JPH0360845B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ポリウレタン塗料のスプレー塗装、
ポリウレタンエラストマーのスプレーライニング
等のポリウレタン配合物のスプレー方法に関す
る。

（従来の技術および問題点） 従来より、ポリウレタン塗料のスプレー塗装方
法としては、活性水素基を少なくとも２個有する
化合物、溶剤、顔料等を主成分とした主剤と、ポ
リイソシアネートを予め均一混合し、エアスプレ
ーまたはエアレススプレー等でスプレー塗装を行
なつている。このスプレー塗装では、可使時間の
問題から、通常ウレタン化触媒を使用しないため
塗装後の硬化が遅く、養生期間を極めて長く必要
とした。通常の気温（20〜25℃）では、１週間以
上の養生が冬期では10日以上の養生が必要であつ
た。さらに塗料の要求特性として無黄変タイプま
たは難黄変タイプのポリイソシアネート、たとえ
ばヘキサメチレンジイソシアネート、水添加ジフ
エニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイ
ソシアネート、キシレンジイソシアネートなどの
アダクト体、プレポリマー、その他誘導体を用い
なければならないため、反応速度が遅く、長い養
生時間が必須のものとなつていた。また養生期間
の短縮化を計るためポリウレタン塗料の主剤にウ
レタン化触媒を少量使用する場合があるが、ポリ
イソシアネートと混合後必然的に可使時間が短く
なり、安定した塗装作業に支障をきたしており、
短時間反応硬化（短かい養生期間）と長い可使時
間との両立は困難であつた。

ポリウレタンエラストマーは、耐摩耗性耐久性
が良く、、弾性に富み、床、水槽、テニスコート、
プールなどのライニングに使用されており、施工
法としてコテ・ヘラを用いた流し塗りによるもの
の他、均一美麗に仕上げるため、スプレー施工が
行なわれている。このスプレー施工おいても、前
述のウレタン塗料と同様に養生期間の短縮化（短
時間反応硬化）と可使時間の両立は困難であつ
た。

また上述の養生期間と可使時間の両立のため
に、双頭スプレーガンが用いられたり、ポリオー
ル、ポリイソシアネートの定量供給ポンプとミキ
シング装置を有した装置でミキシングしながらス
プレーする方法も行なわれている。前者はポリオ
ール成分とポリイソシアネート成分を２つのスプ
レーノズルから噴射し、衝突させてミキシングし
ながらスプレーするものであり、養生期間短縮に
はポリオール成分側にウレタン化触媒を添加すれ
ば良いが、各々の成分のスプレー量比率に制限が
あること、ミキシング状態が良好でないこと、そ
の他スプレー条件に制限があることにより、一般
的なスプレー塗装方法には用いられていない。

後者は、養生期間短縮にはやはりポリオール成
分側にウレタン化触媒を添加すれば良く、ミキシ
ング性、スプレー性は良好であるが、設備が大が
かりで費用がかかり、現場施工塗装に適切でな
い。またウレタン化触媒を添加したポリオール成
分とポリイソシアネート成分の配合物を長時間ス
プレーすると、スプレーガンのエアキヤツプ、ノ
ズルにスプレーエアの乱流に起因するスプレー物
の付着が起こる。その付着物がウレタン化触媒に
より急速に固化し均一スプレーを妨げる問題があ
つた。

更に特開昭59−170153号に記載されているよう
に、蒸気第三アミンを含む担体ガスによつてポリ
オール類とポリイソシアネート類とを含む塗料を
スプレーする方法も知られている。しかしながら
この方法では第三アミンを蒸気化するための装置
が必要であるとともに、担体ガス中で第三アミン
を蒸気状態で保持するために加熱等の手段を施す
必要も生じ、作業が煩雑となる等の問題があつ
た。

