JP2003236423A

JP2003236423A - 塗装方法および塗装システム

Info

Publication number: JP2003236423A
Application number: JP2002041435A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Sasaki; 信行佐々木; Zenichi Yasuda; 善一安田
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2003-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】塗装機を水平方向でレシプロさせることな
く、高い塗着効率にて被塗物を塗装する。【解決手段】ｉ）塗装機と被塗物との間の距離Ｈに応
じて塗装パターン幅Ｗｐが変化する塗装機を用意し、i
i）被塗物を適当な搬送装置で一方向に搬送し、iii）被
塗物の塗装すべき幅Ｗｓを、必要な場合には適当な装置
で検知し、iv）ＷｐがＷｐ≧Ｗｓとなるように、Ｗｓに
基づいて、塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓを適当な手
段で選択し、ｖ）適当な移動装置を用いて、塗装機を、
塗装機と被塗物との間の距離がＨｓとなる位置に移動さ
せ、vi）当該位置に配置した塗装機で被塗物を塗装す
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、搬送される被塗物
に塗料を塗装する塗装方法および塗装システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】水平コンベアー等の上に載置されて搬送
されるシート状の被塗物を塗装する方法としては、小型
の霧化塗装機を、被塗物の幅方向（被塗物の搬送面と平
行な面において、搬送方向と直交する方向）において、
被塗物の両縁間でレシプロ（往復移動）させながら塗装
する方法がある。この塗装方法で使用される霧化塗装機
は、例えば、エアスプレー（二流体ノズル）、エアレス
スプレー、エアミックススプレー、またはＨＶＬＰスプ
レー等である。この塗装方法において、塗装機のレシプ
ロの幅（運行幅）は被塗物の幅に応じて設定される。レ
シプロの幅を適切に設定することによって、被塗物の両
縁まで十分に塗装されることが確保されるともに、塗料
が被塗物以外の部分に付着することが防止される。

【０００３】この塗装方法により塗装される被塗物の一
例として、シート状の建材が挙げられる。シート状の建
材の塗装は、その表面に所望の外観および／または性能
（例えば耐候性）を付与するために実施される。特に建
材の表面に美観を付与したものは、化粧建材として広く
使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の塗装方法によれ
ば、塗装機のレシプロ幅を適宜選択することにより、種
々の寸法の被塗物の塗装が可能となる。しかし、連続的
に搬送されている被塗物に対して、塗装機をレシプロさ
せながら塗装する場合、レシプロの速度および被塗物の
搬送速度を最適に設定しないと、塗布が不均一となり、
均一な塗膜を形成できない。また、レシプロの速度によ
り被塗物の搬送速度が律速され、生産性が低下するとい
う問題がある。さらに、建材の中には、１つの建材にお
いて、その幅が一定でないもの（例えば等脚台形状の建
材）がある。かかる被塗物を塗装機のレシプロにより塗
装する場合、塗装機のレシプロ幅を被塗物の最も大きい
幅に合わせて塗装を実施するのが一般的である。その場
合、被塗物の幅が小さい部分では、被塗物の存在しない
部分（例えばコンベア）に塗料が塗着されることとな
り、塗料の無駄が生じる。そのため、幅の一定でない被
塗物を効率的に塗装する方法が望まれている。

【０００５】また、被塗物の幅が一定であるとしても、
上記の塗装方法により被塗物を塗装するときの塗着効率
は一般に３０〜７０％程度であり、相当な量の塗料が被
塗物に塗着していないのが実情である。塗着しなかった
塗料は、塗装ブースの給排気設備により強制排気されて
回収され、あるいはコンベアー下部で回収される。回収
された塗料の一部は、塗料および塗膜の品質が実用上許
容される範囲内で再利用されるものの、回収された塗料
の大部分は廃棄される。このことは、経済的な観点から
好ましくない。

【０００６】本発明はかかる実情に鑑みてなされたもの
であり、塗装機をレシプロさせることなく、種々の幅の
被塗物を、高い塗着効率で塗装する塗装方法および塗装
システムを提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、塗装すべき幅がＷｓである、搬送される
被塗物に塗料を塗装する方法であって、塗装機と被塗物
との間の距離Ｈに応じて塗装パターン幅Ｗｐが変化する
塗装機を用意すること、ＷｐがＷｐ≧Ｗｓとなるよう
に、Ｗｓに応じて、塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓを
選択すること、塗装機と被塗物との間の距離がＨｓとな
る位置に塗装機を配置し、当該位置に配置した塗装機で
被塗物を塗装することを含む塗装方法を提供する。

【０００８】この塗装方法は、塗装機と被塗物との間の
距離Ｈに応じて塗装パターン幅Ｗｐが変化する塗装機を
使用し、被塗物の塗装すべき幅Ｗｓに応じて、被塗物と
塗装機との間の距離Ｈｓを適切に選択し、選択した距離
Ｈｓだけ被塗物から離れた位置に塗装機を配置して塗装
を実施することを特徴とする。したがって、本発明の方
法によれば、塗装機をレシプロさせることなく、被塗物
の幅全体を一括的に塗装することができ、且つ均一な塗
膜を形成することができる。

【０００９】塗装パターンとは、塗装機および被塗物が
ともに静止しているときに、塗装機の吐出口から吐出さ
れる塗料が被塗物上に形成する形状をいう。また、塗装
パターン幅Ｗｐとは、形成される塗装パターンの寸法の
うち、被塗物の搬送面と平行な面において被塗物の搬送
方向と直交する方向の長さをいう。

【００１０】本発明の塗装方法は、塗装機と被塗物との
間の距離Ｈに応じて塗装パターン幅Ｗｐが変化する塗装
機によって実施可能となる。そのような塗装機は、例え
ば、塗料を霧化して噴出させる方式の塗装機であり、好
ましくは、後述する、超音速空気流を利用して塗料を霧
化する塗装機である。Ｈに応じてＷｐが変化する塗装機
は、一般に、Ｈが大きいほど、Ｗｐが大きい塗装パター
ンを形成する。また、この塗装機により形成される塗装
パターンの単位面積あたり（即ち、単位幅あたり）の塗
料の塗着量は、単位時間あたりの塗料吐出量Ｇが一定で
ある場合には、Ｈが大きいほど小さくなる。したがっ
て、本発明の塗装方法においては、所望の厚さの塗膜が
形成されるように、塗装機の単位時間あたりの塗料吐出
量Ｇを、選択したＨｓに応じて調節することが好まし
い。

【００１１】被塗物の塗装すべき幅Ｗｓとは、被塗物の
塗装すべき領域の長さのうち、被塗物の搬送面と平行な
面において被塗物の搬送方向と直交する方向（この方向
を幅方向とも呼ぶ）の長さをいう。Ｗｓは一般に被塗物
の幅である。

【００１２】Ｗｓが既知である場合、Ｗｓを検知する必
要はない。Ｗｓが既知でない場合、Ｗｓは適当なセンサ
ー手段を用いて検知される。Ｗｓの検知は、レーザーを
用いた変位センサー等で直接的に検知してよい。あるい
は、Ｗｓの検知は、被塗物の例えば側面に、Ｗｓと関連
させた、バーコードのような適当なマークを付し、これ
を読み取ることにより実施してよい。

【００１３】本発明の塗装方法においては、ＷｐがＷｐ
≧Ｗｓとなるように、Ｗｓに応じて、塗装機と被塗物と
の間の距離Ｈｓを選択し、塗装機と被塗物との間の距離
がＨｓとなる位置に塗装機を配置し、当該位置に配置し
た塗装機で被塗物を塗装する。ＷｐとＷｓとの差が小さ
くなるように距離Ｈｓを選択すれば、塗装機から吐出さ
れる塗料のほとんどすべてが被塗物に付着するため、塗
着効率を向上させることができる。

【００１４】但し、Ｗｐ≧Ｗｓの関係を満たしても、被
塗物が、塗装機が形成する塗装パターン内に含まれない
位置に配置されて搬送されると、不十分にしか塗装され
ないことに留意すべきである。即ち、被塗物は、塗装さ
れている間、その塗装すべき幅Ｗｓ全体が塗装パターン
内に含まれる位置に配置して搬送する必要がある。被塗
物は、好ましくは、Ｗｐの中点とＷｓの中点とが一致す
るように配置して搬送される。一般に、Ｗｐの中点は、
塗装機のヘッドと対向する。

