(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然塗料の塗布された、一方向に移動する木質材料の表面に、少なくとも１段の加熱ロールを押圧しながら回転させることによって、前記塗布された自然塗料の余剰分を押し退けると共に、木質材料及びその表面に残った塗膜を加熱し、昇温させ、そして、塗膜及び木質材料内への浸透分に含まれる溶剤を揮発、乾燥させることによって硬化させることを特徴とする木質材料への自然塗料の塗装方法。
【請求項２】
自然塗料の塗布された、一方向に移動する木質材料の表面に、複数段の加熱ロールを押圧しながら回転させ、上流側の加熱ローラーによって、前記塗布された自然塗料の余剰分を押し退けると共に、木質材料及びその表面に残った塗膜を加熱し、昇温させ、そして、下流側の加熱ローラーによって、塗膜及び木質材料内への浸透分をさらに加熱し、塗膜及び木質材料内への浸透分に含まれる溶剤を揮発、乾燥させることによって硬化させることを特徴とする木質材料への自然塗料の塗装方法。
【請求項３】
前記木質材料が、自然塗料の塗布に先立って予熱されることを特徴とする請求項１又は２に記載の木質材料への自然塗料の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料、特に天然物由来の原料を用いた、いわゆる自然塗料を木質材料の表面に塗装する塗装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、木質材料用の塗料には、古くは漆（ウルシ）に代表される天然物が使用されていたが、その後、生産性が良く、安価で耐久性も優れたウレタン樹脂塗料等の石油化学製品の塗料が使用されるようになり、それが現在もなお続いている。そのうえ、最近では紫外線（ＵＶ）の照射によって数秒間で硬化可能な塗料も開発され、工業的に使用されるに至っている。
【０００３】
それに対して、木質材料に対して、上記塗料のような塗膜を形成せず、外気からの吸湿や外気への放湿を妨げない、浸透性に富む塗料が好まれるようになって来ている。また、ウレタン樹脂塗料等の石油化学製品を原料とするものが、人体や環境に好ましくない影響を与えるおそれもあることから、最近ではカルナバ蝋、蜜蝋、亜麻仁油その他の天然物を原料とするいわゆる「自然塗料」が使用されるようにもなっている
【０００４】
しかしながら、上記自然塗料は、例えば図４に示すように、木質材料１０が、水平に配列され、転動する複数の送りローラー３０によって下から支えられ、送られる間に表面にスポンジ層１０１を備えた塗装ローラー１００によって自然塗料Ｐが塗布され、塗膜Ｐ１が形成されると共に、それが浸透分Ｐ２となって木質材料１０内に徐々に浸透する場合、次のような問題点があった。すなわち、
▲１▼  乾燥（硬化）時間が長い。
紫外線（ＵＶ）硬化塗料が紫外線を受けて数秒で硬化可能なのに対して、自然塗料Ｐはその乾燥、硬化に数時間乃至数日も要する。そのうち、天然の溶剤を含むものは、その溶剤が容易には揮発せず徐々に揮発するため、閉め切られた室内では、溶剤の気中濃度が高くなり、臭気や健康上の問題を起こすことがあった。
【０００５】
▲２▼  作業性が悪い。
自然塗料Ｐの塗装に当って通常２〜３回の塗り重ねが必要であるが、塗膜Ｐ１の乾燥、硬化にかなりの時間が掛かるため、その間ラック等への静置が必要であり、そのラックに多くの空間を必要する。従って、大量連続処理が困難であって、手作業による少量バッチ処理になって、能率が低く、そのうえ、上述の静置の間にゴミ等が混入付着して外観が損われたり、未乾燥、未硬化の塗膜Ｐ１が流下、付着し、周囲を汚染したりすることが多かった。
【０００６】
▲３▼  ムラが発生しやすい。
木質材料１０は多孔質であって、自然塗料Ｐが浸透分Ｐ２となって内部に浸透しながら、徐々に乾燥、硬化するため、浸透にムラが生じ易く、色や艶が均一に仕上がらないことが多い。そのため、色や艶のムラの修正のために手作業による塗り重ねが必要である。
【０００７】
