JP5101837B2

JP5101837B2 - 塗布用ライン及び同ラインにおけるベース材料と添加剤との混合方法

Info

Publication number: JP5101837B2
Application number: JP2006135670A
Authority: JP
Inventors: 浩文衛藤; 昭宏樋口; 晴司柴田
Original assignee: アサヒゴム株式会社
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2026-05-15
Also published as: JP2007301533A

Description

本発明は、自動車の床裏・ホイールハウス内側等の鋼板を保護するために塗布するアンダーボディーコート、鋼板接合部のシール材、或いは、自動車下部が石等により傷つくことを防ぐためのストーンガードコート材等の材料を塗布するためのラインに関する。

従来から、自動車には、その用途や目的に応じて複数の種類の材料が選択して塗布されている。実際に塗布用ラインでは、各材料は、５〜１０ｔの容量の受け入れタンクに収容され、各受け入れタンクから１００ｍ弱の長さの配管等及び塗布用ガンを経由して塗布されることになる。
このように材料毎に塗布用ガンまでの搬送経路を設けることは工場の敷地を無駄に使用することになり問題があった。また、例えば、特許文献１において開示されるように、複数の種類の材料の共通化を図っても、発泡剤を含有する材料と、含有しない材料とでは、そもそも別の機能を有するため困難であった。

特開２００４−１８５３７号公報

そこで、本発明は、塗布用ラインの設置スペース及び構成設備を削減することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明者等は鋭意検討の結果、ベース材料に、別の機能を付与するための添加剤を、管路途中で添加するとともに混合するようにすれば、受け入れタンクの数を減らし、且つ、ラインを構成する総配管長を短くすることができるという知見に基づき、下記の通り解決手段を見出した。
即ち、本発明の塗布用ラインは、請求項１に記載の通り、ベース材料を塗布手段側に搬送する管路を、前記塗布手段側において、第１の管路及び第２の管路を含む複数に分岐し、第１の管路は、第１の塗布手段に接続され、第１の塗布手段の下流側は、前記ベース材料を塗布手段側に搬送する管路の分岐点の上流側に接続され、第２の管路は、添加剤投入手段及び混合手段を備え、且つ、第２の塗布手段と接続されたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の塗布用ラインにおいて、前記混合手段と第２の塗布手段との間に中継タンクを設け、第２の塗布手段の下流側は、前記中継タンクと接続したことを特徴とする。
また、請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の塗布用ラインにおける前記ベース材料と添加剤との混合方法であって、前記ベース材料は、熱可塑性重合体粒子、可塑剤、無機充填材及び接着付与剤の少なくとも何れかを含むものとし、第２の管路において、前記添加剤投入手段から添加剤として、有機発泡剤、未膨張バルーン及び着色剤の少なくとも何れかを含むものを添加して、前記混合手段により前記ベース材料と前記添加剤とを混合することを特徴とする。

本発明の塗布用ラインによれば、工場において、塗布される材料を搬送するための配管長を短くするとともに、その設置スペースを削減することができる。また、受け入れタンクの数を減らし、その設置スペースを減らすことができる。更に、新しく塗布用ラインを設ける場合には、工期を短縮し、工費を削減することができる。
また、本発明によれば、塗料の種類を減らすことができるので、製品管理にかかる負荷を軽減することができる。

本発明は、被着体に塗布される２種以上の材料の搬送スペースを減らすことを主たる目的とするものであり、ベース材料及び添加剤は、被着体の使用目的や用途に応じて適宜選択することができる。これにより、複数の種類の材料を、ベース材料単独及びベース材料に添加剤を加えることにより得ることができる。
ベース材料は、熱可塑性重合体粒子、可塑剤、無機充填材及び接着付与剤の少なくとも何れかを含むことが好ましい。
前記熱可塑性重合体粒子としては、塩化ビニル系重合体やアクリル系重合体粒子を使用することができる。
前記可塑剤としては、フタル酸エステル等の１次可塑剤や、或いは、これにアジピン酸系、トリメリト酸系等の２次可塑剤を少量添加するようにしてもよいし、また、互いに混合してもよい。
前記無機質充填剤としては、表面処理炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク等を使用することができる。
前記接着付与剤としては、ポリアミド樹脂、ブロックドイソシアネート樹脂、エポキシ樹脂等を使用することができ、これらは、必要に応じて単独又は組み合わせて使用することができる。

