JP2015512331A - 硬化塗膜の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

本発明の主題は、作業者を放射線から保護する必要なく、放射線硬化を開始することのできる持ち運び可能なスプレーガンである。このスプレーガンは、放射線硬化性コーティング組成物のための供給チャネル２と、縦方向に移動でき、自身の周囲に環状ギャップを形成する前記供給チャネル２の出口１３を封止するために使用できるニードル１とを備え、前記ニードル１は、前記少なくとも１つの放射線硬化性コーティング組成物の硬化を開始させるために用いることのできる電磁放射線を透過するように設計されており、及び／又は、前記供給ライン１２は、電磁放射線を透過するように設計されており、前記供給ライン１２には照明装置１０が搭載されている。

Description

本発明は、基板表面上に硬化塗膜を製造するための方法及び装置に関する。

従来のスプレーガンは、大抵、コーティング材料がリザーバからスプレーガン内へと運ばれるようになっており、スプレーガンでは、そのコーティング材料は環状ギャップの形状をしたチャネルを通ってニードルに沿って進み、ガス、不活性ガス、または圧縮空気（噴射空気と呼ばれる）の流によって、ニードル先端とケーシングとによって形成されたノズルで散布される。例えば所謂ホーンエア（horn air)によって、ノズルにさらなるガスを送ることによって、スプレーコーン（噴射円錐）の形状を広くすることは可能である。エアレス霧化を用いた塗料スプレー方法も知られている。この方法では、エア霧化とは対照的に、コーティング組成物は材料の圧力のみによって霧化される。この目的のために、コーティング組成物つまりコーティング材料はノズル孔を通ることによって加圧され、スプレージェットとなる。通常、スプレーガンによって、コーティング材料は単に基板に塗布されるに過ぎない。そして、塗布に続いて、別の工程で、例えばコーティング材料の焼きまたは放射線硬化などの方法で、硬化する。

ＵＳ３１３３２８は、自動車の車体等の大きい基板にコーティング材料を塗布する方法を記載している。その方法では、基板への塗布前にコーティング材料を活性化している。

欠点は、装置が固定式で、容易に小型化できないことである。

特開昭６１−０９８７４０号、特開平０７−２２７５６７号、ＥＰ３９３４０７、特開２００７−０８３１６６号は、コーティング材料をスプレーガンを通過させる前に露光することの一般的可能性について記載しているが、露光がどういったものであるかとか露光箇所についての詳細を開示していない。

ＤＥ１９９６１９９０は、予め被硬化材料をモールドに圧入して硬化を開始することによって、部品を形成する方法を記載している。

ＤＥ３７０２９９９は、ＵＶ（紫外線）反応性レジン材料の硬化を記載している。材料は、光ガイドによって外側から（公報の図１）又は後方から（公報の図２）露光されるチャネルを通過する。粘着（接着）用にレジン材料が用いられる。記載された条件の下では、ＵＶ反応性レジン材料は、露光装置内での滞留時間が比較的長いという理由のみによって、硬化可能である。商業的に入手可能な装置の露光強度が低い結果、達成可能な体積流量が低い。

後者の場合の欠点は、紫外線がチャネル沿いに外部へと貫通する場合があるということである。これは、ＵＶ保護対策のための追加的コストと複雑さをもたらしたり、チャネル端での望ましくない硬化堆積物を生じさせたりする可能性がある。さらに、明示的に開示された例のそれぞれでは、５秒と１０秒の露光時間が開示されている。したがって、開示されたシステム（露光装置とコーティング材料から構成される）はスプレーガンにとっては不適切である。さらに、粘着性レジン材料を噴霧によって散布することは、想定されてもおらず、また、そのようなレジン材料の高粘度を考慮すると、それはちっとも可能でない。

ＥＰ１００２５８７Ａは、スプレーガンにおける放射線硬化性コーティング材料の露光したがって基板への塗布中の塗布コーティング材料の硬化、または硬化の開始を開示している。

そこで示されたソリューションの欠点は、費用がかかり不便な作業で、ノズルの出口開口に光ガイドを搭載することによって、スプレーガンを改造しなければならないことである。

ＥＰ１５９２９９から知られているのは、基板上へと向かう、つまり、スプレージェットと同方向に向かう延長部を備えるように商業的に入手可能なスプレーガンを変更することである。このようにして、スプレージェット及び／又は被覆基板の外部露光を行うことができ、したがって硬化を実行または開始することができる。

