JPS6223472A - 紫外線硬化型塗料の硬化方法およびそれに用いる硬化装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規にして有用な、紫外線硬化型塗料の硬化方
法およびそれに用いる硬化装置に関するものであり、本
発明の目的とする処は、紫外線硬化型塗料の現場施工、
っまリ１ｌｆｆｋ料を用いての、床面または路面などを
対象とした現場での塗装処理および硬化処理の実用化を
はかるための硬化方法ならびに硬化装置を提供しようと
するにある。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕こ
うした紫外線硬化型塗料など、つまり紫外線の如き活性
エネルギー線の照射によって硬化する塗料などは、新設
といわず補修といわず、既に塗装業界をはじめとする種
々の分野で利用され、実用化されていることは周知であ
るが、当該塗料が多くのメリットをもって利用され、し
かもその使用量が年々増大している大きな要因は、生産
性の大なる処にあるものと認められる。

すなわち紫外線硬化方式は、それまでの常温硬化方式や
加熱硬化方式に比して格段すぐれた速硬化性を有するも
のである処から、連続生産ラインを中心に急速に需要を
高めている。

そうした反面で、現場施工業界においては、折角、塗装
した表面（塗面）に熱すらかけることもできなく、した
が７て常温乾燥硬化型の一液型塗料や二液型塗料を塗装
して数時間から数日間放置させてからでなければ、再塗
装や歩行などができないというのが実状であるが、現在
までの処、かかるメリー／　トの大きい紫外線硬化方式
を現場施工に生かしきる術が見出されないままにある。

したがって、目下の急務は紫外線硬化方式をいかにして
現場施工に結び付けるか、ということであり、換言すれ
ば当該紫外線硬化型塗料の現場施工への実用化をいかに
して図るか、ということであろう。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者らは上述した如き実状に鑑み、長年に
亘ってかかる紫外線硬化技術の開発研究に携わる過程で
、こうした紫外線硬化型塗料の現場施工への実用化に開
発研究の成果を生かすべく鋭意検討を重ねた結果、本発
明を完成させるに到った。

すなわち、本発明は紫外線の照射によって硬化する塗料
、つまり紫外線硬化型塗料の塗装された表面（塗面）上
を、該塗料を硬化させるための紫外線照射装置を移動せ
しめることから成る紫外線硬化型塗料の硬化方法と、必
須の構成要素として、該紫外線硬化型塗料の塗装された
塗面上を、該塗料を硬化させるための紫外線照射装置を
移動せしめる設備を含んで成る、紫外線硬化型塗料の硬
化装置とを提供するものである。

ここにおいて、まず上記した紫外線硬化型塗料とは、紫
外線の照射によりラジカル重合反応を起こして硬化する
タイプの塗料であって、紫外線硬化性樹脂、反応性希釈
剤、非重合性溶剤や光重合開始剤（光増感剤をも含む。

）などから構成されるものを指称する。かかる紫外線硬
化型塗料としては公知慣用のものがいずれも使用できる
が、“そのうちでも代表的な紫外線硬化性樹脂としては
、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、
オリゴエステルアクリレート系またはポリエーテルナク
リレート系などが挙げられるし、反応性希釈剤として代
表的なものにはスチレン、メチルメタクリレート、エチ
レングリコールジ（メタ）アクリレート、ブロビレング
リコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコ
ールモノ　（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリ
コールモノ　（メタ）アクリレート、グリセリントリ　
（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ　（
メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ　（
メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールのジー、ト
リー、テトラ（メタ）アクリレート、またはジペンタエ
リスリトールのジー、トリー、テトラ−、ペンター、ヘ
キサ（メタ）アクリレートなどがあるし、非重合性溶剤
として代表的なものには芳香族炭化水素系、エステル系
、アル−コール系、アルコールエーテル系、エーテル系
またはケトン系などがあるし、光重合開始剤として代表
的なものにはｐ−ｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン
、２，２−ジェトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン
、４，４′−とスメチルアミノベンゾフエノン、ベンジ
ル、ヘンジイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンジル
メチルケタール、メチル−〇−ベンゾインベンゾエート
、α−ヒドロキンイソブチルフェノン、テトラメチルチ
ウラムモノサルファイド、チオキサントン、２−クロロ
チオキサントンまたはアゾビスイソバレロニトリルなど
があり、光増感剤として代表的なものには４−ジメチル
アミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イ
ソアミル、４．４−ビスジエチルアミノベンゾフェノン
、Ｎ−メチルジェタノールアミン、ジエチルアミノエチ
ルメタクリレートまたはトリエチルアミンなどがある。

次いで、前記した紫外線照射装置とは２００〜４００ｎ
ｍなる範囲の波長をもった紫外綿を発生し、かつ被照射
体に照射せしめるための装置であって、この被照射体を
励起させてラジカル重合反応せしめるようなものを指称
するが、本発明においては光源および反射板を主たる構
成要素とし、さらに排気ファンなどをも装備したものが
−Ｉ’ｆｆｌ的である。

