JP2005319402A - 化粧塗装品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗装により、螺旋模様や格子模様の塗膜を形成する化粧塗装品の製造方法および該製造方法により製造される化粧塗装品を提供する。
【解決手段】塗料を霧状に吹き出す塗装具を上下に移動させて、０．５〜２００ｒｐｍで自転する被塗物を該塗料で塗装することにより、化粧塗装品を製造する。また、水平面に対して５〜４５度の傾きを持ち、かつ塗料を霧状に吹き出すディスクを有するディスク型塗装具により、０．５〜２００ｒｐｍで自転しながら該塗装具の周りを移動する被塗物を該塗料塗料を霧状に吹き出しうる塗装具を上下に移動させて、０．５〜２００ｒｐｍで自転する被塗物を塗装することにより、化粧塗装品を製造する。これらの方法により、螺旋模様や格子模様が形成された化粧塗装物が製造される。
【選択図】なし

Description

本発明は、化粧塗装品およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、塗装により、螺旋模様や格子模様を形成する化粧塗装品の製造方法、および該製造方法により得られる化粧塗装品に関する。

近年、プラスチック容器、金属容器、ガラス容器などの表面の装飾性を多様化させることを目的とした様々な加工方法について検討がなされている。たとえば、プラスチックや金属の表面に、木目調、大理石調、陶器調などの塗膜を形成する方法としては、特許文献１などに、高圧空気によって第１の塗料を被塗物に向けて霧状に吹き出しうる第１の塗装具と、低圧空気によって第２の塗料を、第１の塗料の霧状体に混じり合う粒状体で吹き出しうる第２の塗装具からなる塗装具を用いて塗装する方法が開示されている。しかし、特許文献１に記載された方法では、被塗物全体を均一に塗装することは可能であるものの、被塗物に螺旋模様や格子模様などの模様を形成することは不可能であった。

成型品に螺旋模様や格子模様を形成する方法として、格子模様や螺旋模様を施した金型を用いてペットボトルを成型する方法が知られている（たとえば、特許文献２参照）。しかし、このような方法で得られる容器は、凹凸によって容器表面に螺旋状や格子状の模様が形成されるものの、模様の色調がペットボトル自体の色調と同じであるため、多色性およびその意匠には限度があった。

したがって、プラスチック、金属、ガラスなどの表面に、螺旋模様や格子模様の塗膜を形成し、より装飾性に優れた塗装品を得る方法は、これまで見出されていなかった。

特開平９−２８５７４３号公報 意匠登録第１０６４６８８号公報

本発明は、被塗物の種類に関わらず、多彩な色調で螺旋模様または格子模様の塗装を施すことができる化粧塗装品の製造方法、および該製造方法により得られる化粧塗装品を提供することを目的とする。

本発明は、塗料を霧状に吹き出す塗装具を上下に移動させて、０．５〜２００ｒｐｍで自転する被塗物を該塗料で塗装する化粧塗装品の製造方法に関する。

塗装具が、圧縮空気によって第１の塗料を霧状に吹き出す塗装具と圧縮空気によって第２の塗料を前記霧状塗料に吹き出す塗装具からなる塗装具であることが好ましい。

また、本発明は、水平面に対して５〜４５度の傾きを持ち、かつ塗料を霧状に吹き出すディスクを有するディスク型塗装具により、０．５〜２００ｒｐｍで自転しながら該塗装具の周りを移動する被塗物を該塗料で塗装する化粧塗装品の製造方法に関する。

さらに、本発明は、前記化粧塗装品の製造方法により製造される化粧塗装品に関する。

本発明の化粧塗装品の製造方法によれば、被塗物の種類に関わらず、螺旋模様または格子模様の塗装を施すことが可能となる。また、塗装具として、圧縮空気によって第１の塗料を霧状に吹き出す塗装具と圧縮空気によって第２の塗料を前記霧状塗料に吹き出す塗装具からなる塗装具を用いることにより、木目調、大理石調、陶器調などの多彩な色調で螺旋模様または格子模様の塗装を行なうことも可能となる。

