JP3621742B2 - 加熱硬化型塗料の加熱鋼管への塗装方法 - Google Patents
加熱硬化型塗料の加熱鋼管への塗装方法 Download PDFInfo
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、高粘度の加熱硬化型エポキシ樹脂塗料を用い、均一な数10μmの膜厚の塗膜を連続的に塗装するための塗装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的な低塗出量の塗装に使用されるエアースプレー方式では溶剤を用いて塗料粘度を調整し、数100cps以下に抑えることで塗装ムラを防止する。しかしながら、近年、塗膜性能の向上を目的とした高粘度樹脂の採用や、作業環境の改善や環境保護の立場からの塗料の無溶剤化、塗装コスト低減のための顔料の大量添加等により、使用される塗料の粘度は上昇する傾向がある。塗料の粘度は反応性の希釈剤等によっても、ある程度は調整が可能であるが、大量に添加すると塗膜性能を低下させるため好ましく無い。また、塗料の温度を上げることで粘度を下げる方法も考えられるが、塗料の温度を上げると反応速度が増すため、速硬化型の塗料では硬化反応により塗料がゲル化する。高粘度塗料を供給する方法は、特開昭60−94172号公報に示されるような高圧(30〜150kg/cm2 )での塗料供給方法はある。しかし、このような高圧のエアレス塗装機による塗装方法は、装置が複雑になり、塗出量を下げることが出来ず、数10μm程度の一般塗装には不向きである。
【0003】
低塗出量のエアースプレーガンを用いて、高粘度塗料を塗装するには、特開昭50−16732号公報に示される熱風霧化エアーを使用する方法がある。このような熱風霧化エアーを用いると、塗料の硬化が速くない場合には塗料と被塗装物が加温され粘度が低下する効果があるため、ある程度は塗装性が改善される。しかしながら、ポリオレフィン被覆鋼材の下地処理に代表される加熱速硬化タイプの2液混合、あるいは1液タイプのエポキシ樹脂プライマーの塗装では、霧化性を向上させるために熱風温度を高くすると、塗膜表面から硬化が始まるため、塗膜の発泡が生じたり、塗装後のレベリング性が低下しやすいという問題がある。さらに、一般市販のエアースプレーガンでの長時間高温の熱風エアーを使用することは、ガン自体の温度が上昇するという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、これらの問題を解決すべく鋭意検討の結果、1000cpsを超える高粘度のエポキシ樹脂塗料を用い、均一に数10μmの膜厚みを持つ塗膜を、連続的に塗装が可能な塗装方法を発明した。
【0005】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は2〜4kg/cm2 の圧力を持つエアーをエアーポンプ、1000cpsを越える粘度の液状エポキシ樹脂塗料を塗料供給ポンプを用いて供給し、エアースプレーガンで被塗装物に塗装する際に、塗料先端口径1個当たりの塗料供給量を300g/分以下に調整した塗装ガンを同一塗装面に対し、同時に複数個用いて塗装することで、膜厚を均一にすることを特徴とする塗装方法である。
【0006】
以下に本発明における塗装方法について詳細に説明する。
図1は、本発明における2液型の高粘度エポキシ樹脂塗料の塗装に用いる塗装方法を用いて鋼管への塗装を行う方法の一例である。図1において1〜9は本発明に用いる塗装装置であり、1はエアーコンプレッサー、2はエアー用ホース、3はエポキシ樹脂塗料主剤供給ポンプ、4は主剤塗料ホース、5はエポキシ樹脂塗料硬化剤供給ポンプ、6は硬化剤用塗料ホース、7は主剤と硬化剤の混合用のスタティックミキサー、8は混合塗料用の分岐塗料ホース、9は2台以上のエアースプレーガンを示す。10はエアースプレー霧化後の塗料、11は鋼管、12は鋼管の搬送ロールである。
【0007】
塗料霧化用のエアーは、エアーコンプレッサー1で2〜4kg/cm2 に昇圧された後、エアー用ホース2を通して、2台以上のエアースプレーガン9に供給される。一方、主剤用供給ポンプ3及び硬化剤供給用ポンプ5によって送られた2液塗料は、それぞれ主剤塗料ホース4、硬化剤塗料ホース6を通りスタティックミキサー7で2液が十分に混合された後、2台以上のエアースプレーガン9に混合塗料用の分岐塗料ホース8を通して各エアースプレーガンに分岐して入る。各エアースプレーガンの先端部の塗料塗出口から塗料が塗出され、塗出口の周辺部分のエアー供給口よりエアーが供給されることで塗料が霧化される。本発明における塗装方法では、2台以上の各エアースプレーガンから霧化された塗料を同一面に同時に塗装することで均一な塗装膜厚が得られる。
