JP4150811B2 - 基材の塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、外装建材等の基材に塗装を施す基材の塗装方法に関するものである。

外装建材等として用いられる窯業系無機質板等の基材を塗装するにあたり、従来、略水平方向の周回軌道を周回する噴射ノズルを備える噴射塗装装置（ロータリースプレー塗装装置；特許文献１等参照）を用いた塗装が行われており、これは特に表面に凹凸のある基材の表面への均一塗布に有効なものである。

このような噴射塗装装置を用いて塗料の塗布を行うにあたっては、例えば上記のような噴射塗装装置を基材の搬路の上方に配置し、基材を搬送しながら、噴射塗装装置の噴射ノズルを略水平方向に周回回転させると共に下方の基材に向けて塗料を噴射するものであり、このようにして基材の表面の全面に亘って塗料を塗布しようとするものである。
特開２０００−６１３６４号公報

しかし、上記のような噴射塗装装置を用いる場合、基材の中央部分では噴射ノズルは基材を搬送方向に対して横切るように移動しながら塗料を噴射するが、基材の端部付近では基材の搬送方向に沿った方向に移動しながら塗料を噴射するため、基材の中央部分よりも基材の端部付近の方が塗料の塗布量が多くなってしまうという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてされたものであり、ロータリースプレー方式により基材を均一にスプレー塗装することができる基材の塗装方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る基材の塗装方法は、基材２を搬送しながらその表面に塗料を塗布する基材２の塗装方法において、基材２を水平な一方向に搬送させながら、この基材２の上方で、塗料をスプレー噴射するスプレー噴射部１を、基材２の搬送方向と直交する方向の幅方向寸法Ｗの二倍以上の直径Ｄを有する水平な周回軌道上で周回移動させ、この状態でスプレー噴射部１から塗料を基材２に向けてスプレー噴射すると共に、下方に基材２が配置されていない周回軌道の位置ではスプレー噴射部１からの塗料の噴射を停止するようにしたことを特徴とするものである。このため、スプレー噴射部１は基材２の上方で基材２を搬送方向に対して横切る方向に移動しながら、基材２に対して塗料を噴射することができる。

上記スプレー噴射部１として、塗料が噴射される噴射ノズル４と、前記噴射ノズル４に接続されて、この噴射ノズル４への塗料の供給制御を行う本体部３とを備え、且つ噴射ノズル４の噴射口５と本体部３との間の寸法Ｌが５００ｍｍ以上であるものを用いることができる。この場合、基材２の表面から跳ね返った塗料が本体部３に付着して堆積することを防止し、この付着・堆積した塗料が剥離して塗装不良が発生することを防止することができる。

また、上記スプレー噴射部１からの塗料の噴射方向を、鉛直方向に対して４５°以下の傾斜角度θで傾斜させることが好ましい。この場合、特に表面が凹凸状の基材２に対して塗装を施す場合に凹部の内側壁における塗装不良を防止して塗料の均一塗布性を更に向上することができ、また基材２からの塗料の飛沫の跳ね返りを低減することもできる。

また、スプレー噴射部１の噴射口５と基材２の表面との間の間隔が１００ｍｍ以上となるようにすることが好ましい。この場合、基材２から跳ね返った塗料の飛沫がスプレー噴射部１に付着することを抑制することができ、スプレー噴射部１に付着した塗料を清掃除去する頻度を低減することができて作業性が向上する。

また、上記スプレー噴射部１として、塗料が噴射される噴射ノズル４と、前記噴射ノズル４に接続されて、この噴射ノズル４への塗料の供給制御を行う本体部３とを備え、且つ噴射ノズル４の噴射口５と本体部３との間に本体部３を遮蔽する遮蔽部材６が設けられたものを用いることも好ましい。この場合、基材２から跳ね返った塗料の飛沫は遮蔽部材６にて遮蔽されて本体部３に付着・堆積しないようにすることができる。

本発明では、基材表面にロータリースプレー方式で塗装を施すにあたり、塗装むらを低減して均一な塗装を行うことが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

基材２としては適宜の材質・形状のものを用いることができるが、例えばセメントに必要に応じて骨材、繊維、着色剤等を配合して水と混練して得られるセメント組成物を板状等に成形した湿潤シートや、この湿潤シートを養生硬化することにより得られるセメント系の無機質板等を用いることができる。

また、基材２としては、表面に凹凸が形成されたものを用いることもできる。このような凹凸は、例えば基材２として上記のようなセメント系の無機質板を用いる場合には、セメント組成物を成形する際にロールプレスや平板プレス等により凹凸模様を転写成形したり、あるいは養生硬化後のセメント系の無機質板に切削加工等を施したりすることにより形成することができる。

