水性涂料

P
高压发生器 涂料槽
Mini-circulation方式 Helper方式
Cartridge方式 △ △ △ ○
涂料补给装置
涂料补给方法与其特长
循环方式
Dead end方式 Third line方式 2pipe方式
构造
管理 循环精度
○× △
×○ △
△○○
2-pipe方式
配管,涂料槽材料
不可使用的材料：: 软铁,铸铁,SUS44 推荐使用SUS303
MACT ( Maximum Achievable Control Technology )
适用范围 原有设备 新设设备 新设设备
（臭氧限制量未达到的地域）
原有设备
HAPs目录： １８９个品种
1998年：收集数据、影响度调查 1999年：提出限制方案、通过议会 2000年：发布法令 2003年：限制开始执行
吹风温度 风速
： 40-80℃吹出来 ： 10m以上
车体钢板温度冷却到35℃以下
全部使用打磨过的 SUS304
在FlFalsahs-hO-fOffでf中の不部同位部別位Ho的t 热Ai风rの的効效果果
最高温度(℃)
涂膜ＮＶ(%)
热风温度 风速(热风吹出口风速)
1ｍ/sec
５ｍ/sec
１０ｍ/sec
涂装室 温湿度控制
Flash-off装置
罩光漆内板涂装工序 罩光漆外板涂装工序
静置工序
烘干干燥工序
水性用涂装机
方式 特长
概略图
涂装机名称 安全性
保养性
设备成本 涂着效率
外部电极方式
电极
静电电缆
Ｂｅｌｌ
Gun Copes μμ BellCopes
G1 Copes ○ ○ ○ △
内部电极方式
Voltage Block
１．ＶＯＣ限制
RACT ( Reasonably Available Control Technology ) BACT ( Best Available Control Technology ) LAER ( Lowest Achievable Emission Rate )
２．ＨＡＰｓ限制（有害大气污染物质限制）
旋杯
粒子飞行过程中不易引发水的挥散 →NV、粘度不易升高
关于流挂・铝粉配向性・涂膜外观的解决办法
对策
赋予涂料构造粘性
随着涂着（静置时）时粘度的上升 流挂、斑纹得到控制
4
流挂、斑纹 铝粉配向性
涂装时
3 :粘度高<
涂料：粘度高
涂装时 :粘度低<
粘度(Log mPas)
水性
铝粉配向性
2
微粒化
溶剂型
1 -2
水性中涂涂装标准布置图与相应设备
除尘工序
耐石击中涂
涂装工序
内板涂装工序
外板涂装工序
静置工序
烘干工序
相应设备
涂装机
涂料补给装置 排水处理装置
涂装室内 温湿度控制
烘干炉
水性中涂涂料 WP-370 的预烘干条件
试验条件
温 度
(μｍ） 80 70 60 50 40
AB
C
时间
A: 室温 → X ℃, Y 分钟 （预烘干)
B: X → 140 ℃,5分钟 C: 140 ℃ X 20分钟
X: Temp. （℃）
25 40 60 80 100
POPPING LMT.
30
0
5
10
Y ： PASS TIME (分)
烘干前的预烘干需要保持 60～80℃ X 5以上。
45ｇ／㎡
1998年 90ｇ／㎡
1987年 现状
45ｇ／㎡
1990年 50ｇ／㎡ 45ｇ／㎡
1996年 现状 60ｇ／㎡
2000年 60ｇ／㎡
2003年 60ｇ／㎡
1995年 45ｇ／㎡ 35ｇ／㎡
最终目标 45ｇ／㎡
2000年 35ｇ／㎡
环保对应型涂料的现状与将来预测
涂百度文库种类
耐石击 中涂
中涂
面漆 BC
面漆 罩光清漆
面漆 （白色）
现状 溶剂型 溶剂型 溶剂型 溶剂型 溶剂型
近 未 来
溶剂型 水性
溶剂型 水性
高固体份 水性
溶剂型 高固体份
溶剂型
将来 (水性)
水性
水性 高固体份 （超高固体份） （粉体悬浮液） (水性)
世界的环保限制对应状况
（为削减有机溶剂,有关涂料的对应）
中涂
美国
欧洲
日 本
中 国
・溶剂型高固体份为主 ・采用粉体中涂
项目 蒸发
物理特性 有机溶剂
根据种类选择 自由控制
水
沸点比较低 蒸发慢 湿度影响大
低
高
表面张力
被涂物润湿 良好
不良
不易由杂质引起缩孔
易形成缩孔
气泡 电阻性
难形成易消除
大 漏电小 Ｖ
易形成难消除
小 漏电大 Ｖ
水性涂料课题
