特許 6131845 液膜又は液柱塗装方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6131845

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】液膜又は液柱塗装方法

(51)【国際特許分類】

   B05D 1/26 20060101AFI20170515BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20170515BHJP

   B05B 1/14 20060101ALI20170515BHJP

   B05B 1/04 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   B05D1/26 Z

   B05C5/00 101

   B05B1/14 Z

   B05B1/04

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-252043(P2013-252043)

(22)【出願日】2013年12月5日

(65)【公開番号】特開2015-107474(P2015-107474A)

(43)【公開日】2015年6月11日

【審査請求日】2016年6月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三浦 正人

(72)【発明者】

【氏名】近松 聡

(72)【発明者】

【氏名】上園 学

(72)【発明者】

【氏名】谷川 達也

【審査官】 横島 隆裕

(56)【参考文献】

【文献】 特公平０６−０５９４５１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開昭６２−１５４７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５０１７４０９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−１０２７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭４３−０１５０１７（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特公昭４６−０１６２６６（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｄ １／００−７／２６

Ｂ０５Ｂ １／００−９／０８

Ｂ０５Ｃ ５／００−５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

塗料をノズルヘッドから液膜状に吐出して被塗布物に塗着させる液膜塗装方法であって、
前記ノズルヘッドから吐出された塗料が液膜状態から微粒化状態に遷移する遷移区域内に、前記被塗布物を置いて塗着させること、
前記ノズルヘッドには、中央部が広く両端部が狭い略三日月状のノズル開口部を備え、
前記被塗布物は、前記ノズル開口部から吐出された塗料の吐出部を扇の要とする略扇状液膜部の円弧中央部が液膜状態のまま到達するとともに、前記略扇状液膜部の円弧両端部では塗料の微粒化が始まっている位置に置くこと、を特徴とする液膜塗装方法。

【請求項2】

塗料をノズルヘッドから液柱状に吐出して被塗布物に塗着させる液柱塗装方法であって、
前記ノズルヘッドから吐出された塗料が液柱状態から微粒化状態に遷移する遷移区域内に、前記被塗布物を置いて塗着させること、
前記ノズルヘッドには、前記塗料が液柱状に吐出されるノズル孔を複数個備え、
前記被塗布物は、前記ノズル孔から液柱状に吐出された塗料が液柱状態のまま到達する位置に置くこと、
前記ノズルヘッドの下端には、前記ノズル孔を所定のピッチで配列し、前記ノズルヘッドを前記ノズル孔の配列方向と直交する方向に進行させて前記塗料を塗着させること、
前記ノズル孔は、配列方向の前端部及び後端部に形成した孔径が、配列方向の中央部に形成した孔径より小さいこと、
前記遷移区域においては、液柱表面の途中にくびれが生じた液柱が形成されること、を特徴とする液柱塗装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗料をノズルヘッドから液膜状又は液柱状に吐出して被塗布物に塗着させる液膜又は液柱塗装方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、塗料をノズルヘッドから吐出して被塗布物に塗着させる塗装方法として、ベル塗装法やエアレス塗装法が知られている。
ここで、ベル塗装法は、図１０に示すように、ベル塗装機１００のベルカップ１０１を高速回転させ、その遠心力によって塗料を微粒化し、微粒化した塗料粒子１０２をシェービングエア１０３によって被塗布物１０４まで移送して塗着させる方法である。そのため、ベル塗装法においては、ベルカップ１０１によって塗料を微粒化する際や、微粒化した塗料をシェービングエアによって被塗布物まで移送する際に、塗料粒子１０２が外部へ飛散するので、被塗布物１０４への塗着効率が低下する問題があった。また、飛散した塗料粒子１０２は、塗装ブース内の作業環境を悪化させるとともに、ブツ等の塗面品質悪化の原因となる問題もあった。

