧窯業建材として提供
するための塗装装置および水性エマルジョン塗料の塗装
方法に関する。尚、水性エマルジョン塗料は、骨材を含
有していてもよい。

【０００２】

【従来の技術】天然石は、その特有の透明感と深みのあ
る落ち着いた色調が高級感を醸成していることから、建
造物の内外壁の素材に多く用いられている。しかし、天
然石は入手が困難でありかつ高価であること、加工しに
くいこと等の欠点を有していた。これらの問題に対し
て、骨材を含む場合がある種々の塗料を素材表面に塗装
することによって、素材の上にいわゆる石材調の塗膜を
形成する方法が用いられてきた。塗料は、これまで建築
物の外壁に塗布されることが多く、その塗装は主にスプ
レーを用いて手動で行われていた。

【０００３】最近では、例えば、セメントなどの無機質
原料で成形された被塗物としての建材に水性エマルジョ
ン塗料を塗布した化粧窯業建材が用いられるようになっ
てきている。これらは、工場でライン塗装により得られ
るものであって、そのための小型塗装機を用いるエアー
スプレー方式が開発されている（例えば特開平１１−１
２８７８８号公報には、小型塗装機を用いるエアースプ
レー方式による塗装方法が開示されている）。

【０００４】このようなスプレー方式による塗装では、
飛散して被塗物に塗着しないでロスする塗料の量が多
く、また、それに伴って塗装環境が悪くなるという問題
がある。また、被塗物が大きい場合、幅または長さ方向
に沿う塗装パターンを繰り返して塗装する必要がある
が、この場合、塗装パターンの縁を少し重ねて非塗装部
分が生じないようにしている。このように塗装パターン
を重ねると、重なった部分の塗膜が他の部分より厚くな
り、均一な塗装とはならない。

【０００５】別の塗装方法として、ロールコーター塗装
方法およびカーテンフローコーター塗装方法が使用され
ている。この塗装方法では、被塗物に形成する塗膜の厚
さの制御が容易ではなく、特に薄膜の場合には制御が困
難である。また、被塗物の表面が凹凸部を含む場合（例
えば、窯業建材を製造する場合）、均一な塗布が容易で
はない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
塗装方法または塗装装置を用いて、水性エマルジョン塗
料を被塗物としての素材上に塗装する塗装装置または塗
装方法は必ずしも満足できるものではなく、より一層効
率的な塗装を可能ならしめることが望まれる。具体的に
は、シャープな塗装を可能にして目的とする素材表面の
全体にわたって均一かつ所定の塗膜を形成することが望
まれる。更に、間欠的に素材が塗装ブース内に供給され
る場合には、断続的に塗装する必要があるが、その場
合、素材が塗装装置の正面に達したときに塗装装置から
塗料を速やかに排出できることが望ましい。このような
課題が達成される場合には、塗装装置から吐出された塗
料は素材上にて有効に均一な塗膜を形成する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述のような課題は、基
材に塗料を塗装する塗装装置であって、塗料を排出また
は吐出する細長の塗料スロット出口を有するスロット・
ノズルと、空気を排出または吐出してスロット・ノズル
から排出または吐出される塗料に空気流を衝突させる、
上記スロット出口に近接配置された空気出口を有する空
気チャンネルとを有して成るコーティングヘッド、なら
びに、基材上の所定領域を塗装するために、スロット出
口からの塗料の排出と空気スロットからの空気の排出と
を予め選択した時期に開始および停止させるコントロー
ラを有して成る塗装装置により解決されることが見出さ
れた。

【０００８】本発明において、塗料とは、対象物に塗装
して乾燥することによって対象物の表面に塗膜を形成す
る材料であり、好ましくは水性エマルジョン塗料と呼ば
れるものであり、種々の樹脂が水または親水性有機溶剤
を含む水にエマルジョン形態で含まれているものであ
る。また、基材とは、塗料を塗布するすべき対象であれ
ば特に限定されるものではなく、例えば塗料を塗装すべ
き窯業建材である。この窯業建材は、塗装面は種々の凹
凸を有する。

【０００９】本発明の塗装装置の１つの好ましい態様で
は、細長の塗料スロット出口は、細長い矩形であり、空
気出口は、塗料スロット出口の長手方向に沿って塗料ス
ロット出口の片側、好ましくは両側で延在する細長の矩
形のスロット出口の形態である。スロット出口は、細長
の矩形に代えて、孔が線状に並んでいるものであっても
よい。このような本発明の塗装装置として、例えば日本
国特許第２７１３５４２号公報に開示されているホット
メルト接着剤用のコーターを使用できる。この公報に記
載されている内容は、上記引用によって、本発明に基づ
く塗料による塗装に悪影響が出ない限り、本明細書の本
発明の塗装装置および後述の塗装方法、ならびにその他
の本発明に関する説明に含まれるものとする。

【００１０】このような本発明の塗装装置は、塗料スロ
ット出口から塗料を排出すると共に、塗料スロット出口
から排出された塗料に空気出口から排出される空気を衝
突させることによって、塗料を均一に霧化し、霧化され
た塗料が被塗物に衝突して塗着して均一な塗膜を形成す
ることができる。

