JP4188491B2 - 転写による多色模様の形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプレー塗装とロールコータ塗装とを併用してなる高速塗装においても均一な多色模様を形成することができる多色模様形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来、移動する被塗物にスプレー塗装によって多色模様塗膜を形成する際には、移動する被塗物の幅方向にほぼ幅の長さをガンを大きくレシプロさせて塗装しているため、塗装軌跡が大きなジグザグ状となる。したがって、移動速度を速くして、通常４ｍ／分以上とすると被塗物に未塗装部分が生じたり、塗装膜厚のバラツキが大きくなって模様の不連続による濡れかすれが生じるといった問題があった。被塗物に多色模様を形成する場合においては、塗装膜厚のバラツキによる模様のバラツキが顕著に現れるため塗装膜厚のバラツキを小さくすることが特に必要である。
【０００３】
以上のようなことから、従来、コイルコーティングやシートコーティングなどの高速塗装においてスプレー塗装によって均一で美粧性に優れた多色模様を形成することはできていなかった。
【０００４】
また、コイルコーティングやシートコーティングにおけるロールコータ塗装によって、スプレー塗装により形成される多色模様塗膜と同様の細かな多色模様塗膜を形成することはできなかった。
【０００５】
本発明の目的は、被塗物の移動速度を速くしても被塗物に未塗装部分やかすれがなく、均一で美粧性に優れた多色模様を形成できる方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究の結果、塗料吐出ノズルを２個以上有するスプレー塗装装置を使用し、塗料吐出ノズルから互いに異なる塗色の塗料を吐出させて該異なる塗色の塗料が混在する複色スプレーパターンを形成し、この複色スプレーパターンを塗装ロールに当てて塗装ロール上に模様塗料層を形成し、その模様塗料層を移動する被塗物上にロール塗装することによって上記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００７】
しかして、本発明は、（１）塗料吐出ノズルを２個以上有するスプレー塗装装置の少なくとも２個の塗料吐出ノズルから互いに異なる塗色の塗料を吐出させて該異なる塗色の塗料が混在する複色スプレーパターンを形成し、該スプレーパターンを回転する塗装ロール上に当てて、塗装ロール上に模様塗料層を形成する工程、
（２）該塗装ロール上に形成された模様塗料層を、移動する帯状被塗物の表面に圧着させることにより該模様塗料を被塗物表面に転写する工程及び
（３）転写後の塗装ロール表面に付着する残存塗料を掻き取って、塗装ロール表面を清浄な状態に再生する工程、
を有し、工程（３）によって再生された塗装ロール上には、上記工程（１）の方法により再び模様塗料層が形成され、上記工程（１）〜（３）の各工程を連続して行うことによって被塗物上に多色模様を形成することを特徴とする多色模様形成方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の多色模様形成方法について詳細に説明する。
【０００９】
工程（１）
本発明方法の工程（１）において、塗料吐出ノズルを２個以上有するスプレー塗装装置としては、多ノズルスプレーガン、多頭スプレーガンなどを挙げることができる。
【００１０】
上記多ノズルスプレーガンは、塗装機に塗装ガンヘッドを１個有し、該塗装ガンヘッドは近接する塗料吐出ノズルを２個以上有する塗装機である。多ノズルスプレーガンの各塗料吐出ノズルから互いに異なる塗色の塗料を吐出させて該異なる塗色の塗料が混在する複色スプレーパターンを形成することができる。
【００１１】
多ノズルスプレーガンとしては、例えば、特開平９−２９９８３３号公報に記載のスプレーガンを挙げることができる。多ノズルスプレーガンのノズルの位置は、各ノズルから吐出される異なった色の塗料が混合し、塗装ロール上に均一な模様塗料層を形成できる位置であればよく、例えば、２個以上のノズルが独立して配置されたものでもよく、また、各ノズルが同心円状に一体に配置され、内側のノズル及び外側のドーナツ状のノズルが形成されたものであってもよい。
【００１２】
２個以上のノズルが独立して配置される場合のスプレー塗装装置の例を後記図１及び図２を参照して説明する。
【００１３】
図１はスプレー塗装装置の正面断面図であり、図２はスプレー塗装装置の左側面図である。図１は左側面図である図２のＡ−Ａで切断した断面図である。
【００１４】
図１において、スプレー塗装装置は、ガン本体１、塗料吐出ノズルベース５、エアキャプ１５及びこれらを結合して固定するリテーニングナット１４を具備している。
【００１５】
ガン本体１には、塗料供給口２（ａ、ｂ、ｃ、ｄ（但し、ｃ、ｄは図示せず））、霧化エア供給口３（ａ、ｂ（但し、ｂは図示せず））、パターンエア供給口４（ａ、ｂ（但し、ｂは図示せず））及びパイロットエア供給口１９が形成されている。さらに、塗料供給口２から図１において左方向に塗料経路６（ａ、ｂ、ｃ、ｄ（但し、ｃ、ｄは図示せず））、霧化エア供給口３から左方向に霧化エア経路９（ａ、ｂ（但し、ｂは図示せず））、パターンエア供給口４から左方向にパターンエア経路１０（ａ、ｂ（但し、ｂは図示せず））及びパイロットエア供給口１９から右上方にパイロットエア経路２０が形成されている。
【００１６】
塗料吐出ノズルベース５には、塗料経路７（ａ、ｂ、ｃ、ｄ（但し、ｃ、ｄは図示せず））、霧化エア経路１１（ａ、ｂ、ｃ、ｄ（但し、ｃ、ｄは図示せず））及び塗料吐出ノズル８（ａ、ｂ、ｃ、ｄ（但し、ｃ、ｄは図示せず））が形成されている。エアキャプ１５には、中央部に霧化エア噴出口１６及びホーン部にパターンエア噴出口１７（ａ、ｂ）が形成されている。塗料吐出ノズルベース５、エアキャプ１５、塗料吐出ノズル位置調整座金１８をリテーニングナット１４で固定することによって、霧化エア供給室１２及びパターンエア供給室１３が形成される。
