JP2838536B2

JP2838536B2 - 顔料又は染料の調色塗布方法

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Publication number: JP2838536B2
Application number: JP1092289A
Authority: JP
Inventors: 正文松永; 朱美佐原
Original assignee: NOODOSON KK
Current assignee: NOODOSON KK
Priority date: 1989-04-12
Filing date: 1989-04-12
Publication date: 1998-12-16
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: JPH02273578A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、複数色の顔料又は染料の調色塗布方法に係
る。

〔従来の技術〕

従来、顔料又は染料などによる着色塗布の際には、先
ず所望する色合（調）を決め、その色合を現出するため
に複数種の色を微量に配合して調色していた。

元来、調色というものは非常に難しい作業であり、調
合比が僅かに違っていても、同じ色合を出すことは困難
とされてきた。具体的にいうと、調合比が千分の一の違
いがあっても、同じ色合は出せないのである。即ち、作
業中前工程において出した色合と全く同じものを次の工
程において出すということは、至難の業であり、各業者
は、それを極秘中のノウハウとして秘匿しているのが実
状である。

また、このようにして調色された顔料を塗布する際に
は、先ず顔料とバインダとを混合して後それらを塗布し
ていた。そもそもバインダは、顔料の被塗物に対する付
着力を増強する為のものであるが、そのバインダの量
が、顔料に対して重量比20/100以下のときには付着しに
くく、また付着しても持久性が乏しいので、より多くの
バインダを使用しているのが実状であった。

顔料とバインダの混合においては、顔料の粒子がバイ
ンダの中に粒子分散（分子分散ではない）しているの
で、厳密にいうと、必ずしも均一には分散していなかっ
たのである。特に粒子が小さい程、即ち微細な粒子であ
る程、それらは凝集（ブロッキング）し易く、塗布され
た時には、第17図に見られるように、凝集即ち塊り
（B₁,B₂,B₃,…）の状態となって付着される。塗布開始
当初又は塗布量が少ない場合には、それらの塊り（B₁,B
₂,B₃,…）の間に間隔（S₁,S₂,S₃,…）があり、即ち凹凸
があるので、それらを埋めて均一にする必要があり、そ
のために更に上塗りし、即ちより多くの顔料を塗布して
厚くしていたのである。そのために、極く薄膜の透明性
のある塗布膜は得られにくかった。

また、その塗布に使用する装置は、色変えの度毎に即
ち顔料を変更する度毎に、全ラインをクリーニングしな
ければならないという手間がかかったのである。

〔解決しようとする課題〕

本発明の動機及び目的は、顔料などの各種色の配合比
を千分の一台の厳しい比率に設定し、かつこれらを維持
し、更に容易にそれらを再現し得るよう、更に又、配合
比の変更時において同装置のラインのクリーニング作業
などを省略することである。

〔課題を解決するための手段〕

先ず、本発明に使用される煙霧体の生成装置について
概要を説明する。同装置には種々の装置があるが、取敢
えず二種をとりあげてみる。

その１つは、液中発泡式である。第18図を参照された
い。密閉容器（122）内に液体（Ｌ）を容れ、該液体中
に埋設せしめた気体噴出ノズル（124）より気体（Ar）
を噴出させて気泡（Bu）を発生させる。

それらは浮上して、液面（Le）上に到達して破裂す
る。その際にそれらの液体（Ｌ）は微粒子となって気体
中に分散し、煙霧体（AS）が生成されるのである。その
煙霧体（AS）の密度は、ある程度噴出する気体の量、即
ち送入する気体圧、言い換えればそれらの送入量の無段
階的調整によって得られる。ただし本方法による場合、
発生する煙霧体の密度は比較的小であることが特異点で
ある。

他の方法は、スプレイ衝突式である。第19図を参照さ
れたい。本方法は比較的密度の大なるものが得られる。
即ち液体をノズル（132）よりスプレイし、それを衝突
板（134）に打ち当てて粉砕し、跳返り、微塵となって
気体中に飛び散った微粒子の煙霧体を得るものである。
該法による場合、噴出する液体の供給圧の調整によって
煙霧体の密度を調整することは困難である。何故なら、
より低圧スプレイにすると、その噴霧出力が低減し、従
って衝突力も減殺し、液体の微粒子化がより困難となる
からである。