【００１５】本発明の塗装方法を応用することにより、
塗装すべき幅が互いに異なる２つの被塗物ＸおよびＹ
を、連続的に塗装することができる。具体的には、被塗
物Ｘの塗装すべき幅Ｗｓ_Xに応じて、Ｗｐ≧Ｗｓ_Xとなる
ように、塗装機と被塗物Ｘとの間の距離Ｈｓ_Xを選択
し、また、被塗物Ｙの塗装すべき幅Ｗｓ_Yに応じて、Ｗ
ｐ≧Ｗｓ_Yとなるように、塗装機と被塗物Ｙとの間の距
離Ｈｓ_Yを選択し、塗装機を被塗物Ｘから距離Ｈｓ_Xだけ
離れた位置に配置して、被塗物Ｘを塗装し、被塗物Ｘを
塗装した後、被塗物Ｙを塗装する前に、塗装機と被塗物
との間の距離をＨｓ_XからＨｓ_Yに変え、それから、被塗
物Ｙを塗装することによって、塗装すべき幅が異なる２
つの被塗物を連続的に塗装できる。上記の方法は、最初
に被塗物ＸのＷｓ_Xに応じてＨｓ_Xを選択して被塗物Ｘを
塗装し、次に被塗物ＹのＷｓ_Yに応じてＨｓ_Yを選択し、
それから、被塗物Ｙを塗装する手順で実施してよい。あ
るいは、上記の方法は、被塗物Ｘを塗装する前に、Ｈｓ
_XおよびＨｓ_Yをともに予め選択してから、被塗物Ｘおよ
びＹをこの順に塗装する手順で実施してよい。

【００１６】この塗装方法によれば、塗装機の位置を変
えるだけで、塗装ロットの変更に対応できる。特に、こ
の塗装方法は、塗装ロットの変更が被塗物の寸法の変更
のみを伴う場合に、有用である。

【００１７】また、本発明の塗装方法を応用することに
より、１つの被塗物においてＷｓが一定でない被塗物を
効率良く塗装することが可能となる。Ｗｓが一定でない
被塗物は、例えば、上底、下底および高さを有する台形
状の被塗物であり、その高さ方向を搬送方向とする（即
ち、上底および下底が幅方向となる）被塗物である。Ｗ
ｓが一定でない被塗物は、Ｗｓを当該被塗物のｎ箇所
（ｎ≧２）にて検知し、検知したＷｓ₁〜Ｗｓ_nに応じ
て、当該被塗物を１つ塗装する間に、塗装機と被塗物と
の間の距離Ｈｓを変化させることによって、塗料をむだ
にすることなく、塗装できる。このとき、距離Ｈｓの変
化に応じて、塗装機の単位時間あたりの塗料吐出量Ｇを
変化させることが好ましい。Ｇは被塗物における単位面
積あたりの塗着量が一定となるように変化させることが
好ましく、それにより被塗物の搬送速度を変化させるこ
となく、均一な厚さの塗膜を形成することができる。

【００１８】本発明の塗装方法は、被塗物の搬送装置、
塗装機と被塗物との間の距離Ｈに応じて塗装パターン幅
Ｗｐが変化する塗装機、塗装機と被塗物との間の距離Ｈ
を所望の値とするために用いる、塗装機の移動装置、お
よびＷｐがＷｐ≧Ｗｓとなるように、被塗物の塗装すべ
き幅Ｗｓに基づいて、塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓ
を選択する手段を含む塗装システムによって好ましく実
施される。

【００１９】この塗装システムは、好ましくは、Ｗｓを
検知する手段を更に含む。Ｗｓを検知する手段を有する
システムによれば、Ｗｓが既知でない被塗物を塗装し得
る。

【００２０】また、この塗装システムは、好ましくは、
塗装機と被塗物との間の距離がＨｓとなるように、塗装
機の移動装置を制御する手段を更に含む。

【００２１】本発明の塗装方法および塗装システムにお
いて、塗装機は、高圧塗料が流入する塗料導入口と、高
圧空気が流入する空気導入口とが開口する高圧室、高圧
室に形成された、高圧塗料と高圧空気との混合体が吐出
される楕円状の絞り口、および絞り口の吐出側に形成さ
れた、該絞り口の中心軸から両側に該絞り口の長軸方向
に開き、かつ向かい合う扇形壁を有する扇形溝状の案内
部を含んで成るヘッドを有するものであることが好まし
い。

【００２２】かかるヘッドを有する塗装機においては、
高圧空気が高圧室から絞り口を通過する際に超音速に近
い高速となって、塗料を微粒化するとともに加速する。
この加速され、微粒化された（即ち、霧化した）塗料が
塗装機から吐出されて、被塗物を塗装する。この塗装機
は、図３に示すような偏平な円形の塗装パターンを形成
し、塗装機と被塗物との間の距離Ｈに応じて、塗装パタ
ーン幅Ｗｐが変化するものである。この塗装機はまた、
塗装パターン全体にわたって均一な塗膜を形成するとと
もに、塗着効率が高いという特徴を有する。上記ヘッド
の詳細は、「塗布具」として特許第３１４３４４９号の
明細書に記載されており、その記載内容はこの引用によ
って本明細書に含まれるものとする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の塗装方法および塗
装システムについて具体的に説明する。本発明の塗装方
法は、塗装機と被塗物との間の距離Ｈに応じて塗装パタ
ーン幅Ｗｐが変化する塗装機を使用して実施され、塗装
すべき幅がＷｓである被塗物を、適当な搬送装置で一方
向に搬送し、ＷｐがＷｐ≧Ｗｓとなるように、Ｗｓに基
づいて、塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓを適当な手段
で選択し、適当な移動装置を用いて、塗装機を、塗装機
と被塗物との間の距離がＨｓとなる位置に移動させ、当
該位置に配置した塗装機で被塗物を塗装する方法であ
る。

【００２４】本発明において使用される塗装機は先に説
明したとおり、塗装機と被塗物との間の距離Ｈに応じて
塗装パターン幅Ｗｐが変化する塗装機である。本発明の
塗装方法に適した塗装機は、上述のように、特許第３１
４３４４９号の明細書に記載のヘッドを有する塗装機で
ある。この塗装機が有するヘッドの長軸方向の断面を模
式的に図２の（ａ）に示すとともに、当該ヘッドの一部
切欠き斜視図を図２の（ｂ）に示す。このヘッド（２０
０）は、塗料導入口（２０４）および空気導入口（２０
６）とが開口する高圧室（２０２）、高圧室に形成され
た絞り口（２０８）、および向かい合う扇形壁（２１
２）を有する扇形溝状の案内部（２１０）を有する。

【００２５】絞り口（２０８）は楕円状であって、その
短径は一般に０．４〜３mm程度であり、短径／長径の比
は０．０５〜０．７５の範囲である。案内部（２１０）
は絞り口の長軸の方向に開き、その開き角度αは好まし
くは５０〜１２０°である。２つの扇形壁（２１２）
は、互いに平行であってもよく、あるい前方に向かって
テーパ状に拡幅していてよい。扇形壁（２１２）がテー
パ状に拡幅する場合、絞り口の短軸方向において、案内
部（２１０）の開き角度は１５°以下であることが好ま
しい。

【００２６】このヘッドは、塗料導入口（２０４）に導
通し、高圧塗料供給源からの高圧塗料を高圧室（２０
２）に案内する塗料流路（２１４）をさらに備え、ま
た、空気導入口（２０６）に導通し、高圧空気供給源か
らの高圧空気を高圧室（２０２）に案内する空気流路
（２１６）をさらに備えている。高圧塗料および高圧空
気は、それぞれ塗料導入口（２０４）および空気導入口
（２０６）から高圧室（２０２）に導入され、混合され
る。高圧室（２０２）内で混合された混合体は絞り口
（２０８）から案内部（２１０）を通過する際、急激に
膨張しながら、超音速に近い高速となり、塗料は微粒化
されながら加速され、運動エネルギーを保持しつつ、図
３に示すような、Ｗｐを有する偏平な塗装パターンを形
成する。空気は、案内部（２１０）を出たところで運動
エネルギーが圧力に変わって流速を失い、吐出される塗
料の伴流とならない。したがって、このヘッドを含む塗
装機によれば、塗料を効率良く被塗物に塗着させること
ができる。

【００２７】本発明の塗装方法において、塗装機は、塗
装パターン幅Ｗｐの範囲が異なるものを２以上用意し、
被塗物の塗装すべき幅Ｗｓに応じて、１の塗装機を選択
し、選択した塗装機を使用するようにしてよい。機械的
および空間的な制約により、塗装機と被塗物との間の距
離Ｈはある値以上とすることができず（この値をＨmax
と呼ぶ）、Ｈmaxのときの塗装パターン幅Ｗｐは塗装機
によって決まっている。そのため、ある被塗物のＷｓが
ＨmaxのときのＷｐよりも大きいと、その塗装機で当該
被塗物を塗装することはできない。そこで、Ｈmaxのと
きのＷｐが異なる２以上の塗装機を用意し、これらを１
つの塗装システムに設置すれば、１つの塗装システムで
塗装し得る被塗物の種類を多くすることが可能となる。

