(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布面に段差、又は段差と凹凸とを有する無機質成形体を一方向に搬送しながら該無機質成形体に塗料を塗布し、過剰分の塗料をエアにより除去する無機質成形体の塗装方法であって、塗料を塗布するスプレーガンの角度が水平方向から下に向かって４０〜６０度、左右方向のいずれかに４０〜６０度の条件下において上方からスプレーガンによる多量の塗料吹付けを行うと共に、ブロアのエア吹付け角度が水平方向から下に向かって４０〜６０度、左右のいずれかに１０〜２０度の条件下において搬送方向から逆方向に向かってエアを吹き付けつつ塗料を吹き飛ばし、均一に塗布化すること及び塗膜の密着性良好であることを特徴とする無機質成形体の塗装方法。
【請求項２】
請求項１記載の無機質成形体の塗装方法において、上記スプレーガンを少なくとも二台設け、それぞれが左右異なる方向を向いて被塗布物の搬送方向に並列又は直列して設けてなることを特徴とする無機質成形体の塗装方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の無機質成形体の塗装方法において、上記スプレーガンが被塗布物の搬送方向と直交する方向に移動しつつ塗料の吹付けを行うことを特徴とする無機質成形体の塗装方法。
【請求項４】
請求項１〜３記載の無機質成形体の塗装方法において、被塗布物が段差を有するセメント瓦等であることを特徴とする無機質成形体の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に段差，凹凸等を有する無機質成形体の表面の塗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、例えば瓦、屋根材又は壁材等の建築用成形体の表面に塗膜を施すには、例えば、▲１▼スプレー法、▲２▼ロールコータ法、▲３▼カーテンフロー及び▲４▼ディピング法（浸漬した後引上げる方法）等がある。
【０００３】
しかしながら、従来の塗布方法においては、以下のような問題がある。
上記スプレー法においては、段差面や凹凸面等の各面に狙って、全てスプレーガンを設置すると設備が複雑化すると共に、塗料の無駄が多いという問題がある。
【０００４】
また、ロボットを用いてティーチングして吹付けを施す場合には、設備が複雑になると共に、設備費が高くなるという、問題がある。
【０００５】
また、カーテンフロー方法及びロールコーター方法での塗装では、垂直部分が塗れないという問題がある。
【０００６】
さらに、ディピング方法では、引き上げ後ブローにより塗料を落とすようにしても残った塗料が垂れ下がる結果、塗料の固まりが発生するという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、表面に段差，凹凸等を有する無機質成形体の表面に均一に塗装を施すことができる無機質成形体の塗装方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明に係る［請求項１］の無機質成形体の塗装方法は、被塗布面に段差、又は段差と凹凸とを有する無機質成形体を一方向に搬送しながら該無機質成形体に塗料を塗布し、過剰分の塗料をエアにより除去する無機質成形体の塗装方法であって、塗料を塗布するスプレーガンの角度が水平方向から下に向かって４０〜６０度、好ましくは４５度〜５０度、左右方向のいずれかに４０〜６０度、好ましくは４５度〜５０度の条件下において上方からスプレーガンによる多量の塗料吹付けを行うと共に、ブロアのエア吹付け角度が水平方向から下に向かって４０〜６０度、好ましくは４５度〜５０度、左右のいずれかに１０〜２０度の条件下において搬送方向から逆方向に向かってエアを吹き付けつつ塗料を吹き飛ばし、均一に塗布化すること及び塗膜の密着性良好であることを特徴とする。
【０００９】
［請求項２］の無機質成形体の塗装方法は、請求項１記載の無機質成形体の塗装方法において、上記スプレーガンを少なくとも二台設け、それぞれが左右異なる方向を向いて被塗布物の搬送方向に並列又は直列して設けてなることを特徴とする。
【００１０】
［請求項３］の無機質成形体の塗装方法は、請求項１又は２記載の無機質成形体の塗装方法において、上記スプレーガンが被塗布物の搬送方向と直交する方向に移動しつつ塗料の吹付けを行うことを特徴とする。
