JPS60137465A - 塗膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、塗膜形成装置に関するもので、より詳細には
、遊離イソシアネート基含有プレポリマーを含む塗膜な
、アンそニア又はアミン雰囲気中で硬化させるための塗
膜形成装置に関する。

従来、塗膜の形成には、熱エネルギー、公害及び生産性
の点で種々の問題が内在している。工業的に最も普通に
採用されている塗膜形成方法では、基体物品に塗装を行
った後、この塗装物品を焼付炉に搬入し、高温で塗膜の
焼付を行う。この焼付に多大の熱エネルギーが必要であ
り、また塗膜の焼付時に発生する溶媒、塗料ヤニ等の有
害成分を排気から除去するために、高価な排気処理シス
テムが必要となる。また、塗膜の焼付を高温で行えない
木工品塗装等の場合には、この塗膜な自然乾燥で硬化さ
せねばならず、塗膜の硬化に著しく長時間を必要とし、
またその間湿った塗膜にゴミ等が付着しないような厳密
な管理が必要となる。

近年に至って、熱による硬化の不要な塗膜の乾検力法が
提案されており、特公昭５３−１３０３８号公報には、
遊離インシアネート基を含有するプレポリマーを含むビ
ヒクルを基材上に塗布し、次いでこのビヒクルを蒸気相
の状態にあるアンモニアまたはアミンからなる薬剤で処
理することからなる乾燥塗膜の形成方法が記載されてい
る。

かかる方法は、塗膜の硬化のために実質的に何ら熱エネ
ルギーを必要としないという点で非常に優れたものであ
るが、塗料を基体上に塗布する際の塗装排気の浄化とい
う点で未だ不満足なものである。

即ち、一般に塗装においては、塗装室内で塗料を噴霧し
て基体上に塗布し、余剰塗料ミストを含有する塗装室か
らの排気な水膜と接触せしめ、余剰塗料ミストを水相中
に分離捕集して塗装排気な浄化している。然しながら塗
料ミストはそれ自体疎水性のものが多く水相中に捕集し
難く、且つ粘着性が高いために水相中に捕集した後もそ
の処理が非常に困難で面倒であるという問題点があり、
上記方法を実施する上においても依然問題点として残っ
ている。

また、上述した塗膜をアンモニア又はアミンの蒸気と接
触させ硬化せしめる硬化室よりの排気ガス中には、多量
のアンモニア又はアミンが含まれており、これが大気中
に放出される場合には、環境を汚染したり、強い悪臭を
放散するという公害上の問題を生じる。

而して本発明の目的は、遊離イソシアネート基を有する
プレポリマーを含有する塗料を用いた塗膜形成装置にお
いて、塗装排ガス中に含まれる余剰塗料ミストの分離除
去を有効且つ確実に行い得る塗膜形成装置を提供するに
ある。

本発明の他の目的は、硬化室よりの排ガス中に含まれる
アンモニア又はアミンを分離回収し、再使用することに
より公害問題の解消と併せてコストの軽減を図ることが
可能な塗膜形成装置を提供するにある。

本発明によれば、遊離インシアネート基を有するプレポ
リマーを含有する塗料を基体に塗布するだめの塗装室、
該塗装室において発生する余剰塗料を含有する塗装排気
を浄化するための浄化室、基体上の塗膜なアンモニア又
はアミンを含む硬化用ガスと接触させるための硬化室、
該硬化室からの排気中に含まれるアンモニア又はアミン
を分離回収するための分離回収装置、とから成る塗膜形
成装置であって、前記浄化室において塗装排気をアンモ
ニア又はアミンの水溶液と気液接触せしめ、且つ前記硬
化室からの排気中より分離回収されたアンモニア又はア
ミンの少な（とも一部を浄化室に適宜供給することを特
徴とする塗膜形成装置が提供される。