欠点は、外部露光の結果として、塗布作業者を紫外線から保護しなければならないことである。さらに、照射装置が噴射口に搭載された結果として、スプレーガンが扱いにくくなる。さらに、滴のミストへの広範囲な紫外線照射は費用がかかるとともに不便であり、しかも、基板の照射は一様でない。

発明の概要及び発明を実施するための形態

それ故、本発明の目的は、作業者を放射線から保護する必要なく放射硬化を開始するために用いることのできる持ち運び可能なスプレーガンを開発することである。商業的に入手可能なスプレーガンを、単純な形態で、容易に改変することができる。

前記目的は、以下のスプレーガンによって達成できた。すなわち、
少なくとも１つの、好ましくは１つの放射線硬化性コーティング組成物のための、少なくとも１つの、好ましくは１つの供給チャネル２と、
ガスのための、少なくとも１つの、好ましくは１つのオプションの供給チャネル３と、
縦方向に移動でき、自身の周囲に環状ギャップを形成する前記少なくとも１つの供給チャネル２の出口１３を封止するために使用できるニードル１と
を備え、
前記ガスのための少なくとも１つのオプションの供給チャネル３及び前記少なくとも１つの供給チャネル２とは、前記少なくとも１つの供給チャネル２から前記出口１３を通過した前記少なくとも１つの放射線硬化性コーティング組成物が、前記少なくとも１つのオプションの供給チャネル３からのガスによって霧化されるか、又は、前記オプションの供給チャネル３がない場合には、物理的力によって霧化されるように設けられており、
さらに、前記少なくとも１つのコーティング組成物のためのリザーバ１１は、該リザーバ１１から前記供給チャネル２までの供給ライン１２を有し、
前記ニードル１は、前記少なくとも１つの放射線硬化性コーティング組成物の硬化を開始させるために用いることのできる電磁放射線を透過するように設計されており、及び／又は、
前記供給ライン１２は、電磁放射線を透過するように設計されており、前記供給ライン１２には照明装置１０が搭載されている
ことを特徴とする持ち運び可能なスプレーガン。

一実施形態では、前記電磁放射線は本発明のニードル１を通ってスプレーガン内へと導入される。

本発明の利点は、商業的に入手可能な、つまり市販のスプレーガンを用いることができ、通常は金属製である市販のスプレーガンの既存のニードルを電磁放射線を透過する本発明のニードル１で置換することによって、簡単に改造することができることである。

電磁放射線を透過できる本発明のニードル１は、好ましくは、元の従来のニードルと同一の直径及び同一の先端構造（形状等）を有するように製造される。所望されるのであれば、先端構造は、例えば、円錐角を変更したり、１以上の肩部や溝を先端に組み込むことによって、僅かに変更可能である。

その他の点では、ニードル１及びニードル先端の寸法は、元のニードルに基づく。ニードルの直径（図１にｅとして示す）は好ましくは、０．５〜１０ｍｍ、より好ましくは、２〜５ｍｍである。ある場合には、より小さい直径も可能である。

ニードル１は、前記少なくとも１つの放射線硬化性コーティング材料における硬化を開始するために必要な波長領域にある電磁放射線に対して透過性がある材料でニードル１を製造することが、本発明にとって必須である。

この種の透過性材料は、例えば、石英、ポリメチルメタクリレート（プレキシグラス（登録商標））または他の透明なプラスチック、一例としては、ポリカーボネート（PC）、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、サファイアガラス、方解石、ガラス、入力面及び出力面を有する中空体であり、好ましい材料は石英である。ＵＶ光が使用されているときは、４５０ｎｍ未満の波長領域に対して有意の（かなりの）透明性（透過性）があるべきである。

一般的にかつ好ましくは、ニードル１の先端部の表面（図１において６で示す）だけが電磁放射線を透過するように設計されていれば十分である。したがって、本発明のスプレーガンでは、図１における部分ｆが露光（照射）され、前記少なくとも１つのコーティング組成物中の光開始剤の活性化のために利用できる。

前記部分ｆの長さは、好ましくは、１〜３０ｍｍであり、より好ましくは２〜２０ｍｍ、非常に好ましくは４〜１５ｍｍである。

本発明の好ましい一実施形態では、前記露光部分ｆにおいて、前記表面６に対向する供給チャネル２の表面７は、用いる放射線に対して反射性を持つ。このことによる効果は、電磁放射線をより効率的に利用できることである。

