JPS6231989B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、塗膜用硬化装置に関し、より詳細に
は、遊離イソシアネート基含有プレポリマーを含
む塗膜を、アミン雰囲気中で硬化させるための塗
膜用硬化装置に関する。

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いる塗膜形成方法で
は、基体物品に塗装を行つた後、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、またその間湿つた塗膜にゴ
ミ等が付着しないような厳密な管理が必要とな
る。

近年に至つて、熱による硬化の不要な塗膜の乾
燥方法が提案されており、特公昭53−13038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。

然しながら、このアンモニアまたはアミンは非
常に臭気の強いものであつて、極く微量の存在で
人に不快感を与える。従つてかかる方法を採用し
た場合に装置の密閉性が重要な問題となる。

本発明は、上記方法を実施するための装置に関
するものであり、特にアミンを使用した上記方法
による塗膜の焼付乃至は硬化を、連続的に、しか
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、遊離イソシアネート基を
含む塗膜の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、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
高く、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
膜焼付が困難であつた物品に対しても、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、遊離イソ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するた
めの搬入口を有する搬入用通路及び搬出するため
の搬出口を有する搬出用通路と、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、該硬化室への搬入口及び搬出口をアミ
ン蒸気の漏洩が生じないようにシールする機構と
から成り、前記硬化室は前記搬入口及び搬出口に
比して下方部位に位置することを特徴とする塗膜
用硬化装置が提供される。

本発明を以下添付図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明の塗膜用硬化装置の概要を示す
側面断面図、及び第２図は第１図の硬化装置のＡ
−Ａ断面図を示す。

この第１図及び第２図において、本発明の塗膜
用硬化装置は、大まかに言つて、硬化室１と、搬
入口５を有する搬入用通路２ａ及び搬出口６を有
する搬出用通路２ｂと、蒸気発生装置３と、硬化
用気流の循環系４と、搬入口５及び搬出口６に設
けられたシール機構７とから成つている。

更に第３図は、この塗膜用硬化装置を付属の塗
装室及び後硬化室と組み合わせた平面配置の一例
を示す図である。

第３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１００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１３が、
また他方の側には、必要に応じ、フイルター等の
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、遊離イソシアネー
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、ジフエニルメタンジイソ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、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つてよい。要するに、本発明
の目的には、気相の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解されるべきであ
る。

遊離イソシアネート基の濃度は、一般に樹脂分
100ｇ当り10乃至500ミリモル、特に30乃至300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き、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、等にそれ自体
公知の配合比で配合される。好適な塗料は、不揮
発分濃度が20乃至100重量％で且つ動粘度（フオ
ードカツプ＃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本工製品、繊維製品、プラス
チツク製品、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
構、例えばエアスプレーガン、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
の種類によつては、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。

再び第１図及び第２図に戻つて硬化室１は、塗
布室８からの塗装物品１０′を気相のアミンと接
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を
有する搬入用通路２ａ及びアミンと接触後の物品
を搬出するための搬出口６を有する搬出用通路２
ｂを備えている。

本発明の塗膜用硬化装置には、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、硬化室１と、硬化用のアミンの蒸気発生装置
３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、アミンを含む硬化用ガス
（気流）を均一且つ一様に供給し塗装物品１０′に
吹付けるために、底壁部に吹付口１６ａを有する
給気ダクト１６を設けるとともに、両側壁部には
多数のフイン１７ａを備えた給気ダクト１７を設
け、自転しながら移動する塗装物品１０′に対し
て硬化用ガスを吹き付ける。

これらダクト１６，１７は、供給ダクト１８を
介して硬化用蒸気発生装置３に接続されている。
この硬化用蒸気発生装置は、アミン類を気相で硬
化室１に送るためのものであり、図面に示す具体
例では、フアン１９で送られる空気、窒素等のキ
ヤリヤガス中にスプレー装置２０によりアミンを
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２１ａを備えた排気ダク
ト２１が設けられ、排風ダクト２２を介し且つ必
要によりフイルター等の過清浄化機構２３を介
して、フアン１９の吸引側に接続されている。

かくして、本発明の塗膜用硬化装置における硬
化用蒸気の循環系４は、排風口２１ａを備えた排
気ダクト２１、排風ダクト２２、フアン１９、供
給ダクト１８、及び給気ダクト１６，１７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（図示せ
ず）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室温と同程度、即ち常
温乃至は30℃程度の温度に維持し得るようになつ
ている。

また本発明の重要な特徴は、硬化室１が搬入口
５及び搬出口６に比して下方部位に位置している
ことにある。即ち、本発明において硬化用薬剤と
してアミンを使用するが、このアミンの蒸気は空
気より重く、従つて上記の如く硬化室１を下方部
位に位置せしめることにより、アミン蒸気が搬入
口５及び搬出口６から外気中へ漏出することがよ
り有効に防止されるのである。

