JP4916817B2 - 水性塗料の塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、特に屋外で長期に使用する機器または複雑形状した屋外機器のケースへの水性塗料の塗装方法に関するものである。

最近は、有機溶剤の排出規制が厳しくなっており、これまでの有機溶剤系塗料による塗装から水性塗料を使用した塗装への転換が図られつつある。

水性塗料は、溶剤系塗料に比べて、ワキ、タレなどの塗装不良が生じ易い。これを改善するためには、塗料温度を所定温度、例えば４０℃前後に管理する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、塗料を吹き付けた後の焼き付け温度を段階的に上げていくことで塗料の水の蒸発速度を制御すればよく、この焼き付け温度を段階的に上げていく方法がある（例えば、特許文献２参照）。
特許第２６７０３１１号公報 特開平１０−３４０５１号公報

一般に、屋外で長期に使用する機器のケースは、防錆性能を保たせるために、屋内機器のケースよりも水性塗料の塗装膜厚を厚く施工される。塗装膜厚を厚くすると、吹き付け時及び直後にタレが発生する。熱硬化型では、焼き付け時に水の蒸発が悪くなり、焼き付け後にワキが発生し、また、粘度低下によるタレが発生することにより、外観異常を招いたり、耐食性が低下するという問題がある。

特に、変圧器などのケース構造は、放熱を考慮して凹凸のある複雑な形状となっているため、凹部への吹き付け塗装が難しく、その箇所を厚膜に塗装すると凸部が仕様以上の膜厚となり、ワキ、タレが発生し易くなる。このように、屋外で長期に使用する機器または複雑形状した屋外機器のケースに、従来の方法を適用して塗装するには問題がある。

また、塗装環境から見ても、梅雨時のような多湿環境、または、冬場のように気温が低く被塗物の温度も下がっている状況では、塗着した塗料からの水の蒸発も悪くなり、ワキ、タレの発生が防ぎにくいという問題もある。

本発明の目的は、屋外で長期に使用する機器または複雑形状した屋外機器のケースへの水性塗料の塗装方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、多湿環境や冬場のように気温の低い状況での水性塗料の塗装方法を提供することにある。

第１の発明は、熱硬化型塗料による下塗り塗装工程と、上塗り塗装工程とを含む被塗物への水性塗料の塗装方法を対象とし、下塗り塗装工程後に行われる焼き付け後に被塗物が所定温度になったときに、被塗物を加熱させながら所定温度に維持させ、所定温度の状態で上塗り塗装工程として被塗物に吹き付けるようにしたものである。

第１の発明によれば、特に、熱硬化型塗料による下塗り塗装と、上塗り塗装とを必要とする、屋外で長期に使用する機器または複雑形状した屋外機器のケースのような被塗物に対し、下塗り焼き付け後に被塗物の温度が低下しても塗膜形成中に水性塗料の水がこの塗膜から一段と蒸発し易くなることを維持させているので、ワキ、タレを発生させることなく、より良好な塗装を行うことができる。また、上記のような被塗物に拘わらず多湿環境や冬場のように気温の低い状況でも、より良好な塗装を行うことができる。

図１は、本発明に係る水性塗料の塗装方法を実施する自動塗装ラインの第１の参考例を示すブロック図である。図示するように、塗装ラインには加熱ゾーンＡ、塗装ゾーンＢ及び焼付ゾーンＣが備えられている。

加熱ゾーンＡには加熱炉Ａ１、温度センサＡ２及び加熱炉温度制御装置Ａ３が設けられ、塗装ゾーンＢには塗装ブースＢ１及びノズル（図示しない）が設けられ、焼付ゾーンＣには焼付炉Ｃ１が設けられている。また、塗装ラインには被塗物１を移動させるためのレール２が敷設されており、レール２は加熱炉Ａ１、塗装ブースＢ１及び焼付炉Ｃ１の横側をそれぞれ貫通するように配置され、被塗物１はレール２に取り付けられたハンガー３により吊り下げられている。加熱炉Ａ１、塗装ブースＢ１及び焼付炉Ｃ１にはそれぞれ図示しない搬入口及び搬出口が設けられ、搬入口及び搬出口の開閉は適宜に制御されている。