【００１１】
［請求項４］の無機質成形体の塗装方法は、請求項１〜３記載の無機質成形体の塗装方法において、被塗布物が段差を有するセメント瓦等であることを特徴とする。
【００１３】
［作用］
上記構成の本発明によれば、図１に示すような表面に段差１１ａを有する搬送される被塗布物１１の表面に、図２及び図３に示すように、スプレーガン１２の角度が水平方向から下に向かって角度θ1 ：４０〜６０度、好ましくは４５度〜５０度、左右方向のいずれかに角度θ2 ：４０〜６０度、好ましくは４５度〜５０度の条件下において、上方からスプレーガンによる塗料１３の吹付けを多量に行う。
これは、上記スプレーガンの角度θ1 が４０度より小さくなると塗着ロスが増大し、一方スプレーガンの角度θ1 が６０度より大きくなると塗着ムラが増大し、共に好ましくないからである。また、スプレーガンの角度θ2 が４０度より小さくなると塗着ムラが増大し、一方スプレーガンの角度θ2 が６０度より大きくなると塗着ロスが増大し、共に好ましくないからである。
【００１４】
ここで、スプレーガンによる塗料量は通常の塗布に必要な塗料量の２〜３倍が好ましい。これは上記２倍未満であると、十分な塗布ができなくなり、また３倍を超えた場合には、塗料の塗着効率が好ましくなく、共に良好な塗布ができないからである。
【００１５】
また、本発明ではスプレーガンの種類には何等限定されるものではないが、エアレススプレーガンで塗料の塗布することが特に好ましい。
これは、塗布工程では十分な塗料を無機質成形体の表面に塗着する必要があるからである。よって、十分な塗着効率が得られるようなスプレーガンであればいずれのスプレーガンであっても使用可能である。
【００１６】
次いで、図２及び図４に示すように、ブロア１４のエア吹付け角度が水平方向から下に向かって角度θ3 ：４０〜６０度、好ましくは４５度〜５０度、左右方向のいずれかに角度θ4 ：１０〜２０度開いた条件下において無機質成形体の搬送方向から逆方向に向かって一定方向にエアを吹付けつつ塗料１３を吹き飛ばし、均一な塗装を施す。
これは、上記ブロアの角度θ3 が４０度より小さくなると塗着ムラ及び塗料の溜まりが発生し、一方ブロアの角度θ3 が６０度より大きくなると塗着ムラ及び塗料の溜まりが発生し、共に好ましくないからである。また、上記ブロアの角度θ4 が１０度より小さくなると塗着ムラ及び塗料の溜まりが発生し、一方ブロアの角度θ4 が２０度より大きくなると塗着ムラ及び塗料の溜まりが発生し、共に好ましくないからである。  その後、乾燥又は仕上げ塗装をした後乾燥をすることにより、均一に塗装を施した無機質成形体を得る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な発明の実施の形態を図面を参照にして詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】
図１は本実施の形態に係る塗装方法に用いる無機質成形体である段差部１１ａを有する屋根材１１の斜視図である。
図２は、本実施の形態にかかる屋根材の塗装工程の工程概略図である。
図３は、本実施の形態にかかる塗装装置の概略図である。
図４は、本実施の形態にかかる塗装吹飛ばし装置（ブロア）の概略図である。
以下これらの図面を基にして説明するが、先ず工程の全体の概要を説明する。
【００１９】
無機質成形体の塗装方法は、図２に示すような上流（Ａ工程）から下流（Ｅ工程）に向かってプレヒート、塗料の塗布、乾燥が行われるものである。
▲１▼  プレヒート工程Ａ
加熱手段を備えたプレヒート工程において、一例として屋根材である無機質成形体１１をプレヒートする。
▲２▼  塗装吹付け工程Ｂ
プレヒートされた無機質成形体１１はエアレススプレーガンにより塗料を塗布するシャワー部（以下単に「シャワー部」という）２１と塗布された塗料をブロアにより除去するエアカット部（以下単に「エアカット部」という）２２とを備えた塗料吹付け工程に送られ、ここで十分な塗料の塗布と余分な塗料の除去がなされる。なお、ここで、除去された塗料は再度利用に供されることもある。
▲３▼  第１乾燥工程Ｃ
十分な塗料の塗布がなされた無機質成形体は、乾燥手段を備えた乾燥工程に送られ、ここで乾燥される。
▲４▼  仕上げ塗装工程Ｄ
