(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転塗布ロールを有する塗布装置において、前記回転塗布ロールが、一端に塗布用液の注入口を有し、かつ筒壁に複数の塗布用液流出孔が穿設され、その両端付近がロールチョックで回動可能に支持される中空円筒状の軸芯と、該軸芯の外側面に装着された連続気孔を備える円筒状の多孔質樹脂体とで構成され、かつ前記回転塗布ロールの軸芯の外側面に、連続気孔を備える円筒状の多孔質樹脂体を繋止するための溝を、前記軸芯の長さ方向に沿って複数本削設してなることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記軸芯が、一端に塗布用液の注入口を有し、かつ筒壁に複数の塗布用液流出孔が穿設され、その両端付近がロールチョックで回動可能に支持される中空円筒状の内管と、両端部に前記内管のロールチョック支持部を突出させ、筒壁に複数の塗布用液流出孔を備えた中空円筒の外管との二重管構造に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記連続気孔を備える円筒状の多孔質樹脂体が、ポリビニルアルコール系樹脂又はポリウレタン系樹脂からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布装置。
【請求項４】
請求項３に記載の連続気孔を備えたポリビニルアルコール系多孔質樹脂体が、ロールの内外表面層には小径の連続気孔を有し、ロール内部層には該内外表面層の連続気孔に連通する大口径の連続気孔を有することを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
前記回転塗布ロールが、被塗布材料面への当接により従動される速度よりも速い周速度で回転するよう制御可能に構成されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記回転塗布ロールが、被塗布材料面への当接により従動される速度より１０〜１２０％速い周速度で回転するよう制御可能に構成されてなることを特徴とする請求項５に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記塗布用液が、床用ワックスであることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続気孔を備えた多孔質樹脂体からなる回転塗布ロールを有する塗布装置に係わり、特に床用ワックス液を含む各種塗布用液を、迅速に、効率よく、かつ被塗布材料の塗布面の凹凸に影響を受けることなく均一に塗布でき、さらに前記回転塗布ロールの周速度を被塗布材料への当接により従動される速度より速めて、前記被塗布材料に塗布した塗布用液を高速に乾燥できる塗布装置を提供することにある。
【背景技術】
【０００２】
一般住宅、ビル、塀、船舶等の内外壁面、床面などに塗料や床用ワックス等の塗布用液を塗布することは従来から広く行われているところである。こうした塗布用液の塗布には、モップを代表とするシート状塗布具の他に、振動式塗布具、回転式塗布具、ブラシや刷毛、ローラーなど作業形態や形状の異なる塗布具の中から、被塗布物の形状や使用する塗布用液の特性等に応じて、最も好ましい塗布具が選択されて使用されている。中でもローラーは塗料の飛散が少なく作業環境が良好に保て、塗布効率にも優れていることから広く用いられている。
例えば、特開２００７−５０３１１号公報（特許文献１）には、「中空の円筒部を有するロール本体と、ロール本体の内筒部外周に装着された被塗装物表面に塗料を塗布する塗布部材と、を備え、塗布部材は塗料が含浸される連続気孔を備えた多孔質体とし、ロール本体の円筒部には内部から塗布部材に対して塗料を供給する供給路を構成する多数の供給穴が設けられていることを特徴とするコーティングロール」が開示されている。
【０００３】
また、特開２００４−３５１３５６号公報（特許文献２）には、「塗布ローラと、塗布ローラを回転可能に支持する柄部とを備え、前記塗布ローラの中空の軸芯部に形成された複数の流出孔を介して該軸芯部から塗布液を流出させることにより、前記塗布ローラの塗布部に塗布液を含浸させつつ被塗布面への塗布作業を行うローラ式塗布具であって、前記軸芯部の外周面と前記塗布部との間に介在して、前記塗布部における塗布液の含浸流路よりも小さい網目の網目構造を有するシート材料が、前記複数の流出孔を覆うように取り付けられているローラ式塗布具」が開示されている。
そして特開２００３−２３６４３０号公報（特許文献３）には、「圧送式ローラ塗装機について、ローラ軸が軸方向に列設した複数の小孔を有し、塗装ローラーが複合的な筒状回転体であって、塗布作用部材としての外筒要素と塗液分散部材としての一又は複数の内筒要素からなるとともに、ローラー軸に装着した状態で両端を液封し、かつ、少なくとも内筒要素の断面放射方向に連続する微細間隙又は網状細管からなる塗液流通経路を多数形成したものとする。また、塗液流路には流量微調整弁を設ける。そして、塗装ローラーに塗液を圧入し、該塗装ローラの塗液流通経路により塗液中の粒子を流通過程で強制的に分散させた後、塗布作用部材に塗液を均一に浸潤させる圧送式ローラー塗装機」が開示されている。
しかしながら、これらの塗布ロールを使用した塗布装置では、高速で均一な仕上がりを得ることは困難であり、それを解決して被塗布面全面に塗布量の過不足がなく、被塗布面の凹凸にも影響されない塗布装置を開発するのは容易でなく、これまで提供されるに至っていなかった。
