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ポリウレタン樹脂の塗装方法 - 特開2008−715 | j-tokkyo
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【発明の名称】 ポリウレタン樹脂の塗装方法
【発明者】 【氏名】川村 隆也

【氏名】山田 欣範

【要約】 【課題】ウレタン重防食塗料等のポリウレタン樹脂を現場で塗装する場合、或いはコンクリート製農水路等を部分的に塗装するような場合に適用されるポリウレタン樹脂の塗装方法に関し、型枠等を利用しなくとも塗膜の表面に凹凸やダレ等を発生させることがなく、また離型剤を塗布する必要がなく、従ってトップコートやペイントの接着不良を招くという問題も生じることがなく、さらにウレタン樹脂塗膜を所定の厚さに短時間に仕上げることができ、且つその塗膜の表面を均一に仕上げることができるポリウレタン樹脂の塗装方法を提供することを課題とする。

【構成】ポリウレタン樹脂を被塗装物2に塗布した後、ポリオレフィン樹脂からなるフイルム3を前記ポリウレタン樹脂からなる塗布膜1の表面に貼着し、ポリウレタン樹脂が硬化した後、前記フイルム3を剥離することを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリウレタン樹脂を被塗装物に塗布した後、ポリオレフィン樹脂からなるフイルムを前記ポリウレタン樹脂からなる塗布膜の表面に貼着し、ポリウレタン樹脂が硬化した後、前記フイルムを剥離することを特徴とするポリウレタン樹脂の塗装方法。
【請求項2】
フイルムの膜厚が、50〜500μmである請求項1記載のポリウレタン樹脂の塗装方法。
【請求項3】
フイルムが、二軸延伸ポリプロピレンフイルムである請求項1又は2記載のポリウレタン樹脂の塗装方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリウレタン樹脂の塗装方法、さらに詳しくは、たとえばウレタン重防食塗料等のポリウレタン樹脂を現場で塗装する場合、或いはコンクリート製農水路等を部分的に塗装するような場合に適用されるポリウレタン樹脂の塗装方法に関する。
【背景技術】
【0002】
周知のように、ポリウレタン樹脂は従来から種々の用途に適用されているが、耐候性が優れている等の特性を有することから、たとえば各種構造物、プラント設備、橋梁等を塗装するいわゆる重防食塗料として使用されている。
【0003】
このようなポリウレタン樹脂による重防食塗装は、本来は大型の装置を用いてスプレー塗装によって自動的に行われる。しかし、パイプの溶接部の周辺や、工事等の不可抗力で塗膜が剥がれた場所等、塗装作業空間の狭い箇所には、コストや搬入時間の面から、大型の塗装用の装置を搬入することができないので、手作業によって重防食塗装を行わざるを得ない。また、橋梁等にも大型の塗装用の装置を搬入できないので、手作業で行わざるを得ない。
【0004】
このような重防食塗装を行う場合には、二液反応型ポリウレタン樹脂が用いられるが、塗装すべき箇所には、水平な面のみならず垂直な面も存在することから、通常は耐ダレ性(揺変性)を付与した塗料を用いる。
【0005】
揺変性を持たせた塗料を一度に3mm程度の膜厚に塗布した場合、塗膜の表面には凹凸やダレが発生するため、1回に0.5mm程度の膜厚に塗布し、合計数回程度塗布する必要がある。そのため、約3mm程度の膜厚に仕上げるために数日を要し、また、その間に降雨等が発生すると、さらに処理時間が延びることとなっていた。
【0006】
そこで、上記のような塗膜の表面に凹凸やダレが発生するのを防止するために、たとえば管体の溶接部分等の近辺に型枠を取り付け、型枠内にウレタン樹脂を注入するような方法もなされており、そのような技術として下記特許文献1のような特許出願がなされている。この特許文献1には、溶接継手部及び管体防食被覆端部を覆うように型枠を取り付け、型枠内にウレタン樹脂を注入する技術が開示されている。
【0007】
また、溶接部の近辺に管体の被覆層と無被覆層とが存在するような場合に、その被覆層の端部から無被覆層にかけてウレタン樹脂で被覆することによって、結果的に、上記のような型枠を取り付けて型枠内にウレタン樹脂を注入するのと同様の技術を実施することができ、そのような技術を開示するものとして、下記特許文献2のような特許出願がなされている。
【0008】
さらに、下記特許文献3は、上記特許文献1や特許文献2の方法では、溶接部の近辺等に多かれ少なかれ被覆の段差が生じるという問題点があった点に鑑み、これを解決すべく、被覆層の端部所定幅の部分を段付きの重ね被覆部として形成する技術を開示したものである。
【0009】
これらの特許文献1乃至3に開示された技術は、いずれも型枠等を利用してウレタン樹脂を注入するという技術思想に基づくものであるが、型枠を利用する場合には、ウレタン樹脂を注入して硬化させた後、その硬化したウレタン樹脂の塗膜から型枠を離脱させる必要があり、型枠に離型剤を塗布することが必要となる。
【0010】