【0003】

また、エアレス塗装法は、図１１に示すように、エアレス塗装機２００のノズル先端２０１に開けられた微小な孔から高圧力を掛けた塗料２０２を液膜状に吐出し、吐出された塗料を大気との速度差によって微粒化させて、被塗布物２０４に塗着させる方法である。そのため、エアレス塗装法においては、微粒化された塗料粒子２０３が高速で被塗布物２０４に飛行する際、周囲に随伴気流２０５が発生し、比較的小さい塗料粒子２０３がこの随伴気流２０５によって外部へ飛散するので、ベル塗装法と同様に、塗着効率の低下等の問題があった。
一方、エアレス塗装法においては、高圧力を掛けた塗料を液膜状に吐出した位置で被塗布物２０４に塗着させることにより、塗着効率の低下等を防止することも考えられる。ところが、この場合は、被塗布物の単位面積当たりに塗着する塗料が多く、その塗料が高速で被塗布物に衝突するので、塗料の跳ね返りが起きて、図１２に示すような塗面品質不良Ｂ（パターン不良）を発生する問題があった。
このような問題に対応するため、例えば、低圧力で供給する塗料をノズルヘッドからスプレー状に吐出するエアレススプレー塗装装置が特許文献１に開示されている。

【0004】

特許文献１に開示されたエアレススプレー塗装装置は、ノズルヘッドの前壁に、口径０．０２〜０．１０ｍｍの微小な塗料ノズルを直線状に複数配列し、塗料供給装置からノズルヘッドへ１〜３ＭＰａ程度の低い圧力で塗料を送って複数の塗料ノズルからスプレー状に吐出させる装置である。特許文献１には、この「エアレススプレー塗装装置においては、塗料ノズルを複数設けるので、塗料ノズルの口径を小さくしかつ塗料圧力を下げても所望の塗料吐出量を確保することができる。そして、各塗料ノズルの口径を小さくすることで、該塗料ノズルから吐出される液糸が細くなって微粒化が促進され、また、塗料圧力を下げる分、ノズル出口付近での乱流が抑えられて微粒化の均一性が高まる。」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２４８０２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示されたエアレススプレー塗装装置による塗装方法では、結局、塗料を微粒化した状態で被塗布物に塗着させることになる。そのため、以下の問題があった。
すなわち、微粒化した塗料粒子が、随伴気流の他、ノズルヘッド又は被塗布物の移動や塗装ブース内の換気等による気流の流れに伴って、塗装ブース内に飛散し、塗着効率の低下を招くことは、原理的に避けることができない。したがって、塗着効率１００％を目指す塗装方法には、上記エアレススプレー塗装装置を使用することはできない。また、微粒化してターゲットの被塗布物に塗着せずダストとなった塗料粒子は、塗装ブース内の作業環境を悪化させるとともに、様々な塗面品質不良を生じさせる問題も残している。さらに、同塗料粒子が、塗装設備等に付着し、設備故障の増加やメンテナンス費用の増加等の要因ともなる問題があった。

【0007】

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、塗着効率１００％を目指すべく、微粒化した塗料粒子の飛散を極力防止して塗着効率を大幅に向上させるとともに、作業環境や塗面品質等の向上に寄与できる液膜又は液柱塗装方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明に係る液膜又は液柱塗装方法は、次のような構成を有している。
（１）塗料をノズルヘッドから液膜状又は液柱状に吐出して被塗布物に塗着させる液膜又は液柱塗装方法であって、
前記ノズルヘッドから吐出された塗料が液膜状態又は液柱状態から微粒化状態に遷移する遷移区域内に、前記被塗布物を置いて塗着させることを特徴とする。

【0009】

本発明においては、ノズルヘッドから吐出された塗料が液膜状態又は液柱状態から微粒化状態に遷移する遷移区域内に、被塗布物を置いて塗着させるので、ノズルヘッドから液膜状又は液柱状に吐出された塗料は、液膜状態又は液柱状態を略維持したまま被塗布物に到達することができる。そのため、塗料が被塗布物に到達するまでの間に、微粒化した塗料粒子（微粒化部）が発生して、その塗料粒子（微粒化部）が外部に飛散する可能性を大幅に低減することができる。その結果、被塗布物への塗着効率を大幅に向上させることができる。また、塗料粒子（微粒化部）が外部に飛散しない分、作業環境や塗装面品質等の向上に寄与できる。

