JP2017185456A

JP2017185456A - 塗装装置及び塗装方法

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Publication number: JP2017185456A
Application number: JP2016076770A
Authority: JP
Inventors: 政敬光本; Masayoshi Mitsumoto; 宜晃早坂; Nobuaki Hayasaka; 崇田中; Takashi Tanaka
Original assignee: Nagase and Co Ltd; Kami Electronics Ind Co Ltd
Current assignee: Nagase and Co Ltd; Kami Electronics Ind Co Ltd
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2017-10-12
Anticipated expiration: 2036-04-06
Also published as: WO2017175464A1; JP6140329B1

Abstract

【課題】塗装装置内における詰まりの発生を抑制できる塗装装置等を提供する。
【解決手段】この塗装方法は、第１溶剤、及び、二酸化炭素を含む液相の第１混合物が貯留された圧力容器から前記第１混合物を排出させて混合器に供給する工程と、樹脂を含む塗料を前記混合器に供給する工程と、前記混合器で前記第１混合物及び前記塗料を混合して第２混合物を得る工程と、第２混合物を対象物に噴霧する工程と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装装置及び塗装方法に関する。

樹脂成分を含む塗料、及び、二酸化炭素の混合物を対象物に噴霧する、いわゆる二酸化炭素塗装法が知られている。

特許第４５３８６２５号特許第５４２９９２８号特許第５４２９９２９号特許第５６６０６０５号特許第５５６８８０１号特許第５６０８８６４号

しかしながら、従来の装置では、塗装装置内において樹脂の析出による詰まりの発生が起こっていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、塗装装置内における詰まりの発生を抑制できる、塗装装置等の提供を目的とする。

本発明らが検討したところ、塗料に対して二酸化炭素をそのまま混合すると、混合物において二酸化炭素の濃度が濃い部分が発生するためか、混合物に樹脂が析出しやすくなることを見いだして本発明に想到した。特に塗料の噴霧のオンとオフを繰り返した際に、混合物に樹脂が析出しやすくなることを見いだして本発明に想到した。

本発明に係る塗装装置は、第１溶剤、及び、二酸化炭素を含む液相の第１混合物を貯留する圧力容器と、前記圧力容器から供給される第１混合物を、樹脂を含む塗料と混合して第２混合物を得る混合器と、前記混合器から供給される第２混合物を噴霧する噴霧器と、を備える。

本発明に係る樹脂膜の製造方法は、第１溶剤、及び、二酸化炭素を含む液相の第１混合物が貯留された圧力容器を用意する工程と、前記圧力容器から前記第１混合物を排出させて混合器に供給する工程と、樹脂を含む塗料を前記混合器に供給する工程と、前記混合器で前記第１混合物及び前記塗料を混合して第２混合物を得る工程と、第２混合物を対象物に噴霧する工程と、を備える。

本発明によれば、圧力容器中において二酸化炭素が第１溶剤であらかじめ希釈されているので、混合器において塗料に二酸化炭素を混合するに際して二酸化炭素の高濃度部の発生を抑制でき、噴霧装置内における樹脂の析出を抑制できる。また、塗装する際に二酸化炭素と溶剤とを混合する必要もないので、簡易な操作で塗装が可能となる。

ここで、前記第１溶剤の少なくとも一部は２３．５〜４０(ＭＰａ)^0.５の溶解度パラメータを有することができる。二酸化炭素は１０ＭＰａ、２０℃で約１５（ＭＰａ）^０．５程度のＳＰ値（溶解度パラメータ）を有する一方、樹脂は例えば１７〜２５（ＭＰａ）^０．５程度の、樹脂を溶かす溶剤は例えば１６〜２３．３（ＭＰａ）^０．５程度のＳＰ値を有する。したがって、第１混合物の溶解度パラメータを二酸化炭素単体よりも高くして塗料の溶解度パラメータと近づけることができて好適である。