【００１１】従って、本発明は、上述のような本発明の
塗装装置を用いることを特徴とする塗装方法をも提供す
る。塗料スロット出口の両側に空気出口を有する塗装装
置を使用する本発明の塗装方法の１つの態様では、塗料
スロット出口の両側での空気の排出を塗料の排出開始前
に開始し、塗料の排出停止後まで続行する。別の態様で
は、塗料スロット出口の一方側の空気排出を塗料の排出
開始前に開始し、塗料排出の停止前に終了し、また、塗
料スロット出口の他方側の空気排出を塗料の排出開始時
またはその後に開始し、塗料の排出停止後まで続行す
る。

【００１２】塗料の排出停止と空気の排出停止との時
間、即ち、インターバルは、コーティング・パターンの
カット・オフがシャープになるように、また、塗料スロ
ット出口付近に存在する残存塗料の塗装ブース内への巻
き込みを発生させないように、塗料の種類ならびに塗料
の排出圧力および空気の排出圧力等に応じて、例えばト
ライ・アンド・エラー法によって、予め決定する。この
インターバルは、好ましくはマイクロ秒のオーダーであ
ってよい。このような塗料および空気の排出の開始なら
びにその停止は、上記インターバルを考慮して、所定の
時期に排出を開始して、また所定の時期に排出を停止す
るように、被塗物のサイズ、被塗物が供給されるインタ
ーバル等を考慮してコントローラによって制御する。

【００１３】本発明の塗装装置または塗装方法は所定の
幅の一様な塗装を可能にする。この塗装は、ノンコンタ
クト塗装法で実施され、塗膜の縁の局部的肉厚がなく、
側部縁がシャープに、また先端縁及び後端縁がシャープ
かつ四角となるように、下方の基材の所定領域に形成さ
れる。

【００１４】本発明において、塗料は、骨材を含有する
ものであってよい。骨材は、塗料に用いられるものであ
れば特に限定されず、ホタル石、珪砂、石英等の通常の
天然素材や、陶磁器粉砕粒子、炭酸カルシウム粒子、雲
母片、プラスチックビーズ等を挙げることができる。ま
た、骨材は着色した着色骨材であってもよい。

【００１５】塗料は、展色剤を含んでいてもよい。この
展色剤は、無色透明な乾燥塗膜を形成するためのもので
あり、例えばアクリル樹脂、シリコンアクリル樹脂、ア
クリルウレタン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂を挙げること
ができる。水分散性または水溶性の水性樹脂が、環境面
より好ましい。また、塗料は、透明度を損なわない量の
着色顔料を配合したカラークリアー塗料であってもよ
い。

【００１６】また、塗料は、塗面の平滑性が得られ、か
つ透明性を保てることから、無機粒子を含んでいてもよ
い。無機粒子としては、特に限定されないが、例えば珪
石粉、炭酸カルシウム粉、シリカ粉、タルク粉、クレー
粉等が挙げられる。

【００１７】本発明において、塗料を塗装すべき基材と
しての素材は、窯業建材であることが好ましく、凹凸加
工された窯業建材を塗装する場合に本発明の塗装方法お
よび塗装装置が好適に用いられる。そのような加工され
た窯業建材としては、例えば住宅の内外壁に用いる窯業
建材であって、石綿スレート板、木片セメント板、珪酸
カルシウム板、炭酸マグネシウム板、スラグ石膏板、軽
量気泡コンクリート板およびそれらを用いたパネルを例
示できる。凹凸加工された窯業建材の表面には、エンボ
ス加工、溝加工等の加工がなされていてもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】上述の本発明の塗装装置を、１つ
の具体例を模式的に示す図面を参照して、更に詳細に説
明する。図１は、本発明の塗装装置のコーティングヘッ
ドを断面図にて、また、図２は、そのコーティングヘッ
ドを分解した様子を斜視図にて模式的に示している。

【００１９】図示した態様では、コーティングヘッド１
０の細長の塗料スロット出口１２の方向に沿って見た場
合の断面図であり、コーティングヘッドは、スロットノ
ズル１４およびその両側に位置する空気チャンネル１６
および１８を有して成る。スロットノズル１４は、対向
した配置されたノズルハーフ２０および２２により規定
され、これらのノズルハーフの間で塗料スロット２３を
規定する。この塗料スロット２３の出口が塗料スロット
出口１２である。空気チャンネル１６および１８は、ノ
ズルハーフ２０および２２とそれに対向した配置された
空気ブロック２４および２６との間でそれぞれ形成され
ている。

【００２０】塗料は、塗料入口２８から供給され、塗料
通路３０、コートハンガー部３２（例えば図示するよう
に、三角形の各辺に沿って、また、頂点と底辺の間の点
を結ぶように形成された塗料が通過する溝を有する）お
よび塗料スロット２３を通過して塗料スロット出口１２
から下向きにカーテン状に排出または吐出される。空気
は、空気入口３４および３６から供給され、空気通路３
８および４０、空気プレナム４２および４４を、そして
空気チャンネル１６および１８をそれぞれ通過して空気
出口４６および４８から斜め下方に向かって排出または
吐出される。図示した態様では、塗料スロット２３の両
側にてそれに対して斜め方向となるように空気チャンネ
ル１６および１８が配置され、従って、空気は、排出さ
れた塗料の両側に向かって排出されて衝突する。排出さ
れた空気は、排出された塗料に衝突することによって、
塗料を砕いて均一に霧化し、それによって、コーティン
グヘッド１０の下方に位置する塗装すべき素材が塗料に
よって均一に塗装される。

