(57)【要約】  本発明は、高粘度材料の塗布量や塗布形状の均一化を含め、精度の高い塗布を行うことができる塗布装置を提供する。本発明は、高粘度材料、たとえば、塗布型板金補強材を自動車車体板金に対し、その安定した補強効果を得るため、塗布量（または塗布厚）や塗布形状の均一化を含め精度の高い塗布を行なうことを可能とする塗布装置、該装置を用いた塗布方法、並びに該装置を用いて得られる塗布物に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともホース、ポンプ、及びスリットノズルを有する塗布ガンを含んでなる、高粘度材料を被塗物上へ帯状に塗布するための装置であって、
該塗布ガンには、塗布と同時もしくはその直後に帯状の高粘度材料を被塗物へ定着させるための気体噴射器具が付設されている、塗布装置。
【請求項２】
少なくともホース、ポンプ、及びスリットノズルを有する塗布ガンを含んでなる、高粘度材料を被塗物上へ帯状に塗布するための装置であって、
該ポンプの吐出側ホース内の測定圧力値を予め設定した予圧目標値に調節してポンプの自動切換運転を可能ならしめる予圧制御機構を更に含み、該予圧制御機構は少なくともポンプのためのコントローラーを有する、塗布装置。
【請求項３】
少なくともホース、ポンプ、及びスリットノズルを有する塗布ガンを含んでなる、高粘度材料を被塗物上へ帯状に塗布するための装置であって、
該スリットノズルは、放射状の導入通路に連通する、導入口から導出口へ一定の平行幅Ｗに延びかつ一定の間隙幅Ｓを持つノズル通路を有する平行ノズルである、塗布装置。
【請求項４】
一定の平行幅Ｗは１０〜１００ｍｍの範囲、一定の間隙幅Ｓは０．５〜５ｍｍの範囲にあり、および導入口１１から導出口１２への長さＬは５〜３０ｍｍの範囲にある請求項３に記載の塗布装置。
【請求項５】
少なくともホース、ポンプ、及びスリットノズルを有する塗布ガンを含んでなる、高粘度材料を被塗物上へ帯状に塗布するための装置であって、
該塗布ガンには、塗布と同時もしくはその直後に帯状の高粘度材料を被塗物へ定着させるための気体噴射器具が付設され；
該ポンプの吐出側ホース内の測定圧力値を予め設定した予圧目標値に調節してポンプの自動切換運転を可能ならしめる予圧制御機構を更に含み、該予圧制御機構は少なくともポンプのためのコントローラーを有し；および
該スリットノズルは、放射状の導入通路に連通する、導入口から導出口へ一定の平行幅Ｗに延びかつ一定の間隙幅Ｓを持つノズル通路を有する平行ノズルである
ことを特徴とする高粘度材料の塗布装置。
【請求項６】
ロボットによる自動塗布を行なうための、請求項１乃至５のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の塗布装置を用いて、高粘度材料を被塗物へ帯状に塗布する方法。
【請求項８】
高粘度材料が塗布型板金補強材で、被塗物が自動車車体板金である、請求項７に記載の塗布方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法によって塗布した後、補強材を加熱硬化させて得られる補強板金構造体。
【請求項１０】
高粘度材料をホース１およびポンプ２を介して塗布ガン３に供給し、次いで該塗布ガン３のスリットノズルから被塗物上へ帯状に塗布することを含んでなる、被覆物の製造方法であって、
該塗布ガンに付設された気体噴射器具を用いて、塗布と同時もしくはその直後に、帯状の高粘度材料を被塗物へ定着させることを含む方法。
【請求項１１】
ポンプの吐出側ホース内の測定圧力値を、ポンプのためのコントローラー５を介して予め設定した予圧目標値に調節することにより、ポンプの自動切換運転を行うことを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
