(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２〜４ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を持つエアーをエアーポンプ、１０００ｃｐｓを越える粘度の液状エポキシ樹脂塗料を塗料供給ポンプを用いて供給し、エアースプレーガンで被塗装物に塗装する際に、塗料先端口径１個当たりの塗料供給量を３００ｇ／分以下に調整した塗装ガンを同一塗装面に対し、同時に複数個用いて塗装することを特徴とする加熱硬化型高粘度塗料の均一塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高粘度の加熱硬化型エポキシ樹脂塗料を用い、均一な数１０μｍの膜厚の塗膜を連続的に塗装するための塗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な低塗出量の塗装に使用されるエアースプレー方式では溶剤を用いて塗料粘度を調整し、数１００ｃｐｓ以下に抑えることで塗装ムラを防止する。しかしながら、近年、塗膜性能の向上を目的とした高粘度樹脂の採用や、作業環境の改善や環境保護の立場からの塗料の無溶剤化、塗装コスト低減のための顔料の大量添加等により、使用される塗料の粘度は上昇する傾向がある。塗料の粘度は反応性の希釈剤等によっても、ある程度は調整が可能であるが、大量に添加すると塗膜性能を低下させるため好ましく無い。また、塗料の温度を上げることで粘度を下げる方法も考えられるが、塗料の温度を上げると反応速度が増すため、速硬化型の塗料では硬化反応により塗料がゲル化する。高粘度塗料を供給する方法は、特開昭６０−９４１７２号公報に示されるような高圧（３０〜１５０ｋｇ／ｃｍ２  ）での塗料供給方法はある。しかし、このような高圧のエアレス塗装機による塗装方法は、装置が複雑になり、塗出量を下げることが出来ず、数１０μｍ程度の一般塗装には不向きである。
【０００３】
低塗出量のエアースプレーガンを用いて、高粘度塗料を塗装するには、特開昭５０−１６７３２号公報に示される熱風霧化エアーを使用する方法がある。このような熱風霧化エアーを用いると、塗料の硬化が速くない場合には塗料と被塗装物が加温され粘度が低下する効果があるため、ある程度は塗装性が改善される。しかしながら、ポリオレフィン被覆鋼材の下地処理に代表される加熱速硬化タイプの２液混合、あるいは１液タイプのエポキシ樹脂プライマーの塗装では、霧化性を向上させるために熱風温度を高くすると、塗膜表面から硬化が始まるため、塗膜の発泡が生じたり、塗装後のレベリング性が低下しやすいという問題がある。さらに、一般市販のエアースプレーガンでの長時間高温の熱風エアーを使用することは、ガン自体の温度が上昇するという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、これらの問題を解決すべく鋭意検討の結果、１０００ｃｐｓを超える高粘度のエポキシ樹脂塗料を用い、均一に数１０μｍの膜厚みを持つ塗膜を、連続的に塗装が可能な塗装方法を発明した。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は２〜４ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を持つエアーをエアーポンプ、１０００ｃｐｓを越える粘度の液状エポキシ樹脂塗料を塗料供給ポンプを用いて供給し、エアースプレーガンで被塗装物に塗装する際に、塗料先端口径１個当たりの塗料供給量を３００ｇ／分以下に調整した塗装ガンを同一塗装面に対し、同時に複数個用いて塗装することで、膜厚を均一にすることを特徴とする塗装方法である。
【０００６】
以下に本発明における塗装方法について詳細に説明する。
図１は、本発明における２液型の高粘度エポキシ樹脂塗料の塗装に用いる塗装方法を用いて鋼管への塗装を行う方法の一例である。図１において１〜９は本発明に用いる塗装装置であり、１はエアーコンプレッサー、２はエアー用ホース、３はエポキシ樹脂塗料主剤供給ポンプ、４は主剤塗料ホース、５はエポキシ樹脂塗料硬化剤供給ポンプ、６は硬化剤用塗料ホース、７は主剤と硬化剤の混合用のスタティックミキサー、８は混合塗料用の分岐塗料ホース、９は２台以上のエアースプレーガンを示す。１０はエアースプレー霧化後の塗料、１１は鋼管、１２は鋼管の搬送ロールである。
【０００７】