【００２１】図１および図２から明らかなように、コー
ティングヘッド１０は、対のノズルハーフ２０および２
２ならびに対の空気ブロック２４および２６により構成
される。対のノズルハーフは、その内の一方が塗料入口
２８および塗料通路３０を有し、図示するように対向し
て配置され、その間で、塗料スロット２３を形成し、そ
の出口部分が塗料スロット出口１２である。対のノズル
ハーフ２０および２２は、更に、それぞれ空気入口３４
および３６、空気通路３８および４０を有する。

【００２２】対の空気ブロック２４および２６は、空気
通路３８および４０につながる斜めの通路部分６２およ
び６４を有し、これらは空気プレナム４２および４４に
つながる。図示するように、それぞれの空気ブロック２
４および２６がそれぞれのノズルハーフ２０および２２
に対向して配置され、空気ブロックとノズルハーフとの
間で斜めの空気チャンネル１６および１８が形成され
る。尚、これらのブロックの間は、気密性および液密性
が保持されるように、適当なシール材（例えばパッキ
ン、Ｏ−リング等、図示せず）が間に配置された状態で
一体に組み立てられることは当業者に理解されよう。

【００２３】図示した態様では、対向するノズルハーフ
の間に整流要素５４が配置され、塗料スロット２３に送
られる塗料のスロット出口１２に向かう流れを整える。
この整流要素５４は、ノズルハーフ２０および２２の間
でスペーサの役目を果たし、これらの間で塗料スロット
２３を規定する。整流要素５４は、その平面図を図３に
模式的に示すように、櫛歯状の形態であり、各櫛歯５６
が平行に並び、その先端部分５８のみが先細り状態にな
っているのが好ましい。尚、塗料の流れを矢印にて模式
的に示している。しかしながら、整流要素５４は、図２
に示すように、櫛歯が存在しない態様であってもよい。

【００２４】特に好ましい態様では、図４に同様に平面
図にて模式的に示すように、この整流要素５４の櫛歯５
６は、その根元から先端に向かって、先細りの形態であ
り、特に好ましくは実質的に等脚の台形が間隔を隔てて
隣接するように並んだ形態である。そのような形態の整
流要素は、より均一に塗料を霧化できる。このような整
流要素は、水性エマルジョン塗料の塗装に非常に有効で
あることが判った。図４に示すように、等脚台形の櫛歯
５６が、その下底（根元部分側）が、例えばその上底
（先端部側）の長さの分だけ間隔を隔てて、離れて配置
されるようになっている、即ち、同じ形状の櫛歯と開口
部が上下逆に交互に配置されるようになっているのが好
ましい。等脚台形の櫛歯を有する態様では、等脚台形の
形状を有する開口部の上底（短い側）の長さに対する下
底（長い側）の長さの割合は、１．４〜１．６、例えば
１．５であるのが特に好ましく、この場合、台形はいず
れの高さを有してもよい。尚、櫛歯５６の先端部分は、
面取りしてあってもよい。このような整流要素は、「シ
ム板」と呼ばれているものであってよい。

【００２５】上述のように、本発明の塗装装置におい
て、コーティングヘッド、より厳密には、スロット・ノ
ズルの塗料スロット出口の下方を被塗物が通過する間、
塗料スロット出口から骨材含有塗料が排出され、空気出
口から空気が排出され、塗料が霧化される。このような
塗料および空気の排出は、コントローラによって所定の
ように実施される。

【００２６】具体的な１つの態様では、塗料スロット出
口の下方に被塗物７０が存在しないものの、塗料スロッ
ト出口の下方に、例えば図１の左側から矢印で示すよう
に近づいて来た時、最初に右側の空気出口４６からの空
気排出を開始しているが、塗料は塗料スロット出口４０
からまだ排出されておらず、また、左側の空気出口４８
からの空気排出も開始されていない；被塗物７０の先行
端部が塗料スロット出口の直下に位置すると、塗料の排
出を開始し、右側の空気出口からの空気流がこの塗料流
に衝突する；この空気出口４６からの空気流は、左斜め
下向きに流れるので、本来塗装する必要のない被塗物の
側面７２に塗料が塗布されるのが可及的に防止され、本
来塗装すべき被塗物の上面７４に直接に塗装される；こ
の後、左側の空気出口４８からの空気の排出を開始し、
左から右に搬送される被塗物７０の上面７４に塗料を塗
装する；被塗物の塗装の終了の際には、右側の空気出口
４６からの空気の排出を塗料の排出停止の直前に、停止
する；その後、塗料の排出を停止する；このとき、左側
の空気出口４８からの空気流は、その後、短時間の間排
出を続ける。このような動作は、塗料が被塗物７０の反
対側の側面７６に塗料が付着するのを可及的に防止でき
る。