ニードル１の本体は、使用する放射線に対して透明であり（つまり透過性があり）、放射線ガイドとして作用する。したがって、図１において参照番号５で表されるニードル１の円筒部の外側表面も電磁波を透過する場合には、追加の利点は何もない。これは通常欠点を伴う。なぜならば、材料の非常に少ない流れの領域が露光されて、スプレーガンの内部で硬化することになるからである。

裏面側において、ニードル１は照明装置（図１には示されていない）に接続されている。この照明装置は、少なくとも所望の波長領域にある電磁放射線を、ニードル１の放射線ガイドの中へと出射する。

照明装置はニードル１上に直接取り付けてもよいが、好ましくは、ニードル１に接続され、より好ましくは光ガイドによってニードル１に接続される。

適切な照明装置の例は、低圧水銀ランプ、中間圧水銀ランプ若しくは高圧水銀ランプ、蛍光管、パルス式エミッタ、メタルハライドランプ、エキシマエミッタ、発光ダイオード（ＬＥＤ)、レーザダイオード、その他のレーザシステムである。放射線硬化は、高エネルギ放射線、換言すれば、ＩＲ（赤外線）、ＮＩＲ（近赤外線）、ＵＶ放射線、昼光（日光）好ましくはＵＶ放射線（紫外線）を照射することによって行われる。

照明装置から出射される所望の波長領域λは、放射線硬化を行うための波長領域を包含していなければならない。この波長領域は、好ましくは、コーティング組成物に用いられる少なくとも１つの光開始剤Ｉの吸収スペクトル、特に好ましくは活性化スペクトルをも包含すべきである（以下参照）。例えば、所望の波長領域は、２００〜２５００ｎｍ、好ましくは２００〜２０００ｎｍ、より好ましくは２００〜１５００ｎｍ、非常に好ましくは２００〜１０００ｎｍ、より具体的には２００〜７８０ｎｍ、特に３４０〜５００ｎｍを包含する。

導入する放射線量は、ＵＶ硬化の場合で、好ましくは、８０〜３００００ｍＪ/ｃｍ^２の範囲内にあるべきである。

本発明の好ましい一実施形態では、照明装置は、ＵＶ領域で発光する１以上のＬＥＤ、より好ましくは、３６５〜４５０ｎｍの波長領域のＵＶ光を出射するＬＥＤまたはＬＥＤシステムを備える。２以上のＬＥＤ、例えば２〜１００個、好ましくは２〜５０個、より好ましくは３〜２５個、非常に好ましくは３〜１６個のＬＥＤを用いる場合には、照明装置の照射直径をニードル１の直径に適合させる必要があるかもしれない。これは、好ましくは、アダプター装置または収束レンズによって、達成できる。

ＬＥＤの特別の利点は、それらの小さい物理的サイズのおかげで、ニードルに、または、スプレーガンの本体に、直接取り付けることができ、光ガイドを介してニードル１に接続する必要が無いことである。

ニードル１は、長さ方向に移動可能であるように形成されており、したがって、その移動によって、直径ｄを有する出口１３に対して、少なくとも１つのコーティング組成物のための少なくとも１つの供給チャネル２を閉じることができ、こうして、コーティング組成物の噴霧（噴射）を調整したり防止したりできる。出口１３を閉じるためには、特に出口１３の領域で、直径ｅがｄよりも大きくなければならないことがわかるだろう。

供給チャネル２は通常、ニードル１の周囲の環状ギャップの形態で設けられるが、供給チャネル２のその配置は本発明にとって本質的（必須）なものではなく、他の配置も考えられ、その場合であっても同等の効果を奏するであろう。

ニードル１と壁４との間の供給チャネル２の幅（図１でａで表されている）は、０．０５〜５ｍｍとでき、好ましくは０．１〜１．５ｍｍ、より好ましくは０．１〜１ｍｍである。

オプションとして、出口１３のニードル１から離れた側で、少なくとも１つのさらなる供給チャネル３を介して、少なくとも１つのスプレーガスが供給される。このスプレーガスの効果は、前記少なくとも１つのコーティング組成物を霧化することである。

オプションとして可能なことは、本発明のスプレーガンに所謂ホーンエアのための出口を噴射方向に設けることである。この追加の出口によって、生成スプレーコーンを、ノズル１４を出た後に特定のスプレーパターンを作るような形状にすることができる。

さらに、オプションとして、スプレーガンにエアレス構成を与えることが可能である。つまり、スプレーガスのための供給チャネル３は必要がなく、コーティング組成物は、ガスを送ることなく霧化つまり微粒化される。ガスを送る代わりに、供給チャネル２内の液体コーティング組成物を激しく回転させて、それが出口１３から出るときに霧化する。