スリットノズルは、放射状の導入通路に連通する、導入口から導出口へ一定の平行幅Ｗに延びかつ一定の間隙幅Ｓを持つノズル通路を有する平行ノズルである、請求項１０または１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高粘度材料の塗布装置に関する。詳しくは、本発明は、高粘度材料、たとえば、塗布型板金補強材を自動車車体板金に対し、その安定した補強効果を得るため、塗布量（または塗布厚）や塗布形状の均一化を含め精度の高い塗布を行なうことを可能とする塗布装置、該装置を用いた塗布方法、並びに該装置を用いて得られる塗布物に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車車体板金に対する補強は、自動車車体の軽量化に伴い薄厚にした車体板金の張り剛性や耐デント性の確保のため、あるいは衝突安全性のためになされる。この補強効果は、通常、高粘度粘調物である補強材を（一般にヒートホース等により加温下で）塗布ガンに供給し、次いで該塗布ガンのスリットノズルから車体板金上へ帯状（もしくはビード状）に塗布した後、加熱硬化に付して、所望の補強材層を形成することによって達成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる塗布工程において、
ｉ）たとえば車体板金の傾斜面、垂直面や天井面に塗布する場合、帯状に塗布した補強材の自重により、縁部からハガレ（または浮き）が生じたりすることが少なくなく；
また塗布量の均一化のため、定量吐出性の良好な定流量ポンプが用いられているが、特に塗布始動時に
ii）吐出量の変動が起こり、これによって塗布量（塗布厚）が一定せず、補強材の硬化収縮によって板金を引っ張り、その表面に歪を生じさせる傾向がより大となり；あるいは
iii）塗布形状（帯状）が一定せず、塗布ビードエッジ部の防錆性が低下し、補強性が低下し、表面外観に支障を来たす
といった課題が残されていた。【０００４】
塗布型板金補強材の塗布においては、塗布量や塗布形状のバラツキは、補強効果や硬化後の歪に影響を与えるため、一般的な接着剤やシーリング材などよりも、高い塗布精度が要求される。【０００５】
先行技術としては、上記課題（ii）,（iii）に関し、たとえば
ノズルからの吐出圧力を調整して粘性材料の吐出量を調整する圧力調整バルブと、吐出圧力を検出する圧力センサを、塗布ガンに設けた、粘性材料の塗布装置（特許文献１参照）;
補強材をビード形状に塗布する塗布ガンにおいて、そのノズル部先端に補強材の断面形状を調整するビード形状調整治具を設けた塗布ガン（特許文献２参照）
が提案されている。【０００６】
【特許文献１】特開平５−２９３４１３号公報（第１頁）
【特許文献２】特開平７−２５６１７９号公報（第１頁）
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、かかる先行技術とは異なる方法により、前記課題（ｉ）〜（iii）を解決せんがために鋭意研究を行ったところ、
先ず（ｉ）のハガレ（浮き）の防止については、高粘度材料の塗布と同時もしくはその直後に定着せしめる気体の噴射器具を設けたことにより；
（ii）の吐出量の変動防止については、塗布開始時の定流量ポンプの吐出側ホース内の圧力を所定目標値に調整するため、定流量ポンプの自動切換運転を可能ならしめる手段を設けたことにより；
（iii）の塗布形状の維持については、塗布ガンのスリットノズル自体を特殊な形状とすることによって、
それぞれの課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。【０００８】
すなわち、本発明の望ましい態様は、以下の構成からなる。
〔１〕少なくともホース、ポンプ、及びスリットノズルを有する塗布ガンを含んでなる、高粘度材料を被塗物上へ帯状に塗布するための装置であって、
