JP2007038148A - 水系塗料の塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗装後の強制乾燥を必要とせず、また、乾燥ムラや塗装ムラのない均一な塗装表面を得ることができる水系塗料の塗装方法を提供する。
【解決手段】まず、被塗物となる板材１０の塗装面１１の裏面側から白色電球１２を照射し、板材１０を加熱する。板材１０の塗装面を約７０℃付近まで加熱した後は、白色電球１２と板材１０との距離を調整したり、白色電球１２を間欠に照射したりして、板材１０の塗装面表面温度が８０℃よりも高くならないように温度調整を行う。このようにして、板材１０の塗装面表面温度を６０〜８０℃程度に保った状態で、水系塗料を板材１０の塗装面１１にスプレー等の噴霧型塗装機を用いて塗布する。これにより、塗装面１１の全面に塗布された水系塗料のうち主溶剤となる水はすぐに蒸発し、塗膜と塗装面１１との境界部分から塗膜表面に向かって徐々に乾燥して塗装面１１に均一に定着するので、乾燥ムラを生じることがない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水を主溶剤とする水系塗料の塗装方法に関する。

水系の塗料は、水を主溶剤としているため、有機溶剤を主溶剤とする塗料に比べて火災の危険や大気汚染が少ない。従って、環境汚染が深刻な近年においては、特に、この水系塗料の開発が盛んに行われている。

しかしながら、水系塗料は有機溶剤系塗料に比べ蒸発速度が遅いので乾きが悪く、被塗物に塗装してから乾燥するまでの時間が長くかかるという問題がある。そこで、被塗物に水系塗料を塗装した後、被塗物を７０℃以上の高温の乾燥炉に入れて強制的に乾燥や焼き付けを行い、塗装後の乾燥時間を短くすることが行われている。

しかしながら、高温の乾燥炉を用いた強制乾燥を行うと、塗装された塗膜表面から溶剤である水の蒸発が急激に進んで乾燥炉内で一気に乾燥され始めるため、塗膜表面にシワがよったりクラックが発生したりする塗装不良が生じ、塗装物表面の美観が損なわれてしまう。

そこで、乾燥炉などによる強制乾燥を行わずに被塗物に塗装された水系塗料を良好に乾燥させる方法として、被塗物に予熱を与えておく方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。予熱炉などで被塗物に予め熱を加えて被塗物表面の温度を高くしておくと、この被塗物表面に水系塗料を塗装した際、水系塗料の主溶剤となる水がすぐに蒸発して乾燥するので、塗布された水系塗料は短時間で被塗物の表面に定着する。従って、塗装後に被塗物を乾燥炉に入れて強制乾燥を行う工程を省略することができる。

特開昭５７−１２２９６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のような被塗物に予熱を与える方法では、予熱を与えた後、塗装作業のために被塗物を塗装作業場の雰囲気温度にさらすと、被塗物の表面や端面から放熱が始まって温度が下がり出すため、塗装作業中に被塗物の表面温度にムラが生じる。このような被塗物の表面温度のムラにより、塗装された水系塗料の乾燥状態が均一でなくなり、塗装面には塗装ムラが生じてしまう。また、塗装面の乾燥時間も場所によりばらつくために作業効率も悪化する。特に、冬期においては、予熱時の被塗物の表面温度と塗装作業時の雰囲気温度との差が大きいので被塗物表面温度は急激に変化しやすく、乾燥ムラや塗装ムラが発生して均一な塗装面を得ることができない。

本発明は、上記問題点に鑑みて、塗装後の強制乾燥を必要とせず、また、乾燥ムラや塗装ムラのない均一な塗装表面を得ることができる水系塗料の塗装方法を提供することを目的とする。

本発明の水系塗料の塗装方法は、被塗物の表面に水系塗料を塗装する方法であって、被塗物を加熱手段により加熱保温しながら水系塗料を塗装することを特徴とする。

水系塗料を塗装する際、加熱手段により被塗物を加熱保温し続けるので、被塗物表面や端面からの放熱による温度変化を防ぐことができる。従って、塗装作業中は、塗装作業場の雰囲気温度に関わらず被塗物表面全面を水系塗料が良好に蒸発乾燥する温度に保ち続けることができるので、塗布された水系塗料のうち主溶剤となる水はすぐに蒸発し、水系塗料は乾燥して被塗物表面に定着する。これにより、塗装面には乾燥ムラや塗装ムラのない均一な塗膜が形成される。

また、水系塗料の塗膜を厚くするためには、被塗物に水系塗料を塗装してから一旦乾燥炉に入れて被塗物の塗装面を完全に乾燥させた後、その塗装面上に再度水系塗料を塗装して再び乾燥炉に入れるといった工程を繰り返して水系塗料を重ね塗りしなければならなかった。つまり、被塗物を乾燥炉に入れて水系塗料を乾燥させるために、その都度、塗装作業を途中で中断しなければならず、塗装作業に長い時間を要していた。
しかしながら、本発明によれば、加熱手段により被塗物は常に加熱保温されており、塗布された水系塗料のうち主溶剤となる水はすぐに蒸発乾燥して水系塗料が定着し、その表面もまた加熱保温されるので、従来のように塗装作業を途中で中断することなく連続して塗り重ねていくことができ、作業性が向上するだけでなく、これまでよりも大幅に短い作業時間で水系塗料の重ね塗りを行うことができ、塗膜厚さの厚い被塗物を得ることができる。