しかし、このような離型剤を塗布すると、型枠を離脱させた後に、離型剤が型枠から塗膜側へ転移するおそれがあり、さらにその離型剤が、ウレタン樹脂の塗膜上に塗布するトップコートやペイントの接着不良を招くという問題が生じていた。
【0011】
【特許文献1】特開平10−311493号公報
【特許文献2】特開平10−311494号公報
【特許文献3】特開2005−90729号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、型枠等を利用しなくとも塗膜の表面に凹凸やダレ等を発生させることがなく、また離型剤を塗布する必要がなく、従ってトップコートやペイントの接着不良を招くという問題も生じることがなく、さらにウレタン樹脂塗膜を所定の厚さに短時間に仕上げることができ、且つその塗膜の表面を均一に仕上げることができるポリウレタン樹脂の塗装方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、請求項1記載の発明は、ポリウレタン樹脂を被塗装物に塗布した後、ポリオレフィン樹脂からなるフイルムを前記ポリウレタン樹脂からなる塗布膜の表面に貼着し、ポリウレタン樹脂が硬化した後、前記フイルムを剥離することを特徴とする。
【0014】
また請求項2記載の発明は、請求項1記載のポリウレタン樹脂の塗装方法において、フイルムの膜厚が、50〜500μmであることを特徴とする。
【0015】
さらに請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のポリウレタン樹脂の塗装方法において、フイルムが、二軸延伸ポリプロピレンフイルムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明は、上述のように、ウレタン樹脂を被塗装物に塗布し、塗布直後にポリオレフィン樹脂からなるフイルムを表面に貼り付け、ポリウレタン樹脂が硬化した後、前記フイルムを剥離する方法であるため、塗装表面の仕上がりを均一にすることができ、凹凸やダレ等を生じさせることがないとい効果がある。
【0017】
また、従来のように薄い塗膜を数回に分けて塗布するような作業を必要とすることがなく、短時間に所定厚さの塗膜を形成することができるという効果がある。
【0018】
さらに、急に降雨等が生じても、塗膜の完成前にはフィルムで塗膜が被覆されているので、塗膜の形成にほとんど影響を与えることがない。
【0019】
さらに、型枠等の用いる場合のように離型剤を塗布する必要がないので、トップコートやペイントの接着不良を招くという問題も生じることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0021】
本発明のポリウレタン樹脂の塗装方法は、上述のように、ポリウレタン樹脂を被塗装物に塗布した後、ポリオレフィン樹脂からなるフイルムをポリウレタン樹脂からなる塗布膜の表面に貼着し、ポリウレタン樹脂が硬化した後、前記フイルムを剥離する方法である。
【0022】
本発明においては主として二液反応型ウレタン樹脂が用いられる。ただし、本発明はポリウレタン樹脂の塗布直後にフィルムを貼着し、ポリウレタン樹脂が硬化した後にフィルムを剥離して塗布膜表面を均一に仕上げることを本質的な技術思想とするので、一液反応型ウレタン樹脂に適用することを妨げるものではない。また本発明においては、被塗装物の種類は特に限定されるものではないが、パイプの溶接部の周辺や、工事等の不可抗力で塗膜が剥がれた場所等、大型の塗装用の装置を搬入することができず、手作業によって重防食塗装を行わざるを得ないような箇所での塗装が主眼となるので、主として部分塗装に対して適用される。
【0023】
また本発明においては、塗布直後に塗装表面に貼着するフィルムとして、ポリウレタン樹脂に対して剥離性のよいポリオレフィン樹脂からなるフイルムが用いられる。たとえばポリエチレンテレフタレートからなるフィルムやポリ塩化ビニルからなるフィルムは、ポリウレタン樹脂に対して密着性が良好であるため、ポリウレタン樹脂が硬化した後に、ポリウレタン樹脂の塗装表面からフィルムを剥離することができなくなる。
【0024】
従って、ポリウレタン樹脂に貼着する前に、フィルムに離型剤を予め塗布することが必要となる。ところが、フィルムに離型剤を塗布すると、硬化したポリウレタン樹脂からフィルムを剥離した後に、離型剤がフィルムからポリウレタン樹脂側へ転移するおそれがあり、転移した離型剤が、ポリウレタン樹脂の表面に塗着されるペイントやトップコートの接着不良を招くおそれがある。このため、離型剤を塗布する必要がないポリオレフィン樹脂からなるフイルムが用いられるのである。
【0025】
ポリウレタン樹脂に対するポリオレフィン樹脂からなるフイルムの剥離性が、ポリエチレンテレフタレートやポリ塩化ビニル樹脂からなるフィルムに比べて良好である理由については、一応次のように考えられる。すなわち、ポリウレタン樹脂は、原料となるポリオール及びイソシアネートが、それぞれOH-及びNCO-という極性基を有するので、塗装表面に貼着するフィルムを構成する合成樹脂が、極性基を有するモノマーの重合体である場合、ポリウレタン樹脂の極性基部分と、フィルムを構成する合成樹脂の極性基部分との相互作用により、ポリウレタン樹脂に対するフィルムの密着性が良好となり、ポリウレタン樹脂が硬化した後に、ポリウレタン樹脂の塗装表面からフィルムを剥離することができなくなるものと考えられる。
