(57)【要約】【課題】比較的高粘度の水性塗料を低飛散性で、低エアー圧力で十分に塗布することができ、かつ低騒音の塗装方法並びにそれに用いるスプレーガンを提供することにある。【解決手段】塗料ホルダーと、その下部に連結する前記塗料の流管部、および前記流管部に配置される塗料を噴出するための先端口径が４．０〜８．０ｍｍで、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°のラッパ状の口金と、この口金の内側に前記口金の中心線を共有し、かつ前記塗料噴出口から５〜１５ｍｍの範囲で内側に配置され、口径２．０〜４．０ｍｍのエアーノズルを有する塗膜形成用のスプレーガンの前記エアーノズル他端部近傍に、コンプレッサーゲージ部を設けた塗膜形成用のスプレーガンとすることによって、解決される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
比較的粘度が高い水性塗料を用いて塗膜を形成するにあたり、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°で先端口径が４．０〜８．０ｍｍのラッパ状の口金と、エアーノズルを有するスプレーガンを用い、エアー圧力０．１〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ２で被塗装物に前記塗膜を形成することを特徴とする、塗膜の形成方法。
【請求項２】
塗料ホルダーとその下部に連結する前記塗料の流管部および前記流管部に配置される、塗料を噴出するための先端口径が４．０〜８．０ｍｍで、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°のラッパ状の口金と、この口金の内側に前記口金の中心線を共有し、かつ前記塗料噴出口から５〜１５ｍｍの範囲で内側に配置された、口径が２．０〜４．０ｍｍのエアーノズルとから構成されたことを特徴とする、塗膜形成用のスプレーガン。
【請求項３】
塗料ホルダーとその下部に連結する前記塗料の流管部および前記流管部に配置される、塗料を噴出するための先端口径が４．０〜８．０ｍｍで、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°のラッパ状の口金と、この口金の内側に前記口金の中心線を共有し、かつ前記塗料噴出口から５〜１５ｍｍの範囲で内側に配置された、口径２．０〜４．０ｍｍのエアーノズルを有する塗膜形成用のスプレーガンの、前記エアーノズル他端部近傍にコンプレッサーゲージ部を設けたことを特徴とする、塗膜形成用のスプレーガン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に比較的粘度が高い水性塗料を用いた塗膜の形成方法、並びに塗膜形成用のスプレーガンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の建築物等の塗装に関しては種々の方法が行われているが、スプレーガンを用いて塗装する方法が、作業速度、道具類のコストや手入れのし易さ等から最も使用されている。しかしながらこのスプレーガンによる塗装方法においては、作業効率等の点から空気圧を比較的高めの４〜６ｋｇｆ／ｃｍ２程度で行われることが多いため、大気中への塗料の飛散量が多くなったり、塗料の種類等にもよるが、その飛散量が２０〜５０％程度にもなるものもあり好ましいものではなかった。このために種々の改良等が行われているが、ライン塗装向けや低粘度の薄塗り塗料向けのものが現状である。また水性の高粘度塗料に関しては、所謂、リシンガンと呼ばれる塗料の低飛散化対応のスプレーガンもあるが、今だ満足できるものではなかった。例えば、特開２００１−２７６６７５号公報の図４（イ）、（ロ）に記載されるような構造のスプレーガンである。すなわち、エアーノズル内径とエアー圧力噴出口内径および噴出口とエアーノズルの距離を調整して、用いる塗料に対応できるようにしたものである。しかしながら、このタイプのスプレーガンでは塗料が細分化され難く、粒状になり易い。また、エアーノズルの傾きで吹き付けパターンに斑が生じ、均一な塗装が難しい等の問題と共に、塗料の飛散量が多いことが問題視されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
よって本発明が解決しようとする課題は、比較的高粘度の水性塗料を低飛散性で、低エアー圧力で十分塗布することができ、かつ低騒音の塗装方法並びにそれに用いるスプレーガンを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するためには、請求項１に記載されるように、比較的粘度が高い水性塗料を用いて塗膜を形成するにあたり、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°で先端口径が４．０〜８．０ｍｍのラッパ状の口金と、エアーノズルを有するスプレーガンを用い、エアー圧力０．１〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ２で被塗装物に前記塗膜を形成する塗膜の形成方法とすることによって、解決される。
