JPH0347552A - 塗装方法および塗装装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、液状物の塗装方法および塗装装置に関し、特
に硬化促進剤の存在下で硬化する液状物に適したスプレ
ー塗装方法および塗装装置に関する。

（従来の技術およびその課題） 近年、自動車部品や家電製品においては、軽量化や防錆
対策などの点から、素材としてプラスチックスが多く使
用されている。

プラスチックの塗装においては、耐熱性の観点から低温
で塗膜を形成することが強く要望され、その塗装方法の
一つとして触媒蒸気混合塗装システムが用いられている
。

上記塗装システムは、二液型ウレタン樹脂系塗料を、ア
ミン蒸気の触媒作用により、急速に硬化させる方式であ
り、ポリオールとインシアネートとを主成分とした。二
液型ウレタン樹脂系塗料を混合し、溶剤で粘度調整した
。塗料を、アミン蒸気発生機で発生させたアミン蒸気を
含んだ混合エアによって、一般用のエアスプレーガンを
用いて、霧化し、被塗物に吹き付けるものである。

吹きつけられた塗料はアミンの触媒作用によって急速に
硬化しウレタン樹脂系塗膜が形成される。

形成された塗膜は、通常４０〜１００°Ｃで後加熱し゛
Ｃ硬化乾燥される。この触媒蒸気混合塗膜システムによ
って、低温硬化の目的はかなり達成されるが、市場にお
いて、さらなる低温（常温）急速硬化の要求があり、こ
の要求に合致する、例えば、常温で０．１〜３０分程度
で硬化する液状物をこの塗装システムで塗膜した場合に
、スプレー装置の噴出口に硬化促進剤を含有する担体ガ
ス流が流入・接触するため、噴出口および噴出口の極く
近傍で塗料が急速に硬化し、噴出口での液状物の詰まり
、例えばノズルの詰まりを発生したり、ノズル又はノズ
ルの極く近傍に堆積した硬化塗料の固まりがとれて噴霧
された塗料中に混入し、塗膜中にブツを発生させたりす
るため安定した塗膜ができないことが判った。

本発明者は、硬化促進剤の存在下で、常温で速やかに硬
化する液状物を塗装する場合にも、上記の問題点がなく
、塗装作業性が良好である塗装装置として、先に特願平
１−１４０９９号で提案した。このものは、液状物の噴
霧体に硬化促進剤を含有する担体がガス流を混入し、こ
の混合物を被塗物に塗布し塗膜形成させる装置であって
、液状物の噴出口の周りに圧縮気体の吐出口を設け、噴
出口の近辺において、噴出された液状物の周りを吐出口
から噴出した圧縮気体が覆い、一種のエアカーテンを作
ることによって、噴出口およびその近辺に硬化促進剤を
含有する担体ガス流が侵入しないようにしたものである
が、条件によっては、硬化促進剤を含有する担体ガスが
噴出口の周辺に逆流することもあって、ノズルの詰まり
防止及びブツ発生防止は完全ではなかった。

（課題を解決するための手段） 上記の通りの状況に鑑み、本発明者は、硬化促進剤の存
在下で、常温で速やかに硬化する液状物を塗装する場合
にも、ノズルの詰まり防止及びブツ発生防止が完全にで
き、塗装作業性が良好である塗装方法および塗装装置を
鋭意研究の結果、本発明に到達した。

すなわち本発明は、硬化促進剤の存在の下で硬化する液
状物を噴霧し、上記液状物の噴霧体に硬化促進剤を含有
する担体ガスを混入して混合物を生成し、上記混合物を
被塗物に塗着させて被膜を形成させる方法において、 上記液状物の噴出口の近傍の吐出口から圧縮気体を吐出
させ、 上記液状物を、該噴出口および該吐出口を覆うカバーの
開口部の内側壁の内側近傍に外側面を有するスプレーパ
ターンで噴霧し、 上記圧縮気体を、該開口部から該カバーの外部に流出せ
しめる ことを特徴とする塗装方法を提供するものである。

まｔ；本発明は、上記塗装方法に適した塗装装置、硬化
促進対の存在の下で硬化する液状物を噴出して、液状物
の所定のスプレーパターンを形成する噴出口と、硬化促
進剤を含有する担体ガス噴出して、この担体ガスを上記
液状物に混入せしめる担体ガス出口とを具備する塗装装
置において、圧縮気体を吐出する吐出口と、 該噴出口および該吐出口を覆うカバーを具備し、該カバ
ーが、該噴出口から噴出された液状物のスプレーパター
ンの外側近傍に内側壁を有する開口部を有し、 該担体ガス口が該カバーの外側に位置することを特徴と
する塗装装置を提供するものである。