また、前記圧力容器内の圧力が０．１〜１０ＭＰａであることができる。

本発明に係る圧力容器は、第１溶剤、及び、二酸化炭素を含む液相の第１混合物を貯留した二酸化炭素塗装用の圧力容器である。

ここで、前記第１溶剤は２３．５〜４０(ＭＰａ)^0.５の溶解度パラメータを有することができる。また、内部の圧力が０．１〜１０ＭＰａであることができる。

本発明によれば、簡易な操作で塗装装置内における詰まりの発生を抑制できる。

本発明の実施形態に係る塗装装置のフロー図である。本発明の他の実施形態に係る塗装装置のフロー図である。

図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
＜塗装装置＞
本実施形態に係る塗装装置１００は、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ（圧力容器）１、冷却器２、ポンプ３、加熱器４、塗料タンク５、ポンプ６、加熱器７、混合器８、噴霧器９、減圧弁１０、ラインＬ１〜Ｌ３を備える。

＜ＣＯ_２溶剤混合ボンベ＞
ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１は、第１溶剤、及び、二酸化炭素を含む液相の第１混合物を貯留する圧力容器である。ボンベ内には、液相以外の気相などの相を有することができる。

＜第１溶剤＞
第１溶剤は、二酸化炭素と混合した液相を形成できれば特に限定されない。第１溶剤は、二酸化炭素と相溶した単一液相を形成できることが好ましい。第１溶剤は単一化合物からなっても、複数の溶剤の混合物であってもよい。

第１溶剤は、二酸化炭素のＳＰ値を超えるＳＰ値を有すると好適である。ＳＰ値とは、Hildebrandの溶解度パラメータである。ＳＰ値とは、物質間の親和性の尺度を表す熱力学的なパラメータである。

第１溶剤のＳＰ値は、２３．５（ＭＰａ）^０．５以上であることができ、２４（ＭＰａ）^０．５以上であることができ、２５（ＭＰａ）^０．５以上であることができる。第１溶剤のＳＰ値は、４０(ＭＰａ)^0.５以下であってもよい。混合溶剤のＳＰ値は、後述するように各成分のＳＰ値の体積平均として求めることができる。

第１溶剤が混合物である場合、第１溶剤の少なくとも一部が２３．５（ＭＰａ）^０．５以上、２４（ＭＰａ）^０．５以上、又は、２５（ＭＰａ）^０．５以上のＳＰ値を有することができる。

第１溶剤の例は、ホルムアミド（３９．３）、ヒドラジン（３７．３）、グリセリン（３３．８）、N−メチルホルムアミド（３２．９）、１，４−ジホルミルピペラジン（３１．５）、エチレンシアノヒドリン（３１．１）、マロノニトリル（３０．９）、２−ピロリジン（３０．１）、エチレンカーボネート（３０．１）、メチルアセトアミド（２９．９）、エチレングリコール（２９．９）、メタノール（２９．７）、ジメチルスルホキシド（２９．７）、フェノール（２９．３）、１，４−ジアセチルピペラジン（２８．０）、無水マレイン酸（２７．８）、２−ピペリドン（２７．８）、ギ酸（２７．６）、メチルエチルスルホン（２７．４）、ピロン（２７．４）、テトラメチレンスルホン（２７．４）、プロピオラクトン（２７．２）、炭酸プロピレン（２７．２）、N−ニトロソジメチルアミン（２６．８）、N−ホルミルモルホリン（２６．６）、３−メチルスルホラン（２６．４）、ニトロメタン（２６．０）、エタノール（２６．０）、ε−カプロラクタム（２６．０）、プロピレングリコール（２５．８）、ブチロラクトン（２５．８）、クロロアセトニトリル（２５．８）、メチルプロピルスルホン（２５．６）、フルフリルアルコール（２５．６）、フェニルヒドラジン（２５．６）、亜リン酸ジメチル（２５．６）、２−メトキシエタノール（２５．４）、ジエチルスルホン（２５．４）、エチレンジアミン（２５．２）、エチルアセトアミド（２５．２）、２−クロロエタノール（２５．０）、ベンジルアルコール（２４．８）、４−エチル−１，３−ジオキソラン−２−オン（２４．８）、フタル酸ビス(２−エチルヘキシル) （２４．８）、ジメチルホルムアミド（２４．８）、ジエチレングリコール（２４．８）、１，４−ブタンジオール（２４．８）、テトラヒドロ−２，４−ジメチルチオフェン１，１−ジオキシド（２４．６）、アクリル酸（２４．６）、１−プロパノール（２４．３）、アセトニトリル（２４．３）、アリルアルコール（２４．１）、４−アセチルモルホリン（２３．７）、１，３−ブタンジオール（２３．７）、ホルミルピペリジン（２３．５）、ペンタンジオール（２３．５）、イソプロパノール（２３．５）、エチレングリコールモノフェニルエーテル（２３．５）、エチルセロソルブ（２３．５）である。括弧内の数値はＳＰ値であり、単位は(ＭＰａ)^0.５である。