【０００５】
また請求項２に記載されるように、塗料ホルダーとその下部に連結する前記塗料の流管部および前記流管部に配置される、塗料を噴出するための先端口径が４．０〜８．０ｍｍで、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°のラッパ状の口金と、この口金の内側に前記口金の中心線を共有し、かつ前記塗料噴出口から５〜１５ｍｍの範囲で内側に配置された、口径が２．０〜４．０ｍｍのエアーノズルとから構成された塗膜形成用のスプレーガンとすることによって、解決される。
【０００６】
さらに請求項３に記載されるように、塗料ホルダーとその下部に連結する前記塗料の流管部および前記流管部に配置される、塗料を噴出するための先端口径が４．０〜８．０ｍｍで、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°のラッパ状の口金と、この口金の内側に前記口金の中心線を共有し、かつ前記塗料噴出口から５〜１５ｍｍの範囲で内側に配置された、口径２．０〜４．０ｍｍのエアーノズルを有する塗膜形成用のスプレーガンの前記エアーノズル他端部近傍に、コンプレッサーゲージ部を設けた塗膜形成用のスプレーガンとすることによって、解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。請求項１に記載される発明は、比較的粘度が高い水性塗料を用いて塗膜を形成するにあたり、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°で先端口径が４．０〜８．０ｍｍのラッパ状の口金と、エアーノズルを有するスプレーガンを用い、エアー圧力０．１〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ２で被塗装物に前記塗膜を形成する塗膜の形成方法としたので、比較的高粘度の水性塗料を低飛散量でかつ低エアー圧力で十分塗布することが可能な、塗膜の形成方法を提供できるものである。従来、比較的高粘度の水性塗料のスプレーガンによる塗装においては、塗料の飛散量が２０〜５０％とも言われており、低飛散化が検討されている。所謂リシンガンと呼ばれるスプレーガンが好ましいものとされているが、これまでのリシンガンにおいては、塗料の低飛散化については余り検討されていないのが現状であった。本発明においてはこの問題を種々検討した結果、前記請求項１に記載されるような要件の塗装を行うことによって、低飛散化の塗装方法とすることが可能となったものである。
【０００８】
すなわち、粘度が２５〜１３０ｄＰａ・ｓで表わされるような比較的高粘度の水性塗料をスプレーガンで塗装する場合に、まずスプレーガンの口金とエアーノズルの関係が、口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面の接線との角度をα角と定義し、そのα角が１１．５〜１６．５°で、先端口径が４．０〜８．０ｍｍのラッパ状の口金とエアーノズルからなるスプレーガンとし、また塗料を吹出すためのエアー圧力を、０．１〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲とすることによって、霧化された塗料が全体に均一化され、低飛散化の塗装方法とすることができた。すなわち種々の実験結果から、その塗着効率（塗着量／吐出量）は８５％以上のものであることを確認した。そして前記エアー圧力については、実際の作業効率からは０．３ｋｇｆ／ｃｍ２程度とすることが好ましい。そのような結果が生じる理由としては、前記口金とエアーノズルの特定により、塗装する塗料が好ましい霧化状態、すなわち飛散させた塗料ミストが過度に微粒化されることがなく、かつ全体に均一化された状態とすることができるので、その広がりが従来のものに比較して１．２倍程度となって、作業効率が向上する。また、前述のように比較的低圧で塗装することが可能なので、スプレーガンから飛んで行く塗料の飛散距離が短くなるため、被塗装物からはみ出る塗料量が少なくなるものと考えられる。またこのような塗装方法としたことにより、被塗装物からはみ出た塗料が遠くまで飛ぶこともなくなり、さらにエアー圧力も低圧にできるので、塗装現場での騒音の問題が軽減できる等、環境問題からも好ましいものとなる。
【０００９】