本発明の第１の化粧塗装品の製造方法は、塗料を霧状に吹き出す塗装具を上下に移動させて、０．５〜２００ｒｐｍで自転する被塗物を該塗料で塗装するというものである。

被塗物は、とくに限定されるものではなく、木製品、金属製品、プラスチック製品、ゴム製品、加工紙、セラミック製品、ガラス製品などを用いることができる。大きさ、形状などは、とくに限定されるものではない。

塗料は、塗装具から霧状に噴霧されるものであれば、とくに限定されず、被塗物の種類、耐熱性、付着強度や、目的とするデザインによって、適当なものを選択することができる。たとえば、被塗物がガラス製品の場合には、エポキシ樹脂塗料、メラミン樹脂塗料（アクリル樹脂、ポリエステル樹脂などとの併用も可能）、ウレタン樹脂塗料、アルキド樹脂塗料、アクリル−シリコーン塗料などが用いられる。塗料からなる塗膜を強固にガラス製品に接着させるためには、塗膜強度に優れた熱硬化性塗料を用いて、塗膜形成後、焼付けを行なうことが好ましい。これらの塗料には、必要に応じて、カップリング剤などの密着性向上剤を添加することも可能である。また、被塗物がプラスチック製品の場合には、ウレタン樹脂塗料、アクリル−シリコーン塗料、ＵＶ塗料などが好ましく用いられる。これらの塗料には、必要に応じて、顔料、染料、アルミニウム、樹脂ビーズなどの着色剤、密着性を向上させるカップリング剤、レベリング剤、消泡剤、スベリ剤などの塗膜形成助剤を添加することも可能である。また、シリカ系顔料、炭酸カルシウム、クレーなどの艶消顔料、有機ベントナイト、水添ひまし油ワックス、ポリアマイド、ワックス系、酸化ポリエチレンなどのチクソ剤などを配合することもできる。

塗装具としては、塗料を霧状に吹き出しうるものであれば、とくに限定されず、たとえば、エヤースプレー、エヤレススプレー、静電スプレーなどを用いることができる。

塗装具としてスプレーガンを用いて、被塗物を塗装するときの実施形態を図１に示す。本発明の第１の化粧塗装品の製造方法においては、塗装具１を上下に移動させながら、塗装を行なう。塗装具１を上下に移動させる方法については、とくに限定されないが、たとえば、図１に示すように、塗装具１を備えた塗装具固定台２を、圧縮空気、電動モーターなどにより動かすことにより、塗装具１を上下に移動させることができる。塗装具１を上下に移動させる高さや上下に動かす速度は、被塗物の大きさや回転速度などにより、決定することができる。

また、本発明の第１の化粧塗装品の製造方法においては、自転しながら移動する被塗物に対して、塗料が吹きつけられるのであるが、被塗物を自転させる方法および被塗物を移動させる方法については、とくに限定されず、たとえば、図１に示すように、実施される。

図１において、被塗物３は、ギア５が取り付けられた被塗物保持具４に逆さに差し込まれて固定されている。被塗物保持具４の下端は、コンベアー７上に固定されたキャップ８に回転可能な状態ではめ込まれている。ギア５はチェーン６と噛み合うようになっているため、被塗物３が被塗物保持具４とともにコンベアー７上をライン進行方向に移動するとともに、被塗物３が回転することとなる。ここで、チェーン６の回転速度を変化させることにより、また、ギア５の歯数を変更することにより、被塗物３の回転速度を調節することができる。このように、被塗物３は自転しながらライン進行方向に移動し、その間に塗装具１から噴出される塗料により塗装される。

被塗物の回転速度は、０．５〜２００ｒｐｍが好ましく、１０〜８０ｒｐｍがより好ましい。回転速度が０．５ｒｐｍ未満では螺旋状、格子状に模様を形成することが困難となり、２００ｒｐｍをこえると被塗物の軸の振れが大きくなり、隣の被塗物と接触するなどの不都合が生じる。