本発明では、このような基材２に対して、その表面の全面に亘って塗料を塗布して塗装を施すものである。

塗料としては適宜のものを挙げることができ、例えばアクリル樹脂系エマルション塗料等のような有機塗料（有機エマルション塗料）を用いることができる。

また、例えば基材２として上記のような湿潤シートを用いる場合に、塗料として、この湿潤シートに対して養生硬化前にエフロレッセンスの発生防止等の目的で塗布されるシーラーを塗布することができる。このようなシーラーとしては、例えばアクリル系、ウレタン系、シリコン系、フッ素系等の水性エマルション塗料を挙げることができる。

また、無機質板に対してインクジェット塗装を施す塗装法が近年提案されているが、このようなインクジェット塗装に先立って無機質板に形成されるインク受理層（インク受容層）を形成するための組成物を、塗料として塗布することもできる。このようなインク受理層を形成するための組成物としては適宜の組成物を用いることができ、例えばシリカ、コロイダルシリカ、アルミナゾル等の無機フィラーや、酸化チタン、ベンガラ、炭酸カルシウム、複合金属酸化物等の無機顔料、カーボンブラック、キナクリドン、ナフトールレッド、シアニンブルー、シアニングリーン、ハンザイエロー、群青等の有機顔料などから選ばれる一種以上と、ウレタン系ポリマーやアクリル系ポリマー等のインク吸収性ポリマーをＰＶＡ（ポバール）、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）、ＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール）、ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）等のバインダーに混合分散させたものを用いることができ、またこれにポリアミド尿素樹脂、メラミン樹脂、グリオキザール等の耐水化剤や紫外線吸収剤、酸化防止剤等の耐光性向上剤等を適宜添加してもよい。

また、水系の組成物として、アセト酢酸エステル基含有ポリビニルアルコールと炭酸ジルコニルアンモニウムとを含有する水溶液を用いることもできる。

また、塗料としては、塗装後の基材２に対して表面保護用のクリアー層を形成したり、或いは更に無機質塗料層や光触媒層を形成したりするための塗料も挙げることができる。

クリアー層を形成するための塗料としては、適宜のクリアー塗料を挙げることができるが、例えばアクリルシリコン系塗料、アクリルエマルション系塗料等を挙げることができる。

また、無機質塗料層を形成するための塗料としては、適宜の無機質塗料を挙げることができ、例えばオルガノシランのシリカ分散オリゴマー溶液に、ポリオルガノシロキサンや、アルキルチタン酸塩等の縮合反応触媒を加え、或いは更にシリカを加えたケイ素アルコキシド系塗料を挙げることができる。

また、光触媒層を形成するための塗料としては、上記のような無機質塗料に、更に酸化チタン等の光触媒を含有させたものを挙げることができる。

本発明に係る基材の塗装方法では、塗装が施される基材２をベルトコンベアやロールコンベア等の適宜の搬送手段を用いて水平な一方向に向けて搬送すると共に、この基材２の搬路の上方に配置したスプレー噴射部１から塗料を基材２に向けてスプレー噴射する。

図３はスプレー噴射部１の構成の一例を示すものである。このスプレー噴射部１は、塗料をスプレー噴射する噴射ノズル４と、この噴射ノズル４に接続されると共にこの噴射ノズル４への塗料の供給制御を行う本体部３とを備える。本体部３としてはその内部に噴射ノズル４へ塗料の供給とその停止との切り換えを行うための開閉弁を備えるものを用いることができる。

ここで、本体部３には、図示はしないが塗料が貯留されるタンクから塗料が圧送されて供給されるようになっており、本体部３の内部の開閉弁を開くことで前記塗料が噴射ノズル４に供給され、この開閉弁を閉じることで前記塗料の噴射ノズルへの供給が停止されるものである。

また、噴射ノズル４は長尺筒状のノズル（ロングノズル）として形成されている。この噴射ノズル４の基部は本体部３に接続されて、本体部３から塗料が供給されるようになっている。また噴射ノズル４の先端には噴射口５が設けられており、この噴射口５から塗料が噴射されるようになっている。

このスプレー噴射部１は、図１に示すように基材２の搬路の上方で水平な周回軌道上を周回移動する。このとき周回軌道上には複数のスプレー噴射部１を配置し、これらを同時に周回移動させることができる。