しかし、好ましい実施形態では、少なくとも１つの供給チャネル３が存在し、その供給チャネル３を通ってスプレーガスが供給される。

供給チャネル３は、通常、出口１３から出現する少なくとも１つのコーティング組成物の噴流の回りの環状ギャップの形で配置されるが、供給チャネル３のこの配置は本発明にとって本質的なものではない。供給チャネル３の他の配置も考えられ、同等の効果を有することができる。

供給チャネル３の幅は、図１においてｂで表されており、０．１〜５ｍｍ、好ましくは０．２〜４ｍｍ、より好ましくは０．３〜３ｍｍとできる。

供給チャネル３を通して供給される少なくとも１つのガスは、好ましくは空気であるが、異なるガス、例えば、窒素や二酸化炭素等の不活性ガスを用いることも考えられる。

供給チャネル３を通して供給される少なくとも１つのガスは、好ましくは圧縮態様で、スプレーガンの外部にあるリザーバから供給チャネル３までラインを介して供給される。前記少なくとも１つのガスは通常、５バールまでの、好ましくは３バールまでの、より好ましくは２バールの超大気圧でもって、スプレーガン内に送られる。

前記２つの供給チャネル２と３は、壁４によって互いに分離されている。

幅ｃを有するノズル１４のデザインは本発明にとって本質的（必須）なものではない。決定的なファクターは、コーティング組成物を所望の方法で基板に塗布することができるように前記少なくとも１つのコーティング組成を霧化する見地からの効果である。

本発明のさらなる実施形態では、コーティング組成物はリザーバ１１とスプレーガンの噴射口との間の部分で露光される。これは、電磁放射線が本発明のニードル１を通してスプレーガン内に導入される実施形態に追加して行われてもよく、またはその実施形態に代替して行われてもよい。リザーバ１１とスプレーガンの噴射口（出口）との間の部分でコーティング組成物を露光することは好ましい。

供給チャネル２を介して供給される少なくとも１つの放射線硬化性のコーティング組成物は、スプレーガン外部のリザーバからラインを介して供給チャネル２内へ供給されてもよいし、または、スプレーガンに直接接続されたリザーバ１１を介して供給されてもよい。両方の場合において、外部リザーバまたはリザーバ１１から供給チャネル２までの供給ライン１２を部分ｈに亘って電磁放射線に対して透明にして、照明装置１０を介してさらなる電磁放射線が前記少なくとも１つのコーティング組成物内に導入するようにできる。

供給ライン１２片側からの露光、供給ライン１２両側からの露光、または供給ライン１２を取り巻く環状配置での露光を行う照明装置１０を、例えば、平坦な接続部材として、リザーバタンクとスプレーガン自体との間に取り付けることができる。この接続部材は、例えば透明ポリマーから型成形または射出成形することができ、コーティング組成物のベーキング（焼き）や透明材料の変質、劣化のために取り替え可能であるように設計することができる。この種の接続部材は種々の直径ｉを有することができる。これは、種々の光開始剤及び光開始剤の種々の濃度及び／または種々の体積流量に応じて、放射線硬化性コーティング組成物への電磁放射線の貫通深さを、硬化を開始するのに十分な貫通深さとするためである。

照明装置の照明領域の寸法は変更してもよく、したがって、様々な数の光源例えばＬＥＤを搭載することができる。供給ライン１２の回りに円のように配列された複数の照明装置があってもよい。リザーバ１１が直接スプレーガンに取り付けられておらず、コーティング組成物がより遠くのリザーバ設備から供給されるのであれば、供給ラインが照明されると共に、ホースの形態をとってもよい。別の実施形態は、供給ライン１２としてのホースを備えており、このホースは、好ましくは透明な射出成形プラスチックでできた、取り替え可能で、好ましくは平面に平行な透明窓を複数備えており、これらの窓にＬＥＤが取り付けられている。この構成により、窓が付着されている場合には、窓を簡単に交換でき、ＬＥＤを再使用できる。

したがって、供給ライン１２は数ミリから数メートルまでの長さを有し、その被照明部分ｈは、供給ライン１２の全長の一部からその全長までをカバーする。

これによって、実用的な体積流量での種々の滞留時間が可能となる。さらに、前記被照明部分に収容された静的ミキサーによって、露光強度がより大きい片縁ゾーンの近くのコーティング組成物の滞留時間を均質化できると共に、露光されていない体積要素が噴射されて後にコーティング材料の非架橋領域を生じさせることになるのを防止できる。