【００２８】図２に示すヘッドを有する塗装機のＨmax
のときのＷｐは、案内溝の長軸方向の断面での開き角度
αによって異なる。したがって、図２に示すヘッドを有
する塗装機を使用する場合には、αの異なるものを２以
上用意すれば、Ｗｐの範囲が異なる２以上の塗装機が用
意されることとなる。

【００２９】図２に示すヘッドを有し、開き角度αがそ
れぞれ異なる３種類の塗装機が、異なるＷｐの範囲を有
することを模式的に図４に示す。塗装機Ａ、ＢおよびＣ
は、それぞれ案内部の開き角度がα_A、α_B、およびα_C
であるヘッドを有する。ここで、α_A＞α_B＞α_Cであ
る。塗装機Ａ、ＢおよびＣにより形成される塗装パター
ンのＷｐは、ＨがＨmaxのとき、それぞれＬａ、Ｌｂお
よびＬｃとなる。Ｌａとα_A、Ｌｂとα_B、およびＬｃと
α_Cはそれぞれ、以下の関係を有する。Ｌａ＝２Ｈmax・ｔａｎ（α_A／２）Ｌｂ＝２Ｈmax・ｔａｎ（α_B／２）Ｌｃ＝２Ｈmax・ｔａｎ（α_C／２）

【００３０】これらの３種類の塗装機を使用する場合、
被塗物は、その塗装すべき幅ＷｓがＬｂ＜Ｗｓ≦Ｌａの
範囲内にあれば、塗装機Ａで塗装され、Ｌｃ＜Ｗｓ≦Ｌ
ｂの範囲内にあれば、塗装機Ｂで塗装され、Ｗｓ≦Ｌｃ
の範囲にあれば塗装機Ｃで塗装される。塗装機は、Ｗｓ
に応じて、適当な手段（例えば演算装置）を用いて選択
される。選択した塗装機は、それのみが作動するよう
に、当該手段に接続された適当な制御手段により制御さ
れる。

【００３１】被塗物は、適当な搬送装置を用いて一方向
に搬送される。一般に被塗物は、水平方向に搬送され
る。被塗物は、前述のように、塗装される間、Ｗｓの中
点がＷｐの中点と一致するように配置して搬送すること
が好ましい。そのように被塗物を搬送して、本発明の方
法を実施すれば、被塗物の塗装すべき領域において、塗
装されない部分の発生が防止される。

【００３２】被塗物の塗装すべき幅Ｗｓは、予めわかっ
ている場合がある。その場合には、Ｗｓを検知すること
を要しない。Ｗｓを検知する必要がある場合には、Ｗｓ
は塗装技術の分野において公知の装置を用いて検知され
る。Ｗｓを検知する装置は、超音波もしくはレーザーを
用いた変位センサー、またはカメラ等であってよい。あ
るいは、Ｗｓは、被塗物の形状および寸法に関するデー
タを蓄積したデータベースをあらかじめ作成するととも
に、所定の形状および寸法を表すマーク（例えばバーコ
ード）を被塗物に付し、このマークを読み取って、デー
タベースを参照する方法により、検知することができ
る。

【００３３】Ｗｓの検知は、塗装機による塗装と一連し
て実施することが好ましい。その場合、被塗物を搬送し
ながら、搬送方向の上流側でＷｓを検知し、検知した結
果を利用して塗装が実施される。尤も、Ｗｓの検知は、
塗装機による塗装と一連して実施する必要は必ずしもな
い。例えば、Ｗｓは、被塗物の搬送を開始する前に、適
当な計測器（例えば巻尺等）を用いて測定することによ
り検知してよい。

【００３４】本発明の塗装方法においては、Ｗｐ≧Ｗｓ
の関係を満たすように、塗装機と被塗物との間の距離Ｈ
ｓを選択する。距離Ｈｓは、好ましくは、ＷｐがＷｓの
１．１〜１．４倍となるように選択され、より好ましく
は、ＷｐがＷｓの１．１〜１．２倍となるように選択さ
れる。

【００３５】前述のように、複数の塗装機を使用する場
合には、適切な塗装機を選択したうえで、選択した塗装
機と被塗物との間の距離Ｈｓを選択する。Ｈｓの選択
は、コンピュータのような演算装置を用いて行われる。
Ｈｓを選択する演算装置は、好ましくはＷｓを検知する
手段と接続される。それにより、Ｗｓを検知した後、た
だちにＨｓを選択する演算を実施できる。Ｈｓの選択
は、種々の距離ＨとＷｐとの関係を蓄積したデータベー
スから検索する方法で行ってよい。その場合、検索はコ
ンピュータを用いて行ってよく、あるいは換算表等を利
用して人が直接行ってよい。

【００３６】塗装機が図２に示すようなヘッドを有する
塗装機である場合、開き角度α、距離Ｈ、およびＷｐの
間には、Ｈ＝Ｗｐ／２ｔａｎ（α／２）の関係が成り立
つ。したがって、Ｗｐ≧Ｗｓとするためには、塗装機と
被塗物との間の距離が、Ｗｓ／２ｔａｎ（α／２）以上
となるように、Ｈｓを選択する必要がある。

【００３７】距離Ｈｓを選択した後、塗装機を、塗装機
と被塗物との間の距離がＨｓとなる位置に移動させる。
塗装機の移動は適当な移動装置を用いて実施される。こ
の移動装置は、距離Ｈｓを前述のように演算装置で選択
する場合には、この演算装置に接続した制御手段で制御
することが好ましい。それにより、Ｗｓの検知（Ｗｓの
検知を要する場合のみ）、距離Ｈｓの選択、および塗装
機の配置を一連して実施でき、塗装工程の効率を向上さ
せることが可能となる。

【００３８】前述のように、被塗物は一般に水平方向に
沿って一方向に搬送される。その場合、塗装機の移動
は、適当な昇降装置を用いて塗装機を上下動させること
により実施される。塗装機の昇降装置は、例えば、シリ
ンダー、チェーンまたはベルトの機構を利用する装置で
あってよい。本発明においては、図５に示すような、ラ
ックギア（５２）とピニオンギア（５４）とを組み合わ
せて、電動モータの回転運動を直線運動に変える機構を
利用した昇降装置（５０）を使用することが好ましい。
この昇降装置によれば、塗装機（５８）を被塗物（１１
０）の上方の所望の位置に正確に配置させることが可能
である。

【００３９】尤も、本発明の塗装方法および塗装システ
ムにおいて、被塗物の搬送方向および塗装機の移動方向
はそれぞれ水平方向および上下方向に限られない。本発
明の塗装方法および塗装システムにおいて、塗装機の搬
送方向および塗装機の移動方向は、塗装機から吐出され
る塗料が被塗物に塗着する限りにおいて、即ち、両方向
が互いに平行とならない限りにおいて、任意のものであ
ってよい。例えば、被塗物を鉛直方向（即ち、上下方
向）に搬送し、被塗物と塗装機との間の距離をＨｓとす
るために塗装機を水平方向に移動させる態様も本発明に
含まれる。

【００４０】被塗物の塗装は、塗装機を被塗物から距離
Ｈｓだけ離れた位置に配置して実施する。このとき、距
離Ｈｓに応じて、塗装機の単位時間あたりの塗料吐出量
Ｇを選択し、被塗物に所望の厚さの塗膜が形成されるよ
うにする。前述のように、Ｇが一定である場合には、Ｈ
ｓが大きいほど、単位面積あたりの塗着量は小さくな
る。また、ＨｓおよびＧが一定である場合には、被塗物
の搬送速度が大きいほど、単位面積あたりの塗着量は小
さくなる。したがって、所望の厚さの塗膜を得るために
は、距離Ｈｓおよび被塗物の搬送速度を考慮して、単位
時間あたりの塗料吐出量Ｇを選択する必要がある。

【００４１】単位時間あたりの塗料吐出量Ｇは、距離Ｈ
ｓを選択した後、距離Ｈｓのときの塗装パターン幅Ｗ
ｐ、被塗物の搬送速度ｖ、および塗膜の所望の厚さｔか
ら決定することができる。具体的には、下記の式（１）
に従って、Ｇを算出することができる。Ｇの算出は、適
当な演算装置（例えばコンピュータ）を用いて実施する
とよい。