乾燥工程を経た無機質成形体は、スプレーガン２３を備えた塗装吹付け工程に送られ、ここで仕上げ塗装が施される。
▲５▼  第２乾燥工程Ｅ
仕上げ塗装が施された無機質成形体は、乾燥手段を備えた乾燥工程に送られ、ここで乾燥される。
その後、冷却して製品とする。
【００２０】
以下、工程の詳細を説明する。
本発明は、例えば図１（Ａ），（Ｂ）に示すような段差部１１ａを有する無機質成形体１１の表面を塗装するものであるが、無機質成形体は図面に示した形状に何等限定されるものではなく、段差部を有するものであればいずれのものにも適用できる。
【００２１】
図２に示すように、先ず屋根材となる無機質成形体１１は、プレヒート工程Ａから所定の温度で加熱が加えられ（８０〜１５０℃で３〜５分）、コンベア１０のラインスピードを３〜６ｍ／分として、塗装吹付け工程Ｂに送られる。
【００２２】
この塗装吹付け工程Ｂでは、塗料をシャワー状に吹き付けるシャワー部２１とそのシャワー状に吹き付け直後に該吹付けた塗料を吹き飛ばすエアカット部２２とから構成されている。
【００２３】
上記塗装吹付け工程Ｂのシャワー部２１では、図２及び図３に示すように、二台のエアレススプレーガン１２−１，１２−２の角度が水平方向から下に向かって角度θ1 ：４５度、左右方向にそれぞれ角度θ2 ：４５度の条件下において設置されており、これらが無機質成形体の搬送方向と直交する方向に相対的に移動自在としており、上方からエアレススプレーガン１２−１，１２−２による多量の塗料１３の吹付けを行う。
【００２４】
ここで、上記エアレススプレーガン１２−１，１２−２による多量の塗料１３の塗布条件は、塗出量が２００〜３００ｇ／ｍ2 となるように設定した。
なお、屋根材として幅が６５０ｍｍ、長さが４５０ｍｍのものでは、一般的な塗着量としては、１００ｇ／ｍ2 であるが、上記シャワー部２１における塗布はその２倍量を十分塗布するようにしている。但し、全量が塗布されるものではなく、残った塗料は回収して再使用するようにしている。
【００２５】
また、スプレーガンは被塗布物である屋根材の搬送方向と直交する方向に移動して塗装を行うようにしているが、所定の距離を移動した場合には、その吹き出しを制御するようにして無駄な塗装を行わないようにしている。
【００２６】
次に、同じ塗装吹付け工程Ｂ内において、上記塗装が終了した直後に、該吹付けた塗料１３を吹き飛ばすように設けられたエアカット部２２では、図２及び図４に示すようなブロア１４がそのエア吹付け角度が水平方向から下に向かって角度θ3 ：４５度、左右方向のいずれかに角度θ4 ：１５度の条件下において無機質成形体の搬送方向から逆方向に向かって取付けられている。
この際、図４中紙面の上方から下方に向かって風速２９〜３４ｍ／ｓ（風圧２５０〜３５０ｍｍＨ2 Ｏ）の強風を送り込む結果、大量に塗布されたばかりの余分な塗料１３が一定方向に向かって流れ、結果として段差部１１ａにおいても均一な塗布が行われることとなる。また、ここでも吹き飛ばされた塗料は回収して再使用するようにしている。
その後、一定方向に向かってエアを吹付けつつ塗料１３を吹き飛ばされた屋根材１１は、均一な塗装が施され、次の工程である第１の乾燥工程Ｃに送られる。
【００２７】
上記乾燥工程Ｃにおける乾燥条件は、雰囲気温度が８０〜１５０℃で３〜５分の乾燥が施される。この乾燥が終了した後は、仕上げ塗装工程Ｄに送られる。
【００２８】
この仕上げ塗装工程Ｄでは、上記塗装吹付け工程Ｂ内における、エアレススプレーガンとは異なり、エアスプレーガンとしてレシプロスプレーガン２３を用いて表面の仕上げ塗装を施す。
ここでの塗布量は８０〜１５０ｇ／ｍ2 であり、ガンの取付け状態は上記塗装吹付け工程Ｂのエアレススプレーガンと同様な取付けを行うようにしている。
【００２９】
その後、第２の乾燥工程Ｅに送られ、ここで乾燥に供される。
この第２の乾燥工程Ｅにおける乾燥条件は、雰囲気温度が８０〜１５０℃で３〜８分の乾燥が施される。
その後、外気による強制冷却によって、屋根材を冷やし、梱包する。
【００３０】
上記実施の形態においては、段差１１ａを有する屋根材１１を用いて、本実施の形態の塗装を施したが、これによって、短時間で効率良く且つ均一に塗装ができると共に、経済的である。
【００３１】
上記実施の形態においては、仕上げ塗装工程Ｄによって、仕上げ塗装を施したが、必要に応じて省略してもよい。
【００３２】