以上述べてきた如く、従来からポリウレタン配
合物のスプレー方法において、養生期間の短縮・
長い可使時間の両立、さらに良好なスプレー性を
得ることは困難であつたが、本発明では鋭意検討
の結果、以下に述べる手段により解決したのであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明のポリウレタン配合物のスプレー方法は
ウレタン化触媒を必須成分とする液状物を定量供
給装置において圧縮エアに接触せしめて圧縮エア
中に霧滴状に分散せしめ、該圧縮エアで活性水素
基を分子中に少なくとも２個有する化合物とポリ
イソシアネートを必須成分とする配合物をスプレ
ーすることにより、該配合物とウレタン化触媒を
均一混合させ、短時間硬化せしめることを特徴と
するものである。

本発明におけるウレタン化触媒としては、一般
のウレタン化触媒は特に制限なく使用できる。そ
の一例としては有機錫類、有機鉛類、アミン類な
どが挙げられる。これらのウレタン化触媒は単独
で使用しても良く、２種類以上併用しても良い。

また、本発明におけるウレタン化触媒を必須成
分とする液状物としては、上記のウレタン化触媒
を溶剤、プロセスオイル、可塑剤等に分散または
溶解したものを用いる。また液状のウレタン化触
媒をそのまま使用してもさしつかえない。

本発明におけるウレタン化触媒を必須成分とす
る液状物を圧縮エア中に供給する定量供給装置
は、定量性のある供給装置であれば、いかなる装
置でも使用できるが代表的な装置としてルブリケ
ータ、マイクロルブリケータなどが使用できる。
またウレタン化触媒を必須成分とする液状物の圧
縮エア中へ供給量としては、養生条件を考慮した
養生期間の設定・ウレタン化触媒の種類、混合物
の濃度などを考慮した供給量であればさしつかえ
ないが、好ましくは0.1c.c.／min〜300c.c.／minに
範囲で供給する。定量供給装置においてウレタン
化触媒を必須とする液状物を圧縮エアと接触させ
ることにより、ウレタン化触媒を必須とする液状
物が霧滴状となつて圧縮エアに分散される。

また本発明に使用する定量供給装置の取り付け
位置としては、コンプレツサー等の圧縮エア発生
装置の圧縮エア供給部から、スプレーガン迄のど
の位置に取り付けても良いが、この間でウレタン
化触媒を必須成分とする液状物が留まるような部
分がないように配慮した方が好ましい。また圧縮
エアの圧力はスプレーに支障のない圧力であれば
良く好ましくは２〜５Kg／cm²が良い。

本発明における活性水素基を分子内に少なくと
も２個有する化合物としては、一般的にポリウレ
タン塗料、ポリウレタンライニング材等に使用さ
れていてイソシアネートと反応し得る化合物はす
べて使用でき、たとえば、ポリエーテルポリオー
ル、ポリエステルポリオール、ポリアクリルポリ
オール、ポリエーテルポリエステルポリオール、
液状ジエン系重合体ポリオール、またこれらの変
性体、誘導体などが挙げられる。また要求特性に
よりこれら化合物に、有機顔料、無機顔料、体質
顔料、多価アルコール、アミン類、消泡剤、分散
剤、沈降防止剤、流動調整剤、揺変性付与剤、ス
リツプ剤、充填剤、オイル、可塑剤、無機補強
剤、有機補強材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、導
電性付与剤、帯電防止剤、界面活性剤、撥水剤、
染料各種溶剤等を添加することができる。

本発明におけるポリイソシアネートとしては、
通常の芳香族、脂肪族、および脂環族のものを挙
げることが出来、たとえばヘキサメチレンジイソ
シアネート、水添加ジフエニルメタンジイソシア
ネート、イソホロンジイソシアネート、トリレン
ジイソシアネート、ジフエニルメタンジイソシア
ネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタレ
ンジイソシアネートおよびこれらの変性品、誘導
体、粗性体、及び前記イソシアネートと多価アル
コール類またはポリオール類との反応により得ら
れるイソシアネートプレポリマー等が挙げられ、
また必要に応じてこれらを溶剤等で希釈したもの
も使用できる。