また、被塗物を移動させる速度（ライン速度）は１〜１５ｍ／分が好ましく、３〜７ｍ／分がより好ましい。ライン速度が１ｍ／分未満では経済性に劣り、１５ｍ／分をこえると、後工程である梱包作業などに支障をきたすことになる。

塗装具と被塗物との距離は、とくに限定されず、塗料が被塗物に届く範囲内で、被塗物の大きさなどにより、適宜決定される。

また、本発明の第１の化粧塗装方法で形成される螺旋状または格子状の模様を、木目調、大理石調、陶器調などにする場合には、図２に示すように、圧縮空気によって第１の塗料を霧状に吹き出す塗装具と圧縮空気によって第２の塗料を前記霧状塗料に吹き出す塗装具からなる塗装具（スプレーガン）を用いることが好ましい。このような塗装具は公知のものであって、特開平９−２８５７４３号公報に記載されている。

特開平９−２８５７４３号公報に記載された塗装具１は、図２に示すように、塗装具９および塗装具１０からなり、圧縮空気によって第１の塗料Ａを霧状に吹き出す第１の塗装具９は、操作により開閉する空気開閉弁が介在する空気流路と、塗料開閉弁が介在する塗料流路とをそなえ、空気流路を通って吹き出される圧縮空気によって、塗料流路を通る第１の塗料Ａを霧化噴出することができる。同様に、圧縮空気によって第２の塗料Ｂを前記霧状塗料に混じり合う粒状体で吹き出す第２の塗装具１０は、圧縮空気が通る空気流路と、塗料開閉弁が介在する塗料流路とをそなえている。

図３に、図２に示した塗装具１から噴射された塗料の状態を示す。回転する被塗物３に第１の塗装具９により圧縮空気で吹き出された第１の塗料Ａの霧状態Ａｓに第２の塗装具１０により圧縮空気で吹き出された第２の塗料Ｂの粒状体Ｂｐが不均一に混じり合う。これにより塗装面１２が凹凸にならず密着性に優れ、デザイン性に富む模様を形成することができる。また、図３に示すように、第２の塗装具１０は、上から見て、吹き出し軸線１０Ｃが、被塗物３に向かうにつれて、第１の塗装具９の吹き出し軸線９Ｃ側に近づくように取り付けられることが好ましい。こうすることにより、第２の塗装具１０から吹き出される第２の塗料Ｂが、第１の塗装具９から吹き出された第１の塗料Ａに混じり合う度合いをさらに高めることができる。なお、塗装具９および１０の吹き出し軸線９Ｃおよび１０Ｃの角度を調整することにより、ガラス容器の表面近傍にて交差するような位置から塗装することがより好ましい。

図２に示した塗装具１において、圧縮空気の圧力（霧化圧）は、０．０１〜０．５０ＭＰａであることが好ましい。圧力が０．０１ＭＰａより低いと、塗料がノズルより充分に吹き出すことができなくなる傾向にあり、０．５０ＭＰａをこえると、塗料の垂れが生じたり、塗装模様が均一化されない傾向にある。また、塗料流路から塗料を吐出する圧力（吐出圧）は０．０５〜０．４ＭＰａであることが好ましい。吐出圧が０．０５ＭＰａより低いと、塗料が垂れることなり、０．４ＭＰａをこえると、被塗物表面に均一な模様が形成されない傾向にある。

本発明の第１の化粧塗装品の製造方法において形成される螺旋模様や格子模様は、目的とする模様に合わせて、被塗物の回転速度や塗装具を上下に移動させる速度、塗装具の設置数などによって、調整することができる。