第１溶剤の他の例は、ジイソブチルケトン（ＤＩＢＫ）（１６）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）（１７．２）、酢酸メトキシブチル（２０．５）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＭＡ）（１８．７）、Ｓ１００（東燃ゼネラル石油）（１７．６）、Ｓ１５０（東燃ゼネラル石油）（１７．４）、エチルジグリコールアセテート（ＥＤＧＡｃ）（１８．５）、ｎ−ブタノール（２３．３）、トルエン（１８．２）、酢酸ブチル（１７）、酢酸イソブチル（１７）、酢酸エチル（１８．６）、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）（１９）、ＰＧＭ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）（２０．７）、キシレン（１８）、イソブタノール（２２．１）、ジアセトンアルコール（２０．８）、シクロヘキサノール（２３．３）、イソホロン（１８．６）、エチル−３−エトキシプロピオネート（１８．９）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（２０．５）、メチルプロピレンジグリコール（２０．１）、酢酸イソアミル（１６）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（２３．２）、酢酸イソプロピル（１７．６）、メチルアミルケトン（１７．８）、メチルジグリコール（２２．１）、メチルセロソルブ（２４．６）、セロソルブアセテート（１９．３）、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（１９．５）、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート（１８．７）、アセトン（２０．３）、シクロヘキサン（１６．８）、エチルベンゼン（１８）等である。

上記の中でも、ホルムアミド、メタノール、ジメチルスルホキシド、エタノール、プロピレングリコール、ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、イソプロパノール、アセトニトリル、及び、これらのうちの任意の組み合わせの混合物であることが好ましい。

後述する塗料の樹脂成分として２液硬化型樹脂を用いる場合は、樹脂との反応を抑制する観点から非プロトン性溶剤を用いることが好ましい。非プロトン性溶剤の例は、１，４−ジホルミルピペラジン、マロノニトリル、エチレンカーボネート、ジメチルスルホキシド、１，４−ジアセチルピペラジン、メチルエチルスルホン、ピロン、テトラメチレンスルホン、プロピオラクトン、炭酸プロピレン、N−ニトロソジメチルアミン、N−ホルミルモルホリン、３−メチルスルホラン、ニトロメタン、ブチロラクトン、クロロアセトニトリル、メチルプロピルスルホン、ジエチルスルホン、４−エチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、フタル酸ビス(２−エチルヘキシル)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロ−２，４−ジメチルチオフェン１，１−ジオキシド、アセトニトリル、４−アセチルモルホリン、ホルミルピペリジン、からなる群から選択される少なくとも１種である。中でも、ジメチルスルホキシド、ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、及び、これらのうちの任意の組み合わせの混合物であることが好ましい。

上述のように、液相の第１混合物は、第１溶剤と二酸化炭素とが均一に混合（相溶）した単一液相であることが好ましい。上に例示した第１溶剤では単一液相を形成しやすいが、例えば、第１溶剤が１，４−ブタンジオールである場合、二酸化炭素と混合した際に液体二酸化炭素相と１，４−ブタンジオールが２相の液相の混合物になりやすい。なお、第１混合物が複数の液相混合物の場合には、ボンベ内に攪拌手段を備えると好ましい。