ここにおいて、上記光源、つまりラジカルソースとして
代表的なものを挙げれば、キセノンランプ、メタルハラ
イドランプ、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯また
は超高圧水銀灯などであり、また上記反射板として代表
的なものにはアルミニウム製などのように反射率の高い
ものがある。

当該紫外線照射装置としては紫外線硬化関連技術業界に
おいて公知慣用のものであればいずれも使用できるので
、上掲した如き光源や反射板のみに限定されるものでは
ないが、本発明においては特に、１回の照射によって硬
化されうる面積を考慮した場合、光源の発光長が５〜１
６０ｃｍ＋、好ましくは作業の効率化とスピードアップ
を図る上で１５〜１００ｃｍなる範囲内にあるものが実
用的である。

また、本発明方法を実施するにさいしては、前掲した如
き各種の光源（照射用ランプ）が用いられるが、硬化特
性の面からは、高圧水銀灯およびメタルハライドランプ
が特に望ましいし、しかも前掲のランプ長ＩＣｌ１１当
りの消費電力が２０〜１６０ワツトなる範囲内のものが
好ましく、とりわけ塗膜の硬化を促進せしめる点からす
れば、４０〜１６０ワツトなる範囲内のものが適当であ
る。

ランプの発光長１（Ｊ当りの消費電力が２０ワット未満
では塗膜の硬化スピードが著しく低下するようになるし
、逆に１６０ワツトを超える場合には、必要としない可
視光線や熱エネルギーが大量に発生する処から、エネル
ギー損失が大きくなるようになるので実用的であるとは
言えない。

つまり、かかるランプ発光長１ａ１当りの入力は２０〜
１６０ワツトなる範囲内が好ましく、効率的な紫外線の
発生と、硬化スピードや作業スピードを考慮すると４０
〜１６０ワツトなる範囲内が特に望ましい。

さらに、当該照射装置における照射用ランプは点灯中、
通常、８００〜１０００℃なる温度範囲に保持せしめる
ことによって一定範囲の安定した出力（照射エネルギー
）を引き出すことができるため、かかるランプは空気ま
たは水などによって冷却されるのが一瓜的であり、その
うち空冷の場合にはファンが取り付けられる。また、か
かるランプの点灯中において一般の紫外線照射用ランプ
は２００ｒｖ以下の低波長域の波長をもった光線をも発
生するし、しかも１８０〜１９０ｎ−付近の波長の光線
によってオゾンが大量に発生する不都合が生ずる処から
、こうした２００ｎｍ以下の波長をもった光線をカット
する“オゾンレスランプ”が実用化されている。

ところで、本発明方法を実施するに当たっては、用いる
べき照射用ランプのいかんにより、つまりオゾンレスラ
ンプを用いる場合は別として、現場施工上、オゾンを大
量に含む範囲を室内外に、いわゆる作業場所に放出しな
ければならないという事態が常時、存在しているという
ことさえできる。したがって、このように照射用ランプ
を冷却するにさいしての、大量のオゾンを含んだ排気は
、施工業者の安全衛生上、換言すれば、作業者の安全確
保のためにも、是非とも回避しなければならない。

そのためには、オゾンを発生しないオゾンレス・タイプ
のランプの使用が望ましいのは言うまでもないが、それ
が適わない場合には、たとえばフレキシブル・ダクトな
どを使用して、まちがっても作業者の近辺には絶対に放
出しないようにすることが肝要である。

さらにまた、光源から放出された紫外線が拡散するとき
は、紫外線硬化型塗料の深部までエネルギーが到達し難
くなって硬化スピードが遅くなり、ひいては作業効率を
も損なうこととなる処から、集光型の反射板で紫外線を
収束して硬化性アップや作業効率の向上を図ることが望
ましい。

こうした反射板の板面から焦点までの距離（焦点距離）
が７ＣＩ１１未満となるときは、前記硬化装置の移動に
支障を来すようになったりし、逆にこの焦点距離が３０
ｃｍを超える場合には、エネルギー損失が増大して硬化
スピードや作業効率の低下を招来するようになるので、
当該焦点距離の範囲としては７〜３０ｃｍ、好ましくは
８〜２０ｃｍが適当であり、前記紫外線照射装置１を必
須の構成要素として含んで成る硬化装置の移動し易さと
、エネルギー損失を考慮した場合には、１０〜２０ｃｍ
なる範囲内が特に望ましい。

而して、本発明における前記硬化装置は、上述した如き
光ａ１１および反射板１２を主たる構成要素とし、必要
に応じて排気ファン１３、冷却装置（図示せず）や電源
ボックス４などをも含んだ紫外線照射装置１を支持せし
めるための設備２を必須の構成要素とするものである。

