JPH01270980A - ウレタン系樹脂塗料の塗装方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はウレタン系樹脂塗料の塗装時に形成される塗膜
の乾燥硬化特性と塗着効率に優れた塗装方法に関するも
のである。

（従来の技術） 従来のウレタン系樹脂塗料の塗装方法としては例えば図
３に示すようなものがある。

すなわち同図において、塗料供給ホース３より送られた
ウレタン系樹脂塗料は塗装ブース６において空気供給ホ
ース２より送られた空気により塗装ガン１において、霧
化され、ついで霧化された塗料４は被塗物５の表面に付
着して被膜を形成する。このように表面に塗膜を有する
被塗物を焼付乾燥炉に入れ、６０〜９０℃で２０〜６０
分間乾燥を行うか、あるいは常温で数時間もしくは十数
時間以上放置することにより乾燥硬化させることにより
被塗物５の表面に硬化被膜８を形成させる方法がある。

しかしながら加熱硬化方法にあっては焼付乾燥炉９が必
要であり、熱に弱い被塗物（例えはプラスチックなど）
には使用できない欠点があった。

一方常温硬化法では硬化に長時間を要する為生産性が悪
くまた乾燥中にホコリが付着して不良率が高くなるなど
の欠点があった。

このようなウレタン系樹脂塗料の硬化促進方法としては
ウレタン系樹脂塗料を塗装したのちに直ちに気化したア
ミンの雰囲気中に未乾燥塗膜を曝し、該塗膜中にアミン
を浸透させてその触媒作用によって急速に硬化させる、
いわゆる蒸気アミン浸透法がある。（特公昭５３−１９
０３８及び特公昭５Ｏ−２０９１）又、別の方法として
はウレタン系樹脂塗料を気化したアミンガスで霧化し、
このアミンガスと霧化塗料とを接触媒させることにより
触媒作用によって急速に硬化させる、いわゆる蒸気アミ
ン触媒噴霧方法がある。

更には、硬化触媒をポリオール側に前もって入れて置き
ポリイソシアネート硬化剤を混合し、塗装することによ
り硬化を促進させる触媒前添加法がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら気化したアミンを塗膜と接触させ蒸気アミ
ン浸透法はアミン雰囲気を保持するチャンバーが必要で
あり、なおかつ、アミンを外に漏らさないようにエアー
カーテンを設け、その排気を処理する装置が必要である
。

また気化したアミンを塗膜表面より浸透させるために、
浸透力に制限があり、厚膜塗膜には向うないなどの欠点
があった。

さらにアミンを気化状態で使用するために使用可能なア
ミンの種類におのずと限界があった。

一方式化したアミンでウレタン系樹脂塗料を霧化する蒸
気アミン触媒噴霧方法においては塗膜の急速な乾燥硬化
が得られ、かつ厚膜塗装も可能になるなどの利点がある
がアミンを気化させるための装置が必要であり、使用可
能なアミンの種類にも制限があった。また硬化反応があ
まりにも急速であるために塗膜のレベリングが充分でな
く、上塗り塗装などの高度の塗膜状態を要求される塗装
においては不適当であり用途が制限されるなどの欠点が
あった。

更に触媒を前もって添加しておく触媒前添加法では、硬
化は促進されるが可使時間が短くなり、塗料のロスが多
くなり取扱いが困難であるなどの欠点を有していた。

したがって、本発明の目的は、厚膜塗装が可能でかつ適
当な乾燥硬化速度を有し、しかも高度の塗膜状態が得ら
れ、かつ塗着効率の優れた静電塗装に用いられる新規な
ウレタン系樹脂塗料の塗装時に形成される塗膜の乾燥硬
化特性の優れた塗装方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） したがって、本発明はポリオールとポリイソシネートと
の反応を利用したウレタン系樹脂塗料を硬化促進させる
方法において、塗料霧化用空気中に液状硬化触媒を霧状
にして飛散させ、塗料の霧化とほぼ同時に塗料と硬化触
媒とを接触させながら塗装する時に液状硬化触媒を必要
に応じて前もって電機抵抗値の高い有機溶剤に溶解する
ことにより、静電塗装を行い、形成された塗膜を乾燥硬
化することを特徴とするウレタン系樹脂塗料の塗装方法
により、前記問題点を解決したものである。

−ｆｆｉ的にスプレー塗装では塗着効率が悪い場合が多
く、特に被塗物の形状が複雑になることにより塗着効率
が悪くなるものであり、これを解決する手段として静電
塗装が用いられる。

静電塗装を用いる時、当該液状硬化触媒が導電性の場合
、静電気がリークし、静電塗装が行えない為、当該液状
硬化触媒を前もって非導電性にしておく必要があり、こ
の場合非極性溶媒を使用することが適切である。

（作用） 以下本発明を図面を参照しながら説明する。第１図に示
すように硬化触媒タンクにより供給された非極性溶媒に
希釈された液状硬化触媒は塗装ブース６において、流旦
計１１および調整バルブで適量に制御され、硬化触媒供
給ホース１４によりミキサー１０に送られる。ミキサー
１０においては塗料霧化エアー供給ホース２より供給さ
れた例えば０．５ｋｇ／−以上、好ましくは１．０〜６
゜Ｏｋｇ　／　ｃｘＫの液状硬化触媒（非極性溶媒で希
釈された）霧化圧に設定された空気中に液状硬化触媒を
霧状に分散させたのち塗装ガン１に供給される。