【００２７】このように、被塗物が搬送される方向を基
準として下流側の空気を塗料より先に排出し、被塗物が
塗料スロット出口の直下に位置するようになった時に上
流側の空気および塗料を排出し、その後、塗装終了に際
しては、下流側の空気の排出を塗料の排出の停止に先立
って停止し、その後、塗料および上流側の空気の排出を
停止する。このようにすると、塗料の排出方向に対して
傾斜して排出される空気は、塗料を被塗物の縁を越えて
側面に向かって飛ばすという不都合を惹起せず、その結
果、塗料の塗膜のカット・オン（起点）縁及びカット・
オフ（終点）縁が被塗物の上面でシャープかつ四角状に
保たれる。

【００２８】尚、塗装の終了後、塗料スロット内、特に
塗料スロット出口付近に残留する塗料が少なくとも部分
的に乾燥して付着することによって、次の塗装時におけ
る塗料の排出の均一性および／または方向性に悪影響が
出るおそれがある場合、塗装終了後、塗料通路に空気を
供給して塗料スロット出口から排出することによって、
残留する塗料をコーティングヘッドの外部に排出してよ
い。また、塗装の終了後、空気出口に塗料が付着してこ
れが少なくとも部分的に乾燥して塗着して、次の塗装時
における空気の排出の均一性および／または方向性に悪
影響が出るおそれがある場合、塗装終了後、空気通路に
空気を継続して供給して空気出口から排出することによ
って、付着する塗料を除去してよい。このような塗装終
了後の空気の供給は、空気通路および塗料通路の双方に
実施してよい。

【００２９】上述のような塗料および空気の排出の開始
および停止は、それぞれの供給源と入口とを接続する供
給ライン（必要に応じてポンプが配置されていてよい）
に配置されたバルブおよびそれを操作するコントローラ
によって制御する。この制御は、被塗物が搬送されてく
る速度および塗装すべき部分の長さ、バルブの開閉に要
する時間、被塗物と次の被塗物との間隔等を考慮して、
当業者であれば適切な制御回路を構成することができ
る。そのようにして構成した制御回路で予め試験的に被
塗物を塗装した結果に基づいて制御回路を補正すること
によって、より好ましい塗装が可能となる。

【００３０】本発明の塗装装置の特に好ましい態様で
は、コーティングダイの空気通路および塗料通路に洗浄
液を供給できるように構成されている。即ち、コーティ
ングヘッドにおいて空気および塗料の代わりに洗浄液が
通過し、最終的に塗料スロット出口および空気出口から
洗浄液が排出されるようになっている。洗浄液は、塗料
が乾燥した状態または半乾きの状態のものをその中に分
散および／または溶解させることができる性質を有する
ものが好ましい。

【００３１】具体的には、水を洗浄液として好ましく使
用できる。特に、塗料の分散媒（塗料に使用する樹脂、
顔料等を分散および／または溶解させるもの）が水であ
る場合にはそうである。更に、必要に応じて、親水性有
機溶剤を加えることができる。塗料の分散媒として水と
有機溶剤とを併用する場合は、用いる塗料の分散媒と同
じまたはそれに近い組成比率になるように洗浄液を調製
することが好ましい。水と併用できる親水性有機溶剤と
して、アルコール系やグリコールエーテル系のもの等が
挙げられる。

【００３２】このようにコーティングヘッドに水を供給
できるようにすると、次のような利点がある。上述のよ
うに、被塗物はコーティングヘッドの下方を間欠的に通
過する、即ち、コーティングヘッドの下方には常に被塗
物が存在するとは限らない場合があり、建材等を塗装す
る場合、一般的にそうである。このような場合、被塗物
が下方に存在しない場合に、コーティングヘッドが塗料
を排出することは経済的にも、環境的にも好ましくない
ので、コーティングヘッドの下方に被塗物が存在しない
場合には、塗料の排出を停止する。

【００３３】塗料の排出を停止した場合、塗料スロット
出口付近に存在する塗料は少なくとも部分的に乾燥して
高粘度の状態で付着し、また、固体状態で付着する場合
がある。また、塗装に際して空気出口付近にも塗料が付
着して乾燥している場合がある。このような状態で、そ
の後、コーティングヘッドの下方に被塗物が位置する時
に塗料を排出すると、付着した半乾燥または乾燥塗料が
塗料および／または空気の排出方向を変えたり、付着し
た塗料が一緒に被塗物に向かって飛び、塗膜を形成す
る。このようなことは、塗膜の均一性に悪影響を与え
る。

【００３４】そこで、１つの被塗物の塗装が終了する
と、塗料および空気の供給（従って、排出）を停止し、
その後、塗料および空気の通路に洗浄液を供給してコー
ティングヘッド中に残存している塗料を排出すると共
に、塗料スロット出口および空気出口付近を洗浄し、こ
れらの近傍に付着、残存している塗料を除去する。即
ち、塗料スロット出口および／または空気出口付近に付
着して乾燥または半乾燥状態となり得る塗料を除去でき
る。尚、この洗浄液の供給は、コーティングヘッドの塗
料の通路に洗浄液を供給するだけでもよい。その後、被
塗物が塗料スロット出口の下方に位置する時に空気およ
び塗料を直ちに排出することによって、均一な塗膜を形
成することが可能となるように、塗料および空気の通路
に空気を供給してこれらの通路に残っている洗浄水を予
め排出しておく。