また、液相の第１混合物における、第１溶剤の配合量としては、二酸化炭素と第１溶剤との合計１００質量部に対して、通常、０．１〜９９．９質量部であり、５〜９５質量部であることができ、３０〜７６質量部であることができる。

ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１内の圧力は、通常の雰囲気温度（例えば、−５０〜４７℃）において、第１溶剤と二酸化炭素とが混合した液相の第１混合物を形成する条件であることが好適である。典型的なＣＯ_２溶剤混合ボンベ１内の圧力は、０．１〜１０ＭＰａ程度である。

液相の第１混合物のＳＰ値ＳＰ_ＭＩＸは、後述するように各成分のＳＰ値の体積平均として求めることができる。樹脂成分のＳＰ値ＳＰ_Ｒと、第１混合物のＳＰ値ＳＰ_ＭＩＸが、ＳＰ_Ｒ−６＜ＳＰ_ＭＩＸを満たすことができ、ＳＰ_Ｒ−５＜ＳＰ_ＭＩＸを満たすことが好ましく、ＳＰ_Ｒ−４＜ＳＰ_ＭＩＸを満たすことができる。また、ＳＰ_ＭＩＸ＜ＳＰ_Ｒ＋１０を満たすことができ、ＳＰ_ＭＩＸ＜ＳＰ_Ｒ＋９を満たすことができ、ＳＰ_ＭＩＸ＜ＳＰ_Ｒ＋８を満たすことができ、ＳＰ_ＭＩＸ＜ＳＰ_Ｒ＋７を満たすことができ、ＳＰ_ＭＩＸ＜ＳＰ_Ｒ＋６を満たすことができ、ＳＰ_ＭＩＸ＜ＳＰ_Ｒ＋５を満たすことができ、ＳＰ_ＭＩＸ＜ＳＰ_Ｒ＋４を満たすことができる。

ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１は、ボンベ内の液相中に挿入されたサイフォン管を有することができる。通常、当該サイフォン管を介して、液相の第１混合物がＣＯ_２溶剤混合ボンベ１から排出される。

冷却器２は、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１からラインＬ１を介して供給される第１混合物を冷却する。冷却温度は、−５０〜３１℃とすることができる。ポンプ３は、冷却器２からラインＬ１を介して供給される第１混合物を加圧する。ポンプの形式は特に限定されないが、プランジャーポンプなどの公知のポンプを使用できる。吐出側の圧力は０．５〜２０ＭＰａとすることができる。加熱器４は、ポンプ３からラインＬ１を介して供給される第１混合物を加熱して適温に調節する。温度は、−１０〜２００℃とすることができる。第１混合物中の二酸化炭素は、液体又は超臨界流体であることができる。

＜塗料タンク＞
塗料タンク５には、樹脂成分を含む液状の塗料が貯留される。塗料は、樹脂成分以外に第２溶剤を含むことができる。塗料タンク５内の圧力は通常常圧すなわち大気圧である。粘度の高い塗料を確実にポンプ６に供給するため、塗料タンク５内の圧力を０〜０．２ＭＰａとしてもよい。

