JP2001521946A - 粉末塗料の廃物を処理する方法および得られる粉末塗料 - Google Patents
粉末塗料の廃物を処理する方法および得られる粉末塗料Info
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Abstract
Description
粉末塗料の廃物を処理しまた再使用する方法を提供し、ここでの廃物は、粉末塗
料の製造に際して得られる2次生成物または粉末塗料を施用するときに得られる
オーバースプレーであり得る。
する液体ラッカー系に対する環境に優しい代替物である。この故に粉末塗料の使
用は近年著しく増加している。
料および充填剤そしてまた添加剤から慣例的になる。粉末塗料の製造方法は下記
の段階に分けられる。 1.粉末塗料の成分を乾燥固形物として必要な重量比で激しく予備混合する。 2.早過ぎる架橋を避けるために混合物を押し出し機中でできるだけ低い温度
で融解し、激しくそして完全に混合する。この混合でバインダーと硬化剤とが可
塑化され、顔料と充填剤とが濡らされる。 3.場合によっては着色されて得られる押し出し物を薄い層に展延し、冷却し
そして粗い顆粒へと破砕する。 4.顆粒を粉砕機内で粉砕して最終的な粉末塗料を得る。
一般に、後続する篩分過程で除去される。得られる粉末は典型的に40〜70μ
mの平均粒子直径を有する。 粉末塗料は一般にバッチ法で製造される。慣用的な組成および粉末塗料のため
の旧来的な製造方法は例えば、The Science of Powder Coatings1および2巻(
Londonの出版社、D.A.Bate、1990年)というモノグラフに記載されている。
作業性を悪くするように作用するので、粒子寸法分布が狭くまた10μmより小
さい微細な画分の割合ができるだけ低い粉末を製造することである。従って一般
に、平均粒子寸法が40〜70μmである粉末がつくられ、また粒子寸法が10
μmより小さい微細な画分は好適な方法により、例えば、サイクロンの助けをか
りて分離される。この微細な画分は一般に約2〜5重量%に達する。技術的観点
からしばしば好ましいように、粉末の平均粒子寸法が減少すると粉砕工程で比較
的広い粒子寸法分布が常にもたらされるので、粒子寸法が10μmより小さい微
細な画分の割合が著しく増大する。
ラッカー層を製造するのに好ましい(B.Fawer、Powder lacquer、1996年10月、
56ページ)。 従って、粉砕工程からの微細な画分は、粉末塗料製造の二次的な生成物であり
また多くの場合、産業廃棄物として処分されねばならない。加えて、破棄される
か、またはリサイクルされねばならない、粉末塗料の製造または処理からの別な
残留物または廃物がある。このような残留物の例は粒子寸法の大きすぎる部分、
噴霧施用からの残留物、でき損ないのバッチそしてまた売れない量の残留物であ
る。
ーの混合について述べられている。そこでは、この混合物は慣用の押し出し機に
より次いでさらに処理される。この処理により成分、特にまたオーバースプレー
が熱的に融解され、熱応力を受ける。この方法には、オーバースプレーの粒子寸
法が小さいために均一な混合が困難であるので混合物を押し出し機に供給するの
に問題が起き、また時には、生成される粉末塗料のある割合に数回熱応力を受け
るという不利な点がある。
微粉を計量しそして供給する問題を避ける方法が記載されている。得られるタブ
レットは次いで、粉末塗料の新たなバッチのための他の出発物質と混合され、押
し出し機に導入される。圧密について不可欠な一つの条件として、もともとの粒
子がタブレット中で『実質的に依然見分けられ』ねばならないことであると述べ
られている。
るのを可能にすることにより、粉末塗料の製造に際して押し出し工程に先だって
出発混合物に微細な画分をリサイクルする方法が記載されている。
のリサイクルが粉末塗料の製造の第1段階でなされることである。従って、この
物質は粉末塗料の全製造過程を再度通過せねばならない。この方法は物質が再び
融解されそして押し出し機中で熱応力を受けるという主たる不利点を有する。多
くの場合、粉末塗料は熱的に架橋する系であるので、特に、大きな割合の微細な