【特許文献１】特開２００７−５０３１１号公報
【特許文献２】特開２００４−３５１３５６号公報
【特許文献３】特開２００３−２３６４３０号公報
【０００４】
前記ローラー式の塗布装置に用いられるローラーとしては、「湿潤状態で弾性を有するポリビニルアセタール系多孔質素材によって構成され、略円筒形状のロール体とロール体の外周面上に一体形成された複数の突起とを有し、該突起の頂部を被洗浄体に回転接触させて該被洗浄体を洗浄するスポンジローラであって、前記突起は、前記ロール体の外周面から延びて先細りする突出基部、該突出基部の先端から前記頂部までほぼ同一の断面形状を有する突出端部とを備えたことを特徴とする洗浄用スポンジローラ」が、特開２０００−２４６１８７号公報（特許文献４）に開示されている。
また、特開平７−１６１０号公報（特許文献５）の「プリント基板、リードフレーム等の水切り用ロールとその形成方法」には、ポリビニルアルコールやポリ塩化ビニル等の材料によるスポンジロールの開示が見られる。
しかし、これらローラーは、特定の物品の洗浄や、水分の吸収に適応するよう構成されたものであって、塗料等の塗布用液を、被塗布材料に効率よく、均一に塗布しようとする本発明の目的に適合するものではない。
【特許文献４】特開２０００−２４６１８７号公報
【特許文献５】特開平７−１６１０号公報
【０００５】
一方、塗布技術の一端を担う床面へのワックス塗布技術においては、従来のモップを用いて塗布する手塗りの方法に替えて、床面にワックス液を供給して塗布する塗布装置及び塗布したワックス液を乾燥させる送風乾燥装置を備え、床面上を移動させながらワックス液を塗布し、乾燥させる各種の走行式ワックス塗布乾燥装置が提案されてきている。
例えば、特開平３−１０１８６９号公報（特許文献６）には、「コーティング剤溶液を床面に塗布する塗布具を移動機体に取付けた床コーティング剤塗布機であって、前記塗布具を上下に振動させながら床面に沿わせて回動運動させる塗布具駆動機構を設けてある床コーティング剤塗布機」が開示され、特開平６−１７５２７号公報（特許文献７）には、「機体移動に伴って床コート剤を塗布装置によって床面に塗布するとともに塗布床コート剤を乾燥風供給装置が供給する乾燥風によって乾燥するよう構成した塗布機を用い、最低造膜温度が４５℃以下の床コート剤基材に最低造膜温度低下剤を添加してなり、最低造膜温度が５℃以下であるアクリル系床コート剤を塗布する床コート剤塗布方法」の開示がある。
【０００６】
また、特開平８−３０８７７８号公報（特許文献８）には、「台車の上段には、ワックスタンクが載置され、その下段の前部には、該台車の進行床面にワックスを適量滴下するワックス滴下装置が、その中央には、その滴下されたワックスを伸展塗布するワックス伸展塗布装置が、さらにその後部には、その塗布されたワックスを乾燥する乾燥機が各々設置されてなり、床面のワックス塗布乾燥を連続的に実施可能としたことを特徴とする床面用ワックス塗布乾燥装置」が開示されている。
【０００７】
さらに、特開平９−２９９８５４号公報（特許文献９）には、「台車の前方には、該台車の進行方向の床面にワックス液を供給塗布するワックス供給塗布装置が、台車の後半部には、その床面に供給塗布されたワックス液を乾燥する塗布ワックス加熱乾燥装置が設けられてなる走行式ワックス塗布乾燥装置において、前記塗布ワックス加熱乾燥装置が、前部に乾燥用加熱機体供給源を備え、その後部に下面開口の扁平尾長状ダクトを備えてなり、かつ同ダクトの後端には水平方向への開口部を有してなる走行式ワックス塗布乾燥装置」が開示されている。
そして特開平９−２９９８５５号公報（特許文献１０）には、「台車の前方には、該台車の進行方向の床面にワックス液を供給塗布するワックス供給塗布装置が、台車の後半部には、その床面に供給塗布されたワックス液を乾燥する塗布ワックス加熱乾燥装置が設けられてなる走行式ワックス塗布乾燥装置において、前記塗布ワックス加熱乾燥装置が、前部に乾燥用加熱気体供給源を備え、その後部に下面開口の扁平尾長状ダクトを備え、かつ前記下面開口の扁平尾長状ダクトの途中と乾燥用加熱気体供給源との間に分岐循環通路を備え、さらに前記扁平尾長状ダクトの後端には水平方向への開口部を有してなることを特徴とする走行式ワックス塗布乾燥装置」が開示されている。
【０００８】
さらにまた、特開平９−２９９８５６号公報（特許文献１１）には「台車の前方には、該台車の進行方向の床面にワックス液を供給塗布するワックス供給塗布装置が、台車の後半部には、その床面に供給塗布されたワックス液を乾燥する塗布ワックス加熱乾燥装置が設けられてなる走行式ワックス塗布乾燥装置において、前記塗布ワックス加熱乾燥装置が、前部に乾燥用気体供給源を備え、その後部に下面開口の扁平尾長状ダクトを備えてなり、かつ前記下面開口の扁平尾長状ダクトの前方部天井壁内側に乱流促進機構が付設され、そして前記ダクトの後端には水平方向への開口部を有してなることを特徴とする走行式ワックス塗布乾燥装置」が、そして特開平９−２９９８５７号公報（特許文献１２）には「台車の前方には、該台車の進行方向の床面にワックス液を供給塗布するワックス供給塗布装置が、台車の後半部には、その床面に供給塗布されたワックス液を乾燥する塗布ワックス加熱乾燥装置が設けられてなる走行式ワックス塗布乾燥装置において、前記ワックス供給塗布装置が、回動軸に垂設され、先方が左右に振り動かされるワックス注出管を備え、台車の走行に伴ってワックス注出管の先方が左右に振り動かされて、その先端からワックスが広く床面にジグザグ状に供給されることを特徴とする走行型式ワックス塗布乾燥装置」が開示されている。