【００１７】
塗装時において、ガン本体１の塗料経路６は、塗料吐出ノズルベースの塗料経路７と連通し、塗料はガン本体１の塗料経路６の左端部から塗料吐出ノズルベースの塗料経路７に供給され、さらに塗料吐出ノズル８から吐出できるようになっている。霧化エアは、ガン本体１の霧化エア経路９から塗料吐出ノズルベースの霧化エア経路１１に通ずる室に供給され、この室から霧化エア経路１１を経て霧化エア供給室１２に入り霧化エア噴出口１６から噴出される。この霧化エアの噴出によって塗料吐出ノズル８から吐出された塗料が微粒化される。パターンエアは、ガン本体１のパターンエア経路１０からパターンエア供給室１３に供給され、パターンエア噴出口１７から噴出される。このパターンエアの噴出によって塗料粒子の微粒化の促進及び塗料のスプレーパターン幅の拡大を行うことができる。
【００１８】
ガン本体１のパイロットエア供給口１９から供給されるパイロットエアは、パイロットエア経路２０を経由してガン本体１の内壁とピストン２４とで形成される密閉されたパイロットエア供給室２１に供給される。パイロットエア供給室２１にパイロットエアを供給することによりピストン２４が右方向に押されて移動してパイロットエア供給室２１が広がる。これによって、ピストン２４に連結されたニードル連結部材２２及びこの部材２２に連結されたニードル２３（ａ、ｂ、ｃ、ｄ（但し、ｃ、ｄは図示せず））は右方向に移動する。ニードル２３が右方向に移動することによって、ガン本体１の塗料経路６と塗料吐出ノズルベースの塗料経路７とが連通し、塗料を吐出できるようになる。
【００１９】
また、パイロットエアを供給しないときには、スプリング２５がピストン２４とこれに連動する各部材を左端方向に押し、これによってニードル２３の左端が塗料吐出ノズルベースの塗料経路７の右端の開口部を塞ぎ、ガン本体１の塗料経路６と塗料吐出ノズルベースの塗料経路７とが連通せず塗料が吐出されない。また、ニードル引きしろ位置決め部材２７の位置をニードル引きしろ調整ネジ２６で調整することにより塗料吐出量を調整することも可能である。
【００２０】
次に図２においては、中央部に４本の塗料吐出ノズル８（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）が配置されており、その周辺の霧化エア噴出口１６から霧化エアが噴出され、さらにパターンエア噴出口１７（ａ、ｂ）からパターンエアが噴出される。４本の塗料吐出ノズルのうちの２本以上を使用し、各ノズルから異なる色の塗料を吐出させ、霧化エア及びパターンエアを噴出させることによって多色模様パターンを形成することができる。
【００２１】
各塗料吐出ノズル（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）の配置を換えることにより塗料の粒子を混合程度を調節することができる。すなわち図２に示すように、各塗料吐出ノズル部材同志が接触できる程度にまで近付けることによって、各塗料吐出ノズルから吐出される塗料粒子同志の混合程度を大きなものとすることができる。各塗料吐出ノズル部材同志を離すと塗料粒子同志の混合程度が小さくなる。各塗料吐出ノズル間の距離は特に限定されるものではないが、通常、各塗料吐出ノズル間ができるだけ接近していることが好ましく、塗料吐出ノズル間の距離が１５ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下、さらに好ましくは５ｍｍ以下の範囲内にあることが適当である。
【００２２】
多ノズルスプレーガンの塗料吐出ノズルが３個以上（図２では４個）ある場合には、それぞれの塗料吐出ノズルから異なった色の塗料を吐出してもよいし、必要数のノズルのみ（例えば４個のノズルのうちの２個のノズル）を使用して異なる色の塗料を噴霧してもよい。
【００２３】
前記多頭スプレーガンは、塗装機に塗装ガンヘッドを２個以上有し、各塗装ヘッドには塗料吐出ノズルを各１個有するものであり、塗料吐出ノズルは近接していないものである。多頭スプレーガンの各塗装ガンヘッドの各塗料吐出ノズル（合計２個以上）を被塗物に向かって対向させ、２個以上の塗料吐出ノズルから吐出される異なった色の塗料粒子のスプレーパターンを被塗面に当たる前に交差せしめて２色以上の異なる色の塗料が混合された複色スプレーパターンを形成することによって模様塗膜を形成できるものである。また、２個のエアスプレーガンの各ノズルの方向を各スプレーパターンが被塗面に当たる前に交差し複色スプレーパターンを形成し被塗物上に模様塗膜を形成できるように、位置決めし固定することによって多頭スプレーガンと同様の働きをさせることができる。
【００２４】
上記スプレー塗装装置を使用して、塗料吐出ノズルを２個以上有するスプレーガンの少なくとも２個の塗料吐出ノズルから少なくとも２色の異なる塗色の塗料を吐出させる。これによって各ノズルから吐出した塗料が混在するスプレーパターンを形成させる。スプレーパターンにおける塗料の混在程度は、模様塗膜が形成できる範囲内において、目的とする模様に応じて決定すればよく、塗料粘度、塗料の吐出量などの塗装条件などを適宜調整することによって調節できる。塗装時の塗料の粘度は、通常、フォードカップ＃４（２０℃）での測定で通常、１０〜４０秒の範囲内にあることが適当である。塗料の霧化空気圧は、通常、０．５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲内にあり、パターン空気圧は、通常、０．１〜４ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲内にあることが適当である。
【００２５】