以下、本発明を添付図面に示す具体例に基づいて詳細に
説明する。　・ 第１図は、本発明の塗膜形成装置を付属の後硬化室と共
に示す平面配置図である。

第１図において本発明の塗膜形成装置は、大まかに言っ
て塗装室Ａ及び浄化室Ｂとから成る塗装ブース８、硬化
室１、分離回収装置６１とから成っている。

第１図に示す具体例においては、塗装ブース８の下流側
に硬化室１が、また硬化室１の下流側には後硬化室９が
夫々配置され、これを通る様に搬送系２が設けられてい
る。

塗装ブース８は、塗装処理されるべき物品（基体）１０
に、特定の塗料、即ち遊離イソシアネート基含有プレポ
リマーを含む塗料な塗布するためのものであり、通常の
簡易型湿式塗装ブースと同様に、塗装室Ａと浄化室Ｂと
から成り、基体１０が搬入される入口１１及び塗装基体
が搬出される出口１２を備えている。塗装室Ａにおける
基体１０の移動路の一方の側には、前記塗料を基体に塗
布するためのスプレーガンのような塗布機構１６が、ま
た他方の側には、余剰塗料粒子を補足するための捕集液
膜が形成されるフロープレート１４が配設されている。

更にフロープレート１４によって区画された浄化室Ｂの
上部には排気吸引ダク目５が連設されている。

本発明装置に用いる塗料は、遊離インシアネート基含有
プレポリマーを含む塗料であり、後に詳述する気相のア
ンモニア又はアミンとの接触で硬化が行われるものであ
る。このような塗料の適当な例は、イソシアネート基末
端プレポリマーと呼ばれるものであり、例えばポリエス
テルポリオール、ポリエーテルポリオール、水酸基含有
アクリル樹脂、水酸基含有ビニル樹脂、アルキド樹脂、
ポリアミド、等のイソシアネート基に対して反応性を有
するオリゴマー乃至ポリマーをポリイソシアネート、例
えばトリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、ジフェ
ニルメタンジイソシアネートと反応させ、該インシアネ
ートをウレタン結合、尿素結合等を介して、該オリゴマ
ー乃至ポリマーの骨格に結合させたものが使用される。

勿論、上述したインシアネート基に対して反応性のオリ
ゴマー乃至ポリマーと、ポリイソシアネートとは、予め
反応させたものでも、或いは混合物の形で部分的に反応
させたものでもよく、また、この塗料は複数種の樹脂の
混合物であってよい。要するに、本発明においては、気
相のアンモニア又はアミンで硬化するに足る量の遊離イ
ソシアネート基が含有されている限り任意の塗料が使用
し得ることが了解されるべきである。

遊離イソシアネート基の濃度は、一般に樹脂分１００ｇ
当り１０乃至５００ミリモル、特に６０乃至６００ミリ
モルの範囲にあるのが望ましい。

この塗料は、塗装に適した粘度の液体である場合には、
無溶媒塗料としても使用でき、また前記ルポリマーを幾
分溶剤で稀釈した溶液型塗料としても使用できる。勿論
、この塗料には、それ自体公知の塗料配合成分、例えば
、顔料、可塑剤、界面活性剤、垂れ防止剤、防錆剤、等
をそれ自体公知の配合比で配合される。好適な塗料は、
不揮発分濃度が２０乃至１００重量％で且つ動粘度（フ
ォードカップ＃４）が１５乃至１５０秒の範囲のもので
ある。

塗装すべき基体１０としては、通常の鋼板乃至表面処理
鋼板から形成された基体の他に、熱による塗膜焼付の困
難な木工製品、繊維製品、プラスチック製品、油圧機器
製品、熱容量の大きい鋳造製品等を挙げることができ、
特に後者の基体の場合には、熱による焼付が不要であり
、しかも塗膜の硬化が迅速に行われるという点で非常に
有利である。

塗布機構１６としては、スプレーによる塗布機構、例エ
バエアスプレーガン、エアレススプレーガン、回転霧化
式塗装装置等が、非静電式、静電式のものを含めて好適
に使用される。

また、塗装室Ａ内において発生する余剰塗料ミストは、
浄化室Ｂ内においてアンモニア又はアミンの水溶液を用
いた補集液と気液接触し、有効に捕集される。

硬化室１は、塗装ブース８からの塗装物品１０′を気相
のアンモニア又はアミンと接触させて、形成された塗膜
の硬化反応を行うためのものであり、連続処理を可能に
するために、塗装物品１０′を室内に搬入するための搬
入口５及びアンモニア又はアミンと接触後の物品を搬出
するための搬出口６を備えている。