照明装置１０は、好ましくは、ニードル１を介して供給される電磁放射線と同一波長領域のものを出射する。しかし、異なる波長領域で照射することも考えられる。但し、その場合は、前記少なくとも１つのコーティング組成物が、その異なる波長領域で活性化され得る光開始剤Ｉを含んでいることが条件である。

本発明のスプレーガンにおいて、本発明の前記２つの実施形態（ニードル１を介しての露光及び／又はリザーバ１１とスプレーガンとの間での露光）は、両方を合体して用いることも、別々に用いることもできる。好ましいのは、リザーバ１１とスプレーガンとの間で露光し、オプションとして、ニードル１を介しての露光で補うことである。

電磁放射線の照射線量を増加させるためには、オプションとして、外側から内側に供給チャネル２を照射するように少なくとも１つのさらなる照明装置８を配置することである。この目的のために、照明装置８の領域にある壁４に、照明装置８によって出射された電磁放射線を、光開始剤にとって適切な波長領域内で透過する、長さｇの透明窓９を設けることが必要である。

硬化用放射線の貫通深さを浅くする場合、コーティング材料のためのチャネルの形状は、広くかつ薄いものとできる。このために、供給チャネル２は薄い個々のチャネルに分割され、それらの各々が照射される。さらに、チャネル２に薄層構造を与えてもよい。

好ましくは、照明装置８は、好ましくは、ニードル１を介して供給される電磁放射線と同一波長領域のものを出射する。しかし、異なる波長領域で照射することも考えられる。但し、その場合は、前記少なくとも１つのコーティング組成物が、その異なる波長領域で活性化され得る光開始剤Ｉを含んでいることが条件である。

前記少なくとも１つのコーティング組成物（例えば、１〜３つ、好ましくは１つまたは２つ、より好ましくは１つだけのコーティング組成物）は、電磁放射線によって硬化し得るか、または、少なくとも硬化を開始し得る種類のものである

ここで、「硬化」とは、コーティング組成物中の低分子量成分の重合を意味しており、高分子量の化合物が生成される。この重合は、好ましくは、ラジカル重合又は重縮合である。

本発明の好ましい一実施形態では、コーティング組成物は、活性化エチレン性不飽和二重結合と、ラジカル重合を開始するラジカルを形成するために照射電磁放射線によって活性化され得る少なくとも１つの光開始剤Ｉとを備えた種類のものである。

活性化エチレン性不飽和二重結合は、好ましくは、アクリレート基とメタクリレート基とビニルエーテル基とからなる群、より好ましくは、アクリレート基とメタクリレート基とからなる群から選択される。

有利なコーティング組成物は、ＷＯ２００５／１１９２０８Ａ１の５頁７行目〜７頁２１行目（ＵＳ２００８／００３２０３７Ａ１の段落［００３３］〜［００４６］に対応）に記載された種類のものであり、これは、援用により、明示的に、本願開示内容の一部である。

コーティング組成物の活性化のために存在している光開始剤Ｉは、例えば、ＵＶ線、ＩＲ線、及び／又はＭＩＲ線によって、及び／又は昼光、好ましくはＵＶ線によって、活性化できる。

ＵＶ線によって活性化できるこの種の光開始剤は、例えば、ＷＯ２００５／１１９２０８Ａ１の７頁２３行目〜９頁１０行目（ＵＳ２００８／００３２０３７Ａ１の段落［００４７］〜［００５９］に対応）から知られており、これは、援用により、明示的に、本願開示内容の一部である。

ＮＩＲ線またはＩＲ線によって活性化できるこの種の光開始剤は、例えば、ＷＯ２００５／０８５３７２Ａ１の３頁２４行目〜５頁１８行目（ＵＳ２００７／２７７７００Ａ１の段落［００１３］〜［００２３］に対応）から知られており、これは、援用により、明示的に、本願開示内容の一部である。

コーティング組成物において１つの光開始剤を用いることもできるし、２以上の光開始剤を組み合わせて用いることもできる。後者は、特に、本発明の装置において電磁放射線がニードル１及びオプションの照明装置８及び／１０を介して異なる波長領域で入力される場合に、好ましい。

例えば、ＵＶ活性の光開始剤とＮＩＲ活性の光開始剤とを組み合わせて用いてもよい。あるいは、十分に異なる波長領域で活性化されるものであれば、２つのＵＶ活性の光開始剤を用いてもよい。