本発明方法における硬化促進剤の存在下で硬化する液状
物としては硬化促進側の存在下で硬化乾燥できる液状物
であれば、いずれも使用できるが、特に常温（０〜４０
°Ｃ程度）で速やかに例えば、３０分以内に硬化乾燥す
る液状物に対して本発明方法の効果が大きく発揮される
。かかる液状物としては、例えば、アミンを硬化・促進
剤とするアクリルポリオール、ポリエステルポリオール
、エポキシポリオールなどのポリオール樹脂とポリイソ
シアネート架橋剤とからなる二液型ウレタン樹脂系塗料
などが挙げられる。

本発明方法における硬化促進剤は、液状物の硬化を促進
できるものであればよく、特に急速に硬化を促進でき、
かつ蒸気化させやすいものが好ましい。二液型ウレタン
樹脂系塗料の硬化促進剤となるアミンとしては、例えば
、トリエチルアミン、ジメチルエチルアミン、トリアリ
ルアミン、トリブチルアミン、ジメチルベンジルアミン
、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルエタノール
アミン、ジエチルエタノールアミン ルアミン、ピリジン、４−フェニルプロピＪレビリジン
、２，４．６−コリジン、キノリン、イソキノリン、Ｎ
−エチルモルホリン ミンなどの第３級アミンを挙げることができる。

また、水蒸気を硬化促進剤とする塗料も用いることがで
きる。

本発明において上記硬化促進剤を含有せしめる担体ガス
としては、空気および窒素、二酸化炭素などの不活性ガ
スなどが挙げられる。担体ガス中の硬化促進剤の濃度は
触媒効果が発揮できるよう適宜決定すればよいが例えば
アミンを硬化促進剤とする場合、通常１〜８０００ｐｐ
ｍさらにはｌＯ〜４ＱＯＯｐｐｍの範囲にあることが好
ましい。

また、本発明方法においては、スプレー装置の液状物の
噴出口に硬化促進剤が接触しないよう、噴出口の近傍の
吐出口から圧縮気体を噴射するとともに、開口部を有し
、該噴出口および該吐出口を覆うカバーの該開口部を通
過して該液状物および圧縮気体が噴出される。上記圧縮
気体としては、圧縮した空気および窒素、二酸化炭素な
どの不活性ガスが使用され、前記担体ガスと同一であっ
ても異なってもよい。

上記カバーは、硬化促進剤を含有する担体ガスが液状物
の噴出口に接近するのを阻止するためのものである。

このカバーは噴出された液状物のスプレーパターン（例
えば、円錐形状）を乱さないように、カバーはスプレー
パターンの外側面（例えば、円錐の側面）の外側に配置
されている。換言すればスプレーパターンの外側面が、
カバーの開口部の内側壁の内側近傍に位置する。カバー
がスプレーパターンの内側に配置されると、液状物がカ
バーに付着し好ましくなく、あるいは、スプレーパター
ンが乱され、霧化された液状物の密度が均一でなくなり
、適切な塗装ができなくなる。

まｔ；、このカバーは、スプレーパターンの外側面に近
接して配置するのが好ましい。即ち、カバーは、スプレ
ーパターンの形状に沿い、且つわずかに大きい開口部を
有することが好ましい。このようにすることによって、
カバー内部が外部より高い圧力にすることができ、硬化
促進剤を含有する担体ガスが液状物の噴出口に接近する
のを効果的に阻止することができる。

スプレーパターン（例えば、円錐形状）の外側面と、カ
バーの内壁（噴射口及び吐出口に面している面）と、噴
射口を有するスプレーと、吐出口を有するスプレーとに
よって、空間が規定される。

この空間が形成されることによって、吐出口から吐出さ
れた圧縮気体がこの空間に留まり、スプレーパターンと
カバーの開口部の内側面との間を通り、外部に出る。こ
の空間が存在することによって、吐出口から出る圧縮気
体の圧力が均一化され、これによって、スプレーパター
ンとカバーの開口部の内側壁との間を流れる圧縮気体の
流量が周囲方向に関して均一化される。

また、このように、スプレーパターンと開口部の内側壁
との間を圧縮気体が流れることによって、通常の塗装作
業のとおりに塗装装置を左右に移動せしめる際に、液状
物がカバーに接触することを防止することができる。