上記問題を解決するために、本発明においては、噴出
する液体圧を変えずに、その代わりに噴出即ちスプレイ
を断続的に行なうことによって得ようとするものであ
る。“断”時にはいうまでもなく、液体の噴出は中断さ
れ、“続”時即ち噴出用ガンのバルブの“開”時にの
み、液体は噴出されることはいうまでもない。よってこ
れらの総体的噴出量は、上記“開”時の時間の総計に概
ね比例するということができる。その際、“断”時の時
間が大きいと、塗布は縞模様となるが、スプレイ衝突式
の場合には、ミリ秒（ms）単位である場合には、その懸
念は殆どない。即ち継続をミリ秒単位で繰返せば、煙霧
体の密度は全く均一的なものが得られるのである。

例をあげて説明する。まず、極端な場合の例をあげ
る。連続スプレイした場合の千分の一の煙霧体密度を得
たい場合である。第１図の“ａ液”及び“ｂ液”のグラ
フを参照されたい。“ａ液”は連続的に噴出した場合の
噴出量である。“ｂ液”は１サイクルにて１ミリ秒（m
s）噴出した場合である。算術的には、煙霧体の密度は
連続スプレイ時の千分の一となる。これは勿論、双方の
連続スプレイの場合の煙霧体の密度が等しいと仮定した
場合である。

次に二色の顔料の液体の煙霧体の配合比を1:8.5とし
た場合である（厳密にはそれぞれの液体密度より換算し
て配合比を決める）。それぞれの断続のサイクルを25と
した場合、算術計算により“ｃ液”の１サイクル中の噴
出を34ms、“ｄ液”のそれを4msと決め（4:34＝1:8.5）
ればよいということになる。

これら密度の相異した煙霧体を利用することが本発明
の前提である。なお、実際問題として、上記それぞれの
液体密度以外に、粘度、室温、湿度、噴出圧力、ノズル
の特性等、種々のファクタを配慮して配合比を決める必
要のあることはいうまでもない。

上述のような、ガン内のバルブの開閉は、市販のパル
スコントローラの使用によって、サイクル及び断続時間
のミリ秒単位を容易に設定することができる。なお、こ
のような短時間の断続操作を業界ではステッチングと呼
んでいる。

本発明の要旨は、複数色の顔料を必要によってはバイ
ンダをも、それぞれの微粒子生成装置により必要とする
密度に調整された煙霧体を得、それらを被塗物面上に導
き、積層又は混合したものを塗着せしめ、所望する色調
を得る方法である。

次に本発明の配色塗布方法を図面によって説明する。
第２図を参照されたい。被塗物Ｏは、懸吊式コンベア
（10）により、ライン上に移動し、該ラインの下方に
は、シリーズに各種の微粒子生成装置の吐出部が開口し
て配列されている。基本的配列として、先ずバインダの
微粒子生成装置（１）が、次に顔料Ａの微粒子生成装置
（11）、次いで顔料Ｂの同装置（21），…と配置され
る。これらの装置は何れもここではスプレイ衝突式とす
る。

先ず、バインダ用の微粒子生成装置（１）のパルスコ
ントローラ（PC）により、設定されたパルス信号が発信
され、ソレノイドバルブ（Ｖ）を介して、ガンノズル
（２）より、ステッチングスプレイされ、密度の調整さ
れた煙霧体（AS）が生成され、それらがキャリアガス
（CG）などによって上方に運ばれ、被塗物（Ｏ）面に達
して付着される（第３図）。バインダ微粒子の付着され
た被塗物（Ｏ）は更にコンベア（10）によって運ばれ、
次の顔料Ａの塗布装置即ち顔料Ａの微粒子生成装置（1
1）の吐出開口部の上方に来る。顔料Ａの微粒子も、同
装置（11）により、上記のバインダ微粒子の生成と同様
の過程を経てバインダの塗布膜面上に付着される（第４
図）。ただし違う点は、その煙霧体（ASa）の密度調整
が、次の顔料Ｂの塗布工程である顔料Ｂの微粒子生成装
置（21）における密度調整との関連の下にて行なわれる
ということである。即ちそれら顔料A,Bの設定された配
合比に従って、前述のステッチングスプレイが行なわれ
るということである。