また請求項２に記載されるように、本発明で用いるスプレーガンとして、塗料ホルダーと、その下部に連結する前記塗料の流管部、および前記流管部に配置される塗料を噴出するための先端口径が４．０〜８．０ｍｍで、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°のラッパ状の口金と、この口金の内側に前記口金の中心線を共有し、かつ前記塗料噴出口から５〜１５ｍｍの範囲で内側に配置された、口径が２．０〜４．０ｍｍのエアーノズルとから構成された塗膜形成用のスプレーガンとすることによって、比較的高粘度の水性塗料を、低飛散量でかつ低エアー圧力で十分に塗装することができるようになる。
【００１０】
すなわち請求項２の発明のスプレーガンは、前記特開２００１−２７６６７５号公報の図４（イ）に記載されるようなスプレーガンの材料噴出筒口（本発明ではラッパ状口金）を、本発明の図２のような形状のものとするものである。この図２は、口金４の一部断面を示す概略図面で、塗料を噴出する先端部の口径Ｄが４．０〜８．０ｍｍの範囲で、またラッパ状の広がり部分を前記口金４の中心線Ｃと口金先端部（塗料噴出口）から拡大される内面の接線Ｓとの角度をα角と定義したときに、このα角を１１．５〜１６．５°の範囲となるような形状のものとすることによって、スプレーガンにおける好ましいラッパ状口金４とすることができる。なお、前記α角に関しては種々の実験を繰り返し行い、本発明が対象とする比較的高粘度の水性塗料において、霧化状態が好ましくかつ飛散量も少ない結果を確認して、定められたものである。つぎにこの口金４の内部に配置されるエアーノズルは、後述する図１に、５として記載されるもので、エアー噴出口の口径Ａが２．０〜４．０ｍｍのもので、前記口金４の先端部から５．０〜１５ｍｍの範囲で内側に配置されるものである。このような関係になるように、前記口金４と前記エアーノズル５を配置したスプレーガンを用いることによって、前述の比較的高粘度の水性塗料も霧化状態が好ましいものとなり、低飛散量でかつ低エアー圧力で十分に塗布することができることになる。なお、前述のように口金４の先端部からの距離を５．０〜１５ｍｍ程度の範囲としたのは、この範囲からずれると塗料が過度に吐出され、微粒化が不十分となったり、逆に吐出量が少なくなり作業性に支障がでてくるためである。
【００１１】
さらに、本発明のスプレーガンは図１に示されるように、塗料を収納するホッパーと、その底部に連結する前記塗料を口金４の先端部に輸送する流管部を有するもので、前記ラッパ状の口金４とこの口金４の内側に前記口金の中心線を共有し、かつ前記塗料噴出のための先端部から５．０〜１５ｍｍの範囲で内側に配置された、口径２．０〜４．０ｍｍのエアーノズルを収納配置するものである。このように構成することにより、従来使用されているスプレーガンにそれほど大掛かりな改良を施さなくとも、今まで余り対応できなかった比較的高粘度、例えば２５〜１３０ｄＰａ・ｓ程度の水性塗料を好適に霧化することができ、かつ低飛散性のスプレーガンとすることができるようになる。そしてこのようなスプレーガンとしたことによって、従来とほぼ同様のスプレーガンを用いて低エアー圧力でかつ低飛散性の塗装ができるようになり、また被塗装物からはみ出た塗料が遠くまで飛ぶこともなくなる。さらには前述のようにエアー圧力を低圧にできるので、塗装現場での騒音の問題が軽減できる等、環境問題からも好ましいものである。
【００１２】
さらに、請求項３に記載されるより好ましいスプレーガン１について述べると、塗料ホルダーとその下部に連結する前記塗料の流管部、および前記流管部に配置される塗料を噴出するための先端口径が４．０〜８．０ｍｍで、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°のラッパ状の口金と、この口金の内側に前記口金の中心線を共有し、かつ前記塗料噴出口から５〜１５ｍｍの範囲で内側に配置された、口径２．０〜４．０ｍｍのエアーノズルを有する塗膜形成用のスプレーガンの、前記エアーノズル他端部近傍にコンプレッサーゲージ部を設けた塗膜形成用のスプレーガンとしたので、前述のような比較的高粘度の水性塗料を低飛散性で、かつ低エアー圧力で十分に塗布することができると同時に、前記エアー圧力を手元で調整でき、作業性にも優れたものとすることができる。
【００１３】
図１を用いて詳しく説明する。すなわち、１は本発明のスプレーガンで、塗料を収納するホッパー２とその下部に連結している流管部３からなり、その流管部３の先端部分にはラッパ状の口金４が取付けられる。そしてその口金４は、塗料を噴出するための先端口径が４．０〜８．０ｍｍ程度で、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°のラッパ状の口金４とされる。またその口金４の内部には、口径２．０〜４．０ｍｍのエアーノズル５が前記口金４の中心線Ｃと同心状に配置される。そしてそのときのエアーノズル５の先端は、前記口金４の塗料噴出のための先端部から、５．０〜１５ｍｍの範囲で内側に配置されるものとする。このようにすることにより、今まで余り対応できなかった比較的高粘度（２５〜１３０ｄＰａ・ｓ程度）の水性塗料を好適に霧化でき、低飛散性のスプレーガンとすることができる。そしてこのような構成のスプレーガンとすることによって、従来とほぼ同様のスプレーガンを用いて、低エアー圧力でかつ低飛散性の塗装ができ、さらに被塗装物からはみ出た塗料が遠くまで飛ぶこともなくなり、また、エアー圧力を低圧にできるので塗装現場での騒音の問題が軽減できる等、環境問題からも好ましいものである。
