JP3921105B2 - 塗装方法及びそれに用いる塗装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面が凹凸状をなす模様塗膜を、水性塗料を用いて形成しうる塗装装置及び塗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、建築物の内、外装材や電子機器のケース等の被塗装物に、表面に微小な凹凸を有する模様塗膜を形成することが知られている。このような模様塗膜の代表的なものとしては、例えば金属をハンマーで叩いたような小さな凹凸が満遍なく連続するいわゆるハンマートン模様などを挙げることができる。一般にこのような模様塗膜は、有機溶剤系の樹脂塗料にシリコンオイルを含む添加剤を配合して十分に撹拌、混合した後、スプレーガンなどの塗装具を用いて被塗装物に吹きつけて施工される。そして、シリコンが塗料の一部をはじくことにより、表面に凹凸部が形成される。
【０００３】
ところで、近年では地球環境の保護及び塗装環境の改善という観点より、各種の建築メーカや自動車メーカなどにおいては、有機溶剤系の塗料に代えて水性系の塗料を用いる努力が行われている。このため、兼ねてから水性系の塗料を用いて上述のような模様塗膜を形成することが望まれている。しかしながら、水性系の塗料に、液状のシリコンオイルを配合して撹拌、混合しても、シリコンは塗料中に均一に分散し得ずにすぐさま凝集化してしまい、塗膜表面に均一な凹凸部を形成することができない。このように、従来では水性系の塗料を用いて前記模様塗膜を形成するのは困難と考えられていた。
【０００４】
発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、水性塗料を被塗装物に向けて霧状で吹き出しするとともに、この水性塗料の霧状体にシリコンを含有した添加剤を霧状で吹き出して混合させること、即ち液状では均一に混じり難い水性塗料とシリコンを含む添加剤とを、ともに霧状で混合しかつこれを直ちに被塗装物へと付着させるという新規な着想によって、水性塗料を用いつつも上述の模様塗膜を形成しうることを見い出し本発明を完成させるに至った。
【０００５】
以上のように、本発明は、水性塗料を用いて表面が凹凸状をなす模様塗膜を形成しうる塗装装置及び塗装方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、水性塗料を被塗装物に向けて霧状で吹き出しするとともに、この水性塗料の霧状体に、シリコンを含有した添加剤を霧状で吐出して混合させることにより、表面が凹凸状をなす模様塗膜を形成することを特徴とする塗装方法である。
【０００７】
前記水性塗料と前記シリコンとの重量混合比は、例えば１００００：１〜１００であることが望ましい。また前記シリコンとしては、ジメチルポリシロキサンが好適である。
【０００８】
さらに請求項４記載の発明では、被塗装物に向けて水性塗料を霧状で吐出しうる第１の塗装具と、前記第１の塗装具から吹き出しされた水性塗料の霧状体に、シリコンを含有した添加剤を霧状で吐出して混合させる第２の塗装具とを有することを特徴とする塗装装置を提供する。
【０００９】
又請求項４に係る発明においては、前記水性塗料と前記シリコンとの重量混合比は、１００００：１〜１００、
かつ第２の塗装具は、添加物流路（５６）を開閉する第２の開閉弁を具えるとともに、 この第２の開閉弁は、開き位置を調整してその位置を保持することにより前記添加物の噴射量を制御しうる針弁からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記第１の塗装具が、第１のガン本体と、この第１のガン本体の一方の側部に連結された塗料タンクとを有する重力式の第１のスプレーガンが好適に使用できる。また前記第２の塗装具は、前記第１のガン本体の上部に固着された第２のガン状本体と、この第２のガン状本体の前記塗料タンクとは反対側の側部に連結された添加剤タンクとを有する吸上げ式のスプレーガン状体とからなることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
本発明は、図１に示すように、水性塗料２を被塗装物３に向けて霧状で吹き出しするとともに、この水性塗料の霧状体２ａに、シリコンを含有した添加剤４を霧状で吐出して混合させる。これにより、被塗装物３に、水性塗料２と添加剤４とを均一に混合させた状態で付着させることができ、その結果、表面が凹凸状をなす模様塗膜５を形成しうる。