【0010】

また、ノズルヘッドから吐出された塗料は、液膜状態又は液柱状態から微粒化状態に遷移する遷移区域の位置まで移送される間に、大気中の粘性抵抗を受けて移送速度が大幅に低下する。そのため、塗料が被塗布物に塗着されたときの衝撃力は、大幅に低減され、跳ね返りを防止することができる。跳ね返りを防止することによっても、被塗布物への塗着効率を向上させることができる。
よって、本発明によれば、塗着効率１００％を目指すべく、微粒化した塗料の飛散を極力防止して塗着効率を大幅に向上させるとともに、作業環境や塗面品質等の向上に寄与できる液膜又は液柱塗装方法を提供することができる。
なお、被塗布物は、塗料が液膜状態又は液柱状態から微粒化状態に遷移し始める遷移開始区域に置くのが、より好ましい。塗料の移行中の飛散と跳ね返りによる飛散を最も低減できるからである。

【0011】

（２）（１）に記載された液膜又は液柱塗装方法において、
前記ノズルヘッドには、中央部が広く両端部が狭い略三日月状のノズル開口部を備え、
前記被塗布物は、前記ノズル開口部から吐出された塗料の吐出部を扇の要とする略扇状液膜部の円弧中央部が液膜状態のまま到達する位置に置くことを特徴とする。ここで、「扇の要」とは、扇子を開く際に根本で止めるものであるので、吐出部から放射状に広がる略扇状液膜部の起点を意味する。

【0012】

本発明においては、ノズルヘッドには、中央部が広く両端部が狭い略三日月状のノズル開口部を備えるので、ノズル開口部における中央部より両端部の吐出抵抗が増加する。そのため、ノズル開口部の中央部から吐出される塗料に比較して、両端部から吐出される塗料の吐出量及び吐出速度が減少する。したがって、ノズル開口部から吐出された塗料は、正面視で吐出部を扇の要とした略扇状液膜部を形成することができる。
また、被塗布物は、ノズル開口部から吐出された略扇状液膜部の円弧中央部が液膜状態のまま到達する位置に置くので、略扇状液膜部の円弧両端部を除き、微粒化された塗料粒子（微粒化部）が外部に飛散する可能性を大幅に低減することができる。なお、略扇状液膜部の円弧両端部では、塗料の微粒化が始まっているため、塗面衝突時の運動量が減少し、跳ね返りによる塗面品質不良（パターン不良）を防止することができる。
また、略扇状液膜部の円弧両端部では、円弧中央部に比較して被塗布物へ塗着した塗料の膜厚を薄くできる。そのため、略扇状液膜部の円弧両端部をラップさせながら、被塗布物に連続して塗装する場合に、塗着した塗料の膜厚を全体として略均一に形成することができる。

【0013】

（３）（１）に記載された液膜又は液柱塗装方法において、
前記ノズルヘッドには、前記塗料が液柱状に吐出されるノズル孔を複数個備え、
前記被塗布物は、前記ノズル孔から液柱状に吐出された塗料が液柱状態のまま到達する位置に置くことを特徴とする。

【0014】

本発明においては、ノズルヘッドには、塗料が液柱状に吐出されるノズル孔を複数個備えるので、各ノズル孔から吐出される液柱状の塗料は、液膜状の塗料に比較して表面張力による変形が少なく、大気中の粘性抵抗を略均一に受けて、各液柱の直進性、連続性を維持させることができる。そのため、液柱状に吐出される塗料が、途中で微粒化される可能性を大幅に低減することができる。
また、被塗布物は、ノズル孔から液柱状に吐出された塗料が液柱状態のまま到達する位置に置くので、塗料が被塗布物に到達するまでの間に、微粒化した塗料粒子が外部に飛散することを、略完全に防止することができる。その結果、被塗布物への塗着効率を、略１００％に向上させることができる。また、塗料粒子が外部に飛散しない分、作業環境や塗装面品質等の向上に寄与できる。
特に、本発明では、塗料を微粒化しないため、微粒化した塗料粒子を積層して塗装した仕上がり塗面よりも、仕上がり塗面に極微細な凹凸が少なく、艶感を大幅に向上させることができる。

【0015】

（４）（３）に記載された液膜又は液柱塗装方法において、
前記ノズルヘッドの下端には、前記ノズル孔を所定のピッチで配列し、前記ノズルヘッドを前記ノズル孔の配列方向と直交する方向に進行させて、前記塗料を塗着させることを特徴とする。