ここにおいて、紫外線照射装置用の支持設備２としては
、台車ないしはそれに準するものとか、自動車とか、キ
ャタピラ−ないしはそれに準するものとか、ホバークラ
フトないしはそれに準するもののように、紫外線照射装
置１を支持し、さらには固定せしめるためのものであっ
て、平板状、枠板状、箱（涌）状など形状は任意であっ
てよい。

かかる支持設備を備えた当該硬化装置を移動し搬送させ
る手段としては人力または動力があるが、そのうち動力
としては電気モーター、エンジンや水蒸気などがある。

たとえば、上記した台車ないしはそれに準する支持設備
の場合には、台車、トロッコまたはリヤカーのように人
力によるのが普通であるし、トラック、キャタピラ−ま
たはホバークラフトのような場合には、エンジンを動力
源とするのが普通であるが、ただキャタピラ−による場
合などは、塗装面を保護する上からも、ゴム製のものが
推奨されろ。

こうした場合、支持設備のスペース次第で、あるいは床
面または路面の如き塗装すべき表面の広さに応じて、二
段以上の硬化装置を連結させてもよいことは勿論である
。

また、前記したそれぞれ紫外線照射装置と支持設備とは
、第１図に示されるように、取付用支持環を用いて互い
に連結され、一体化されていてもよいし、該支持設備に
いきなり紫外線照射装置を固定させ、この紫外線照射装
置の真下に開孔部（穴）を設けるようにしてもよいこと
は勿論である。

このように、本発明における当該硬化’ＡＭは、掻く簡
単には、車輪３を備えた台車様の設備あるいは自動車の
ような設備に、光源１１および反射板１２、必要に応じ
て排気ファン１３、冷却装置（図示せず）、電源部（同
上）または電気コードなどを一体化して取り付け、固定
したものであるが、そのさい、電源部はこうした諸設備
に一緒に載せて移動搬送することもできるし、また別の
場所に設置してコードを延長させるという方式を採って
も構わない。

また、台車様のものはリモートコントロールで自走せし
めることも可能であるが、人的な力により移動させる場
合には、操作者（作業者）は紫外線照射面周辺を直視し
ながら操作する処から、保護メガネ、顔面保護具または
手袋などを着用して、紫外線による炎症から自身を保護
する手段を講する必要があることは言うまでもない。

さらに、紫外線の必要箇所以外の部分への漏洩を極力抑
制するように、光源部分を十分に遮へいすることも望ま
しい。

以上に説明した如き硬化装置を用いて紫外線硬化型塗料
の塗装された路面や床面を紫外線照射しながら硬化せし
め、その結果、歩行ないしは移動搬送が可能となった部
分を当該硬化装置を移動させて行くわけであるが、本発
明においては塗装すべき路面や床面などにしても、用い
る紫外線硬化型塗料にしても何ら限定されるものではな
い。

すなわち、路面や床面としてもアスファルト、アスファ
ルトコンクリート、セメントコンクリート、木質材、金
属材、天然石、人造石、塩ビタイルなどの素材それ自身
、あるいはこれらの各種素材に各種の塗装剤または積層
剤などが施されたものなど、種々の組み合わせになるも
のが挙げられる。

本発明は、飽くまでも、路面や床面などの塗装すべき表
面に対して現在節されている塗装方式ないしは塗装形態
とか、塗り重ね工程の全部または一部に紫外線硬化技術
を導入することによって、施工時間の大幅なる短縮に寄
与することを目的とするものである。

したがって、一般の塗料といい、汎用の塗料に、たとえ
ば木質材塗料、金属用塗料、プラスチック用塗料などの
幾多の種別があるように、当該紫外線硬化型塗料にもそ
の塗装目的によって多様な種類があるために、塗料の種
別や組成、さらには、いずれの工程に用いるのかなどに
ついて規定することこそ、本発明の直接の目的ではない
。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例および比較例により一層具体的に
説明するが、そのうち本発明硬化装置については、それ
ぞれ第１図および第２図に最も単純な例を一実施ａ様と
して示している。

まず、第１図は一般に荷物の運搬用などとして用いられ
ているような板状物に４個の車輪が取り付けられている
台車を人力によって床面上を、床面に接しながら移動す
る硬（ヒ装置を例示した概略図であり、紫外線照射装置
が電源ボックスと共に台車に一体的に取り付けられてい
る状態を示すものである。

