JP2007319820A

JP2007319820A - 静電塗装方法

Info

Publication number: JP2007319820A
Application number: JP2006154827A
Authority: JP
Inventors: Toyoyasu Osumi; 豊康大隅
Original assignee: Yamaha Living Tech Co Ltd
Current assignee: Yamaha Living Tech Co Ltd
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】木材若しくは木質の板状体の側面に材料の垂れを発生させることがなく、所定の塗膜厚みを備えた静電塗装方法を提供すること。
【解決手段】木材若しくは木質の板状体に樹脂塗料を静電塗装によって塗着させる方法である。この静電塗装は、板状体１０を往復移動可能に支持するコンベヤ１１と、板状体１０の上方に配置されて当該板状体１０と相対移動可能に設けられた静電塗装ガン１５とを備えた装置を用いて行われる。塗装にあたり、チクソトロピックインデックス２．５〜４．０、粘度２〜４Pa・s の不飽和ポリエステル樹脂が材料として用いられ、これにより、板状体１０の上面及び側面に塗布量１５０〜３００g/m²が塗布される。
【選択図】図１

Description

本発明は静電塗装方法に係り、更に詳しくは、木材若しくは木質の板状体を塗装の対象とし、その上面及び側面に所定の厚みとなる塗膜を形成することのできる静電塗装方法に関する。

従来より、家具一般やキッチン等の内装建材は、木材若しくは木質の板状体を素材として用い、当該素材に塗装を施して上面を仕上げる方法が採用されている。この方法において、スプレーを用いて板状体の上面と木口や木端等の側面とに塗装を施す場合、これら上面及び側面を同時に塗装する塗装工程を３〜５回行う必要がある。

しかしながら、スプレーを用いた塗装にあっては、塗装工程の回数が多くなる他、各塗装工程の間に乾燥待ち時間が必要となるため、作業時間が極めて長くなり、量産性に乏しいという欠点がある。また、塗料の塗着効率が低いことで塗料のロスが多くなるばかりでなく、廃棄物、大気環境汚染等のマイナス要因もある。しかも、塗装面にはスプレーガン肌が目立って凹凸も大きくなり、後工程の研削において平滑に仕上げるための研削に多大な労力を要するという問題がある。また、スプレー塗装は、作業者の技能レベルに依存する傾向が高く、塗膜の厚みや吹き肌の品質を安定させることが困難になる他、板状体を水平にして上方よりスプレー塗装を行った際の側面に塗料の垂れが生じ易くなる傾向も高い。

スプレー塗装方法に対して塗着効率の高い他の塗装方法としては静電塗装が知られている。この静電塗装は、被塗装物を陽極とする一方、塗装霧化装置（静電塗装ガン）を陰極とし、これに直流高電圧を印加して両極間に静電界を作り、霧化した塗料粒子を負に帯電させて反対極となる被塗装物の上面に塗料を吸着させる方法である。
この静電塗装方法によれば、従来のスプレー塗装方法に比べて、塗布行程数を大幅に減少させることができるとともに、多量生産に対応することができるという利点がある。
しかしながら、木材若しくは木質の板状体を被塗装物とした場合には、その性質上、期待する厚みの塗膜を得ることは一般的に難しいものとされている。
そこで、特許文献１には、静電塗装において、木質の板状体を被塗装物とした場合でも一定の厚みを備えた塗膜形成が可能な塗装方法が開示されている。
また、特許文献２には、板状体の側面に施された塗膜が上面に対して相対的に薄くなることを解消するための静電塗装方法が開示されている。

特開平４−４５８６６号公報特開平４−７１６６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された静電塗装方法にあっては、板状体に導電性を有するシートを配置した上で塗装を行うものであり、導電性シートが必須の構成部品になり、製造コストが高騰するという不都合がある。また、板状体が有する木目等を表現しようとする場合には、前記シートが木目本来の質感を隠蔽してしまい、素材として木質材を用いることの意義を没却させてしまう、という不都合もある。
更に、特許文献２に記載された静電塗装方法にあっては、側面に導電性を有する手段を施す特別な加工が必要となるものであり、特許文献１と実質的に同様の不都合がある。

