JPS6075357A - 塗膜硬化装置 - 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】 本発明は、塗膜硬化装置に関するもので、より詳細には
、遊離インシアネート基含有プレポリマーを含む塗膜を
、アンモニア又はアミン雰囲気中で硬化させるための塗
膜硬化装置に関する。

従来、塗膜の形成には、熱エネルギー、公害及び生産性
の点で種々の問題が内在している。工業的に最も普通に
採用されて（・る塗膜形成方法では、基体物品に塗装を
行った後、この塗装物品を焼付炉に搬入し、高温で塗膜
の焼付を行う。この焼付に多大の熱エネルギーが必要で
あり、また塗膜の焼付時に発生する溶媒、塗料ヤニ等の
有害成分を排気から除去するために、高価な排気処理シ
ステムが必要となる。また、塗膜の焼付を高温で行えな
い木工品塗装等の場合には、この塗膜を自然乾燥で硬化
させねばならず、塗膜の硬化に著しく長時間を必要とし
、またその間湿った塗膜にゴミ等が付着しないような厳
密な管理が必要となる。

近年に至って、熱による硬化の不要な塗膜の乾検力法が
提案されており、特公昭５３ｉ３０３８号公報には、遊
離インシアネート基を含有するプレポリマーを含むビヒ
クルを基材」二に塗布し、次いでこのビヒクルを蒸気相
の状態にあるアンモニアまたはアミンからなる薬剤で処
理することからなる乾燥塗１摸の形成方法が記載されて
いる。

本発明は、上記方法を実施するだめの装置に関するもの
であり、特に上記方法による塗膜の焼付乃至は硬化を、
連続的に、１２かも実質上密閉系で効率良く行うための
装置に関する。

即ち、本発明の目的は、高温での焼付操作が不要で、し
かも著Ｌ　＜短時間で塗膜の硬化が可能であり、その結
果として設備が小型でしかも生産性が高く、また装置の
メンテナンスも容易な塗膜硬化装置ｕを提供するにある
。

本発明の他の目的は、遊離イソシアネート基を含む塗膜
のアンモニア又はアミンによる硬化を、密閉系において
しかも連続的て行うだめの装置を提供するにある。

本発明の更に他の目的は、排ガス中に含まれるアンモニ
ア又はアミンを分離回収し、再使用することによりコス
トの軽減を図ることが可能な装置を提供するにある。

本発明のまた更に他の目的は、木工品、油圧機器、熱容
量の著しく大きい物品等の、従来熱による塗膜焼付が困
難であった物品に対しても、著しく短時間で塗膜の硬化
が可能となる装置を提供するにある。

本発明によれば、遊離インシアネート基を有するプリポ
リマーを含有する塗）摸を気相のアンモニア又はアミン
と接触させて該塗膜を硬化させるための装置であって、
硬化室と、該硬化室内に塗装物品を搬入し、且つ搬出す
るだめの搬送系と、アンモニア又はアミンの蒸気を含む
気流を発生させるための蒸気発生装置と、該蒸気発生装
置がらの気流を硬化室に供給し且つ塗装物品と接触後の
気体を蒸気発生装置に循環する循環系と、該硬化室の搬
入口及び搬出口をアンモニア又はアミン蒸気の漏洩が生
じないようにエアーシールする機構と、前記循環系及び
又はエアーシール機構からの排ガス中よりアンモニア又
はアミンな分離回収し、前記循環系に再供給する装置と
から成ることを特徴とする塗膜硬化装置が提供される。

第１図は、本発明の塗膜硬化装置を附属の塗装室及び後
硬化室と共に示す平面配置図である。

第１図において、本発明の塗膜硬化装置は、大まかに言
って、硬化室１と、搬送系２と、蒸気発生装置６と、硬
化用気流の循環系４と、硬化室１の搬入口５及び搬出口
６に設けられたエアーシール機構７とから成っている。

第１図に示す具体例において、硬化室１の上流側には塗
装室８が、また硬化室１の下流側には後硬化室９が夫々
配置され、これを通るように搬送系２が設けられている
。

塗装室８は、塗装処理されるべき物品（基体）１０に、
特定の塗料、即ち遊離イソシアネート基含有プレポリマ
ーを含む塗料を塗布するためのものであり、通常の簡易
型塗装ブースと同様に、基体１０が搬入される入口１１
及び塗装基体が搬出される出口１２を備えており、しか
も基体１ｏの移動路の一方の側には、前記塗料を基体に
塗布するためのスプレーガンのような塗布機構１６が、
また他方の側には、必要に応じ、フィルター等の塗料ミ
スト捕集機構１４を介して、排気吸引ダクト１５が設げ
られている。