本実施例の塗膜形成装置には、塗膜の硬化処理を連続的
に、しかも短時間の内に有効に行うために、硬化室１と
、硬化用のアンモニア又はアミンの蒸気発生装置６と、
硬化用気流の循環系４とが、以下に詳述する関連のもと
に設けられている。

先ず、硬化室１は、アンモニア又はアミンを含む硬化用
ガス（気流）を均−且つ一様に供給するために、パンチ
ングメタル或いはメタルラス等の多孔性仕切壁１６で仕
切られた二重壁構造となっており、該仕切壁１６内に位
置し回転しながら移動する塗装物品１０′に対して、仕
切壁１６の外方に位置するガス通路１７から、該多孔性
仕切壁１６を通して硬化用ガスを吹付ける。

このガス通路１７は、供給ダクト１８を介して硬化用蒸
気発生装置６に接続されている。この硬化用蒸気発生装
置は、アンモニア又はアミン類を気相で硬化室に送るた
めのものであり、図面に示す具体例では、７７／１９で
送られる空気、窒素等のキャリヤガス中にスプレー装置
２０により硬化用薬剤供給装置５０より供給されるアン
モニア又はアミンをスプレーすることにより硬化用蒸気
を発生させる。

硬化室１には、排風口２１を介して排風ダクト２２が設
けられ、必用によりフィルター等の濾過清浄化機構２６
を介して、ファン１９の吸引側に接続されている。

かくして、硬化室・１へ硬化用ガスを供給する硬化用気
流の循環系４は、排風口２１、排風ダクト２２、ファン
１９、供給ダクト１８、ガス通路１７及び多孔性仕切壁
１６で構成されていることが了解されよう。この循環系
４には、必要により硬化用ガスの加熱機構２４を設ける
ことができ、温度の低下する冬期中には、硬化用ガスの
温度を、常温乃至は６０℃程度の温度に維持し得るよう
になっている。

また、硬化用気流の供給口或いは硬化室内に、アンモニ
ア又はアミン類の濃度検出機構２５を設け、この検出信
号によって、スプレー装置２０のパルプ２６を制御し、
硬化室内のアンモニア又はアミン濃度を、常に所定の値
に設定し得る。

尚、本発明に用いるアミン類は一級、二級或いは三級の
モノアミン類の他に、多価アミン類であっても良く、例
えばメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ジ
エチルアミン、トリエチルアミン、ピペリジン、モルホ
リン、ピペラジン、エタノールアミン、ジェタノールア
ミン、トリエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、
エチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、エ
チレン）　ＩＪアミン、等の１種又は２種以上の組合せ
を挙げることができる。

硬化用気流中に、アンモニア又はアミンは無稀釈の蒸気
の状態で存在させることもできるが、操作の容易性や経
済性の見地からは、アンモニア又はアミンは、５０乃至
５０，０００　ｐｐｍ、特に１００乃至１０，００Ｌｐ
μとなる濃度で気流中に含有させることが望ましい。

本実施例においては、硬化室１の搬入口５及び搬出口６
に、アンモニア又はアミン蒸気の漏洩を防止するために
、全体として７で示すシール機構を設げる。第１図にお
いては、このために、搬入口５及び搬出口６に物品の通
過を可能にする仕切板乃至はフラップ２７を設けると共
に、吸気ダクト２８に連なる周状の吸気口２９αを有す
る吸気ダクト２９を配置して、入口及び出口近傍の空気
を吸引して、硬化用蒸気が硬化室外に漏出するのを完全
に遮断し【いる。

本発明においては、吸気ダクト２８から排出される排ガ
ス及び前述した循環系４に連なる排気ダクト６０からの
排ガスを分離回収装置６１に導入し、アンモニア又はア
ミンを回収し、必要に応じてこれを硬化用薬剤供給機構
５０に供給するとともに、その一部を管路６０を介して
浄化室Ｂに適宜供給し、後述する如く塗装室Ａよりの余
剰塗料ミストの捕集液（浄化液）として再使用する。