【0008】
図2は、本発明における1液型の高粘度エポキシ樹脂塗料の塗装に用いる塗装方法を用いて鋼管への塗装を行う方法の一例である。図2において1〜4,9は本発明に用いる塗装装置であり、1はエアーコンプレッサー、2はエアー用ホース、13は1液塗料供給ポンプ、14は分岐塗料ホース、9は2台以上のエアースプレーガンを示す。10はエアースプレー霧化後の塗料、11は鋼管、12は鋼管の搬送ロールである。
塗料霧化用のエアーは、エアーコンプレッサー1で2〜4kg/cm2 に昇圧された後、エアー用ホース2を通して、2台以上のエアースプレーガン9に供給される。一方、塗料供給ポンプ3によって送られた1液塗料は、2台以上のエアースプレーガン9に分岐塗料ホース8を通して各エアースプレーガンに分岐して入る。各エアースプレーガンの先端部の塗料塗出口から塗料が塗出され、塗出口の周辺部分のエアー供給口よりエアーが供給されることで塗料が霧化される。本発明における塗装方法では、2台以上の各エアースプレーガンから霧化された塗料を同一面に同時に塗装することで均一な塗装膜厚が得られる。
【0009】
本発明の塗装方法に使用される各塗装装置は、一般市販の塗装用装置で良い。1のエアーコンプレッサー、2のエアー用ホースは2〜4kg/cm2 の圧力での乾燥エアーを供給出来るものであれば何でも良い。3,5の塗料供給用ポンプには、塗料供給の定量性に優れたポンプであることが望ましく、例えばギヤポンプ、シリンダーポンプ等がある。塗料の粘度が高い場合には、モーノポンプを用いても良い。4,6の塗料供給ホースは一般に塗装に用いられるものであれば良く、粘度調整のために塗料をある程度加温する場合には温度調整ヒーターの内蔵されたものを用いる。主剤と硬化剤の混合に使用する7のスタティックミキサーも一般に塗装に用いられるもので、2液が十分に混合し、また、スタティックミキサー内で塗料の硬化が始まらない長さのものを塗料の硬化速度に合わせて選択する。
【0010】
8の分岐塗料ホースは全長が1m程度の長さになるようにし、分岐後のホース断面積の合計が、分岐前のホース断面積より必ず小さくなるようにする。分岐後のホース断面積の合計が、分岐前のホース断面積より大きい場合には、各エアースプレーガンへの塗料の供給に偏りが生じやすい。9のエアースプレーガンは一般市販のエアースプレーガンで良い。塗料の霧化は塗料粘度だけでなく、エアーの供給量、流速と塗料供給量に依存し、塗料に対してエアーの供給量が多い方が塗料霧化性が向上する。この関係は、エアースプレーガンの種類(先端のエアー供給口の口径、形状)によっても多少異なるが、ほぼ供給エアーの圧力と塗料の供給量で決定される。本発明において各エアースプレーガンに供給されるエアーは2〜4kg/cm2 、塗料供給量は300g/分以下が適当である。高粘度塗料の霧化に必要なエアーを十分に供給するためには最低2kg/cm2 以上の圧力が必要である。
【0011】
一方、本発明の多ガン方式を用いた場合、各ガンからのエアーの干渉を防止し、塗着効率を低下させないためには4kg/cm2 以下のエアー圧力が好ましい。また、エポキシ樹脂塗料の各エアースプレーガンへの供給量が300g/分を越えると、塗料の霧化性の低下と、各ガンからの霧化した塗料が干渉するため塗装後の膜厚みのばらつきが増加し、ピンホールが発生しやすい。従って、被塗装物とエアースプレーガンとの相対速度が速く、所定の塗料膜厚を得るために塗料供給量を増加させる必要がある場合、各エアースプレーガンへの供給量が300g/分を越えない様に、その使用台数を増加させて分割する。但し、ガンの台数が多くなると配管や、空間的な配置が困難になる場合がある。このような場合、一般市販のエアースプレーガンでは無く、塗出量の調整が可能な塗料塗出口と霧化用エアー供給口を複数個持ち、各塗料塗出口からの塗出量を300g/分以下に調整した一体型のガンを用いてもかまわない。また、各エアースプレーガンの塗料塗出口は、塗料霧化性を向上させるためには、ある程度口径が小さい方が良く、1.5mmφ以下の口径であることが望ましい。
【0012】