たとえば、図２では、２つの塗装具１を、同じ塗装具支持棒１１に設置している。このように、本発明では、複数の同種類の塗装具を同じ場所に設置することもできるが、そのほかに、複数の同種類の塗装具を、複数の異なる場所に設置してもよく、また、複数の異なる種類の塗装具を、同じ場所または異なる複数の場所に設置することも可能である。たとえば、塗装具を一つ用いた場合に形成される模様は螺旋模様であるが、別の塗装具により逆方向に螺旋模様を形成させることにより、格子模様を形成することもできる。なお、本発明において、塗装具からの塗料の吹き出しは、スプレータイマーなどのコンピューターで制御することも可能である。

本発明の第２の化粧塗装品の製造方法は、水平面に対して５〜４５度の傾きを持ち、かつ塗料を霧状に吹き出すディスクを有するディスク型塗装具により、０．５〜２００ｒｐｍで自転しながら該塗装具の周りを移動する被塗物を該塗料で塗装するというものである。

本発明の第２の化粧塗装品の製造方法において、被塗物および塗料は、第１の化粧塗装品の製造方法で用いられる被塗物および塗料と同様のものを用いることができる。

本発明の第２の化粧塗装品の製造方法を、図４を用いて説明する。ここで用いられるディスク型塗装具１３は、ディスク１４を回転させることにより、ディスク１４を介して塗料を周囲に霧状に吹き出すことの可能な塗装具である。ディスク１４が傾きを持って設置されているため、被塗物保持具４に固定され、塗装具１３の周囲を自転しながら移動する被塗物３に、螺旋模様や格子模様を施すことができる。ディスク１４の傾きは、被塗物３の大きさにも左右されるが、水平面に対して５〜４５度、好ましくは１０〜３０度である。傾きが５度未満では螺旋模様や格子模様の間隔が狭くなり、４５度をこえると螺旋模様や格子模様の間隔が大きくなることにより、螺旋模様や格子模様が形成されにくくなる。

ディスク型塗装具１３と被塗物３との距離やディスク１４の大きさは、とくに限定されず、塗料が被塗物３に届く範囲内で、被塗物３の大きさなどにより、適宜決定される。ディスク１４の回転速度は、被塗物３との距離に応じ、塗料が届くように設定することができる。たとえば、１０００〜４００００ｒｐｍとすることが好ましい。

本発明の第２の化粧塗装品の製造方法においては、ディスク型塗装具１３の周りを被塗物３が自転しながら移動する。被塗物３を自転させる方法や移動させる方法は、第１の化粧塗装品の製造方法と同様である。また、被塗物３を移動させる速度（ライン速度）は１〜１５ｍ／分が好ましく、３〜７ｍ／分がより好ましい。ライン速度が１ｍ／分未満では経済性に劣り、１５ｍ／分をこえると、後工程である梱包作業などに支障をきたすことになる。

本発明の第２の化粧塗装品の製造方法においては、被塗物３が自転しながらディスク型塗装具１３の周りを半周以内移動した場合、被塗物３には、螺旋模様が形成されることになる。また、被塗物３がディスク型塗装具１３の周りを半周をこえて移動した場合には、格子模様を形成することが可能となる。ただし、ディスク１４の角度と位置（高さ）を調整して、被塗物３がディスク型塗装具１３の周りを半周移動したところで、被塗物３に塗料がかからないようにすることにより、半周をこえて移動させて、螺旋模様を形成することもできる。さらに、第２の化粧塗装品の製造方法においても、第１の化粧塗装品の製造方法と同様に、複数の塗装具を用いて、多種多様な模様を形成することができる。

本発明の化粧塗装品の製造方法により、螺旋模様や格子模様の塗膜が形成された化粧塗装品を得ることができる。得られる塗装品については、必要であれば、さらに処理を施すことができる。たとえば、被塗物がガラス製品の場合には、模様状の塗膜を形成したのち、塗膜をより強固にしてガラス製品に接着させるために、焼付けが行なわれる。焼付けは、８０〜２８０℃の温度範囲で行なうことが好ましい。焼付け時間が８０℃未満では、耐溶剤性や塗膜硬度が不足する傾向にあり、２８０℃より高いと塗膜黄変が生じ、塗膜密着強度が劣る傾向にある。また、焼付け時間は、２〜５０分であることが好ましい。焼付け時間が短いと耐溶剤性や塗膜硬度が不足する傾向があり、焼付け時間が長いと塗膜黄変が生じ、塗膜密着強度が劣る傾向にある。