画分が使用されるとき、反復的に押し出すと粉末塗料の品質の低下を招く。加え
て、微細な画分は同一の処方を有する材料だけに加入することができるので、新
規なバッチのための出発材料への混合は管理の問題である。多くの場合、同一の
処方物は不規則な間隔でしか調製されないので微細な画分は別個に貯蔵されねば
ならない。従って、極めて稀にしか調製されない処方物については、これまで述
べた方法を用いるリサイクルは経済的にみて実施不可能である。
この方法では粉末塗料の残留物が集塊化され、同一粉末塗料の製造工程に戻され
る。この時、押し出し段階は場合によっては省かれてよく、また再使用可能な粉
末塗料の直接的な粉砕が行われる。
容易にする簡単化された方法を提供することである。本方法での意図は、品質が
低下していない均質な粉末塗料を与えることにある。所望の色合いを生む混色を
行う機会を与えることが企図される。
生成物を生成することにより、粉砕された粉末塗料の廃物を処理するための本発
明の一つの目的である方法によって達成できることが見い出されている。この場
合、異なる種類の粉末塗料残留物が、または異なる粉末塗料残留物と標準的な粉
末塗料とが、押し出し処理されずに粉砕されて粉末塗料が得られる。
る。 本発明の方法では、異なる種類の粉末塗料残留物が使用される。異なる種類の
粉末塗料残留物は、特に色が異なる粉末塗料残留物および/または化学組成が異
なる粉末塗料残留物であってよい。
される。こうなると、圧密された物質はもともとあった微細な粒子へと再び分解
しない。
。 粉末塗料を製造するとき、一般に、着色された顔料が押し出し前に粉末として
添加されるか、またはいわゆるマスターバッチとして添加される。均一性が確保
されねばならずまた後で分離が起きてはならないので、引き続いて顔料を副次的
に混合することは困難であることが判明している。
続いて粉砕すると色彩が一様な粉末の製造が可能なことが驚くべきことに分かっ
た。粉末塗料残留物の色の異なるバッチは圧密化に先立って均一に混合されるの
が最もよい。使用する微粉末中の異なる色が肉眼ではもはや識別できないコーテ
ィングを施用後に与える均質な粉末塗料が得られる。この操作方式では、粉末塗
料製造からの微粉、そしてまた高品質の製品を得るための、色合いが異なる粉末
塗料の処理からの微粉をともに使用することができる。粉末塗料残留物の色の異
なるバッチの再使用に伴う貯蔵時間および管理が著しく減る。
色であってよい標準的な粉末塗料とともに圧密されてよい。このようにして得ら
れる粉末は、使用される粒子のあいだの色の差が肉眼で認めることができない一
様に着色した塗料をやはり与える。粉末塗料の押し出しおよび融解があらためて
行われず、従って、粉末塗料の色彩の引き続いての調整または変更は穏やかな方
法で実施できる。このため、粉末塗料に色合いを与えることができる。このこと
は、製造における変動のため、色合いの異なるバッチが個別に製造される場合に
特に可能である。
は、10重量%までの量が、別に着色された慣用の粉末塗料と混合されそして本
発明の方法に従って処理されてよい。 本発明の方法は組成は同じであるが色の異なるいろいろなバッチを透明ラッカ
ーから製造することもまた可能にする。
る量を粉末塗料と混合し、次いで、この混合物を本発明の方法に従ってさらに処
理することにより、要求に応じて粉末塗料を変性することを可能にする。例えば
透明な粉末塗料もまた添加剤によって引き続いて同様に変性されてよい。 圧密する微細な画分および/または粉末残留物は、均一な組成物であり、また
粒子直径の小さい微粉のみからなる必要はない。
10〜30μmである粉末もまた圧密され、問題なく再び粉砕されることもでき
る。例えば、粉砕操作に際しての不規則性のために要求仕様に合致する粒子寸法
範囲をもたないバッチ例えば出来損ないのバッチを処理することができる。 同様に寸法の過大な粒子つまり不十分に粉砕された粉末を上記した微細な画分
に添加することができる。 さらに、噴霧による施用からの粉末塗料のオーバースプレーおよび販売されな
い粉末塗料の残留物もまた使用できる。 この種の残留物は少量添加されてよく、また本発明の方法を用いて独自に処理
されてよい。