また、添加剤としては、前記ベース材料に機能を付加したり、或いは、粘度調整が可能な材料を選択することができる。
ベース材料に機能を付加する場合には、例えば、有機発泡剤、未膨張バルーン又は着色剤を可塑剤中に分散させたゾルを使用することができる。
また、粘度調製を行う場合には、上記ベース材料と同じ材料で粘度を異なるように調製したものを使用することができる。具体的には、塩化ビニル樹脂（又はアクリル樹脂）若しくは炭酸カルシウムを可塑剤中に分散させたゾルを使用することができる。
尚、添加剤に使用する可塑剤は、ベース材料に使用する可塑剤と同じものを使用することが好ましいが、ＤＩＮＰ、ＤＯＰ等のフタル酸エステル等の一次可塑剤に加えて、ポリエステル系やエポキシ樹脂、スルフォン酸系、トリメリト酸エステル系等の二次可塑剤を使用するようにしてもよい。

上記説明では、広い概念での被着体について説明してきたが、次に、自動車のボディーを被着体とする場合について説明する。
自動車のボディの場合に、塗布される材料としては、以下に具体的に説明する、アンダーボディーコート材（以下、「ＵＢＣ」とする。）、発泡ＵＢＣ材、シール材及びストーンガードコート材がある。

（薄膜高物性ＵＢＣ材）
膜厚３００〜５００μｍ、粘度３０〜１００Ｐａ・Ｓ程度で、主に自動車の床裏等の自動車下部やホイールハウス等に石や砂等から保護するために塗布されるもので、例えば、特許文献１に開示される材料により構成される。

（発泡ＵＢＣ材）
膜厚１０００〜３０００μｍ、粘度３０〜１００Ｐａ・Ｓ程度で、主にホイールハウス等に石、砂、水等が衝突する際に生じる騒音を防ぐために塗布されるもので、例えば、特許文献１に開示される材料やＰＶＣ系の材料に、発泡剤や未膨張バルーンを添加して構成される。

（内外板シール材）
膜厚１０００〜２０００μｍ、粘度５０〜１００Ｐａ・Ｓ程度で、主にエンジンルーム、フード、ドア、トランクルーム等の鋼板の接合部に塗布されるもので、例えば、特許文献１に開示されるＰＶＣ系の材料により構成される。

（ストーンガードコート材）
膜厚５０〜３５０μｍ、粘度３〜５０Ｐａ・Ｓ程度で、主にドア下部、サイドシル部に塗布されるもので、例えば、特許文献１に開示されるＰＶＣ系の材料により構成される。

上記薄膜高物性ＵＢＣ材を構成する材料をベース材料として、発泡ＵＢＣ材を作成するには、ベース材料として特許文献１に記載の材料を使用し、発泡材を含有する添加剤を添加して混合する。
ベース材料への添加剤の混合条件は、ベース材料又はベース材料に添加剤を加えた材料の使用目的に応じて適宜決めることができるが、混合比について、一例を挙げると、ベース材料の全重量に対して１〜１０重量％程度の割合で混合する。
この場合、添加剤の粘度は、２０±１５Ｐａ・Ｓとすることが好ましい。５Ｐａ・Ｓ未満となると、添加剤の粘度が低すぎてベース材料の粘度の差が大きくなり、均一に混合することが難しく、３５Ｐａ・Ｓを超えると、粘度調整が困難となるからである。
また、未膨張バルーン（有機発泡剤）と可塑剤との混合比率は、未膨張バルーン（有機発泡剤）：可塑剤＝３〜５：４〜６とすることが好ましい。可塑剤の比率が極端に高い場合、添加剤の粘度が低下し、ベース材料との混合性に問題が生じるからである。また、逆に未膨張バルーン（有機発泡剤）の比率が高い場合には、単位当たりの発泡剤濃度が高くなり、多段階的に発泡率を調整しづらくなるという問題がある。従って、ベース材料との混合性と発泡ＵＢＣ材へ展開する際の発泡率の調整のし易さから、前記比率は４：５とすることが更に好ましい。
尚、ここでいう未膨張バルーンとしては、膨張剤である低沸点炭化水素（コア）をマイクロカプセル化した熱膨張性微少球をいい、松本油脂製薬（株）のマツモトマイクロスフェアーや積水化学工業（株）のＡＤＢＡＮＣＥＬＬ等を使用することができる。また、有機発泡剤としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）やオキシビスベンゼンスホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）に代表される物質をいい、永和化学工業（株）のビニホール、ネオセルボン、スパンセル、大塚化学のユニフォーム等を使用することができる。