【００４２】

【数１】（式中、Ｇは単位時間あたりの塗料吐出量（ｇ／mi
n）、ｔは塗膜の厚さ（ｍ）、γは塗料の密度（ｇ／
ｍ³）、ＮＶは塗料中の固形分の重量割合、ｖは被塗物
の搬送速度（ｍ／min）、ηは塗装機の塗着効率、Ｗｐ
は塗装パターン幅（ｍ）を示す）

【００４３】上記の式において、塗膜の厚さｔ、塗料の
密度γ、塗料の固形分の重量割合ＮＶ、および塗装機の
塗着効率ηは、被塗物を塗装する前に予め求めておく必
要がある。これらを求める作業は、事前準備として本発
明の方法を実施する前に行われる。以下に事前準備の手
順を簡単に説明する。

【００４４】塗膜の厚さｔは、被塗物の種類、および最
終的に得ようとする製品の種類に応じて、所望の値とな
るように選択する。例えば、被塗物が窯業建材である場
合には、被塗物の上にシーラー層、ベースコート層、お
よび模様付け層の３層、ならびに場合によりさらにクリ
アコート層が、それぞれ３０〜６０μｍ厚となるように
形成される。したがって、窯業建材を被塗物とする場
合、各層の塗装は、ｔを３０×１０^-6〜６０×１０^-6ｍ
に設定して実施される。

【００４５】塗料の密度γおよび塗料の固形分の重量割
合ＮＶは、使用する塗料に応じて決まっている。例え
ば、窯業建材の塗装に使用する塗料の密度γは一般に約
１．１（ｇ／cm³）（即ち、１．１×１０⁶（ｇ／
ｍ³））であり、その固形分の重量割合ＮＶは約０．３
０である。このような塗料を最終的な塗膜の厚さが３０
〜６０μｍとなるように塗布すると、単位面積あたりの
塗着量は一般に１００〜２００ｇ／ｍ²程度となる。

【００４６】上記の式（１）において、Ｗｐを代入し、
塗着効率ηとして予測される値（例えば、過去当該塗装
機を使用して、対象とする塗料を使用したときの塗着効
率等）を代入して、単位時間あたりの予測される塗料吐
出量Ｇ’を算出し、Ｇの見当を付ける。Ｗｐは、Ｗｐ≧
Ｗｓとなるように予め選択した値である。

【００４７】次に予測したＧ’で塗装できる塗装機を選
択する。塗装機として先に説明した図２に示すようなヘ
ッドを有するものを使用する場合、その塗料吐出量は、
絞り口の開口面積によって変化し、開口面積が大きいほ
ど、大きくなる。したがって、予測したＧ’で塗装する
ことが確保されるように、絞り口の開口面積を選択する
必要がある。また、Ｗｐの範囲が異なる塗装機を複数用
意する場合には、選択した開口面積を有する絞り口を備
え、かつ開き角度αが異なるものを複数用意する必要が
ある。なお、絞り口の開口面積の大小は、絞り口の短径
／長径の比が一定である場合には、短径（または長径）
の大小によって比較できる。

【００４８】次に、正確な塗着効率ηを求める。選択し
た塗装機を塗装システムに装着し、上述のように被塗物
のＷｓに応じて距離Ｈｓを選択し、被塗物から距離Ｈｓ
だけ離れた位置に配置した塗装機で、単位時間あたりの
塗料吐出量をＧ’に設定して試し塗装を実施する。試し
塗装した後、試し塗装で実際に使用した塗料の量（即
ち、塗装機から吐出された塗料の量）を求め、これと被
塗物に実際に付着した塗料の量から、塗着効率ηを算出
する。この算出したη、ならびにｔ、γ、ＮＶ、ｖ、お
よび距離ＨｓのときのＷｐから、製品とすべき被塗物を
塗装する際の単位時間あたりの塗料吐出量Ｇを式（１）
に従って求める。単位時間あたりの塗料吐出量Ｇは、適
当な演算装置（例えばコンピュータ）を用いて求める。

【００４９】被塗物から距離Ｈｓだけ離れた位置に配置
した塗装機を使用し、求めた単位時間あたりの塗料吐出
量Ｇで被塗物を塗装すれば、所望の厚さの塗膜が被塗物
に形成される。単位時間あたりの塗料吐出量を求めた値
Ｇとするためには、塗料を塗装機に供給するポンプの流
量を調節する必要がある。ポンプの流量は、ポンプの流
量制御弁の開閉によって調節される。ポンプの流量制御
弁は、電動弁、エアー弁、および塗装装置において一般
的に使用されているその他の弁から選択される。ポンプ
の流量制御弁の調節は、好ましくは、単位時間当たりの
塗料吐出量Ｇを求めた演算装置に接続された制御手段か
ら信号を送ることにより実施される。それにより、単位
時間当たりの塗料吐出量を、速やかに所望の値にし得
る。

【００５０】次に、本発明の塗装方法を応用して、塗装
すべき幅Ｗｓが１つの被塗物において一定でない被塗物
を塗装する方法を説明する。Ｗｓが一定でない被塗物
は、例えば、図６に示すような、上底（ｕ）が下底
（ｂ）よりも短い等脚台形状の被塗物（６０）である。
以下、この被塗物を、下記の〜の条件を満たすよう
に、即ち、台形の高さ方向が搬送方向と一致するＷｓの中点がＷｐの中点と一致する搬送方向において上底（ｕ）が下底（ｂ）の下流側に
位置する（即ち、上底が先に塗装される）ように搬送しながら、塗装する方法を説明する。

【００５１】まず、被塗物の塗装すべき幅Ｗｓとして上
底の長さＷｓ_uおよび下底の長さＷｓ_bの２つを検知する
とともに、搬送される被塗物がある一点（ここではＷｓ
を検知する装置）を通過するのに要する時間Ｔを測定す
る。Ｗｓ_uおよびＷｓ_bは、先に説明した適当な検知手段
によって検知される。Ｔは、Ｗｓ_uを検知してからＷｓ_b
を検知するまでに要した時間に相当する。時間Ｔは、被
塗物の上底が検知手段を通過してから下底が検知手段を
通過するまでの時間ともいえる。Ｗｓ_uおよびＷｓ_bが既
知の場合には、これらを検知する必要はない。被塗物の
搬送速度および被塗物の長さ（台形の高さ）が予めわか
っている場合には、時間Ｔは、それらから算出でき、測
定する必要はない。

【００５２】Ｗｐの範囲が異なる複数の塗装機が用意さ
れている場合には、被塗物と塗装機との間の距離ＨがＨ
max以下であるときに、ＷｐがＷｓ_u≦Ｗｐ≦Ｗｓ_bの範
囲内にある塗装機を選択する。Ｗｐがこの範囲内にない
と、１つの塗装機で台形状の被塗物を塗装することがで
きない。

【００５３】次に、Ｗｐ≧Ｗｓ_uとなるような塗装機と
被塗物との間の距離Ｈｓ_uを選択し、Ｗｐ≧Ｗｓ_bとなる
ような塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓ_bを選択する。
台形状の被塗物において、ＷｓはＷｓ_uからＷｓ_bまで直
線的に増加する。したがって、本発明の塗装方法で台形
状の被塗物を塗装するには、図７に示すように、被塗物
（６０）の上底（ｕ）が塗装機（６２）を通過してか
ら、下底（ｂ）が塗装機（６２）を通過するまでの間
に、塗装機（６２）と被塗物（６０）との間の距離がＨ
ｓ_uからＨｓ_bとなるように、Ｈｓを一定速度で変化させ
ればよい。Ｈｓを変化させる速度Ｖｈは、Ｈｓ_u、Ｈｓ_b
およびＴから、下記の式（２）に従って算出する。

【００５４】

【数２】Ｖｈ＝Ａ・（Ｈｓ_b−Ｈｓ_u）／Ｔ ...（２）（式中、Ａは塗装機の移動装置によって定まる定数であ
る）

【００５５】求めた速度Ｖｈにて塗装機を、被塗物を１
つ塗装する間に移動させれば、被塗物のＷｓに応じてＷ
ｐを変化させながら塗装を実施できる。この塗装方法に
よれば、１つの被塗物においてＷｓが変化する場合で
も、塗料が被塗物以外の部分に付着することを有効に防
止でき、効率よく塗装することができる。

【００５６】Ｖｈは、適当な演算装置を用いて求めるこ
とができる。塗装機を速度Ｖｈにて移動させることは、
Ｖｈを求めた演算装置に接続された制御手段から、塗装
機の移動装置（たとえば昇降装置）に速度信号を送るこ
とによって実施される。塗装機の移動装置が、図５に示
すようなラックギアとピニオンギアとの組み合わせから
成る昇降装置である場合、電動モータの回転数をインバ
ータで変更することにより、容易に昇降速度を変化させ
得る。