【0016】

本発明においては、ノズルヘッドの下端には、ノズル孔を所定のピッチで配列し、ノズルヘッドをノズル孔の配列方向と直交する方向に進行させて、塗料を塗着させるので、液柱化された１本１本の塗料を被塗布物上に所定のピッチで等間隔に塗着させることができる。等間隔に塗着された塗料は、塗着後に互いの間隔を埋める方向に拡張する。液柱化された１本１本の塗料は、跳ね返ることなく均一に全量塗着されるので、塗料が拡張した時、全体として均一な厚さの塗膜を形成することができる。ここで、ノズル孔の配列は、複数のノズル孔を一つの直線上に配列する場合に限らず、複数のノズル孔を二つの直線上に千鳥状に配列する場合等も含まれる。
なお、塗料が塗料供給装置からノズルヘッドに供給される液圧は、０．１〜１．０ＭＰａであり、ノズル孔の孔径は、０．１〜０．５ｍｍであって、ノズル孔のピッチは、１．５〜２．０ｍｍ程度であることが好ましい。特に、液圧は、０．２〜０．４ＭＰａ程度が、より一層好ましい。大気圧に近い低圧で小径に液柱化された１本１本の塗料は、少量かつ低速で被塗布物に衝突することができる。そのため、塗料が被塗布物に衝突しても、運動量が小さくて跳ね返ることができず、確実に全量塗着させることができる。

【0017】

（５）（４）に記載された液膜又は液柱塗装方法において、
前記ノズル孔は、配列方向の前端部及び後端部に形成した孔径が、配列方向の中央部に形成した孔径より小さいことを特徴とする。

【0018】

本発明においては、ノズル孔は、配列方向の前端部及び後端部に形成した孔径が、配列方向の中央部に形成した孔径より小さいので、ノズル孔の配列方向の前端部及び後端部に対応して被塗布物へ塗着した塗料の膜厚を、中央部に対応して被塗布物へ塗着した塗料の膜厚と比較して、薄く形成することができる。そのため、ノズル孔の配列方向の前端部及び後端部をラップさせながら、被塗布物に連続して塗装する場合に、塗着した塗料の膜厚を全体として略均一に形成することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、塗着効率１００％を目指すべく、微粒化した塗料の飛散を極力防止して塗着効率を大幅に向上させるとともに、作業環境や塗面品質等の向上に寄与できる液膜又は液柱塗装方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１実施形態に係る液膜塗装方法を表す模式的正面図である。

【図2】図１に示す液膜塗装方法を表す模式的側面図である。

【図3】図１に示す液膜塗装方法に使用するノズルヘッドの平面図である。

【図4】図１に示す液膜の微粒化モデルを表す模式図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る液柱塗装方法を表す斜視図である。

【図6】図５に示す液柱塗装方法に使用する塗装装置の部分正面図である。

【図7】図６に示す塗装装置におけるノズルヘッドの斜視図である。

【図8】図５に示す液柱塗装方法における塗装状況を表す斜視図である。

【図9】図５に示す液柱の微粒化モデルを表す模式図である。

【図10】従来のベル塗装法を表す模式図である。

【図11】従来のエアレス塗装法を表す模式図である。

【図12】図１１に示すエアレス塗装法による塗面品質不良（パターン不良）を表す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

次に、本発明の実施形態に係る液膜又は液柱塗装方法について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、第１実施形態に係る液膜塗装方法を説明し、その後、第２実施形態に係る液柱塗装方法を説明する。

【0022】

＜第１実施形態に係る液膜塗装方法＞
まず、第１実施形態に係る液膜塗装方法を、図１〜図４を用いて説明する。図１に、本発明の第１実施形態に係る液膜塗装方法を表す模式的正面図を示す。図２に、図１に示す液膜塗装方法を表す模式的側面図を示す。図３に、図１に示す液膜塗装方法に使用するノズルヘッドの平面図を示す。図４に、図１に示す液膜の微粒化モデルを表す模式図を示す。