1000cpsを越える高粘度のエポキシ樹脂塗料では塗装後のレベリングが期待できないため、初期の付着状態がそのまま塗膜の形状を支配する。このため、本発明の塗料供給量とエアー圧力を調整した複数のエアースプレーガンを用いる方法では、各ガンからのエアー及び塗料の干渉を防ぎ、単位時間、単位塗装面積当たりの付着性を向上させることで、初期の塗料付着状態が改善され、高粘度の塗料でも均一な膜厚に塗装することが可能である。一般的な塗装においても、単位時間当たりの塗装面積を増加させるために複数のガンが使用されるが、本発明とは目的が異なる。また、同時に同一塗装面への塗装を実施しない場合には、被塗装物の形状、塗装ガンの配置にもよるが、各ガンからのエアーの干渉を招きやすく、均一な塗膜を得ることが困難である。
【0013】
【実施例】
本発明により、1000cpsを越える高粘度のエポキシ樹脂塗料においても、均一に数10μmの膜厚みを持つ塗膜を、連続的に塗装が可能となるが、以下に実施例により詳細に説明する。
まず、外径1420mmφ、肉厚15.7mm、全長12mの鋼管の外表面をブラスト処理して、表面除錆度をSa2.5以上になるまで除去した。該鋼管の外表面に、本発明による塗装方法を用いて、エポキシ樹脂塗料を塗装した後、その外観、膜厚分布、ピンホールの有無を調査した。また、従来の技術である特開昭50−16732号公報に代表される塗装ガンを1台のみ用いて熱風エアーによる塗装を用い、比較を行った。
【0014】
塗装には、2液型の高粘度のエポキシ樹脂塗料として、主剤には無機顔料を添加したビスフェノールA型のエポキシ樹脂、硬化剤にポリアミン系の硬化剤を用いた。塗料は50℃に加温した状態で供給され、粘度は主剤が1200cps,硬化剤が2000cpsであった。また、1液型の高粘度エポキシ樹脂塗料には、主剤であるビスフェノールA型のエポキシ樹脂に加熱硬化型のジシアンジアミドに代表される固体硬化剤をあらかじめ混合したものを用いた。塗料は45℃に加温した状態で供給され、このときの粘度は3200cpsであった。塗装には、一般市販の塗装用設備を用い、各エアースプレーガンの塗料塗出口には、1mmφの口径のものを用いた。
【0015】
上記塗料を用いて、図1,図2に示される本発明の塗装方法を用いて表1に示した塗装条件により、鋼管の外表面に実施例1〜10の塗装を行った。塗装後、電磁誘導加熱により鋼管を160℃に加熱して塗膜を硬化させた。鋼管を冷却後、その外観検査を行い、電磁膜厚み測定器で塗膜の厚みを20点測定し、膜厚みの平均と標準偏差を求めた。また接触式のピンホールテスター(電圧:5kV)を用いてピンホールの有無を調査した。
また、上記塗料を用いて、表1に示した塗装条件により比較例11〜20の塗装を行った。塗装後は、実施例と同様の手順によりエポキシ樹脂塗料を塗装した鋼管は、電磁誘導加熱により鋼管を160℃に加熱し塗膜を硬化させた。鋼管を冷却後、その外観検査を行い、電磁膜厚み測定器で塗膜の厚みを20点測定し、膜厚みの平均と標準偏差を求めた。
表1の結果から明らかなように、本発明の実施例では、比較例と比較してピンホールが少なく、塗装膜厚みの標準偏差の小さい均一な膜厚みの塗膜が得られることがわかる。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】
本発明により、1000cpsを越える高粘度のエポキシ樹脂塗料においても、均一に数10μmの膜厚みを持つ塗膜を、連続的に塗装することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における2液型の高粘度エポキシ樹脂塗料の塗装に用いる塗装方法を用いて鋼管への塗装を行う方法の一例を示す図、
【図2】本発明における1液型の高粘度エポキシ樹脂塗料の塗装に用いる塗装方法を用いて鋼管への塗装を行う方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 エアーコンプレッサー
2 エアー用ホース
3 エポキシ樹脂塗料主剤供給ポンプ
4 主剤塗料ホース
5 エポキシ樹脂塗料硬化剤供給ポンプ
6 硬化剤用塗料ホース
7 主剤と硬化剤の混合用のスタティックミキサー
8 混合塗料用の分岐塗料ホース
9 2台以上のエアースプレーガン
1 0 エアースプレー霧化後の塗料
1 1 鋼管
1 2 鋼管の搬送ロール
1 3 1液塗料供給ポンプ
1 4 分岐塗料ホース
Claims (1)
- 2〜4kg/cm2 の圧力を持つエアーをエアーポンプ、1000cpsを越える粘度の液状エポキシ樹脂塗料を塗料供給ポンプを用いて供給し、エアースプレーガンで被塗装物に塗装する際に、塗料先端口径1個当たりの塗料供給量を300g/分以下に調整した塗装ガンを同一塗装面に対し、同時に複数個用いて塗装することを特徴とする加熱硬化型高粘度塗料の均一塗装方法。
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