本発明装置に用いる塗料は、遊離インシアネート基含有
プレポリマーを含む塗料であり、後に詳述する気相のア
ンモニア又はアミンとの接触で硬化が行われるものであ
る。このような塗料の適当な例は、イソシアネート基末
端プレポリマーと呼ばれるものであり、例えばポリエス
テルポリメール、ポリエーテルポリオール、水酸基含有
アクリル樹脂、水酸基含有ビニル樹脂、アルキド樹脂、
ポリアミド、等のイソシアネート基に対して反応性を有
するオリゴマー乃至ポリマーをポリイソシアネート、例
えばトリレンジイツ・シアネート、ヘキザメチレンジイ
ソシアネート、シクロヘキサンジインシアネート、ジフ
ェニルメタンジイノシアネートと反応させ、該インシア
ネートをウレタン結合、尿素結合等を介して、該オリゴ
マー乃至ポリマーの骨格に結合させたものが使用される
。勿論、上述したイソシアネート基に対して反応性のオ
リゴマー乃至ポリマーと、ポリイソシアネートとは、予
め反応させたものでも、或いは混合物の形で部分的に反
応させたものでもよく、また、この塗料は複数種の樹脂
の混合物であってよい。要するに、本発明の目的には、
気相のアンモニア又はアミンで硬化するに足る量の遊離
イソシアネート基が含有されている限り任意の塗料が使
用し得ることが了角了さｇるべきである。

遊離イソシアネート基の濃度は、一般に樹脂分１［］０
．！ｇ当り１０乃至５００ミリモル、特に３０乃至３０
０ミリモルの範囲にあるのが望ましい。

この塗料は、塗装に適した粘度の液体である場合には、
無溶媒塗料としても使用でと、また前記プレポリマーを
幾分溶剤で稀釈した溶液型塗料としても使用できる。勿
論、この塗料には、それ自体公知の塗料配合成分、例え
ば、顔料、可塑剤、界面活性剤、垂れ防止剤、防錆剤、
等をそれ自体公知の配合比で配合される。好適な塗料は
、不揮発分濃度カー２０乃至１００重爾チで且つ動粘度
（フォードカップ＃４）が１５乃至１５０秒の範囲のも
のである。

塗装すべき基体１０としては、通常の鋼板乃至表面処理
鋼板から形成された基体の他に、熱による塗膜焼付の困
難な木工製品、繊維製品、プラスチック製品、油圧機器
製品、熱容隈の大きい鋳造製品等を挙げることができ、
特に後者の基体の場合には、熱による焼付が不要であり
、しかも塗膜の硬化が迅速に行われることによる本発明
の顕著な利点が達成される。

塗布機構１６としては、スプレーによる塗布機構、例エ
バエアスプレーガン、エアレススプレーガン、回転霧化
式塗装装置等が、非静電式、静電式のものを含めて好適
に使用される。勿論、基体の種類によっては、浸漬塗布
、ローラコート、フローコート等の他の塗布方式も採用
し得る。

硬化室１は、塗装室８かもの塗装物品１０′を気相のア
ンモニア又はアミンと接触させて、形成された塗膜の硬
化反応を行うためのものであり、連続処理を可能にする
ために、塗装物品１０′を室内に搬入するための搬入口
５及びアンモニア又はアミンと接触後の物品を搬出する
ための搬出口６を備えている。

本発明の塗膜硬化装置には、塗膜の硬化処理を連続的に
、しかも短時間の内に有効に行うために、塗装室１と、
硬化用のアンモニア又はアミンの蒸気発生装置６と、硬
化用気流の循環系４とが、以下に詳述する関連のもとに
設けられている。

先ず、硬化室１は、アンモニア又はアミンな含む硬化用
ガス（気流）を均−且つ一様に供給するために、パンチ
ングメタル或いはメタルラス等の多孔性仕切壁１６で仕
切られた二重壁構造となっており、該仕切壁１６内に位
１１１シ自転しながら移動する塗装物品１０′に対して
、仕切壁１６の外方に位ＩＨするガス通路１７から、該
多孔性仕切壁１６を通して硬化用ガスを吹付ける。