【００３５】このような洗浄水による洗浄、およびその
後の洗浄水の排出を可能にする、空気、塗料および洗浄
水のラインの構成の一例を図１に示している。塗装工程
の実施に際して、空気源１００からライン１０２、エア
ー弁１１２を経由して空気入口３４および３６からコー
ティングヘッド１０に空気を供給する。塗料は、塗料源
１０４からポンプ１０６、ライン１０８、塗料弁（図示
した態様では三方弁である）１１０およびライン１２８
を経由して塗料入口２８からコーティングヘッド１０に
供給する。この場合、図示した他のエアー弁１２１、洗
浄弁１２４および１２６は閉じており、塗料弁１１０は
塗料源に戻るラインには塗料が送られないようになって
いる。この状態で被塗物７０を塗装する。所定の塗装の
終了後、塗料弁１１０およびエアー弁１１２を閉じて、
塗料および空気がコーティングヘッド１０に供給されな
いようにする。

【００３６】次に、洗浄液源１１４からポンプ１１６、
ライン１１８を経由して、その後、ライン１２２および
洗浄弁１２４を通って（即ち、空気と同じ経路を通っ
て）空気入口３４および３６に洗浄液をコーティングヘ
ッド１０に供給し、また、ライン１２０および洗浄弁１
２６を通って（即ち、塗料と同じ経路を通って）塗料入
口２８に洗浄液をコーティングヘッド１０に供給して洗
浄工程を実施する。供給された洗浄液は、最終的に、塗
料スロット出口１２ならびに空気出口４６および４８か
ら排出される。これによって、コーティングヘッド１０
内に残っている塗料を排出すると共に、空気出口および
塗料スロット出口付近に付着している塗料を除去する。
この場合、洗浄液は、その中に付着塗料を分散させ、ま
た、排出される洗浄液が付着塗料に衝突することによっ
て機械的に付着塗料を除去する。

【００３７】その後、洗浄弁１２４および１２６を閉じ
て、洗浄液のコーティングヘッド１０への供給を停止
し、エアー弁１１２を再開すると共に、エアー弁１２１
を開いて、空気源からライン１０２を経由して、その
後、ライン１０３およびエアー弁１１２を通って空気入
口３４および３６からコーティングヘッド１０に空気を
供給すると共に、ライン１３０およびエアー弁１２１を
通って塗料入口２８からコーティングヘッド１０に空気
を供給して洗浄液の排出を実施する。供給される空気
は、コーティングヘッド内に残留する洗浄液を外部に押
し出す。これによって、コーティングヘッド１０は、次
の塗装のための準備ができ、被塗物が塗料スロット出口
１２の下方に位置する時、またはその直前に、塗料源お
よび空気源から塗料および空気を供給して次の塗装工程
を開始できる。

【００３８】このような洗浄を含む塗装方法のバルブの
開閉状態を図５に示す表にまとめている。各弁の開閉状
態を太実線で示している。各弁の開閉状態は模式的に示
したものであり、実際には開閉の時刻は、各工程の間で
厳密に同時に行われる必要がないのは言うまでもない。
勿論、塗装の品質によっては、洗浄工程および洗浄液排
出工程を実施する代わりに、先に説明したように、ライ
ン１３０、エアー弁１２１およびライン１２８を経由し
て空気をコーティングヘッド１０に供給して残存してい
る塗料を排出するだでもよい。更には、単に塗装工程を
間欠的に繰り返すだけでもよい。

【００３９】このような塗料、空気、および洗浄液の供
給は、バルブの開閉を所定のように（例えば上述のよう
に）制御するコントローラ１４０によって実施できる。
尚、このコントローラは、バルブの開閉のみならず、コ
ーティングヘッドの下に被塗物が存在するか否かを検知
しながら、被塗物の大きさ、供給する空気、塗料および
洗浄液の圧力（吐出圧力）および量（または吐出時間）
等をも制御できるようになっている。このような制御
は、対象物を塗装する分野においては実施されいる方式
であり、本発明においてもこれを採用できる。

【００４０】通常、上述のような塗装装置を用いて被塗
物を塗装する場合、コーティングヘッドを塗装ブース内
に配置して、塗装ブース内に被塗物を連続的または間欠
的に供給して、塗装を実施する。尚、コーティングヘッ
ドから排出される塗料は、その全量が被塗物に塗着して
塗膜を形成するのではなく、塗着しない塗料が必ず存在
する。これらの塗料は、塗装ブースの底部に集まって溜
まるが、これをそのまま廃棄すればロスとなる。このよ
うな塗料はオーバースプレー塗料と呼ばれ、塗装ブース
内で分散媒が蒸発するため粘度が上昇しているのが一般
的である。そのような塗料は、粘度特性を除いて、塗料
自体の特性は何等変化していないので回収して再使用す
るのが好ましい。

【００４１】そこで、塗装ブースに溜まった高粘度にな
った塗料を回収して、塗装に適した粘度となるように水
を加えて調整して塗料を再使用するのが好ましい。ま
た、本発明の塗装装置の好ましい態様では、塗装後にコ
ーティングヘッドを洗浄するが、コーティングヘッドか
ら排出される洗浄液も同様に塗装ブースの底部に溜ま
る。この洗浄液は、塗料を含む混合物（以下、「洗浄液
混合物」とも呼ぶ）として溜まり、回収するのが好まし
い。そこで、洗浄液を塗料の分散媒と同じ液体とするこ
とによって、回収した洗浄液混合物を回収したオーバー
スプレー塗料の粘度調整に使用することができる。