樹脂成分としては、通常用いられる樹脂であれば特に制限はないが、例えば、エポキシ樹脂（約２２）、アクリル樹脂（約１９）、アクリルウレタン樹脂（約１７〜２２）、ポリエステル樹脂（約２２）、アクリルシリコン樹脂（約１７〜２２）、アルキッド樹脂（約１７〜２５）、ＵＶ硬化樹脂（約１７〜２３）、塩酢ビ樹脂（約１９〜２２）、スチレンブタジエンゴム（約１７〜１８）、ポリエステルウレタン樹脂（約１９〜２１）、スチレンアクリル樹脂（約１９〜２１）、アミノ樹脂（約１９〜２１）、ポリウレタン樹脂（約２１）、フェノール樹脂（約２３）、塩化ビニル樹脂（約１９〜２２）、ニトロセルロース樹脂（約２２〜２４）、セルロースアセテテートブチレート樹脂（約２０）、スチレン樹脂（約１７〜２１）、メラミン尿素樹脂（約１９〜２１）等が挙げられる。これらは、単独で又は２種類以上を混合して使用してもよい。樹脂成分は、１液硬化型樹脂であっても、２液硬化型樹脂であってもよく、ＵＶなどの活性エネルギー線硬化型樹脂であってもよい。括弧内の数値は各樹脂の典型的な溶解度パラメータであり、単位は(ＭＰａ)^0.５である。

樹脂成分は、１７(ＭＰａ)^0.５以上、１８(ＭＰａ)^0.５以上、１９(ＭＰａ)^0.５以上のＳＰ値を有することができ、２５(ＭＰａ)^0.５以下、２４(ＭＰａ)^0.５以下、２３．５(ＭＰａ)^0.５以下のＳＰ値を有することができる。

樹脂成分のＳＰ値は以下のようにして求めることができる。すなわち、樹脂を良溶剤Ａに溶かしておき、良溶剤よりもＳＰ値の高い貧溶剤Ｈ、及び、良溶剤よりもＳＰ値の低い貧溶剤Ｌを別々に滴下して樹脂が析出し白濁するまでに要したそれぞれの貧溶剤の量を記録する。良溶剤ＡのＳＰ値δ_Ａ、貧溶剤ＨのＳＰ値をδ_Ｈ、貧溶剤ＬのＳＰ値をδ_Ｌとし、白濁した点での良溶剤Ａ、貧溶剤Ｈ，貧溶剤Ｌの体積分率を、φ_Ａ、φ_Ｈ、φ_Ｌとしたときに、２つの濁点における混合溶剤のＳＰ値δ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｈ}、δ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｌ}は、それぞれ、ＳＰ値の体積平均で表すことができ、下式が成立する。
δ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｈ}＝（φ_Ａ・δ_Ａ ^２＋φ_Ｈ・δ_Ｈ ^２）^０．５
δ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｌ}＝（φ_Ａ・δ_Ａ ^２＋φ_Ｌ・δ_Ｌ ^２）^０．５
したがって、樹脂のＳＰ値ＳＰ_Ｒは、
ＳＰ_Ｒ＝（（Ｖ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｈ}・δ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｈ} ^２＋Ｖ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｌ}・δ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｌ} ^２）／（Ｖ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｈ}＋Ｖ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｌ}））^０．５
ここで、Ｖ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｈ、}Ｖ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｌ}は、混合溶剤の濁点における平均モル体積であり、例えば、前者は、次式により求められる。
１／Ｖ_{良溶剤Ａ＋貧溶剤Ｈ}＝φ_Ａ／Ｖ_Ａ＋φ_Ｈ／Ｖ_Ｈ
ここで、Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｈはそれぞれ良溶剤Ａ，及び、貧溶剤Ｈのモル体積である。

＜第２溶剤＞
第２溶剤は樹脂成分を溶解／分散して塗料の流動性を高めるものである。第２溶剤は単一化合物からなっても、複数の溶剤の混合物であってもよい。第２溶剤のＳＰ値は２３．５(ＭＰａ)^0.５未満であることができる。第２溶剤のＳＰ値ＳＰ_Ｂは、樹脂成分のＳＰ値ＳＰ_Ｒに対してＳＰ_Ｒ−７≦ＳＰ_Ｂ≦ＳＰ_Ｒ＋４であることができる。