本実施の形態によって、得られた屋根材は、良好な塗装のものが得られ、耐侯性試験及び凍結融解試験等において良好な結果を得ることができた。
【００３３】
以下に凍結融解試験の概要及びその結果を示す。
本実施の形態によって得られたシャワー塗装・エアカット方式にかかる成形体と、従来のスプレーガンで単にスプレーで塗布する単なるスプレー方式の塗装にかかる成形体とを用い、建築用外壁材料の耐凍害性試験（ＪＩＳ  Ａ  １４３５）の水中凍結水中融解法に準じて試験を行った。
本実施の形態における塗装条件は、図３（Ａ）に示すシャワー部の角度θ1 及び図３（Ｂ）に示すシャワー部の角度θ2 を５０°、図４（Ａ）に示すエアーカット部の角度θ3 を５０°及び角度θ4 を１５°とし、塗料の吐出量を２５０ｇ／ｍ2 、エアー吹出速度を３０ｍ／ｓとした。一方の従来の塗装条件は、図３（Ａ）に示すシャワー部のθ1 が９０°であり、及び図３（Ｂ）に示すθ2 が０°（固定）とした。
その他の条件は、塗装時の板温度が５０℃、屋根材搬送速度が４ｍ／ｍｉｎ，塗着量１００ｇ／ｍ2 とした。
塗膜厚さを図５に示す。ここで、図５中に示す値は本実施の形態にかかる屋根材１１の各部位での塗膜厚さ（ｍｍ）を示し、括弧内の値は従来技術にかかる塗膜厚さ（ｍｍ）を示す。
本試験に供した試料は、上記方法により、水系有機塗料で塗装した二種類の瓦を切断して、１０ｃｍ×３０ｃｍの試験片とした。
凍結融解サイクル数は１００サイクルとした。
本試験の評価方法は、１００サイクル凍結融解試験後、試験片を室温にて約１週間放置し、気乾状態（含水率１０％以下）になったところで、セロハンテープにて密着試験を行った。
この密着試験の結果、剥離率（％）は本実施の形態にかかるシャワー塗装・エアカット方式の場合には、５〜３０％であったのに対して、従来のスプレー方式の場合には、９０〜１００％と殆どが剥離していた。
【００３４】
また、塗装の吹付け角度の比較として、図６に示すように、エアレススプレーの角度を本発明以外の角度とした場合（特開昭６４−８０４７３号公報に開示されるような垂直方向から角度θ5 ：２０度、水平方向からの角度：７０度）には、段差部を有する屋根材１１に対して、本実施の形態のような良好な塗装を行うことができなかった。これは、従来技術が開示するのは、単なる平板状のものに凹凸面が付与された成形体に対しての塗装することが可能であるので、本発明の塗装の被塗布物となる段差を有する無機質成形体の塗装には、適していないからである。
【００３５】
上記実施の形態においては、図３に示すように塗料の塗布は二台のエアレススプレーガンによって塗料の吹付けを行ったが、図７に示すように、一台のみのスプレーガンを用い、当該スプレーガンの先端が左右に首振り自在であり、且つ搬送方向に対して左右移動自在であると共に搬送方向に対してＵターン自在なエアレススプレーガン１５を用いても効率的な塗料の塗布を行うことができる。
【００３６】
次に、他の実施の形態について説明する。
【００３７】
図８（Ａ）は本実施の形態に係る塗装方法に用いる無機質成形体である多数に凹凸を有する厚物の壁材３１の斜視図である。また、図８（Ｂ）に示すように、本実施の形態における凸部３１ａの高さ（ｈ）は１０ｍｍとしている。
図９は、本実施の形態にかかる塗装状況の概略図である。
これらの図面に示すように、壁材３１となる無機質成形体は、プレヒート工程Ａから所定の温度で加熱が加えられ（８０〜１５０℃で３〜５分）、コンベアのラインスピードを３〜６ｍ／分として、塗装吹付け工程に送られる。
【００３８】
この塗装吹付け工程では、前記実施の形態と同様に塗料をシャワー状に吹き付けるシャワー部とそのシャワー状に吹き付け直後に該吹付けた塗料を吹き飛ばすエアカット部とから構成されている。
【００３９】
上記塗装吹付け工程Ｂのシャワー部では、図９に示すように、先ず二台のエアレススプレーガン１２−１，１２−２の角度が水平方向から下に向かって４５度、左右方向にそれぞれ４５度の条件下において設置されており、これらが無機質成形体の搬送方向と直交する方向に相対的に移動自在としており、上方からエアレススプレーガン１２−１，１２−２による多量の塗料１３の吹付けを行う。
また、これらのエアレススプレーガン１２−１，１２−２と対向するように角度が水平方向から下に向かって４５度、左右方向にそれぞれ４５度の条件下においてエアレススプレーガン１２−３が設置されている。