【００１２】
前述のごとく、水性系の塗料に液状のシリコンオイルを配合して撹拌、混合しても、シリコンは塗料中に均一に分散し得ず凝集化するため、これを被塗装物に吹き付けても塗膜表面に満遍なく凹凸部を形成するのは困難と考えられていた。しかしながら、発明者らの鋭意研究の結果、液状では均一に混じり合わない水性塗料２とシリコンを含む添加剤とを、ともに霧状に微細化して混合しかつこれを直ちに被塗装物３へと吹き付けることにより、被塗装物３の表面に水性塗料２と添加剤４に含まれるシリコンとがほぼ均一に混合した状態で付着させ得ることを見出した。そして、水性塗料２は、シリコンによって部分的にはじかれるため、その部分を凹状とするとともにその周囲を相対的に凸状とする。この作用が塗膜の全領域においてランダムに生じることにより、外観に優れた模様塗膜５を形成できる。
【００１３】
前記水性塗料２としては、本例では常温で液状をなす液体塗料が用いられる。水性塗料２の塗膜主要素については、特に限定はされないが、一例として、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル化合物、ポリスチレンブタジエンまたは水溶性合成樹脂等を用いることができ、被塗装物３の用途、物性等に応じてこれらは適宜変更することができる。また前記塗膜形成主要素は、塗膜形成助要素として水（純水）で希釈されるが、必要により顔料または／及びバインダー等の塗膜形成副要素が配合される場合がある。
【００１４】
前記添加剤４は、本例では常温で液状をなす液状の添加剤が用いられる。具体的には、シリコンと溶剤との混合液が好適である。前記シリコンには、好適にはシリコンオイルが用いられる。シリコンオイルとしては、例えば無変性シリコンオイルまたは変性シリコンオイルの双方を含むことができる。
【００１５】
無変性シリコンオイルとしては、例えばジメチルシリコンオイル、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルフェニルシリコンオイル、ジメチルポリシロキサン等が挙げられる。また変性シリコンオイルとしては、例えばアルキル変性シリコンオイル、ポリエーテル変性シリコンオイル、アルコール変性シリコンオイル、フッ素変性シリコンオイル、アミノ変性シリコンオイル、メルカプト変性シリコンオイル、エポキシ変性シリコンオイル、カルボキシル変性シリコンオイル、高級脂肪酸変性シリコンオイル等を挙げることができる。とりわけ、模様の再現性、意匠性という観点より、ジメチルポリシロキサンを用いるのが望ましい。
【００１６】
また発明者らの実験の結果では、水性塗料２に対するシリコンの配合量が多すぎると、塗膜表面にシリコンがベタ塗り状に付着するため、表面が平滑化し微細な凹凸模様を発現させるのが困難になる傾向があり、逆に少なすぎてもシリコンによる水性塗料２のはじきが生じず、凹部の形成が離散的になり均一な美しい凹凸模様を形成するのが困難となる傾向がある。このような観点より、前記水性塗料２と前記シリコンとの重量混合比は、特に限定されるわけではないが、例えば１００００：１〜１００００：１００、即ち１００００：１〜１００、より好ましくは１００００：１〜１００００：８０、即ち１００００：〜８０であることが望ましい。なお有機溶剤系の塗料でハンマートン模様を形成する際には、重量混合比で塗料１００００に対してシリコンが少なくとも３０程度配合されていたため、これに比べると、水性塗料の場合には、有機溶剤系の場合に比してシリコンの配合量が著しく少ないことがわかる。
【００１７】
また添加剤４の溶剤としては、エーテル系の溶剤、例えばブチルカルビトール等が好適である。
【００１８】
また模様塗膜５は、その総塗膜厚さが大きすぎると、タレやワキ等により塗膜性能に問題が生じかつ模様の形成にも影響を与えるため好ましくなく、逆に薄すぎても、塗膜強度が低下するなど好ましくない。このような観点より、特に限定はされないが前記総塗膜厚さを３５〜５５μｍ程度、さらに好ましくは４５〜５５μｍ程度とするのが望ましい。なお本発明の塗装方法は、予め被塗装物３の表面に化成処理又は／及び脱脂処理を含む下地処理を行った後、下塗りを施した後に行うのが望ましい。下塗りを行う際には、模様塗膜を形成する際に用いる水性塗料だけを用いて行うのが付着性の面で良好である。