このガス通路１７は、供給ダクト１８を介して硬化用蒸
気発生装置乙に接続されている。この硬化用蒸気発生装
置は、アンモニア又はアミン類を気相で硬化室に送るた
めのものであり、図面に示す具体例では、ファン１９で
送られる空気、窒素等のキャリヤガス中にスプレー装置
２０により硬化用薬剤供給装置５０より供給されるアン
モニア又はアミンをスプレーすることにより硬化用蒸気
を発生させる。

硬化室１には、排風口２１を介して排風ダクト２２が設
げられ、必要によりフィルター等の１過清浄化機構２６
を介して、ファン１９の吸引側に接続されている。

かくして、本発明の塗膜硬化装置における硬化用蒸気の
循環系４は、排風口２１、排風ダクト２２、ファン１９
、供給ダクト１８、ガス通路１７及び多孔性仕切壁１６
で構成されていることが了解されよう。この循環系４に
は、必要により硬化用ガスの加熱機構２４を設げること
ができ、温度の低下する冬期中には、硬化用ガスの温度
を、常温乃至は６Ｃ３程度の温度に維持し得るようにな
っている。

また、硬化用蒸気の供給口或いは硬化室内に、アンモニ
ア又はアミン類の濃度検出機構２５な設け、この検出信
号によって、スプレー装置２０のパルプ２６を制御し、
硬化室内のアンモニア又はアミン濃度な、常に所定の値
に設定ｌ−得る。

尚、本発明に用いるアミン類は一級、二級或いは三級の
モノアミン類の他如、多価アミン類であってモ良く、例
えばメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ジ
エチルアミン、トリエチルアミン、ピペリジン、モルホ
リン、ピペラジン、エタノールアミン、ジェタノールア
ミン、トリエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、
エチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、エ
チレン）　ＩＪアミン、等の１種又は２種以」二の組合
せな挙げることができる。

硬化用ガス中罠、アンモニア又はアミンは無稀釈の蒸気
の状態で存在させることもできるが、操作の容易性や経
済性の見地からは、アンモニア又はアミンは、５０乃至
５０，０００　ｐｐｍ、特に１０Ｇ乃至１０，０００　
ｐｐ７ｆｆとなる濃度で気流中に含有さ本発明において
は、硬化室１の搬入］」５及び搬出口６に、アンモニア
又はアミン蒸気の漏洩な防止するために、全体として７
で示すシール機構を設ける。第１図においては、このた
めに、搬入口５及び搬出口６に物品の通過を可能にする
仕切板乃至はフラップ２７を設けると共に、吸気ダクト
２８に連なる周状の吸気口２９ａ＆有する吸気ダクト２
９を配置して、入口及び出口近傍の空気な吸引して、硬
化用蒸気が硬化室外に６１）出するのを完全に遮断して
（・る。

また本発明においては、吸気ダクト２８から排出される
排ガス及び前述した循環系４に連なる排気ダクト３０か
らの排ガスを分離回収装＃、５１．に導入し、アンモニ
ア又はアミンを回収しこれを硬化用薬剤供給機構５０に
供給し、再使用する。

この分離回収装置６１は、活性炭等の吸着剤で吸着処理
を行なう吸着装置５１、熱又は酸、アルカリ等で脱着処
理を行なう脱着装置？４ｆ、５２、及び蒸溜、抽出等に
より精製を行なう精製装置５６とから成っている。

かくして本発明の硬化装置においては、高価なアンモニ
ア又はアミンを再利用することによりコストの軽減を行
い得るという顕著な利点を有する。

塗装物品がアンモニア又はアミンと接触する時間は、塗
料の種類や厚み、硬化用ガス中の濃度や温度によっても
相違するが、一般的に言って、１０）界６００秒、特に
２０乃至６００秒のような極めて短時間でよ（・０ 本発明によれば、上述した構成により、有害なアンモニ
ア又はアミンの蒸気が外部に漏洩することなしに、密閉
系でアンモニア又はアミンによる塗膜の硬化処理を連続
的に行うことが可能となる。

しかも、実質上密閉された硬化室内にアンモニア又はア
ミン蒸気を気流として供給し、しかもこの気流を蒸気発
生装置を介して循環させることにより、塗膜と蒸気との
接触が均−且つ一様にしかも密に行われること罠より、
塗膜の硬化反応が有効圧しかも短時間の内に行われる。