【0026】
たとえばポリエチレンテレフタレートは、モノマーであるテレフタル酸やエチレングリコールが、COOH-、OH-という極性基を有するので、ポリウレタン樹脂に対するポリエチレンテレフタレートの密着性が良好となり、またポリ塩化ビニルは、モノマーがCl-という極性基を有するので、ポリウレタン樹脂に対するポリエチレンテレフタレートの密着性が良好となり、上記のように離型剤が必要となるのである。
これに対してポリオレフィン樹脂は、モノマーであるプロピレンやエチレン等が極性を有していないので、ポリウレタン樹脂に対して密着性が良好となることはないのである。
【0027】
ポリオレフィン樹脂からなるフイルムとしては、好ましくは二軸延伸ポリプロピレンフィルムが用いられる。ポリウレタン樹脂の表面に貼着する際に、フィルムをある程度引き伸ばす必要があるので、腰のある二軸延伸ポリプロピレンフィルムを好適に使用することができるのである。
【0028】
ただし、ポリオレフィン樹脂からなるフイルムの種類は二軸延伸ポリプロピレンフィルムに限らず、たとえば一軸延伸ポリプロピレンフィルム、無延伸ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム等を使用することも可能である。
【0029】
また、ポリオレフィン樹脂からなるフイルムの膜厚は、50〜500μmであることが好ましい。かかる範囲内の膜厚とすることで、ポリウレタン樹脂にフィルムを貼着する作業を行うのに適する腰の強さを具備させることができ、またポリウレタン樹脂に貼着すべくフィルムを広げる際に皺が発生するおそれがなく、さらにフィルムが厚くなりすぎて貼着作業が行いにくくなるようなこともなく、本発明のポリウレタン樹脂の塗装方法に用いるフィルムに適した特性を具備させることができるのである。
【0030】
さらに、フィルムを貼着する対象となるポリウレタン樹脂としては、上述のように主として二液反応型ウレタン樹脂が用いられるが、原料となるイソシアネートとしては、脂肪族イソシアネート、脂環族イソシアネート、芳香族イソシアネート、芳香脂肪族イソシアネート等を用いることができる。
【0031】
脂肪族イソシアネートとしては、たとえばテトラメチレンジイソシアネート、ドデカメチ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、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、3−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート等を挙げることができる。
【0032】
脂環族イソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等を挙げることができる。
【0033】
芳香族イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、2,2'−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、4,4'−ジベンジルジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート等を挙げることができる。
【0034】
芳香脂肪族イソシアネートとしては、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、α,α,α,α−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等を挙げることができる。
【0035】
さらに、ポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどのジオール類、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ソルビトール、ショ糖などの3価以上のポリオール類、ヒマシ油、ポリブタジエンポリオール、又はこれらのポリオール類に、プロピレンオキサイド、エチレンオキサイド、ブチレンオキサイド等を付加重合して得られるポリエーテルポリオール類等を使用することができる。
【0036】
また芳香族環を有するポリオールを使用することも可能であり、たとえばビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等を挙げることができる。
【0037】
次に、本発明の一実施形態としての、ポリウレタン材料の塗装方法の工程について説明する。先ず、上記のようなイソシアネートとポリオールとを予め混合して得られた二液反応型のポリウレタン樹脂1を、図1に示すように、被塗装物2の表面に塗布する。
【0038】