高湿度下产生流挂 成品表面变动大
相应技术 涂料方面
设备方面
付与淀粉状粘性
粘
度涂
喷
装
关西涂料的 水性金属底漆
水性金属底漆和溶剂型金属底漆
涂料
涂料NV(涂装NV) 粘度
水性金属底漆
20～25（20～ 25）
40～60秒/#FC4
溶剂系金属底漆
40～50（20～ 25）
16～17秒/#FC3
实施事项
导入预热设备 需要改造供给系
VOC
100％
80％
水
60％
VOC
VOC
40％
大幅度 减少
涂
时
时
剪断速度
→大
严密的 空调管理 设置预烘干区域
成品表面不良
界面活性剂的配方 随着表面粘性阻力的增加
缩孔得到抑止
泡痕（气孔）等 涂膜缺陷
消泡剂的配方
随着热流平性的提高 泡痕逐渐平滑化
不可以使用以往的 静电涂装机
Ｖ 外部电极型
关于蒸发①
溶剂
重 量
与湿度相比温度的影响较大、根据溶剂种类 （沸点不同）的组合，可以比较自由地变化 蒸发状态
・新设设备VOC值
特定有机溶剂限制 A组 B组
排气限制值 2mg／㎡ 20mg／㎡
2. 德国
TA-Luft ( 1986年 ）
・原有设备VOC值 ・新设设备VOC值
3. 英国
Environmental Protection Act (1990年） ・原有设备VOC值 ・新设设备VOC值
1994年 现状
0
2
4
SHEAR RATE ( log sec-1 )
雾化时、粒子撞击时粘度降低铝粉配向性、外观得到控制
关西涂料的 水性中涂涂料
水性中涂涂料 WP-370
开发目标
削减VOC ： 目标值 1.5lbs/gal 以下 (实测值)
设计概念
低VOC化
【 使用聚酯乳胶 】
以往的涂料
削减树脂液带入的溶剂 代替溶剂的气孔对策手法
（以前不涂中涂） ･引进水性中涂
・溶剂型中固体份为主 ・水性中涂使用扩大
・溶剂型中固体份为主 ・引进水性中涂
・溶剂型中固体份为主 首先着手甲苯、二甲苯
等有害物质的削减
面漆底层漆 (BC)
・溶剂型高固体份为主 ・水性BC使用扩大
・水性BC为主 ・溶剂型中固体份
・溶剂型中固体份为主 ・引进水性BC
・溶剂型低固体份为主 ・今后向溶剂型中固体份
今后的发展
３．ＩＴＰ限制（工业用有害物质限制）
工业用有害物质： １７个品种
MACT的法制化内容
主动限制（ Voluntary Program ) 1992年前削减３３％ 1995年前削减５０％ 2000年前削减１００％
欧洲的环保限制动向
1. EU
EEC指令（1976、1984、1993年） SMP ( Solvent Management Plan ) ・原有设备VOC值
水中涂涂料 WP-370 的组成
＊稀释塗料
100
水
有机溶剂
50
三聚氰胺
聚酯分散体
脂族酸変性聚酯
颜料 （酞白／炭黑） （体质颜料）
0
添加剂
涂料性状(浅灰)
粘度(FC#4,秒) NV(%) 比重 ｐＨ
闪点（℃） 发火点（℃） 溶剂量（％） 内部溶剂比重 干燥涂膜比重
55 60.3 1.26 8.5 90≦ 80≦ 5.8 0.99 1.52
其他 10%
底漆 23%
中涂 11%
洗净溶剂 33%
罩光漆 9%
单色漆 3%
欧美国家水性化的现状
1-1 中涂 【美国】
溶剂型 77％
粉体 21％
水性 2％
【欧洲】
溶剂型 62％
水性 38％
【日本】
在一些线上 使用
(附注)美国首先选用的是粉体漆,第2是水性漆。 但水性中涂将来会更增加。
1-2 面漆BC 【美国】
水性涂料的技术课题
水性涂料的优缺点
优点：『对环境有利』
向大气中排放的溶剂量（VOC)少
缺点 ： 『水的特性』 （１） 表面张力高 （２） 汽化热高 （３） 侵害金属 （４） 导电性
发生各种各样的问题
研究 （技术）
水性涂料
水性涂料的基本课题及相应技术
水性涂料的设计课题，主要起因于水和有机溶剂的物理特性的不同，因此包含着涂料化技术和涂装条件的 的设备方面也必须要有相应的对策。
水
重 量
时间
高湿度时
与温度相比湿低度湿的度影时响较大 蒸发状态不易调整
例) 天气（湿度）的变化影响衣服的 干燥情况
时间
关于蒸发②
溶剂型
高NV、高粘度
水性
低NV・低粘度
问题点 ・高湿度下的流挂 ・铝粉配向性 ・（预热不可缺）
粒子飞行过程中引发溶剂挥散 →NV、粘度升高
P
高压发生器 涂料罐