温度センサＡ２としては、非接触式、例えば赤外線感知式のものが用いられ、加熱炉Ａ１の外壁に取り付けられ、図示しない測定用窓を通して被塗物１の温度が測定される。被塗物１は、例えば下塗り塗装を必要としない、屋外で長期に使用する機器のケースを対象としている。水性塗料は、例えば水性ポリエステルメラミン樹脂系塗料としている。

このような構成において、被塗物１が加熱ゾーンＡに移動されて加熱炉Ａ１に搬入され、この加熱ゾーンＡで被塗物１を温度センサＡ２により温度測定しながら予め所定温度、例えば５０〜６０℃となるように、加熱炉Ａ１が加熱炉温度制御装置Ａ３により制御される。加熱されて搬出されると、被塗物１が塗装ゾーンＢに移動されて塗装ブースＢ１に搬入され、この所定温度の状態で吹き付け塗装される。塗装が終了して搬出されると、被塗物１が焼付ゾーンＣに移動されて焼付炉Ｃ１に搬入され、焼付条件、例えば１５０℃、２０分で焼き付けされる。焼付炉Ｃ１から搬出されると、本発明に係る水性塗料の塗装方法が実施された被塗物１１として完成する。

本実施形態では、上記のケースのような被塗物１に対し、塗膜形成中に水性塗料の水がこの塗膜から一段と蒸発し易くなっているので、ワキ、タレを発生させることなく、良好な塗装を行うことができる。また、上記のような被塗物に拘わらず多湿環境や冬場のように気温の低い状況でも、良好な塗装を行うことができる。

図２は、本発明に係る水性塗料の塗装方法を実施する自動塗装ラインの第２の参考例を示すブロック図である。図示するように、塗装ラインには加熱ゾーンＡ、塗装ゾーンＢ及び焼付ゾーンＣが備えられている。

加熱ゾーンＡには温度センサＡ２、第１の参考例に示した加熱炉Ａ１の代わりに、加熱エア供給装置Ａ４が設けられ、また、加熱エア温度制御装置Ａ５が設けられ、塗装ゾーンＢには塗装ブースＢ１及びノズル（図示しない）が設けられ、焼付ゾーンＣには焼付炉Ｃ１が設けられている。また、塗装ラインには被塗物１を移動させるためのレール２が敷設されており、レール２は塗装ブースＢ１及び焼付炉Ｃ１の横側をそれぞれ貫通するように配置され、被塗物１はレール２に取り付けられたハンガー３により吊り下げられている。塗装ブースＢ１及び焼付炉Ｃ１にはそれぞれ図示しない搬入口及び搬出口が設けられ、搬入口及び搬出口の開閉は適宜に制御されている。

温度センサＡ２としては、例えば赤外線感知式のものが用いられ、加熱ゾーンＡ内に適宜に配設され、被塗物１の温度が測定される。被塗物１は、例えば下塗り塗装を必要としない、屋外で長期に使用する機器のケースを対象としている。水性塗料は、例えば水性ポリエステルメラミン樹脂系塗料としている。

このような構成において、被塗物１が加熱ゾーンＡに移動され、この加熱ゾーンＡで被塗物１を温度センサＡ２により温度測定しながら予め所定温度、例えば５０〜６０℃となるように、被塗物１に加熱エアを直接吹き付ける加熱エア供給装置Ａ４が加熱エア温度制御装置Ａ５により制御される。加熱されて搬出されると、被塗物１が塗装ブースＢ１に搬入され、この所定温度の状態で吹き付け塗装される。塗装が終了して搬出されると、被塗物１が焼付炉Ｃ１に搬入され、焼付条件、例えば１５０℃、２０分で焼き付けされる。焼付炉Ｃ１から搬出されると、本発明に係る水性塗料の塗装方法が実施された被塗物１１として完成する。

本参考例でも、上記のケースのような被塗物１に対し、塗膜形成中に水性塗料の水がこの塗膜から一段と蒸発し易くなっているので、ワキ、タレを発生させることなく、良好な塗装を行うことができる。また、上記のような被塗物に拘わらず多湿環境や冬場のように気温の低い状況でも、良好な塗装を行うことができる。さらに、第１の参考例での加熱炉Ａ１が不要となるので、塗装ラインの簡素化が図られる。

