(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリヒドロキシ化合物を主剤とする第１液とポリイソシアネートを主剤とする第２液とをミキサで塗料として混合し、この混合液を塗装手段へ供給して塗装する低温硬化２液型ポリウレタン塗料の塗装方法において、
塗装の中断もしくは待機に際して、少なくともミキサを含めて塗装手段へ至るまでの塗料供給系の内部に、塗料の反応を遅延させるように、不活性ガスを圧入することを特徴とする塗装方法。
【請求項２】
前記第２液に反応遅延剤を添加し、かつ前記第１液としてヒドロキシル価が１００〜２５０のポリヒドロキシ化合物を使用することを特徴とする請求項１記載の塗装方法。
【請求項３】
前記反応遅延剤として、キレート剤が前記第２液の中に２〜１５重量％の濃度で含まれていることを特徴とする請求項２記載の塗装方法。
【請求項４】
塗装作業の中断もしくは待機に際して、塗料供給系内部を不活性ガスで充填し、かつ前記塗料供給系内温度を０℃〜５℃に維持することを特徴とする請求項１記載の塗装方法。
【請求項５】
不活性ガスが、窒素ガスであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の塗装方法。
【請求項６】
ポリヒドロキシ化合物を主剤とする液を貯溜する第１の貯溜槽と、この貯溜槽に貯溜された液を圧送するポンプを含む第１の液供給ラインと、ポリイソシアネートを主剤とする液を貯溜する第２の貯溜槽と、この貯溜槽に貯溜された液を圧送するポンプを含む第２の液供給ラインと、第１及び第２の液供給ラインに接続するミキサと、このミキサに接続する塗装手段とを備えた低温硬化２液型ポリウレタン塗料の塗装装置において、
第１及び第２の液供給ラインの少なくとも一方に、塗装の中断もしくは待機に際して不活性ガスを圧入するガス圧入手段が接続していることを特徴とする塗装装置。
【請求項７】
前記ガス圧入手段が、不活性ガスの圧入時に開放される弁が付属する高圧窒素ボンベであることを特徴とする請求項６記載の塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリヒドロキシ化合物を主剤とする第１液とポリイソシアネートを主剤とする第２液とをミキサで混合し、この混合液を塗装手段へ供給することにより、意匠性向上及びエネルギコスト低減等のために特に内装樹脂部品に塗装する低温硬化２液型ポリウレタン塗料の塗装方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリヒドロキシ化合物を主剤とする第１液及びポリイソシアネートを主剤とする第２液よりなる低温硬化２液型塗料は、一方の液に硬化反応触媒を添加しておいて両液を混合することによりイソシアネート基とポリヒドロキシ化合物のヒドロキシル基とのポリウレタン形成反応を開始させながら被塗物の上に塗装されるのが通常である。次いでこの塗装を約５０乃至８０℃の温度において低温焼きつけして完全架橋化し、乾燥させる。
【０００３】
このような塗装作業は、自動車の製造ライン等では自動塗装装置を用いて行なわれるが、塗装作業が待機状態又は長時間にわたり中断された場合、この種の低温硬化２液型塗料は、反応性が高く、混合後は短時間で増粘する性質があるため、塗料供給系に残存する混合塗料を廃棄すると共に塗料供給系を洗浄シンナで洗浄する必要があり、その後、塗装作業の再開時に再び原料液体を供給している。
【０００４】
このため、特開平１１−２４４７４４号公報によれば、混合器と両ポンプとの間に、主剤通路側の洗浄バルブと、硬化剤通路側の洗浄バルブとを有する洗浄バルブユニットを設け、混合器の主剤用と硬化剤用の液入ボ−トに両洗浄バルブから洗浄液を供給できるようにしたこの種の２液混合塗装装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この装置はあくまで多量の塗料及び洗浄シンナの使用を前提にしたものである。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて、塗料混合時の増粘を遅延化し、塗料及び洗浄シンナコストを低減し得る冒頭に述べた類の低温硬化２液型ポリウレタン塗料の塗装方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、ポリヒドロキシ化合物を主剤とする第１液とポリイソシアネートを主剤とする第２液とをミキサで塗料として混合し、この混合液を塗装手段へ供給して塗装する低温硬化２液型ポリウレタン塗料の塗装方法において、塗装の待機もしくは中断に際して、少なくともミキサを含めて塗装手段へ至るまでの塗料供給系の内部に、不活性ガスを圧入することを特徴とする。
【０００８】