じる微細な画分を使用するのが好ましい。 例えば、本発明の方法を使用することにより、生成する粉末塗料粒子の少なく
とも50容積%が、例えば30〜40μmの粒子寸法(d50)を有し、粒子寸
法が10μmより小さい粒子の割合が15%より少ない粒子寸法分布を得ること
ができる。
よっては粉砕された他の粉末塗料画分もまた含む分離された粉末塗料の微細な画
分は、粉末塗料の製造に際して、圧密された物質を粉砕工程に直接導入すること
を可能とするために、顆粒が焼結することで圧密工程に際して微細な画分の堅固
な集塊化が起きるように圧密されることができ、この場合、この顆粒は、粉砕に
際して、以前の微粉へと再度分解することはほとんどない。圧密された物質は、
粉末塗料工業で慣用的に使用されている粉砕機中で直接粉砕されて粒子寸法の範
囲が慣用の粉末塗料のそれと実質的に異ならずまた困難を伴う事なく粉末塗料と
される。
のような粉末塗料の廃物を、相溶性と相互の一様な架橋とを確実にするように類
似なまたは同一である化学的組成物例えば、エポキシド系、ポリエステル系、ポ
リウレタン系またはアクリレート系と混合するのが好ましい。しかしながら、粉
末塗料廃物を異なる組成物例えば、ポリエステルとエポキシドとの系と混合する
ことも特にできる。しかしこの場合、コーティングの欠陥を避けるために、樹脂
どうしの相溶性を試験せねばならない。
たは着色された粉末塗料例えば、エポキシド、ポリエステル、ポリウレタンまた
はアクリレート樹脂をベースとするものに対して用いられることができる。
タブレットを製造する方法においてWO 96/15891に記載されているのと同様に企
図されるように圧密化が弱い工程であると、圧密された物質が粉砕機内で再び壊
れ、使用される微細な粉末が生じる。物質の圧密化が強すぎると、摩擦熱のため
物質の加熱が起きる結果、粉末が大幅に融解される。融解した粉末は圧密化装置
に強く固着し、また再び除去するのは費用のかかる方法によってのみ可能である
。さらに熱応力が極めて大きいので、生成される粉末塗料の品質が損なわれる。
本発明の方法では、粉末粒子が完全に融解されることなく微粉が焼結されるよう
に、また焼結された部分が粉砕時に新たな粒子構造へと破砕されるように圧密化
が実施されるべきである。
。圧密化に際してロールプレスの表面に高められた温度が生じる結果、粉末の粒
子の焼結またはケーキ化が起きる。例えば、低い温度で架橋する粉末塗料の場合
、個々の粉末の粒子が効果的に一緒に焼結するが融解はしないように、加工の力
を調整することができる。例えば、より高い温度で架橋する粉末塗料の場合、加
工力、従ってまた生み出される温度がより大きいものに調整されてよい。場合に
よっては、外部加熱または外部冷却の行われる圧密化装置を設置することができ
、例えば、ロールが水冷されてよい。
レスのような既知の任意の圧密化装置が基本的に本発明の方法に好適である。こ
の場合、ロールプレスの圧縮力は、間隙、回転速度および供給物質の量で決まる
。これらのパラメーターは互いに容易に調整されることができる。圧縮力はロー
ルの幅1cmあたりのNで表わされる比圧縮力で表示される。一般に、比圧縮力は
、4kN/cmより大きくなければならず、6kN/cmを越える値が特に有益である。
比圧縮力は例えば10kN/cmから30kN/cmを越え100kN/cmまでの範囲にあ
る。圧縮力が大きすぎることは、粉末が大幅に融解される、つまり糸状物が物質
から引きはがされ、ロールに固着することから認められる。圧縮力が小さ過ぎる
と粉砕過程での微細な画分の割合の著しい増加が生じる。表面に模様のある(te
xtured surface)2ロールプレスが特に好適であることが明らかになっており 、タブレット状の凹みのあるものは、表面に溝のあるものほど好適でない。
これは、例えば、チップまたは顆粒を生成するように破砕されてよい。破砕は、
粉末塗料を製造するのに慣用される装置例えばいわゆるフィンガーブレーカー(
finger-breaker)によって実施できる。 引き続いての粉砕操作は、粉末塗料の製造で慣用されるコーティング粉末の穏
やかな製造を可能にする装置、例えば、衝撃粉砕機または分級粉砕機により実施