それに対して、自然塗料に限定されるものではないが、塗膜の乾燥、硬化の時間短縮のため、従来から通常は熱風の吹きつけ等による対流伝熱、遠赤外線の照射等の輻射（放射）伝熱による予熱又は／及び加熱が行なわれていることは公知のことであるが、塗料の木質材料への浸透ムラの防止を目的としたものは見当たらない。
【０００８】
それに対して、特開昭５６−８９８７７号公報には、（無機質）塗料の多孔質基板への塗装に当たって、塗装ムラが生じないよう、多孔質基板が予熱され、次いでその表面に適当量の水が供給されると共に、その水が多孔質基板へ全面にわたって均一に浸透するよう均一化処理が行なわれること、その水の均一化処理に水保有性に富んだロールが使用されていることが記載されている。
【０００９】
しかしながら、上記多孔質基板の予熱は、塗料の乾燥乃至は硬化のための時間の短縮ではなく、後述の浸透水の蒸気圧の上昇を目的としたものであり、また、上記水の浸透の均一化は、塗料の浸透ムラの阻止ではなく、その浸透の阻止を目的にしたものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的とするところは、上記従来例の欠点を解消した、塗料、特に天然物由来の原料が用いられた、いわゆる自然塗料の木質材料に対して、浸透、乾燥、硬化の時間が短く、作業性に優れ、浸透ムラのない塗装が可能な塗装方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達するために、請求項１の発明の木質材料への自然塗料の塗装方法は、自然塗料（Ｐ）の塗布された、一方向に移動する木質材料（１０）の表面に、少なくとも１段の加熱ロール（５０）を押圧しながら回転させることによって、前記塗布された自然塗料の余剰分を押し退けると共に、木質材料（１０）及びその表面に残った塗膜（Ｐ１）を加熱し、昇温させ、そして、塗膜（Ｐ１）及び木質材料（１０）内への浸透分（Ｐ２）に含まれる溶剤を揮発、乾燥させることによって硬化させることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項２の発明は、自然塗料（Ｐ）の塗布された、一方向に移動する木質材料（１０）の表面に、複数段の加熱ロール（５０）を押圧しながら回転させ、上流側の加熱ローラー（５０）によって、前記塗布された自然塗料の余剰分を押し退けると共に、木質材料（１０）及びその表面に残った塗膜（Ｐ１）を加熱し、昇温させ、そして、下流側の加熱ローラー（５０）によって、塗膜（Ｐ１）及び木質材料（１０）内への浸透分（Ｐ２）をさらに加熱し、塗膜（Ｐ１）及び木質材料（１０）内への浸透分（Ｐ２）に含まれる溶剤を揮発、乾燥させることによって硬化させることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明の構成に加えて、木質材料（１０）が、自然塗料（Ｐ）の塗布に先立って予熱されることを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、自然塗料とは、石油系溶剤、合成顔料のいずれをも含まず、成分の大部分が、例えば、カルナバ蝋、蜜蝋、亜麻仁油等動植物によって再生可能なものを出発原料とするものである。
【００１５】
なお括弧内の記号は、後述する発明の実施の形態及び図面に記載された記号に対応する。
【００１６】
本発明によれば、連続的に供給される、例えば長尺の木質材料に塗布された自然塗料が、加熱ローラーの押圧によってその過剰分が押し退けられると共に、木質材料及びその表面に付着し、残った塗膜が全面均一に加熱され、昇温する。それに伴なって、初めは前記木質材料の表面に付着し、残った塗膜の粘度が低下し、その浸透性が増大するため、塗膜の木質材料内への浸透が常温のそれよりも速く、且つ深い点まで及ぶ。
【００１７】
さらに少し遅れて、塗膜及び木質材料内への浸透分に含まれる溶剤の揮発が進むと共に、前記塗膜及び木質材料内への浸透分の乾燥、硬化が、常温の場合よりも著しく速く進み、極めて短い時間に完了する。しかも、そのことは、一旦高まった、前記塗膜及び木質材料内への浸透分のさらなる浸透を急速に鈍化、遂には停止させ、その浸透深さを規制する。従って木質材料内への自然塗料の浸透ムラがなくなる。