このようにして顔料Ａの塗布されたあと、更に次の工
程である顔料Ｂが塗布されるが、これは上述の顔料Ａに
おけると全く同様の装置及びその作用によって、上述し
た密度を有する煙霧体（ASb）により塗布される（第５
図）。

更に必要あるときは、顔料Ｃも塗布される（第６図及
び第７図）。ここに注意すべきことは、これらはいうな
れば積層塗布であり、これら各層の厚さが厚くなって光
透過性が低下してくると、混色の効果即ち色調が出せな
くなるので、層の厚さには限界がある。この点、本発明
の方法によると、塗着される微粒子の凝集されたもの
（第17図）は少なく、個々に分離された粒子が多く、従
って極薄膜即ち光透過性の良いものが容易に得られると
いうことが特長としてあげられる。

このようにして、各色の光透過によって現出される色
調を微妙に変える時は、各装置のステッチングのタイミ
ングを変えるだけでよく、操作は極めて簡単のみなら
ず、従来の如き装置内のクリーニングなども殆ど不要と
なってくるのである。

又、必要あるときは、上述の各色の積層的塗布の上
に、それらを保護するなどの目的で、即ち最終仕上げと
していわゆる機能膜を付加することも容易にできる（第
８図）。その付加方法は、他の塗布手段（スプレー法、
カーテンコーティング法、ロールコーティング法など）
又はラミネート等何れでも良い。

なお、上述の説明では、基本的方法として先ず下地に
バインダを塗布することをあげたが、被塗物や顔料など
の特性により、バインダを必要とせず、直接顔料を塗布
する場合もある。

また、顔料同士の接着力をよりあげるために、各顔料
の塗布層の間にバインダを塗布することもできる。

このようにして、塗布順序の組合わせは、その目的用
途によって容易に選ぶことができるのである。

上述の塗着は煙霧体の流れによる微粒子の被塗物面へ
の付着によるものであるが、これをより効果的にするた
めに静電式塗布も採用できる。その状態を第２図上に、
仮想線で示した。この場合、取扱い材料としては非爆発
性のものであることはいうまでもない。

上述の各色の塗布方法は、単色の顔料を、それぞれ別
々に、同一の被塗物の面上に逐次塗布して、所望する色
合を出すものであった。しかし、各色を混ぜ、所望する
色合を出してから塗布する方法もある。即ち混合式塗布
方法である。

次にこの混合式塗布方法について説明する。第９図を
参照されたい。同図は被塗物（O₂）は上向きとして、コ
ンベア（50）上を走らせるものとする。被塗物（O₂）上
は、基本として先ずバインダが塗布される。その方法は
上述と同じくバインダ微粒子生成装置（41）により液状
バインダをスプレイ衝突させ、それによって生ずる煙霧
体（AS）を被塗物（O₂）面上に導いて塗布させるもので
ある（第13図）。次にそのバインダの塗布膜上に、複数
色の微粒子の混合された煙霧体（ASab）を降下させて塗
着せしめるのである（第14図）。該煙霧体（ASab）の生
成方法を説明すると、先ず顔料Ａの微粒子生成装置（5
1）により、設定されたステッチングスプレイによって
必要とする密度に調整された顔料Ａの煙霧体（ASa）を
気流に乗せてダクト（55）内を通して混合室（58）内に
導き、同時に他方より顔料Ｂの微粒子生成装置（61）に
より、上述の顔料Ａにおけるステッチングと対比させて
設定したステッチングスプレイにより、必要とする密度
に調整された顔料Ｂの煙霧体（ASb）を気流に乗せてダ
クト（65）内を通して上記混合室（58）内に導いて、該
室内にて互いにそれら煙霧体（ASa,ASb,ASc,…）を衝突
させ、それによって混合した煙霧体（ASab）を気流に乗
せて被塗物（O₂）面上即ち上記バインダ膜面上に降下、
塗着せしめる（第14図，第15図）ものである。ここで重
要なことは、双方のステッチングスプレイにより、両色
の混合比を千分の一秒単位で調整することができるとい
うことである。この微量単位は、色合の微量調整を可能
とするものといえる。即ち従来非常に難しいといわれて
きた色合を、微妙に出すことができるのである。しか
も、再現性が極めて容易にできるのである。