第２溶剤としては、例えば、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）（１７．２）、酢酸メトキシブチル（２０．５）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＭＡ）（１８．７）、Ｓ１００（東燃ゼネラル石油）（１７．６）、Ｓ１５０（東燃ゼネラル石油）（１７．４）、エチルジグリコールアセテート（ＥＤＧＡｃ）（１８．５）、ｎ−ブタノール（２３．３）、ジイソブチルケトン（ＤＩＢＫ）（１６）、酢酸エチル（１８．６）、酢酸ブチル（１７．０）、トルエン（１８．２）、酢酸イソブチル（１７）、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）（１９）、ＰＧＭ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）（２０．７）、キシレン（１８）、イソブタノール（２２．１）、ジアセトンアルコール（２０．８）、シクロヘキサノール（２３．３）、イソホロン（１８．６）、エチル−３−エトキシプロピオネート（１８．９）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（２０．５）、メチルプロピレンジグリコール（２０．１）、酢酸イソアミル（１６）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（２３．２）、酢酸イソプロピル（１７．６）、メチルアミルケトン（１７．８）、メチルジグリコール（２２．１）、メチルセロソルブ（２４．６）、セロソルブアセテート（１９．３）、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（１９．５）、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート（１８．７）、アセトン（２０．３）、シクロヘキサン（１６．８）、エチルベンゼン（１８）等が挙げられる。なお、上記の括弧内の数値はＳＰ値であり単位は(ＭＰａ)^0.５である。第２溶剤が混合物である場合にも、混合溶剤のＳＰ値が上述の関係を満たすことができる。

＜組成＞
塗料が第２溶剤を含む場合、塗料における第２溶剤の配合量は特に限定されないが、樹脂成分１００質量部に対して、２５〜１００００質量部であることができ、２５〜１０００質量部であることが好ましく、８７〜４６１質量部であることがより好ましい。

塗料は、上記以外に種々の添加剤を含むことが出来る。例えば、助溶剤、希釈剤、顔料、顔料分散剤、紫外線吸収剤、光安定剤、レベリング剤、密着性付与剤、レオロジーコントロール剤、重合開始剤等、塗料に通常添加される添加剤を含有していてもよい。樹脂成分として２液硬化型樹脂を用いた場合、添加剤として硬化剤を含んでいてもよい。２液硬化型樹脂の硬化剤としては、特に限定されないが、イソシアネートなど、２液硬化型樹脂の硬化剤として一般に使用される硬化剤を用いることができる。

塗料における添加剤の合計配合量は特に限定されないが、樹脂成分１００質量部に対して、０．１〜１０００質量部であることができる。

ポンプ６は、塗料タンク５からラインＬ２を介して供給される塗料を加圧する。ポンプの形式は特に限定されないが、プランジャーポンプなどの公知のポンプを使用できる。吐出側の圧力は０．５〜２０ＭＰａとすることができる。

加熱器７は、ポンプ６からラインＬ２を介して供給される塗料を加熱して適温に調節する。温度は、−１０〜２００℃とすることができる。温度が調節された塗料はラインＬ２を介して混合器８に供給される。

混合器８は、ラインＬ１を介して供給される第１混合物と、ラインＬ２を介して供給される塗料を混合して第２混合物を得る。混合器８としては、例えば、インラインミキサーを使用できる。通常、混合器８内の二酸化炭素は、液体であるが、超臨界であってもよく、気体であってもよい。

混合時の第１混合物及び塗料の混合比率は、第２混合物において、二酸化炭素の濃度が５〜９５質量％となるようにすることができる。第２混合物において、二酸化炭素の濃度は、５〜６０質量％となることが好ましく、５〜３０質量％であることがより好ましい。

噴霧器９は、ラインＬ３を介して混合器から供給される第２混合物を対象物に噴霧する。噴霧器としては、公知の種々のスプレーノズルを使用できる。ラインＬ３には、噴霧器９に供給される混合物の圧力を調整する減圧弁１０を備えることができる。調整圧力は、０．５〜１５ＭＰａとすることができる。

