JPS6150669A - 気流吹付機構を備えた塗膜硬化装置 - 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】 発明の技術分野 本発明は塗膜硬化装置に関するもので、より詳細には、
遊離イソシアネート基含不プレボリマーを含む塗膜を、
アンモニア又はアミンず囲気中で硬化させるためのケ脱
硬化装置に関する。

技術背景 従来、塗膜のヤ成には、熱エネルギー、公害及び生産性
の点で神々の問題が内在している。工業的に最も普通に
採用されている塗膜ヤ成方法では、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Ｋ、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、熱によろ硬化の不要な塗膜の乾燥方法が
提案されており、特公昭５３−１３［］３８号公報には
、遊離イソシアネート基を含有するプレポリマーを含む
ビヒクルを基材上に塗布し、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膜の形成方法が記載されて
いる。

かかる塗膜形成方法においては、アンモニア又はアミン
蒸気が外部に漏洩するという環境上の問題があり、また
塗膜内部まで均一に硬化を行なわなければならないとい
う技術的課題がある。

発明の目的 本発明の目的は、遊離イソシアネート基を含む頌膜のア
ンモニア又はアミンによる硬化を、密閉系においてしか
も連続的に行うための装置を提供するにある。

本発明の他の目的は、アンモニア又はアミンを含む硬化
用蒸気を外部に漏洩することな（且つ塗膜内部まで有効
に硬化を行なうことが可能な塗膜硬化装置を提供するに
ある。

本発明の更に他の目的は、高温での焼付操作が不要で、
しかも著しく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（、また装置の
メンテナンスも容易な塗膜硬化装置を提供するにある。

本発明の更に他の目的は、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。

発明の概要 本発明によれば、遊離イソシアネート基を有するプレポ
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
接触させて該塗膜な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ｉと、該蒸気発生装
置からの気流を硬化室に［１：給し１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、硬化室内
雰囲気を吸引して高速の気流として塗装物品に吹き付け
るための気流吹付機構と、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シ
ールする機構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。

発明の構成 本発明を以Ｆ、添付図面に示す具体例に基づいて詳Ｉ、
川に智明する。

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図に旨いて、本発明の塗膜硬化装置は、大まかには
って、硬化室１と、搬送系２と、蒸気発生装［３と、硬
化用気流の循環系４と、硬化用気流の気流吹付装置５０
と、硬化室１の搬入口５及び搬出口６に設けられたシー
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１０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が設け
られている。

本発明装置に用いる塗料は、遊離インシアネ一ト基含有
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、インシアネート基末
端プレポリマーと呼ばれるものであり、例えばポリエス
テルポリオール、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、等のイン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
えばトリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、ジフェ
ニルメタンジインシアネートと反応させ、該イソシアネ
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、ｌ述したイン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、この塗料は枚数柚のｍＨ’
Ｆ１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にの
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解されるべきである。

遊離インシアネート＾（の濃度は、一般に樹脂分１００
ｇ当り１０乃至５００ミリモル、特に６０乃至６００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、
無浴媒塗料としても使用でき、また前記プリポリマーを
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？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′ａ度が２０乃ヤ１００重ｌＩ′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、熱容量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１３としては、スプレーによる塗布機１１、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、連続処理を可能とする
ために、塗装物品１０′を室内に搬入するための入口５
及びアンモニア又はアミンと接触後の１勿品な搬出する
ための出口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、＝９− 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、硬化用気流の循項系４と、硬化用気０１ｔの
気ｔＡＥ吹付装置５０とが、以下に詳述する関連のもと
に設けられ−（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
ガスを均−且つ一４Ｍに供帖するために、パッチングメ
タル或いはメタルラスＪｒの多孔性仕切壁１６で仕切ら
れた二重壁溝Ｉ貨となって１・５つ、該仕切壁１６内に
位置し自転しながら移動する塗装物品ＩＯ’ＩＣ対して
、仕切壁１６の外方に位置するガス通路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６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
けられ、必要によりフィルター等のｆ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。

従っ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Ｖｊ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を設けることが
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３０℃程度の温度に維持し得るよう釦なっ
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を設け、この検出信
号によって、スプレー装置２ｏのパルプ２６を制御し、
硬化室内のアンモニア又は、　　　　　アミン濃度を、
常に所定の値に設定し得る。

また硬化用ガスの吹き付けは、気流吹付装置５゜を利用
して行なう。気流吹付装置５０の構成な簡略して示す第
２図を参照して、この吹付装＃５０はノズルユニット５
１と、硬化室内雰囲気を吸引してフィルター５２、ブロ
アー５６及びレギュレータ５４を介してノズルユニット
５１に供給するための循環系５５とから成っている。即
ち、ノズルユニット５１の各ノズル５６からｍｉＪ物品
１０／への硬化用気流の高速での吹き付けが行なわれる
のである。

かように硬化用気流の高速での吹き付けを格別の気流吹
付装置５０を用いて行なうのは次の様な理由圧よる。

即ち、塗装物品１０／に施されている塗膜の硬化を良好
に行なうためには、塗膜表面での吹き付は気流の速度を
通常１〜５　ｍ／！ｅｃ以上とすることが必要となる。

この吹き付は気流の速度が遅い場合には、硬化用気流が
塗膜内面に浸透しないため忙塗膜表面のみが硬化されて
しまうという不都合が生ずるからである。この様な不都
合を防止するために、ガス通路１７から吹き付は速度を
大とすることが考えられるが、かかる場合には硬化室１
内全体での気流の速度が大となるために、後述するシー
ル機構７を設けたとしてもアンモニア又はアミン類を含
む蒸気が硬化室１外に飛散するのを防＋ｈし得ない。ま
たファン１９の容量を著しく大としなければならない。