【００５７】前述のように、１つの塗装機で塗装を実施
する場合、選択した距離Ｈｓが大きいほど、単位面積あ
たりの塗着量は小さくなる。したがって、図６に示すよ
うな台形状の被塗物を塗装する場合において、単位時間
あたりの塗料吐出量Ｇを一定にして塗装を実施すると、
下底側ほど単位面積あたりの塗着量が少なくなって、薄
い塗膜が形成される。このことは、１つの被塗物におい
て均一な塗膜が形成されないという不都合をもたらす。
この不都合を回避するために、１つの被塗物を塗装する
間に距離Ｈｓを変化させる場合には、それに応じて単位
時間あたりの塗料吐出量Ｇをも変化させることが好まし
い。

【００５８】塗装機の単位時間あたりの塗料吐出量Ｇを
変化させることは、具体的には、１つの被塗物を塗装す
る間に、塗料を塗装機に供給するポンプの流量を変化さ
せることにより実施される。ポンプの流量を変化させる
ことは、ポンプの流量制御弁の開閉を変化させることに
より実施される。図６に示す台形状の被塗物（６０）を
上底（ｕ）側から下底（ｂ）側に順に塗装する場合、ポ
ンプの流量制御弁を、その開き度合いが、１つの被塗物
を塗装する間に徐々に大きくなるように作動させて、単
位時間あたりの塗料吐出量の増加速度（増加する割合）
がＶｔとなるようにする。Ｖｔは、被塗物の上底（ｕ）
を塗装するときに選択すべき単位時間あたりの塗料吐出
量Ｇ_u、被塗物の下底（ｂ）を塗装するときに選択すべ
き単位時間あたりの塗料吐出量Ｇ_b、およびＴから、下
記の式（３）に従って算出する。Ｇ_uおよびＧ_bはそれぞ
れ、式（１）に基づいて求められる。

【００５９】

【数３】Ｖｔ＝Ｂ・（Ｇ_b−Ｇ_u）／Ｔ ...（３）（式中、Ｂは流量制御弁、ならびに配管径および長さに
よる圧力損失によって定まる定数である）

【００６０】Ｖｔは、適当な演算装置を用いて求めるこ
とができる。流量制御弁の開閉を、単位時間あたりの塗
料吐出量Ｇが速度Ｖｔで変化するように変化させること
は、例えば、Ｖｔを求めた演算装置に接続された制御手
段から、流量制御弁を開閉する装置に速度信号を送るこ
とによって実施される。

【００６１】上記の方法は、Ｗｓが一定でない被塗物を
塗装する方法の１つの態様である。この態様において
は、塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓを一定速度Ｖｈに
て連続的に変化させるとともに、塗装機の単位時間あた
りの塗料吐出量Ｇを一定速度Ｖｔにて連続的に変化させ
る。

【００６２】図６に示すような等脚台形の被塗物を塗装
する方法の別の態様は、次の手順で実施することができ
る。まず、台形の被塗物において、上底Ｗｓ_u、上底と
下底の中間の位置における幅Ｗｓ_m、および下底Ｗｓ_bを
検知する。検知したＷｓ_u、Ｗｓ_m、およびＷｓ_bに基づ
いて、ＷｐがＷｐ≧Ｗｓ_mとなるような塗装機と被塗物
との間の距離Ｈｓ_mを選択し、Ｗｐ≧Ｗｓ_bとなるような
塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓ_bを選択する。それか
ら、塗装機と被塗物との間の距離ＨｓがＨｓ_mとなる位
置に塗装機を配置して、被塗物の上底から幅Ｗｓ_mの位
置までの領域を塗装する。次いで、塗装機と被塗物との
距離ＨｓがＨｓ_bとなる位置に塗装機を配置して、被塗
物の幅Ｗｓ_mの位置から下底までの領域を塗装する。こ
のとき、所望の厚さの塗膜を形成するために、塗装機と
被塗物との距離がＨｓ_mおよびＨｓ_bであるときの所要の
単位時間あたりの塗料吐出量Ｇ_mおよびＧ_bをそれぞれ算
出し、算出したＧ_mおよびＧ_bが得られるようにポンプの
流量制御弁を調節する。この態様において、塗装機と被
塗物との間の距離Ｈｓ、および塗装機の単位時間あたり
の塗料吐出量Ｇは、間欠的に変化する。

【００６３】図示した等脚台形において、上底の中点と
下底の中点とを結んだ線（図６中、一点鎖線で示す）は
搬送方向と平行となる。したがって、上底（ｕ）の中点
をＷｐの中点と一致させて被塗物を搬送すれば、Ｗｓの
中点とＷｐの中点は、上底から下底が塗装されるまでの
間、常に一致する。よって、塗装機と被塗物との間の距
離を上記のように連続的または間欠的に移動させても、
被塗物において未塗装の部分は生じない。しかし、台形
が等脚台形でない場合には、例えば上底の中点をＷｐの
中点と一致させて搬送を開始すると、Ｗｓの中点はＷｐ
の中点から次第にずれる。その結果、上記のように塗装
機を移動させても、Ｗｓが塗装パターン内に含まれず、
適切に塗装されない部分が生じることがある。この不都
合を回避するためには、図８に示すように、被塗物（８
０）を内包する最小の等脚台形（８２）を求め、求めた
等脚台形（８２）を被塗物と仮定して、この等脚台形
（８２）を上記の方法に従って塗装することが好まし
い。

【００６４】このように、Ｗｓが一定でない被塗物の塗
装方法としては、Ｗｓを被塗物の搬送方向に沿って順に
ｎ箇所（ｎ≧２）にて検知し、（１）測定したＷｓ₁〜
Ｗｓ_nに応じて、塗装機と被塗物との間の距離を連続的
に変化させて塗装する方法、（２）Ｗｓ_m−Ｗｓ_m+1間の
領域（１≦ｍ≦ｎ−１）を、ｉ）Ｗｓ_m≧Ｗｓ_m+1である
場合には、Ｗｐ≧Ｗｓ_mとなるように、塗装機と被塗物
との間の距離Ｈｓ_mを選択し、被塗物から距離Ｈｓ_mだけ
離れた位置に塗装機を配置して塗装し、ii）Ｗｓ_m+1≧
Ｗｓ_mである場合には、Ｗｐ≧Ｗｓ_m+1となるように、塗
装機と被塗物との間の距離Ｈｓ_m+1を選択し、被塗物か
ら距離Ｈｓ_m+1だけ離れた位置に塗装機を配置して塗装
するように、各領域を、塗装機の位置を順次、間欠的に
変化させて塗装する方法がある。上記（１）および
（２）の方法においては、塗装機と被塗物との間の距離
に応じて、塗装機の単位時間あたりの塗料吐出量Ｇをも
連続的または間欠的に変化させることが好ましい。

【００６５】可能な場合にはＷｓを連続的に検知してよ
い。その場合には、連続的に検知したＷｓに応じて、連
続的に塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓを変化させてよ
い。あるいは、Ｗｐ≧Ｗｓである限りにおいて、Ｈｓを
間欠的に（例えば段階的に）変化させてよい。いずれの
ようにＨｓを変化させる場合も、Ｈｓの変化に応じて、
塗装機の単位時間あたりの塗料吐出量Ｇも変化させるこ
とが好ましい。

【００６６】以上において説明した本発明の塗装方法に
おいては、塗装機がレシプロされないため、レシプロ速
度と被塗物の搬送速度との関係を考慮して最適な塗装条
件を設定することが不要となり、したがって、容易に被
塗物の幅全体を、均一に所定膜厚の塗膜が形成されるよ
うに塗装することが可能となる。また、本発明の塗装方
法においては、上記の式（１）に従って塗料吐出量を設
定することにより、所望の搬送速度で被塗物を搬送し
て、所望の膜厚の塗膜を塗装することができる。即ち、
本発明によれば、塗装速度を容易に調整することが可能
である。さらに、塗装機として、図２に示すようなヘッ
ドを有する塗装機を使用すれば、高い塗着効率にて塗装
を実施することができる。

【００６７】上述の本発明の塗装方法を実施するのに適
した、本発明の塗装システムの一例を模式的に図１に示
す。図１に示す塗装システム（１０）は、被塗物（１１
０）を搬送する搬送装置（１０２）、ならびに、図２に
示す構造のヘッドを有し、Ｗｐの範囲がそれぞれ異なる
３種類の塗装機（２０ａ，２０ｂ、２０ｃ）を備えた塗
装システムである。この塗装システムはまた、上流側に
ワークの塗装すべき幅Ｗｓを検知する検知装置としてセ
ンサー（１０４）を有し、センサーは演算装置（１０
６）に接続されて、検知結果を信号（Ｓ１）として送
る。