続いて、本実施形態に係る方法について説明する。まず、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ（圧力容器）１から液相の第１混合物を排出させ、冷却器２で冷却した後、ポンプ３で加圧して混合器８に供給する。一方、塗料タンク５から塗料を排出させてポンプ６で加圧した後、加熱して、混合器８に供給する。混合器８で第１混合物と塗料との混合により得られた第２混合物を噴霧器９に供給し、対象物に噴霧する。対象物は特に限定されず、自動車、船舶、建設機械、プラスチック、金属、ガラス、航空機、家電等が挙げられる。

本実施形態にかかる二酸化炭素塗装方法によれば、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ（圧力容器）１中において二酸化炭素が第１溶剤であらかじめ希釈されているので、混合器８において塗料に二酸化炭素を混合して第２混合物を得るに際して第２混合物中における二酸化炭素の高濃度部の発生を抑制でき、塗装装置内とくに噴霧器９における樹脂の析出を抑制できる。また、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ内で予め二酸化炭素と第１溶剤とが混合されているので、塗装時にこれらを混合する必要性が無く、塗装工程が簡素化される。

また、二酸化炭素は１０ＭＰａ、２０℃で約１５（ＭＰａ）^０．５程度のＳＰ値（溶解度パラメータ）を有する一方、樹脂成分は通常、１７〜２５（ＭＰａ）^０．５の溶解度パラメータを有するので、第１溶剤が２３．５〜４０(ＭＰａ)^0.５の溶解度パラメータを有する場合、第１混合物の溶解パラメータを塗料に近づけやすくてより好適である。

本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、環境温度によっては、各ラインの加熱器４、７が無くても実施可能であり、また、冷却器２も必須ではない。

また、図２のような態様も可能である。図２では、ラインＬ１に対して冷却器２、ポンプ３、加熱器４が設けられておらず、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１の上流にラインＬ４を介してガスボンベ１１が設けられている。

ガスボンベ１１は高圧のガスを貯留する。ガスの種類はＣＯ_２溶剤混合ボンベ１中の二酸化炭素及び第１溶剤と反応しなければ特に限定されない。例えば、窒素、空気、アルゴン、ヘリウム等が挙げられる。ガスボンベの圧力は、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１よりも高ければよく、例えば、１０〜１５ＭＰａとすることができる。

ラインＬ４は、ガスボンベ１１とＣＯ_２溶剤混合ボンベ１とを接続する。ラインＬ４には、ガスボンベ１１からＣＯ_２溶剤混合ボンベに供給するガスの量を制御するバルブ１２が設けられている。

ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１には、上述のように二酸化炭素及び第１溶剤を含む液相の第１混合物が貯留される。ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１は内部に液相の第１混合物による気液界面Ｉが形成される温度条件に維持される。好適な温度の例は−５０〜３１℃であり、ゲージ圧力は０．６８〜７．４ＭＰａである。必要に応じて、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１に対して温度調節器２６を設けることができる。ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１は、出口管２２を有している。出口管２２は、ＣＯ２溶剤混合ボンベ１の内外を連通し、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１内の端部がＣＯ_２溶剤混合ボンベ１内の気液界面Ｉよりも下に配置される。出口管２２の他端はＣＯ_２溶剤混合ボンベ１の外部に出ていて、ラインＬ１に接続されている。ラインＬ１には、バルブ２４が設けられている。

つぎにこの塗装装置２００の使用方法を説明する。バルブ１２、２４を閉めた状態で、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１内の圧力は、温度によって規定される。例えば、２０℃ではゲージ圧で約５．７ＭＰａ、絶対圧で６．７ＭＰａとなる。つぎに、バルブ２４およびバルブ１２を開く。これにより、ガスボンベ１１内のガスがＣＯ_２溶剤混合ボンベ１に供給され、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１内の液相の第１混合物が押し出されて、出口管２２、ラインＬ１を介して混合器８に供給される。液相混合物の流量は、通常、バルブ１２の開度により調節できるが、バルブ２４を使用して流量を調節してもよい。