【００１９】
次に、このような模様塗膜５を形成するのに適した塗装装置１について図２以降を参照しつつ説明する。図２は、本実施形態の塗装装置１の全体斜視図、図３はその正面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示している。図において、本実施形態の塗装装置１は、前記被塗装物３に向けて水性塗料２を霧状で吐出しうる第１の塗装具６と、この第１の塗装具６から吹き出しされた水性塗料の霧状体２ａ（図１に示す）に、シリコンを含有した添加剤４を霧状で吐出して混合させる第２の塗装具７とを一体に具えて構成される。
【００２０】
前記第１の塗装具６は、本実施形態ではピストル状をなす第１のガン本体９と、この第１のガン本体９の一方の側部に連結された塗料タンク１０とを有する重力式の第１のスプレーガン１１を用いたものを例示している。
【００２１】
この第１のスプレーガン１１は、図４に示す如く、操作により開閉する空気開閉弁１５が介在する第１の空気流路１６と、第１の開閉弁１７が介在するとともに水性塗料２が通る塗料流路１８とを具えている。そして第１の空気流路１６を通って吹き出される高圧空気によって塗料流路１８を通る水性塗料２を霧化噴出することができる。なお図４では、空気キャップ１９の断面形状が理解し易いように図２、図３とは異なり角部を上下に向けて図示している。
【００２２】
前記空気開閉弁１５は、弁座部２０と、弁体部２１とを含んで構成される。弁座部２０は、ガン本体９の把手２２の上部で前後に貫通形成された透孔２３に内挿される。また弁座部２０は、後方に向かい拡径するテーパ状の内孔をなす弁座２０Ａを有している。
【００２３】
前記透孔２３には、把手２２の下端の導孔２５から前記透孔２３に至る第１の空気流路１６の供給路２４が連通している。この供給路２４は、調節ネジ２６で進退する絞り弁２７によって空気流量が調節できる。なお導孔２５は、図示しない高圧空気源と接続され、例えば１５０〜５００ｋＰａ、より好ましくは２５０〜４２０ｋＰａ程度の高圧空気が供給される。
【００２４】
前記透孔２３の上には、流出路２９が連通している。この流出路２９は、上方にのび、ガン本体９の胴体部をのびる継ぎ孔５１を通ってガン先端の円周溝３０、塗料ノズル３１周囲の空気孔３２を経て空気キャップ１９に設けた空気吐出口３４またはパターン孔３５に通じる。なお前記パターン孔３５への空気送給量は、調節ネジ３６にて前後に移動しうる絞り弁３７で調節できる。
【００２５】
前記弁体部２１は、前記弁座２０Ａに接離することにより、供給路２４、流出路２９とを連通ないし遮断しうるテーパ状の基部２１Ａと、この基部２１Ａから前にのびる弁軸２１Ｂとを有して構成されている。この弁軸２１Ｂは、押え金具３９の他、スリーブやＯリングなどを用いて軸封されつつ引金ｈの背面に近接して突出している。
【００２６】
また水性塗料２が流れる前記塗料流路１８は、塗料ノズル３１の中心孔先端に設けらた塗料吐出口４０から、ガン頭部の内孔４１、この内孔４１に側方から連通する横孔４２をへて、前記塗料タンク１０に通じるよう形成される。なお、塗料タンク１０には、前記水性塗料２が貯えられるとともに重力により水性塗料２が塗料ノズル３１の直前まで供給される。
【００２７】
また本例では、塗料タンク１０は、ガン本体９に対して図２に示す水平な軸線Ｌ１の周りで回動自在、かつ回動させた位置を保持可能な程度の摩擦力を発生しうるＯリングなどを内挿した継手部４４を介して前記ガン本体９に連結される。従って、被塗装物３の塗装面に応じてガン本体９を上向きないし下向きとしても、図２に示すように、塗料タンク１０の軸線Ｖ１が常に垂直方向となるように位置合わせできる。従って、水性塗料を確実に塗料ノズル３１まで送給できる。
【００２８】
前記第１の開閉弁１７は、本例では前記塗料吐出口４０を開閉しうる針弁からなり、後端側が内孔４１に並設されるシールリング４５をへて、把手２２の上端の孔部４６に至る。そして、第１の開閉弁１７の後端側は、孔部４６に内挿された支持金具４７にプランジャ４９を介して摺動可能に保持される。またプランジャ４９は、バネ５０によって前に向かって付勢される。
【００２９】