【００６８】演算装置（１０６）は、Ｗｓに応じて塗
装機と被塗物との間の距離Ｈｓを選択する機能、選択
した距離Ｈｓに応じて、塗装機の単位時間あたりの塗料
吐出量Ｇを選択する機能、Ｗｓに応じて複数の塗装機
から１の塗装機を選択する機能、Ｗｓが一定でない被
塗物を塗装する場合に、被塗物のｎ箇所（ｎ≧２）にて
検知したＷｓ₁〜Ｗｓ_nに応じて、１つの被塗物を塗装す
る間に、塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓをどのように
変化させるか、即ち、Ｈｓのプロファイルを決定する機
能、Ｗｓが一定でない被塗物を塗装する場合に、塗装
機と被塗物との間の距離Ｈｓの変化に応じて、単位時間
あたりの塗料吐出量Ｇをどのように変化させるか（即
ち、塗料の流量制御弁の開閉をどのように変化させる
か）を選択する機能等を有する。演算装置は、〜の
機能を有する１つの装置であってよく、１つ又は２つの
機能を有する複数の演算装置から成る演算装置群であっ
てよい。この塗装システムが、Ｗｓが一定である被塗物
のみを塗装するシステムである場合、演算装置はおよ
びの機能を要しない。

【００６９】演算装置（１０６）は、制御手段（コント
ローラ）（１０８）に接続されている。コントローラ
は、塗装機の昇降装置、塗料の流量制御弁、および塗装
機のＯＮ／ＯＦＦを制御するためのものである。

【００７０】各塗装機（２０ａ〜２０ｃ）は、エアー供
給源（１２０）および塗料供給装置（１２２）に接続さ
れている。エアー供給源（１２０）から供給される高圧
空気（Ａ）は、各塗装機（２０ａ〜２０ｃ）に備えられ
たエアー圧力制御弁（１２４ａ〜ｃ）によって所定の圧
力に調節されて、塗装機のヘッドの高圧室に送られる。
塗料供給源から供給される塗料（Ｐ）は、各塗装機に接
続されている塗料流量制御弁（１２６ａ〜ｃ）によって
所定の流量に調節されて、塗装機のヘッドの高圧室に送
られる。塗料（Ｐ）の吐出圧力は塗料吐出圧力計（１３
０ａ〜ｃ）で測定され、測定された圧力はエアー圧力制
御弁（１２４ａ〜ｃ）に信号（Ｓ５）として送られる。
図２に示す構造のヘッドを有する塗装機においては、塗
料が空気流路に流入することを防止するため、高圧空気
（Ａ）の圧力（ｐ_A）が塗料（Ｐ）の圧力（ｐ_P）よりも
大きくなるように高圧空気および塗料を高圧室に送るこ
とが好ましい。そのため、エアー圧力制御弁（１２４ａ
〜ｃ）は、塗料吐出圧力計（１３０ａ〜ｃ）からの信号
に基づいて、ｐ_A≧ｐ_Pとなるように高圧空気の圧力を調
節する。

【００７１】塗装機と被塗物との間の距離は、昇降装置
（５０ａ〜ｃ）によって任意に変化させられる。昇降装
置（５０ａ〜ｃ）は、コントローラ（１０８）から送ら
れる信号（Ｓ２）に基づいて制御され、塗装機と被塗物
との間の距離がＷｓに応じて選択した値Ｈｓとなるよう
に塗装機を移動させる。さらに、Ｗｓが一定でない被塗
物を塗装する場合には、センサー（１０４）が検知した
ｎ箇所のＷｓに応じて、１つの被塗物を塗装する間に、
塗装機と被塗物との間の距離が変化するように、コント
ローラ（１０８）によって昇降装置（５０ａ〜ｃ）の作
動が制御される。

【００７２】塗料流量制御弁（１２６）は、コントロー
ラ（１０８）から送られる信号（Ｓ３）によって制御さ
れ、選択した距離Ｈｓに応じて所定量の塗料が塗装機か
ら吐出されるように開閉される。それにより、所望の厚
さの塗膜が被塗物の上に形成される。さらに、Ｗｓが一
定でない被塗物を塗装する場合には、コントローラから
送られる信号によって、１つの被塗物を塗装する間に変
化するＨｓに応じて、塗料の流量が変化するように弁の
開閉が制御される。

【００７３】塗装機のＯＮ／ＯＦＦ（塗装機からの塗料
の吐出）もまた、コントローラから送られる信号（Ｓ
４）によって制御してよい。制御は、具体的には次のよ
うにして実施する。まず、塗装機が設置されている位置
よりも上流側に被塗物の検知センサーを設置する。そし
て、そのセンサーが被塗物を検知したときに、塗料の吐
出を開始する（即ち、ＯＮの信号を送る）。ＯＮの信号
は、センサーによる被塗物の検知が終了した後、予め設
定した時間が経過するまで、コントローラから送られ続
ける。図示したシステムにおいては、幅Ｗｓを検知する
センサー（１０４）が被塗物の検知センターを兼ねてい
る。

【００７４】上記において説明した本発明の塗装方法お
よび塗装システムの態様は、例示的なものであり、本発
明はこれらに限定されるものではない。例えば、塗装機
はＷｐの範囲が異なるものを４以上用意し、１つの塗装
システムに配置してよい。また、台形状の被塗物を塗装
する場合、台形の下底が先に塗装されるように被塗物を
搬送してよい。その場合、被塗物と塗装機との間の距離
Ｈｓは、１つの被塗物が塗装される間に次第に短くなる
ように変化することとなる。

【００７５】本発明の塗装方法および塗装システムは、
建材、特に窯業建材の塗装に好ましく適用される。塗装
後の窯業建材は、化粧建材として使用される。窯業建材
は、具体的には、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
板である。窯業建材は、塗装面に凹凸加工が施されたも
のであってよい。

【００７６】一般的な建材は、幅９００mm×長さ３０３
０mm、または幅４５０mm×長さ３０３０mmの長方形状で
ある。形状寸法がこの範囲外にある建材もあり、それら
は、幅が２００〜２０００mmの範囲内にあり、５００mm
以上の長さを有する長方形状である。等脚台形状の建材
としては、例えば、上底１０００mm×下底１５００mm×
高さ（長さ）１０００mmのものがある。

【００７７】本発明の方法およびシステムは、６０ｒｐ
ｍのＢ型回転粘度計で測定した粘度が、０．１〜３Ｎ・
ｓ／ｍ^２（１〜３０ポアズ）である塗料を用いて塗装す
るのに適している。粘度が０．１Ｎ・ｓ／ｍ^２未満であ
ると、微粒化（即ち、霧化）が過度に促進されて図３に
示すような塗装パターンを得ることが困難となる場合が
ある。粘度が３Ｎ・ｓ／ｍ^２を越えると、塗料が良好に
微粒化されず、そのために、塗膜の表面粗さが大きくな
る、ならび塗膜の乾燥時にクラックが生じるといった問
題が発生する場合がある。このような粘度を有する塗料
は、水性エマルション塗料、および溶剤型アクリルウレ
タン塗料であることが好ましい。

【００７８】本発明の塗装方法および塗装システムは建
材以外の被塗物の塗装にも当然に適用される。塗料も上
記の塗料に限られず、水溶性樹脂塗料および溶剤型合成
樹脂塗料であってよい。例えば、鋼板を被塗物とし、こ
れにポリエステル／メラミン樹脂塗料を塗装する場合に
も、本発明の塗装方法および塗装システムを好ましく適
用できる。

【００７９】また、本発明の塗装方法および塗装システ
ムは、骨材を含有する塗料を使用する塗装に適用してよ
い。骨材は、塗料に用いられるものであれば特に限定さ
れなず、例えば、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が骨材として使用される。骨
材は着色した着色骨材であってもよい。

【００８０】

【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。

【００８１】実施例１および比較例１に共通する塗装条
件を下記に示す。１．被塗物（１）種類：窯業建材（サイディングボード）（２）寸法および形状：上底（Ｗｓ_u）０．３ｍ×下底
（Ｗｓ_b）０．５ｍ×長さ（高さ）１．０ｍの等脚台形２．塗料（１）種類：アクリルエマルション塗料（日本ペイント
（株）製、商品名：オーデタイト３５０）（２）固形分の重量割合ＮＶ：０．３０（３）粘度：０．５Ｎ・ｓ／ｍ^２（５ポアズ）（Ｂ型回
転粘度計（６０rpm）で測定した値）（４）密度γ：１．１ｇ／cm³＝１．１×１０⁶ｇ／ｍ³ ３．所望の塗着量１６０ｇ／ｍ²（したがって乾燥後の塗膜の所望厚さｔ
は４３．６μｍ）４．被塗物の搬送速度ｖ１０ｍ／分