他方、第２図は光源および反射板を主たる構成要素とし
、さらに排気ファンをも備えた紫外線照射装置の内部を
例示した概略断面図である。

実施例１ 鉄板が貼り詰められた１０ｉなる広さの床面に［ユニデ
ィックＶ−９０８０」　（大日本インキ化学工業■製の
紫外線硬化型塗料］を常法により刷毛塗りし、第１図お
よび第２図に示されているような硬化袋！（オゾンレス
・タイプの高圧水銀灯を光源とし、発光長が２５ａｎで
、かつ消費電力が２ＫＷなる光源部と、アルミニウム製
反射板とを主たる構成要素とする焦点距離が１２ｃｍな
る空冷式のもの）を３ｍ／分なるスピードで移動させな
がら塗膜を硬化せしめた。塗装終了時から歩行可能とな
るまでの所要時間は約１５分であった。

実施例２ 塗装すべき床面をブナ材突板合板床面に変更し、かつ紫
外線硬化型塗料を「ユニディックＶ−９１０１Ｊ　　（
同上）に変更した以外は、実施例１と同様に行った処、
所要時間は約３０分であった。

比較例１ 実施例１の場合と同様の面積を有する鉄板床面上に、「
７クリデイツクＡ−８０８ｊおよび「バーノックＤＮ−
９５０Ｊ　　（いずれも大日本インキ化学工業側製品〕
よりなる二液型アクリルウレタン塗料（−ＮＣ○／−０
Ｈ＝１／１　（当量比）〕を塗装し、室温にて硬化させ
た。塗装終了時より歩行可能に至るまでの所要時間は約
３６時間であった。

比較例２ ［エピクロン１０５０−７０ＸＪおよび［ラフカマイド
Ｎ−Ｎ−１５３−Ｉ　　（いずれも大日本インキ化学工
業側製品］よりなる二液型エポキシ・ポリアミド塗料を
代わりに用いるように変更した以外は、比較例１と同様
に行った処、塗装終了時より歩行可能に至るまでの所要
時間は４８時間であった。

比較例３ 実施例１で用いた硬化装置をそのまま使用する代わりに
、発光長が８ｃｒｓで、かつｌ　ｃｍ当りの入力が８０
ワツトで、重量が約１．５ｇとなっている以外は、実施
例１と同型の紫外線照射装置のみを手に持ちながら床面
上を約１２１の高さから照射するという方法に変更した
以外は、実施例１と同様にして行った処、作業者の疲労
が著しく、２分間の作業と５分間の休憩とを交互にせね
ばならないためと、紫外線照射面と作業者の距離とが接
近しすぎているためと、さらに全身を紫外線から保護す
る必要が生じ、しかもそのための保護具が作業者の自由
度を制限するという不都合が生じたために、作業開始後
３０分にしてこの試みを打ち切った。

この３０分間での処理面積、つまり硬化面積はランプの
発光長が短かったこともあって約１．５イにしかすぎな
かった。

なお、発光長が２５０なる照射装置の重量が約４　ｋｇ
と重く、片手で支持しながら実施例１と同じ条件で移動
することが困難であったことが判ったために、上記の如
き小型のものに変更したわけである。

〔発明の効果〕

以上の各側からも明らかなように、本発明の硬化システ
ムの現場利用は、現場塗装における大幅な時間短縮が可
能となり、したがって社会的な要請である“短時間仕上
げ”という課題に対して応えるものであり４．当該紫外
線硬化技術の現場利用化に大きく貢献するものであり、
画期的な意義を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る硬化装置の一実施Ｂ様を示す概略
斜視図であり、第２図は本発明硬化装置の内部構造の−
Ｌｉ様を示す概略断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、紫外線の照射によって硬化する塗料が塗装された表
   面上を、該紫外線硬化型塗料を硬化させるための紫外線
   照射装置を移動せしめることを特徴とする、紫外線硬化
   型塗料の硬化方法。 ２、前記紫外線硬化型塗料の塗装された表面上を移動せ
   しめる手段が動力によるものであることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、前記動力が電気モーターであることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４、前記動力がエンジンであることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ５、前記紫外線硬化型塗料の塗装された表面上を移動せ
   しめる手段が人力によるものであることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ６、必須の構成要素として、紫外線硬化型塗料の塗装さ
   れた表面上を、該塗料を硬化させるための紫外線照射装
   置を移動せしめる設備を含んで成る、紫外線硬化型塗料
   の硬化装置。 ７、前記設備が、前記紫外線照射装置を支持せしめるも
   のであることを特徴とする、特許請求の範囲第６項に記
   載の装置。 ８、前記設備が、台車であることを特徴とする、特許請
   求の範囲第６項または第７項に記載の装置。 ９、前記設備が、自動車であることを特徴とする、特許
   請求の範囲第６項または第７項に記載の装置。 １０、前記紫外線照射装置が、光源および反射板を必須
   の構成として有するものであることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 １１、前記紫外線照射装置が、光源および反射板を必須
   の構成として有するものであることを特徴とする、特許
   請求の範囲第６項に記載の装置。 １２、前記紫外線照射装置が、前記設備の前面部位に固
   定されていることを特徴とする、特許請求の範囲第６項
   に記載の装置。