上記のように形成されたスプレーパターンは、帯状被塗物の移動方向に対して正回転又は逆回転する塗装ロール上に当てられ、塗装ロール上に模様塗料層が形成される。スプレーパターンの形状は、真円状であっても楕円状であってもよく、特に限定されるものではなく、また塗装ロール上に当てるスプレーパターンの数は１個であってもよく、複数個のスプレーパターンを組合せたものであってもよい。複数個のスプレーパターンを組合せる場合には、各単位複色スプレーパターンの重なり合う程度が、各単位複色スプレーパターンの間で、最も重なり度合いの大きい線上で、通常、各単位複色スプレーパターン直径の１／６〜１／２、好ましくは１／４〜１／２の範囲内にあることが好適である。
【００２６】
また塗装ロール上へ模様塗料層を形成するに際しては、塗装ロールの幅方向に塗装機をショートレシプロ（短距離の往復運動）させて複色スプレーパターンを移動させてもよい。ショートレシプロすることによって模様の均一性を向上させることが可能である。
【００２７】
塗装ロール上に形成される模様塗料層の厚さは特に限定されるものではないが、通常、１〜３０μｍの範囲内であることが、得られる模様塗膜の外観、塗装ロールの回転による塗料の飛び散りの防止、焼付け時の塗膜のワキ（発泡）防止などの点から好適である。
【００２８】
工程（２）
本発明方法の工程（２）において、上記塗装ロール上に形成された模様塗料層を、移動する帯状被塗物の表面に圧着させる。これによって上記模様塗料を被塗物表面に転写することができる。
【００２９】
塗装ロール上に形成された塗料層を移動する帯状被塗物の表面に圧着させて、塗料を被塗物表面に転写する方法は、従来、コイルコーティングやシートコーティングの分野で一般に用いられるナチュラルロール塗装法（正回転ロール塗装法）に準じて行うことができる。
【００３０】
上記帯状被塗物としては、例えば、金属板、該金属板にプライマー塗膜及び／又は中塗塗膜（さらに必要に応じて上塗ベース塗膜）を形成した塗装金属板、プラスチックシートなどを挙げることができ、なかでも金属板、塗装金属板を好適に使用することができる。
【００３１】
上記金属板としては、冷延鋼板、亜鉛系メッキ鋼板、アルミニウムメッキ鋼板、アルミニウム板などを挙げることができ、なかでも亜鉛系メッキ鋼板を好適に使用することができる。亜鉛系メッキ鋼板としては、溶融亜鉛メッキ鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、鉄−亜鉛合金メッキ鋼板、ニッケル−亜鉛合金メッキ鋼板、アルミニウム−亜鉛合金メッキ鋼板（例えば「ガルバリウム」、「ガルファン」という商品名のメッキ鋼板）などを挙げることができる。また、上記金属板は、付着性や耐食性の向上のために、表面にリン酸亜鉛処理、クロメート処理などの化成処理が施されていてもよい。
【００３２】
被塗物が塗装金属板である場合、上記金属板上に形成されていてもよいプライマー塗膜としては、ポリエステル系プライマー又はエポキシ樹脂系プライマーから得られる塗膜が好適であり、その膜厚は特に限定されるものではないが、通常、２〜１０μｍ程度であることが好ましい。中塗塗膜、上塗ベース塗膜としては、従来塗料分野で公知の中塗塗料、上塗ベース塗料から形成される塗膜であることができる。中塗塗料、上塗ベース塗料としては、いずれも、ポリエステル樹脂系、アルキド樹脂系、アクリル樹脂系、シリコンポリエステル樹脂系などの塗料を挙げることができる。
【００３３】
塗装時における帯状被塗物の移動速度は、特に限定されるものではないが、生産性、塗面状態などの観点から、通常、１０〜１５０ｍ／分、好ましくは２０〜１００ｍ／分の範囲にあることが適当である。
【００３４】
工程（３）
本発明方法の工程（３）において、工程（２）で被塗物上に模様塗料を転写した後に、塗装ロール表面に残存する塗料を除去して塗装ロール表面を清浄な状態に再生する。塗装ロール表面を清浄な状態に再生する方法としては、例えば、コイルコーティングなどのロール塗装法においてそれ自体既知のドクターブレード又はドクターロールなどの塗料掻取り器によって残存塗料を掻き取る方法などを挙げることができる。
【００３５】
上記工程（３）によって表面が清浄な状態に再生された塗装ロール上には、上記工程（１）の方法により模様塗料層が形成され、上記工程（１）〜（３）の各工程を連続して行うことによって被塗物上に多彩模様を形成することができる。被塗物上に形成される多色模様塗料層の塗着量は特に限定されるものではないが、通常、塗料塗着量が、塗料固形分で０．５〜１２０ｇ／ｍ2 、好ましくは１〜８０ｇ／ｍ2 の範囲内となるであることが、得られる模様塗膜の外観、焼付け時の塗膜のワキ（発泡）防止などの点から好適である。
【００３６】
後記図３に基づいて、本発明方法の一例について説明する。
【００３７】
図３においては、３台の多ノズルガン２８を使用して、被塗物であるプライマー塗装鋼板２９の移動方向と同じ方向に回転（ナチュラル回転）する塗装ロール３０上に３個の多ノズルガンによって形成される３個の複色スプレーパターンを重ね合せて模様塗料層を形成し、塗装ロール上に形成された模様塗料層は、移動する鋼板２９と接触し、鋼板上に模様塗料層が転写される。模様塗料層が形成されたプライマー塗装鋼板は、ついで焼付けられる。３台の多ノズルガン２８は、塗装ロールの幅方向に同時にショートレシプロ（短距離の往復運動）できるようになっている。
【００３８】
模様塗料層を鋼板に転写した後の塗装ロール表面には、転写しきれなっか模様塗料層の一部が残存しているが、ドクターブレードなどの塗料掻取り器３１によって残存塗料が掻取られて塗装ロール表面は清浄な状態に再生される。掻取られた残存塗料は、塗料収容器３２に集められ外部に移送されるようになっている。また、再生された塗装ロール表面には、再び模様塗料層が形成され、上記工程が繰り返される。
【００３９】
図３においては、多ノズルガン２８、塗装ロール３０を取囲むように塗装ブース３３が形成されており、スプレー塗装によって未塗着の塗料粒子や、溶剤蒸気は、排気ダクト３４からフィルタを通過後、必要に応じて燃焼後、外部に排気される。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を、さらに具体的に説明する。