ところで、静電塗装において、期待する厚みを有する塗膜を木材若しくは木製の板状体に形成することの困難な理由の一つとして、材料の電気体積抵抗率が大きいことが挙げられている。

そこで、本発明者は、樹脂塗料のチクソトロピー（揺変性）及び粘度を検討することにより、側面での塗料の垂れを発生することがなく、しかも、板状体の上面と側面に所定厚の塗膜形成が可能になることを知見した。

［発明の目的］
本発明は、前記知見に基づいて案出されたものであり、その目的は、木材若しくは木質の板状体を被塗装物としたときに、期待する塗膜の厚みを確保できるとともに、側面での塗料の垂れを防止することのできる静電塗装方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、木材若しくは木質の板状体と、当該板状体に樹脂塗料を噴霧する静電ガンとを相対移動させることで前記板状体の上面及び側面に所定厚の樹脂塗膜を形成する静電塗装方法において、前記樹脂塗料のチクソトロピックインデックスを２．５〜４．０に設定するとともに、その粘度を２〜４Pa・sに設定する、という方法を採っている。ここで、チクソトロピックインデックスが２．５未満では、塗装後に側面に塗料の垂れが発生する。４．０を越えると、塗装後の側面の垂れは防止できるものの、上面の平滑度が損なわれ、研削工程の負担が大きくなる。また、粘度が２Pa・s未満では側面での材料垂れが生じ易くなる一方、４Pa・sを越えると塗膜の平滑度が損なわれて研削行程が煩雑となる。また、前記樹脂塗膜の形成前に所定の樹脂塗料を静電塗装する下塗りを行うことが好ましい。このように、静電塗装による下塗りを行うことにより、板状体への樹脂塗料の吸込みが抑えられ、工程数を減少させることができるとともに平滑度等をより向上させることができる。なお、下塗りの樹脂塗料としては、チクソトロピックインデックスを３．０〜４．０、粘度を８〜１２Pa・sとしたノンソルベント紫外線硬化型ポリエステルサンディングシーラー等の紫外線硬化型の樹脂塗料や、粘度を０．１〜０．３Pa・sとした不飽和ポリエステルサーフェサーが好ましい。なお、本明細書において、「チクソトロピックインデックス」とは、Ｂ型粘度計において、液温２５℃、ロータＮｏ．３、回転比６ｒｐｍ／３０ｒｐｍで表したものである。また、「粘度」とは、不飽和ポリエステルサーフェサーについては、フォードカップ粘度計のＮｏ．４において、液温２５℃での測定値を示し、それ以外の樹脂塗料については、Ｂ型粘度計において、液温２５℃、ロータＮｏ．３、３０ｒｐｍでの測定値を示すものとする。更に、板状体の「上面」とは、前記静電塗装ガン側に位置する面について用いられる。従って、その反対側の面は裏面となる。

本発明における板状体は、合板・ＬＶＬ（Laminated Veneer Lumber）・集成材等の木材、或いはＭＤＦ（Medium density fiberboard）・パーティクルボード・木質成形材（木材プラスチック複合体）等の木質材（エンジニヤードウッド）を用いることができる。また、本発明における板状体の上面は、水平面、傾斜面、湾曲面、凹凸面等を含み、板状体の上面を構成する限りその形状は問わない。さらに、本発明における板状体の側面は、木口、木端、その他の端面等を含み、垂直面、傾斜面、湾曲面、凹凸面等のあらゆる形状を含むものとする。