このようにスプレー噴射部１を周回移動させるためには、例えば基材２の搬路の上方に図２に示すようなスプレー噴射装置を配設する。図示の噴射塗装装置は、鉛直軸を中心に回転駆動する回転体９に、斜め下方へ放射状に突出する複数の腕部８を設け、この腕部８の先端にスプレー噴射部１を設けて構成されており、回転体９が回転駆動することにより、複数のスプレー噴射部１が塗料を噴射しながら水平な周回軌道を周回移動するものである。

基材２は、このようなスプレー噴射部１の周回軌道の下方を、この周回軌道を横切るように一方向に搬送される。このとき、好ましくは基材１の幅方向の中心が、周回軌道の中心を通過するようにする。

このとき、上記スプレー噴射部１の周回軌道の直径Ｄは、基材２の搬送方向と直交する方向の幅方向寸法Ｗの２倍以上となるようにする。このため、周回軌道を移動するスプレー噴射部１は、基材２の上方を横切りながら基材２に向けて塗料を噴射した後、周回軌道の一側部（基材１の搬送方向と直交する方向の一側部）に位置することによりその下方に基材２が配置されていない状態となり、次いで基材２の上方を前回とは逆方向に横切りながら基材２に向けて塗料を噴射した後、周回軌道の他側部（基材２の搬送方向と直交する方向の他側部）に位置することによりその下方に基材２が配置されていない状態となる。ここで、スプレー噴射部１がその周回軌道の両側部に配置されてその下方に基材２が配置されていない状態では、スプレー噴射部１からの塗料の噴射を停止して塗料の無駄を削減するようにしても良い。

このような動作を繰り返しながら、スプレー噴射部１はその下方を搬送される基材２の表面の全面に塗料を噴射するものであるが、上記のようにスプレー噴射部１の周回軌道の直径Ｄが、基材２の搬送方向と直交する方向の幅方向寸法Ｗの２倍以上であるため、スプレー噴射部１が基材２の上方を横切る際の軌道は直線に近くなる。このため、基材２の表面におけるスプレー噴射部１による塗料の塗布量は、基材２の幅方向に亘って均一なものとなって、塗料の塗布むらが生じず、均一な塗装を行うことができるものである。ここで、周回軌道の直径Ｄが基材２の幅寸法Ｗの２倍に満たないと、基材２の幅方向の両端部の上方におけるスプレー噴射部１の軌道が基材２の搬送方向に向けて傾斜することとなりて、この両端部における塗料の塗布量が増大し、基材２に均一な塗装を行うことができなくなってしまう。

上記スプレー噴射部１の周回軌道の直径Ｄは大きければ大きい程、基材２の上方を横切る際のスプレー噴射部１の軌道がより直線に近づいて、より均一な塗装を行うことができるが、この直径Ｄが大きすぎると塗装設備の大型化を招き、またこの直径Ｄが一定以上の大きさとなると直径Ｄの増大に比して塗装の均一化への寄与は小さくなるため、この直径Ｄの上限は、基材２の幅寸法Ｗの３倍とすることが好ましい。

上記のようにして基材２に対して塗装を施すにあたり、噴射ノズル１の噴射口５と本体部３との間の寸法Ｌ（図３参照）が、５００ｍｍ以上となるようにすることが好ましい。すなわち、図３に示す例では長尺筒状に形成された噴射ノズル４の長手方向寸法を５００ｍｍ以上に形成することで、この噴射ノズル４の基部に接続された本体部３と、噴射ノズル４の先端に形成されている噴射口５との間の寸法Ｌを、５００ｍｍ以上とすることができる。この場合、噴射口５と本体部３との間の寸法が十分に大きく形成されているので、噴射口５から基材２に向けて噴射された塗料が基材２の表面で飛び跳ねて本体部３に付着・堆積することを防ぐことができ、このため本体部３に付着・堆積した塗料が基材２の塗装中に剥離して基材２の表面に落下することによる塗装不良の発生を防止することができる。

ここで、上記寸法Ｌは大きければ大きいほど、本体部３への塗料の付着を更に抑制することができるが、あまりにも大きすぎると、本体部３と噴射口５との間において噴射ノズル４中に溜まった塗料が自重により噴射口５から落下しやすくなって、塗装開始前などに噴射口５から落下した塗料が基材２の表面に付着し、塗装不良が発生するおそれがあるため、この寸法Ｌの上限は６００ｍｍとすることが好ましい。