【００４１】
実施例１
塗料として、ＫＰカラー１７００ホワイト（関西ペイント（株）製、ポリエステル樹脂系上塗塗料、白色）及びＫＰカラー１７００ブラック（関西ペイント（株）製、ポリエステル樹脂系上塗塗料、黒色）をそれぞれ粘度を２０秒に調整して使用した。
【００４２】
塗装方式は、図３に示す方式、すなわち、多ノズルガン３台を使用して行った。被塗物としては、ＫＰカラー８４５１プライマー（関西ペイント（株）製、エポキシ樹脂系プライマー）を乾燥膜厚で約５μｍ塗装、焼付けしてなる板幅８０ｃｍのプライマー塗装亜鉛メッキ鋼板を用い、被塗物の移動速度（ラインスピード）は４０ｍ／分とした。
【００４３】
各多ノズルガンとして、ノズルを４個有し塗料吐出ノズルの部材同志が接触したもの（ノズル間距離４ｍｍ）を用い、ノズル４個のうちの２個を使用して、上記白色と黒色の２種の塗料を吐出させて塗装するに際して、ノズル先端からロール表面までの距離を４０ｃｍとして、有効パターン幅が４０ｃｍの各複色スプレーパターンを形成し、隣り合うスプレーパターン同志がスプレーパターンの直径の１／４が重なり合うように塗装した。ロール表面の材質はネオプレンゴムとした。
【００４４】
各多ノズルガンにおいて、塗料の霧化空気圧を２．５ｋｇｆ／ｃｍ2 、パターン空気圧を１．５ｋｇｆ／ｃｍ2 とし、各多ノズルガンからの塗料の吐出量を、上記白色塗料、黒色塗料のいずれも２５０ｃｃ／分とした。上記のようにして塗装し、焼付けることによって、プライマー塗装亜鉛メッキ鋼板表面に、未塗装部分やかすれがなく、乾燥塗膜の塗着量約４０ｇ／ｍ2 （乾燥膜厚約１０μｍ）の均一で、細かな模様を有する多彩模様塗膜が形成できた。
【００４５】
実施例２
塗料及び被塗物の種類は、実施例１と同様のものを使用して、被塗物の移動速度（ラインスピード）４０ｍ／分とした。実施例１において、被塗物の板幅を６０ｃｍとし、多ノズルガン３台のかわりに多頭ガン４台を使用する以外は実施例１と同様にして模様塗装を行った。
【００４６】
各多頭ガンは、白色のスプレーパターンと黒色のスプレーパターンとが交差してロール表面で模様塗膜を形成できるようになっている。各多頭ガンから上記白色と黒色の２種の塗料を吐出させるに際して、ノズル先端からロール表面までの距離を７０ｃｍとして、有効パターン幅が４０ｃｍの各複色スプレーパターンを形成し、また、隣り合う複色スプレーパターン同志がスプレーパターンの直径の１／２が重なり合うように塗装した。また、塗装中、４台の多頭ガンを同時に塗装ロールの幅方向に１５ｃｍの距離をショートレシプロさせた。
【００４７】
各多頭ガンにおいて、塗料の霧化空気圧を２．５ｋｇｆ／ｃｍ2 、パターン空気圧を１．５ｋｇｆ／ｃｍ2 とし、各ノズルからの塗料の吐出量を、上記白色塗料、黒色塗料のいずれも１５０ｃｃ／分とした。上記のようにして塗装し、焼付けることによって、プライマー塗装亜鉛メッキ鋼板表面に、未塗装部分やかすれがなく、乾燥塗膜の塗着量約４０ｇ／ｍ2 （乾燥膜厚約１０μｍ）の均一で、細かな模様を有する多彩模様塗膜が形成できた。
【００４８】
【発明の効果】
本発明方法によって、被塗物の移動速度が速くしても、被塗物に未塗装部分やかすれがなく、しかも均一で美粧性に優れた多彩模様を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多ノズルスプレーガンの一例の正面断面図である。
【図２】多ノズルスプレーガンの一例の左側面図である。
【図３】本発明の多色模様形成方法の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ ガン本体
２（ａ、ｂ、ｃ、ｄ） 塗料供給口
３（ａ、ｂ） 霧化エア供給口
４（ａ、ｂ） パターンエア供給口
５ 塗料吐出ノズルベース
６（ａ、ｂ、ｃ、ｄ） ガン本体の塗料経路
７（ａ、ｂ、ｃ、ｄ） 塗料吐出ノズルベースの塗料経路
８（ａ、ｂ、ｃ、ｄ） 塗料吐出ノズル
９（ａ、ｂ） ガン本体の霧化エア経路
１０（ａ、ｂ） ガン本体のパターンエア経路
１１（ａ、ｂ、ｃ、ｄ） 塗料吐出ノズルベースの霧化エア経路
１２ 霧化エア供給室
１３ パターンエア供給室
１４ リテーニングナット
１５ エアキャップ
１６ 霧化エア噴出口
１７（ａ、ｂ） パターンエア噴出口
１８ 塗料吐出ノズル位置調整座金
１９ パイロットエア供給口
２０ パイロットエア経路
２１ パイロットエア供給室
２２ ニードル連結部材
２３（ａ、ｂ、ｃ、ｄ） ニードル
２４ ピストン
２５ スプリング
２６ ニードル引きしろ調整ネジ
２７ ニードル引きしろ位置決め部材
２８ 多ノズルスプレーガン
２９ プライマー塗装鋼板
３０ 塗装ロール
３１ 塗料掻取り器
３２ 塗料収容器
３３ 塗装ブース
３４ 排気ダクト
３５ バックアップロール
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプレー塗装とロールコータ塗装とを併用してなる高速塗装においても均一な多色模様を形成することができる多色模様形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来、移動する被塗物にスプレー塗装によって多色模様塗膜を形成する際には、移動する被塗物の幅方向にほぼ幅の長さをガンを大きくレシプロさせて塗装しているため、塗装軌跡が大きなジグザグ状となる。したがって、移動速度を速くして、通常４ｍ／分以上とすると被塗物に未塗装部分が生じたり、塗装膜厚のバラツキが大きくなって模様の不連続による濡れかすれが生じるといった問題があった。被塗物に多色模様を形成する場合においては、塗装膜厚のバラツキによる模様のバラツキが顕著に現れるため塗装膜厚のバラツキを小さくすることが特に必要である。
【０００３】