この三台のスプレーガンによって、あらゆる方向から壁材３１に対して塗装ができる。
【００４０】
この塗装後は、同じ塗装吹付け工程Ｂ内において、前記実施の形態と同様に、該吹付けた塗料１３を吹き飛ばすように設けられたエアカット部２２で、図２及び図４に示すような所定の角度に設定されたブロア１４を用いて上方から下方に向かって風速２９〜３４ｍ／ｓの強い風（風圧２５０〜３５０ｍｍＨ2 Ｏ）を送り込み、大量に塗布されたばかりの余分な塗料１３を一定方向に向かって流し、結果として凹凸部においても均一な塗布が行われることとなる。
その後は、前記実施の形態と同様に第１乾燥工程、レシプロスプレーガンによる仕上げ工程、第２乾燥工程及びクーリング工程と順次行って、積載・梱包するようにしている。
【００４１】
本実施の形態においては、凹凸が多数有する壁材においては、従来均一に塗装ができなかったものが、シャワー部とエアカット部とを並設していることにより、均一な塗装ができることとなる。
【００４２】
なお、無機質成形体によっては段差の高さが高い場合には、図１０（Ａ）に示すような塗料溜まりが発生するが、図１０（Ｂ）に示すように、所定の角度のテーパ部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを形成することで、図１０（Ａ）に示すような塗料溜まりが解消され、吹き付けた塗料が容易に流れ去り、シャワー部とエアカット部において、均一な塗装を施すことができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明方法によれば、多数の凹凸や段差１１ａを有する無機質成形体に対して、本発明の塗装を施すことで、短時間で効率良く且つ均一に塗装ができると共に、低コストな設備で管理の簡単な作業となり経済的である。また、進行方向の陰となるような形状の無機質成形体の場合においても、先ずスプレー塗装により多量に塗布された液状塗料が次のエアーカットにより、塗料が除去される際に、上記陰となる部分に十分に回り込み、塗り込めることが可能となる。
【００４４】
本発明方法による無機質成形体は、従来の単なるスプレーガンによる塗装と異なり、良好な塗装が施されることとなり、以下のような効果を奏する。
▲１▼  溝部、木口等が一般表面とほぼ均一な塗膜が得られることにより、例えば屋根材を例にした場合に、従来品の木口が薄膜な塗装品では、木口の劣化が早いが、本発明方法によれば、木口も十分に塗装できる結果、透水量が減少することで木口からの劣化が減少する。
▲２▼  無機質成形体を予め温めた場合には、該温められた基材表面に塗料を一度に多量に塗布する結果、液状の状態で表面に塗布され該塗布された塗料が乾きにくく、基材表層に含浸しやすく、いわゆるアンカー効果により、従来のミスト方式のスプレー塗装のようなミスト状で基材表層に付着され含浸しずらいものと異なり、密着性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる屋根材の一例を示す図である。
【図２】本実施の形態にかかる塗装工程の工程図である。
【図３】本実施の形態にかかるエアレススプレーガンの取付け状態の概略図である。
【図４】本実施の形態にかかるブロアの取付け状態の概略図である。
【図５】本実施の形態にかかる屋根材の塗膜の一例を示す図である。
【図６】比較例にかかるエアレススプレーガンの取付け状態の概略図である。
【図７】他のエアレススプレーガンの取付け状態の概略図である。
【図８】本実施例にかかる壁材の一例を示す図である。
【図９】本実施例にかかる壁材を塗装するエアレススプレーガンの取付け状態の概略図である。
【図１０】他の無機質成形体の斜視図である。
【符号の説明】
１１  屋根材
１２−１，１２−２  エアレススプレーガン
１３  塗料
１４  ブロア
１５  エアレススプレーガン
２１  シャワー部
２２  エアカット部
３１  壁材
３１ａ  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003935264.tif 000009
【図９】
0003935264.tif 000010
【図１０】
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