【特許文献６】特開平３−１０１８６９号公報
【特許文献７】特開平６−１７５２７号公報
【特許文献８】特開平８−３０８７７８号公報
【特許文献９】特開平９−２９９８５４号公報
【特許文献１０】特開平９−２９９８５５号公報
【特許文献１１】特開平９−２９９８５６号公報
【特許文献１２】特開平９−２９９８５７号公報
【０００９】
上記に例示した特許文献６〜１２では、走行式ワックス塗布乾燥装置の塗布具としてシート状塗布具の他に振動式塗布具、回転式塗布具、ブラシなどの使用が可能との記述はあるが、前記塗布具の具体的な構造や素材についての開示はなされていない。
【００１０】
また、特許文献１１に開示の、注出管の先端を左右に振りながらワックス液を滴下する供給方式においては、ワックスがジグザグ状に滴下され、したがって付着量もジグザグ状に変化するという問題が解消されず、また、多数の注出孔を穿設した注出管からワックス液を滴下する方式においては、注出孔と注出孔の間隔や注出孔の口径によって幅方向に付着量の不均衡が生じるという問題が残されていた。
【００１１】
さらに、上記特許文献６〜１２の走行式ワックス塗布乾燥装置の塗布具は、いずれも床面を摺擦しながらワックスを塗布するものであり、床面に落下していた塵埃が塗布具に付着すると、それ以降ワックス塗布装置の進行方向に沿って筋状の塗布傷が生じ、良好な仕上がり面が得られなくなるという問題もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、上記背景技術に鑑み、連続気孔を備えた円筒状の多孔質樹脂体を用いた回転塗布ロールにより、塗料や床用ワックス液等各種塗布用液を、迅速に、効率よく、かつ被塗布材料の塗布面の凹凸にも影響を受けることなく均一に塗布でき、さらに塗布した前記塗布用液を高速に乾燥できる塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、鋭意研究を積み重ね、上記課題を下記の手段によって解決した。
（１）回転塗布ロールを有する塗布装置において、前記回転塗布ロールが、一端に塗布用液の注入口を有し、かつ筒壁に複数の塗布用液流出孔が穿設され、その両端付近がロールチョックで回動可能に支持される中空円筒状の軸芯と、該軸芯の外側面に装着された連続気孔を備える円筒状の多孔質樹脂体とで構成され、かつ前記回転塗布ロールの軸芯の外側面に、連続気孔を備える円筒状の多孔質樹脂体を繋止するための溝を、前記軸芯の長さ方向に沿って複数本削設してなることを特徴とする塗布装置。
（２）前記軸芯が、一端に塗布用液の注入口を有し、かつ筒壁に複数の塗布用液流出孔が穿設され、その両端付近がロールチョックで回動可能に支持される中空円筒状の内管と、両端部に前記内管のロールチョック支持部を突出させ、筒壁に複数の塗布用液流出孔を備えた中空円筒の外管との二重管構造に形成されてなることを特徴とする前項（１）に記載の塗布装置。
【００１４】
（３）前記連続気孔を備える円筒状の多孔質樹脂体が、ポリビニルアルコール系樹脂又はポリウレタン系樹脂からなることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の塗布装置。
（４）前項（３）に記載の連続気孔を備えたポリビニルアルコール系多孔質樹脂体が、ロールの内外表面層には小径の連続気孔を有し、ロール内部層には該内外表面層の連続気孔に連通する大口径の連続気孔を有することを特徴とする塗布装置。
【００１５】   （５）前記回転塗布ロールが、被塗布材料面への塗布速度よりも速い周速度で回転するよう制御可能に構成されてなることを特徴とする前項（１）〜（４）のいずれか１項に記載の塗布装置。  （６）前記回転塗布ロールが、被塗布材料面への当接により従動する速度より１０〜１２０％速い周速度で回転するよう制御可能に構成されてなることを特徴とする前項（５）に記載の塗布装置。  （７）前記塗布用液が床用ワックスであることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の塗布装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の塗布装置により、下記のような効果が得られる。
〈１〉本塗布装置に使用される回転塗布ロールが、一端に塗布用液の注入口を有し、かつ筒壁に複数の塗布用液流出孔が穿設され、その両端付近がロールチョックで回動可能に支持される中空円筒状の軸芯と、該軸芯の外側面に装着された連続気孔を備える円筒状の多孔質樹脂体とで構成されてなり、かつ前記回転塗布ロールの軸芯の外側面に、連続気孔を備える円筒状の多孔質樹脂体を繋止するための溝を、前記軸芯の長さ方向に沿って複数本削設したので、前記軸芯と多孔質樹脂体との密着性が高まり、前記多孔質樹脂体が軸芯の回転に付いていけずに空転してしまう不具合の発生をなくすことができるとともに、モップによる手動塗布や、ブロック状又はシート状の塗付具を振動させて塗布用液を塗布する等の従来の塗布装置に比べて、高速に、かつ塗布域全体にわたって塗りむらのない均質な仕上がりの塗布が可能になる。
【００１７】  〈２〉また、塗布用液が前記中空円筒状の軸芯内、及び連続気孔を備えた円筒状の多孔質樹脂体の気孔内に一時貯留されるので、塗布用液タンクからの塗布用液供給量に変動があっても、被塗布材料面への塗布用液供給量に直接即座に影響を与えることがなく、被塗布材料面全面にわたって均一な量の塗布用液供給が可能となり、美しい仕上がりの塗布面が得られる。【００１８】