装置としては、請求項６により、ポリヒドロキシ化合物を主剤とする液を貯溜する第１の貯溜槽と、この貯溜槽に貯溜された液を圧送するポンプを含む第１の液供給ラインと、ポリイソシアネートを主剤とする液を貯溜する第２の貯溜槽と、この貯溜槽に貯溜された液を圧送するポンプを含む第２の液供給ラインと、第１及び第２の液供給ラインに接続するミキサと、このミキサに接続する塗装手段とを備えた低温硬化２液型ポリウレタン塗料の塗装装置において、第１及び第２の液供給ラインの少なくとも一方に、塗装の中断もしくは待機に際して不活性ガスを圧入するガス圧入手段が接続していることを特徴とする。
【０００９】
即ち、第２液のポリイソシアネートは反応性が高く、外気等に由来する湿分或は反応性不純物と容易に反応して硬化するが、不活性ガスを圧入で、外気等に含有する水分と隔離し加圧により仮想冷却状態を作り出すことによって、塗料の反応が遅延される。また、第２液に反応遅延剤を添加しておくことにより、塗料の反応が遅延される。さらに、反応遅延剤の使用に伴う焼きつけ乾燥条件の変更を防ぐようにポリオールを選択し、また反応遅延剤の添加による反応速度の低下を補うようにヒドロキシル価の高いポリヒドロキシ化合物を選ぶことにより、設定されている反応条件を変更することなく塗装を実施することができる。
【００１０】
【発明の実施の態様】
本発明による低温硬化２液型ポリウレタン塗料において使用されるポリヒドロキシ化合物を主剤とする第１液は、公知のヒドロキシルポリエステル、ポリエーテルポリオール、グリセリンやその誘導体、或いはひまし油等の天然ヒドロキシル基含有油脂又はその誘導体を主剤として、これに適当な溶剤、添加剤、着色剤等を加えて調製される。この第１液には市販のポリヒドロキシ化合物製剤を使用することができ、例えばバイエル社、日本ポリウレタン工業社等のデスモフェン２０００シリーズ、デスモフエンＴＯ等、モベイ社のマルトロンＲ−６８等、ワイアンドット社のプルラコール２０１０等、その他多くの異なったヒドロキシル価のポリオール製剤があげられる。
【００１１】
ポリイソシアネート化合物を主剤として使用される第２液は、公知の種々のジ−、トリ−又はポリイソシアネート化合物或いはそれらのオリゴマー生成物等を主剤としてこれを溶剤に溶解し、種々の添加剤を加えて調製される。この第２液には市販のポリイソシアネート化合物製剤を使用することができ、例えばバイエル社、日本ポリウレタン工業社、ジュポン社、モベイ社、ユニオンカーバイド社等多くの製造業者から種々の性能のものが市販されている。
【００１２】
この第２液にウレタン形成反応の触媒が添加される。このウレタン形成反応の触媒としては公知のものを使用することができ、例えばジブチルチンジラウレート、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸鉛及びナフテン酸コバルトのような重金属触媒があげられる。  前述の第１液と第２液とを混合するとウレタン形成反応が開始されるが、この混合液を塗装手段、例えばスプレガン或いは塗装刷毛等へ送って被塗物上に塗装する。この塗装のために、一般に被塗物には予めプライマ塗料が塗装されており、その上にこのウレタン塗料が塗覆される。そのように塗装された被塗物は常温において約５分間静置した後、熱風乾燥炉や赤外線乾燥炉等へ送り込んで５０乃至８０℃の温度で約３０分間低温焼き付けして完全乾燥させる。
【００１３】
本発明はこのように低温硬化２液型ポリウレタン塗料の塗装方法において、塗装作業の待機状態、中断、中止に際して従来避けることのできなかった塗装装置内に残留する塗装材料の廃棄による損失及び廃棄に要する費用の削減を達成するための改良が行われている。
【００１４】
この改良は、前述したように、塗料供給系内部を不活性ガスで充填して塗装再開まで保つことで、さらにウレタン形成反応の遅延剤の使用で実現されるが、現存の塗装装置に本質的な変更を加えないことが望まれるためにウレタン形成反応の反応条件、また従って塗装条件に本質的な変更を加えることなく実現するのが望ましい。このために、本発明ではウレタン形成反応の反応遅延剤の使用による反応性の低下をヒドロキシル価の高いポリオール成分の選択使用により相殺して現在の反応条件を維持できるようにするのが好ましい。
【００１５】
反応遅延剤は前述の第２液に混合されるが、その濃度は第２液の重量について約２〜１５％である。この反応遅延剤としては、イソシアネート基をブロックしてウレタン形成反応を阻害する、キレート剤、例えばアセト酢酸エチルを用いることができる。
【００１６】
不活性ガスは、塗料供給系の中で各塗料原液の反応を阻止し、かつ塗料供給系材料に対して不活性でありさえすればいかなるガスでもよいが、経済的には窒素ガスが最も適している。
【００１７】
比較的多量の反応遅延剤を使用しても現存の塗装装置をそのまま、かつその運転条件を変えないで使用できるようにするために、ポリオール成分として従来用いられている約５０乃至７０のヒドロキシル価のものに代えて約１００乃至２５０のヒドロキシル価のものを用いることができる。この場合、さらに塗装装置系内を０乃至５℃の低温に保つことも反応遅延剤の量及びポリヒドロキシル化合物の選択の幅を広げるのに有効である。