される。このことは、粉末塗料の慣用的な製造において処理手続きが時には進み
また追加的な粉砕装置が必要でないことを基礎とする本発明の方法の別な利点を
生む。圧密された顆粒からつくられる粉末塗料は、慣用の粉末塗料に匹敵する微
細画分の割合を有し、この割合は通常、例えば微粉25%より小さく、場合によ
っては15%より小さくさえある。
既知の先行技術に関する不利な点が、特に追加的な加熱工程または融解工程が回
避される方法が供せられる。さらにまた、施用に際して生じる微細な画分または
粉末塗料残留物のための貯蔵時間が減少される。特に粉末の処理の際に発生する
微細画分または残留物は、押し出し工程を必要とすることなく優れた等級の粉末
を生成するように圧密化および粉砕を行うことによる本発明の方法で処理される
ことができる。得られる粉末の粒子寸法分布も粉末からつくられるコーティング
の品質もともに慣用の粉末塗料と異ならない。加えて本発明の操作方式は、色彩
について欠陥のあるバッチを処理して、適正な色彩を有し、販売可能で高品質の
粉末塗料を得る機会を提供する。 以下の実施例は本発明を例示する。ロールの圧縮力は、ロールの幅1cmあたり
の比圧縮力(kN/cm)で表示される。
%、二酸化チタン29%および添加剤1%)をベースとする熱的に架橋可能な慣
用の白い粉末塗料を粉砕して生じる10μmより小さい微細画分(平均粒子寸法
約4μm)18kgを、処理量を約25kg/時にして、表面に模様のあるロールが
用いられるBepex社の2ロール圧密機の助けをかりて8kN/cmの圧縮力で圧密し た。このようにして得られる、機械的に安定な、圧密された均質な押し出し物を
、粉砕機中で直径約2cmのチップに粉砕した。このチップを粉末塗料のための慣
用の条件下で粉砕機(製造者Hosokava、形式ACM2)中で粉砕した。平均粒子寸法
が45μmで、寸法が10μmより小さい画分が15%より少ない粉末を得た。 コロナガンを使用して、粉末をアルミニウムのシートに静電噴霧し、180℃
で20分加熱した。上記に述べた圧密されていない粉末を使用して直接得られる
コーティングと異ならない特性を有する無欠陥のコーティングを得た。
粉末塗料を粉砕して生じる10μmより小さい微細画分(平均粒子寸法約4μm
)16kgを、処理量を約22kg/時にして、表面に模様のあるロールが用いられ
るBepex社の2ロール圧密機の助けをかりて14kN/cmの圧縮力で圧密した。こ のようにして得られる、機械的に安定な、圧密された均質な押し出し物を、粉砕
機中で直径約2cmのチップに粉砕した。このチップを粉末塗料のための慣用の条
件下で粉砕機(製造者Hosokava、形式ACM2)中で粉砕した。平均粒子寸法が37
μmで、寸法が10μmより小さい画分が14%より少ない粉末を得た。 コロナガンを使用して、粉末をアルミニウムのシートに静電噴霧し、180℃
で20分加熱した。処理されていない粉末を使用して得られるコーティングと異
ならない特性を有する無欠陥のコーティングを得た。
テルをベースとする熱的に架橋可能な慣用の粉末塗料(ポリエステル55.8%
、TGIC 4.2%、二酸化チタン29%および添加剤1%)を粉砕して生じる
10μmより小さい微細画分(平均粒子寸法約4μm)20kgを、処理量を約2
0kg/時にして、表面に模様のあるロールが用いられるBepex社の2ロール圧密 機の助けをかりて20kN/cmの圧縮力で圧密した。このようにして得られる、機
械的に安定な、圧密された均質な押し出し物を、粉砕機中で直径約2cmのチップ
に粉砕した。このチップを粉末塗料のための慣用の条件下で粉砕機(製造者Hoso
kava、形式ACM2)中で粉砕した。平均粒子寸法が27μmで、寸法が10μmよ
り小さい画分が25%より少ない粉末を得た。 コロナガンを使用して、粉末をアルミニウムのシートに静電噴霧し、180℃
で20分加熱した。圧密されていない粉末塗料を使用して直接得られるコーティ
ングと異ならない特性を有する無欠陥のコーティングを得た。
する熱的に架橋可能な灰色に着色された粉末塗料を粉砕して生じる10μmより
小さい微細画分(平均粒子寸法約4μm)16kgを、処理量を約27kg/時にし