このような塗装装置２００によれば、ポンプを用いることなく、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１内の液相の第１の混合物を所望の流量で安定して外部に供給することができる。特に、二酸化炭素が実質的に加圧されないので、高圧ガスの製造設備に該当せず設備費等が安価になる。

（実施例及び比較例）
表１に示す樹脂組成物、表２に示す添加剤、表３に示す溶剤を用意した。また、表４に二酸化炭素のＳＰ値を示す。なお、表１におけるＮＶは、樹脂組成物の非揮発成分の質量割合を意味し、ＮＶが１００％でない場合には、溶剤を含む。

そして、各実施例及び比較例において、表５〜表９に示す配合比で、図１に示す塗装装置において、塗料タンク５内に塗料を、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１内にＣＯ_２溶剤混合ボンベ内容物をそれぞれ仕込んだ。つぎに、環境温度２０℃において、塗料タンク５内の塗料と、ＣＯ_２溶剤混合ボンベ１内のＣＯ_２溶剤混合ボンベ内容物とを混合器８で混合し、スプレーノズル（噴霧器９）から噴霧した。ポンプ３の吐出圧力は１２ＭＰａ、ポンプ６の吐出圧力は１１ＭＰａとした。冷却器２によりポンプ３通過前の流体の温度を１５℃とし、加熱器４、７による流体の温度は２０℃とした。ラインＬ３に減圧弁を設けており、噴霧圧力を１０ＭＰａに調整して噴霧した。また、噴霧時の塗料とＣＯ_２溶剤混合ボンベ内容物の合計噴霧量を１００ｇ/分とし、塗料とＣＯ_２溶剤混合ボンベ内容物との混合比も表５〜９に示すようにした。さらに、塗装中３０秒ごとに、噴霧器９による噴霧を止めて、５秒後に噴霧を再開した。合計５分間の噴霧を行った。

（評価）
各塗装試験を３回ずつ行った結果を表５〜９に示す。表中の記号は次のように対応する。◎は３回成功、○は２回成功、△は１回成功、×は成功なしを意味する。成功とは、噴霧器のオフを３０秒に１回行いながら、５分間の塗布を閉塞なく完了できたことを意味する。
ボンベ内にあらかじめ二酸化炭素と第１溶剤との液相の第１混合物が貯留された実施例では、ノズルのつまりが少なかったのに対し、ボンベ内に第１溶剤を混合していない比較例では、ノズルのつまりが発生した。

１…ＣＯ_２溶剤混合ボンベ（圧力容器）、２…冷却器、３…ポンプ、４…加熱器、５…塗料タンク、６…ポンプ、７…加熱器、８…混合器、９…噴霧器、１０…減圧弁、１００…塗装装置。

Claims

第１溶剤、及び、二酸化炭素を含む液相の第１混合物を貯留する圧力容器と、
前記圧力容器から供給される第１混合物を、樹脂を含む塗料と混合して第２混合物を得る混合器と、
前記混合器から供給される第２混合物を噴霧する噴霧器と、を備える、塗装装置。
前記第１溶剤の少なくとも一部は２３．５〜４０(ＭＰａ)^0.５の溶解度パラメータを有する、請求項１記載の装置。
第１溶剤、及び、二酸化炭素を含む液相の第１混合物が貯留された圧力容器を用意する工程と、
前記圧力容器から前記第１混合物を排出させて混合器に供給する工程と、
樹脂を含む塗料を前記混合器に供給する工程と、
前記混合器で前記第１混合物及び前記塗料を混合して第２混合物を得る工程と、
第２混合物を対象物に噴霧する工程と、を備える、塗装方法。
前記第１溶剤の少なくとも一部は２３．５〜４０(ＭＰａ)^0.５の溶解度パラメータを有する、請求項３記載の方法。
第１溶剤、及び、二酸化炭素を含む液相の第１混合物を貯留した二酸化炭素塗装用の圧力容器。
前記第１溶剤の少なくとも一部は２３．５〜４０(ＭＰａ)^0.５の溶解度パラメータを有する、請求項５記載の圧力容器。