上述にては、二色の混合について述べたが、三色，四
色，…の混合も同様に容易に可能である。その場合に
は、いうまでもなく、それらと同数の微粒子生成装置を
用い、それぞれのダクト（75又は85,95,105,115,…）を
介して一個の混合室（58）内に導けば良いのである（第
11図，第12図）。

上述にては、混合顔料の基本的塗布順序を述べたが、
場合によっては、即ち混合顔料が被塗物に対し付着し易
い場合には、バインダ抜きに直接混合顔料を塗着させる
こともできる。

又は、上記混合顔料中に、即ち各色顔料の微粒子の中
にバインダの微粒子をも混合せしめて、混合顔料の微粒
子相互の付着力と被塗物面との付着力の双方を兼ね備わ
しめることもできる。

上述のように、塗布順序の組合せは、その目的用途に
応じ、容易に選ぶことができるのである。

このようにして混合顔料を塗布した後、それらを保護
するため、又は艶出し、ガスバリアなどその他種々の機
能を持たせるため、いわゆる機能膜を付加（第16図）す
ることを容易にできる。この付加方法は、他の塗布手段
（スプレー法、カーテンコーティング法、ロールコーテ
ィング法など）又はラミネート等何れでも良いのであ
る。

上述の塗布において、静電式塗布も可能であることは
前述の逐次塗布におけるのと同様である。

また、本発明によれば、如何ようにも薄く塗布するこ
とができる。即ち、塗布すべき微粒子の数を必要最小限
に抑えることができるのである。例えば、顔料の微粒子
が被塗物の面に隙間なく整列した場合、即ち一つの層と
なった微粒子の数Ｎを計算してみる。

微粒子の径を0.3μとすると、1mm²（＝1,000,000
μ^２）当り、Ｎ＝（1000μ/0.3μ）^２＝11111111（個）即ちＮは一層における1mm²当りの微粒子の数である。

上記一層の場合でも、微粒子間の間隙から光線は漏れ
るので、まだ透明性はある。数層となっても、厳密には
若干の隙間があるので、光線は乱反射しつつ若干は通過
する。即ち層の数の増大するに従って透過性の逐次減少
することは言うまでもない。

このようにして、一層から数十、数百層と層数を変化
させることによって、あるいは一層上の塗布面の微粒子
の分散度を変化させることによって、極く薄い層膜から
厚く濃い層膜まで自由に作成することができるのであ
る。

以上のように本発明の方法を使用することにより、微
粒子の凝集が少なく、均一で薄い光透過性塗布膜を得る
ことができ、かつまた、ステッチング式スプレイ方法に
より、複数色の顔料の混合比即ち配合比及びこれら顔料
とバインダ等の配合比も簡単に調整することができるの
である。

このようにして得られた均一な塗布膜上に、バインダ
と同種又は異種の材料を他の塗布手段（スプレー法、カ
ーテンコーティング法、ロールコーティング法など）又
はラミネート等によって付加し、機能性多層塗布膜とす
ることもできる。その塗布時には、本発明方法によって
得られた塗布膜が均一にしっかりと塗着されているた
め、該塗着粒子が動かされるということもなく、均質な
多層塗布膜とすることができるのである。上記機能性と
は、ガスバリヤー性の向上、塗着粒子の保護などの機能
を指すものである。