また、密閉系で蒸気を循環させることにより、アンモニ
ア又はアミンの損失を防止しながら経済的な硬化処理が
可能となる。

第１図に示す具体例では、硬化室１において、アンモニ
ア又はアミンを含有する硬化用ガスと接触した塗装物品
１０“を、後硬化室９において空気流と接触させる。

即ち、アンモニア又はアミン類との接触が終了したばか
りの塗膜は、硬化が進行しているとしても、その塗膜を
爪でこすると塗膜に引掻傷が容易に入るようなものであ
り、その塗膜な鉛筆硬度で測定し得るように硬化な続行
させるためには、空気との接触を必要とする。

後硬化室９は、塗装物品１０″の搬入口６２と搬出口６
３とがあるトンネル状の形状を有しており、その内部に
は、塗装物品の移動路に沿って、多孔質の仕切壁６４が
設けられている。この仕切壁６４を介して空気通路３５
があり、通路３５１Ｃ導入される空気は、仕切壁６４を
介して塗装物品１０″に吹付けられ、これにより塗膜の
後硬化が進行する。空気通路３５は供給ダクト６６を介
して送風ファン３７に接続され、−力抜硬化室において
塗膜と接触した後の空気流は排気ダクト３８から、Δゴ
過清浄化機構６９加熱機構４０な経てファン６７の吸引
側に循環される。

後硬化用空気は、室温で十分であるが、後硬化を促進さ
せるには、５０℃程度迄の温度に加温されていることが
有利である。

本実施例において、搬送機構２は、一連のホイール乃至
スプロケット４１を介して、塗装室８、硬化室１及び後
硬化室９を順次通過するように配置され、駆動機構４２
により、連続的に或いは間欠的に区動される。この具体
例において搬送機構２は、エンドレスのオーバーヘッド
コンベアであり、塗装すべき物品１０は、積込位置４６
でコンベアに載せられ、塗装製品１０αは降し位置４４
でコンベアから取外される。

本発明において、塗膜の後硬化に成る程度の時間なかけ
てもよい場合には、後硬化室９な省略し、半硬化の塗装
物品を空気中に放置する方式をも採用し得る。また、塗
装室８と切離して塗膜硬化装置にのみ搬送系を設けるこ
とも可能である。

以上説明した本発明の装置によれば、次の顕著な利点が
付加的に達成される。即ち、塗装設備の中で塗膜な乾燥
焼付するための炉が消費する熱エネルギーは膨大なもの
であるが、本発明によれば、高温での焼付が必要でない
ので、大ｒｌＪな省エネルギーとなる。また、塗膜の高
温焼付が困難な物品に対しても、短時間での塗膜硬化が
可能となり、更に硬化時間が短かいことから、設備が小
型ですみ、しかも生産能力を著しく向上させ得る。更に
、室温乃至は室温附近での操業であることから火災の危
険性がなく、また従来の焼付炉のようなりニ清掃が不要
で、メンテナンスも容易である。

また、高価な薬剤であるアンモニア又はアミンを排ガス
中より分離回収して再利用することによりコストの１経
減を図ることが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の塗膜硬化装置を附属の塗装室及び後
硬化室と共に示す平面配置図であって、１は硬化室、２
は搬送系、３は蒸気発生装置、４は硬化用気流の循環系
、７はシール機構、８は塗装室、９は後硬化室、１０．
１０’、１０”は塗装物品（基体）、１０σは塗装製品
、１６は塗布機構、１６は多孔性仕切壁、１７はガス通
路、１８は供給ダクト、１９はファン、２０はスプレー
装置、２１は排風口、２２は排風ダクト、２８は吸気ダ
クト、２９は周状の吸気］コ２９αを有する吸気ダクト
、６１は分離回収装置を示す。 特許出願人　トリニテイ工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　遊離インシアネート基を有するプリポリマーを
   含有する塗膜を気相のアンモニア又はアミンと接触させ
   て該塗膜を硬化させるための装置であって、 硬化室と、該硬化室内に塗装物品を搬入し、且つ搬出す
   るための搬送系と、アンモニア又はアミンの蒸気を含む
   気流を発生させるための蒸気発生装置と、該蒸気発生装
   置からの気流を硬化室に供給し且つ塗装物品と接触後の
   気体を蒸気発生装置に循環する循環系と、該硬化室の搬
   入口及び搬出口をアンモニア又はアミン蒸気の漏洩が生
   じないようにエアーシールする機構と、前記循環系及び
   又はエアーシール機構からの排ガス中よりアンモニア又
   はアミンを分離回収し、前記循環系に再供給する装置と
   から成ることを特徴とする塗膜硬化装置。