电极 静电线
或水性BC的方向发展
面漆罩光清漆 (CC)
・溶剂型高固体份为主 ・超高固体份
・水性(粉体)罩光漆
・溶剂型中固体份为主 ・一部分使用水性罩光漆 引进粉体、粉体悬浮液
・溶剂型中固体份为主 ・正在检讨超高固体份
和水性
・溶剂型中固体份为主 ・今后或许展开 溶剂型高固体份
涂装工艺方面有机溶剂的使用和用途
保险杠 11%
S：US 304,304L,316,316L
泵
基本上可以使用与溶剂型相同的泵
欧洲,日本:AIR型Plunger pump为主 最近为了省能源,采用油压泵的情况增加
Pump Tank
Hand-Spray Auto-Spray Auto-Spray
清洗用溶剂
水／亲水性溶剂／胺 ９０／１０／０．５
Flash-off 装置
【欧洲】
【日本】
溶剂型 61％
水性 39％
溶剂型 43％
水性 57％
在一些线上 使用。
今后几年内 会急剧增加
1-3 罩光清漆
OPEL Eisenach、Daimler Chrysler Rastatt等公司采用水性漆,但它都仅被采用在 他们的模范工厂里(包括粉体罩光漆)。在将来的一段时间,作为标准罩光漆,他们还会 继续使用溶剂型罩光清漆。
90
80 涂装室
湿度 70
（％ R H ) 6 0
50
40
流挂,斑纹,不均匀
以往的产品
WBC-770
光泽不良
20
25
30
涂装室 温 度 （℃ ）
水性涂料的涂装设备
水性面漆涂装标准设备图和相应设备
除尘工序
BC内板涂装工序
BC外板涂装工序
喷雾沉静化工序
F/O工序
相应设备
涂装机
涂料笔记设备
排水处理装置
69 80≦ 11.5 0.98 1.25
水性金属底漆 构造粘性的比较
粘度(log mPas)
WBC-770比以往的产品表现更高的假塑性流动 4
WBC-770
3
流挂,斑纹
2
以往的产品
1
0
1
2
3
SHEAR RATE ( log sec -1 )
微粒化 表面
4
水性金属底漆 外观质量成立范围
WBC-770和以往的涂料相比, 涂装室内温湿度对外观质量的 容许范围更大(wet条件,dry条件)。
20％ 0％
水性金属底漆
不挥发份 溶剂系金属底漆
水性金属底漆 WBC-770 的组分
100
水
50
有机溶剂
三聚氰胺 聚酯分散体
丙烯酸
0
添加剂
交联乳胶 颜料(铝)
涂料性状(银色)
粘度(FC#4,秒) NV(%) 比重 ｐＨ
闪点（℃） 发火点（℃） 溶剂量（％） 内部溶剂比重 干燥涂膜比重
45 20.5 1.04 8.5
关于VOC限制和水性涂料
2004年 11月25日 关西涂料株式会社
汽车涂料本部 海外技术部
～内 容～ ＊有关环保限制的动向 ＊水性涂料的技术课题 ＊关西涂料的水性中涂漆 ＊关西涂料的水性面漆金属底漆 ＊水性涂料的涂装设备 ＊水性塗料的3WET涂装系统
关于环保限制的动向
美国的环保限制动向
Clean Air Act（1970年制定、1977年、1990年修订）
４０℃ ６０℃ ８０℃
热风温度 风速(热风吹出口温度)
２８
1ｍ/sec
３８ ４５
５ｍ/sec
３３ ４６ ５４
１０ｍ/sec
４０℃ ６０℃ ８０℃
２３ ５７ ５１ ７４ ７７ ８５
１８ｍ/sec
３５ ５２ ６４
１８ｍ/sec
８１ ８６ ８７
Flash-Off装置的热风条件
温度 ：40 ～ 80℃ 风速 ：10m /秒 以上
使用聚酯乳胶 使用新的消泡剂 控制反应速度
代替溶剂的表面质量提高手法
使用适当的表面调整剂 部分使用疏水性三聚氰胺
WP-370
剪断比例～粘度曲线 ４
WP-370
３
従来型
２
Logη(mPa·sec)
树 脂
Ｖ Ｏ
＋
Ｍ Ｆ
＋
水
Ｃ
树 脂
Ｖ
Ｏ水 Ｃ
＋
Ｍ Ｆ
１ -2 -1 ０ １ ２ ３ ４ Log D(sec-1) WP-370的假塑性大 → 流挂防止性提高
Flash-Off 工序
水性BC
喷雾沉静 区域
红外线 加熱 区域
热风 加热区域
空气
排放
冷却区域
溶剂型CC
排气
外気 再利用 ·温水加热 ·红外线废热
区域名称 通过时间
静置 区域 1分
热风 再利用废热 设备内容
防止喷雾的流入
冷却装置
外気
备注
辐射 区域 1分 热风 区域 2分 冷却 区域 1分
利用红外线的车体钢板的升温(目标=80℃)