また前記第２の塗装具７は、本実施形態では、吸上げ式の第２のスプレーガン状体１２から構成される。該第２のスプレーガン状体１２は、第１のガン本体９の上部に連結管部５３を介して固着された引金を有しない第２のガン状本体１３と、この第２のガン状本体１３の前記塗料タンク１０とは反対側の側部に連結されかつ添加剤４を貯え得る添加剤タンク１４とを有するものが例示される。このような塗装装置１は、第２のガン状本体１３が第１のガン本体９の上部に固着されており、しかもその両側に塗料タンク１０、添加剤タンク１４をそれぞれ分けて配しているため、塗装作業時の重量バランスに優れ、使い勝手を向上するのに役立つ。また吸い上げ式のスプレーガンは、一般に塗料（本例では添加剤）を送り出す送給力が重力式のものに比して小であるため、本例のように添加剤４の混合割合が小さい場合に特に好適となる。
【００３０】
前記第２のガン状本体１３は、図１、図４に示すように、添加剤４を噴射する吹き出し方向Ｂが前記第１のスプレーガン１１の塗料吹き出し方向Ａと実質的に同一の平面（本例では垂直面）内でかつ交差するよう、本例では前端部を下側に傾けて配したものを示す。特に限定はされないが、各ガン１１、１２の吹き出し方向Ａ、Ｂが挟む角度θは、例えば１５〜３５゜程度、より好ましくは２０〜３０゜程度とするのが望ましい。これにより、霧化状の水性塗料２とシリコンを含む添加剤４とを、より効率的に均一に混合しかつその状態で被塗装物３に付着させることができる点で好ましい。
【００３１】
また、第２のガン状本体１３は、図４及びその拡大図である図５に示すように、前解放かつ略円筒状の基筒部６０と、この基筒部６０の前部にロックナット６２を介して気密に螺着されしかも前端部に空気キャップ６４を取付けた外パイプ部６３と、この外パイプ部６３に間隙を隔てて内挿されしかも前端部に添加剤が吐出される添加剤ノズル５７を装着した内パイプ部６５とを具えたものを例示している。
【００３２】
前記基筒部６０は、内部に空所を有する段付状の筒部６０Ａと、その後端に固着されたエンドキャップ部６０Ｂとを含む。このエンドキャップ部６０Ｂには、後述する添加剤４の噴射量を制御する第２の開閉弁５５の引き代Ｓを調節しうるネジ軸６７がロックナット６９を介して螺着されている。
【００３３】
前記外パイプ部６３と前記内パイプ部６５との間には、第２の空気通路５４が形成される。この第２の空気通路５４は、一端が添加剤ノズル５７の外周面に隔設した軸方向の凹溝７０を通って空気キャップ６４の空気孔７１に連なるとともに、他端が基筒部６０に設けた連結孔７２、連結管部５３の内孔５２を介して前記第１のスプレーガン１１の継ぎ孔５１に連通している。従って、この第２の空気流路５４には、第１のスプレーガン１１からの高圧空気が分岐して取り込まれる。
【００３４】
また、第２のガン状本体１３は、前記内パイプ部６５の内部と基筒部６０に設けた内孔７３とを前記第２の空気流路５４から遮断して連通させることにより、添加剤４が通る添加剤流路５６を具えている。この添加剤流路５６は、添加剤ノズル５７からの添加剤４の噴射量を制御する針弁からなる前記第２の開閉弁５５が設けられる。また添加剤流路５６は、前記内孔７３に一端が添加剤タンク１４に連通した添加剤取り出し流路８６の他端が連通している。
【００３５】
該第２の開閉弁５５は、前向きの移動によりその先端部が前記添加剤ノズル５７の先端孔５７ａに差し込まれ該先端孔５７ａを閉止するとともに、後退により該先端孔５７ａを解放する。また第２の開閉弁５５は、基筒部６０に内装されたスリーブ部材８０により前後移動を案内される。なおスリーブ部材８０は、内挿されたＯリングにより、第２の開閉弁５５の摺動に伴う添加剤の漏れなどを防ぐのに役立つ。なお図５に示す如く、添加剤流路５６は、添加剤ノズル７０と第２の開閉弁５５との間の半径方向の空隙ｔを０．２〜０．５mm、より好ましくは０．２５〜０．３５mmの小厚さとした添加剤絞り部１１０を具えている。これにより、添加剤の送給に抵抗を与え噴射量をごく小さく設定するのに役立つ。
【００３６】
また第２の開閉弁５５の後端部にはピストン部７７が設けられる。該ピストン部７７は、スリーブ部材８０とエンドキャップ部６０Ｂとの間に設けられたシリンダ室７４を前後に摺動可能に配されている。本例のピストン部７７は、ロックナット７９で固着された円盤状のピストン片７５と、このピストン片７５の外周面に設けた環状溝に内挿されることにより前記シリンダ室７４の内周面との間を気密に保持するＯリング７６とを含んで構成されている。またピストン片７５と前記エンドキャップ部６０Ｂとの間には、バネ５８を圧縮して介在させることにより、ピストン部７７は、常時第２の開閉弁５５を前向きに付勢（添加剤ノズル５７を閉止する向きに付勢）しうる。