また第１図の具体例においては、この分離回収装置６１
は、ベンチュリースクラバー等の液体な使用した吸収装
置又は活性炭等の吸着剤で吸着処理な行なう吸着装置５
１、溶剤、熱又は酸、アルカリ等で脱着処理を行なう脱
着装置５２、及び蒸溜、抽出等により精製を行なう精製
装置１１５３とから成っているが、必要に応じて脱着装
置５２及び精製装置５６は適宜１略してもよい。また分
離回収したアンモニア乃至アミンは、上記吸収又は吸着
装置５１、脱着装置５２及び精製装置５６の任意の位置
から通路６０を介して浄化室Ｂ内に供給することができ
、特にベンチュリースクラバーの吸収液として水を使用
した場合には、そのアンモニア又はアミンを吸収した水
溶液をそのまま浄化室Ｂ内に供給することかできる。

かくシ文、本発明の塗膜形成装置においては、アンモニ
ア又はアミンを密閉系で使用し、実質上大気中へは放出
しないために公害上の問題は解消され、しかも再利用す
るのでコストの軽減を行い得るという顕著な利点な有す
る。

塗装物品がアンモニア又はアミンと接触する時間は、塗
料の種類や厚み、硬化用ガス中の濃度や温度によっても
相違するが、一般的に言って、１０乃至６００秒、特に
２０乃至３００秒のような極めて短時間でよい。

本実施例の装置によれば、有害なアンモニア又はアミン
の蒸気が外部に漏洩することなしに、密閉系でアンモニ
ア又はアミンによる塗膜の硬化処埋を連続的に行うこと
ができた。しかも、実質上密閉された硬化室内にアン屯
ニア又はアミン蒸気を気流として供給し、しかもこの気
流を蒸気発生装置を介して循環させることにより、塗膜
と蒸気との接触が均−且つ一様にしかも密に行われ、塗
膜の硬化反応が有効にしかも短時間の内に行われた。ま
た、密閉系で蒸気を循環させることにより、アンモニア
又はアミンの損失を防止しながら経済的な硬化処理が可
能となった。

第１図に示す具体例では、硬化室１において、アンモニ
ア又はアミンを含有する硬化用ガスと接触した塗装物品
１０“を、後硬化室９１１′ｃおいて空気流と接触させ
る。

即ち、アンモニア又はアミン類との接触が終了したばか
りの塗膜は、硬化が進行しているとしても、その塗膜を
爪でこすると塗膜に引掻傷が容易に入るようなものであ
り、その塗膜を鉛筆硬度で測定し得るように硬化を続行
させるためには、空気との接触を必要とする。

後硬化室９は、塗装物品１０“の搬入口６２と搬出口６
６とがあるトンネル状の形状を有しており、その内部に
は、塗装物品の移動路に沿って、多孔質の仕切壁６４が
設けられている。この仕切壁６４を介して空気通路６５
があり、通路６５に導入される空気は、仕切壁６４を介
して塗装物品１０′に吹付けられ、これにより塗膜の後
硬化が進行する。空気通路６５は供給ダクト６６を介し
て送風７７ン６７に接続され、一方後硬化室において塗
膜と接触した後の空気流は排気ダクト６８から、ｆ過清
浄化機構６９加熱機構４０を経てファン６７の吸引側に
循環される。

後硬化用空気は、室温で十分であるが、後硬化を促進さ
せるには、５０℃程度迄の温度に加温されていることが
有利である。

本実施例において、搬送機構２は、一連のホイール乃至
スプロケット４１を介して、塗装ブース８、硬化室１及
び後硬化室９を順次通過するように配置され、駆動機構
４２により、連続的に或いは間欠的に駆動°される。こ
の具体例において搬送機ｍ２は、エンドレスのオーバー
ヘッドコンベアであり、塗装すべき物品１０は、積込位
置４６でコンベアに載せられ、塗装製品１０′αは降し
位置４４でコンベアから取外される。

塗膜の後硬化に成る程度の時間をかけてもよい場合には
、後硬化室９を省略し、半硬化の塗装物品を空気中に放
置する方式をも採用し得る。また、塗装ブース８と切離
して塗膜硬化装置にのみ搬送系を設けることも可能であ
る。

次いで本発明において用いる塗装ブース８について詳細
に説明する。

この塗装ブース８の側面断面な示す第２図な参照して、
塗装ブース８はフロープレート１４により塗装室Ａと浄
化室Ｂとに区画されており、浄化室Ｂの底部には液槽７
０が設けられている。またフロープレート１４の上部に
は樋７１が形成されており、この樋７１よりフロープレ
ート１４上に余剰の塗料ミスト捕集液（以下単に捕集液
と呼ぶ）が供給され、液膜７２が形成される。