発泡ＵＢＣ材の発泡倍率については、添加剤の添加比率を適宜変化させることにより、多段階的に変更することができる。例えば、１３０〜１６０℃の温度下で３０分焼き付けを行い１００〜３００％で発泡させるためには、ベース材料１００重量部に対して、添加剤の添加量を０．５〜４．０重量部とすることが好ましく、特に２．０〜３．０重量部とすることが好ましい。

また、塗布用ラインにおいて、薄膜高物性ＵＢＣ材とストーンガードコート材とを塗布する場合には、特許文献１に代表される薄膜高物性ＵＢＣをベース材料とし、可塑剤を主成分とし、その中に、塩化ビニル樹脂若しくはアクリル樹脂又は炭酸カルシウム等を分散させた添加剤を使用すればよい。

また、薄膜高物性ＵＢＣ材と内外板シール材とを塗布する場合には、粘度５０〜１００Ｐａ・Ｓの薄膜高物性ＵＢＣ材を構成する材料をベース材とし、塩化ビニル樹脂若しくはアクリル樹脂又は炭酸カルシウム等を可塑剤中に分散させて得られた可塑剤を使用すればよい。

また、内外板シール材と発泡ＵＢＣ材とを塗布する場合には、粘度５０〜１００Ｐａ・Ｓの薄膜高物性ＵＢＣ材を構成する材料をベース材料兼内外板シール材とし、添加剤としては、未膨張バルーン又は有機発泡剤を可塑剤中に分散させた添加剤を使用すればよい。

次に、本発明における管路の分岐する位置についてであるが、塗布手段までの如何なる場所において分岐しても結果として管路長を短くすることができるが、各塗布手段に近い側で分岐すればより管路長を短くすることができるので好ましい。

また、添加剤投入手段についてであるが、管路内を搬送される材料に対して材料を投入することができるものであれば特に制限はなく、管路に設けた開口やホッパー等の公知の投入手段を使用することができる。

また、混合手段についても、ベース材料に添加剤を加え、混合することができるものであれば特に制限はない。
尚、高物性ＵＢＣ材を構成する材料に、発泡剤又は未膨張バルーンを分散させた添加剤を添加し、撹拌して発泡ＵＢＣ材とする場合には、単純な添加撹拌ではエアーを巻き込んでしまい、焼き付け時に膨れ等の外観異常が生じる。つまり、中継タンクへ直接添加剤成分を投入したところでの撹拌では、中継タンク内では随時に供給と排出が起こり、均一な混合物を得ることはできず、発泡ＵＢＣ材焼き付け時の異常発泡となる。別途に、撹拌用タンクを設置したとして均一な混合物を得られても、エアーの巻き込みにより焼き付け時の異常発泡が生じる。このため、混合手段を設ける位置については、分岐された管路の塗布手段側であって、混合された材料を収容する中継タンクの上流側に設けることが好ましい。
また、混合時には、エアーを巻き込まない方式のものを選択することが好ましく、例えば、スタッティックミキサー（（株）ノリタケカンパニー）を使用することができる。これにより、エアーをかむことなく、均一な混合物とすることができる。このスタティックミキサーへの電気制御等による供給量調整によって添加剤の添加量を調整し、それにより多段階的に発泡率を変えた発泡ＵＢＣ材を調整することが可能となる。

