JPS6075356A - 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を有するプレポリマーを含有１
−る塗料を、−アンモ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、この塗装物品を焼料炉に搬入し、高温で塗膜の
焼付を行う。この廃刊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１−るために、高価な排気処理シ
ステムが必要となる。また、塗１１Ｍの焼付を高温で１
うえない木工品塗装等の場合には、この塗膜を自然乾燥
で硬化させねばならず、塗膜の硬化に著しく技時間を心
安とし、またその間湿った塗膜にゴミ等が付着１〜ない
ような厳密な管理か必要となる。

近年に至って、熱による硬化の不要な塗膜の乾燥方法が
提案されており、特公昭５ろ−１ろＯろ８号公報には、
遊離イソシアネート５ｉｕを含有１−るプレポリマーを
含むビヒクルを基月十に塗布し、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１−ることからなる乾燥塗膜の形成方法が記載
されている。

本発明は、上言己方法を実施するための装置に関するも
のであり、特に上記方法にｊ、る塗膜の焼４＝Ｊ乃至は
硬化を、短時間でしかも効率よく行うための装置に関す
るものである。

本発明は、遊離インシアネート基含有プレポリマーを含
む塗膜を、アンモニア又はアミンを含む硬化用ガスと接
触させた後、この塗膜を空気流と接触させると後硬化（
ボストキュア）が進行し、全体としての硬化時間が大巾
に短縮されるという知見に基ず（ものである。

即ち、本発明の目的は、高温での焼付操作が不要で、し
かも著しく短時間で塗膜の硬化か可能であり、その結果
として設備が小型でしかも生産性が高く、また装置１ｑ
、のメンテナンスも容易な塗膜形成装置を提供するにあ
る。

本発明によれば、遊離イソンアイ、−ト基を有１−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
室と、 該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と、硬化室からの塗装基体
を空気流と接触させるだめの後硬化室と、 該塗装室、硬化室及び後硬化室に前記基体を順次搬送す
る搬送機構とから成ることを特徴とする塗膜形成装置が
提供される。

本発明を添伺図面を参照しつつ以下に詳細に説明する。

本発明の装置べの概略配ｌｉｔを示す第１図にお（・て
、この装置は、塗装室１．硬化室２．後硬化室６及びこ
れらの各室を順次通って延ひている搬送・機構４から成
っている。

塗装室１は、塗装処μＰされるべき物品（基体）５に、
特定の塗料、即ち遊１’？ｌイソシアネート基含有ベレ
ボリマ−を含む塗料を塗装１１するためのものであり、
通常の簡易型塗装ブースと同様に、基体５が搬入される
入口６．及び塗装基体が搬出される出ロアを備えており
、しかも基体５の移動路の一方の側には、前記塗料を基
体に塗布するだめのスプレーガンのよ５な０布機構８が
、また他方の側には、必要に応じフィルター等の塗料ミ
スト捕集機構９を介して、排気吸引ダクト１０が設けら
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、例えはポリエス
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、アルギド樹脂、ポリアミド等のインシアイ
、−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ｌ・リレンジイソシア
ネート、ヘキザメチレンジイソシアネ−ト。

シクロヘキサンジインシアネート、ジフェニルメタンジ
イソシアネ−１・と反応させ、該イソシアネートをウレ
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
したイソシアネ−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、予じめ反応させ
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、本発明の目的には、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ンシアネー
ト基が含有されている限り任意の塗料が使用しイ４Ｊ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、４？に６０乃至３００　
ミ！Ｊ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、また前記プリポリマーを
幾分浴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
は、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重駁％で叶つ動粘度（）ｊ−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、熱による塗膜焼料の回加ｔ
な木工製品、繊維製品、グラスチツり製品、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ことによる顕著な利
点が達成される。

塗布機構８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、エアレススプレーカン回転霧化式塗
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。勿論、基体の種類によっては、浸漬塗布、ロ
ーラコート、７０−コート等の他の塗布方式も採用し得
る。

硬化室２は、塗装室１からの塗装物品５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、図面に示す具体例では、塗
装物品５を室内に搬入するための入口１１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出口１２
を備えている。

この硬化室２は、アンモニア又はアミンを含む硬化用ガ
スを均−且つ一様に供給するために、バンヂングメタル
或いはメタルラス等の多孔性仕切壁て、仕切壁１６の外
方のガス通路１４かも、該仕切壁１６を通して硬化用ガ
スを吹伺ける。