また、噴射口５と、スプレー噴射部１の下方を搬送される基材２の上面との間の寸法Ｈは、１００ｍｍ以上であることが好ましい。この場合、基材２から跳ね返った塗料の飛沫がスプレー噴射部１に付着することを抑制することができる。ここで、スプレー噴射部１には、本体部３の下方の噴射ノズル４にも塗料が付着するおそれがあり、この付着した塗料は本体部３に付着した場合と同様に剥離・落下して基材２の塗装不良を引き起こす可能性があり、そのため噴射ノズル４等に付着した塗料は定期的に清掃除去する必要があるが、上記のように寸法Ｈを１００ｍｍ以上としてスプレー噴射部１への塗料の付着を抑制すると、スプレー噴射部１に付着した塗料を除去する頻度を低減することができて作業性が向上するものである。

ここで、上記寸法Ｈは大きければ大きいほど、スプレー噴射部１への塗料の付着を抑制することができるが、あまりにも大きすぎると塗料の飛散を招いて塗装ロスが大きくなるため、この寸法Ｈの上限は３００ｍｍとすることが好ましい。

また、スプレー噴射部１からの塗料の噴射方向は、鉛直方向に対して傾斜した角度となるようにし、且つこの塗料の噴射方向の、鉛直方向に対する傾斜角度θが４５°以下となるようにすることが好ましい。ここで、図３に示す例では、長尺筒状の噴射ノズル４の長手方向が塗料の噴射方向に相当し、この噴射ノズル４の長手方向の、鉛直方向に対する傾斜角度θが４５°以下となるようにする。このとき塗料の噴射方向は、スプレー噴射部の周回軌道の接線方向に沿って傾斜させることができる。

このようにして塗料の噴射方向を傾斜させると、基材２に対する塗料の塗装を適正にすることができ、特に表面に凹凸を有する基材２に対して塗装を施す場合、基材２の凹部の内側壁に十分塗装を施すことができて、凹凸を有する基材２の表面により均一な塗装を施すことができる。ここで、ロータリースプレー方式での塗装においては塗料が遠心力により斜め方向に噴射されるため凹凸を有する基材２の表面の均一塗布性が高いものであるが、更に上記のようにスプレー噴射部１からの塗料の噴射方向を傾斜させると、凹凸を有する基材２の表面の均一塗布性が更に向上するものである。また、このような傾斜した方向に塗料を噴射すると、基材２の表面における塗料の飛び跳ねが抑制され、基材２から飛び跳ねた塗料がスプレー噴射部１に付着・堆積することを更に抑制することができる。

ここで、上記傾斜角度θは０°を超える４５°以下の範囲で適宜の角度に調整すれば良い。

また、図３に示すように、スプレー噴射部１には、噴射ノズル４の噴射口５と本体部３との間に、本体部３を遮蔽する遮蔽部材６を設けるようにしても良い。

この遮蔽部材６は基材２の表面から飛び跳ねた塗料の飛沫を、本体部３まで到達しないように遮蔽するための設けるものであり、このような遮蔽部材６を設けることで、本体部３への塗料の付着・堆積が更に防止される。

図３に示す例では、遮蔽部材６はドーム状の部材として形成されており、その中心を噴射ノズル４が貫通するようにしてスプレー噴射部１に設けられている。このとき、図３に示す例では、図４（ａ）にも示されるように、遮蔽部材６はその内面の凹曲面が下方（噴射口５側）に開放されると共に、外面の凸曲面が上方（本体部３側）に向くようになっており、基材２から本体部３に向けて飛び跳ねた塗料の飛沫が遮蔽部材６の内面の凹曲面にて受け止められて、本体部３まで到達しないようになっている。

遮蔽部材６は上記以外に適宜の構成のものを設けることができる。例えば図４（ｂ）に示す例では、遮蔽部材６はドーム状の部材として形成されており、その中心を噴射ノズル４が貫通するようにしてスプレー噴射部１に設けられているが、このとき、遮蔽部材６はその内面の凹曲面が上方（本体部３側）に開放されると共に、外面の凸曲面が下方（噴射口５側）に向くように設けられている。この場合、基材２から本体部３に向けて飛び跳ねた塗料の飛沫が遮蔽部材６の外面の凸曲面にて受け止められて、本体部３まで到達しないようになる。

また、図４（ｃ）に示す例では、噴射ノズル４から外方への広がり寸法が異なる複数の遮蔽部材６（図示では三つの遮蔽部材６ａ,６ｂ,６ｃ）を設けている。このとき、各遮蔽部材６は、本体部３側ほど広がり寸法が大きくなるように設けられている。また各遮蔽部材６ａ，６ｂ，６ｃは、図４（ｂ）に示す遮蔽部材６と同様にドーム状の部材として形成されており、その中心を噴射ノズル４が貫通するようにしてスプレー噴射部１に設けられ、且つこの遮蔽部材６ａ，６ｂ，６ｃはその内面の凹曲面が上方（本体部３側）に開放されると共に、外面の凸曲面が下方（噴射口５側）に向くように設けられている。