次に本発明による塗布方法によって塗布を行なった実
験例について述べる。

実験例顔料Ａの懸濁液顔料フタロシアニンブルー溶媒トリクロロトリフルオロエタン顔料Ｂの懸濁液顔料ベンジジンイエローＧ溶媒トリクロロトリフルオロエタンバインダポリエステル樹脂基板アルミニウムスプレイ衝突板式微粒子生成装置（１）により上記顔
料Ａの懸濁液（フタロシアニンブルー、固形分２％）の
平均粒径約0.3μ（wet状態）の微粒子を発生させ、アル
ミニウム面上に塗着させた。この時の微粒子生成装置に
おけるステッチングの設定は、50サイクル即ち１サイク
ル20ms（ミリ秒）の時間において、スプレイ“開”を12
ms、スプレイ“閉”を8msとして、スプレイを断続的に
行なった。約0.2秒後に、アルミニウム面上に均一にフ
タロシアニンブルーが分布した塗布面を得た。次に同式
の微粒子生成装置（11）により上記顔料Ｂの懸濁液（ベ
ンジジンイエローＧ、固形分２％）の平均粒径約0.5μ
（wet状態）の微粒子を発生させ、上記フタロシアニン
ブルーの塗着した面上に塗着させた。この時の微粒子生
成装置におけるステッチングの設定は、50サイクル即ち
１サイクル20msの時間において、スプレイ“開”を10m
s、スプレイ“閉”を10msとして、スプレイを断続的に
行なった。約0.2秒後に、該アルミニウム面上に1mm²当
り約100万個のフタロシアニンブルーとベンジジンイエ
ローＧが均一に分布する青緑色の塗布面を得た。この場
合の分散状態は、顕微鏡写真によって確認した。更に同
式の微粒子生成装置（21）により、上記バインダ（ポリ
エステル樹脂溶液）の平均粒径12μ（wet状態）の微粒
子を発生させ、両顔料の塗着されたアルミニウム面上に
重ねて塗着させた。この時の微粒子生成装置におけるス
テッチングの設定は、上述と同様にしてスプレイ“開”
を8ms、スプレイ“閉”を12msとして、スプレイを断続
的に行なった。約0.1秒後に、該アルミニウム面上にド
ライ化された厚さ約１μのバインダの塗布膜を得た。な
お、厚さは電磁式膜厚計により測定したものである。本
実験において、懸濁液の液体即ち溶媒をトリクロロトリ
フルオロエタンとしたのは、その高揮発性を利用し、塗
着時における微粒子の液体含有を防ぐためである。

なお、上述のステッチングの設定においては、青緑色
の塗布膜を得たが、フタロシアニンブルーをスプレイ
“開”を8ms、スプレイ“閉”を12msとし、ベンジジン
イエローＧをスプレイ“開”を12ms、スプレイ“閉”を
8msとして、バインダは前述と同様というように設定し
た場合、黄緑色の塗布膜を得た。

上記の結果より、複数色の顔料の配合比を時間設定に
よって設定することにより、所望する色を何百、何千種
類と作り出すことができ、この方法は新しいカラーリン
グ方法であるものと思料する。