即ち、余剰塗料ミストはこの補集液の液膜７２と気液接
触しつつ、下方開口アロを通って浄化室Ｂ内に導入され
る。この際、液膜７２を形成する捕集液は液槽７０に貯
溜され、ポンプ７４及び配管７５を介して再び樋７１に
供給され、循環使用に賦される。

更に浄化室Ｂ内には噴霧ノズル７６が設けられており、
捕集液の一部が噴霧され、ここでも余剰塗料ミストと捕
集液との気液接触が行なわれ、塗料分の捕集が行なわれ
る。ノズル７６の上方にはエリミネータ７７が設けられ
ており、ここで気液分離が行なわれ、浄化された空気が
排気ダクト１５を介し【外気中に排出される。

本発明における塗装ブーツ８０重要な特徴は、使用する
塗料の硬化促進剤たるアンモニア又はアミンの水溶液を
捕集液として使用するものであり、余剰塗料ミストなア
ンモニア又はアミンの水溶液と気液接触させることによ
り、余剰塗料の硬化な迅速に進行させるものである。

これにより塗料の粘着性が失われるために捕集された塗
料分が液槽７０の底部に沈降した場合にその処理が極め
て容易になるという顕著な利点が達成される。更に塗料
自体捕集液となじみ易いものであるから、その捕集も有
効且つ速やかに行なわれ、塗膜の硬化のために実質的に
熱エネルギーを必要としないという新規な塗装（乾燥）
方法がより一層有効に行い得るのである。

また、捕集液として使用するアンモニア又はアミンは、
硬化用ガスに使用するものと同一のものを使用すること
により、前述した硬化室１かもの排ガス中より分離回収
したアンモニア又はアミンを、捕集液として有効に再利
用し得、ランニングコストの大巾な軽減が達成されるも
のである。

尚、使用する捕集液のアンモニア又はアミン水溶液の濃
度は多くとも数チのオーダで充分である。

この濃度管理は、例えば液槽７０にｐＨ計７８を設Ｂ、
ｐＨ変化に応じてアンモニア又はアミンを分離回収装置
６１から通路６０を介して液槽７０に適宜補給すればよ
い。

上述した様に本発明の塗膜形成装置においては、硬化用
ガスとして使用するアンモニア又はアミンの水溶液を塗
装ブース８内の余剰塗料ミストの捕集が極めて有効且つ
迅速に行なわれ、且つ捕集した余剰塗料の処理も容易と
なるという顕著な利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の塗膜形成装置を付属の後硬化室と共
に示す平面配置図、 第２図は、本発明装置において使用する塗装ブースの側
断面を簡略的に示す図である。 側照数字１は硬化室、２は搬送系、６は蒸気発生装置、
４は硬化用気流の循環系、７はシール機構、８は塗装ブ
ース、９は後硬化室、１０．１０’。 １０′は塗装物品（基体）、１０αは塗装製品、１３は
塗布機構、１４はフロープレート、１６は多孔性仕切壁
、１７はガス通路、１８は供給ダクト、１９はファン、
２０はスプレー装置、２１は排風口、２２は排風ダクト
、２８は吸気ダクト、２９は周状の吸気口２９αを有す
る吸気ダクト、３１は分離回収装置、６０は管路、７０
は液槽、７１は樋、７２は液膜、７６は噴霧ノズル、７
７はエリミネータ、Ａは塗装室、Ｂは浄化室を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　遊離インシアネート基を有するプレポリマーを
   含有する塗料を基体に塗布するための塗装室、　− 該塗装室において発生する余剰塗料を含有する塗装排気
   を浄化するための浄化室、基体上の塗膜をアンモニア又
   はアミンを含む硬化用ガスと接触させるための硬化室、
   該硬化室からの排気中に含まれるアンモニア又はアミン
   を分離回収するための分離回収装置、 とから成る塗膜形成装置であって、 前記浄化室において塗装排気をアンモニア又はアミンの
   水溶液と気液接触せしめ、且つ前記硬化室からの排気中
   より分離回収されたアンモニア又はアミンの少なくとも
   一部を浄化室に適宜供給することを特徴とする塗膜形成
   装置。