該塗布ガンには、塗布と同時もしくはその直後に帯状の高粘度材料を被塗物へ定着させるための気体噴射器具が付設されている、塗布装置。
〔２〕少なくともホース、ポンプ、及びスリットノズルを有する塗布ガンを含んでなる、高粘度材料を被塗物上へ帯状に塗布するための装置であって、
該ポンプの吐出側ホース内の測定圧力値を予め設定した予圧目標値に調節してポンプの自動切換運転を可能ならしめる予圧制御機構を更に含み、該予圧制御機構は少なくともポンプのためのコントローラーを有する、塗布装置。
〔３〕  少なくともホース、ポンプ、及びスリットノズルを有する塗布ガンを含んでなる、高粘度材料を被塗物上へ帯状に塗布するための装置であって、
該スリットノズルは、放射状の導入通路に連通する、導入口から導出口へ一定の平行幅Ｗに延びかつ一定の間隙幅Ｓを持つノズル通路を有する平行ノズルである、塗布装置。【０００９】
〔４〕一定の平行幅Ｗは１０〜１００ｍｍの範囲、一定の間隙幅Ｓは０．５〜５ｍｍの範囲にあり、および導入口１１から導出口１２への長さＬは５〜３０ｍｍの範囲にある〔３〕に記載の塗布装置。
〔５〕少なくともホース、ポンプ、及びスリットノズルを有する塗布ガンを含んでなる、高粘度材料を被塗物上へ帯状に塗布するための装置であって、
該塗布ガンには、塗布と同時もしくはその直後に帯状の高粘度材料を被塗物へ定着させるための気体噴射器具が付設され；
該ポンプの吐出側ホース内の測定圧力値を予め設定した予圧目標値に調節してポンプの自動切換運転を可能ならしめる予圧制御機構を更に含み、該予圧制御機構は少なくともポンプのためのコントローラーを有し；および
該スリットノズルは、放射状の導入通路に連通する、導入口から導出口へ一定の平行幅Ｗに延びかつ一定の間隙幅Ｓを持つノズル通路を有する平行ノズルである
ことを特徴とする高粘度材料の塗布装置。【００１０】
〔６〕ロボットによる自動塗布を行なうための、〔１〕乃至〔５〕のいずれかに記載の塗布装置。
〔７〕〔１〕乃至〔６〕のいずれかに記載の塗布装置を用いて、高粘度材料を被塗物へ帯状に塗布する方法。
〔８〕高粘度材料が塗布型板金補強材で、被塗物が自動車車体板金である、〔７〕に記載の塗布方法。
〔９〕〔８〕に記載の方法によって塗布した後、補強材を加熱硬化させて得られる補強板金構造体。
〔１０〕高粘度材料をホース１およびポンプ２を介して塗布ガン３に供給し、次いで該塗布ガン３のスリットノズルから被塗物上へ帯状に塗布することを含んでなる、被覆物の製造方法であって、
該塗布ガンに付設された気体噴射器具を用いて、塗布と同時もしくはその直後に、帯状の高粘度材料を被塗物へ定着させることを含む方法。【００１１】
〔１１〕ポンプの吐出側ホース内の測定圧力値を、ポンプのためのコントローラー５を介して予め設定した予圧目標値に調節することにより、ポンプの自動切換運転を行うことを含む、〔１０〕に記載の方法。
〔１２〕スリットノズルは、放射状の導入通路に連通する、導入口から導出口へ一定の平行幅Ｗに延びかつ一定の間隙幅Ｓを持つノズル通路を有する平行ノズルである、請求項〔１０〕または〔１１〕に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による塗布装置の一実施態様としての基本構造および予圧制御機構を説明するための簡略図である。
【図２】（Ａ）は塗布開始時の予圧制御をしない場合、（Ｂ）は塗布開始時の予圧制御を行った場合、の塗布状態を示す概要図である。
【図３】特殊形状スリットノズルの一例の内部構造を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は図３のスリットノズルの横断面図、（Ｂ）は同ノズルの縦断面図である。
【図５】（Ａ）は図３のスリットノズルのスリット口、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ他のスリット口を示す正面図である。