【0023】

図１〜図３に示すように、本実施形態に係る塗装装置１０は、略円筒状のノズルヘッド１と、該ノズルヘッド１の上端に配管接続された塗料供給装置６とを備えている。ノズルヘッド１の下端には、円錐状のノズルチップ１１が突設され、ノズルチップ１１の周囲には、１対の円弧状ノズルガイド１２が起立されている。ノズルチップ１１の円錐頂部は、半球状に形成され、その半球面には、中央部１３１が広く両端部１３２が狭い略三日月状のノズル開口部１３が、ノズルガイド１２と略平行方向に形成されている。また、塗料供給装置６には、図示しない液圧ポンプを備え、液圧ポンプから所定の圧力で送給される塗料２を送給配管６１を介してノズルヘッド１に供給している。
ノズルヘッド１には、中央部１３１が広く両端部１３２が狭い略三日月状のノズル開口部１３を備えるので、ノズル開口部１３における中央部１３１より両端部１３２の吐出抵抗が増加する。そのため、ノズル開口部１３の中央部１３１から吐出される塗料に比較して、両端部１３２から吐出される塗料の吐出量及び吐出速度が減少する。したがって、ノズル開口部１３から吐出された塗料２は、正面視で吐出部２０を扇の要（起点）とした略扇状液膜部２１を形成することができる。

【0024】

図４に示す液膜の微粒化モデルによれば、略扇状液膜部２１は、周囲の大気との相互干渉（粘性抵抗、速度差による剪断力などの影響）を受けて波状に蛇行しながら拡張する。波状に蛇行しながら拡張する結果、略扇状液膜部２１の円弧状外周縁には、円弧方向に延びる液柱部２２が分離形成され、さらに、その液柱部２２が細かく分裂して微粒化された塗料粒子（微粒化部）２３が形成される。

【0025】

図１、図２に示すように、略扇状液膜部２１は、略円弧状の外周縁まで液膜状態を維持する。略扇状液膜部２１の外周縁の外側には、図４に示す液膜の微粒化モデルに従って、液柱部２２と微粒化部２３とが形成される。
その結果、ノズル開口部１３から吐出された塗料２は、略扇状液膜部２１の全体が液膜状態を維持する液膜区域ｔ１と、液膜状態又は液柱状態から微粒化状態へ遷移する遷移区域ｔ２と、液柱状態と微粒化状態とが混在する混在区域ｔ３と、微粒化状態のみからなる微粒化区域ｔ４とに分けることができる。

【0026】

ここで、液膜区域ｔ１に被塗布物５を置いて塗着させると、塗料２が微粒化していないので、塗料粒子（微粒化部）２３の飛散がなく、塗着効率の低下はないが、塗料２の衝突による跳ね返りが大きく、塗面品質不良を起こす恐れがある。
これに対して、遷移区域ｔ２に被塗布物５を置いて塗着させると、ノズルヘッド１から液膜状に吐出された塗料２は、液膜状態を略維持したまま被塗布物５に到達することができる。そのため、塗料２が被塗布物５に到達するまでの間に、塗料粒子（微粒化部）２３が外部に飛散する可能性を大幅に低減して、被塗布物５への塗着効率を大幅に向上させることができる。また、ノズルヘッド１から吐出された塗料２は、遷移区域ｔ２の位置まで移送される間に、大気中の粘性抵抗等を受けて移送速度が大幅に低下する。そのため、塗料２が被塗布物５に塗着されたときの衝撃力は、大幅に低減され、跳ね返りを防止することができる。跳ね返りを防止することによっても、被塗布物５への塗着効率を向上させることができる。
一方、混在区域ｔ３に被塗布物５を置いて塗着させると、塗料２の微粒化が進行しているので、塗料粒子（微粒化部）２３の移行中における飛散が増加し、塗着効率が低下する。また、微粒化区域ｔ４に被塗布物５を置いて塗着させると、塗料２の微粒化がさらに進行しているので、塗料粒子（微粒化部）２３の移行中における飛散がさらに増加し、塗着効率が著しく低下する。
したがって、遷移区域ｔ２に被塗布物５を置いて塗着させる方法が、微粒化した塗料の飛散を極力防止して塗着効率を大幅に向上させるとともに、作業環境や塗面品質等の向上に寄与できる点で、好ましい。