本発明におけるスプレー装置としては通常のエ
アスプレーガンはすべて使用できるが、本発明の
目的からエアレススプレーガンは使用できない。
しかしエアスプレーガンとエアレススプレーガン
の中間的なスプレーガンであるエアアシステツド
エアレススプレーガンすなわちスプレー液をエア
レススプレーシステムと同様に加圧し、さらに圧
縮エアを用いてスプレーするガンは本発明の目的
に合致することから使用できる。

（発明の効果） 本発明によれば、ウレタン化触媒を必須成分と
する液状物を従来のスプレー方法に比べて多量に
定量供給装置により圧縮エア中に供給し、活性水
素基を分子内に少なくとも２固有する化合物とポ
リイソシアネートを必須成分とする配合物を該圧
縮エアでスプレーすることにより、該配合物とウ
レタン化触媒を均一混合させるものであるから、
従来、両立は困難とされていた短時間反応硬化
（短かい養生期間）と長い可使時間の両立を可能
としたものである。また従来行なわれていたスプ
レー方法とまつたく同様の美麗かつ均一な塗装物
が得られるのは言うまでもない。さらに本発明に
よれば、ポリオール成分とポリイソシアネート成
分の配合物がスプレーガンより噴出されて初め
て、微粒子化されたウレタン化触媒と均一混合さ
れるため、従来から問題とされていたエアキヤツ
プ・ノズルへの該配合物の付着、急速反応固化に
よる均一スプレーの妨害等は解消されるものであ
る。

（実施例及び比較例） 以下本発明の実施例および比較例について説明
するが本発明はこれら実施例に制限されるもので
はない。

実施例 １ アルミニウム板を本発明によるスプレー法によ
り下記の条件で塗装を行ない、その塗膜の反応硬
化進行状態を塗膜の密着性および硬度変化により
測定した。また配合塗料の可使時間を粘度カツプ
により測定した。測定結果は第１図、第２図、第
３図に示す。

(1) 使用塗料 配合（重量部） アクリルポリウレタン塗料ウレタントツプ＃
8000（亜細亜工業株式会社） 15 硬化剤（無黄変ポリイソシアネート） ３ シンナー 16 (2) スプレー条件 (イ) スプレーガン Ｗ−71−2G（岩田塗装機株
式会社） (ロ) ウレタン化触媒を必須成分とする液状物 配合 重量部 ジブチルチンジラウレート（ウレタン化触
媒） １ キシレン 100 (ハ) ウレタン化触媒を必須成分とする液状物の
定量供給装置はルブリケータＬ−150（株式会
社小金井製作所）を使用し、圧縮エア中への
供給量を１c.c.／minに調整した。

(ニ) スプレーエア圧 3.5Kg／cm² (ホ) アクリルポリウレタン塗料の吹付量
130±10ｇ／m² 〃 噴出量
150c.c.／min (ヘ) 乾燥条件 常温放置（20〜25℃） (3) 被塗装物の下地処理 アルミニウム板をトルエンで脱脂処理した。
上記の条件でスプレーする際、ウレタン化触媒
溶液がスプレーガンからスプレーエアとともに
出ていることを確認してから、スプレーを行な
い、均一でかつ美麗な塗装アルミニウム板を得
た。この塗装物の塗膜は従来の一般的なスプレ
ー方法と全く同一の仕上りであり、塗料配合物
の可使時間は、ウレタン化触媒を用いない従来
の一般法と同一で、非常に良好であつた。

実施例 ２ ウレタン化触媒を必須とする液状物としてトリ
エチルアミン10重量部を、セロソルブアセテート
100重量部に溶解したものを用いた他は全て実施
例１と同一条件にてアルミニウム板のスプレー法
による塗装を行つた。塗膜の反応硬化進行状態を
塗膜の密着性および硬化変化により測定した結果
を第１図、第２図に示す。また塗料配合物の可使
時間を第３図に示す。この塗装物の塗膜は従来の
一般的なスプレー方法と全く同一の仕上がりであ
り、塗料配合物の可使時間はウレタン化触媒を用
いない従来の一般法と同一で非常に良好であつ
た。