また、ここでは顔料について述べたが、染料について
も応用することができるものである。

〔効果〕

本発明方法による顔料又は染料の複数色の煙霧体のそ
れぞれの密度調整によりそれらを積層塗布又はそれらを
混合させた煙霧体の混合塗布することによって、多種類
の色又は色合を作り出すことが容易にかつ再現可能とな
り、かつまたそれらを透明性のある薄い色から透明性の
ない濃い色まで均一に塗布することができるのである。
同時に、材料の削減、混和工程の削減、および顔料変更
時の装置クリーニングの省略化など、経済性は勿論、品
質の向上にも寄与することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いられるスプレイ衝突式煙霧
体生成装置における各液体のステッチングスプレイのタ
イミンググラフ第２図は本発明のバインダ及び複数色
顔料のそれぞれの微粒子生成装置より発生された煙霧体
による塗布方法の説明側断面図第３図は同図上“A₀"
部即ち被塗物面上にバインダ煙霧体の塗着する状態説明
図第４図は第２図上“A"部の拡大図でありバインダ塗
布面上に顔料Ａの塗着する状態説明図第５図は上図顔
料Ａの塗布面上に顔料Ｂの塗着する状態説明図第６図
は同上図顔料Ｂの塗布面上に顔料Ｃの塗着する状態説明
図第７図は上図顔料Ｃの塗着終了後の状態説明図第
８図は上図顔料Ｃの塗布面上に機能膜の付加された状態
説明図第９図は本発明の煙霧体混合塗布方法の説明側
断面図第10図は上図“G"−“G"断面図第11図は同じ
く三基の微粒子生成装置使用における混合室部上方ダク
トの同断面図第12図は同じく四基の場合の同断面図
第13図は第９図上“D"部の拡大図であり混合塗布におけ
る被塗物面上のバインダの塗着状態の説明図第14図は
第９図上“E"部の拡大図であり上図バインダの塗布面上
に混合煙霧体の塗着する状態説明図第15図は上図混合
体の塗着終了の状態説明図第16図は上図混合塗布面上
に機能膜の付加された状態説明図第17図は従来の微粒
子塗布方法による作業において微粒子が凝集し塗布され
ている状態説明図第18図は水泡式煙霧体生成装置の作
用説明図第19図はスプレイ衝突式煙霧体（微粒子）生
成装置の作用説明図主要な符号の説明 1,11,21,31,41,51,61,……スプレイ衝突式微粒子生成装
置、2,12,42,52,62……スプレイノズル、3,13,23,43,5
3,63……スプレイガン、4,14,44,54,64,……衝突板、6,
16,46,56……コロナピン、AS……バインダ煙霧体、ASa,
ASb,ASc,……顔料A,B,C……の煙霧体、ASab……顔料Ａ
とＢとの混合煙霧体、CG……キャリアガス、O,O₁,O₂,…
…被塗物

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料又は染料を含む複数種の液体を、それ
ぞれの液中発泡式又はスプレイ衝突式の微粒子生成装置
により、それぞれ独立に調整された必要とする密度を有
する煙霧体を生成し、それらを顔料又は染料を含む液体
の煙霧体ごとに被塗物面上に導いて逐次塗布し、所望す
る色又は色合いを現出せしめることを特徴とする顔料又
は染料の調色塗布方法。
【請求項２】微粒子生成装置が、スプレイ衝突式であ
り、かつ該スプレイをステッチング式とし、それらのタ
イミングを選定することによって煙霧体の密度を調整す
ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載され
た顔料又は染料の調色塗布方法。
【請求項３】顔料又は染料を含む複数の液体の煙霧体と
は別に、バインダの煙霧体を生成し、a.顔料又は染料を
含む液体の煙霧体の塗布の前の工程、b.顔料又は染料の
煙霧体の塗布の中間の工程、c.顔料又は染料の煙霧体の
塗布の終了の後の工程、のすべての工程又は選択された
工程でバインダの煙霧体を塗布することを特徴とする、
特許請求の範囲第１項又は第２項のいずれかに記載され
た顔料又は染料の調色塗布方法。
【請求項４】塗布が静電塗布によって行われることを特
徴とする、特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項の
いずれかに記載された顔料又は染料の調色塗布方法。
【請求項５】顔料又は染料を含む複数種の液体を、それ
ぞれの液中発泡式又はスプレイ衝突式の微粒子生成装置
により、それぞれ独立に調整された必要とする密度を有
する煙霧体を生成し、該煙霧体のそれぞれを混合室内に
導き混合し、該混合された煙霧体を被塗物面上に塗布す
ることを特徴とする、顔料又は染料の調色塗布方法。
【請求項６】特許請求の範囲第５項に記載された顔料又
は染料の調色塗布方法を実施する直前の工程において、
バインダーの煙霧体を同一被塗物面上に塗布することを
特徴とする、顔料又は染料の調色塗布方法。
【請求項７】塗布が静電塗布によって行われることを特
徴とする、特許請求の範囲第５項又は第６項のいずれか
に記載された顔料又は染料の調色塗布方法。