本発明の特に好ましい実施形態では、コーティング組成物は、２成分ポリウレタンコーティング組成物を含み、それらの重縮合は、電磁放射線の照射により放出されるルイス酸によって開始される。

前記２成分ポリウレタンコーティング組成物は、好ましくは、少なくとも１つのポリイソシアネートと少なくとも1つの結合剤とを含むコーティング組成物である。

前記ポリイソシアネートは、好ましくは、少なくとも２個のＮＣＯ官能基を有する脂肪族または脂環式ポリイソシアネートを含み、これは、一般に、ＮＣＯ＝４２ｇ／ｍｏｌとして計算すると、５重量％〜２５重量％のＮＣＯ含有量を有する。

結合剤は、例えば、ポリアクリレートポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリウレタンポリオール；ポリ尿素ポリオール；ポリエステルポリアクリレートポリオール;ポリエステルポリウレタンポリオール;ポリウレタンポリアクリレートポリオール、ポリウレタン変性アルキド樹脂；脂肪酸変性ポリエステルポリウレタンポリオール、アリルエーテルとの共重合体、前述の化合物（例えば異なるガラス転移温度を有するもの）のグラフトポリマー、そして前述の結合剤の混合物である。好ましいのは、ポリアクリレートポリオール、ポリエステルポリオール、ポリウレタンポリオールである。

ＤＩＮ５３２４０−２に準拠して（電位差測定法により）測定した好ましいＯＨ価は、ポリエステルについては４０〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは８０〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ポリアクリレート-オールについては１５〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは８０〜１６０ｍｇＫＯＨ／ｇである。

結合剤は、さらに、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ３６８２に準拠して（電位差測定法により）、２００ｍｇＫＯＨ／ｇまでの、好ましくは１５０ｍｇＫＯＨ／ｇまでの、より好ましくは１００ｍｇＫＯＨ／ｇまでの酸価を有してもよい。

特に好ましい結合剤は、ポリアクリレートポリオールおよびポリエステルオールである。

これらの種類のコーティング組成物は例えばWO２００９／０５０１１５Ａ１の３０頁２２行目〜３３頁２０行目に記載されており、これは、援用により、明示的に、本願開示内容の一部である。

電磁放射線によって放出されるルイス酸は例えば、WO２００９／０５０１１５Ａ１の２頁４行目〜２８頁３４行目、ＷＯ２０１１／０３２８３７Ａ１の１頁３５行目〜１８頁９行目、ＷＯ２０１１／０３２８７５Ａ１の１頁４２行目〜１４頁４行目から知られており、それぞれについて、援用により、明示的
に、本願開示内容の一部である。

本発明において適切なのは、長い暗反応（例えば、被着色コーティング組成物のための２成分反応またはカチオン性反応）を伴う、光誘起重合である。

ここで「長い」とは、コーティング組成物の粘度が急激に増大（この急激な増大の結果、コーティング組成物はスプレーガンでもうこれ以上は処理されない）する前の時間が、好ましくは、スプレーガン内のコーティング組成物の滞留時間、即ち、露光からノズル１４を出るまでの時間の１０倍であることを意味している。

この場合、露光中の照明装置６、８及び／又は１０の箇所におけるコーティング組成物の層厚を好ましくは１ｍｍ未満、より好ましくは１００μｍ未満、非常に好ましくは１０μｍ未満となるように選択するのが好ましい。

コーティング組成物中の光開始剤Ｉとして単一のルイス酸を用いてもよく、あるいは、光開始剤として２種類以上のルイス酸を用いてもよい。後者は、特に、本発明の装置において電磁放射線がニードル１と、オプションの照明装置８及び／又は１０とを介して異なる波長領域で入力される場合に、好ましい。

例えば、ＵＶ活性の光開始剤とＮＩＲ活性の光開始剤とを組み合わせて用いてもよい。あるいは、十分に異なる波長領域で活性化されるものであれば、２つのＵＶ活性の光開始剤を用いてもよい。

さらに、コーティング組成物中の典型的なコーティング添加剤として、例えば、抗酸化剤、酸化防止剤、安定剤、活性化剤（促進剤）、染料、脱ガス剤、光沢剤、帯電防止剤、難燃剤、増粘剤、チキソトロープ剤、フロー制御剤、結合剤、消泡剤、芳香剤、界面活性剤、粘度調整剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与樹脂（粘着付与剤）粘着付与剤、キレート剤または相溶化剤（相溶化剤）を添加することが可能である。