このガス通路１４は、供給ダクト１５を介して硬化用ガ
ス発生装置１６に接続されている。この硬化用ガス発生
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、ファン１７
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１８によりアンモニア又はアミンをスプレーすること
により硬化用ガスを発生させる。

硬化室２の天井部には、排風口１９を介して排風ダクト
２０が設けられ、必要によりフィルター等のΔコ過清浄
化機構２１を介して、フ゛ア７１７の吸引側に接続され
ている。かくして、図面に示す具体例では、硬化用ガス
の循環が行われていることが理解されよう。この循環系
には、必要により硬化用ガスの加熱機構２２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、硬化用ガス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２６を設け、この検出信
号によって、スプレー装置１８のバルブ２４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〜・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、トリエチルブミン、
ヒペリジン９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、ジメ
チルエタノールアミン、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
トリアミン。

等の１種又は２種以上の組合せを挙げることができる。

尚、（使化用ガス中のアンモニア又はアミンの濃度は、
５０乃至５０，０００　ｐｐｍの濃度があれは十分であ
るが、反応速度と経済的見地からみて、１００乃至１０
，０００　ｐｐｍの濃度であるのが好ましい。

硬化室２には、入口及び出口からのアンモニア又はアミ
ン含有ガスの逸散を防止するために、適当なシール機構
乃至は密閉機構を設けることが望まし℃・。このために
、図面に示す具体例、例えば入口及び出口に、物品の通
過を可能に−する仕切板乃至はフラップ２５を設けると
共に、吸引ダクト２６に連なる吸気口２７を配置して、
入口及び出口近傍の空気を吸引して、硬化用ガスが硬化
宰夕）に漏出するのを完全に遮断している。

尚、吸気ダクト２６から排出さねるガス及び１１１Ｊ述
した循環系に連なる排気ダクト２８から取出した硬化用
ガスの一部を、スクラバー、吸着装置。

接触分散装置等の排気処理装置６０を経て、実質−トの
無臭の無害ガスとして大気中に放出できる。

尚、吸着装置で捕集されるアンモニア又はアミンは、こ
れを脱着させて回収し、硬化の目的で書利用できること
は当然である。

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、一般的に書って、１゜乃至６００秒、特に
２０乃至３００秒のような極めて短時間でよい。

本発明によれば、硬化室２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ｇ′を、
後硬化室６にお℃・て空気流と接触させる。即ち、本発
明は、既に述べた通り、アンモニア又はアミンと接触さ
せた塗装物品を空気流と接触させると、塗膜の後硬化が
迅速に進行１〜、アンモニア又はアミンと塗膜との接触
時間が比較的短い場合にも、全体としての硬化時間が著
しく短縮されるという発見に基づ（ものである。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各局に入るようなものであり、そ
の塗膜を鉛部硬度で測定しイ４Ｊるよ５にするためには
、かなり長い時間数１直を必要とする。これに対ｌ〜て
、本発明による空気流との接触による後硬化を用いると
、全体どしての硬化時間が約１／１５乃至’Ａｏに大＋
ｊＪに短縮されるのである。−例として、同じアミンと
の接触時間で比較して、鉛筆硬度が３Ｈとなるに必咬な
自然数Ｉｆｆ時間が３０分間であるのに対して、本発明
による後硬化を採用すると、塗膜硬度が６Ｈとなるのに
わずか５分間を必要とするに１−きないことが実験的に
確認された。

本発明において、アンモニア又はアミン類との接触後の
塗膜を、空気流と接触させることにより、顕著な速度で
後硬化が進行１−ることの正確な理由は、未だ十分に）
管間されるに至っていない。しがＩ−ながら、本発明者
等は、この理由を次のように推定している。即ち、アン
モニア又はアミン類は、遊離イソンアネー　ト基含有ポ
リマーの硬化反応に対して、硬化触媒としての作用を示
すものではあるが、成る程度硬化が進行した状態では、
塗膜中に含まれるーアンモニア又はアミンは塗膜の冗全
な硬化を妨害する作用を示すものと思われる。本発明に
よれば、塗膜表面が絶えず空気流と接触゛ｊ−ることに
より、塗膜内部のアンモニア又はアミンが空気流中に揮
発し、これにより最終的硬化が迅速に生ずるものと認め
られる。