【００１８】
なお、塗膜及び木質材料内への浸透分に含まれる溶剤の揮発、さらには前記塗膜及び木質材料内への浸透分の乾燥、硬化の制御のためには、木質材料の走行方向に複数段の加熱ローラーが設けられ、必要に応じて加熱ローラーの木質材料に対する押圧、加熱が複数回繰り返し行われることがより好ましい。
【００２２】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明の作用効果に加えて、木質材料が予熱されているため、自然塗料の塗布によって形成された塗膜は、その下層から上層に向って逐次加熱され、昇温する。それに伴なって塗膜は粘度が低くなって、木質材料の内部への浸透性が増大する。さらにそれが温度の高い木質材料内へ浸透して行くと、それからも受熱し、昇温するため、加熱ローラーに接する前に、その粘度が低くなり、木質材料の内部への浸透性が高くなっていて、木質材料内部へより速く、より深く浸透する。
【００２３】
以上の状態で、木質材料及び塗膜が加熱ローラーによって押圧されると、塗膜の過剰分が押し退けられると共に、残った塗膜がさらに加熱され、昇温する。そのため残った塗膜及び木質材料内への浸透分はその粘度が一層低下し、木質材料への浸透性が増大し、予熱されない場合に比較して、より多くの自然塗料が木質材料内に深く浸透する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の木質材料への自然塗料の塗装方法の第１の実施の形態例について説明する。
【００２５】
図１，図２に示すように、長尺状の木質材料１０（例えば床材）は、複数の送りローラー３０によって支えられ、図面左から右へ水平に走行する。その間、木質材料１０は、先ず複数の予熱ローラー６０によって押圧され、その先端から後方に向って順次均一に予熱される。なお、予熱ローラー６０は、図示されない電熱その他の内蔵ヒータを備えており、また、木質材料１０内の厚さ方向（上下方向）の温度分布は、表面が最も高く、下方に向って低くなっている。
【００２６】
次いで図１に示すように、塗料タンク９０に貯蔵された自然塗料Ｐが上方から木質材料１０の表面にシャワー状に注がれるか、図２に示すように、表面にスポンジ層１０１を備えた塗装ローラー１００によって自然塗料Ｐが塗布され、塗膜Ｐ１が形成されると、その下層から上層に向って逐次加熱され、昇温する。そのため、塗膜Ｐ１は粘度が低くなって、浸透性が増大する。さらにそれが温度の高い木質材料１０内へ浸透して行くと、それからも受熱し、昇温するため、一層粘度が低くなり、浸透性が高くなっていて、木質材料１０内部へより速く、より深く浸透する。
【００２７】
さらに、その自然塗料Ｐの塗布位置の下流側には複数の加熱ローラー５０が配列されていて、前記塗膜Ｐ１は、前記加熱ローラー５０によって順次上方から押圧されることによって、その過剰分が押し退けられると共に、残った部分が全面均一に一層加熱され、昇温する。なお、加熱されないローラーによって、先ず余剰の自然塗料Ｐを押し退けるようにしてもよい。
【００２８】
これによれば、木質材料１０が予熱ローラー６０で予熱されるため、塗膜Ｐ１は、初め木質材料１０と接し、その下層から上層に向って逐次加熱され、昇温する。さらにそれが温度の高い木質材料１０内へ浸透して行くと、それからも受熱し、昇温するため、加熱ローラー５０に接する前に、既にその粘度が低くなり、木質材料１０への浸透性が高くなって、常温の場合に比較して、前記塗膜Ｐ１は木質材料１０内部へより速く、より深く浸透する。
【００２９】
さらに詳しく説明すると、上流側の加熱ローラー５０は、塗膜１及び木質材料１０内への浸透分Ｐ２の粘度の一層の低下と，木質材料１０への浸透性と，をさらに増大させ、さらに多くの塗膜Ｐ１及び木質材料１０内への浸透分Ｐ２を木質材料１０内に深く浸透させる。
【００３０】