かくして本発明においては、硬化室１内に気流吹付装置
５０を設け、硬化用気流の吹き付は速度を塗装物品１０
’の塗膜表面例対してのみ局部的に大とすることによっ
て、硬化用気流が外部に漏ねることな（塗装物品１０′
に施された塗膜の硬化を有効に行なうのである。

この場合、アンモニア又はアミンを含む硬化用気流の循
環系４と別個に硬化用気流吹き付けのための気流循環系
５５を設けたことにより、硬化室１内のアンモニア又は
アミンの濃度を均一な状態として硬化用気流の吹き付け
を行なうことが可能となる。即ち、アンモニアＸはアミ
ンの濃度調整を硬化用気流の吹き付は機構とは別個の循
環系４で行い得るので、アンモニア又はアミンの濃度を
硬化室１内全体にわたって均一な状態に保持することが
出来、且つこのアンモニア又はアミンの濃１６一 度が均一な硬化室内雰囲気を気流循環系５５により吸引
して塗装物品１０’への高速での気流吹き付けが行なわ
れるため、塗装物品１０’の塗膜の硬化を全体にわたっ
て均一にしかも塗膜内部まで確実に行なうことが可能と
なるのである。

尚、第２図の例では気流吹付装置５０としてノズルユニ
ットを使用した態様を示したが、勿論これに限定されろ
ものではな（、第６図に示す様に硬化室１内にブロアー
又はファン等を内蔵する送風機ユニット６０を設けて高
速での気流吹き付けを行なうことも可能である。

即ちこの送風機ユニット６０は、箱、１ｉｊ１本体６１
内にブロアー又はファン等の送風機６２を内蔵し、該本
体６１の下部又は側面に設けられた気流吸込口６６から
硬化室１内の雰囲気を吸引し、送風機６２を介して本体
６１の上部に設けられた気流吹田口６４から塗装物品１
０′に向けて高速気流を吹き付ける様に構成されている
。

尚、本発明に用いるアミン類は一級、二級或いは三級の
モノアミン類の他に、多価アミン類であつても良（、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種以上の組合せ
を挙げることができる。

硬化用気流中に、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
５０．０００７）Ｆｌ、特に１００乃至１０．０００７
）７）７Ｗとなる濃度で気流中に含有させることが望ま
しい。

本発明例おいては、硬化室１の搬入口５及び搬出口６Ｖ
Ｃ，アンモニア又はアミン蒸気の漏洩を防止するために
、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、入口５及び出口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ｔ「ろ１Ｍ状の吸気口２９を配Ｍ
して、入口及び出口近傍の空気を吸引して、硬化用蒸気
が硬化室外に漏出するのを完全に遮断している。

尚、吸気ダクト２８から排出されるガス及び前述した循
環系に連なる排気ダクト６０から取出した硬化用ガスの
一部を、スクラバー、吸着装置、接触分解装置、等の排
気処理装置６１を経て、実質上の無臭の無害ガスとして
大気中圧放出できる。

尚、吸着装置で捕集されるアンモニア又はアミンは、こ
れを脱着させて回収し、硬化の目的で再利用できること
は当然である。

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乃至６００秒、特に
２０乃至６００秒のような極めて短時間でよい。

本発明によれば、上述した構成圧より、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
的に且つ塗膜内面まで有効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ーｆ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釦より、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Ｋより、
塗膜の硬化反応が有効に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Ｉ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、その塗膜を鉛筆硬度で測定し得るように硬化を続行
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３
６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３４を介して空気通路３５
があり、通路６５に導入される空気は、仕切壁６４な介
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３６を介し
て送風ファン６７に接続され、一方後硬化室において塗
膜と接触した後の空気流は排気ダクト３８から、ｒ過清
浄化機構６９加熱機構４０を経てファン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。

本発明において、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駆動される。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、
コンベアテアリ、塗装すべき物品１０は、積込位置４３
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をかけ
てもよい場合には、後硬化室９を省略し、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。

発明の詳細 な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を乾燥焼
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、大巾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、二 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（、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。

しかもアンモニアやアミンを含む硬化用気流が外部ＫＭ
れるのを完全に防止しつつ且つ塗膜全体にわたって均一
に目〜つ塗膜内面まで硬化が有効に行なわれるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

ｉ！＠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、第２図は、本発明に
おいて使用する気流吹付装置の一例を示す概略図、 第６図は、気流吹付装置の他の例を示す概略図である。 １は硬化室、２は搬送系、６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、１０．１１）’、１０“は塗装物品（基体）、
１０α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は周状の吸気口、６１は排
気処理装置５０は気流吹付装置、５１はノズルユニット
、６０は送風機コーニットを夫々示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）遊離イソシアネート基を有するプレポリマーを含
   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つて、 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、硬化室内雰囲
   気を吸引して高速の気流として塗装物品に吹き付けるた
   めの気流吹付機構と、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シール
   する機構とから成ることを特徴とする塗膜硬化装置。
2. （２）前記吹付機構が、硬化室内に設けられたノズルユ
   ニットと、硬化室内雰囲気を吸引してブロアーを介して
   該ノズルユニットに循環供給する気流循環系とから成る
   特許請求の範囲第１項記載の塗膜硬化装置。
3. （３）前記吹付機構が硬化室内に設けられた送風機ユニ
   ットから成る特許請求の範囲第１項記載（７）塗膜硬化
   装置。