本発明における塗料は、特に、不飽和ポリエステル樹脂塗料を用いることができる。塗料の塗布量は、約１５０〜３００ｇ／ｍ^２、好ましくは２００〜２５０ｇ／ｍ^２の範囲とするとよい。塗布量が１５０ｇ／ｍ^２未満では、側面の全面が十分に塗装され難い一方、３００ｇ／ｍ^２を越えると、側面に塗料の垂れが発生しやすいためである。不飽和ポリエステル樹脂塗料は、熱硬化によるワックスタイプ、ノンワックスタイプ、ノンスチレンタイプ、更には紫外線硬化タイプがある。

前記塗料の揺変性を効果的に発揮させるため、塗料の不飽和ポリエステル樹脂に対し、揺変性付与剤を所定量、例えば、０．５〜２．０重量％更に添加してもよい。揺変性付与剤としては、アエロジル（シリカ粉末）、エチレングリコールやポリエチレングリコール等を例示できる。

静電塗装の条件としては、静電塗装ガンのベル回転数が３００００〜６００００rpm、ベル径が２５mm、３０mm、７０mm、シェービングエアー０．２〜０．５MPa、塗料圧０．２〜０．３MPa、印加電圧マイナス４０〜７０KV、板状体と静電塗装ガンとの離間距離が１５０〜２００mm、板状体相互間隔を１５０mm以上に設定することが例示できる。

本発明によれば、塗装工程の大幅な削減を図ることができるとともに、一定の厚みを有する塗膜形成が可能となり、しかも、木口の塗料の垂れを防止することが可能となる。

以下、本発明の実施例について説明する。

図１には、本実施形態における静電塗装方法が適用された装置概略構成が示されている。この図において、平面視略方形に形成された板状体１０は、コンベヤ１１を構成するバー１２に略水平姿勢で載置されている。各板状体１０は、相互に等間隔Ｌを隔てて配置されており、図中矢印Ａ方向に移動可能に設けられている。

前記コンベヤ１１は、相対するガイド部材１３と、このガイド部材１３の相対面に形成された溝１３Ａに沿って延びる図示しないチェーンを含み、当該チェーンに前記バー１２が固定されている。この際、バー１２は、板状体１０との接触面積をできるだけ小さくするために、バー１２の延出方向に沿って突起や突条を設けたりするとよい。
前記コンベヤ１１のの上方位置には、静電塗装ガン１５が配置されている。この静電塗装ガン１５は、筒状体１６の下端側にベル１７を備えて構成されており、当該ベル１７が高速回転することにより、図示しない材料供給源から供給される樹脂塗料を霧化して噴霧するように設けられている。静電塗装ガン１５は、図中矢印Ｂ方向、すなわち、前記板状体１０の移動方向Ａと略直行する方向に往復移動可能に設けられている。なお、この静電塗装ガン１５を板状体１０の移動方向Ａと略平行となる方向に往復移動できるような構成を採用してもよい。更には、静電塗装ガン１５又は板状体１０のいずれか一方を固定とし、いずれか他方のみを移動させる構成としてもよい。

次に、前記静電塗装装置を用いて板状体に静電塗装を行った実施例について説明する。

［実施例１］
ＭＤＦを板状体として用い、♯１８０のサンドペーパーにて木地仕上げを行った。この板状体にチクソトロピックインデックス３．３、粘度１０Pa・sのノンソルベント紫外線硬化型ポリエステルサンディングシーラーを静電塗装ガンにて塗装を一回施して下塗りを行った。塗布量は、２００g/m²で２００μｍの膜厚を得た。
静電塗装条件として、静電ガン１丁、ベル回転数を４０，０００rpmとし、ベル径が７０mmのものが用いられた。シェーピングエアーは、０．５MPa、塗料圧は０．３MP、吐出量は２５０ml/min、印加電圧は−７０KV、板状体とベルとの離間距離は１５０mm、板状体相互間隔は２００mm、コンベヤスピードは１m/min、ガン速度は４０m/minとした。