【００８２】（実施例１）図１に示すような塗装システ
ムを使用して、被塗物を次の手順で塗装した。この塗装
システムでは、図５に示す移動装置を使用して、塗装機
を上下動させた。

【００８３】（１）塗装機の絞り口の開口面積、塗装機
の開き角度、およびＨｓの選択図２に示すようなヘッドを有する塗装機を使用して被塗
物を塗装するために、塗装機のヘッドの絞り口（208）
の適切な開口面積を選択した。開口面積の選択に際し、
Ｗｐ＝１．１Ｗｓとした。したがって、被塗物の上底を
塗装する際のＷｐ_uは０．３３ｍとなり、被塗物の下底
を塗装する際のＷｐ_bは０．５５ｍとなる。また、塗着
効率ηの予測値を０．９とした。Ｗｐ_uおよび塗着効率
ηの予測値、ならびに上記塗装条件に示したＮＶ、ｔ、
ｖおよびγを上述の式（１）に代入したところ、被塗物
の上底を塗装するときの予測される単位時間あたりの塗
料吐出量Ｇ_u’は、５８６ｇ／minと算出された。同様に
して、被塗物の下底を塗装する際の単位時間あたりの予
測される塗料吐出量Ｇ_b’は９７７ｇ／minと算出され
た。

【００８４】本実施例では、図２に示すようなヘッドを
有する塗装機であって、絞り口（208）の短径／長径の
比が０．７５であって、絞り口（208）の短径がそれぞ
れ異なる（即ち、開口面積がそれぞれ異なる）５種類の
塗装機（（株）明治機械製作所製、商品名：マグナムコ
ートガン）について、短径と単位時間あたりの塗料吐出
量との関係を予め求めておいた。表１にその関係を示
す。

【表１】

【００８５】表１より、上記台形状の被塗物の塗装に
は、短径１．０mmの塗装機が適していることがわかった
ので、これを塗装機として選択した。本実施例では、
１．０mmの短径を有し、開き角度がそれぞれ６０°、９
０°、１２０°である３種類の塗装機を配置して、図１
に示すような塗装システムを構成した。本システムのＨ
maxは０．８ｍである。開き角度αおよびＨmaxのときの
パターン幅Ｌの関係を表す式Ｌ＝２Ｈmax・tan（α／
２）より、３種類の塗装機それぞれについて、Ｌを算出
した。求めたＬの値から、上記台形状の被塗物を塗装す
る塗装機として、開き角度６０°のものを選択した。

【００８６】開き角度６０°の塗装機を使用する場合、
Ｗｐ_u＝０．３３ｍにして被塗物の上底を塗装するとき
の被塗物と塗装機との間の距離Ｈｓ_uは、０．２９ｍと
算出された。Ｗｐ_b＝０．５５ｍにして被塗物の下底を
塗装するときの被塗物と塗装機との間の距離Ｈｓ_bは、
０．４８ｍと算出された。開き角度の選定、ならびにＨ
ｓ_uおよびＨｓ_bの算出は、いずれも演算装置を用いて行
った。

【００８７】（２）塗着効率の算出単位あたりの塗料吐出量が上記Ｇ_u’およびＧ_b’となる
ように、ポンプを調節して、試し塗装を実施した。試し
塗装の結果を表２に示す。表２において、塗着効率η
は、実測した単位時間あたりの塗料吐出量および塗着量
から、式（１）に従って算出した。

【００８８】

【表２】

【００８９】この結果から、本実施例で使用するシステ
ムの塗着効率ηは０．８８であるとした。

【００９０】（３）被塗物の塗装本実施例で塗装する被塗物において、ＷｓはＷｓ_uから
Ｗｓ_bまで直線的に増加する。本実施例では、図５に示
す移動装置を用いてＨｓを一定速度Ｖｈにて連続的に変
化させるとともに、塗料吐出量Ｇを一定速度Ｖｔにて連
続的に変化させて被塗物を塗装する手法を採用した。

【００９１】ＶｈおよびＶｔを塗装の前に次のようにし
て決定した。まず、先に求めた塗着効率η＝０．８８等
の値を式（１）に代入して、被塗物の上底および下底を
それぞれ塗装するときの単位時間あたりの塗料吐出量Ｇ
_uおよびＧ_bを求めた。Ｇ_uは６００ｇ／ｍとなり、Ｇ_bは
１０００ｇ／ｍとなった。また、被塗物がある一点を通
過するのに要する時間Ｔを、被塗物の長さ（台形の高
さ）を搬送速度で除して求めた。Ｔは０．１分となっ
た。これらの値から、上記式（２）および（３）に従っ
て、ＶｈおよびＶｔを算出した。Ｖｈは１．９６（ｍ／
min）となり、Ｖｔは４２００（（ｇ／min）／min）と
なった。なお、本実施例で使用するシステムにおいて、
式（２）におけるＡは１．０３とした。これは、塗装機
の移動装置で使用する電動機の滑りとラックギアおよび
ピニオンギアのバックラッシュによる動作精度が３％で
あることによる。また、式（３）におけるＢは１．０５
とした。これは、ポンプから流量計を経て塗装機のヘッ
ドに至るまでの配管の圧力損失による流量減少分を２％
とし、ポンプ効率を９７％としたことによる。

【００９２】以上のようにして決定した条件で、被塗物
を塗装した。塗装は、塗装機のヘッドと被塗物の幅の中
心とが対向するように実施した。塗着膜の厚さは０．４
３μｍとなった。実測した単位時間あたりの塗料吐出量
と塗着量から算出した塗着効率は、０．８８（８８％）
であった。

【００９３】さらに、本実施例において使用した塗装シ
ステムで塗装した塗膜の厚さの均一性を評価するため
に、透明フィルムを、上記被塗物の上底を塗装するとき
の条件にて塗装した。透明フィルム上に形成した塗膜の
厚さを、幅方向に沿って測定した結果を図９に示す。

【００９４】（比較例１）塗装機をレシプロさせなが
ら、被塗物を塗装した。ここでは、塗装機としてＨＶＬ
Ｐスプレーガン（ＩＴＷ社製、商品名：デヴィルビスＴ
−ＡＧＨＶ−４６ＭＰ、ノズル口径１．８mm）を使用し
た。被塗物と塗装機との間の距離Ｈｓは、実塗装ライン
において一般的に採用されている距離である、０．３ｍ
とした。Ｈｓが０．３ｍであるときの塗装パターン幅
は、０．３ｍであった。Ｈｓを０．３ｍとしたときに良
好な霧化状態が得られる条件は、霧化空気圧力０．２Ｍ
Ｐａ、パターン空気圧力０．２４ＭＰａであった。

【００９５】レシプロ幅を０．５ｍ、塗り重ね回数を２
回とする場合のレシプロ速度を、下記の式に従って求め
たところ、３３．３ｍ／minとなった。そこで、レシプ
ロ速度を３３ｍ／minに設定した。レシプロ速度＝（レシプロ幅×被塗物の搬送速度×塗り
重ね回数）÷（２×塗装パターン幅×ガンの数）

【００９６】これらの条件で、塗着量が所望の塗着量
（１６０ｇ／ｍ²）となるように、単位時間あたりの塗
料吐出量を調節して１８００ｇ／minとし、被塗物を塗
装した。塗着効率を、下記の式に従って求めたところ、
０．４４（４４％）であった。塗着効率＝（実側塗着量×被塗物の搬送速度×レシプロ
幅）÷（単位時間あたりの塗料吐出量）

【００９７】また、塗膜の厚さの均一性を評価するため
に、透明フィルムを、同じ塗装条件でレシプロ塗装し
た。透明フィルム上に形成された塗膜の厚さを、幅方向
に沿って測定した結果を図１０に示す。

【００９８】実施例１および比較例１の結果から、本発
明の塗装方法によれば、均一な塗膜を高い塗着効率にて
得られることがわかった。

【００９９】

【発明の効果】本発明の塗装方法および塗装システムに
よれば、塗装機を被塗物の幅方向においてレシプロさせ
ることなく、被塗物を塗装することが可能である。した
がって、本発明によれば、塗装条件を容易に最適化でき
る、ならびに塗装速度を容易に調整することができると
いう利点がもたらされる。さらに、本発明によれば、塗
装機と被塗物との間の距離、およびそれに応じて塗料の
吐出量を変化させることによって、塗装すべき幅が一定
でない被塗物（例えば台形状の被塗物）を、均一に且つ
効率良く塗装することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の塗装システムの一例を示す模
式図である。