【００４２】一般的には、洗浄に使用する洗浄液の量は
それほど多くなく、従って、回収した洗浄液混合物の全
量を回収した高粘度のオーバースプレー塗料に加えて粘
度調整したとしても粘度が十分に低くなっていないこと
が多い。従って、オーバースプレー塗料と洗浄液混合物
とを別々に回収する必要は必ずしも無く、一緒に回収し
てもよい。勿論、何らかの理由で、一緒に回収すること
に不都合がある場合では、オーバースプレー塗料と洗浄
液混合物とを別々に回収してもよい。これは、洗浄液と
塗料とを一緒に回収した場合には塗料の粘度が低下し過
ぎるような場合に好都合である。例えば洗浄液の使用量
が予想外に多くなる場合には、洗浄液混合物を全量加え
た場合の塗料の粘度が過度に下がるのを防止できる点で
好ましい。

【００４３】上述のオーバースプレー塗料の回収を含む
塗装システムの一例を図６に模式的にフローダイヤグラ
ムで示す。図示した態様では、コーティングヘッド１０
が塗装ブース２００内に配置され、被塗物７０は、コン
ベアのような搬送手段２２０によって塗装ブース内に供
給され、また、それから排出され、その間、コーティン
グヘッド１０の下方を通過する。洗浄液としては、塗料
の分散媒（例えば水）を使用する。

【００４４】塗装ブース２００の底部にレシーバー２０
２を設け、そこにオーバースプレー塗料および洗浄液混
合物が一緒に溜まるようにする。レシーバー２０２に溜
まったオーバースプレー塗料および洗浄液混合物を塗装
ブースの外部に設けた貯槽２０４に混合物として溜め
る。尚、図面では、ポンプをＰにて示しており、液の移
送に用いる。尚、上述のように、オーバースプレー塗料
と洗浄液混合物を別々に回収することも可能であり、こ
の場合、２つの貯槽２０４を設ける。

【００４５】貯槽２０４からこのような混合物を塗料調
製槽１０４に送り、そこで、十分な撹拌（図中、Ｍは撹
拌装置を意味する）の下、粘度測定装置Ｖによって粘度
を測定し、測定結果に応じて所定の塗料粘度とするため
に所定量の洗浄液を洗浄液槽１１４からライン１１７を
経由して粘度調整槽１０４に加える（この場合、バルブ
１１９は閉じている）。粘度が所定の状態になると、粘
度調整槽１０４は、塗料源として使用する。

【００４６】別の態様では、塗料調製槽１０４では、混
合液の粘度のみを測定し、その結果に応じて加えるべき
水の必要量をコントローラＣにより算出し、調整槽１０
４からポンプ１０６、調圧器Ｒ、ライン１０８、塗料弁
１１０およびライン１２８を経由して混合液をコーティ
ングヘッド１０に送る途中で、必要量の水を洗浄液源１
１４から、ポンプ１１６、ライン１１８、ライン１２
０、洗浄弁１２６を経由してライン１２８に供給し、ラ
イン内で、粘度未調整混合液と水を混合して所定の粘度
としてもよい。この場合、バルブ１２１は閉じている。

【００４７】従って、本発明は、上述のような塗装装置
を使用するのに適切な塗装システムを更に提供する。こ
の塗装システムは、上述の本発明の塗装装置、オーバー
スプレー回収ユニット、洗浄液混合物回収ユニットおよ
び塗料調製ユニットを有して成る。塗装装置は、塗装ブ
ース内に配置され、塗装時に生じるオーバースプレー塗
料は、例えば塗装ブースの底部に溜まり、これは、オー
バースプレー回収ユニットにより回収され、一方、塗装
後、塗装装置から排出される、塗料を含む洗浄液(即
ち、洗浄液混合物)は、例えば塗装ブースの底部に溜ま
り、これは、洗浄液混合物回収ユニットにより回収され
る。上述のように、オーバースプレー塗料と洗浄液混合
物を一緒に回収してもよく、この場合は、オーバースプ
レー回収ユニットおよび洗浄液混合物回収ユニットは同
じであってよい。

【００４８】従って、このユニットは、塗装ブース内に
設けたリザーバーおよびそれを一時的に貯留する貯槽を
有し、必要に応じてポンプを設ける。貯槽は、オーバー
スプレー塗料と洗浄液混合物を一緒に貯めるものであっ
ても、これらを別々に貯めるものであってもよい。

【００４９】塗料調製ユニットは、回収したオーバース
プレー塗料および洗浄液混合物を再使用するために、こ
れらを混合して所定の粘度を有する塗料となるように調
節するユニットであり、回収したオーバースプレー塗料
および洗浄液混合物を受容する槽を有して成る。槽内の
混合物の粘度を粘度測定装置を用いて測定し、その測定
結果に応じて、所定の粘度となるように、水を槽に追加
して所定粘度の塗料を調製する。この場合、この槽を塗
料源として使用できる。尚、槽内の粘度が低すぎる場合
には、別途、粘度の高い塗料（分散媒含量が少ない塗
料）を槽に添加してよい。