また、被塗物は、加熱手段により、水系塗料が塗装される塗装面以外の面から加熱保温されるとよい。
本発明によれば、被塗物を塗装面以外の面から加熱保温することにより、塗布された水系塗料には被塗物表面の熱が塗膜の内側から徐々に伝わっていく。従って、塗布された水系塗料は、塗膜と被塗物塗装面との境界部分から塗膜表面に向かって徐々に乾燥していくので、乾燥途中で塗膜表面にシワがよったりクラックが発生したりといった塗装不良が生じることがない。
なお、塗装面以外の面のうち、塗装面の裏面から加熱保温するのが望ましい。塗装面の裏面から加熱保温をすることにより、塗装作業に支障をきたすことなく、塗装面全体をより均一の温度に保ちやすくなる。

なお、被塗物の表面は、加熱手段により、５０℃以上９０℃以下に加熱保温されることが望ましい。被塗物の表面が５０℃以上９０℃以下に加熱保温されていることにより、被塗物の塗装面に塗布された水系塗料は良好な状態で蒸発乾燥するので、塗装不良を起こすことなく被塗物の塗装面に定着することができる。なお、被塗物の表面温度が５０℃未満であると、水系塗料の主溶剤である水が蒸発しにくいので、水系塗料が乾燥しにくい。また、被塗物の表面温度が９０℃より高いと、水系塗料の主溶剤である水が被塗物の塗装面に付く前に蒸発してしまい、水系塗料が被塗物の塗装面に定着しにくい。

なお、被塗物を、加熱手段により加熱保温する前に予熱によってあらかじめ水系塗料の乾燥に適した温度に温めておくとよい。これにより、被塗物を加熱手段で常温から水系塗料の乾燥に適した温度になるまで加熱するためにかかる時間を省略することができるので、作業時間をさらに短縮することができ、作業効率が向上する。

本発明の水系塗料の塗装方法によれば、被塗物を加熱手段により加熱保温しながら水系塗料を塗装することにより、乾燥ムラや塗装ムラのない均一な塗装面を得ることができる。また、塗布された水系塗料はすぐに乾燥して被塗物表面に定着するので、塗装後の強制乾燥は不必要であるだけでなく、これまでより大幅に短い作業時間で重ね塗りをすることができる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態における水系塗料の塗装方法について説明する。図１は、本実施の形態における水系塗料の塗装時を示す概略図である。

図１に示すように、本実施の形態における水系塗料の塗装方法においては、まず、被塗物となる板材１０の塗装面１１の裏面側から白色電球１２を照射し、板材１０を加熱する。板材１０の塗装面は、塗装作業場の雰囲気温度にもよるが、１０分程度白色電球１２を照射することにより、水系塗料の乾燥に適した温度である約６０〜８０℃付近まで加熱される。なお、本実施の形態では、板材１０の塗装面の温度を５０℃以上９０℃以下に加熱保温すれば水系塗料を乾燥ムラや塗装ムラを生じることなく塗布することができるが、より均一で意匠性に優れた塗装面を得るためには、上述したように、板材の塗装面の温度を６０〜８０℃付近に保つ方が望ましい。そこで、板材１０の塗装面を６０〜８０℃程度まで加熱した後は、白色電球１２と板材１０との距離を調整したり、白色電球１２を間欠に照射したりして、板材１０の塗装面表面温度が８０℃よりも高くならないように温度調整を行う。

次に、上記のようにして、板材１０の塗装面表面温度を６０〜８０℃程度に保った状態で、水系塗料を板材１０の塗装面１１にスプレー、エアレススプレー、静電塗装機等の噴霧型塗装機を用いて塗布する。なお、水系塗料は、はけなどにより直接板材１０の塗装面１１に塗布することも可能であるが、水系塗料の主溶剤である水の蒸発を促進させて塗装面１１をより均一な面に仕上げるためには、噴霧型の塗装を行う方が望ましい。

板材１０を白色電球１２により塗装面１１の裏面側から加熱保温することにより、板材１０の塗装面１１全面の温度は、塗装作業を行う間、水系塗料が良好に蒸発乾燥する温度に均一に保たれる。この状態で水系塗料が塗装されると、塗装面１１の全面に塗布された水系塗料のうち主溶剤となる水はすぐに蒸発し、水系塗料は塗装面１１に均一に定着する。このようにして、水系塗料を塗装していくことにより、板材１０の塗装面１１には、塗装ムラや乾燥ムラのない均一な塗膜が形成される。

上記のように、本実施の形態によれば、板材１０を白色電球１２により塗装面１１の裏面側から加熱保温することにより、塗布された水系塗料は、塗膜と塗装面１１との境界部分から塗膜表面に向かって徐々に乾燥していくので、乾燥途中で塗膜表面にしわやクラックなどの塗装不良が生じることがない。従って、本実施の形態における水系塗料の塗装方法で塗装した被塗物の表面には、美観に優れた塗膜を形成することができる。

