JP6140329B1 - 塗装装置及び塗装方法 - Google Patents

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    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials

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溶剤混合ボンベ>
CO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SPMIX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と、第1混合物のSP値SPMIXが、SP−6<SPMIXを満たすことができ、SP−5<SPMIXを満たすことが好ましく、SP−4<SPMIXを満たすことができる。また、SPMIX<SP+10を満たすことができ、SPMIX<SP+9を満たすことができ、SPMIX<SP+8を満たすことができ、SPMIX<SP+7を満たすことができ、SPMIX<SP+6を満たすことができ、SPMIX<SP+5を満たすことができ、SPMIX<SP+4を満たすことができる。

CO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溶剤混合ボンベ1から排出される。

冷却器2は、CO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、貧溶剤HのSP値をδ、貧溶剤LのSP値をδ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、φ、φ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・δ +φ・δ 0.5
δ良溶剤A+貧溶剤L=(φ・δ +φ・δ 0.5
したがって、樹脂のSP値SPは、
SP=((V良溶剤A+貧溶剤H・δ良溶剤A+貧溶剤H +V良溶剤A+貧溶剤L・δ良溶剤A+貧溶剤L )/(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、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/V+φ/V
ここで、V、V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は、樹脂成分のSP値SPに対してSP−7≦SP≦SP+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溶剤混合ボンベ1内の端部がCO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溶剤混合ボンベ1に供給され、CO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溶剤混合ボンベ1内にCO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溶剤混合ボンベ1内のCO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 (6)

  1. 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、
    前記混合器における前記第2混合物中の二酸化炭素は液体であり、
    前記第1溶剤は液体二酸化炭素と相溶する、塗装装置。
  2. 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。
  3. 前記第1混合物における前記第1溶剤の量が、前記第1溶剤及び二酸化炭素の合計100質量部に対して、5〜95質量部である、請求項1又は2に記載の装置。
  4. 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、
    前記混合器における前記第2混合物中の二酸化炭素は液体であり、
    前記第1溶剤は液体二酸化炭素と相溶する、塗装方法。
  5. 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4記載の方法。
  6. 前記第1混合物における前記第1溶剤の量が、前記第1溶剤及び二酸化炭素の合計100質量部に対して、5〜95質量部である、請求項4又は5に記載の方法。
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