[发明专利]二氧化碳涂装方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化碳涂装方法及其装置，更详细而言，涉及将在以往的利用有机溶剂系涂料的喷射涂装中大量使用的稀释溶剂(VOC)替换为极少量的二氧化碳，由此在确保与有机溶剂系涂装同等的涂膜均匀性、光滑性、鲜映性等的涂装精加工品质的状态下，能大幅减少VOC产生的涂装方法及装置。本发明提供新的涂装技术，其涉及能大幅减少向大气中的VOC产生的低环境负荷型的涂装方法及其装 置、及能使一液固化型·二液固化型涂料稳定而进行二氧化碳涂装的低环境负荷型的涂装方法及其装置。

背景技术

对VOC产生而言，作为关系到地球变暖的有害化学物质，在2010年包括自我控制，要求削减3成。对涂装工业界而言，作为用于涂料的降粘剂，大量地使用有机溶剂，涂装产业，在日本的VOC产生量的约150万吨中，成为占接近其60％的VOC产生量的最大的VOC产生产业，VOC对策正成为涂装工业中的紧要的课题。

涂装工业技术中，使用该稀释溶剂的喷射涂装为主流，为了VOC的削减，寻求有各种对策。具体而言，可以举出以下的技术开发：向水性涂料的转换、削减了有机溶剂的涂料、即高固体涂料等或所排放的有机溶剂的回收、分解处理等。

但是，现状是，在这些对策技术中，特别是向水性涂料的转换需要水处理装置、空调设备等的附带设备，另外，虽然水性涂料适于涂装对象物为金属材料的情况，但对于向要求高涂装精加工品质的塑料零件等的涂装，不能应对。

因此，涂装工业界中，特别是中小企业，应对上述的VOC对策，在现有的技术中抱有需要大设备投资等的课题，因此，强烈要求开发能代替现在的有机溶剂涂装或水性涂装的新的涂装技术。

另一方面，关于涂装技术，在由美国ュニオンカ一バイト公司申请的专利(专利文献1)中，作为降粘剂(稀释剂)，提出利用超临界流体代替有机溶剂的技术。在该技术中示出，通过使超临界流体、特别是二氧化碳溶解在涂料(聚合物和溶解聚合物而使其具有流动性的真溶剂)中，使粘度降低至可喷雾的水平，由此可涂装。

这以后，由同一公司关于涂装技术申请了10多项专利，例如，作为专利注册了喷射宽度的控制方法(专利文献2)、涂料组成的限定(专利文献3)、喷雾状态的改良方法(专利文献4)、堵塞的回避方法(专利文献5)及涂料/CO₂混合物的密度控制方法(专利文献6)的5件。

但是，在这些专利中，存在如下问题点：作为工艺流程仅显示有一个流程，对于可实用化的工艺流程的构筑、具体的运转方法，完成度不充分。即，对将二氧化碳作为降粘剂的喷射涂装技术而言，从可实用化的工业技术这样的观点考虑，仍为不得不说未确立的状况。

将上述专利中所示的工艺流程示于图1。在本流程中，涂料和CO₂用空气驱动式的活塞泵加压，涂料以降低粘度为目的被加热，送至混合器。CO₂不被加热，在液体状态下被送至混合器。此时的涂料和CO₂的供给量，通过同时控制两泵的活塞的运动的机制，以固定容积比来供给。

混合器为流体多段分割型静态搅拌器，混合物被加热后，通过过滤器，再次利用静态搅拌器混合，根据需要减压，送至喷雾枪，在喷雾枪中，根据压力确定流量，进行喷雾。剩余部分在循环线上被加压，返回至第1个静态搅拌器后的线上。

以上为所提出的以往的二氧化碳涂装的概略的工艺流程，为了使本流程可实用化，作为问题假定涂料/CO₂的供给量与喷雾量不能平衡，例如，具有泵喷出压力上升的危险性。在该专利中，当泵喷出压力达到一定压力以上时，采用从设置在线上的溢流阀与涂料/CO₂一起向大气压下开放的构成，但这些向大气中的开放，在操作上并不优选，在涂料/CO₂、特别是CO₂的情况下，不能再利用，在经济上也变得不利。

另外，设有循环线，但操作上不是特别需要。进而，涂料及混合物的加热可以使用电加热方式，但在该方式中，装置运转开始时、改变流量时等，难以将温度控制为一定，期望采用其它加热方式。另外，在实际的涂装作业中，改变涂装面时或涂装对象物本身改变时等，也大多可能将喷雾停止片刻或一定时间。