さらに少し遅れて、下流側の加熱ローラー５０は、塗膜Ｐ１及びその木質材料１０内への浸透分Ｐ２をさらに加熱し、それに含まれる溶剤の揮発、それに伴う前記塗膜Ｐ１及びその木質材料１０内への浸透分Ｐ２の乾燥、硬化を、常温の場合よりも著しく速く進ませ、極めて短い時間に完了させる。それによって、前記塗膜Ｐ１及びその木質材料１０内への浸透分Ｐ２の木質材料１０内へのさらなる浸透を急速に鈍化、遂には停止させ、その浸透深さを規制するため、木質材料１０内への自然塗料Ｐの浸透ムラが生じることはない。
【００３１】
なお、塗膜Ｐ１及び木質材料１０内への浸透分Ｐ２に含まれる溶剤の揮発、それに伴う前記塗膜Ｐ１及び木質材料１０内への浸透分Ｐ２の乾燥、硬化の制御のためには、必要に応じて、木質材料１０の走行方向に複数段の加熱ローラー５０が設けられ、加熱ローラー５０の木質材料１０に対する押圧が異なる条件で複数回繰り返し行われることがより好ましい。
【００３２】
例えば、初めは、主として塗膜Ｐ１及び木質材料１０内への浸透分Ｐ２の粘度の低下、その浸透性の増大が行われるよう、温度があまり高くない加熱ローラー６０で木質材料１０が押圧されるのに対して、遅れて、主として塗膜Ｐ１及び木質材料１０内への浸透分Ｐ２の溶剤の揮発、それに伴う前記塗膜Ｐ１及び木質材料１０内への浸透分Ｐ２の乾燥、硬化が進行し、その浸透の抑制乃至は停止が行われるよう、温度が上述の値よりも高い加熱ローラー６０で木質材料１０が押圧される。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施の形態例について図３によって説明すると、その（ａ）に示すように、先ず長方形板状の木質材料２０が予熱板８０で押圧されることによって全面均一に予熱される。なお、予熱板８０は、第１の実施の形態例の予熱ローラー６０と略同様に、図示されない電熱その他の内蔵ヒータを備えており、また、木質材料２０内の厚さ方向（上下方向）の温度分布は、表面が最も高く、下方に向って低くなっている。
【００３４】
次いでその予熱板８０が取り払われた後、第１の形態例と略同様に、図示されない塗装ローラ等で、（ｂ）に示すように、予熱された木質材料２０の表面に自然塗料Ｐが塗布され、塗膜Ｐ１が形成されると共に、その下層から上層に向って、木質材料２０からの熱を受け、逐次加熱され、昇温する。そのため、塗膜Ｐ１は粘度が低くなって、木質材料２０への浸透性が増大したうえ、さらにそれが温度の高い木質材料２０内へ浸透して行くと、それからも受熱し、昇温する。それによって前記塗膜Ｐ１及び木質材料２０への浸透分Ｐ２は一層粘度が低くなり、木質材料２０への浸透性が高くなっていて、木質材料２０内部へより速く、より深く浸透する。
【００３５】
さらに（ｃ）に示すように、別に加熱板７０が準備されている。その加熱板７０は、単なる平板でもよいが、図では、それの木質材料２０への押圧によって、その周縁を斜めに削ぐための凸縁部７１、木質材料２０の表面に溝２２を形成するための凸条７２が形成されたものが用いられている。それによって、（ｄ）に示すように、木質材料２０が上方から押圧されると、塗膜Ｐ１の過剰分が押し退けられると共に、残った部分及び木質材料２０が全面均一に一層加熱され、昇温する。なお、余剰の塗膜Ｐ１の押し退けは、加熱されない板によってなされてもよい。
【００３６】
これによれば、木質材料２０が予熱板８０で予熱されるため、塗膜Ｐ１は、初め木質材料２０と接し、その下層から上層に向って逐次加熱され、昇温する。さらにそれが温度の高い木質材料２０内へ浸透して行くと、それからも受熱し、昇温するため、加熱板６０に接する前に、その粘度が低くなり、木質材料２０への浸透性が高くなって、常温の場合に比較して、前記塗膜Ｐ１は木質材料２０内部へより速く、より深く浸透する。
【００３７】
さらに詳しく説明すると、上流側の加熱板７０は、塗膜１及び木質材料２０内への浸透分Ｐ２の粘度の一層の低下と，木質材料２０への浸透性と，をさらに増大させ、さらに多くの塗膜Ｐ１及び木質材料２０内への浸透分Ｐ２が木質材料２０内に深く浸透させる。
【００３８】