【図６】気体の噴射器具による高粘度材料の定着状態を示す概要図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  ホース
２  ポンプ
３  塗布ガン
４  圧力伝送器
５  ポンプのためのコントローラー
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
好適な実施態様において、本発明は、少なくともホース、ポンプ、及びスリットノズルを有する塗布ガンを含んでなる、高粘度材料を被塗物上へ帯状に塗布するための装置、好適には、高粘度材料をホース１およびポンプ２を介して塗布ガン３に供給し、次いで該塗布ガン３のスリットノズルから被塗物へ帯状に塗布するための装置であって、
（ｉ）上記塗布と同時もしくはその直後に帯状の高粘度材料に定着せしめる気体の噴射器具が塗布ガン３に付設されたこと；および／または
（ii）上記ポンプ２の吐出側ホース１内の塗布開始時の測定圧力値を、予め設定した予圧目標値に調整するため、ポンプのためのコントローラー（例えばＰＬＣ）５を介してポンプ２の自動切換運転を可能ならしめる予圧制御機構を含むこと；および／または
（iii）上記スリットノズルは、放射状の導入通路１０に連通する、導入口１１から導出口１２へ一定の平行幅Ｗに延びかつ一定の間隙幅Ｓを持つノズル通路１３を有する平行ノズルであること
を特徴とする高粘度材料の塗布装置、及び該塗布装置を用いた塗布方法、並びに該塗布装置を用いて得られる塗布物に関する。【００１５】
本発明における高粘度材料は、上述の塗布型板金補強材に限らず、一般の接着剤、塗料、シーリング材、コーティング材、防音材、制振材等をも包含し得る。塗布型板金補強材としては、たとえば特開２００２−２２６９９５公報や特開２００３−１２７８９７公報に記載されるようなエポキシ樹脂やポリウレタン樹脂を主成分とするものが例示される。特に、液状エポキシ、潜在性硬化剤および特定量（２０〜５０重量％）のアスペクト比（Ｌ／Ｄ）５以上の無機質充填剤を含有する補強材は、本発明における高粘度材料として好適である。【００１６】
本発明における被塗物は、特にその種類に制限はない。たとえば上記塗布型板金補強材が塗布される車体板金としては、ＳＰＣ鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、有機系表面処理鋼板、合金化亜鉛メッキ鋼板、亜鉛−ニッケル合金メッキ鋼板、錫−鉛メッキ鋼板、カチオン系電着塗装鋼板、アルミニウム板、マグネシウム板等が包含される。【００１７】
以下、本発明の塗布装置並びに該装置を用いる塗布方法について、図面に基づき詳述する。
本発明の一実施態様においては、塗布装置は、図１にも示されるように、高粘度材料、たとえば塗布型板金補強材（以下、単に補強材と云う）の供給装置（図示せず）に接続して該補強材を供給するためのホース１(一般に３５〜６０℃の加温下で供給するためのヒートホースであることが好ましい）、ポンプ２およびスリットノズル（図示せず）を備えた塗布ガン３で基本的に構成され、スリットノズルから加温状態の補強材を車体板金に帯状に塗布する。この場合、ロボットによる自動塗布が好ましい。
本発明においては、高粘度材料を送ることが可能である任意のポンプを使用できるが、例えば、ギアポンプ、プランジャ（ピストン）ポンプ、ロータリーポンプ、スネークポンプなどの定流量ポンプを好適に用い得る。【００１８】
ここで、先ず、本発明における重要な特徴である気体の噴射器具は、塗布ガン３に付設され、塗布された帯状の補強材に気体を噴射して圧着せしめ、該補強材が車体板金に対し強固に定着するように作用する器具である。これによって、垂直面や天井面に塗布を施す場合であっても、ハガレや浮きを未然に防止することができる。
使用する気体としては、空気が一般的で好ましいが、これ以外にも、加熱あるいは冷却した空気、乾燥空気、窒素等の不活性ガスも使用可能である。