【0027】

本実施形態では、図１、図２に示すように、被塗布物５は、ノズル開口部１３から吐出された略扇状液膜部２１の円弧中央部２１１が液膜状態のまま到達する位置ｔ５に置いて、塗着させる方法を採っている。上記位置ｔ５は、遷移区域ｔ２内にあるので、略扇状液膜部２１の円弧両端部２１２を除き、微粒化された塗料粒子（微粒化部）２３が外部に飛散する可能性を大幅に低減することができる。そのため、被塗布物５への塗着効率を大幅に向上させることができる。なお、略扇状液膜部２１の円弧両端部２１２では、塗料の微粒化が始まっているが、塗面衝突時の運動量が減少し、跳ね返りによる塗面品質不良（パターン不良）を防止することができる。
また、略扇状液膜部２１の円弧両端部２１２では、円弧中央部２１１に比較して被塗布物５へ塗着した塗料の膜厚を薄くできる。そのため、略扇状液膜部２１の円弧両端部２１２をラップさせながら、被塗布物５に連続して塗装する場合に、塗着した塗料２の膜厚を全体として略均一に形成することができる。

【0028】

＜第２実施形態に係る液柱塗装方法＞
次に、第２実施形態に係る液柱塗装方法を、図５〜図９を用いて説明する。図５に、本発明の第２実施形態に係る液柱塗装方法を表す斜視図を示す。図６に、図５に示す液柱塗装方法に使用する塗装装置の部分正面図を示す。図７に、図６に示す塗装装置におけるノズルヘッドの斜視図を示す。図８に、図５に示す液柱塗装方法における塗装状況を表す斜視図を示す。図９に、図５に示す液柱の微粒化モデルを表す模式図を示す。

【0029】

図５〜図７に示すように、本実施形態に係る塗装装置３０は、略矩形状のノズルヘッド３と、該ノズルヘッド３の上端に配管接続された塗料供給装置６とを備えている。ノズルヘッド３の本体部３１内には、塗料を貯留するチャンバー室３２が形成され、ノズルヘッド３の下端部３３には、複数個のノズル孔３４、３５が一直線状に配列されている。各ノズル孔３４、３５は、チャンバー室３２と連通している。ノズル孔３４、３５は、配列方向の前端部及び後端部に形成したノズル孔３４の孔径が配列方向の中央部に形成したノズル孔３５の孔径より小さくなるように形成されている。また、塗料供給装置６には、図示しない液圧ポンプを備え、液圧ポンプから所定の圧力で送給される塗料４を送給配管６１を介してノズルヘッド３に供給している。ノズルヘッド３に供給された塗料４は、各ノズル孔３４、３５から液柱状に吐出される。

【0030】

なお、塗料が塗料供給装置からノズルヘッド３に供給される液圧は、０．１〜１．０ＭＰａであり、ノズル孔３４、３５の孔径は、０．１〜０．５ｍｍであって、ノズル孔３４、３５のピッチは、１．５〜２．０ｍｍ程度であることが好ましい。特に、液圧は、０．２〜０．４ＭＰａ程度が、より一層好ましい。大気圧に近い低圧で小径に液柱化された１本１本の塗料４１は、少量かつ低速で被塗布物５４に衝突することができる。そのため、塗料４１が被塗布物５４に衝突しても、運動量が小さくて跳ね返ることができず、確実に全量塗着させることができる。

【0031】

また、図５、図８に示すように、被塗布物５４に対して、ノズルヘッド３をノズル孔３４、３５の配列方向と直交する方向に進行させて、塗料４１を塗着させる。そのため、液柱化された１本１本の塗料４１を被塗布物５４上に等間隔で塗着させることができる。等間隔で塗着された塗料４２は、塗着後に互いの間隔を埋める方向に拡張する。液柱化された１本１本の塗料４２は、跳ね返ることなく均一に全量塗着されるので、塗料４２が拡張した時、全体として均一な厚さの塗膜４３を形成することができる。なお、被塗布物５４は、例えば、車両用ルーフパネルなどの平坦面の多い部材が好ましい。