【００３７】
また前記接続管部５３の内孔５２は、第２の横孔８１を介して前記シリンダ室７４へと連通している。このため、第１のスプレーガン１１の空気開閉弁１５を開くことにより、このシリンダ室７４へも高圧空気が連続して流入する。これにより、シリンダ室７４は昇圧され、前記バネ５８を縮めつつ第２の開閉弁５５を後退させる。なおこのとき、針弁の後退は、前記エンドキャップ部６０Ｂに螺着し前記ネジ軸６７にピストン部７７が当接することにより規制できる。よって、第２の開閉弁５５の引き代Ｓ、即ち添加剤４の噴射量は、ネジ軸６７の基筒部６０内への突出量、つまり第２の開閉弁５５である針弁の開き位置を調節することによって容易に制御しうる。なお引き代Ｓを調節し終えた後は、ロックナット６９によってネジ軸６７の調節量を維持できる。これは、ピストン部７７から受ける力によって、ネジ軸６７の位置ズレを防ぎ、常に一定の引き代Ｓを保つのに役立つ。
【００３８】
とりわけ、本実施形態のように、水性塗料２に対する添加剤４の混合割合が非常に少なく微妙な調整を要する場合には、このようなネジ軸６７による第２の開閉弁５５の引き代Ｓの調整及びその位置の保持はきわめて有効となる。なお図示していないが、例えば前記ネジ軸６７の操作頭部６７ａに、外部から視認可能な目盛り部を設け、調整作業を能率化するなど使い勝手を高めることもできる。
【００３９】
前記添加剤タンク１４は、図６、及びその分解斜視図である図７に示す如く、上部に開口部Ｏを有しかつ添加剤４を貯えうる円筒状のタンク本体１４ａと、このタンク本体１４ａの前記開口部Ｏを閉じるとともにその中央部に小孔１４ｄを設けた中栓部１４ｂと、前記タンク本体１４ａの上部に配され中栓部１４ｂをも覆う上蓋部１４ｅとで構成されたものを例示する。
【００４０】
前記タンク本体１４ａは、本例では小型かつ樹脂製のものを用いているが、その形状、材料等は適宜変更することができる。また中栓部１４ｂは、前記タンク本体１４ａの開口部の内周面に密に嵌合するとともにフランジ部１４ｂ１により抜け落ちが防止される。
【００４１】
前記上蓋部１４ｅの上面部には、図７に示す如く、取付用のビス孔１０１と、空気を取り込む空気孔１０２とが設けられる（これについては後述する）。また上蓋部１４ｅには、パイプ状をなす吸い上げ管１４ｃが上下に貫通して取付ナット１４ｆにより一体に取り付けられたものを例示している。前記吸い上げ管１４ｃは、上蓋部１４ｅを貫通して上、下にはみ出してのびる。また上蓋部１４ｅの下側にはみ出した吸い上げ管１４ｃの下部分１４ｃ２は、タンク本体１４ａへの取付により中栓部１４ｂの小孔１４ｄを通ってタンク本体１４ａ内の添加剤４に連通する。なお中栓部１４ｂの小孔１４ｄと、吸い上げ管１４ｃとの間には空気の行き来が可能な小隙間が形成される。
【００４２】
このような添加剤タンク１４は、本実施形態では連結具８５を介して前記第２のガン状本体１３に連結されている。該連結具８５は、図６、図７に示すように、一端が前記添加剤流路５６に連通しかつ他端が添加剤タンク１４の添加剤４に通じる添加剤取り出し流路８６と、一端が外気に連通しかつ他端が前記添加剤タンク１４の内部に通じる空気取り入れ流路８７（図９に示す）とを具えている。
【００４３】
前記連結具８５は、例えば外筒部９０と、この外筒部９０に内挿されかつ該外筒部９０に対して回動可能な内筒部９１とを含んで構成される。前記外筒部９０は、外形が略直方体状のブロック体をなすとともに、長手方向の両側で開口する水平方向の貫通孔８９が形成されている。この貫通孔８９は、その軸方向長さの略中間部で内径を小とした中央孔部８９Ａと、その第２のガン状本体１３側に連設されかつ内径を大とした内の孔部８９Ｂと、この内の孔部８９Ｂの反対側に連設されかつ内径を大とした外の孔部８９Ｃとを含んだ略ダンベル状に穿設されている。
【００４４】