上記のとおりに、カバーの開口部を介して、液状物と圧
縮気体とが噴出することによって、カバ−内部に、硬化
促進剤を含有する担体ガスが侵入することを効果的に防
止することができ、硬化促進剤を含有する担体ガスが液
状物の噴出口に接近するのを阻止することができる。

（実施例） 次に、添付図面、第１図乃至第３図を参照して、本発明
の好適実施例を説明する。

第１図は、本発明の好適実施例に従う塗装装置装置ｌＯ
の液状物の噴出口周辺の断面図である。

この塗装装置１０は、前述の特願平１−１４０９９号で
提案した装置に、液状物の噴出口および圧縮気体の吐出
口を覆うカバーを設けた構造を有する。

更に説明すると、第１図において、液状物が噴出口１２
から噴出し、圧縮気体（例えば、圧縮空気）が、圧縮気
体の連通路を通って、液状物の噴出口１２の近傍部に設
けられた吐出口１４から噴射し、噴射された圧縮空気が
噴出口１２の周辺を囲む。更に、噴出口１２から噴出す
るスプレーパターンが乱れることなく通過する、液状物
のスプレーパターンよりも僅かに大きい開口部２０を設
けたカバー１６内に吐出口１４から吐出された圧縮空気
が充満し、開口部２０から外に噴出する。

噴出口１２から噴出し、カバー１６の開口部２０を通過
した液状物の噴霧体に、外側の担体ガス口１８から噴霧
された硬化促進剤を含有する担体ガスが混入され、この
混合物が被塗物に塗着し、塗膜を形成し、急速に硬化す
る。

噴出口１２の近傍周辺は、吐出口１４から圧縮気体が噴
出し、且つ噴出口１２および吐出口Ｉ４を覆うように、
カバー１６があるため、カバー１６の内側の空間は圧縮
気体が満ｔ；されて、外部より圧力が高くなっており、
外側の担体ガス口１８から硬化促進剤を含有する担体ガ
スが噴射されても、カバー１６の内部に担体ガスが侵入
することがなく、ましてや噴出口１２に担体ガスか接触
することはない。このため、長時間塗装しても、ノズル
の詰まりを発生させたり、塗膜にブッを発生させたりす
ることがなく、良好な塗装作業を行うことができる。

尚、吐出口１４からの圧縮気体の吐出方向は特に限定さ
れるものではなく、カバ−１６内部が外部より圧力が高
くなるように吐出すればよいが、塗料の噴霧パターンを
乱さないようにするために、噴出口１２かもの塗料の噴
出方向とほぼ平行な方向乃至は平行な方向から塗料の噴
射に垂直な方向へ０〜８０’傾けた方向にすることが好
ましい。

一方外側の担体ガス口１８からの硬化促進剤を含有する
担体ガスの吐出方向は塗料の噴出方向に垂直な面に対す
る角度θｂ（第１図）が０〜８０゜の角度となる方向で
あることが好ましい。

第２図は、本発明の装置の液状物の噴出口周辺の正面図
であり、カバー１６の中心部が開口部２０になっている
。この実施例においては、スプレーパターンは楕円錐で
あり、その断面形状は楕円であるので、第２図に示した
とおり、カバー１６の開口部２０の形状は楕円になって
いる。このように、カバー１６の開口部２０の形状はス
プレーパターンの断面形状に従った形状であり、例えば
、一般的な円錐形状のスプレーパターンである場合には
、その断面形状は円であるので、カバー１６の開口部の
形状もそれに従って円形にする。

開口部の形状・大きさは、ノズルの形状、スプレー角度
などによって決まる。開口部が小さいほど、圧縮空気に
よってカバー内部を高圧に保ちやすく、また侵入面積が
小さいなめ担体ガスが入りにくい状態となり好ましいが
、あまり小さいと噴出口１２からのノズルによるスプレ
ーパターンが開口部周辺に当たり、スプレーパターンが
乱れるため適切な塗装ができなくなる。

第３図は、第１図の塗装装置のカバー１６を外した状態
の正面図である。

圧縮気体の吐出口１４は、１個であってもよいが、遍流
を発生させないように複数個設けたり、リング状に形成
するのが好ましい。図示した例においては、０．８−一
の吐出口を１６個設けた。

また、硬化促進剤を含有する担体ガスの担体ガス口は１
個でもよいが、液状物の噴霧体に硬化促進剤を均一に混
入するため、複数個設けたり、リング状に形成するのが
好ましい。図示した例においては、２“−の吐出口を１
６個設けた。