〈３〉前記回転塗布ロールが、一端に塗布用液供給口を有し、かつ筒壁に複数の塗布用液流出孔が穿設され、その両端付近がロールチョックで回動可能に支持される中空円筒状の軸芯と、該軸芯の外側面に装着された連続気孔を備えた円筒状の多孔質樹脂体とで構成され、さらに前記軸芯が、一端に塗布用液供給口を有し、かつ筒壁に複数の塗布用液流出孔が穿設され、その両端付近がロールチョックで回動可能に支持される中空円筒状の内管と、両端部に前記内管のロールチョックへの装着部を突出させ、筒壁に複数の塗布用液流出孔が穿設された中空円筒状の外管の二重管構造としているので、内管の中空部に供給された塗布用液は、内管の筒壁の塗布用液流出孔から外管の中空部へ移動し、次いで、外管の筒壁の塗布用液流出孔から前記多孔質樹脂体に移動する過程で、塗布用液が前記多孔質樹脂体全体に均等に分散供給され、塗りむらのない均一な塗布が可能になる。
【００１９】  〈４〉前記回転塗布ロールが、被塗布材料面への当接により従動される速度よりも速い周速度で回転するよう制御可能に構成されているので、塗布された塗布用液の乾燥速度を高めることができ、かつ、回転塗布ロールが床面を滑動することにより、凹凸のある被塗布材料に対しても塗布用液をむらなく塗布することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の塗布装置の実施の形態を、実施例の図に基づいて説明する。
図１は本発明のワックス供給塗布装置の構造説明図、図２は回転塗布ロールの断面図である。
図１において２０は連続気孔を備えた多孔質樹脂体、２１は外管、２１ａは外管筒壁の塗布用液流出孔、２１ｂは溝、２２は内管、２２ａは内管の筒壁の塗布用液流出孔、２３はベアリングを備えたロールチョック、２４はロールチョック支持バネ、２５は回転ネジ、２６は台車フレーム、２８はロータリージョイント、２９は送液チューブ、３０は走行速度とロール回転速度を加減速させるためタイミングベルトと直結したホイールを示す。
【００２２】
本発明の塗布装置は、図１に示すように、一端に塗布用液の供給口となるロータリージョイント２８を備え、かつ筒壁に複数の塗布用液流出孔２２ａが穿設され、その両端付近がベアリングを備えたロールチョック２３によって回動可能に支持された中空円筒状の内管２２と、両端部に前記内管２２のロールチョック２３への装着部を突出させ、筒壁に複数の塗布用液流出孔２１ａが穿設された中空円筒状の外管２１との二重管構造に形成された軸芯と、前記外管２１の外側面に連続気孔を備えた円筒状の多孔質樹脂体２０が装着されて形成されている。そして前記ロールチョック２３はロールチョック支持バネ２４を介して台車フレーム２６に吊設されている。
【００２３】
前記回転塗布ロールは、前記内管２２の一端に設けられたロータリージョイント２８に接続される送液チューブ２９から前記内管２２の中空円筒体内に注入された塗布用液を内管筒壁に穿設された塗布用液流出孔２１ａから外管２１の内部に、外管２１の筒壁に穿設された塗布用液流出孔２１ａを介して連続気孔を備えた円筒状の多孔質樹脂体２０に供給し、前記回転塗布ロールを被塗布面に圧接、回転させて、塗布用液を被塗布材料に供給し塗布を可能にしている。
【００２４】
さらに、前記回転塗布ロールでは、円形状の多孔質樹脂体２０の周速度を被塗布材料への溶接により従動される速度より速くなるようにする機構の一部となるホイール３０が内管２２の端部に取り付けられている。
【００２５】
前記回転塗布ロールに使用する連続気孔を備えた多孔質樹脂体２０としては、吸水保水率が高く、弾性に富み、かつ耐摩耗性に優れた素材が要求される。数多くの多孔質樹脂体の中から、円筒状に成形でき、上記の特性を有する多孔質樹脂体を求めて種々調査した結果、特に、ＰＶＡ系（ポリビニルアルコール系）樹脂スポンジやポリウレタン系樹脂スポンジが好適であることを見出した。
【００２６】
本発明で用いるＰＶＡスポンジロールは、例えば、重合度５００ないし３０００程度の完全鹸化あるいは部分鹸化のポリビニルアルコールの水溶液に、架橋剤としてアルデヒド類、触媒としての鉱酸類、気孔形成剤としての澱粉類を加え均一攪拌し、所定の型枠に流し込み、５０ないし８０℃程度の温度にて１０ないし２０時間程度反応させることによって得られるものであって、本多孔質弾性体は、８０〜９５％程度の気孔率、３０〜３００μｍ程度の平均気孔径を有するものである。
好適に用いられるものとして、例えば、気孔率９０％、保水率１１００ｗｔ％、気孔径１５０〜３００μｍの特性を有するＰＶＡスポンジロール（商品名シグナスローラー、アイオン株式会社製）がある。
図６に、ＰＶＡスポンジの表面及び内部の多孔質構造の写真を示した。図６に見られるように、このＰＶＡスポンジは、一見ソリッドなブロック状であっても、ミクロの目でとらえると、その容積の９０％以上が中空（気孔）からなり、立体網目構造をなし、個々の気孔は連続している多孔構造を有している。さらに図６から、その表面には小径の連続気孔が開口し、内部の大口径の連続気孔に貯留された塗布用液が、該表面の表面の小口径の連続気孔の開口から適量浸みだして床面に有効に供給されることが容易に理解できる。そして、このスポンジはウエット状態で柔軟性、弾力性があり、被塗布材料の表面を痛めることがない特徴を備えている。
【００２７】