また、前記内軸部９１は、ナット部９１Ｂと、このナット部９１Ｂの第２のガン状本体１３側に一体に形成されたネジ軸部９１Ａと、該ネジ軸部９１Ａとは反対側で前記ナット部９１Ｂに一体に形成された挿入軸部９１Ｃとから構成された軸状体をなす。そして、この内軸部９１は、その挿入軸部９１Ｃ側を外筒部９０の内の孔部８９Ｂ側から差し込みされるとともに、外筒部９０の外の孔部８９Ｃからはみ出した挿入軸部９１Ｃに、スリーブ９３、ワッシャを介してダブルナット９４を螺着している。これにより、内軸部９１は、ダブルナット９４と前記ナット部９１Ｂとにより回動可能にかつ外筒部９０で保持される。
【００４５】
また本例の前記挿入軸部９１Ｃは、ナット部９１Ｂ側をなし外径が大の大径部９１Ｃ１と、これに連なりかつ外径が小の挿入軸部９１Ｃ２とからなり、前記挿入軸部９１Ｃ１の側端面と中央孔部８９Ａの段差部との間にＯリング９７Ａを介在させるとともに、スリーブ９３と中央孔部８９Ａの段差部との間にＯリング９７Ｂを介在させている。これにより、内軸部９１と外筒部９０との間には、これらのＯリング９７Ａ，９７Ｂによる適度な摩擦力が生じ、両者の相対回転を可能としつつ回転させた位置で前記摩擦力により停止させることができる。これは、第１のスプレーガン１１の場合と同様、塗装面に応じて塗装装置を上下に向き変えした場合でも、図２の如く添加剤タンク１４の軸線Ｖ２を常に垂直として自在に位置合わせできかつその位置を保持できる結果、添加剤４の送給を円滑化するのに役立つ。
【００４６】
また内軸部９１は、ネジ軸部９１Ａを第２のガン状本体１３の側面に設けた取付用のネジ孔８２に螺着され該連結具８５を第２のガン状本体１３に連結しうるとともに、この螺着により一端が前記添加剤流路５６に連通する内孔９１ｉを有している。該内孔９１ｉは、軸方向にのびるとともに前記Ｏリング９７Ａ、９７Ｂの間で終端している。また内軸部９１は、前記Ｏリング９７Ａ、９７Ｂとの間で、円周方向にのびる小深さの周溝９５が凹設されるとともに、この周溝９５と、前記内孔９１ｉとを接続する上の継ぎ孔９２ａ及び下の継ぎ孔９２ｂとが設けられている。また、添加剤タンク１４の吸い上げ管１４ｃの上部分１４ｃ１は、前記外筒部９０の下孔９９へ気密に挿入固着される。また、上蓋部１４ｅは、ビス１００、ビス穴１０６により、予め図６の状態で外筒部９０に一体に固着されている。このような実施形態では、添加剤取り出し流路８６が、内孔９１ｉ、上下の継ぎ孔９２ａ、９２ｂ、周溝９５、吸い上げ管１４ｃによって構成できる。
【００４７】
また前記連結具８５には、例えば図８、図９に示す如く、一端が外気に連通しかつ他端が前記添加剤タンク１４の内部に通じる空気取り入れ流路８７が設けられる。本実施形態では、塗装装置１の通常の塗布作業ないし洗浄に際して、外部からの水分等が添加剤タンク１４に浸入するのを防止しうるようにこの空気取り入れ流路８７を設けたものを例示している。なお図８は、図６のＢ−Ｂ部の断面図（半分のみ）である。
【００４８】
本例の空気取り入れ流路８７は、前記外筒部９０に設けられた上下にのびる第１の小孔１０３及び斜めにのびる第２の小孔１０４と、前記スリーブ９３の外周面に設けた周溝１０５とを含んで構成されたものを例示している。前記第１の小孔１０３は、一端が添加剤タンク１４の上蓋部１４ｅに設けた空気孔１０２（図７に示す）を介して添加剤タンク１４の内部に連通するとともに、他端が外筒部９０の外の孔部８９Ｃで開口する。これにより、第１の小孔１０３と周溝１０５とは外筒部９０の内部で連通できる。本例では第１の小孔１０３を、前記ビス穴１０６を挟んで円周方向の一方側に寄せた位置に設けたものを示す。
【００４９】
また第２の小孔１０４は、本例では一端が外筒部９０の外部（大気）に連通しかつ他端が外の孔部８９Ｃで開口する。なお第２の小孔１０４は、ビス穴１０６を挟んで第１の小孔１０３とは円周方向反対側に設けられたものを示す。また本例では、この第２の小孔１０４を外筒部９０の側端面９０Ｘに対して角度α、かつ図８に示すように下端面９０Ｙに対して角度βで傾いてのびる斜めの小孔として形成される。本例では前記角度α、βをとも４５゜としているが、これに限定されず角度α、βはともに４５゜未満程度の小角度で定めるのが望ましい。
【００５０】