着色コーティング組成物を使用してもよい。これは特に顔料が光開始剤Ｉを活性化する照射電磁波長領域に対して少なくとも部分的に透明である場合に可能である。これはＩＲ領域またはＮＩＲ領域で活性化可能な光開始剤Ｉの場合にはよくあることである。しかし、この波長領域の放射線を吸収する着色コーティング組成物であっても、本発明のスプレーガン内の光開始剤の量子収率が十分高ければ、スプレーガンにおいて活性化させることができる。これは、さらに、静的ミキサーを備えることによってサポートすることができる。静的ミキサーは、露光領域においてコーティング組成物をぐるぐる回すことで、露光可能な層厚を大きくする。

塗布すべきコーティング組成物がスプレーガンによって塗布できるための粘度を有することは、保証されなければならない。この塗布粘度は、所望の粘度に達するまで溶剤の中で混ぜることで得ることができる。

一般的に言えば、放射線硬化性コーティング組成物の粘度は、２５℃で１０〜１００００ｍＰａｓ、好ましくは、１０〜１０００ｍＰａｓである。

本発明の利点は、スプレーガン内での露光の結果として、電磁放射線は少しも外部へ出て行かず、出て行ったとしてもほんの僅かだけで、その代わり放射線は殆ど完全にスプレーガン内に吸収されるので、塗装従事者のために作業場をＵＶ放射線から保護する必要がない。

コーティング組成物内に導入される電磁放射線の線量は、照明装置と反対側の表面が反射性を有するように該表面を調整することにより、増加させることができる。

照明装置８、１０は好ましくは、ハウジング１５を備えているので、電磁放射線は外部へと貫通（透過）できない。従来技術に対して、本発明は前進を示している。なぜならば、本発明のスプレーガンでは露光が短い部分ｆ、ｇ、ｈでしか起こらず、コーティング組成物はその部分において１秒を遙かに下回る時間だけ電磁放射線を当てられるに過ぎないにも拘わらず、最後に述べたルイス酸によって、２成分ポリウレタンコーティング組成物における重縮合を開始することが今や可能だからである。リザーバ１１とスプレーガンとの間で長い接続部材１０を多数のＬＥＤなどの光源と共に使用する場合には、滞留時間は秒の範囲であり得る。従来技術のＤＥ３７０２９９９は重合の開始のために５秒及び１０秒という露光時間を明示的に開示している限りにおいて、これは驚くべきことである。この従来技術から知られる長い露光時間に対して、本発明の装置におけるような短い露光時間で、放射線がコーティング組成物の中に十分に入って、コーティング組成物の硬化を開始させることができることは、驚くべきことである。

したがって、本発明の好ましい組み合わせにおいては、上述の持ち運び可能なスプレーガンは、２成分ポリウレタンコーティング組成物を基板に塗布するために用いられる。そして、その２成分ポリウレタンコーティング組成物の重縮合は、電磁放射線に当たることにより放出されるルイス酸によって開始される。

本発明はさらに、スプレーガンによってコーティング組成物を基板に塗布する方法を提供する。前記スプレーガンは本発明に係るスプレーガンであり、前記コーティング組成物は、電磁放射線によって硬化することができるか、又は、少なくとも硬化を開始することができる種類のコーティング組成物であり、好ましくは、電磁放射線に当たることにより放出されるルイス酸によって重縮合が開始される２成分ポリウレタンコーティング組成物である。

本発明は、さらに、この種のコーティング組成物を基板に塗布するための本発明に係るスプレーガンの使用法を提供する。前記コーティング組成物の硬化は、電磁放射線によって実行することができるか、又は、少なくとも開始することができ、前記コーティング組成物は、好ましくは、電磁放射線に当たることにより放出されるルイス酸によって重縮合が開始される２成分ポリウレタンコーティング組成物である。

本発明の方法は、木材、ベニヤ板、紙、厚紙、織物、膜、箔、皮革、不織布、プラスチック表面、ガラス、セラミック、鉱物建築材料、例えば、成形セメントブロック、繊維セメントスラブ、又は金属、などの基板をコーティングするのに適している。なお、これらはそれぞれ、好ましくは木材、プラスチック、金属については、より好ましくはプラスチック及び金属については、オプションとして、プレコート及び／又は前処理がしてあってもよい。

本発明は、特に、自動車、（大形）車両、航空機、産業アプリケーション、農業及び建設分野の多目的車、装飾用コーティング、橋、建物、送電塔、タンク、コンテナ、パイプライン、発電所、化学プラント、船舶、クレーン、杭、シートパイル、バルブ、パイプ、継手、フランジ、カップリング、ホール、屋根、構造用鋼、家具、窓、ドア、床材のためのコーティングに適しており、特に好ましいのは、自動車、（大形）車両、航空機、多目的車のコーティング、非常に好ましくは自動車のコーティング、特に、補修用途でのものである。