【図２】図２の（ａ）は本発明の塗装方法および塗装
システムに適した塗装機のヘッドを模式的に示す断面図
であり、（ｂ）はその斜視図である。

【図３】図３は、図２に示すヘッドを有する塗装機が
形成する塗装パターンの平面図である。

【図４】図４は、図２に示すヘッドの開き角度αが異
なる３種類の塗装機が、異なる塗装パターン幅の範囲を
有することを示す模式図である。

【図５】図５は、塗装機の移動装置の一例を示す模式
図である。

【図６】図６は、等脚台形状の被塗物の斜視図であ
る。

【図７】図７は、図６に示す被塗物を塗装する方法の
一例を示す模式図である。

【図８】図８は、等脚台形でない被塗物、およびそれ
を塗装するときに被塗物と仮定する等脚台形を示す模式
図である。

【図９】図９は、本発明の塗装方法で塗装することに
より形成された塗膜の幅方向の厚さの分布を示すグラフ
である。

【図１０】図１０は、レシプロ塗装することにより形
成された塗膜の幅方向の厚さの分布を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０...塗装システム、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ...塗装
機、104...センサー、106...演算装置、108...コントロ
ーラ、110...被塗物、120...エアー供給源、122...塗料
供給装置、124ａ，124ｂ，124ｃ...エアー圧力制御弁、
126ａ，126ｂ，126ｃ...塗料流量制御弁、130ａ，130
ｂ，130ｃ...塗料吐出圧力計、200...ヘッド、202...高
圧室、204...塗料導入口、206...空気導入口、208...絞
り口、210...案内部、212...扇形壁、214...塗料流路、
216...空気流路、５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ...昇
降装置、５２...ラックギア、５４...ピニオンギア、５
８...塗装機、６０...台形状の被塗物、６２...塗装
機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D073 AA01 BB03 CB03 CB20 CB21 4D075 AA01 AA35 AA39 AA43 AA55 AA65 AA81 AA83 AA85 AA86 DA06 DC01 EA05 4F035 AA03 BB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗装すべき幅がＷｓである、搬送される
被塗物に塗料を塗装する方法であって、塗装機と被塗物との間の距離Ｈに応じて塗装パターン幅
Ｗｐが変化する塗装機を用意すること、ＷｐがＷｐ≧Ｗｓとなるように、Ｗｓに応じて、塗装機
と被塗物との間の距離Ｈｓを選択すること、塗装機と被塗物との間の距離がＨｓとなる位置に塗装機
を配置し、当該位置に配置した塗装機で被塗物を塗装す
ることを含む塗装方法。
【請求項２】被塗物の塗装すべき幅Ｗｓを検知するこ
とを更に含む請求項１に記載の塗装方法。
【請求項３】塗膜の厚さが所望の厚さとなるように、
塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓに応じて、塗装機の単
位時間あたりの塗料吐出量Ｇを選択することを更に含む
請求項１または請求項２に記載の塗装方法。
【請求項４】塗装パターン幅Ｗｐの範囲が異なる２以
上の塗装機を用意し、被塗物の塗装すべき幅Ｗｓに応じ
て、１の塗装機を選択し、選択した塗装機で被塗物を塗
装する請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗装方法。
【請求項５】被塗物を水平方向で搬送させ、塗装機を
上下動させることによって、塗装機と被塗物との間の距
離がＨｓとなる位置に塗装機を配置する請求項１〜４の
いずれか１項に記載の塗装方法。
【請求項６】被塗物が、塗装すべき幅Ｗｓが一定でな
い被塗物であり、Ｗｓを当該被塗物のｎ箇所（ｎ≧２）
にて検知し、検知したＷｓ₁〜Ｗｓ_nに応じて、当該被塗
物を１つ塗装する間に、塗装機と被塗物との間の距離Ｈ
ｓを変化させることを更に含む請求項１〜５のいずれか
１項に記載の塗装方法。
【請求項７】塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓを、一
定速度Ｖｈにて変化させる請求項６に記載の塗装方法。
【請求項８】塗装すべき幅がＷｓ_Xである被塗物Ｘを
塗布した後、塗装すべき幅がＷｓ_Y（Ｗｓ_X≠Ｗｓ_Y）で
ある別の被塗物Ｙを連続的に塗装する方法であって、被塗物ＸおよびＹをともに請求項１〜７のいずれか１項
に記載の方法に従って塗装すること、および塗装機と被
塗物との間の距離を、Ｗｓ_Xに応じて選択した距離Ｈｓ_X
から、Ｗｓ _Yに応じて選択した距離Ｈｓ_Yに、被塗物Ｘを
塗装した後、被塗物Ｙを塗装する前に変えることを含む
塗装方法。
【請求項９】塗装機が、高圧塗料が流入する塗料導入口と、高圧空気が流入する
空気導入口とが開口する高圧室、高圧室に形成された、高圧塗料と高圧空気との混合体が
吐出される楕円状の絞り口、および絞り口の吐出側に形
成された、該絞り口の中心軸から両側に該絞り口の長軸
方向に開き、かつ向かい合う扇形壁を有する扇形溝状の
案内部を含んで成るヘッドを有する請求項１〜８のいず
れか１項に記載の塗装方法。
【請求項１０】塗装すべき幅がＷｓである被塗物を塗
装する塗装システムであって、被塗物の搬送装置、塗装機と被塗物との間の距離Ｈに応じて塗装パターン幅
Ｗｐが変化する塗装機、塗装機と被塗物との間の距離Ｈを所望の値とするために
用いる、塗装機の移動装置、およびＷｐがＷｐ≧Ｗｓと
なるように、Ｗｓに基づいて、塗装機と被塗物との間の
距離Ｈｓを選択する手段を含む塗装システム。
【請求項１１】被塗物の塗装すべき幅Ｗｓを検知する
装置を更に含む請求項１０に記載の塗装システム。
【請求項１２】塗装機と被塗物との間の距離がＨｓと
なるように、塗装機の移動装置を制御する手段を更に含
む請求項１０または請求項１１に記載の塗装システム。
【請求項１３】塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓに応
じて、塗装機の単位時間あたりの塗料吐出量Ｇを選択す
る手段を更に含む請求項１０〜１２のいずれか１項に記
載の塗装システム。
【請求項１４】塗装パターン幅Ｗｐの範囲が異なる塗
装機を２以上含む請求項１０〜１３のいずれか１項に記
載の塗装システム。
【請求項１５】被塗物の塗装すべき幅Ｗｓに応じて、
１の塗装機を選択する手段を更に含む請求項１４に記載
の塗装システム。
【請求項１６】被塗物の搬送装置が被塗物を水平方向
で搬送する装置であり、塗装機の移動装置が塗装機を上
下動させる昇降装置である請求項１０〜１５のいずれか
１項に記載の塗装システム。
【請求項１７】塗装機が、高圧塗料が流入する塗料導入口と、高圧空気が流入する
空気導入口とが開口する高圧室、高圧室に形成された、高圧塗料と高圧空気との混合体が
吐出される楕円状の絞り口、および絞り口の吐出側に形
成された、該絞り口の中心軸から両側に該絞り口の長軸
方向に開き、かつ向かい合う扇形壁を有する扇形溝状の
案内部を含んで成るヘッドを有する請求項１０〜１６の
いずれか１項に記載の塗装システム。
【請求項１８】塗装機の移動装置が、塗装機が塗料を
吐出している間も塗装機を移動させる機能を有し、塗装すべき幅Ｗｓが一定でない被塗物を１つ塗装する間
に、Ｗｓに応じて塗装機と被塗物との間の距離Ｈｓが変
化するように、距離Ｈｓのプロファイルを決定する手段
を更に含む請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の塗
装システム。
【請求項１９】被塗物に塗装する塗料が、６０ｒｐｍ
のＢ型回転粘度計で測定した粘度として０．１〜３Ｎ・
ｓ／ｍ²の粘度を有する請求項１〜９のいずれか１項に
記載の塗装方法。
【請求項２０】６０ｒｐｍのＢ型回転粘度計で測定し
た粘度として０．１〜３Ｎ・ｓ／ｍ²の粘度を有する塗
料を被塗物に塗装するために用いる、請求項１０〜１８
のいずれか１項に記載の塗装システム。