比較例 １ 従来の一般的なスプレー方法としてウレタン化
触媒を必須成分とする液状物すなわちウレタン化
触媒キシレン溶液を圧縮エア中に供給しないこと
以外はすべて実施例と同一条件でアルミニウム板
に塗装した。塗膜の反応硬化進行状態を塗膜の密
着性および硬度変化により測定した結果を第１
図、第２図に示す。また塗料配合物の可使時間を
第３図に示す。なお、この塗装物の塗装仕上り状
態は実施例と同一であり、塗料配合物の可使時間
も長く良好であつたが、塗膜の反応硬化進行状態
は極めて遅く、長期に渡る養生期間が必要であつ
た。

比較例 ２ 従来から行なわれている一般的なスプレー方法
として、ポリウレタン塗料にウレタン化触媒を少
量配合し、塗膜の反応硬化速度を早める方法が行
なわれている。この比較例として、ウレタン化触
媒ジブチルチンジラウレートを0.1重量％、ポリ
ウレタン塗料に配合し、他は実施例１と同様に、
アルミニウム板にスプレー塗装した。塗膜の反応
硬化進行状態を塗膜の密着性および硬度変化によ
り測定した結果を第１図、第２図に示す。また塗
料配合物の可使時間を第３図に示す。

なお、この塗装物の塗装仕上り状態は実施例と
同一であるが、塗料配合物の可使時間は極めて短
く、スプレー塗料の作業性が悪い。また、塗膜の
反応硬化進行状態は比較例１に比べると早いが、
実施例に比べるとかなり遅く、養生期間が必要で
ある。

塗膜及び塗料配合物の試験方法 (1) 碁盤目試験による密着性測定（第１図）は
JIS Ｋ−5400の碁盤目試験法に準じて塗膜に碁
盤目の切り傷をつけ、その面にセロハンテープ
を貼つた後、セロハンテープを引き剥がし塗膜
の剥離状況をみた。評価はJIS Ｋ−5400の碁盤
目試験の評価点数法によるものである。

(2) 鉛筆引つかき試験による硬度測定（第２図）
はJIS Ｋ−5400の鉛筆引つかき試験法により、
鉛筆硬度を測定した。

(3) 粘度カツプによる可使時間の測定（第３図）
は粘度カツプ（NK−２型）により、塗料配合
物の流出時間を測定した結果である。スプレー
塗装では、従来から20〜25秒の範囲がスプレー
適性が良いと言われている。

測定条件 気温25℃ 塗膜の試験結果及び塗料配合物の可使時間 第１図、第２図より実施例は比較例に比べ、塗
膜の反応硬化速度が著しく短時間に実用強度に達
することがわかる。また第３図より塗料配合物の
可使時間において、実施例は塗膜の反応硬化速度
が極めて早いにもかかわらず、無触媒配合（比較
例１）と同一の可使時間を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例及び比較例の碁盤目試
験による密着性測定の試験結果を示したグラフ、
第２図は本発明の実施例及び比較例の鉛筆引つか
き試験による硬度測定の試験結果を示したグラ
フ、第３図は本発明の実施例及び比較例の可使時
間の測定結果を示したグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ウレタン化触媒を必須成分とする液状物を、
   定量供給装置において圧縮エアと接触せしめて圧
   縮エア中に霧滴状に分散せしめ、該圧縮エアで活
   性水素基を分子中に少なくとも２個有する化合物
   とポリイソシアネートを必須成分とする配合物を
   スプレーすることにより、該配合物とウレタン化
   触媒を均一混合させ、短時間硬化せしめることを
   特徴とするポリウレタン配合物のスプレー方法。