【0032】

また、各ノズル孔３４、３５から吐出される液柱状の塗料４１は、大気圧に近い低圧で小径に液柱化されるので、液膜状の塗料に比較して表面張力による変形が少なく、大気中の粘性抵抗等の影響も少ない。そのため、各液柱の直進性、連続性を維持させることができる。
ところで、各ノズル孔３４、３５から吐出された液柱状の塗料４１は、図９に示す液柱の微粒化モデルに従って、液柱状態を維持する液柱区域Ｐ１と、液柱状態から微粒化状態へ遷移する遷移区域Ｐ２と、微粒化状態のみからなる微粒化区域Ｐ３とに分けることができる。遷移区域Ｐ２においては、液柱表面の途中にくびれが生じた液柱４４が形成される。微粒化区域Ｐ３においては、くびれが生じた液柱４４が分裂して、微粒化された塗料粒子（微粒化部）４５が形成される。液膜の場合と同様に、遷移区域Ｐ２に被塗布物５４を置いて塗着させる方法が、微粒化した塗料の飛散を極力防止して塗着効率を大幅に向上させるとともに、作業環境や塗面品質等の向上に寄与できる点で、好ましい。

【0033】

本実施形態では、被塗布物５４は、ノズル孔３４、３５から液柱状に吐出された塗料４１が液柱状態のまま到達する位置Ｐ４に置いて、塗着させる方法を採っている。位置Ｐ４は、上記遷移区域Ｐ２内であるので、塗料４１が被塗布物５４に到達するまでの間に、微粒化した塗料粒子が外部に飛散することを、略完全に防止することができる。その結果、被塗布物５４への塗着効率を、略１００％に向上させることができる。また、塗料粒子が外部に飛散しない分、作業環境や塗装面品質等の向上に寄与できる。
特に、液柱塗装法では、塗料を微粒化しないため、微粒化した塗料粒子を積層して塗装した仕上がり塗面よりも、仕上がり塗面に極微細な凹凸が少なく、艶感を大幅に向上させることができる。

【0034】

＜作用効果＞
以上、詳細に説明したように、第１実施形態に係る液膜塗装方法又は第２実施形態に係る液柱塗装方法によれば、ノズルヘッド１、３から吐出された塗料２、４が液膜状態又は液柱状態から微粒化状態に遷移する遷移区域ｔ２、Ｐ２内に、被塗布物５、５４を置いて塗着させるので、ノズルヘッド１、３から液膜状又は液柱状に吐出された塗料２、４は、液膜状態又は液柱状態を略維持したまま被塗布物５、５４に到達することができる。そのため、塗料２、４が被塗布物５、５４に到達するまでの間に、微粒化した塗料粒子（微粒化部）２３、４５が発生して、その塗料粒子（微粒化部）が外部に飛散する可能性を大幅に低減することができる。その結果、被塗布物５、５４への塗着効率を大幅に向上させることができる。また、塗料粒子（微粒化部）２３、４５が外部に飛散しない分、作業環境や塗装面品質等の向上に寄与できる。

【0035】

また、第１実施形態に係る液膜塗装方法又は第２実施形態に係る液柱塗装方法によれば、ノズルヘッド１、３から吐出された塗料２、４は、液膜状態又は液柱状態から微粒化状態に遷移する遷移区域ｔ２、Ｐ２の位置まで移送される間に、大気中の粘性抵抗を受けて移送速度が大幅に低下する。そのため、塗料２、４が被塗布物５、５４に塗着されたときの衝撃力は、大幅に低減され、跳ね返りを防止することができる。跳ね返りを防止することによっても、被塗布物５、５４への塗着効率を向上させることができる。

【0036】

また、第１実施形態に係る液膜塗装方法によれば、ノズルヘッド１には、中央部１３１が広く両端部１３２が狭い略三日月状のノズル開口部１３を備えるので、ノズル開口部１３における中央部１３１より両端部１３２の吐出抵抗が増加する。そのため、ノズル開口部１３の中央部１３１から吐出される塗料に比較して、両端部１３２から吐出される塗料の吐出量及び吐出速度が減少する。したがって、ノズル開口部１３から吐出された塗料２は、正面視で吐出部２０を扇の要とした略扇状液膜部２１を形成することができる。
また、被塗布物５は、ノズル開口部１３から吐出された略扇状液膜部２１の円弧中央部２１１が液膜状態のまま到達する位置ｔ５に置くので、略扇状液膜部２１の円弧両端部２１２を除き、微粒化された塗料粒子（微粒化部）２３が外部に飛散する可能性を大幅に低減することができる。なお、略扇状液膜部２１の円弧両端部２１２では、塗料の微粒化が始まっているため、塗面衝突時の運動量が減少し、跳ね返りによる塗面品質不良Ｂ（パターン不良）を防止することができる。
また、略扇状液膜部２１の円弧両端部２１２では、円弧中央部２１１に比較して被塗布物５へ塗着した塗料の膜厚を薄くできる。そのため、略扇状液膜部２１の円弧両端部２１２をラップさせながら、被塗布物５に連続して塗装する場合に、塗着した塗料の膜厚を全体として略均一に形成することができる。