化粧塗装においては、通常、塗膜は、下塗り、中塗り、上塗りの工程を経て形成されるが、本発明の化粧塗装品の製造方法における塗装方法は、これらの工程のいずれにおいても用いることができる。本発明にかかわる塗装方法を用いる工程以外の工程で用いられる塗装方法としては、とくに限定されず、たとえば、エヤレススプレー法、エヤースプレー法、静電スプレー法などがあげられる。

本発明の化粧塗装方法は、ガラス容器、プラスチック容器、玩具、家電製品、家具などの塗装に好ましく用いられる。

以下に、本発明を実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお実施例中、「部」は重量部を、「％」は重量％を表わす。

［ガラス用塗料（Ａ）の作製］
温度計、還流冷却器、攪拌器、滴下漏斗、窒素ガス導入管を備えた４つ口フラスコに酢酸ブチル５０部を仕込んだ。また、スチレン５部、メチルメタアクリレート１３部、ブチルアクリレート１８部、２−ヒドロキシプロピルメタアクリレート１４部、アゾビスイソブチロニトリル１部からなるモノマー混合物を均一になるように攪拌し、滴下漏斗に入れた。４つ口フラスコを１１０℃に加熱し、モノマー混合物を３時間かけて滴下した。不揮発成分が５０％となったのを確認したのち、１時間保持後、冷却し、塗装用アクリル樹脂を得た。

前記アクリル樹脂を固形分で６０％、メラミン樹脂（サイメル３２５、サイテック（株）製）３０％、エポキシ樹脂（エピコート１００１、ジャパンエポキシレジン（株）製）１０％の割合で混合したものに、酸化チタン（ＣＲ９０、石原産業（株）製）をＰＷＣ（Ｐａｒｔ Ｗｅｉｇｈｔ Ｃｏｎｔｅｎｔ）５０％となるようにサンドミルで２０分間分散し、固形分５０％の白塗料を得た。この白塗料１００部に対してシランカップリング剤ＫＢＥ９０３（信越化学工業（株）製）３部、希釈シンナー１００部を添加し、粘度１２秒／２０℃（フォードカップ測定による）に調整したガラス用塗料（Ａ）を得た。

［プラスチックおよび金属用塗料（Ｂ）の作製］
塗料用アクリル樹脂であるアクリディックＡ−８１７（大日本インキ化学工業（株）製、固形分：５０％、水酸基価：３０ｍｇＫＯＨ／ｇ）およびポリイソシアネート硬化剤であるデュラネート２４Ａ−１００（旭化成工業（株）製、固形分：１００％、ＮＣＯ基：２３．５％）を、当量比でＯＨ／ＮＣＯ＝１／１になるように混合したものに、酸化チタン（ＣＲ９０、石原産業（株）製）をＰＷＣ（Ｐａｒｔ Ｗｅｉｇｈｔ Ｃｏｎｔｅｎｔ）５０％となるように分散し、白塗料を得た。この白塗料に希釈シンナー１００部を添加し、粘度１０秒／２０℃（フォードカップ測定による）に調整したプラスチックおよび金属用塗料（Ｂ）を得た。

実施例１（第１の化粧塗装品の製造方法）
２０ｒｐｍで回転させながら、ライン速度４．０ｍ／分で移動させているガラス容器（ＳＴＡＧＥＡ ７２０ｍｌ、日本山村硝子（株）製）に、前記塗料（Ａ）を、（株）明治機械製作所製のＦＡ１００−Ｐ（塗料ノズル口径：０．８ｍｍ）を上下に移動させながら吹きつけた。なお、ガラス容器と塗装具との距離は２０ｃｍとし、塗装具を上下に移動させる高さは、４０ｃｍとした。塗装後、ガラス容器の表面には、螺旋模様の塗膜が形成されていた。