【００５０】

【実施例】次に、実施例を参照して本発明をより具体的
に説明するが、本発明はそのような実施例のみに限定さ
れるものではない。尚、以下の実施例および比較例にお
いては次の条件を採用した。

【００５１】（１）被塗物：深彫凹凸形状のある窯業系
サイディング板（３００ｍｍ×３００ｍｍ×１６ｍｍ）（２）塗料：アクリルエマルジョン塗料（日本ペイント
（株）製、商品名：オーデタイト）（３）塗布量：一般的なエアースプレー塗装の場合を参
考に約１７０ｇ／ｍ^２となるように塗料供給量を調節し
た。（４）コーター：実施例では図１のコーティングヘッド
を有するコーター（ノードソン社製、コントロールコー
トガン）を、比較例では、エアースプレーガン（旭サナ
ック社製エアースプレーガン、チップ径：２ｍｍ）を使
用した。（４）コーティングヘッドと被塗物との距離：実施例で
は３００ｍｍとし、比較例ではエアースプレー塗装法に
一般的な距離である３００ｍｍとした。（５）被塗物を搬送するコンベアの速度：エアースプレ
ー塗装法に一般的な距離である１０ｍ／分とした。（６）塗装時の空気の圧力（コーティングヘッドまたは
塗装ガンの直前の圧力）：実施例では塗料の霧化が比較
的良好である０.１〜２．０Kgf/cm²、比較例ではエアー
スプレー塗装法で一般的な霧化エアー圧力０.５〜４．
０Kgf/cm²、パターンエアー圧力１．０Kgf/cm²。

【００５２】塗装効率は次式により評価した：塗装効率（％）＝(コンベア速度（ｍ／分）×被塗物付
着量（ｇ）)／（霧化パターン長さ（ｍ）×実吐出量
（ｇ／分））×１００尚、被塗物付着量は、被塗物の塗装前および塗装直後の
重量をメトラーで測定してその差を求めることにより測
定した。霧化パターン長さは被塗物に塗装した被塗物の
搬送方向の付着長さを測定した。実吐出量は霧化のため
の空気を供給しない、即ち、霧化しない状態でヘッドか
ら排出される塗料量を測定した。塗装膜の均一性の評価
は、凸部、凹部、および凸部から凹部への傾斜部分への
塗り込みの状態やそのような部分の乾燥塗膜の透けの状
態を目視して塗布膜の均一性を評価した。

【００５３】実施例および比較例の結果を次の表１に示
す：

【表１】尚、表中、塗膜均一性に関しては、肉眼観察によって良
好なものを◎で、良好〜普通程度のものを○で、やや悪
いものを△で、悪いものを×で示している。

【００５４】実施例５、実施例６および実施例７間欠的な塗装を実施する場合のノズルの詰まりおよび塗
装パターンの乱れの有無を観察した。上記実施例２と同
様に塗装した後、塗料および空気の供給を１分間停止
し、実施例５では、洗浄液としての水をコーティングヘ
ッドの空気の通路および塗料の通路に供給し、その後、
これらの通路に空気を供給して洗浄液を排出し、その
後、塗料および空気の供給を始めて同じ条件で次の塗装
を実施した；また、実施例６では、コーティングヘッド
の空気の通路および塗料の通路に空気を供給し、その
後、塗料の供給を始めて同じ条件で次の塗装を実施し
た。尚、実施例７では、塗装の後、塗料および空気の供
給を１分間停止し、その後、塗料および空気の供給を始
めて同じ条件で次の塗装を実施した。

【００５５】塗装していない時の水の供給は、供給量：
塗料の通路では２００ｇ／分、空気の通路では１００ｇ
／分、供給時間：塗料の通路では１０秒、空気の通路で
は１０秒であった。また、空気の供給は、供給圧力：塗
料の通路では０．１ＭＰａ、空気の通路では０．１ＭＰ
ａ、供給時間：塗料の通路では５秒、空気の通路では５
秒であった。

【００５６】２回目の塗装前のスロットノズルの詰ま
り、２回目の塗装時の霧化パターンの乱れおよび塗布の
均一性について目視にて観察した。結果を次の表２に示
す：

【００５７】

【表２】実施例５実施例６実施例７霧化パターン乱れ無し有り有りノズル詰まり無し少し有り有り塗布均一性良普通悪尚、上記実施例５〜７の観察結果は、これら３つの間で
の相対的な評価であり、実施例７の場合であっても、上
述の実施例１〜４から明らかなように、エアースプレー
塗装法より良好な結果が得られる。

【００５８】実施例８および実施例９実施例５および６と同様に塗装を実施した。この場合、
整流要素として図４に示すものを使用した。この場合、
実施例５および６と比較して、ノズルの詰まりおよび霧
化パターンの乱れに関して一層良好な結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の塗装装置のコーティングヘ
ッドを断面図にて模式的に示す。