以上のようなことから、従来、コイルコーティングやシートコーティングなどの高速塗装においてスプレー塗装によって均一で美粧性に優れた多色模様を形成することはできていなかった。
【０００４】
また、コイルコーティングやシートコーティングにおけるロールコータ塗装によって、スプレー塗装により形成される多色模様塗膜と同様の細かな多色模様塗膜を形成することはできなかった。
【０００５】
本発明の目的は、被塗物の移動速度を速くしても被塗物に未塗装部分やかすれがなく、均一で美粧性に優れた多色模様を形成できる方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究の結果、塗料吐出ノズルを２個以上有するスプレー塗装装置を使用し、塗料吐出ノズルから互いに異なる塗色の塗料を吐出させて該異なる塗色の塗料が混在する複色スプレーパターンを形成し、この複色スプレーパターンを塗装ロールに当てて塗装ロール上に模様塗料層を形成し、その模様塗料層を移動する被塗物上にロール塗装することによって上記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００７】
しかして、本発明は、（１）塗料吐出ノズルを２個以上有するスプレー塗装装置の少なくとも２個の塗料吐出ノズルから互いに異なる塗色の塗料を吐出させて該異なる塗色の塗料が混在する複色スプレーパターンを形成し、該スプレーパターンを回転する塗装ロール上に当てて、塗装ロール上に模様塗料層を形成する工程、
（２）該塗装ロール上に形成された模様塗料層を、移動する帯状被塗物の表面に圧着させることにより該模様塗料を被塗物表面に転写する工程及び
（３）転写後の塗装ロール表面に付着する残存塗料を掻き取って、塗装ロール表面を清浄な状態に再生する工程、
を有し、工程（３）によって再生された塗装ロール上には、上記工程（１）の方法により再び模様塗料層が形成され、上記工程（１）〜（３）の各工程を連続して行うことによって被塗物上に多色模様を形成することを特徴とする多色模様形成方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の多色模様形成方法について詳細に説明する。
【０００９】
工程（１）
本発明方法の工程（１）において、塗料吐出ノズルを２個以上有するスプレー塗装装置としては、多ノズルスプレーガン、多頭スプレーガンなどを挙げることができる。
【００１０】
上記多ノズルスプレーガンは、塗装機に塗装ガンヘッドを１個有し、該塗装ガンヘッドは近接する塗料吐出ノズルを２個以上有する塗装機である。多ノズルスプレーガンの各塗料吐出ノズルから互いに異なる塗色の塗料を吐出させて該異なる塗色の塗料が混在する複色スプレーパターンを形成することができる。
【００１１】
多ノズルスプレーガンとしては、例えば、特開平９−２９９８３３号公報に記載のスプレーガンを挙げることができる。多ノズルスプレーガンのノズルの位置は、各ノズルから吐出される異なった色の塗料が混合し、塗装ロール上に均一な模様塗料層を形成できる位置であればよく、例えば、２個以上のノズルが独立して配置されたものでもよく、また、各ノズルが同心円状に一体に配置され、内側のノズル及び外側のドーナツ状のノズルが形成されたものであってもよい。
【００１２】
２個以上のノズルが独立して配置される場合のスプレー塗装装置の例を後記図１及び図２を参照して説明する。
【００１３】
図１はスプレー塗装装置の正面断面図であり、図２はスプレー塗装装置の左側面図である。図１は左側面図である図２のＡ−Ａで切断した断面図である。
【００１４】
図１において、スプレー塗装装置は、ガン本体１、塗料吐出ノズルベース５、エアキャプ１５及びこれらを結合して固定するリテーニングナット１４を具備している。
【００１５】
ガン本体１には、塗料供給口２（ａ、ｂ、ｃ、ｄ（但し、ｃ、ｄは図示せず））、霧化エア供給口３（ａ、ｂ（但し、ｂは図示せず））、パターンエア供給口４（ａ、ｂ（但し、ｂは図示せず））及びパイロットエア供給口１９が形成されている。さらに、塗料供給口２から図１において左方向に塗料経路６（ａ、ｂ、ｃ、ｄ（但し、ｃ、ｄは図示せず））、霧化エア供給口３から左方向に霧化エア経路９（ａ、ｂ（但し、ｂは図示せず））、パターンエア供給口４から左方向にパターンエア経路１０（ａ、ｂ（但し、ｂは図示せず））及びパイロットエア供給口１９から右上方にパイロットエア経路２０が形成されている。
【００１６】
塗料吐出ノズルベース５には、塗料経路７（ａ、ｂ、ｃ、ｄ（但し、ｃ、ｄは図示せず））、霧化エア経路１１（ａ、ｂ、ｃ、ｄ（但し、ｃ、ｄは図示せず））及び塗料吐出ノズル８（ａ、ｂ、ｃ、ｄ（但し、ｃ、ｄは図示せず））が形成されている。エアキャプ１５には、中央部に霧化エア噴出口１６及びホーン部にパターンエア噴出口１７（ａ、ｂ）が形成されている。塗料吐出ノズルベース５、エアキャプ１５、塗料吐出ノズル位置調整座金１８をリテーニングナット１４で固定することによって、霧化エア供給室１２及びパターンエア供給室１３が形成される。
【００１７】
塗装時において、ガン本体１の塗料経路６は、塗料吐出ノズルベースの塗料経路７と連通し、塗料はガン本体１の塗料経路６の左端部から塗料吐出ノズルベースの塗料経路７に供給され、さらに塗料吐出ノズル８から吐出できるようになっている。霧化エアは、ガン本体１の霧化エア経路９から塗料吐出ノズルベースの霧化エア経路１１に通ずる室に供給され、この室から霧化エア経路１１を経て霧化エア供給室１２に入り霧化エア噴出口１６から噴出される。この霧化エアの噴出によって塗料吐出ノズル８から吐出された塗料が微粒化される。パターンエアは、ガン本体１のパターンエア経路１０からパターンエア供給室１３に供給され、パターンエア噴出口１７から噴出される。このパターンエアの噴出によって塗料粒子の微粒化の促進及び塗料のスプレーパターン幅の拡大を行うことができる。
【００１８】