８０ｗ/cmの高圧水銀灯１灯、コンベヤスピード３m/min、光量６００mj/cm、強度２１０mw/cmの紫外線照射装置を用いて紫外線硬化を行い、硬化後、♯２４０のサンドペーパーにより表面研削を行った。

次いで、チクソトロピックインデックス３．３、粘度３Pa・sのポリエステルエナメル樹脂塗料を材料とし、前記静電塗装条件と同一の条件により静電塗装を二回行った。塗装間隔は１０分、材料塗布量は、４００g/m²とした。塗装後５０℃９０分で硬化乾燥後、♯２４０、４００、６００、８００の各サンドペーパーにて表面研削を行った後、バフ研磨、艶出しワックスを塗布し、板状体の上面及び側面に約３００μｍの塗膜厚みを有する鏡面塗装化粧板を得た。
前記化粧板を外観観察したところ、塗膜厚みの不足や、側面の垂れは全くなく、上面及び側面の塗膜が平滑面となっていることが認められた。

［実施例２］
実施例１と同一の材料からなる板状体を用い、前記静電塗装条件により、粘度０．２Pa・s、２５℃での可使時間３０分の不飽和ポリエステルサーフェサーを下塗り材料として用いた。塗布量を２５０g/m²として１５０μｍの硬化膜厚を得た。５０℃９０分で硬化乾燥後、♯２４０のサンドペーパーによる研削後、実施例１と同一の条件にてポリエステルエナメル樹脂塗料の静電塗装を行った。

この実施例２においても、実施例１と同一の効果が認められた。

［実施例３］
含水率８〜１２％の木材を板状体として用い、♯１８０のサンドペーパーによる木地仕上げを行った後、上面及び側面にワイピング着色を行い、５０℃３０分で硬化乾燥後、ウレタンカラークリア、ウレタンクリアの順にスプレー塗布を行った。５０℃６０分で硬化乾燥後、♯２４０のサンドペーパーにてブツ払いを行った。

次いで、チクソトロピックインデックス３．０、粘度３Pa・sの不飽和ポリエステルクリア樹脂を材料として、塗装間隔１０分で静電塗装を二回行った。静電塗装条件は、実施例１と同一である。
得られた化粧板の塗布量は４００g/m²となり、実施例１及び２と比べて工程数は増加したものの、塗膜厚みの不足や、側面の垂れは全くなく、上面及び側面の塗膜が平滑面となっていることが認められた。

［実施例４］
実施例３の不飽和ポリエステルクリア樹脂塗料を紫外線硬化型ポリエステルクリアに替えて紫外線硬化させた以外は、実施例３と同一の条件で静電塗装を行った。この実施例４においても、実施例３と同一の効果が認められた。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施例に対し、形状、位置若しくは方向、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、寸法、厚みなどは、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではない。

本実施形態における静電塗装装置の概略斜視図。

符号の説明

１０…板状体、１１…コンベヤ、１２…バー、１５…静電塗装ガン、１７…ベル

Claims

木材若しくは木質の板状体と、当該板状体に樹脂塗料を噴霧する静電塗装ガンとを相対移動させることで前記板状体の上面及び側面に所定厚の樹脂塗膜を形成する静電塗装方法において、前記樹脂塗料のチクソトロピックインデックスを２．５〜４．０に設定するとともに、その粘度を２〜４Pa・sとしたことを特徴とする静電塗装方法。
前記樹脂塗膜の形成前に所定の樹脂塗料を静電塗装する下塗りを行うことを特徴とする請求項１記載の静電塗装方法。
前記下塗りの樹脂塗料は、紫外線硬化型の樹脂塗料であって、チクソトロピックインデックスを３．０〜４．０に設定するとともに、粘度を８〜１２Pa・sとしたことを特徴とする請求項２記載の静電塗装方法。
前記下塗りの樹脂塗料は、不飽和ポリエステルサーフェサーであって、粘度を０．１〜０．３Pa・sとしたことを特徴とする請求項２記載の静電塗装方法。