塗膜形成後、１７０℃で２０分間焼付けることにより、螺旋模様の塗膜を強固にガラス容器に接着させることができた。

実施例２
ガラス容器と塗装具との距離を３０ｃｍとし、塗膜形成後の焼付けを１６０℃で２０分間行なった以外は、実施例１と同様にして塗装を行なった。螺旋模様の塗膜が強固に接着したガラス容器を得ることができた。

実施例３
ガラス容器に代えてＰＥＴボトル（ＨＲ５００ ６Ｐ、日本山村硝子（株）製）を用い、塗料として前記塗料（Ｂ）を用いた以外は、実施例１と同様にして塗装を行なった。塗装後、ＰＥＴボトル表面には、螺旋模様の塗膜が形成されていた。

実施例４（第２の化粧塗装品の製造方法）
２０ｒｐｍで回転させながら、ライン速度５．０ｍ／分で移動させているガラス容器（ＳＴＡＧＥＡ ７２０ｍｌ、日本山村硝子（株）製）に、前記塗料（Ａ）を、ランズバーク・インダストリー（株）製の静電塗装機（ディスクの傾き：１５度、ディスクの回転速度：３０００ｒｐｍ）を用いて吹きつけた。なお、ガラス容器と塗装機の距離は３０ｃｍとし、ガラス容器は、ディスク型塗装具の周囲を１周移動させた。塗装後、ガラス容器の表面には、螺旋模様の塗膜が形成されていた。

塗膜形成後、１６０℃で２０分間焼付けることにより、塗膜を強固にガラス容器に接着させることができた。

実施例５
ガラス容器に代えてＰＥＴボトル（ＨＲ５００ ６Ｐ、日本山村硝子（株）製）を用い、塗料として前記プラスチックおよび金属用塗料（Ｂ）を用いた以外は、実施例４と同様にして塗装を行なった。塗装後、ＰＥＴボトル表面には、螺旋模様の塗膜が形成されていた。

本発明の第１の化粧塗装品の製造方法を説明する図である。 本発明で使用される塗装具を説明する図である。 本発明で使用される塗装具から噴射された塗料の状態を示す概念図である。 本発明の第２の化粧塗装品の製造方法を説明する図である。

符号の説明

１ 塗装具
２ 塗装具固定台
３ 被塗物
４ 被塗物保持具
５ ギア
６ チェーン
７ コンベアー
８ キャップ
９ 第１の塗料の塗装具
１０ 第２の塗料の塗装具
１１ 塗装具支持棒
１２ 塗装面
Ａｓ 塗料Ａの霧状体
Ｂｐ 塗料Ｂの粒状体
９Ｃ 塗装具９の吹き出し軸線
１０Ｃ 塗装具１０の吹き出し軸線
１３ ディスク型塗装具
１４ ディスク

Claims (4)

1. 塗料を霧状に吹き出す塗装具を上下に移動させて、０．５〜２００ｒｐｍで自転する被塗物を該塗料で塗装する化粧塗装品の製造方法。
2. 塗装具が、圧縮空気によって第１の塗料を霧状に吹き出す塗装具と圧縮空気によって第２の塗料を前記霧状塗料に吹き出す塗装具からなる塗装具である請求項１記載の化粧塗装品の製造方法。
3. 水平面に対して５〜４５度の傾きを持ち、かつ塗料を霧状に吹き出すディスクを有するディスク型塗装具により、０．５〜２００ｒｐｍで自転しながら該塗装具の周りを移動する被塗物を該塗料で塗装する化粧塗装品の製造方法。
4. 請求項１、２または３記載の化粧塗装品の製造方法により製造される化粧塗装品。

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