図３は、本発明に係る水性塗料の塗装方法を実施する自動塗装ラインの第３の参考例を示すブロック図である。図示するように、塗装ラインには下塗り塗装ゾーンＤ、加熱ゾーンＦ、上塗り塗装ゾーンＧ及び上塗り焼付ゾーンＨが備えられている。

下塗り塗装ゾーンＤには下塗り塗装ブースＤ１及びノズル（図示しない）が設けられ、加熱ゾーンＦには加熱炉Ｆ１、温度センサＦ２及び加熱炉温度制御装置Ｆ３が設けられ、上塗り塗装ゾーンＧには上塗り塗装ブースＧ１及びノズル（図示しない）が設けられ、上塗り焼付ゾーンＨには上塗り焼付炉Ｈ１が設けられている。また、塗装ラインには被塗物１を移動させるためのレール２が敷設されており、レール２は下塗り塗装ブースＤ、加熱炉Ｆ、上塗り塗装ブースＧ及び上塗り焼付炉Ｈの横側をそれぞれ貫通するように配置され、被塗物１はレール２に取り付けられたハンガー３により吊り下げられている。下塗り塗装ブースＤ１、加熱炉Ｆ１、上塗り塗装ブースＧ１及び上塗り焼付炉Ｈ１にはそれぞれ図示しない搬入口及び搬出口が設けられ、搬入口及び搬出口の開閉は適宜に制御されている。

温度センサＦ２としては、例えば赤外線感知式のものが用いられ、加熱炉Ｆ１の外壁に取り付けられ、図示しない測定用窓を通して被塗物１の温度が測定される。被塗物１は、例えば変圧器のような下塗り塗装及び上塗り塗装を必要とする複雑形状した屋外機器のケースを対象としている。上塗り塗料は、例えば水性ポリエステルメラミン樹脂系の水性塗料としている。

このような構成において、被塗物１が下塗り塗装ブースＤ１に搬入され、常温状態で下塗り吹き付け塗装される。下塗り塗装が終了し、常温乾燥されて搬出されると、被塗物１が加熱炉Ｆ１に搬入され、この加熱ゾーンＦで被塗物１を温度センサＦ２により温度測定しながら予め所定温度、例えば５０〜６０℃となるように、加熱炉Ｆ１が加熱炉温度制御装置Ｆ３により制御される。加熱されて搬出されると、被塗物１が上塗り塗装ブースＧ１に搬入され、この所定温度の状態で上塗り吹き付け塗装される。上塗り塗装が終了して搬出されると、被塗物１が上塗り焼付炉Ｈ１に搬入され、焼付条件、例えば１５０℃、２０分で焼き付けされる。上塗り焼付炉Ｈ１から搬出されると、本発明に係る水性塗料の塗装方法が実施された被塗物１１として完成する。

本参考例では、下塗り塗装と上塗り塗装とを必要とする上記のケースのような被塗物に対し、塗膜形成中に水性塗料の水がこの塗膜から一段と蒸発し易くなっているので、ワキ、タレを発生させることなく、良好な塗装を行うことができる。また、上記のような被塗物に拘わらず多湿環境や冬場のように気温の低い状況でも、良好な塗装を行うことができる。

図４は、本発明に係る水性塗料の塗装方法を実施する自動塗装ラインの第４の参考例を示すブロック図である。図示するように、塗装ラインには下塗り塗装ゾーンＤ、下塗り焼付ゾーンＥ、上塗り塗装ゾーンＧ及び上塗り焼付ゾーンＨが備えられている。なお、本実施形態は請求項３に対応する。

下塗り塗装ゾーンＤには下塗り塗装ブースＤ１及びノズル（図示しない）が設けられ、下塗り焼付ゾーンＥには下塗り焼付炉Ｅ１が設けられ、上塗り塗装ゾーンＧには上塗り塗装ブースＧ１、温度センサＧ２、塗装制御装置Ｇ３及びノズルＧ４が設けられ、上塗り焼付ゾーンＨには上塗り焼付炉Ｈ１が設けられている。また、塗装ラインには被塗物１を移動させるためのレール２が敷設されており、レール２は下塗り塗装ブースＤ１、下塗り焼付炉Ｅ１、上塗り塗装ブースＧ１及び上塗り焼付炉Ｈ１の横側をそれぞれ貫通するように配置され、被塗物１はレール２に取り付けられたハンガー３により吊り下げられている。下塗り塗装ブースＤ１、下塗り焼付炉Ｅ１、上塗り塗装ブースＧ１及び上塗り焼付炉Ｈ１にはそれぞれ図示しない搬入口及び搬出口が設けられ、搬入口及び搬出口の開閉は適宜に制御されている。