また、噴射器具としては、圧縮された気体を噴射するための器具、プロペラやファン等を用いて気体を送風することにより噴射するための器具などが含まれるが、特に限定されない。なかでも、圧縮空気を噴射するための器具を用いることが最も好ましい。【００１９】
また、気体の噴射角度は、塗布ノズルに対し１５〜８５°が好ましく、３０〜６０°が特に好ましい。気体の噴射圧力は０．５〜５Ｋｇｆ／ｃｍ２（０．０５〜０．４９Ｍｐａ）が好ましく、１〜４Ｋｇｆ／ｃｍ２（０．１０〜０．３９Ｍｐａ）が特に好ましい。噴射圧力が０．５Ｋｇｆ／ｃｍ２（０．０５Ｍｐａ）未満だと、高粘度材料の定着効果が低くなる傾向にあり、５Ｋｇｆ／ｃｍ２（０．４９Ｍｐａ）を越えると高粘度材料の変形が生じ易くなる傾向にある。
また、気体の噴射には、端部の定着性を良くするため、帯状に吐出された高粘度材料と同じ幅もしくはそれ以上の幅に渡り気体を噴射できるエアーノズルを使用するのが好ましい。【００２０】
次に、本発明における別の重要な特徴である上記予圧制御機構およびその作用について、図１に基づき説明する。
該予圧制御機構は、ポンプのためのコントローラー５、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controllerの略）を少なくとも有するが、好適には、ポンプ２の吐出側ホース１内の塗布開始時の圧力を測定する圧力伝送器４を更に含んで構成される。
本発明におけるポンプのためのコントローラーとは、吐出側ホース内の圧力値または後述のサーボアンプ負荷モニター出力値を読み取って、演算処理し、予圧目標値に調節するためにポンプ動作を制御する信号を出力する機能を有するものである。前述の通りコントローラーとしてはＰＬＣがその一例であるが、その他の例としてはロボット塗布をする場合、その制御盤をポンプのコントローラーとして使用することも可能である（いずれもサーボモーターで駆動する、同一メーカーのポンプと塗布ロボットを組み合わせて使用する場合）。【００２１】
すなわち、圧力伝送器４で測定した圧力値は、コントローラー５に送られ、ここで、予め設定した予圧目標値と比較され、該予圧目標値に対する過不足が判定される。
過剰のときには逆回転信号が、不足のときには正回転信号が、それぞれ、コントローラー５から定流量ポンプ２へ送られ、定流量ポンプ２は、予め設定された速度にて正回転又は逆回転動作を行なう。
そして、ホース内の圧力が予圧目標値と等しくなるように調整されると、コントローラー５から定流量ポンプ２への運転信号は停止される。このようにコントローラー５の命令によって、定流量ポンプ２の自動切換運転が可能となる。
なお、ホース１は、高粘度材料を３５〜６０℃の範囲で一定温度に加温できるヒートホースであることが好ましい。ヒートホースを使用することにより、高粘度材料の粘度を一定とすることが可能となり、塗布量が外気温の影響を受けなくなり得る。また、材料粘度を低くすることが可能となり、定流量ポンプ２の負荷を低減し得る。
定流量ポンプの駆動力として例えばサーボモーターを使用するときは、上記の圧力計に代えて、サーボアンプの負荷モーター機能を用いることもでき、その場合にも本発明における予圧制御機構を構成し得る。この場合、サーボアンプの負荷モニター出力は、上記の圧力の指標となり得、本明細書における「圧力」は「負荷モニター出力」を意味し得る。【００２２】
（Ａ）塗布開始時の予圧制御をしない場合と、（Ｂ）塗布開始時の予圧制御を行なった場合、の塗布状態を図２に示す。特に（Ａ）の場合には、端部の材料が厚くなることにより外板歪を誘発する傾向がある。
なお、塗布開始時の予圧が低い場合には、塗布量不足から定着不良となり、垂れによる汚れ、電着塗装不良の原因、更には発錆の誘因となり得る。逆に塗布開始時の予圧が高い場合には、塗布量増から厚み過多になり、歪が生じて外観不良が生じ得る。【００２３】