一方塗料供給ホース３により供給されたウレタン系樹脂
塗料は塗装ガン１において例えば２．０ｋｇ／−以上好
ましくは３．５〜６．０ｋｇ／−の塗料霧化圧に設定さ
れた霧状硬化触媒含有空気により霧化されて霧状硬化触
媒と共に塗装ガン１より霧状で吐出される。一方高圧発
生装置１９にて得られた静電気は塗装ガン１の先端に設
けられた電極２０より直流高電圧が霧化塗料粒子に付与
される。

なお電極２０は第２図で示される如く、ガン１９内部に
設ける場合もあり、どちらでも良い。

例えば第４図に示すような構造を有する外部混合式の塗
装ガン１を用いた場合、空気供給口１４から塗装ガン１
内に導入された非極性溶媒希釈液状硬化触媒含有空気を
上記のごとき所定の圧力に圧縮して空気キャップ１５の
空気ノズル１６から吹き出すことにより塗料ノズル１７
の先端部に低圧部が生じる。塗料供給口１８より塗装ガ
ン１内に供給された塗料ノズル１７へと導かれた塗料は
上記の如く生じた低圧部の力によって吸引された塗料ノ
ズル１７より吐出される。この時先端にある電極２０に
よって直接高電圧を付与される吸引された塗料はさらに
続いて来る高圧空気の力（速度）によってちぎられ霧化
される。霧化された塗料１４は被塗物５の表面に付着し
て塗膜を形成する。　この様にして塗膜を形成した被塗
物５はボストキュア室に搬送され、例えば１５〜８０’
Ｃ好ましくは２０〜５０℃更に好ましくは室温付近に所
定時間放置される。これにより塗膜は硬化が行なわれる
。

本発明による塗装方法にいおて使用されるウレタン系樹
脂塗料としては従来の加熱または常温乾燥方法、蒸気ア
ミン浸透法、蒸気アミン触媒噴霧方法などに用いられる
、いかなるウレタン系樹脂塗料でもよい。

例えばアクリルポリオール、アルキドポリオール、ポリ
エステルポリオール、ポリエーテルポリオールおよびそ
の変性品、あるいはこれらポリオール類の混合品よりな
るポリオール類と、トリレンジイソシアネート（ＴＤ　
Ｉ　＞　、キシリレンジイソシアネート（ＸＤ　Ｉ　）
インボンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジフェニルメ
タンジイソシアネート（ＭＤ　Ｉ　）　、及びこれらの
水素添加物、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジン
ジイソシアネート、及びこれらの混合物などのポリイソ
シアネート類とからなる二液型ポリウレタン樹脂塗料、
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、
などのポリアルキレングリコール類のポリイソシアネー
ト付加物で代表される一液湿気硬化型ポリウレタン樹脂
塗料がある。

これらのウレタン系樹脂塗料に対して一般に塗料に使用
される無機顔料、有機顔料、有機溶剤、消泡剤、レベリ
ング剤、色別れ防止剤、粘度調整剤などの塗料添加剤、
あるいはセルロースアセテート、塩化ビニル樹脂などの
ポリオール以外の変性用樹脂、可塑剤などが全て使用で
きる。

次に本発明において、使用できる触媒としては、従来の
蒸気アミン浸透方法および蒸気アミン触媒噴霧方法が常
温において気化できる第３級アミンに限定されるのに対
し、これらの第３級アミンを含む霧化可能な液状アミン
類はいずれも使用できる。このような液状アミン類とし
ては第３アミン類が好ましく、例えば、トリメチルアミ
ン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ
ーｎ−プロピルアミン、トリーｎ−ブチルアミン、トリ
イソブチルアミン、トリーｓｅｃ　−ブチルアミンなど
の第３級アルキルアミン、ジメチルアニリン、ジエチル
アニリン、トリベンジルアミンなどの芳香族アミン、Ｎ
−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリンなどのモル
ホリン類、トリエタノールアミン、メチルジェタノール
アミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノー
ルアミン、ジエチルエタノールアミン、ジブチルエタノ
ールアミン、ジ（２−エチルヘキシル）エタノールアミ
ン、エチルジェタノールアミン、トリイソプロパツール
アミン、ジブチルイソプロパノールアミンなどのアルカ
ノールアミン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラ
メチルへナキサメチレンジアミン、テトラメチルプロピ
レンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミンなど
のジアミン類およびトリアミン類が使用できる。