【００１８】
このような塗装方法を実施する塗装装置は、自動車の製造ライン等おいては自動化されている。第１液及び第２液は、それぞれの液供給ラインのポンプの作動によってミキサに供給され、さらにスプレガン等の塗装手段へ供給される。したがって、塗装を中断、中止すべきときはこれらのポンプを停止させる。その際、従来では各液供給ライン以降の塗料供給系内に存在している液は、再開に当り洗浄剤の送り込みと共にポンプを作動させてスプレガンより排出させ、廃棄処分されていた。本発明においては、第１及びは第２の液供給ラインの少なくとも一方に、不活性ガス、例えばボンベに貯溜された高圧窒素ガスを圧入するガス圧入手段を接続する。これにより、液供給ラインを含む塗料供給系に存在する液を、圧入される不活性ガスで反応遅延化させることができ、廃棄処分を行なわずに済ませることができる。
【００１９】
ガス圧入手段は、第１液及び第２液の液供給ラインの少なくとも一方のミキサよりも上流側に設けられる。ポリヒドロキシ化合物を主剤とする第１液は、化学的に比較的安定であるのでこれが第２液と混合されずに系内に残留しているときは塗装再開に当ってそのまま使用することができる。但し、再開時に両液の供給比率が変わらないようにすることが前提条件である。一方、第２液の中のポリイソシアネート化合物は、触媒の配合とも相俟って非常に反応性に富んでおり、混入湿分、不純物等と反応して塗料としての品質を低下させ易い。したがって、塗装の中断に際して、不活性ガスを第２液のポンプの上流から圧入するのが好ましい。
【００２０】
また、不活性ガスのガス圧入手段としては、高圧窒素ポンベを圧入時に開放される弁を介して塗装液供給ラインに接続させるのが簡単である。この弁は絞り機構を含んでガス流量を調節できるようにするのが好ましい。絞り弁を別に設けてもよい。塗装手段にも系内の不活性ガスの密封を維持するための締切り弁を設ける。
【００２１】
このようにして不活性ガスを系内に密封して保って中断した塗装を再開するには、中断時間が短いときはそのままで再び各塗料液をそれぞれのポンプへ送り込み、ポンプを作動させて塗装を再開することができる。中断が比較的長時間に及ぶときに系内の壁面に付着している塗料液が乾燥や変質を受けて塗装品質を損なう場合には、系内の混合塗料を排出し、シンナで洗浄する必要のあることがある。この場合、混合塗料の増粘が抑制されているため、系内の洗浄に要するシンナの量は従来技術の場合よりも格段に少なくできる。
【００２２】
【実施例】
図１に示した塗装装置によって乗用車ボデーを低温硬化２液型ウレタン塗料により塗装する。ウレタン塗料は、デスモフェン２２０（ポリエステルポリオール主剤、ヒドロキシル価５０、住友バイエルウレタン社製品）に５重量％の着色顔料を添加したものよりなる第１液と、デスモジュールＮ（ヘキサメチレンジイソシアネート主剤、日本ポリウレタン社製品）にウレタン形成反応の触媒としてジブチルチンラウレート（日東化成社製品）を０．５重量％及び反応遅延剤として２重量％のアセト酢酸エチルを添加したものよりなる第２液とからなり、貯溜槽１及び１ａにそれぞれ貯溜されている。高圧窒素ポンベ７及び液供給ライン２、２ａのポンプ３、３ａの出口間には、弁７ａが介在する窒素ガス圧入ライン６が接続されている。
【００２３】
塗装は、締切り弁５ａを開放してポンプ３、３ａ及びミキサ４を作動させて、第１液と第２液とをミキサ４へ圧送して混合液を塗料としてスプレガン５へ供給することにより行われる。同塗装ラインの切換のために塗装を４時間以上中断する場合、各ポンプ３、３ａを停止させ、スプレガンの締切り弁５ａを閉めて、弁７ａを開放させて塗料供給系内を窒素ガスで充填し、塗装の再開まで保つ。、
【００２４】
塗装の再開に際しては、弁７ａを閉鎖して、締切り弁５ａを開放してポンプ３、３ａ及びミキサ４を作動させる。これにより、中断前の塗装品質と同じ品質の塗装が可能となった。尚、窒素ガス圧入ライン６は、貯溜槽１及び１ａに弁で逆流しないようにして、ポンプ３、３ａの入口に接続することも考えられる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、低温硬化２液型ウレタン塗料を用いた塗装の中断に際して、塗装中断の間塗料供給系内を不活性ガスで圧入・充填することによって塗料の反応が遅延され、廃棄を要する残留塗料を無くし、洗浄剤の使用を排除もしくは極めて少なくして、廃棄処分コストを節約することができる。さらに、第２液に反応遅延剤を添加して一層反応を遅延化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の低温硬化２液型ポリウレタン塗料の塗装方法を実施する装置の概略構成を説明する図である。
【符号の説明】
１、１ａ    貯溜槽
２、２ａ    液供給ライン
３、３ａ    ポンプ
４    ミキサ
５    スプレガン
６    ガス圧入ライン
７    高圧窒素ボンベ
【図１】
0004001220.tif 000002