１ ニードル
２ 少なくとも１つのコーティング組成物のための供給チャネル
３ 少なくとも１つのガスのための供給チャネル（オプション）
４ 壁
５ ニードル１の外側表面
６ ニードル１の先端部の表面
７ 表面６に対向する壁４の表面
８ さらなる照明装置（オプション）
９ 壁４の窓（オプション）
１０ さらなる照明装置
１１ リザーバ
１２ 供給ライン
１３ 出口
１４ ノズル
１５ 照明装置のハウジング
ａ 供給チャネル２の幅
ｂ 供給チャネル３の幅
ｃ ノズル１４の幅
ｄ 出口１３の幅
ｅ ニードル１の直径
ｆ 露光部分６の長さ
ｇ 露光部分９の長さ
ｈ 露光部分１２の長さ
ｉ 供給ライン１２の直径

Claims (11)

1. 少なくとも１つの、好ましくは１つの放射線硬化性コーティング組成物のための、少なくとも１つの、好ましくは１つの供給チャネル２と、
   ガスのための、少なくとも１つの、好ましくは１つのオプションの供給チャネル３と、
   縦方向に移動でき、自身の周囲に環状ギャップを形成する前記少なくとも１つの供給チャネル２の出口１３を封止するために使用できるニードル１と
   を備え、
   前記ガスのための少なくとも１つのオプションの供給チャネル３及び前記少なくとも１つの供給チャネル２とは、前記少なくとも１つの供給チャネル２から前記出口１３を通過した前記少なくとも１つの放射線硬化性コーティング組成物が、前記少なくとも１つのオプションの供給チャネル３からのガスによって霧化されるか、又は、前記オプションの供給チャネル３がない場合には、物理的力によって霧化されるように設けられており、
   さらに、前記少なくとも１つのコーティング組成物のためのリザーバ１１は、該リザーバ１１から前記供給チャネル２までの供給ライン１２を有し、
   前記ニードル１は、前記少なくとも１つの放射線硬化性コーティング組成物の硬化を開始させるために用いることのできる電磁放射線を透過するように設計されており、及び／又は、
   前記供給ライン１２は、電磁放射線を透過するように設計されており、前記供給ライン１２には照明装置１０が搭載されていることを特徴とする持ち運び可能なスプレーガン。
2. 前記ニードル１は、石英、ポリメチルメタクリレート、サファイアガラス、及び方解石からなる群から選択された材料で製造されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記ニードル１の表面６に対向する面７は反射性を有する請求項１又は２に記載の装置。
4. 少なくとも１つのＵＶ発光ＬＥＤまたは少なくとも１つのＬＥＤシステムが前記ニードル１に直接搭載されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の装置。
5. さらに、少なくとも１つのさらなる照明装置８が、窓９を通して前記供給チャネル２の中へ外から内側へと電磁放射線を出射するように取り付けられており、前記窓９は前記照明装置８の領域に位置すると共に、当該波長領域に対して透過性を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の装置。
6. 前記供給ライン１２は、前記放射線硬化性コーティング組成物への電磁放射線の貫通深さが硬化を開始するのに十分なものとできる直径ｉを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の装置。
7. 前記供給ライン１２は置換可能で、少なくとも一部が透明プラスチックからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の装置。
8. スプレーガンによってコーティング組成物を基板に塗布する方法であって、
   前記スプレーガンは請求項１乃至７のいずれか１に記載のスプレーガンであり、前記コーティング組成物は、電磁放射線によって、硬化が行えるか、又は、少なくとも硬化を開始することができる種類のコーティング組成物であることを特徴とする方法。
9. 前記コーティング組成物は、活性化エチレン性不飽和二重結合と、ラジカル重合を開始するラジカルを形成するために照射電磁放射線によって活性化され得る少なくとも１つの光開始剤Ｉとを備えた種類のものであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記コーティング組成物は、電磁放射線に当たることにより放出されるルイス酸によって重縮合が開始される２成分ポリウレタンコーティング組成物であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. コーティング組成物を基板に塗布するための請求項１乃至７のいずれか１に記載のスプレーガンの使用法であって、前記コーティング組成物の硬化は、電磁放射線によって実行することができるか、又は、少なくとも開始することができることを特徴とする使用法。

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