−力木発明において使用される液状硬化触媒希釈用の有
機溶剤の種類は非極性有機溶剤であれば良いが、霧化時
飛散し塗膜に残らないほうが乾燥性の点より望ましく沸
点が１５０℃以下が好ましく、トリオール、キジロール
、ヘキサン、ペンゾ−ル、酢酸ブチル、などが望ましい
。一方希釈濃度については使用される触媒アミンの種類
によって異なるが概ね１〜４０％アミン量／対希釈溶剤
が適切であり好ましくは５〜２０％である。アミン濃度
が１％より少ない場合は使用希釈溶剤量が大となり経済
的ロスが大であり、又４０％より多い場合は電導度が高
くなり、静電性効果がなくなることがある。さらに本発
明の塗装方法においては上記のごときウレタン系樹脂塗
料と液状硬化触媒との塗布時における混合比は液状硬化
触媒１００％有効換算にて重量比で１００：０．１〜１
００：５０好ましくは１００：０．５〜１００：３０で
ある。１００：０．１より触媒量が少ない場合は硬化触
媒による硬化促進が不充分であり、−方１００　：　５
０より触媒量が多い場合は、塗料のフロー性が悪くなり
ユズ肌仕上りとなる。

又、塗布時におけるウレタン系樹脂塗料と空気との配合
比は体積比で１　：　１００〜１：６００、好ましくは
１：２２５〜１：３７５とされる。１：１００より空気
量が少ないと、ウレタン系樹脂塗料の微粒化が不良とな
り、肌不良となりやすく、１：６００より空気量が多い
と霧化された塗料粒子のはね返りが多く発生し、塗着率
が下がることがある。

一方、静電塗装として用いられる印加電圧は通常用いら
れる範囲であるが具体的には直流電圧として一４０ｋｖ
〜１４０ｋｖが好ましい。

（実施例） 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

実施例１ ２液型ポリウレタン樹脂塗料ベボン＃１０ＴＨ白（神東
塗料製）を塗装粘度は１５秒／２５℃に調整した後塗料
供給口へ送り、一方硬化触媒としてジメチルエタノール
アミンを１０％濃度（ｗｔ）になる様にトリオールで希
釈した液状希釈済アミンを用いて、当該アミンを分散さ
せた空気を霧化用空気として空気供給口より供給し塗装
ガンとしてモデル８５（ビンクスジャパン製）を用いて
塗料をアミン混入空気にて霧化し静電塗装を行った。

塗料露化圧４．０眩／−１塗料吐出量３５０ｃｃ／ｍｉ
ｎ　、アミン送り量（１００％ジメチルエタノールアミ
ン量として）２％重黴部対吐出塗料量、印加電圧−６０
ｋｖであった。

被塗物として２００Ｘ３００ｍ／ｍのミガキ鋼板（常法
にて脱脂済み）と２００ｍ／ｍφ×３００　ｍ　／　ｍ
長さ×板厚０．８ｍ／ｍのミガキ鋼板パイプ（常法にて
脱脂済み）を用いた。

膜厚２５μの塗膜を得、ボストキュア３０℃×１０分に
て良好な硬化膜となりパイプでは表面２０μ、裏面１２
μの良好な塗膜を得た。

実施例２〜５ 使用する希釈アミン濃度および送りアミン量（対塗料吐
出量）が表・−１に示す以外は実施例１と同様な手法で
塗膜を形成した。いずれも硬化性つきまわり性共に良好
であった。

比較例１ 直流電圧を印加しない以外は実施例１と同様な手法で塗
膜を形成した。硬化性は良好であったが、つきまわり性
は表面２５μ裏面０μと不良であつた。

比較例２〜４ 使用する希釈アミン濃度及び送りアミン量（対塗料吐出
量）が表−１に示す以外は実施例１と同様な手法で塗膜
を形成した。いずれも硬化性か、つきまわり性のいずれ
かか、あるいは両方共不良の塗膜であった。

（発明の効果） 以上述べたように本発明の方法に従うと室温で速硬化を
行い又厚膜塗装できると共に、つきまわり性が優れてい
るのでアミンチャンバーあるいはアミン気化装置が不要
であるうえに種々の硬化触媒が使用でき、塗着効率が高
くなる為にコストも安く、かつ生産性が良い塗装を行い
得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第２図は本発明に係わる塗装工程を示す模式
図、第３図は従来法による塗装工程を示す模式図、第４
図は本発明において用いられ得る塗装がこの一例の構造
を示す断面図である。 １・・・塗装ガン、２・・・塗料霧化エアー供給ホース
、３・・・塗料供給ホース、４・・・霧化塗料、５・・
・被塗物、６・・・塗装ブース、８・・・硬化塗膜、１
０・・・ミキサー、１１・・・流量計、１２・・・希釈
済硬化触媒タンク、 １３・・・ボストキュア室、 １４・・・希釈硬化触媒供給ポース、 １９・・・高圧発生装置、２０・・・電極。 特許出願人　　　　　日産自動車株式会社神東塗料株式
会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ポリイソシアネートの反応を利用したウレタン系樹脂
   塗料を硬化触媒を用いて塗装後の乾燥硬化を促進させる
   方法において、塗料霧化用空気中に液状硬化触媒を霧状
   にして飛散させ、塗料の霧化とほぼ同時に塗料と硬化触
   媒とを接触させながら塗装する時、静電塗装法を用いて
   当該方法で塗装し、形成された塗膜を乾燥硬化すること
   を特徴とするウレタン系樹脂塗料の塗装方法。