また、本発明で用いるポリウレタンスポンジロールは、ポリウレタンエラストマーの水分散体に結晶水を吸収しうる例えば硫酸ナトリウムなどの塩類を加えて攪拌し、この塩類に水分を吸収させ粉末状の混合物とした後、塩化ナトリウムなどの水溶性の塩類を添加、混練して流動状体とし、続いてこれを型枠に流し込み、乾燥、熱処理を施した後、水洗いして前記塩類を除去して成型されるものであって、本多孔質ポリウレタン樹脂体は６０〜９０％程度の気孔率、１０〜３００μｍ程度の平均気孔径を有するものである。
好適に用いられるポリウレタン系樹脂スポンジとして、例えば、気孔率８３％、保水率４００ｗｔ％、気孔径２５μｍ（商品名ソフラス、アイオン株式会社製）がある。
このポリウレタン系スポンジは、１００℃以上の環境下でも、１００℃の水中でも安定して使用できる高い耐熱性を有する連続多孔質樹脂体であり、ドライ状態でもウエット状体でも極めて柔軟な風合いを示す。また、塩類に対して安定であり、アルコール、酸、アルカリに対する耐性を有している。
【００２８】
前記回転塗布ロールのロール幅と外径は、塗布用液の種類、性質、被塗布材料の形状、構造、大きさなどの使用環境に応じて設定される。そしてそのロール幅は最大でも１０００ｍｍまで、外径は最大でも１２５ｍｍまでとすることが好ましい。ロール幅が１０００ｍｍを超えると前記回転塗布ロールの幅全域にわたって塗布用液を均一に供給することが困難となる恐れがあり、また外径が１２５ｍｍを超えると該回転塗布ロール内に一時貯留する塗布用液の量が過多になり、塗布用液の塗布量を制御した場合の応答性が悪くなることがあるので好ましくない。
なお、上記で連続気孔を備えた円筒状多孔質樹脂体としてポリビニルアルコール系樹脂、又はポリウレタン系樹脂を好ましいものとしたが、これに限られるものではなく、前述した吸水保水率が高く、弾性に富み、かつ耐摩耗性に優れた素材という条件を満たすものであれば使用できる。
【００２９】
また、多孔質樹脂体２０と外管２１との密着度が十分でないと、床面に塗布用液を塗布するために円筒状の多孔質樹脂体２０を床面に押しつけ回転させた時に生じる摩擦剪断力によって多孔質樹脂体２０が外管２１の回転に付いていけずに空転してしまう不具合が生じる恐れがある。外管２１と円筒状の多孔質樹脂体２０の接着に、ゴム系、塩ビ系、酢酸ビニル系などの接着剤を用いると、塗布用液の作用により、これら接着剤の接着力が徐々に低下し、外管２１と多孔質樹脂体２０の密着性の保持が困難となる場合がある。このため、本発明では、外管２１と多孔質樹脂体２０の密着性を維持、向上させるために、図２に示すように外管２１の外周に少なくとも４か所、外管２１の長手方向全域にわたって、例えば、深さ２〜５ｍｍ、幅２〜５ｍｍの溝２１ｂを設けることが好ましい。この溝２１ｂによって接着剤なしで鉄製の外管２１と円筒状多孔質樹脂体２０の密着性を高めることができる。
【００３０】
本発明の塗布装置では、被塗布材料面に塗布される塗布用液は、図１に示すように送液チューブ２９からロータリージョイント２８を通って、回転塗布ロールの内管２２の中空部に必要量が注入される。この注入量は被塗布材料への塗布速度と目標塗布量に対応して制御される。
内管２２の中空部に供給された塗布用液は、内管２２の筒壁に穿設された複数の塗布用液流出孔２２ａから外管２１の中空部に、さらに外管２１の筒壁に穿設された複数の塗布用液流出孔２１ａから多孔質樹脂体２０へと移動して、該多孔質樹脂体２０の内部の大口径連続気孔内に一時貯留される。
そして、多孔質樹脂体２０の内部に貯留された塗布用液は、該多孔質樹脂体２０の表面に開口した小口径の連続気孔を通って多孔質樹脂体２０の表面に到達し、該多孔質樹脂体２０の表面が被塗布材料に接触、回転することによって該被塗布材料に供給塗布される。
【００３１】
被塗布材料に塗布される塗布用液の量は、内管２２へ注入される塗布用液の量と被塗布材料への塗布速度とによって制御される。例えば内管２２へ注入される塗布用液の量が一定であれば、被塗布材料への塗布速度が遅いと被塗布材料の単位面積当たりの塗布量が増え厚手の塗布となり、逆に塗布速度が速くなると被塗布材料の単位面積当たりの塗布量は減り薄手の塗布となる。
ちなみに、塗布用液が床用ワックス液の場合の単位面積当たりの塗布量は、２．５〜１５ｇ／ｍ2の範囲が好適であり、より好適には５〜１０ｇ／ｍ2の範囲である。２．５ｇ／ｍ2未満の塗布量では塗布用液を塗布した仕上面の光沢度が不十分であり、１５ｇ／ｍ2を超えると乾燥速度が著しく遅くなり塗布作業の能率が低下することとなる。したがって、床用ワックス液の内管２２への注入量と床面への塗布速度とを上記好適塗布量となるように制御することとなる。
【００３２】
本発明の回転塗布ロールの軸芯を、内管２２と外管２１との二重管構造とするのは、その一端から内管２２の中空部に注入された塗布用液を、前記円筒状の多孔質樹脂体２０全体に均一に供給するためであり、内管２２、外管２１の外径や、内管２２と外管２１の筒壁に穿つ塗布用液流出孔２２ａ、２１ａの口径、数、及びその配置は、回転塗布ロールの形状、構造、サイズ、使用する塗布用液の粘性などに応じて適宜決定される。例えば、塗布用液として床用ワックス液を使用する場合には、外管の外径は４０〜１２５ｍｍ、内管の外径は２０〜６０ｍｍとするのが好適であり、さらに、外管には２〜４ｍｍ、内管には３〜６ｍｍの口径を有する塗布液流出孔を設けるのが好適である。また、塗布用液が流入する塗布用注入口付近では、塗布液流出孔２２ａ、２１ａの口径を小さくし、中央部以遠ではその口径を大きくすることにより多孔質樹脂体２０からの床用ワックス液のしみ出し量を均一にすることも好ましい。