この場合、基材２から本体部３に向けて飛び跳ねた塗料の飛沫は、複数の遮蔽部材６ａ，６ｂ，６ｃのうちいずれかの外面の凸曲面にて受け止められて、本体部３まで到達しないようになる。また、このとき遮蔽部材６を一つだけ設ける場合と比べて、各遮蔽部材６ａ，６ｂ，６ｃにおける塗料の付着量が低減され、この遮蔽部材６ａ，６ｂ，６ｃに付着堆積した塗料が基材２の上面にたれ落ちて塗装不良が発生することを防ぐことができる。また、最も下方に配置されている遮蔽部材６ｃを除けば、遮蔽部材６ａ（又は６ｂ）の外面の凸曲面に塗料が付着堆積し、これがたれ落ちても、この塗料は前記遮蔽部材６ａ（又は６ｂ）のすぐ下方に配置されている遮蔽部材６ｂ（又は６ｃ）の内面の凹曲面によって受け止められることとなり、これにより、更に基材２への塗料のたれ落ちを抑制することができる。

また、図４（ｄ）に示す例では、図３や図４（ａ）に示す構成において、遮蔽部材６の下端の開口縁の全周から内側に向けて受け止めリブ７を突設したものである。この場合も図３や図４（ａ）に示す場合と同様に、基材２から飛び跳ねた塗料の飛沫を遮蔽部材６の内面の凹曲面にて受け止めることができる。また、この凹曲面に付着・堆積されてた塗料がこの凹曲面に沿って下方に流れ落ちようとしても、この塗料は受け止めリブ７によって受け止められ、これにより基材２への塗料のたれ落ちを抑制して塗装不良の発生を防止することができる。

このようにして基材２に対して塗装を施すにあたり、基材２の搬送速度、スプレー噴射部１の周回移動速度、スプレー噴射部１からの塗料の噴射量等は、基材２の寸法、塗料の種類、塗装の目的、必要とされる塗膜厚等に応じて適宜調整されるものであるが、例えば基材２の搬送速度を２０〜４０ｍ／ｍｉｎ、スプレー噴射部１の周回移動速度（周方向速度）を５０〜２００ｍ／ｍｉｎ、スプレー噴射部１からの塗料の噴射量を１５０〜３００ｇ／ｍｉｎの範囲とすることができる。

このようにして基材２に塗料を塗布した後は、必要に応じて基材２上の塗料を加熱成膜して塗膜を形成することができる。

本発明の実施の形態の一例を示す平面図である。 同上の実施の形態におけるスプレー噴射装置の構成の一例を示す斜視図である。 同上の実施の形態におけるスプレー噴射部の構成の一例を示す側面図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、同上のスプレー噴射部に設けられる遮蔽部材の構成の例を示す断面図である。

符号の説明

１ スプレー噴射部
２ 基材
３ 本体部
４ 噴射ノズル
５ 噴射口
６ 遮蔽部材

Claims (5)

1. 基材を搬送しながらその表面に塗料を塗布する基材の塗装方法において、基材を水平な一方向に搬送させながら、この基材の上方で、塗料をスプレー噴射するスプレー噴射部を、基材の搬送方向と直交する方向の幅方向寸法の二倍以上の直径を有する水平な周回軌道上で周回移動させ、この状態でスプレー噴射部から塗料を基材に向けてスプレー噴射すると共に、下方に基材が配置されていない周回軌道の位置ではスプレー噴射部からの塗料の噴射を停止するようにしたことを特徴とする基材の塗装方法。
2. 上記スプレー噴射部として、塗料が噴射される噴射ノズルと、前記噴射ノズルに接続されて、この噴射ノズルへの塗料の供給制御を行う本体部とを備え、且つ噴射ノズルの噴射口と本体部との間の寸法が５００ｍｍ以上であるものを用いることを特徴とする請求項１に記載の基材の塗装方法。
3. 上記スプレー噴射部からの塗料の噴射方向を、鉛直方向に対して４５°以下の傾斜角度で傾斜させることを特徴とする請求項１又は２に記載の基材の塗装方法。
4. スプレー噴射部の噴射口と基材の表面との間の間隔が１００ｍｍ以上となるようにすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基材の塗装方法。
5. 上記スプレー噴射部として、塗料が噴射される噴射ノズルと、前記噴射ノズルに接続されて、この噴射ノズルへの塗料の供給制御を行う本体部とを備え、且つ噴射ノズルの噴射口と本体部との間に本体部を遮蔽する遮蔽部材が設けられたものを用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基材の塗装方法。
   

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