ガン本体１のパイロットエア供給口１９から供給されるパイロットエアは、パイロットエア経路２０を経由してガン本体１の内壁とピストン２４とで形成される密閉されたパイロットエア供給室２１に供給される。パイロットエア供給室２１にパイロットエアを供給することによりピストン２４が右方向に押されて移動してパイロットエア供給室２１が広がる。これによって、ピストン２４に連結されたニードル連結部材２２及びこの部材２２に連結されたニードル２３（ａ、ｂ、ｃ、ｄ（但し、ｃ、ｄは図示せず））は右方向に移動する。ニードル２３が右方向に移動することによって、ガン本体１の塗料経路６と塗料吐出ノズルベースの塗料経路７とが連通し、塗料を吐出できるようになる。
【００１９】
また、パイロットエアを供給しないときには、スプリング２５がピストン２４とこれに連動する各部材を左端方向に押し、これによってニードル２３の左端が塗料吐出ノズルベースの塗料経路７の右端の開口部を塞ぎ、ガン本体１の塗料経路６と塗料吐出ノズルベースの塗料経路７とが連通せず塗料が吐出されない。また、ニードル引きしろ位置決め部材２７の位置をニードル引きしろ調整ネジ２６で調整することにより塗料吐出量を調整することも可能である。
【００２０】
次に図２においては、中央部に４本の塗料吐出ノズル８（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）が配置されており、その周辺の霧化エア噴出口１６から霧化エアが噴出され、さらにパターンエア噴出口１７（ａ、ｂ）からパターンエアが噴出される。４本の塗料吐出ノズルのうちの２本以上を使用し、各ノズルから異なる色の塗料を吐出させ、霧化エア及びパターンエアを噴出させることによって多色模様パターンを形成することができる。
【００２１】
各塗料吐出ノズル（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）の配置を換えることにより塗料の粒子を混合程度を調節することができる。すなわち図２に示すように、各塗料吐出ノズル部材同志が接触できる程度にまで近付けることによって、各塗料吐出ノズルから吐出される塗料粒子同志の混合程度を大きなものとすることができる。各塗料吐出ノズル部材同志を離すと塗料粒子同志の混合程度が小さくなる。各塗料吐出ノズル間の距離は特に限定されるものではないが、通常、各塗料吐出ノズル間ができるだけ接近していることが好ましく、塗料吐出ノズル間の距離が１５ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下、さらに好ましくは５ｍｍ以下の範囲内にあることが適当である。
【００２２】
多ノズルスプレーガンの塗料吐出ノズルが３個以上（図２では４個）ある場合には、それぞれの塗料吐出ノズルから異なった色の塗料を吐出してもよいし、必要数のノズルのみ（例えば４個のノズルのうちの２個のノズル）を使用して異なる色の塗料を噴霧してもよい。
【００２３】
前記多頭スプレーガンは、塗装機に塗装ガンヘッドを２個以上有し、各塗装ヘッドには塗料吐出ノズルを各１個有するものであり、塗料吐出ノズルは近接していないものである。多頭スプレーガンの各塗装ガンヘッドの各塗料吐出ノズル（合計２個以上）を被塗物に向かって対向させ、２個以上の塗料吐出ノズルから吐出される異なった色の塗料粒子のスプレーパターンを被塗面に当たる前に交差せしめて２色以上の異なる色の塗料が混合された複色スプレーパターンを形成することによって模様塗膜を形成できるものである。また、２個のエアスプレーガンの各ノズルの方向を各スプレーパターンが被塗面に当たる前に交差し複色スプレーパターンを形成し被塗物上に模様塗膜を形成できるように、位置決めし固定することによって多頭スプレーガンと同様の働きをさせることができる。
【００２４】
上記スプレー塗装装置を使用して、塗料吐出ノズルを２個以上有するスプレーガンの少なくとも２個の塗料吐出ノズルから少なくとも２色の異なる塗色の塗料を吐出させる。これによって各ノズルから吐出した塗料が混在するスプレーパターンを形成させる。スプレーパターンにおける塗料の混在程度は、模様塗膜が形成できる範囲内において、目的とする模様に応じて決定すればよく、塗料粘度、塗料の吐出量などの塗装条件などを適宜調整することによって調節できる。塗装時の塗料の粘度は、通常、フォードカップ＃４（２０℃）での測定で通常、１０〜４０秒の範囲内にあることが適当である。塗料の霧化空気圧は、通常、０．５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲内にあり、パターン空気圧は、通常、０．１〜４ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲内にあることが適当である。
【００２５】
上記のように形成されたスプレーパターンは、帯状被塗物の移動方向に対して正回転又は逆回転する塗装ロール上に当てられ、塗装ロール上に模様塗料層が形成される。スプレーパターンの形状は、真円状であっても楕円状であってもよく、特に限定されるものではなく、また塗装ロール上に当てるスプレーパターンの数は１個であってもよく、複数個のスプレーパターンを組合せたものであってもよい。複数個のスプレーパターンを組合せる場合には、各単位複色スプレーパターンの重なり合う程度が、各単位複色スプレーパターンの間で、最も重なり度合いの大きい線上で、通常、各単位複色スプレーパターン直径の１／６〜１／２、好ましくは１／４〜１／２の範囲内にあることが好適である。
【００２６】
また塗装ロール上へ模様塗料層を形成するに際しては、塗装ロールの幅方向に塗装機をショートレシプロ（短距離の往復運動）させて複色スプレーパターンを移動させてもよい。ショートレシプロすることによって模様の均一性を向上させることが可能である。
【００２７】
塗装ロール上に形成される模様塗料層の厚さは特に限定されるものではないが、通常、１〜３０μｍの範囲内であることが、得られる模様塗膜の外観、塗装ロールの回転による塗料の飛び散りの防止、焼付け時の塗膜のワキ（発泡）防止などの点から好適である。