さらに少し遅れて、下流側の加熱板７０は、塗膜Ｐ１及びその木質材料２０内への浸透分Ｐ２をさらに加熱し、それに含まれる溶剤の揮発、それに伴う前記塗膜Ｐ１及びその木質材料２０内への浸透分Ｐ２の乾燥、硬化を、常温の場合よりも著しく速く進ませ、極めて短い時間に完了させる。それによって、前記塗膜Ｐ１及びその木質材料２０内への浸透分Ｐ２のさらなる浸透を急速に鈍化、遂には停止させ、その浸透深さを規制するため、木質材料２０内への浸透分Ｐ２の浸透ムラが生じることはない。
【００３９】
なお、塗膜Ｐ１及び木質材料２０内への浸透分Ｐ２に含まれる溶剤の揮発、それに伴う前記塗膜Ｐ１及び木質材料１０内への浸透分Ｐ２の乾燥、硬化の制御のためには、必要に応じて、１つ又は複数の加熱板７０によって、木質材料２０に対する押圧が異なる条件で複数回繰り返し行われることがより好ましい。
【００４０】
例えば、初めは、主として塗膜Ｐ１及び木質材料２０内への浸透分Ｐ２の粘度の低下、その木質材料２０内へ浸透性の増大が行われるよう、温度があまり高くない加熱板７０で木質材料２０が押圧されるのに対して、遅れて、主として塗膜Ｐ１及び木質材料２０内への浸透分Ｐ２の溶剤の揮発、それに伴う前記塗膜Ｐ１及び木質材料１０内への浸透分Ｐ２の乾燥、硬化が進行し、その浸透の抑制乃至は停止が行われるよう、温度が上述の値よりも高い加熱板７０で押圧される。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、連続的に供給される、例えば長尺の木質材料に塗布された自然塗料の塗膜の木質材料内への浸透が常温のそれよりも速く、且つ深い点まで及ぶ。さらに少し遅れて、塗膜及び木質材料内に浸透した浸透分に含まれる溶剤の揮発、それに伴って前記塗膜及び木質材料のへの浸透分の乾燥、硬化が、常温の場合よりも著しく速く進むと共に、極めて速やかに（通常のウレタン塗装程度）完了する。そのため、ラックが不要となるなり、作業性が改善され、大量処理が可能となる。
【００４２】
しかも、そのことは、一旦高まった、木質材料内への浸透分のさらなる浸透を急速に鈍化、遂には停止させ、その浸透深さを規制する。従って木質材料内への自然塗料の浸透分の浸透ムラがなくなる。従って手作業によるムラの修正を殆んど必要としない。
【００４４】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明の効果に加えて、加熱ローラーに接する前に、塗膜及び木質材料内に浸透した浸透分の粘度が低くなり、木質材料への浸透性が高くなっていて、木質材料内部へより速く、より深く浸透する。
【００４５】
以上の状態で、木質材料及び塗膜が加熱ローラーによって押圧されると、塗膜の過剰分が押し退けられると共に、残った塗膜がさらに加熱され、昇温する。そのため残った塗膜及び木質材料内への浸透分はその粘度が一層低下し、木質材料への浸透性が増大し、予熱されない場合に比較して、より多くの自然塗料が木質材料内に深く浸透する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態例を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態例の他の態様を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態例の各操作における状態を示す断面図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  木質材料
２０  木質材料
２２  溝
３０  送りローラー
５０  加熱ローラー
６０  予熱ローラー
７０  加熱板
７１  凸縁部
７２  突条
８０  予熱板
９０  塗料タンク
１００  塗装ローラー
１０１  スポンジ層
Ｐ  自然塗料
Ｐ１  塗膜
Ｐ２  浸透分
【図１】
0003833957.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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