【図２】図２は、本発明の塗装装置のコーティングヘ
ッドを分解した様子を斜視図にて模式的に示す。

【図３】図３は、対向するノズルハーフの間に配置さ
れる整流要素の平面図を模式的に示す。

【図４】図４は、対向するノズルハーフの間に配置さ
れる整流要素の別の態様の平面図を模式的に示す。

【図５】図５は、塗装後に、コーティングヘッドを洗
浄液によって洗浄し、その後、次の塗装を実施する場合
のバルブの開閉状態を太線で示す表である。

【図６】図６は、オーバースプレー塗料および洗浄液
混合物の回収を含む塗装システムの一例を模式的にフロ
ーダイヤグラムである。

【符号の説明】

１０…コーティングヘッド、１２…塗料スロット出口、
１４…スロットノズル、１６，１８…空気チャンネル、
２０，２２…ノズルハーフ、２３…塗料スロット、２
４，２６…空気ブロック、２８…塗料入口、３０…塗料
通路、３２…コートハンガー部、３４，３６…空気入
口、３８，４０…空気通路、４２，４４…空気プレナ
ム、４６，４８…空気出口、５０，５２…空気通路、５
４…整流要素、５６…櫛歯、５８…先端部分、６２，６
４…空気通路部分、７０…被塗物、７２…側面、７４…
上面、７６…側面、１００…空気源、１０２…ライン、
１０３…ライン、１０４…塗料源、１０６…ポンプ、１
０８…ライン、１１０…塗料弁、１１２…エアー弁、１
１４…洗浄液源、１１６…ポンプ、１１８…ライン、１
２０…ライン、１２１…エアー弁、１２２…ライン、１
２４，１２６…洗浄弁、１２８，１３０…ライン、１４
０…コントローラ、２００…塗装、２０２…レシーバ
ー、２０４…貯槽、２２０…搬送手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０５Ｄ 3/00 Ｂ０５Ｄ 3/00 Ａ 3/10 3/10 Ｆ 7/00 7/00 Ｃ 7/24 ３０１ 7/24 ３０１ＦＦターム(参考） 4D075 AC02 AC09 AC58 AC91 AD18 AE21 DA06 DB11 DC03 EA13 EC30 4F033 AA01 BA02 BA03 CA05 DA03 EA01 GA01 GA11 LA02 NA01 QA01 QB02X QB03X QB12X QB18 QC02 QC06 QD19 QD25 QE09 QF12X QF14X QK23X QK27X 4F035 AA03 BA02 BA05 BA11 BA15 BA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材に塗料を塗装する塗装装置であっ
て、塗料を排出する細長の塗料スロット出口を有するスロッ
ト・ノズルと、空気を排出してスロット・ノズルから排
出される塗料に空気流を衝突させる、上記スロット出口
に近接配置された空気出口を有する空気チャンネルとを
有して成るコーティングヘッド、ならびに、基材上の所定領域を塗装するために、スロット出口から
の塗料の排出と空気スロットからの空気の排出とを予め
選択した時期に開始および停止させるコントローラを有
して成る塗装装置。
【請求項２】塗料スロット出口は、細長い矩形であ
り、空気出口は、塗料スロット出口の長手方向に沿って
塗料スロット出口の両側で延在する細長の矩形のスロッ
ト出口の形態である請求項１に記載の塗装装置。
【請求項３】スロット・ノズルは、対向する２つの対
向するノズルハーフにより構成され、これらのノズルハ
ーフとこれらの間に配置された整流要素とによって塗料
スロットが形成され、整流要素は根元から塗料スロット
出口に向かって先細りの櫛歯の形態である請求項１また
は２に記載の塗装装置。
【請求項４】コーティングヘッドは、これに洗浄液を
供給して塗料スロット出口および空気出口から洗浄液を
排出できるように構成されている請求項１〜３のいずれ
かに記載の塗装装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の塗装装
置を用いて、塗料スロット出口から塗料を排出し、空気
出口から空気を排出して塗料を霧化し、霧化した塗料に
よって基材を塗装することを特徴とする塗装方法。
【請求項６】基材を塗装した後に、コーティングヘッ
ドに空気を供給して、これを塗料スロット出口から排出
することを特徴とする請求項５に記載の塗装方法。
【請求項７】基材を塗装した後に、コーティングヘッ
ドに洗浄液を供給して、これを塗料スロット出口および
空気出口から排出し、その後、コーティングヘッドに空
気を供給し、これを塗料スロット出口および空気出口か
ら排出することを特徴とする請求項５に記載の塗装方
法。
【請求項８】塗料は水性エマルジョン塗料であり、洗
浄液は、塗料の分散媒としての水または水と親水性有機
溶剤との混合物である請求項７に記載の塗装方法。
【請求項９】基材は、窯業建材である請求項５〜８の
いずれかに記載の塗装方法。
【請求項１０】基材を間欠的に塗装する請求項５〜９
のいずれかに記載の塗装方法。
【請求項１１】塗装ブース内に配置された請求項１〜
４に記載の塗装装置のコーティングヘッド、オーバース
プレー回収ユニット、洗浄液混合物回収ユニットおよび
塗料調製ユニットを有して成る塗装システムであって、
塗装時に生じるオーバースプレー塗料はオーバースプレ
ー回収ユニットにより回収され、塗装後、塗装装置から
排出される塗料を含む洗浄液混合物は、洗浄液混合物回
収ユニットにより回収され、回収されたオーバースプレ
ー塗料および洗浄液混合物は塗料調製ユニットによって
所定の粘度を有する塗料に調製され、調製された塗料を
塗装に使用することを特徴とする塗装システム。