【００１４】
そしてさらに、前記流管部３内のエアーノズル５の後部側には、エアーコンプレッサー（図示せず）のエアーゲージ部６を取付けるものである。このエアーゲージ部６は特別なものではなく、２ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力が精度よく読み取れるものであれば、一般の設備に使用されているものでよい。一般に塗装現場では、コンプレッサーからスプレーガンまでの距離或いは高さは種々異なり、実際にスプレーガンの先端から吹き出される圧力は、コントロールし難いという問題があったが、本発明のようにエアーコンプレッサーのエアーゲージ部６を、スプレーガン１の手元付近に取付けることによって、作業中のエアー圧力の調整等を手元でできることになるので、いちいちエアー圧力調整にために塗装現場から離れる必要がなくなる。このことはかなりの作業効率のアップになり、現場では好ましいものである。なお前記コンプレッサー等は、特に本発明のスプレーガン用に新たなものとする必要はなく、一般に用いられる２馬力程度以上のコンプレッサーが、使用可能である。そして前記エアーゲージ部６端部には、エアーコック７、ついでエアーホース８が順次接続されるものである。そして、このようなスプレーガン１を用いて塗装を行うと、圧力の安定した低圧塗装が可能となり均一な塗膜外観が得られやすく、かつ低飛散性の塗装ができることにもなる。
【００１５】
【実施例】
以下に実験例を示して、本発明の効果を明らかにする。表１に示す種々の大きさの口金並びにエアーノズルを作製し、それを用いたスプレーガンのエアー圧力を種々変えて、塗料の飛散状態や霧化状態を調べた。すなわち、ラッパ状の口金（一般にはタイルガン口金と称される）の口径を５．０〜８．０ｍｍの範囲で、α角を１１．５〜１６．５°の範囲の口金を作製した。（なお表１に記載されるα角の数値は、現場的に使われる表現に合わせるために、２倍値として記載してある。）またエアーノズルとしては、エアー噴出部分の口径が１．２〜３．５ｍｍのものを用意した。このような口金とエアーノズルを装備したスプレーガンを用い、エアー圧力０．１〜１．５ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲で、また水性塗料としては、粘度が４０ｄＰａ・ｓのアクリルシリコン系の水性塗料を噴霧して、塗装を行った。なお前記エアーノズルの位置は、前記口金の先端部分から９．２ｍｍの位置に配置した。そしてその時の霧化状態を、塗料のパターン幅（被塗装物より４０ｃｍの距離より塗装し、塗着した塗料の直径を測定した数値）として、また飛散の状態を観察してその状態を評価した。さらにまた本発明のスプレーガンの、塗料の塗着率と併せて騒音についても測定した。なお前記の塗着率は、塗料の塗着量と吐出量から求めたものである。また、比較のために一般にリシンガンと呼ばれるスプレーガンについても同様の実験を行い、その結果を評価した。結果を、表１に示した。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
表１から明らかな如く、実験例４〜７並びに１１〜１３に示される例の条件のものが、最も好ましいものであることがわかる。すなわち、口金の口径が５〜８ｍｍで、α角が１１．５〜１６．５°（表１では、２３〜３３°と記載）、エアーノズル口径が３．０〜３．５ｍｍ、さらにエアー圧力が０．１〜０．５ｋｇｆ／ｃｍ２である。しかしながら、前記口金の口径については４ｍｍ程度のものであっても、他の条件との組み合わせにより使用可能である。またエアーノズルの口径についても、２．０ｍｍ程度のものや４．０ｍｍ程度のものも塗装の程度によっては、十分に使用可能である。さらにまたエアー圧力についても、１．５ｋｇｆ／ｃｍ２程度までのものは、塗装の程度等によっては十分使用可能である。そして塗着率に関しては表１から明らかなごとく、口金の形状がラッパ状と記載されるものは、リシン状のものに比して塗着率が良いことが明らかであり、この種の口金を用いることが有効であることが判る。さらにパターン幅に関しても、前記実験例のものは１４５ｍｍ以上となっており、好ましいものである。また吐出量（ｇ／１０ｓｅｃ）に関しても、リシン状のものと比較して問題となるような数値のものは見られなかった。なお騒音に関しては条件を選定することにより、数ｄＢ（デシベル）程度低下させることが可能となる。