また第２の小孔１０４の一端は、本例では外筒部９０の下端面９０Ｙ、側端面９０Ｘ及び前記側端面と直角な側面を含む面取り面Ｃで開口している。このような空気取り入れ流路８７は、面取り面Ｃに設けた第２の小孔１０４の開口１０４ａから周溝１０５、第１の小孔１０３を介して、添加剤タンク１４の内部とに連通することができる。このような、空気取り入れ流路８７は、下向きにのびる第２の小孔１０４を用いて外部（大気）へ開口させているため、この開口に洗浄液等が浸入し難い。従って、塗装装置１の洗浄に際して、この開口１０４ａから水分が添加剤タンク１４内部へと浸入するのを防止できる。このため、洗浄しても添加剤タンク１４内部に異物ないし不要な化学薬品等が混入するのを効果的に防止でき、常に添加剤４をピュアな状態に維持することができる。なお第２の小孔１０４の開口１０４ａは、例えば外径が１．０〜２．０mm程度の小孔とするのが望ましい。
【００５１】
本実施形態の塗装装置１は、第１のスプレーガン１１において引金ｈを引く操作を行うことにより、第１のスプレーガン１１の空気開閉弁１５を開き、導孔２５から送給される高圧空気を前記空気吐出口３４及び必要に応じてパターン孔３５から吹き出しうる。これにより塗料吐出口４０の周囲に低圧部を生じさせる。又、さらに引金１７を引くことにより、第１の開閉弁１７が塗料吐出口４０を開き、前記低圧部に水性塗料２が吸引され、かつ連続吐出される高圧空気によって霧状化して被塗装物３に噴出される。
【００５２】
同時に、前記高圧空気は、連結管部５３の内孔５２を通り空気孔７１からも吐出されるとともに、横孔８１を介してシリンダ室７４を昇圧し第２の開閉弁５５を後退させることにより、添加剤ノズル５７の先端孔５７ａを開く。これにより添加剤４を霧状化し、これを前記水性塗料２の霧状体２ａに噴射できる。このとき、添加剤タンク１４の内部は添加剤４の吸い上げによって減圧されるため、前記空気取り入れ流路８７を通って外部からの空気が添加剤タンク１４内へと吸引される。
【００５３】
本実施形態の模様塗膜５は、従来の水性塗膜に比べると乾燥時間を短縮化することができる。これは、表面が凹凸化することにより、塗膜の表面積が増すためと考えられる。乾燥には、例えば常温で５〜３０分の初期乾燥を行い、好ましくは６０〜８０℃で５分間程度プレヒートした後、１５０℃で２０分程度の焼き付け乾燥を行う程度で足りる。このため、従来の水性塗装に必要とされていた大型かつ複雑な乾燥設備を不要とし、溶剤系塗料と同程度の設備で乾燥工程を実現できる。また乾燥時間を小としうる結果、溶剤塗料に比べても生産性の低下を抑制できる。
【００５４】
図１０には、本発明の他の実施形態を示している。
この形態では、例えば被塗装物Ｍが連続して供給されるような自動塗装ラインにおいて、コンピュータ等で自動操作され引金等を有しない自動ガンとしても採用できる。さらには、スプレーガンを用いるとき、塗料供給方式として、重力式や吸上げ式の他、圧送式など種々の形態に変形しうる。また塗装装置１は、図２のような形態に限定されるものではなく、各タンクや第１、第２のガンの配置などは種々変更できる。
【００５５】
【実施例】
上記実施形態において図１に示した塗装装置を用いて、表１に示す塗装条件にて塗装テストを行った。なお水性塗料には純水で希釈した水溶性メラミンアルキド樹脂塗料（大泰化工（株）製の「彩水ダイヤトン」）を使用し、また添加剤にはジメチルポリシロキサンを含む添加剤（旭電化工業（株）製の商品名「アデカネートＢ−１９０、アデカネートＢ−１９９」）をそれぞれ使用し、平滑な表面を有する鉄板上に塗装を行った。なお各例とも塗装に先立ち被塗装物に化成処理、脱脂処理を行った後、上記添加剤を含まない水溶性メラミンアルキド樹脂塗料を粘度調整し（塗料塗装粘度５０〜６０秒（ＮＫ−２ＣＵＰ ２０℃））て下塗りを行った。
【００５６】
下塗りは、ノズル口径が１．５mmφの重力式エアスプレーガンを用い、室温２０℃でパターン巾１００゜、空気圧３５０ｋＰａ、被塗装物までのガン距離２５cm、ガン運行速度８０cm／秒で３ないし４回の往復塗装を行った。そして１５０℃で２０分で焼き付け乾燥を行った。
【００５７】
次に、下塗り乾燥後、水性塗料とシリコンを含む添加剤とを霧状で混合し上塗りを行った。上塗りは、第１のスプレーガンにおいては下塗りの場合とほぼ同一とした。また第２のガン状体については、ノズル口径０．５mmφ、パターン巾約１０mmとした。上塗りの乾燥は、例えば常温で５〜３０分の初期乾燥を行い、さらに６０〜８０℃で５分間程度プレヒートし、さらに１５０℃で２０分程度の焼き付け乾燥を行った。テストの結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】

【００５９】