ここで、板材１０を塗装面側から白色電球１２により加熱保温すると、高温の乾燥炉に入れたときと同じような状況となり、塗布された水系塗料はもっとも熱の影響を受けやすい塗膜の表面側から乾燥し始める。そして、塗膜の内側が未乾燥のまま塗膜の表面のみが乾燥してしまい、塗膜の内側が徐々に乾燥していく過程で塗膜表面にシワがよったりクラックが発生したりといった塗装不良が生じることがある。しかしながら、本実施の形態によれば、板材１０を白色電球１２により塗装面１１の裏面側から加熱保温するので、このような塗装不良も防止することもできる。

また、上記のように、塗装面１１に塗布された水系塗料のうち主溶剤となる水はすぐに蒸発し、水系塗料は塗装面１１に定着するので、塗装後に７０℃以上の高温の乾燥炉に入れて行う強制乾燥は不必要となる。従って、本実施の形態によれば、このような高温の乾燥炉を運転するためのエネルギー消費を抑えることもできる。

また、本実施の形態によれば、水系塗料の塗膜厚さが厚い板材１０を提供することができる。従来の水系塗料の塗装方法では、塗布された水系塗料が乾燥しにくく、乾燥ムラや塗装ムラが生じやすいため、一度に２５〜５０μｍ程度しか塗装することができないうえ、水系塗料の塗膜厚さを厚くする場合には、板材１０に水系塗料を塗装してから、一旦、乾燥炉に入れて板材１０の塗装面１１を強制乾燥させた後、乾燥炉から板材１０を取り出し、再度水系塗料をその塗装面１１に塗装するという工程を繰り返さなければならなかった。
しかしながら、本実施の形態によれば、板材１０を白色電球１２により塗装面１１の裏面側から加熱保温することにより、一度に５０μｍ以上の塗膜厚さを形成することができるうえ、水系塗料を連続的に塗り重ねていっても、塗布された水系塗料のうち主溶剤となる水はすぐに乾燥して定着してその表面もまた加熱保温されるので、従来のように塗装作業を途中で中断することなく、塗膜厚さを最大で３５０μｍ程度まで厚くすることができる。よって、塗装作業性が向上するだけでなく、これまでよりも大幅に短い作業時間で塗装面１１の塗膜を厚く形成することができる。

なお、本実施の形態においては、加熱手段として白色電球１２を用い、白色電球１２が発する光によって板材１０を加熱保温したが、これに限らず、板材１０を加熱保温できるものであればどのようなものであってもよい。例えば、排熱などの余剰エネルギーにより温められた空気によるものまたは赤外線などの板材１０から離れた位置から照射して板材１０を加熱保温する加熱手段や、板材１０の内部に電熱線を取り付け、この電熱線に電気を導通して板材１０を加熱保温するといった、板材１０に直接接触して加熱保温する加熱手段を用いてもよい。

なお、本実施の形態においては、板材１０が水系塗料の乾燥に適した温度になるまで白色電球１２を照射して加熱したが、あらかじめ、板材１０を予熱炉などに入れて加熱しておけば、水系塗料の乾燥に適した温度になるまで板材１０を白色電球１２により加熱する時間を省略することができるので、塗装にかかる作業時間をさらに短縮することができる。また、あらかじめ、板材１０を予熱炉などに入れて加熱しておくことにより、板材１０の予熱と塗装作業とを流れ作業で行うことができるので、作業効率もさらに向上させることができる。

なお、所定の塗膜厚さまで水系塗料を塗装したら、最後に、４０〜５０℃程度の低温乾燥炉に１０〜３０分程度入れて仕上げ乾燥を行ってもよい。これにより、板材１０からの熱が最も伝わりにくい塗膜の表面付近の水系塗料も短時間で完全に乾燥させて定着させることができる。

本発明は、被塗物を加熱手段により加熱保温しながら水系塗料を塗装することにより、乾燥ムラや塗装ムラのない均一な塗装面を得ることができる水系塗料の塗装方法として好適に用いることができる。

本実施の形態における水系塗料の塗装時を示す概略図である。

符号の説明

１０ 板材
１１ 塗装面
１２ 白色電球

Claims (5)

1. 被塗物の表面に水系塗料を塗装する方法であって、
   前記被塗物を加熱手段により加熱保温しながら前記水系塗料を塗装することを特徴とする水系塗料の塗装方法。
2. 前記被塗物は、前記加熱手段により、前記水系塗料が塗装される塗装面以外の面から加熱保温されることを特徴とする請求項１記載の水系塗料の塗装方法。
3. 前記被塗物は、前記加熱手段により、前記水系塗料が塗装される塗装面の裏面から加熱保温されることを特徴とする請求項２記載の水系塗料の塗装方法。
4. 前記被塗物の表面は、前記加熱手段により、５０℃以上９０℃以下に加熱保温されることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の水系塗料の塗装方法。
5. 前記被塗物は、前記加熱手段により加熱保温する前に、予熱されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の水系塗料の塗装方法。

Images