また、硬化用蒸気の供給口或いは硬化室内に、
アミン類の濃度検出機構２５ａを設け、この検出
信号によつて、濃度制御回路２５を介してスプレ
ー装置２０のバルブ２６を制御し、硬化室内のア
ミン濃度を、常に所定の値に設定し得る。

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に、多価アミン類であ
つても良く、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、ジエタノールアミン、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、エチレントリアミン、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、50乃至50000ppm特に100乃
至10000ppmとなる濃度で気流中に含有させるこ
とが望ましい。

本発明においては更に、アミン蒸気の漏出を完
全に防止するために、搬入用通路２ａの搬入口５
及び搬出用通路２ｂの搬出口６に全体として７で
示すシール機構７を設ける。

このシール機構７の構成を説明するための、第
１図の装置のＢ−Ｂ断面図及びその一部平面図を
示す第４図を参照して、シール機構７は搬入口５
及び搬出口６に設けられた、物品の通過を可能に
する仕切板乃至はフラツプ２７及び吸気ダクト２
８に連なる周状の吸気口２９とから成つている。

即ち、仕切板乃至はフラツプ２７はスライド可
能乃至は回動自在となつており、通過する物品１
０′の形状に応じて種々の形の通過口が形成し得
る様になつており、この通過口面積の調整により
アミンの蒸気の漏出が有効に防止される。

更に吸気口２９から搬入口及び搬出口近傍の空
気を吸引してエアーシールが形成され、アミン蒸
気が外気中に漏出するのが完全に防止される。

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３０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３１を経て、実
質上の無臭の無害ガスとして大気中に放出でき
る。尚、吸着装置で捕集されるアミンは、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つても
相違するが、一般的に言つて、10乃至600秒、特
に20乃至300秒のような極めて短時間でよい。

本発明によれば、上述した構成により、有害な
アミンの蒸気が外部に漏洩することなしに、密閉
系で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一且つ一様にし
かも密に行われることにより、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３図に示す具体例では、硬化室１において、
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３２と
搬出口３３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つて、
多孔質の仕切壁３４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３５に
導入される空気は、仕切壁３４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３６を介し
て送風フアン３７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、過清浄化機構３９加熱機構４０を経てフ
アン３７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１００は、一連の
ホイール乃至スプロケツト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１００は、エンドレスのオーバーヘツドコン
ベアであり、塗装すべき物品１０は、積込位置４
３でコンベアに載せられ、塗装製品１０ａ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、塗膜の後硬化に或る程度の時
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と切離して塗膜用
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、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
なヤニ清掃が不要で、メンテナンスも容易であ
る。

尚、以上の具体例においては本発明の硬化装置
を連続式の硬化装置として適用した例を示した
が、この硬化装置を所謂バツチ式の硬化装置とし
て適用することも可能である。この場合には、硬
化すべき塗膜を有する物品の搬入及び搬出兼用の
通路を硬化室上方に設け、好ましくは、搬入兼搬
出口に密閉用の扉を設ければよい。そうすれば扉
の開放中でも重いアミン蒸気が上方の通路を介し
て漏出することがより有効に防止されることが理
解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の硬化装置の概要を示す側面断
面図、第２図は、第１図の装置のＡ−Ａ断面図、
第３図は、第１図の硬化装置を付属の塗装置及び
後硬化室とともに示す平面配置図である。第４図
は、第１図の装置のＢ−Ｂ断面図及びその一部平
面図を示す。 １は硬化室、２ａは搬入用通路、２ｂは搬出用
通路、３は蒸気発生装置、４は硬化用気流の循環
系、５は搬入口、６は搬出口、７はシール機構、
８は塗装室、９は後硬化室、１０，１０′，１
０″は塗装物品（基体）、１０ａは塗装製品、１３
は塗布機構、１６及び１７は給気ダクト、１８は
供給ダクト、１９はフアン、２０はスプレー装
置、２１は排気ダクト、２２は排風ダクト、２８
は吸気ダクト、２９は周状の吸気口、３１は排気
処理装置、１００は搬送系を夫々示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 遊離イソ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するた
   めの搬入口を有する搬入用通路及び搬出するため
   の搬出口を有する搬送用通路と、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、該硬化室への搬入口及び搬出口をアミ
   ン蒸気の漏洩が生じないようにシールする機構と
   から成り、前記硬化室は搬入口及び搬出口に比し
   て下方部位に位置することを特徴とする塗膜用硬
   化装置。