【００２８】
工程（２）
本発明方法の工程（２）において、上記塗装ロール上に形成された模様塗料層を、移動する帯状被塗物の表面に圧着させる。これによって上記模様塗料を被塗物表面に転写することができる。
【００２９】
塗装ロール上に形成された塗料層を移動する帯状被塗物の表面に圧着させて、塗料を被塗物表面に転写する方法は、従来、コイルコーティングやシートコーティングの分野で一般に用いられるナチュラルロール塗装法（正回転ロール塗装法）に準じて行うことができる。
【００３０】
上記帯状被塗物としては、例えば、金属板、該金属板にプライマー塗膜及び／又は中塗塗膜（さらに必要に応じて上塗ベース塗膜）を形成した塗装金属板、プラスチックシートなどを挙げることができ、なかでも金属板、塗装金属板を好適に使用することができる。
【００３１】
上記金属板としては、冷延鋼板、亜鉛系メッキ鋼板、アルミニウムメッキ鋼板、アルミニウム板などを挙げることができ、なかでも亜鉛系メッキ鋼板を好適に使用することができる。亜鉛系メッキ鋼板としては、溶融亜鉛メッキ鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、鉄−亜鉛合金メッキ鋼板、ニッケル−亜鉛合金メッキ鋼板、アルミニウム−亜鉛合金メッキ鋼板（例えば「ガルバリウム」、「ガルファン」という商品名のメッキ鋼板）などを挙げることができる。また、上記金属板は、付着性や耐食性の向上のために、表面にリン酸亜鉛処理、クロメート処理などの化成処理が施されていてもよい。
【００３２】
被塗物が塗装金属板である場合、上記金属板上に形成されていてもよいプライマー塗膜としては、ポリエステル系プライマー又はエポキシ樹脂系プライマーから得られる塗膜が好適であり、その膜厚は特に限定されるものではないが、通常、２〜１０μｍ程度であることが好ましい。中塗塗膜、上塗ベース塗膜としては、従来塗料分野で公知の中塗塗料、上塗ベース塗料から形成される塗膜であることができる。中塗塗料、上塗ベース塗料としては、いずれも、ポリエステル樹脂系、アルキド樹脂系、アクリル樹脂系、シリコンポリエステル樹脂系などの塗料を挙げることができる。
【００３３】
塗装時における帯状被塗物の移動速度は、特に限定されるものではないが、生産性、塗面状態などの観点から、通常、１０〜１５０ｍ／分、好ましくは２０〜１００ｍ／分の範囲にあることが適当である。
【００３４】
工程（３）
本発明方法の工程（３）において、工程（２）で被塗物上に模様塗料を転写した後に、塗装ロール表面に残存する塗料を除去して塗装ロール表面を清浄な状態に再生する。塗装ロール表面を清浄な状態に再生する方法としては、例えば、コイルコーティングなどのロール塗装法においてそれ自体既知のドクターブレード又はドクターロールなどの塗料掻取り器によって残存塗料を掻き取る方法などを挙げることができる。
【００３５】
上記工程（３）によって表面が清浄な状態に再生された塗装ロール上には、上記工程（１）の方法により模様塗料層が形成され、上記工程（１）〜（３）の各工程を連続して行うことによって被塗物上に多彩模様を形成することができる。被塗物上に形成される多色模様塗料層の塗着量は特に限定されるものではないが、通常、塗料塗着量が、塗料固形分で０．５〜１２０ｇ／ｍ2 、好ましくは１〜８０ｇ／ｍ2 の範囲内となるであることが、得られる模様塗膜の外観、焼付け時の塗膜のワキ（発泡）防止などの点から好適である。
【００３６】
後記図３に基づいて、本発明方法の一例について説明する。
【００３７】
図３においては、３台の多ノズルガン２８を使用して、被塗物であるプライマー塗装鋼板２９の移動方向と同じ方向に回転（ナチュラル回転）する塗装ロール３０上に３個の多ノズルガンによって形成される３個の複色スプレーパターンを重ね合せて模様塗料層を形成し、塗装ロール上に形成された模様塗料層は、移動する鋼板２９と接触し、鋼板上に模様塗料層が転写される。模様塗料層が形成されたプライマー塗装鋼板は、ついで焼付けられる。３台の多ノズルガン２８は、塗装ロールの幅方向に同時にショートレシプロ（短距離の往復運動）できるようになっている。
【００３８】
模様塗料層を鋼板に転写した後の塗装ロール表面には、転写しきれなっか模様塗料層の一部が残存しているが、ドクターブレードなどの塗料掻取り器３１によって残存塗料が掻取られて塗装ロール表面は清浄な状態に再生される。掻取られた残存塗料は、塗料収容器３２に集められ外部に移送されるようになっている。また、再生された塗装ロール表面には、再び模様塗料層が形成され、上記工程が繰り返される。
【００３９】
図３においては、多ノズルガン２８、塗装ロール３０を取囲むように塗装ブース３３が形成されており、スプレー塗装によって未塗着の塗料粒子や、溶剤蒸気は、排気ダクト３４からフィルタを通過後、必要に応じて燃焼後、外部に排気される。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を、さらに具体的に説明する。
【００４１】
実施例１
塗料として、ＫＰカラー１７００ホワイト（関西ペイント（株）製、ポリエステル樹脂系上塗塗料、白色）及びＫＰカラー１７００ブラック（関西ペイント（株）製、ポリエステル樹脂系上塗塗料、黒色）をそれぞれ粘度を２０秒に調整して使用した。
【００４２】
塗装方式は、図３に示す方式、すなわち、多ノズルガン３台を使用して行った。被塗物としては、ＫＰカラー８４５１プライマー（関西ペイント（株）製、エポキシ樹脂系プライマー）を乾燥膜厚で約５μｍ塗装、焼付けしてなる板幅８０ｃｍのプライマー塗装亜鉛メッキ鋼板を用い、被塗物の移動速度（ラインスピード）は４０ｍ／分とした。
【００４３】