本発明における別の重要な特徴である、上記塗布ガン３に用いるスリットノズルの特殊形状について、その一例を図３および４に示す。
図３には、該スリットノズルを二つに分割した際の内部構造が示されている。そして、図３のスリットノズルは、図４の（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、放射状の導入通路１０に連通する、導入口１１から導出口１２へ一定の平行幅Ｗ（好ましくは１０〜１００ｍｍ）に延びかつ一定の間隙幅Ｓ（好ましくは０．５〜５ｍｍ）を持つノズル通路１３（導入口１１から導出口１２への長さＬは、好ましくは５ｍｍ〜３０ｍｍ、さらに好ましくは８〜２０ｍｍ）を有する、平行ノズルである。特にＬが５ｍｍ未満もしくは３０ｍｍを超える場合はいずれも、ノズル口の中心部からの吐出圧が両端部に比し片寄って高くなり、均一正常な塗布が得られなくなる傾向にある。
なお、該スリットノズルは前述のホースと同様、高粘度材料を３５〜６０℃の範囲で一定温度に加温できるヒートノズルであることが好ましい。【００２４】
また、該ノズルのスリット口としては、図５の（Ａ）の形状、あるいは同（Ｂ）の如く両側部の一部を切欠した形状、または同（Ｃ）の如く楕円形状であってもよい。特に（Ｂ）、（Ｃ）の場合、１サイクル（予圧→塗布開始→塗布終了→予圧、のサイクルを繰り返す場合において、最初の予圧開始から次の予圧開始前までを１サイクルとする）毎の塗布幅の一部（上記切欠部あるいは楕円端部）を重ねて塗布するのに好適である。
このように、特殊形状のスリットノズルを使用すれば、常に一定形状の、すなわち、図５に示されるようなスリット口に対応した塗布物が得られる。【００２５】
このように、本発明によって、所定の被塗物、たとえば車体板金に対し補強材を塗布した後、所定の焼付条件（一般に１４０〜２２０℃×１０〜６０分）で加熱硬化させて、均一の厚および形状を有する補強材層を形成することにより、補強板金構造体が得られる。
【実施例】
【００２６】
次に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
実施例１
（１）塗布装置
図１の予圧制御機構を配設した装置において、塗布ガン３に、圧縮空気の噴射器具を一体に付設し、かつスリットノズルとして図３〜４に示される、Ｗ＝３０ｍｍ、Ｓ＝１．０ｍｍおよびＬ＝１１ｍｍの平行ノズル（高粘度材料を４０℃に調温できるヒートノズル）を取付けた、ロボットによる自動塗布装置を、下記の方法に使用する。
（２）塗布方法
被塗物としてＳＰＣ鋼板の自動車車体板金、および、高粘度材料として４０℃に調温したサンスター技研（株）製「ペンギンスティフナー＃１１９０」（塗布型板金補強材）を用い、ヒートホース１内の塗布開始時の圧力を予圧目標値６ＭＰａに調整した後、吐出量１２００cc／分、塗布速度４００ｍｍ／秒にてロボットによる自動塗布および圧縮空気の噴射を行なう。
なお、圧縮空気の噴射は図６に示す要領で実施する。すなわち、被塗物に矢印方向へ高粘度材料を塗布するスリットノズルに対して４５°の角度で取り付けたエアーノズル（（株）いけうち製「タイフージェット」、外形３８×６５×８ｍｍ）を通して、３．５Ｋｇｆ／ｃｍ２（０．３４Ｍｐａ）に調圧した圧縮空気を噴射して、塗布型板金補強材を自動車車体板金に定着せしめる。
次いで、１７０℃×２０分の焼付条件で加熱硬化を行って、均一正常な補強材層を形成し、自動車車体板金の補強板金構造体を得る。
【図１】
2007032060.tif 000002
【図２】
2007032060.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007032060.tif 000007
【国際調査報告】
2007032060.tif 000008
2007032060.tif 000009
2007032060.tif 000010
2007032060.tif 000011