温度センサＧ２としては、例えば赤外線感知式のものが用いられ、上塗り塗装ブースＧ１の外壁に取り付けられ、図示しない測定用窓を通して被塗物１の温度が測定される。被塗物１は、例えば変圧器のような下塗り塗装及び上塗り塗装を必要とする複雑形状した屋外機器のケースを対象としている。下塗り塗料は、熱硬化型塗料とし、上塗り塗料は、例えば水性ポリエステルメラミン樹脂系の水性塗料としている。

このような構成において、被塗物１が下塗り塗装ゾーンＤに移動されて下塗り塗装ブースＤ１に搬入され、常温状態で下塗り吹き付け塗装される。下塗り塗装が終了して搬出されると、被塗物１が下塗り焼付ゾーンＥに移動されて下塗り焼付炉Ｅ１に搬入され、焼付条件、例えば１５０℃、２０分で焼き付けされる。下塗り焼き付けされると、被塗物１が上塗り塗装ゾーンＧに移動されて上塗り塗装ブースＧ１に搬入され、被塗物１が温度センサＧ２により温度測定され、所定温度、例えば５０〜６０℃まで低下すれば、塗装制御装置Ｇ３が動作して上塗り吹き付け塗装される。上塗り塗装が終了して搬出されると、被塗物１が上塗り焼付ゾーンＨに移動されて上塗り焼付炉Ｈ１に搬入され、焼付条件、例えば１５０℃、２０分で焼き付けされる。上塗り焼付炉Ｈ１から搬出されると、本発明に係る水性塗料の塗装方法が実施された被塗物１１として完成する。

本参考例では、熱硬化型塗料による下塗り塗装と、上塗り塗装とを必要とする上記のケースのような被塗物に対し、下塗り焼き付け後に被塗物の温度が低下しても被塗物を加熱させることなく、塗膜形成中に水性塗料の水がこの塗膜から一段と蒸発し易くなっているので、ワキ、タレを発生させることなく、良好な塗装を行うことができる。また、上記のような被塗物に拘わらず多湿環境や冬場のように気温の低い状況でも、良好な塗装を行うことができる。

図５は、本発明に係る水性塗料の塗装方法を実施する自動塗装ラインの第１の実施形態を示すブロック図である。図示するように、塗装ラインには下塗り塗装ゾーンＤ、下塗り焼付ゾーンＥ、加熱ゾーンＦ、上塗り塗装ゾーンＧ及び上塗り焼付ゾーンＨが備えられている。なお、本実施形態は請求項１に対応する。

下塗り塗装ゾーンＤには下塗り塗装ブースＤ１及びノズル（図示しない）が設けられ、下塗り焼付ゾーンＥには下塗り焼付炉Ｅ１が設けられ、加熱ゾーンＦには加熱炉Ｆ１、温度センサＦ２及び加熱炉温度制御装置Ｆ３が設けられ、上塗り塗装ゾーンＧには上塗り塗装ブースＧ１及びノズル（図示しない）が設けられ、上塗り焼付ゾーンＨには上塗り焼付炉Ｈ２が設けられている。また、塗装ラインには被塗物１を移動させるためのレール２が敷設されており、レール２は下塗り塗装ブースＤ１、下塗り焼付炉Ｅ１、加熱炉Ｆ１、上塗り塗装ブースＧ１及び上塗り焼付炉Ｈ１の横側をそれぞれ貫通するように配置され、被塗物１はレール２に取り付けられたハンガー３により吊り下げられている。下塗り塗装ブースＤ、下塗り焼付炉Ｅ１、加熱炉Ｆ１、上塗り塗装ブースＧ１及び上塗り焼付炉Ｈ１にはそれぞれ図示しない搬入口及び搬出口が設けられ、搬入口及び搬出口の開閉は適宜に制御されている。