【0037】

また、第２実施形態に係る液柱塗装方法によれば、ノズルヘッド３には、塗料が液柱状に吐出されるノズル孔３４、３５を複数個備えるので、各ノズル孔３４、３５から吐出される液柱状の塗料４１は、液膜状の塗料に比較して表面張力による変形が少なく、大気中の粘性抵抗を略均一に受けて、各液柱の直進性、連続性を維持させることができる。そのため、液柱状に吐出される塗料４１が、途中で微粒化される可能性を大幅に低減することができる。
また、被塗布物５４は、ノズル孔３４、３５から液柱状に吐出された塗料が液柱状態のまま到達する位置Ｐ４に置くので、塗料が被塗布物５４に到達するまでの間に、微粒化した塗料粒子４５が外部に飛散することを、略完全に防止することができる。その結果、被塗布物５４への塗着効率を、略１００％に向上させることができる。また、塗料粒子が外部に飛散しない分、作業環境や塗装面品質等の向上に寄与できる。
特に、塗料を微粒化しないため、微粒化した塗料粒子を積層して塗装した仕上がり塗面よりも、仕上がり塗面に極微細な凹凸が少なく、艶感を大幅に向上させることができる。

【0038】

また、第２実施形態に係る液柱塗装方法によれば、ノズルヘッド３の下端部３３には、ノズル孔３４、３５を所定のピッチで一直線状に配列し、ノズルヘッド３をノズル孔３４、３５の配列方向と直交する方向に進行させて塗料４１を塗着させるので、液柱化された１本１本の塗料４１を被塗布物５４上に等間隔で塗着させることができる。等間隔で塗着された塗料４２は、塗着後に互いの間隔を埋める方向に拡張する。液柱化された１本１本の塗料４１は、跳ね返ることなく均一に全量塗着されるので、塗料４２が拡張した時、全体として均一な厚さの塗膜４３を形成することができる。

【0039】

また、第２実施形態に係る液柱塗装方法によれば、ノズル孔３４、３５は、配列方向の前端部及び後端部に形成した孔径が、配列方向の中央部に形成した孔径より小さいので、ノズル孔の配列方向の前端部及び後端部に対応して被塗布物５４へ塗着した塗料の膜厚を、中央部に対応して被塗布物５４へ塗着した塗料の膜厚と比較して、薄く形成することができる。そのため、ノズル孔３４、３５の配列方向の前端部及び後端部をラップさせながら、被塗布物５４に連続して塗装する場合に、塗着した塗料の膜厚を全体として略均一に形成することができる。

【産業上の利用可能性】

【0040】

本発明は、塗料をノズルヘッドから液膜状又は液柱状に吐出して、例えば車両用ルーフパネルなどの被塗布物に塗着させる液膜又は液柱塗装方法として利用できる。

【符号の説明】

【0041】

１ ノズルヘッド
２ 塗料
３ ノズルヘッド
４ 塗料
５ 被塗布物
６ 塗料供給装置
１０ 塗装装置
１１ ノズルチップ
１２ ノズルガイド
１３ ノズル開口部
２０ 吐出部
２１ 略扇状液膜部
２２ 液柱部
２３ 塗料粒子（微粒化部）
３０ 塗装装置
３４ ノズル孔
３５ ノズル孔
４１ 塗料
４２ 塗料
４３ 塗膜
５４ 被塗布物
１３１ 中央部
１３２ 両端部
ｔ２ 遷移区域
Ｐ２ 遷移区域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】