塗料霧化用のエアーは、エアーコンプレッサー１で２〜４ｋｇ／ｃｍ２  に昇圧された後、エアー用ホース２を通して、２台以上のエアースプレーガン９に供給される。一方、主剤用供給ポンプ３及び硬化剤供給用ポンプ５によって送られた２液塗料は、それぞれ主剤塗料ホース４、硬化剤塗料ホース６を通りスタティックミキサー７で２液が十分に混合された後、２台以上のエアースプレーガン９に混合塗料用の分岐塗料ホース８を通して各エアースプレーガンに分岐して入る。各エアースプレーガンの先端部の塗料塗出口から塗料が塗出され、塗出口の周辺部分のエアー供給口よりエアーが供給されることで塗料が霧化される。本発明における塗装方法では、２台以上の各エアースプレーガンから霧化された塗料を同一面に同時に塗装することで均一な塗装膜厚が得られる。
【０００８】
図２は、本発明における１液型の高粘度エポキシ樹脂塗料の塗装に用いる塗装方法を用いて鋼管への塗装を行う方法の一例である。図２において１〜４，９は本発明に用いる塗装装置であり、１はエアーコンプレッサー、２はエアー用ホース、１３は１液塗料供給ポンプ、１４は分岐塗料ホース、９は２台以上のエアースプレーガンを示す。１０はエアースプレー霧化後の塗料、１１は鋼管、１２は鋼管の搬送ロールである。
塗料霧化用のエアーは、エアーコンプレッサー１で２〜４ｋｇ／ｃｍ２  に昇圧された後、エアー用ホース２を通して、２台以上のエアースプレーガン９に供給される。一方、塗料供給ポンプ３によって送られた１液塗料は、２台以上のエアースプレーガン９に分岐塗料ホース８を通して各エアースプレーガンに分岐して入る。各エアースプレーガンの先端部の塗料塗出口から塗料が塗出され、塗出口の周辺部分のエアー供給口よりエアーが供給されることで塗料が霧化される。本発明における塗装方法では、２台以上の各エアースプレーガンから霧化された塗料を同一面に同時に塗装することで均一な塗装膜厚が得られる。
【０００９】
本発明の塗装方法に使用される各塗装装置は、一般市販の塗装用装置で良い。１のエアーコンプレッサー、２のエアー用ホースは２〜４ｋｇ／ｃｍ２  の圧力での乾燥エアーを供給出来るものであれば何でも良い。３，５の塗料供給用ポンプには、塗料供給の定量性に優れたポンプであることが望ましく、例えばギヤポンプ、シリンダーポンプ等がある。塗料の粘度が高い場合には、モーノポンプを用いても良い。４，６の塗料供給ホースは一般に塗装に用いられるものであれば良く、粘度調整のために塗料をある程度加温する場合には温度調整ヒーターの内蔵されたものを用いる。主剤と硬化剤の混合に使用する７のスタティックミキサーも一般に塗装に用いられるもので、２液が十分に混合し、また、スタティックミキサー内で塗料の硬化が始まらない長さのものを塗料の硬化速度に合わせて選択する。
【００１０】
８の分岐塗料ホースは全長が１ｍ程度の長さになるようにし、分岐後のホース断面積の合計が、分岐前のホース断面積より必ず小さくなるようにする。分岐後のホース断面積の合計が、分岐前のホース断面積より大きい場合には、各エアースプレーガンへの塗料の供給に偏りが生じやすい。９のエアースプレーガンは一般市販のエアースプレーガンで良い。塗料の霧化は塗料粘度だけでなく、エアーの供給量、流速と塗料供給量に依存し、塗料に対してエアーの供給量が多い方が塗料霧化性が向上する。この関係は、エアースプレーガンの種類（先端のエアー供給口の口径、形状）によっても多少異なるが、ほぼ供給エアーの圧力と塗料の供給量で決定される。本発明において各エアースプレーガンに供給されるエアーは２〜４ｋｇ／ｃｍ２  、塗料供給量は３００ｇ／分以下が適当である。高粘度塗料の霧化に必要なエアーを十分に供給するためには最低２ｋｇ／ｃｍ２  以上の圧力が必要である。
【００１１】
一方、本発明の多ガン方式を用いた場合、各ガンからのエアーの干渉を防止し、塗着効率を低下させないためには４ｋｇ／ｃｍ２  以下のエアー圧力が好ましい。また、エポキシ樹脂塗料の各エアースプレーガンへの供給量が３００ｇ／分を越えると、塗料の霧化性の低下と、各ガンからの霧化した塗料が干渉するため塗装後の膜厚みのばらつきが増加し、ピンホールが発生しやすい。従って、被塗装物とエアースプレーガンとの相対速度が速く、所定の塗料膜厚を得るために塗料供給量を増加させる必要がある場合、各エアースプレーガンへの供給量が３００ｇ／分を越えない様に、その使用台数を増加させて分割する。但し、ガンの台数が多くなると配管や、空間的な配置が困難になる場合がある。このような場合、一般市販のエアースプレーガンでは無く、塗出量の調整が可能な塗料塗出口と霧化用エアー供給口を複数個持ち、各塗料塗出口からの塗出量を３００ｇ／分以下に調整した一体型のガンを用いてもかまわない。また、各エアースプレーガンの塗料塗出口は、塗料霧化性を向上させるためには、ある程度口径が小さい方が良く、１．５ｍｍφ以下の口径であることが望ましい。
【００１２】