また、内管２２の塗布用液流出孔２２ａ同士、また外管２１の塗布用液流出孔２１ａ同士の間隔は、前記円筒状多孔質樹脂体の外径に応じて適宜選択されるが、前記多孔質樹脂体２０の表面へ床用ワックス液が均一に拡がるのを考慮すると前記多孔質樹脂体２０の肉厚の１．５〜３倍とすることが好ましい。
【００３３】
被塗布材料への多孔質樹脂体２０の「押し込み深さ」は、該多孔質樹脂体２０を支持する軸芯への荷重により制御され、その深さは２〜１０ｍｍの範囲とすることが好ましい。２ｍｍ未満の場合には被塗布材料の表面の凹凸により塗布されない部分が生じることがあり、また１０ｍｍを超えて深く押し込むとその圧力によって多孔質樹脂体２０の中央部に貯溜された塗布用液が多孔質樹脂体の端部に移動して端部の塗布用液量が過剰となり、前記多孔質樹脂体２０の端部が接触する被塗布材料の表面に塗布される塗布用液の量も増え塗布量の均一性が損なわれることになる。また、該多孔質樹脂体２０への圧縮が強まり該多孔質樹脂体２０の耐久性が損なわれることになる。
【００３４】
円筒状多孔質樹脂体２０の回転速度を制御して、該多孔質樹脂体２０の周速度を、該多孔質樹脂体２０が被塗布材料への当接により従動される速度より１０％〜１２０％、より好適には２０％〜１００％の範囲で速めることが好ましい。被塗布材料への当接により従動される速度よりも速い周速度で回転塗布ロールを回転させることによって乾燥が速まることが見出されており、また、多孔質樹脂体２０の周速度を制御することにより、回転する多孔質樹脂体２０が床面に接触し押し込まれる際にその先端部で巻き込む空気によって生じる塗布面の微細な発泡現象を解消でき、さらに、床面を滑動させることにより凹凸のある被塗布材料の表面の塗布の仕上りが向上する効果も認められている。
多孔質樹脂体２０の周速度を塗布装置が筆府材料への当接により従動される速度に対して±１０％未満の範囲で増減したのでは乾燥速度の向上は見られず、１２０％を超えると床面と多孔質樹脂体２０の摩擦が過大となり多孔質樹脂体２０の摩耗、破損の度合が顕著になり好ましくない。
【００３５】  本発明の塗布装置の効果を実証するため、図３に示す塗布乾燥試験装置を作製し、塗布用液に床用ワックスを、被塗布材料にＰタイルを使用して、連続気孔を備えた円筒状の多孔質樹脂体の回転塗布ロールによる塗布試験を行った。  前記塗布乾燥試験装置は、図３に示すように被塗布材料の表面に塗布用液を塗布する回転塗布ロールを上側に、被塗布材料を移動させる塗布バックアップロールを下側に相対して配設した塗布液供給塗布部と、塗布用液が塗布された被塗布材料を搬送するベルトコンベアと、前記ベルトコンベアで搬送されてくる被塗布材料の表面に塗布された塗布用液を乾燥させる乾燥炉と、前記コンベアの真上に配設され前記乾燥炉に乾燥用の熱風を供給し吸引する循環式電熱熱風乾燥機とで構成されている。  そして前記回転塗布ロールには、二重管構造の軸芯の外周に内径３８ｍｍ、外径７７ｍｍ、長さ２７０ｍｍのＰＶＡスポンジロールを密着させたものを使用し、かつ該回転塗布ロールは上下に移動可能とし、前記回転塗布ロールの被塗布材料表面への押さえ深さはスプリングの圧縮度をハンドルによって調整可能にした。  一方塗布バックアップロールは、外径７７ｍｍのウレタン製のロールであってその軸芯は前記ワックス供給塗布部のフレームに回動可能に軸着、固定されている。  回転塗布ロールと、塗布バックアップロールとは、それぞれ独立したモーターで駆動する機構とした。  そして、前記回転塗布ロールには塗布用液タンクから電磁式定量ポンプと送液チューブを介して塗布用液が供給される構造になっている。【００３６】  本評価試験で被塗布材料として用いたＰタイル（東リ株式会社製  コンポジションビニル床タイルＭＶ４３（橙色）、厚さ２ｍｍ、３０３ｍｍ角）は、前記塗布用液供給塗布部において、その表面に塗布用液としてのワックス液が塗布された後、前記塗布用液供給塗布部に隣接して設置されたコンベアに移され、前記循環式電熱熱風乾燥機からダクト介して熱風が送り込まれる乾燥炉を通過することによって乾燥され、コンベア末端にまで搬送される。なお、前記乾燥炉は、幅４００ｍｍ、長さ８００ｍｍ、高さ１００ｍｍの箱体からなり、入口側に循環式電熱熱風乾燥機からの吐出ダクトを、出口側に吸引ダクトを設けて熱風を循環させている。【００３７】
上記のような機構を備えた塗布用液塗布乾燥試験装置を用いて、ＰＶＡスポンジロールを回転塗布ロールとした場合の、ＰＶＡスポンジロールの回転速度と塗布バックアップロールとの回転速度を異ならせた複数の異周速率による塗布試験を行った。
ここで、「異周速率」とは、回転塗布ロールの周速度をＡとし、被塗布材料への当接による従動速度をＢとしたときのＡに対するＢの変化率、すなわち｛（Ａ−Ｂ）／Ｂ｝×１００で表したものであり、ＡがＢより大きい場合には「前進異周速率」、ＡがＢより小さい場合には「後進異周速率」と称すものとする。
本塗布実験では、ＰＶＡスポンジロールの押さえ深さを１．５ｍｍとし、コンベア速度は１．０ｋｍ／時とした。
また、塗布用液としてアクリル系の床用ワックス（商品名：スペースシャイン、オーブ・テック株式会社の商標）を用いた。本ワックスはアクリル共重合体分散体主剤とし、ポリエチレンワックス、ビニル共重合体、アクリル溶液、リン酸トリス、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等の乳化剤、可塑剤，造膜温度低下剤を含む固形分２５％のアクリル性フロアワックスである。
【００３８】