また、塗布用手段についても、被着体に材料が塗布することができるものであれば特に制限はなく、塗布用ガン等の公知のものを使用することができる。

次に、本発明の一実施例について図面に基づいて説明する。
本実施例の塗布用ラインは、図１に示すように、容積１０ｔの一次受け入れタンク１を備え、この中に、製品コンテナ２からベース材料が収容される。このベース材料は、ポンプ３により、長さ１００ｍ、内径７５ｍｍの管路４を経由して容積１ｔの中継タンク５に圧送される。この先、管路４は、長さ３５ｍ、内径７５ｍｍの発泡ＵＢＣ材用の管路４ａと、長さ３５ｍ、内径７５ｍｍの高物性ＵＢＣ材用の管路４ｂの２本に分岐される。発泡ＵＢＣ材用の管路４ａには、分岐点５の下流側において、添加剤投入手段であるホッパー６が設けられ、混合手段であるスタティックミキサー７により混合された後、容積１ｔの中継タンク８に収容され、ここから塗布用ガン９により塗布される。一方、高物性ＵＢＣ材用の管路４ｂは、塗布用ガン１０に接続される。

次に、比較のために従来の塗布用ラインを図２に示す。
図２の塗布用ラインでは、発泡ＵＢＣ材及び高物性ＵＢＣ材を構成する材料が、それぞれが容積１０ｔの受け入れタンク１，１に収容される。両材料は、それぞれ、受け入れタンク１，１から長さ１００ｍ、内径７５ｍｍの管路４，４、容積１ｔの中継タンク８，８及び長さ２０ｍ、内径７５ｍｍの管路１１，１１を経由して塗布用ガンに接続される。

実施例と従来例の塗布用ラインについて、管路長及び収容タンク数について比較すると次のようになる。
実施例の場合、総管路長は１７０ｍであり、容積１０ｔの一次受け入れタンクは１個であり、容積１ｔの中継タンクは２個である。
これに対して、従来例の場合、総管路長は、２４０ｍであり、容積１０ｔの一次受け入れタンクは２個であり、容積１ｔの中継タンクは２個である。
従って、本実施例は、従来例に対して、総管路長を７０ｍ短縮でき、容積１０ｔの一次受け入れタンクを１個減量することができ、容積１ｔの中継タンクを１個減量することができた。

本発明の一実施例の塗布用ラインの説明図従来例の塗布用ラインの説明図

符号の説明

１一次受け入れタンク
２製品コンテナ
３ポンプ
４管路
４ａ，４ｂ分岐された管路
５分岐点
６ホッパー（添加剤投入手段）
７スタティックミキサー（混合手段）
８中継タンク
９塗布用ガン
１０塗布用ガン
１１管路

Claims

ベース材料を塗布手段側に搬送する管路を、前記塗布手段側において、第１の管路及び第２の管路を含む複数に分岐し、第１の管路は、第１の塗布手段に接続され、第１の塗布手段の下流側は、前記ベース材料を塗布手段側に搬送する管路の分岐点の上流側に接続され、第２の管路は、添加剤投入手段及び混合手段を備え、且つ、第２の塗布手段と接続されたことを特徴とする塗布用ライン。
前記混合手段と第２の塗布手段との間に中継タンクを設け、第２の塗布手段の下流側は、前記中継タンクと接続したことを特徴とする請求項１に記載の塗布用ライン。
請求項１又は２に記載の塗布用ラインにおける前記ベース材料と添加剤との混合方法であって、前記ベース材料は、熱可塑性重合体粒子、可塑剤、無機充填材及び接着付与剤の少なくとも何れかを含むものとし、第２の管路において、前記添加剤投入手段から添加剤として、有機発泡剤、未膨張バルーン及び着色剤の少なくとも何れかを含むものを添加して、前記混合手段により前記ベース材料と前記添加剤とを混合することを特徴とするベース材料と添加剤との混合方法。