温度センサＦ２としては、例えば赤外線感知式のものが用いられ、加熱炉Ｆ１の外壁に取り付けられ、図示しない測定用窓を通して被塗物１の温度が測定される。被塗物１は、例えば変圧器のような下塗り塗装及び上塗り塗装を必要とする複雑形状した屋外機器のケースを対象としている。下塗り塗料は、熱硬化型塗料とし、上塗り塗料は、例えば水性ポリエステルメラミン樹脂系の水性塗料としている。

このような構成において、被塗物１が下塗り塗装ブースＤ１に搬入され、常温状態で下塗り吹き付け塗装される。下塗り塗装が終了して搬出されると、被塗物１が下塗り焼付炉Ｅ１に搬入され、焼付条件、例えば１５０℃、２０分で焼き付けされる。下塗り焼き付けされると、被塗物１が加熱炉Ｆ１に搬入され、被塗物１が温度センサＦ２により温度測定され、所定温度、例えば５０〜６０℃になれば、被塗物１を温度センサＦ２により温度測定しながらこの所定温度に維持されるように、加熱炉Ｆ１が加熱炉温度制御装置Ｆ３により制御される。加熱されて搬出されると、被塗物１が上塗り塗装ブースＧ１に搬入され、この所定温度の状態で上塗り吹き付け塗装される。上塗り塗装が終了して搬出されると、被塗物１が上塗り焼付炉Ｈ１に搬入され、焼付条件、例えば１５０℃、２０分で焼き付けされる。上塗り焼付炉Ｈ１から搬出されると、本発明に係る水性塗料の塗装方法が実施された被塗物１１として完成する。

本実施形態では、特に、熱硬化型塗料による下塗り塗装と、上塗り塗装とを必要とする上記のケースのような被塗物に対し、下塗り焼き付け後に被塗物の温度が低下しても塗膜形成中に水性塗料の水がこの塗膜から一段と蒸発し易くなることを維持させているので、ワキ、タレを発生させることなく、より良好な塗装を行うことができる。また、上記のような被塗物に拘わらず多湿環境や冬場のように気温の低い状況でも、より良好な塗装を行うことができる。

本発明は、上記のような塗装条件に限定されるものではなく、屋外で長期に使用する機器または複雑形状した屋外機器のケース全般に適用される。

上記の各参考例および実施形態では、被塗物１を上記所定温度の状態で塗装しているが、その理由は、水性ポリエステルメラミン樹脂系の水性塗料の場合、５０℃より低いと加熱しない場合と同じようにタレが発生し、６０℃より高いと急激な水の蒸発によりワキが発生する。したがって、所定温度は５０〜６０℃が最適となる。

上記の各参考例および実施形態では、屋外で長期に使用する機器または複雑形状した屋外機器のケースのような被塗物を対象としたが、上記のような被塗物に拘わらず多湿環境や冬場のように気温の低い状況でも、良好な塗装を行うことができる。

また、第３の参考例及び第１の実施形態において、加熱炉Ｆ１に代わりに、第２の参考例に示した加熱エア供給装置Ａ４を適用してもよい。このように構成すれば、加熱炉Ｆ１が不要となるので、塗装ラインの簡素化が図られる。

本発明に係る水性塗料の塗装方法を実施する自動塗装ラインの第１の参考例を示すブロック図である。 本発明に係る水性塗料の塗装方法を実施する自動塗装ラインの第２の参考例を示すブロック図である。 本発明に係る水性塗料の塗装方法を実施する自動塗装ラインの第３の参考例を示すブロック図である。 本発明に係る水性塗料の塗装方法を実施する自動塗装ラインの第４の参考例を示すブロック図である。 本発明に係る水性塗料の塗装方法を実施する自動塗装ラインの第１の実施形態を示すブロック図である。

１ 被塗物
Ａ 加熱ゾーン
Ａ１ 加熱炉
Ａ２ 温度センサ
Ａ３ 加熱炉温度制御装置
Ｂ 塗装ゾーン
Ｂ１ 塗装ブース

Claims (1)

1. 熱硬化型塗料による下塗り塗装工程と、上塗り塗装工程とを含む被塗物への水性塗料の塗装方法であって、
   前記下塗り塗装工程後に行われる焼き付け後に前記被塗物が所定温度になったときに、前記被塗物を加熱させながら前記所定温度に維持させ、前記所定温度の状態で前記上塗り塗装工程として前記被塗物に吹き付けるようにした水性塗料の塗装方法。

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