[發明專利]二氧化碳涂裝方法及其裝置

有效

• 申請號: 201080014234.1
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN102369067A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 鈴木明;川崎慎一朗;早坂宜晃
• 申請（專利權）人: 獨立行政法人產業技術綜合研究所;加美電子工業株式會社
• 主分類號: B05D1/02
• 分類號: B05D1/02;B01F5/00;B05B7/04;C09D201/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 賈成功

技術領域

本發明涉及二氧化碳涂裝方法及其裝置，更詳細而言，涉及將在以往的利用有機溶劑系涂料的噴射涂裝中大量使用的稀釋溶劑(VOC)替換為極少量的二氧化碳，由此在確保與有機溶劑系涂裝同等的涂膜均勻性、光滑性、鮮映性等的涂裝精加工品質的狀態下，能大幅減少VOC產生的涂裝方法及裝置。本發明提供新的涂裝技術，其涉及能大幅減少向大氣中的VOC產生的低環境負荷型的涂裝方法及其裝?置、及能使一液固化型·二液固化型涂料穩定而進行二氧化碳涂裝的低環境負荷型的涂裝方法及其裝置。

背景技術

對VOC產生而言，作為關系到地球變暖的有害化學物質，在2010年包括自我控制，要求削減3成。對涂裝工業界而言，作為用于涂料的降粘劑，大量地使用有機溶劑，涂裝產業，在日本的VOC產生量的約150萬噸中，成為占接近其60％的VOC產生量的最大的VOC產生產業，VOC對策正成為涂裝工業中的緊要的課題。

涂裝工業技術中，使用該稀釋溶劑的噴射涂裝為主流，為了VOC的削減，尋求有各種對策。具體而言，可以舉出以下的技術開發：向水性涂料的轉換、削減了有機溶劑的涂料、即高固體涂料等或所排放的有機溶劑的回收、分解處理等。

但是，現狀是，在這些對策技術中，特別是向水性涂料的轉換需要水處理裝置、空調設備等的附帶設備，另外，雖然水性涂料適于涂裝對象物為金屬材料的情況，但對于向要求高涂裝精加工品質的塑料零件等的涂裝，不能應對。

因此，涂裝工業界中，特別是中小企業，應對上述的VOC對策，在現有的技術中抱有需要大設備投資等的課題，因此，強烈要求開發能代替現在的有機溶劑涂裝或水性涂裝的新的涂裝技術。

另一方面，關于涂裝技術，在由美國ュニオンカ一バイト公司申請的專利(專利文獻1)中，作為降粘劑(稀釋劑)，提出利用超臨界流體代替有機溶劑的技術。在該技術中示出，通過使超臨界流體、特別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動性的真溶劑)中，使粘度降低至可噴霧的水平，由此可涂裝。

這以后，由同一公司關于涂裝技術申請了10多項專利，例如，作為專利注冊了噴射寬度的控制方法(專利文獻2)、涂料組成的限定(專利文獻3)、噴霧狀態的改良方法(專利文獻4)、堵塞的回避方法(專利文獻5)及涂料/CO₂混合物的密度控制方法(專利文獻6)的5件。

但是，在這些專利中，存在如下問題點：作為工藝流程僅顯示有一個流程，對于可實用化的工藝流程的構筑、具體的運轉方法，完成度不充分。即，對將二氧化碳作為降粘劑的噴射涂裝技術而言，從可實用化的工業技術這樣的觀點考慮，仍為不得不說未確立的狀況。

將上述專利中所示的工藝流程示于圖1。在本流程中，涂料和CO₂用空氣驅動式的活塞泵加壓，涂料以降低粘度為目的被加熱，送至混合器。CO₂不被加熱，在液體狀態下被送至混合器。此時的涂料和CO₂的供給量，通過同時控制兩泵的活塞的運動的機制，以固定容積比來供給。

混合器為流體多段分割型靜態攪拌器，混合物被加熱后，通過過濾器，再次利用靜態攪拌器混合，根據需要減壓，送至噴霧槍，在噴霧槍中，根據壓力確定流量，進行噴霧。剩余部分在循環線上被加壓，返回至第1個靜態攪拌器后的線上。

以上為所提出的以往的二氧化碳涂裝的概略的工藝流程，為了使本流程可實用化，作為問題假定涂料/CO₂的供給量與噴霧量不能平衡，例如，具有泵噴出壓力上升的危險性。在該專利中，當泵噴出壓力達到一定壓力以上時，采用從設置在線上的溢流閥與涂料/CO₂一起向大氣壓下開放的構成，但這些向大氣中的開放，在操作上并不優選，在涂料/CO₂、特別是CO₂的情況下，不能再利用，在經濟上也變得不利。

另外，設有循環線，但操作上不是特別需要。進而，涂料及混合物的加熱可以使用電加熱方式，但在該方式中，裝置運轉開始時、改變流量時等，難以將溫度控制為一定，期望采用其它加熱方式。另外，在實際的涂裝作業中，改變涂裝面時或涂裝對象物本身改變時等，也大多可能將噴霧停止片刻或一定時間。