液状物の硬化性を向上させるためには、硬化促進剤の濃
度を増すこと、硬化促進剤を含有する担体ガスの圧力を
高くすること、吐出口の数を増すこと、硬化促進剤を含
有する担体ガスの吐出口の口径を大きくすること等が有
効な手段であり、必要に応じてこれらの手段をとればよ
い。

第１図に示した通りの塗装装置を用いた塗装例を以下に
述べる。

液状物としてアクリルポリオールとポリイソシアネート
架橋剤とを主成分とする、アミンの存在下で常温で急速
に硬化する二液型アクリルウレタン樹脂系塗料を溶剤で
粘度１５秒／フォードカップＮ００４に粘稠した後、塗
料に１００ｋｇ／ｃｍ”の圧力をプランジャーポンプで
かけ、スプレーガンまで圧送した。

またコンプレッサーによって圧縮したエア圧０．３ｋｇ
／ｃｍ、の圧縮空気を吐出口１４の連通路に送った。

ざらに担体ガスとして硬化促進剤であるジメチルエタノ
ールアミン蒸気ｔ−２０００〜４０００ｐｐｍ含有する
空気を０．５ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて、担体ガス１
８の連通路に送った。

なお、吐出口１４の圧力０．３ｋｇ／ｃｍ２の圧縮空気
はスプレーの０Ｎ−ｏｆｆ（図示してない）に関係なく
、出しっ放しの状態とし、一方担体ガスは、スプレーの
０Ｎ−ｏｆｆに同調し、スプレーＯＮのとき担体ガスが
噴出しスプレーｏｆｆのときは担体ガスの噴出は停止さ
れる。

塗料吐出量６００〜１２００ｃｃ／分の条件で塗装膜厚
５０〜１００μｍとなるように塗装した。

約３０分間塗装したが、噴出口１２およびその周辺にア
ミン蒸気が侵入するこ七がないためノズルの詰まりがな
く、またブツ発生もなく、良好な塗装作業性を示すとと
もに液状物の噴霧体に硬化促進剤が混入されるので急速
な硬化が出来た。

上記の通り、開口部の形状・大きさはノズルの形状（ス
プレー角度）などによって決まるのもであって、この塗
装例においては、塗装吐出量６００〜１２００ｃｃ／分
、スプレー距離３００ｍｍでスプレーパターンが、３５
０ｍｍとなるものを使用したときａ−４〜５ｍｍ　　ｂ
−１０〜１２ｍｍの大きさの開口部で特に問題なく、良
好な塗装が可能であり、仕上り性（平滑性、耐タレ性）
良好な塗膜、が得られた。

（効　果） 本発明方法によると、硬化促進剤の存在下で、急速に硬
化する塗料などの液状物を塗装した場合においても、ノ
ズルの詰まりゃ、塗膜中に、ブッを発生させることなく
、急速に硬化する液状物を塗布することができ、塗装作
業性を向上できる。

また、本発明装置は、本発明方法に好適に使用でき、良
好な塗装作業性を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法に使用する塗装装置の、−例を示
す液状物の噴出口周辺の断面図。 第２図は、液状物の噴出口周辺の、正面図。 第３図は、第２図におけるカバー１６を取り外したとき
の正面図。 １２・・・液状物の噴出口、１４・・・圧縮気体の吐出
口、１６・・・カバー １８・・・担体 ガス口、 第 図 １０−一＼ 第２０ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硬化促進剤の存在の下で硬化する液状物を噴霧し、
   上記液状物の噴霧体に硬化促進剤を含有する担体ガスを
   混入して混合物を生成し、上記混合物を被塗物に塗着さ
   せて被膜を形成させる方法において、 上記液状物の噴出口の近傍の吐出口から圧縮気体を吐出
   させ、 上記液状物を、該噴出口および該吐出口を覆うカバーの
   開口部の内側壁の内側近傍に外側面を有するスプレーパ
   ターンで噴霧し、 上記圧縮気体を、該開口部から該カバーの外部に流出せ
   しめる ことを特徴とする塗装方法。 ２、硬化促進剤の存在の下で硬化する液状物を噴出して
   、液状物の所定のスプレーパターンを形成する噴出口と
   、硬化促進剤を含有する担体ガスを吐出して、この担体
   ガスを上記液状物に混入せしめる担体ガス口とを具備す
   る塗装装置において、圧縮気体を吐出する吐出口と、 該噴出口および該吐出口を覆うカバーを具備し、該カバ
   ーが、該噴出口から噴出された液状物のスプレーパター
   ンの外側近傍に内側壁を有する開口部を有し、 該担体ガス口が該カバーの外側に位置する ことを特徴とする塗装装置。