１０００ｃｐｓを越える高粘度のエポキシ樹脂塗料では塗装後のレベリングが期待できないため、初期の付着状態がそのまま塗膜の形状を支配する。このため、本発明の塗料供給量とエアー圧力を調整した複数のエアースプレーガンを用いる方法では、各ガンからのエアー及び塗料の干渉を防ぎ、単位時間、単位塗装面積当たりの付着性を向上させることで、初期の塗料付着状態が改善され、高粘度の塗料でも均一な膜厚に塗装することが可能である。一般的な塗装においても、単位時間当たりの塗装面積を増加させるために複数のガンが使用されるが、本発明とは目的が異なる。また、同時に同一塗装面への塗装を実施しない場合には、被塗装物の形状、塗装ガンの配置にもよるが、各ガンからのエアーの干渉を招きやすく、均一な塗膜を得ることが困難である。
【００１３】
【実施例】
本発明により、１０００ｃｐｓを越える高粘度のエポキシ樹脂塗料においても、均一に数１０μｍの膜厚みを持つ塗膜を、連続的に塗装が可能となるが、以下に実施例により詳細に説明する。
まず、外径１４２０ｍｍφ、肉厚１５．７ｍｍ、全長１２ｍの鋼管の外表面をブラスト処理して、表面除錆度をＳａ２．５以上になるまで除去した。該鋼管の外表面に、本発明による塗装方法を用いて、エポキシ樹脂塗料を塗装した後、その外観、膜厚分布、ピンホールの有無を調査した。また、従来の技術である特開昭５０−１６７３２号公報に代表される塗装ガンを１台のみ用いて熱風エアーによる塗装を用い、比較を行った。
【００１４】
塗装には、２液型の高粘度のエポキシ樹脂塗料として、主剤には無機顔料を添加したビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂、硬化剤にポリアミン系の硬化剤を用いた。塗料は５０℃に加温した状態で供給され、粘度は主剤が１２００ｃｐｓ，硬化剤が２０００ｃｐｓであった。また、１液型の高粘度エポキシ樹脂塗料には、主剤であるビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂に加熱硬化型のジシアンジアミドに代表される固体硬化剤をあらかじめ混合したものを用いた。塗料は４５℃に加温した状態で供給され、このときの粘度は３２００ｃｐｓであった。塗装には、一般市販の塗装用設備を用い、各エアースプレーガンの塗料塗出口には、１ｍｍφの口径のものを用いた。
【００１５】
上記塗料を用いて、図１，図２に示される本発明の塗装方法を用いて表１に示した塗装条件により、鋼管の外表面に実施例１〜１０の塗装を行った。塗装後、電磁誘導加熱により鋼管を１６０℃に加熱して塗膜を硬化させた。鋼管を冷却後、その外観検査を行い、電磁膜厚み測定器で塗膜の厚みを２０点測定し、膜厚みの平均と標準偏差を求めた。また接触式のピンホールテスター（電圧：５ｋＶ）を用いてピンホールの有無を調査した。
また、上記塗料を用いて、表１に示した塗装条件により比較例１１〜２０の塗装を行った。塗装後は、実施例と同様の手順によりエポキシ樹脂塗料を塗装した鋼管は、電磁誘導加熱により鋼管を１６０℃に加熱し塗膜を硬化させた。鋼管を冷却後、その外観検査を行い、電磁膜厚み測定器で塗膜の厚みを２０点測定し、膜厚みの平均と標準偏差を求めた。
表１の結果から明らかなように、本発明の実施例では、比較例と比較してピンホールが少なく、塗装膜厚みの標準偏差の小さい均一な膜厚みの塗膜が得られることがわかる。
【００１６】
【表１】
0003621742.tif 000002
【００１７】
【発明の効果】
本発明により、１０００ｃｐｓを越える高粘度のエポキシ樹脂塗料においても、均一に数１０μｍの膜厚みを持つ塗膜を、連続的に塗装することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における２液型の高粘度エポキシ樹脂塗料の塗装に用いる塗装方法を用いて鋼管への塗装を行う方法の一例を示す図、
【図２】本発明における１液型の高粘度エポキシ樹脂塗料の塗装に用いる塗装方法を用いて鋼管への塗装を行う方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
１        エアーコンプレッサー
２    エアー用ホース
３    エポキシ樹脂塗料主剤供給ポンプ
４    主剤塗料ホース
５    エポキシ樹脂塗料硬化剤供給ポンプ
６    硬化剤用塗料ホース
７    主剤と硬化剤の混合用のスタティックミキサー
８        混合塗料用の分岐塗料ホース
９    ２台以上のエアースプレーガン
１  ０    エアースプレー霧化後の塗料
１  １    鋼管
１  ２    鋼管の搬送ロール
１  ３    １液塗料供給ポンプ
１  ４    分岐塗料ホース
【図１】
0003621742.tif 000003
【図２】
0003621742.tif 000004