本塗布実験では、被塗布材料のＰタイルに塗布された床用ワックス液の乾燥状態を、乾燥炉の出口から２００ｍｍの位置でＰタイル塗布面のベタつき度を観察することによって評価した。また、乾燥炉の温度は、循環電熱熱風乾燥機の吐き出しダクトの開口部に熱電対付きピトー管を配設して風速とともに測定し、乾燥炉の温度を１００℃、熱風の風速を９．５〜１０．５ｍ／秒に保つようにした。
【００３９】
前記Ｐタイル表面へのワックス塗布量は、前記３０３ｍｍ角のＰタイルを１００×３０３ｍｍ角にカットし、カットしたＰタイルのワックス塗布前の重量と塗布後の重量との差から求めた。また、ワックス塗布量は電磁定量ポンプからのワックス供給量を調整して変化させた。
なお、ベルトコンベアの走行速度と塗布バックアップローラーの回転周速度は同調させて塗布材料のＰタイルが塗布用液供給塗布部からベルトコンベアに円滑に移動できるようにした。さらに試験室内の環境条件を、温度２４〜２７℃、相対湿度５２〜６０％条件として塗布乾燥試験を行った。
【００４０】
（評価試験１）
上記条件の下で、前記塗布用液供給塗布部の塗布バックアップロールに対する回転塗布ロールの回転速度を速めた前進異周速率、逆に遅くした後進異周速率と乾燥度合の関係を調査した。その結果を図４に示す。図においてベト付き度の評価を、ベトつきのあるものを×印、ベトつきのないものを○印、その中間のものを△印として表示した。また後進異周速率をマイナス表示とした。
図４より明らかなように、同程度のワックス付着量においては、異周速率が１０％以上の前進異周速率になるとベトつきがなくなり、同一速度の場合（異周速率０％）より乾燥速度が速まっていることが見出された。逆に、塗布バックアップロールよりも回転塗布ロールの回転速度を遅らせた後進異周速率の場合とにはベト付きが残り、乾燥速度向上は全く得られなかった。
【００４１】
（評価試験２）
次に、異周速率を０％（回転塗布ロールと塗布バックアップロールが等速回転の場合）と前進異周速度５０％に設定し、コンベア速度を変化させてワックスの乾燥時間を調査した。
塗布用液として前記アクリル系の床用ワックス（スペースシャイン）を用いた場合の結果を図５に示した。
図５を見ると、異周速率０％の場合より異周速率５０％（前進異周速度５０％）の場合の方がベルトコンベアの走行速度が速くてもベトつきのない状態になっていることが分かる。すなわち乾燥炉を通過する時間が短くても乾燥できるということであり、したがって、塗布バックアップロールの回転速度より回転塗布ロール回転速度の方を速めた方が床用ワックスの乾燥速度が速まり、その度合いは使用するワックスによっても異なるが、凡そ５０〜１００％もの乾燥速度を速めることができ、それだけ、ワックス塗布乾燥装置の操業時間を短縮でき、ワックス塗布作業の効率向上に寄与する効果は大きい。また、従来の操業時間と同一にした場合にはより小さな電力で塗布作業が可能となり、より小型の熱風乾燥炉、より小出力の蓄電池を搭載でき、より小型軽量のワックス塗布乾燥装置とすることができる。
【００４２】
同一の付着量レベルでありながら、回転塗布ロールの回転速度を塗布バックアップロールとの回転速度より速くした場合に乾燥速度が速まる理由は定かではないが、回転塗布ロールと塗布バックアップロールでの回転速度を同じ、あるいは回転塗布ロールの方を遅くした場合に、被塗布材料のＰタイルに塗布されたワックス面に微細な気泡が観測されるのに対し、回転塗布ロールの回転速度を塗布バックアップロールのそれより速めた場合にはＰタイルのワックス面には前記微細な気泡が観測されない。このことから、断熱効果をもつ微細気泡の消失が塗布乾燥速度を速める効果を与えているものと推察される。
【００４３】
（評価試験３）
最後に本発明の塗布装置を搭載した図７に示す構造の走行式ワックス塗布乾燥装置を製作して床面へのワックス塗布試験を実施した。図７において、１はワックス供給塗布装置、２はワックスタンク、３はワックス供給ポンプ、４は送風機、５は電熱ダクトヒーター、６は乾燥炉、７はバッテリー、８はインバーター、９は走行駆動モーター、１０は駆動輪、１１は従輪、１２は制御装置、１３は操作パネル、１４は操作ハンドル、１５はタイミングベルト、１６はタイミングベルト駆動輪を示す。
本発明の走行式ワックス塗布乾燥装置は、台車の前方に該台車の進行方向の床面にワックス液を供給塗布するためのワックス供給塗布装置１を、台車の後半部に塗布されたワックス液を加熱乾燥するための一連の装置を搭載してなるものであって、被塗布床面にワックス液を供給塗布する前記ワックス供給塗布装置１が、連続気孔を備えた多孔質樹脂体のロール２０でなる塗布具を備えていることを特徴とするものである。
すなわち、図７に示すように、
被塗布床面に塗布するワックスを貯留しておくワックスタンク２と、前記ワックスタンクに貯留されたワックスをワックス供給塗布装置１に供給するためのワックス供給ポンプ３とでなるワックス供給部と、
塗布床面にワックスを塗布するロール式塗布具を備えたワックス供給塗布装置１と、
塗布されたワックスを乾燥させるため台車下部に備えられた乾燥炉６に熱風を送り込む送風機４と電熱ダクトヒーター５とからなる加熱乾燥装置と、
走行式ワックス塗布乾燥装置を駆動し操作するためのバッテリー７、インバーター８、制御装置１２、操作パネル１３、操作ハンドル１４とが、
駆動輪１０と従動輪１１を有する台車に搭載されて形成されている。
そして前記ワックス供給塗布装置１のロール式塗布具が、連続気孔を備えた円筒状の多孔質樹脂体２０でなり、かつ該ロール式塗布具の周速度が、走行式ワックス塗布乾燥装置の走行速度よりも速くなるよう後述する該ロール式塗布具の内管２２の端部に装着したホイール３０（図２参照）と、走行駆動モーターから駆動輪１０へ動力を伝達するシャフトの中間部に設けたギアボックスを介して分岐される動力によって回転する水平回転軸に装着したタイミングベルト駆動輪１６との間に、タイミングベルト１５を掛け渡している。