テストの結果、実施例のものは良好な外観と塗膜強度が得られていることが確認できる。特に水性塗料とシリコンとの重量混合比が１００００：１〜１００００：１００の範囲に含まれるものでは、凹部と凸部のバランスが良く、しかも凹部の直径が０．５mm程度で満遍なく均一に凹んでおり、非常に優れた外観が得られた。また表面を撫でても滑らかさを有しきわめて良好であった。
【００６０】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の発明では、水性塗料を被塗装物に向けて霧状で吹き出しするとともに、この水性塗料の霧状体に、シリコンを含有した添加剤を霧状で吐出して混合させることにより、表面が凹凸状をなす模様塗膜を水性塗料を用いて形成することができる。
【００６１】
また請求項２記載の発明のように、水性塗料とシリコンとの重量混合比を一定範囲に限定するときには、塗膜表面に微細な凹凸が満遍なく形成される易くより外観的に優れた模様塗膜を形成するのに役立つ。
【００６２】
また請求項４記載の発明のように、塗装装置として、被塗装物に向けて水性塗料を霧状で吐出しうる第１の塗装具と、前記第１の塗装具から吹き出しされた水性塗料の霧状体に、シリコンを含有した添加剤を霧状で吐出して混合させる第２の塗装具とを一体に具えることにより、水性の凹凸塗膜を形成できる。
【００６３】
また請求項５記載の発明のように、前記第１の塗装具は、第１のガン本体と、この第１のガン本体の一方の側部に連結された塗料タンクとを有する重力式の第１のスプレーガンからなり、かつ前記第２の塗装具は、前記第１のガン本体の上部に固着された第２のガン状本体と、この第２のガン状本体の前記塗料タンクとは反対側の側部に連結された添加剤タンクとを有する吸上げ式のスプレーガン状体とからなるときには、重量バランスに優れた塗装装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す塗料の噴霧状態を示す概略図である。
【図２】本実施形態の塗装装置の一例を示す斜視図である。
【図３】その正面図である。
【図４】そのＡ−Ａ断面図である。
【図５】第２のガン状本体の断面図である。
【図６】添加剤タンクを示す断面図である。
【図７】その分解斜視図である。
【図８】連結具の一部断面図である。
【図９】外筒部の分解斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を示す略図である。
【符号の説明】
１ 塗装装置
２ 水性塗料
２ａ 水性塗料の霧状体
３ 被塗装物
４ 添加剤
４ａ 添加剤の霧状体
５ 模様塗膜
１１ 第１のスプレーガン
１２ 第２のスプレーガン状体
１３ 第２のガン状本体
１４ 添加剤タンク

Claims (5)

1. 水性塗料を被塗装物に向けて霧状で吹き出しするとともにこの水性塗料の霧状体に、シリコンを含有した添加剤を霧状で吐出して混合させることにより、表面が凹凸状をなす模様塗膜を形成することを特徴とする塗装方法。
2. 前記水性塗料と前記シリコンとの重量混合比が１００００：１〜１００であることを特徴とする請求項１記載の塗装方法。
3. 前記シリコンは、ジメチルポリシロキサンを含むことを特徴とする請求項１または２記載の塗装方法。
4. 被塗装物に向けて水性塗料を霧状で吐出しうる第１の塗装具と、前記第１の塗装具から吹き出しされた水性塗料の霧状体に、添加物流路（５６）を流れるシリコンを含有した添加剤を霧状で吐出して混合させる第２の塗装具とを有し、
   前記水性塗料と前記シリコンとの重量混合比は、１００００：１〜１００、
   かつ第２の塗装具は、添加物流路（５６）を開閉する第２の開閉弁を具えるとともに、 この第２の開閉弁は、開き位置を調整してその位置を保持することにより前記添加物の噴射量を制御しうる針弁からなることを特徴とする塗装装置。
5. 前記第１の塗装具は、第１のガン本体と、この第１のガン本体の一方の側部に連結された塗料タンクとを有する重力式の第１のスプレーガンからなり、
   かつ前記第２の塗装具は、前記第１のガン本体の上部に固着された第２のガン状本体と、この第２のガン状本体の前記塗料タンクとは反対側の側部に連結された添加剤タンクとを有する吸上げ式のスプレーガン状体とからなることを特徴とする請求項４記載の塗装装置。

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