また、この後硬化室乙における空気流を循環し、必要に
より循環空気中のアンモニア又はアミン類を分離除去す
ることにより、塗膜に含まれるアンモニア又はアミンが
臭気成分として大気中に放出されるのが防止され、環境
衛生の点でも優れた利点が達成される。

後硬化室６は、塗装物品？の搬入口６１と搬出］」６２
とがあるｌ・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活って、多孔質の仕切壁６６が
設けられている。この仕切壁６６を介して空気通路６４
があり、通路６４に導入される空気は、仕切壁６６を介
して自転しながら移動する塗装物品５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６４は供給
ダクト６５を介して送風ファン６６に接続され、−力抜
硬化室において塗膜と接触した後の空気流は後硬化室乙
の天井部に排気口を有する排気ダクト６７から、濾過清
浄化機構６８及び加熱機構６９を経てファン６６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。

本発明において、搬送機構４は、一連のホイール乃至ス
プロケッ）４０を介して、塗装室１．硬化室２及び後硬
化室６を順次通溝１−るように配置され、駆動機構４１
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℃・て搬送機構４は、エンドレスのオーバーヘッ
ド・コンベアテアリ、塗装′１−べき物品５は、積込位
置４２でコンベーアに載せられ塗装製品５ａは降し位置
４６でコンベアから取外される。

以上説明した本発明の装置によれは、次の顕著な利点が
達成される。即ち、塗装設備の中で塗膜を乾燥焼付する
ための炉が消費１−る熱エネルギーは膨大なものである
が、本発明によれば、高温での焼付が必要でないので、
犬１１Ｊな省エネルギーとなる。また、塗膜の高温廃刊
が困難な物品に対しても、短時間での塗膜硬化が可能と
なり、更に硬化時間が短かいことから、設備が小型です
み、しかも生産能力を著しく向」ニさせ得る。更に、室
温乃至は室温附近での操業であることから火災の危険性
がなく、また従来の焼料炉のようなりニ清掃が不要で、
メンテナンスも容易である、本発明を次の例で説、明す
る。

遊離インシアネート基を５２ミリモル／１００ｇ樹脂の
濃度で含むウレタン樹脂を含有する、固形分濃度が５０
％及びフォードカップ由二４粘度が１００秒の黒色塗料
を、塗装室１に設けられたエアンススプレーガン８に供
給し、塗装室１内に被塗装物５としてンヨツクアブソー
バ−を搬入して、厚さ５　Ｑ　Ｂｍの塗膜を形成させた
。

この塗装物品を硬化室２に搬入し、ジメチルエタノール
アミンを１０　（１０ｐｐｍの製置で含むガスと室温で
６分間接触させた。

接触後の塗装物を後硬化室６内に搬入し、温度３５°Ｃ
１相対湿度６０％の秒速１ｍ／ｓｔ、ｃの空気と、５分
間接触させ、後硬化室６かも搬出した。

後硬化室６から搬出された塗膜は６Ｈの鉛筆硬度を有す
ることが認められた。

比較のため、硬化室２から構成される装物を後硬化室６
内に搬入することなく、大気中に放１トてした場合には
、ろＨの鉛筆硬度の塗膜が形成される迄に、６０分の放
置時間を必要と１−ることが諺められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概略配置を示す説明図であって、 １は塗装室、２は硬化室、６は後硬化室、４は搬送機構
、５は塗装基体、５，５は塗装物品、５σは塗装製品、
８は塗布機構、１５は供給ダク）・１６は硬化用ガス発
生装置、１７は送風ファン、２０は排風ダクト、６５は
供給タクト、６６は送風ファン、６７は排気ダクト、４
０はホイール又はスプロケット、４１は駆ｊＱＪ３機構
を夫々示す。 手続補正書（自発） １．事件の表示 昭和５８年特許願第１８０７４１号 ２、発明の名称 塗膜形成装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所〒１００東京都千代田区丸の内二丁目４番１号名称
　トリニティ工業株式会社 明細書の発明の詳細な説明の欄 ５、補正の内容 明細１．第４頁第１２行目の「ベレポリマー」の記載を
、「グレ？リマー」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１１遊離イソシアネート基を有するプレポリマーを含
   有する塗料を基体に塗布するための塗装室と、該基体上
   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と、硬化室からの塗装基体を空気流
   と接触させるための後硬化室及び後硬化室に前記基体を
   順次搬送する搬送機構とから成ることを特徴とする塗膜
   形成装置Ｌ