各多ノズルガンとして、ノズルを４個有し塗料吐出ノズルの部材同志が接触したもの（ノズル間距離４ｍｍ）を用い、ノズル４個のうちの２個を使用して、上記白色と黒色の２種の塗料を吐出させて塗装するに際して、ノズル先端からロール表面までの距離を４０ｃｍとして、有効パターン幅が４０ｃｍの各複色スプレーパターンを形成し、隣り合うスプレーパターン同志がスプレーパターンの直径の１／４が重なり合うように塗装した。ロール表面の材質はネオプレンゴムとした。
【００４４】
各多ノズルガンにおいて、塗料の霧化空気圧を２．５ｋｇｆ／ｃｍ2 、パターン空気圧を１．５ｋｇｆ／ｃｍ2 とし、各多ノズルガンからの塗料の吐出量を、上記白色塗料、黒色塗料のいずれも２５０ｃｃ／分とした。上記のようにして塗装し、焼付けることによって、プライマー塗装亜鉛メッキ鋼板表面に、未塗装部分やかすれがなく、乾燥塗膜の塗着量約４０ｇ／ｍ2 （乾燥膜厚約１０μｍ）の均一で、細かな模様を有する多彩模様塗膜が形成できた。
【００４５】
実施例２
塗料及び被塗物の種類は、実施例１と同様のものを使用して、被塗物の移動速度（ラインスピード）４０ｍ／分とした。実施例１において、被塗物の板幅を６０ｃｍとし、多ノズルガン３台のかわりに多頭ガン４台を使用する以外は実施例１と同様にして模様塗装を行った。
【００４６】
各多頭ガンは、白色のスプレーパターンと黒色のスプレーパターンとが交差してロール表面で模様塗膜を形成できるようになっている。各多頭ガンから上記白色と黒色の２種の塗料を吐出させるに際して、ノズル先端からロール表面までの距離を７０ｃｍとして、有効パターン幅が４０ｃｍの各複色スプレーパターンを形成し、また、隣り合う複色スプレーパターン同志がスプレーパターンの直径の１／２が重なり合うように塗装した。また、塗装中、４台の多頭ガンを同時に塗装ロールの幅方向に１５ｃｍの距離をショートレシプロさせた。
【００４７】
各多頭ガンにおいて、塗料の霧化空気圧を２．５ｋｇｆ／ｃｍ2 、パターン空気圧を１．５ｋｇｆ／ｃｍ2 とし、各ノズルからの塗料の吐出量を、上記白色塗料、黒色塗料のいずれも１５０ｃｃ／分とした。上記のようにして塗装し、焼付けることによって、プライマー塗装亜鉛メッキ鋼板表面に、未塗装部分やかすれがなく、乾燥塗膜の塗着量約４０ｇ／ｍ2 （乾燥膜厚約１０μｍ）の均一で、細かな模様を有する多彩模様塗膜が形成できた。
【００４８】
【発明の効果】
本発明方法によって、被塗物の移動速度が速くしても、被塗物に未塗装部分やかすれがなく、しかも均一で美粧性に優れた多彩模様を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多ノズルスプレーガンの一例の正面断面図である。
【図２】多ノズルスプレーガンの一例の左側面図である。
【図３】本発明の多色模様形成方法の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ ガン本体
２（ａ、ｂ、ｃ、ｄ） 塗料供給口
３（ａ、ｂ） 霧化エア供給口
４（ａ、ｂ） パターンエア供給口
５ 塗料吐出ノズルベース
６（ａ、ｂ、ｃ、ｄ） ガン本体の塗料経路
７（ａ、ｂ、ｃ、ｄ） 塗料吐出ノズルベースの塗料経路
８（ａ、ｂ、ｃ、ｄ） 塗料吐出ノズル
９（ａ、ｂ） ガン本体の霧化エア経路
１０（ａ、ｂ） ガン本体のパターンエア経路
１１（ａ、ｂ、ｃ、ｄ） 塗料吐出ノズルベースの霧化エア経路
１２ 霧化エア供給室
１３ パターンエア供給室
１４ リテーニングナット
１５ エアキャップ
１６ 霧化エア噴出口
１７（ａ、ｂ） パターンエア噴出口
１８ 塗料吐出ノズル位置調整座金
１９ パイロットエア供給口
２０ パイロットエア経路
２１ パイロットエア供給室
２２ ニードル連結部材
２３（ａ、ｂ、ｃ、ｄ） ニードル
２４ ピストン
２５ スプリング
２６ ニードル引きしろ調整ネジ
２７ ニードル引きしろ位置決め部材
２８ 多ノズルスプレーガン
２９ プライマー塗装鋼板
３０ 塗装ロール
３１ 塗料掻取り器
３２ 塗料収容器
３３ 塗装ブース
３４ 排気ダクト
３５ バックアップロール
Claims (6)
- （１）塗料吐出ノズルを２個以上有するスプレー塗装装置の少なくとも２個の塗料吐出ノズルから互いに異なる塗色の塗料を吐出させて該異なる塗色の塗料が混在する複色スプレーパターンを形成し、該スプレーパターンを回転する塗装ロール上に当てて、塗装ロール上に模様塗料層を形成する工程、
（２）該塗装ロール上に形成された模様塗料層を、移動する帯状被塗物の表面に圧着させることにより該模様塗料を被塗物表面に転写する工程及び
（３）転写後の塗装ロール表面に付着する残存塗料を掻き取って、塗装ロール表面を清浄な状態に再生する工程、
を有し、工程（３）によって再生された塗装ロール上には、上記工程（１）の方法により再び模様塗料層が形成され、上記工程（１）〜（３）の各工程を連続して行うことによって被塗物上に多色模様を形成することを特徴とする多色模様形成方法。 - 上記帯状被塗物が金属板であって、その移動速度が１０〜１５０ｍ／分の範囲である請求項１記載の多色模様形成方法。
- 塗料吐出ノズルを２個以上有するスプレー塗装装置を複数個使用して、各スプレーガンからの単位複色スプレーパターンの一部を重ね合せることによって上記工程（１）のスプレーパターンを形成することを特徴とする請求項１又は２記載の多色模様形成方法。
- 塗料吐出ノズルを２個以上有するスプレー塗装装置の複数個を同時に同じ方向に移動させてレシプロ運動させながら単位複色スプレーパターンを組合せた複色スプレーパターン形成を行う請求項３に記載の多色模様形成方法。
- 各単位複色スプレーパターンの重なり合う程度が、各単位複色スプレーパターンの間で、最も重なり度合いの大きい線上で各単位複色スプレーパターン直径の１／６〜１／２の範囲内にあることを特徴とする請求項３又は４に記載の多色模様形成方法。
- スプレー塗装装置が、近接する塗料吐出ノズルを２個以上有する多ノズルスプレーガンである請求項１〜５のいずれか一項に記載の多色模様形成方法。
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