【００１８】
これに対して、実験例１〜３や実験例９、１０のものは、本発明が対象とする水性塗料の塗装用としては、あまり適さないものであると言える。具体的に説明すると、口金の形状がラッパ状でない実験例１〜３のものは、塗着率（％）、パターン幅（ｍｍ）および騒音に関して、全て好ましくないものとなっている。また口金の形状がラッパ状のものであっても、α角が１１．５°未満（２１°と記載されるもの）である実験例９や１０のものは、パターン幅がリシン状の口金のものより悪くなっている。これは、塗料と混合された空気の流れが筒状に近づいたため、口金先端部でうまく広がらないことによると考えられる。なお実験例８は、エアー圧力が少し高めのために横に広がるミストが若干増える傾向はあるが、用途によっては十分に使用可能である。以上説明したように、本発明においては、口金の形状をラッパ状としそして口金のα角が１１．５°を大きく下回らないようにすることが、重要であると思われる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明の塗膜の形成方法は、比較的粘度が高い水性塗料を用いて塗膜を形成するにあたり、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°で、先端口径が４．０〜８．０ｍｍのラッパ状の口金と、エアーノズルを有するスプレーガンを用い、エアー圧力０．１〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ２で被塗装物に前記塗膜を形成する塗膜の形成方法とすることによって、塗装する塗料が好ましい霧化状態（飛散させた塗料ミストが粗めであり、全体に均一化された状態）とすることができるので、その広がりが従来のものに比較して１．２倍程度となって作業効率が向上すること、また比較的低圧で塗装することが可能なので、スプレーガンから飛んで行く塗料の飛散距離が短くなるため、被塗装物からはみ出る塗料の量が少なくなる。さらに圧力も安定した低圧塗装が可能となり、均一な塗膜外観が得られやすくなる。またこのような塗装方法としたことにより、被塗装物からはみ出た塗料が遠くまで飛ぶことがない低飛散性であり、さらにエアー圧力を低圧にできるので塗装現場での騒音の問題が軽減できる等、環境問題からも好ましいものである。
【００２０】
また本発明のスプレーガンは、塗料ホルダーと、その下部に連結する前記塗料の流管部、および前記流管部に配置される先端口径が４．０〜８．０ｍｍで、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°のラッパ状の口金と、この口金の内側に前記口金の中心線を共有しかつ前記塗料噴出口から５〜１５ｍｍの範囲で内側に配置された、口径が２．０〜４．０ｍｍのエアーノズルとから構成された、塗膜形成用のスプレーガンとすることによって、さらには塗料ホルダーと、その下部に連結する前記塗料の流管部、および前記流管部に配置される先端口径が４．０〜８．０ｍｍで、α角（口金の中心線と口金先端から拡大してゆく内面との接線としての角度）が１１．５〜１６．５°のラッパ状の口金と、この口金の内側に前記口金の中心線を共有し、かつ前記塗料噴出口から５〜１５ｍｍの範囲で内側に配置された、口径２．０〜４．０ｍｍのエアーノズルを有する塗膜形成用のスプレーガンの、前記エアーノズル他端部近傍にコンプレッサーゲージ部を設けた塗膜形成用のスプレーガンとすることによって、比較的高粘度（２５〜１３０ｄＰａ・ｓ程度）の水性塗料も霧化状態が好ましいものとなり、低飛散性でかつ低エアー圧力で十分に塗布することができることになる。このように比較的低圧で塗装することが可能なので、スプレーガンから飛んで行く塗料の飛散距離が短くなるため、被塗装物からはみ出る塗料の量が少なく、また圧力も安定した低圧塗装が可能となり均一な塗膜外観が得られやすくなる。さらにエアー圧力を低圧にできるので塗装現場での騒音の問題が軽減できる等、環境問題からも好ましいものとなる。さらにまた前述のように、エアーゲージ部をスプレーガンの流管部の近傍に配置するようにしたので、エアー圧力を手元で調整でき作業効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のスプレーガンの概略断面図である。
【図２】図２は、本発明のスプレーガンに使用される、ラッパ状の口金の概略断面図である。
【符号の説明】
１　　スプレーガン
２　　ホッパー
３　　流管部
４　　ラッパ状の口金
５　　エアーノズル
６　　エアーゲージ部
７　　エアーコック
８　　エアーホース
【図１】
2004082053.tif 000004
【図２】
2004082053.tif 000005