前記走行式ワックス塗布乾燥装置のワックス供給塗布装置１には、円筒状の多孔質樹脂体として、内径３８ｍｍ、外径１００ｍｍ、幅４００ｍｍの円筒のＰＶＡスポンジロール（アイオン（株）製  商品名シグナスロール）を作製して使用した。
【００４４】
そして該ＰＶＡスポンジロールを装着する塗装具の軸芯として、図２に示した内管２２と外管２１とからなる二重管構造の軸芯を作製した。
前記内管２２は外径２５ｍｍ、内径１３ｍｍの中空円筒構造とし、筒壁に６ｍｍ径の塗布用液流出孔２２ａを幅方向に５０ｍｍの間隔をおいて３個のもの２列と、２個のもの２列を、周方向に９０度の間隔をもって交互に配設した。
また、外管２１は外径３８ｍｍ、内径３２．９ｍｍ、長さ４００ｍｍの鉄製パイプに３ｍｍ径の塗布用液流出孔２１ａを幅方向に４０ｍｍの間隔をおいて５個のもの２列と、４個のもの２列を、周方向に９０度の間隔をもって交互に配設した。外管２１はこのパイプの両端で、内管２２の筒壁と外管２１の端部とを溶接して密閉し、二重の中空管構造とした。
そして内管の一方端部にはワックス液の注入口となるロータリージョイント２８を装着し、さらに両端には台車フレーム２６にネジ２５とロールチョック支持バネ２４を介して吊設されたロールチョック２３を装着した。
【００４５】
前記ロータリージョイント２８には送液チューブ２９を取り付け、ワックス供給ポンプ３を介してワックスタンク２に接続した。ワックス供給ポンプ３には電磁駆動定量注入ポンプ（最大流量４００ｍＬ／分）を用い、上記ワックス供給塗布装置１一式を車台前部に配置し、該ワックス供給塗布装置１の直後に送風機４（最大風量１６ｍ3／分、最大静圧１．６ｋｐａ）とこれに接続したダクト型電熱機（２．５ｋＷ）５を設け、その下面には幅４５０ｍｍ、長さ８００ｍｍ、入口側高さ１００ｍｍ、出口側高さ３０ｍｍの乾燥炉６を配した。さらに、バッテリー（１２Ｖ−１２０Ａｈ、４基  ２基直列）７、バッテリー電源（２４Ｖ）から熱風送風機電源１００Ｖへ変換するインバーター８、制御装置１２、操作パネル１３を装備し、走行速度４ｋｍ／時が可能な走行式ワックス塗布乾燥機を組み立てた。また、回転軸芯の回転速度を走行速度より速くするため、前記内管２２の端部に装着したホイール３０と、走行駆動モーターから駆動輪１０へ動力を伝達するシャフトの中間部に設けたギアボックスを介して分岐される動力によって回転する水平回転軸に装着したタイミングベルト駆動輪１６との間に、タイミングベルト１５を掛け渡して、周速度を２５％増加させた。
【００４６】
以上説明したように、両端にテーパーをつけた円筒状多孔質樹脂体２０を塗布具とし、走行速度に対するロール周速度を増加できる機構を備えた走行式ワックス塗布乾燥機を製作して、Ｐタイルを敷いたビルの床面のワックス塗布を行った。ワックスはペンギンワックス社製商品名プログロスを用い、塗布量７．５ｇ／ｍ3を目標にして電磁定量ポンプからの補給量を設定して走行速度１．５ｋｍ／時で床面積６００ｍ2の塗布作業を行った結果、４００ｍｍ幅全幅にわたり回転塗布ロール端部での塗布量過多がなく均一な仕上がりが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、塗料やワックス等の塗布用液を供給塗布する回転塗布ロールが、連続気孔を備えた多孔質樹脂体からなることを特徴とする塗布装置に係るものであり、さらに、前記回転塗布ロールは、多重管構造の軸芯とその外側面に装着された円筒状の多孔質樹脂体とでなり、該軸芯から塗布用液が該多孔質樹脂体に供給される構造を有する塗布装置に関するものである。
したがって、床面にワックスを塗布する走行式ワックス塗布装置をはじめとして、一般住宅、ビル、塀、船舶等の内外壁面の塗装にも使用可能な塗料塗布装置としての利用可能性を備えたものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ワックス供給塗布装置の構造説明図
【図２】回転塗布ロールの断面図
【図３】ワックス塗布乾燥試験装置の構成図
【図４】回転塗布ロールの異周速率と乾燥効果との関係を示すグラフ
【図５】回転塗布ロールの異周速率０％と５０％時の乾燥速度を示すグラフ
【図６】多孔質樹脂体の表面及び内部の連続気孔の状態を示す写真
【図７】本発明の塗布装置を使用した走行式ワックス塗布乾燥装置の一実施例の構成図
【符号の説明】
【００４９】
１：ワックス供給塗布装置
２：ワックスタンク
３：ワックス供給ポンプ
４：送風機
５：電熱ダクトヒーター
６：乾燥炉
７：バッテリー
８：インバーター
９：走行駆動モーター
１０：駆動輪
１１：従動輪
１２：制御装置
１３：操作パネル
１４：操作ハンドル
１５：タイミングベルト
１６：タイミングベルト駆動輪
２０：連続気孔を備えた多孔質樹脂体
２１：外管
２１ａ：外管筒壁の塗布用液流出孔
２１ｂ：溝
２２：内管
２２ａ：内管の筒壁の塗布用液流出孔
２３：ベアリングを備えたロールチョック
２４：ロールチョック支持バネ
２５：回転ネジ
２６：台車フレーム
２８：ロータリージョイント
２９：送液チューブ
３０：走行速度とロール回転速度を加減速させるタイミングベルトと直結したホイール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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