そして、ポリウレタン樹脂1を被塗装物2の表面に塗布した直後に、図2に示すように前記ポリウレタン樹脂1の表面にフィルム3を貼着する。本実施形態では、フィルム3として、二軸延伸ポリプロピレンフィルムが用いられている。ポリウレタン樹脂1の表面にフィルム3を貼着するに際しては、そのフィルム3をある程度引っ張りながら、或いは伸ばしながら貼着することとなる。
【0039】
従って、このフィルム3にはある程度の引っ張り強度が必要とされるが、そのフィルム3として本実施形態では腰のある二軸延伸ポリプロピレンフィルムが用いられているので、ポリウレタン樹脂1の表面へのフィルム3の貼着作業を行う場合に、フィルム3が不用意に裂断するようなこともないのである。また、このような腰のある二軸延伸ポリプロピレンフィルムを用いることで、ポリウレタン樹脂1で構成される塗膜の表面が均一に仕上げられることとなる。
【0040】
その後、被塗装物2の表面に塗布されたポリウレタン樹脂1が硬化した後、図3に示すように、フィルム3を前記ポリウレタン樹脂1の表面から剥離する。この場合において、本実施形態では、フィルム3として、ポリウレタン樹脂に対して剥離性が良好であるポリオレフィンフィルムの一種である二軸延伸ポリプロピレンフィルムが用いられているので、離型剤を予めフィルム3に塗布しなくとも、ポリウレタン樹脂1の表面からフィルム3を容易に剥離させることができる。
【実施例】
【0041】
以下、本発明の実施例について説明する。
【0042】
(実施例1)
本実施例では、先ず被塗装物である鋼材を垂直に設置し、その表面に、2液混合型ポリウレタン樹脂を約3mmの厚さに塗布し、その直後に、そのポリウレタン樹脂の表面にフィルムを貼着した。フィルムとしては、東洋紡績株式会社製の厚さ150μmの二軸延伸ポリプロピレンフィルム(商品名トヨパールフィルム)を用いた。
【0043】
3mmの厚さの塗布膜を形成するまで(フィルムの貼着作業が終わるまで)に要した時間は約20分と非常に短かった。
【0044】
ポリウレタン樹脂の硬化後、フィルムをそのポリウレタン樹脂から剥離した。剥離後のポリウレタン樹脂の表面は、凹凸がなく、平滑性が良好なものであった。
【0045】
(比較例1)
実施例1のようなフィルムを用いることなく、ヘラのみでポリウレタン樹脂の表面の
平滑化を行った。ポリウレタン樹脂を塗布する際の1回の膜厚は、約0.5mmとし、数回に分けて塗布した。
【0046】
約3mmの塗布膜厚を形成するのに、約6日間を要した。また仕上がり後の塗布膜の表面は、ヘラ跡の多いものであった。
【0047】
(比較例2)
比較例1と同様に、フィルムを用いずにヘラのみでポリウレタン樹脂の表面の平滑化を行った。ただし比較例1のように数回に分けて塗布を行わず、1回の塗布作業で厚さ約3mmの塗布膜を形成した。
【0048】
約3mmの塗布膜厚を形成するまでの所要時間は、約1時間であった。また、塗布膜表面には凹凸やダレが生じていた。
【0049】
(総括)
以上の結果を考察すると、先ず比較例1と比較例2とを対比した場合、1回の、塗布膜厚が薄く、数回に分けてポリウレタン樹脂を塗布した比較例1では、比較例2と比べても、約3mmの厚さの塗布膜を形成するのに多大な時間を要した。しかし、比較例1では、ヘラ跡は多く形成されたものの、比較例2のような塗布膜表面の凹凸やダレは生じなかった。
【0050】
これに対して、フィルムを用いた実施例1では、約3mmの厚さの塗布膜を形成するのに要する時間が、比較例1及び2に比べて非常に短く、しかも凹凸やダレを生じさせずに塗布膜表面の平滑性を非常に良好な状態に仕上げることができた。
【0051】
すなわち比較例1、2の結果から、フィルムを用いずにヘラのみで塗装した場合には、
約3mmの厚さの塗布膜を形成するのに要する所要時間と、塗布膜表面の仕上がり状態とは相反する結果となったが、フィルムを用いた実施例1では、いずれの比較例と比べても、約3mmの厚さの塗布膜を形成するのに要する所要時間が短く、また塗布膜表面の仕上がり状態が良好で、上記比較例の相反する問題点を同時に解決できることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】一実施形態のポリウレタン材料の塗装方法であって、被塗装物にポリウレタン樹脂を塗布する工程を示す断面図。
【図2】ポリウレタン樹脂表面にフィルムを貼着する工程を示す断面図。
【図3】フィルムを剥離する工程を示す断面図。
【符号の説明】
【0053】
1…ポリウレタン樹脂 2…被塗装物
3…フィルム
【出願人】 【識別番号】000003506
【氏名又は名称】第一工業製薬株式会社
【出願日】 平成18年6月23日(2006.6.23)
【代理人】 【識別番号】100074332
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 昇

【識別番号】100114421
【弁理士】
【氏名又は名称】薬丸 誠一

【識別番号】100114432
【弁理士】
【氏名又は名称】中谷 寛昭

【識別番号】100117204
【弁理士】
【氏名又は名称】岩田 徳哉


【公開番号】 特開2008−715(P2008−715A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−174152(P2006−174152)