て、表面に模様のあるロールが使用されるBepex社の2ロール圧密機の助けをか りて16kN/cmの圧縮力で圧密した。このようにして得られる、機械的に安定な
、圧密された均質な押し出し物を、粉砕機中で直径約2cmのチップに粉砕した。
このチップを粉末塗料のための慣用の条件下で粉砕機(製造者Hosokava、形式AC
M2)中で粉砕した。平均粒子寸法が36μmで、寸法が10μmより小さい画分
が20%より少ない粉末を得た。 コロナガンを使用して、粉末をアルミニウムのシートに静電噴霧し、180℃
で20分加熱した。粉末塗料を使用して直接得られるコーティングと異ならない
特性を有する無欠陥のコーティングを得た。
て生じる10μmより小さい微細画分(平均粒子寸法約4μm)10kgを混合し
、処理量を約27kg/時にして、表面に模様のあるロールが使用されるBepex社 の2ロール圧密機の助けをかりて7kN/cmの圧縮力で圧密した。このようにして
得られ、機械的に安定で、一様なオールドローズ色を有する、圧密された均質な
押し出し物を、粉砕機中で直径約2cmのチップに粉砕した。このチップを粉末塗
料のための慣用の条件下で粉砕機(製造者Hosokava、形式ACM2)中で粉砕した。
平均粒子寸法が40μmで、寸法が10μmより小さい画分が15%より少ない
粉末を得た。この粉末は均一な色を有しまた粉末化された粒子もほとんど一色で
あった。 コロナガンを使用して、粉末をアルミニウムのシートに静電噴霧し、180℃
で20分加熱した。慣用のコーティングと異ならない特性を有する無欠陥のコー
ティングを得た。これは、一様な色合いからなりまた、いろいろに着色された微
細な画分の混合物の使用に帰せられるであろう色彩の差異は検出できなかった。
で加えた力は4kN/cmに相当した。引き続いてタブレットを粉砕機(製造者Hoso
kava、形式ACM2)中で粉砕して平均粒子寸法が10μmより小さい粉末を得た。
この粉末は使用された微細な物質と同様に挙動し、慣用の粉末塗料処理設備では
処理できなかった。
/時の処理量でAlexanderwerk社の2ロール圧密機(形式WP 50N 75)の助けをか
りて圧縮して、機械的に安定な均質な押し出し物をつくり、これを機械的に粗く
砕き、次いでこれを粉末塗料のための慣用の条件下で粉砕機(製造者Hosokava、
形式ACM2)中で粉砕した。平均粒子寸法が35μmで、寸法が10μmより小さ
い画分が19%より少ない粉末を得た。
kg/時の処理量でAlexanderwerk社の2ロール圧密機(形式WP 50N 75)の助けを
かりて圧縮して、機械的に安定な均質な押し出し物をつくり、これを機械的に粗
く砕き、次いでこれを粉末塗料のための慣用の条件下で粉砕機(製造者Hosokava
、形式ACM2)中で粉砕した。平均粒子寸法が32μmで、寸法が10μmより小
さい画分が15%より少ない粉末を得た。
kg/時の処理量でAlexanderwerk社の2ロール圧密機(形式WP 50N 75)の助けを
かりて圧縮して、機械的に安定な均質な押し出し物をつくり、これを機械的に粗
く砕き、次いでこれを粉末塗料のための慣用の条件下で粉砕機(製造者Hosokava
、形式ACM2)中で粉砕した。粒子の40%より多くが10μmより小さい粉末を
得た。これは粉末塗料として使用するのに不適当であった。
Claims (18)
- 【請求項1】 焼結した生成物が生成するまで粉末塗料の廃物を完全に融解
することなく、これを圧密することにより、再使用可能な粉末塗料を得るための
粉末塗料の廃物を処理する方法であって、種類の異なる粉末塗料の廃物の混合物
または粉末塗料の廃物と別の標準的な粉末塗料との混合物が圧密され、そして得
られる圧密された生成物が、押し出し処理を行うことなく粉末塗料を生成するよ
うに粉砕されることを特徴とする上記粉末塗料廃物の処理方法。 - 【請求項2】 再使用可能な粉末塗料の粒子の少なくとも50容積%が30
〜45μmの粒子寸法を有し、粒子寸法が10μmより小さい画分が15%以下
である粒子寸法分布が得られるように粉砕が実施されることを特徴とする請求項
1記載の方法。 - 【請求項3】 粉末塗料の廃物が、粉末塗料の製造から生じ、および/また
はこの廃物が粉末塗料の施用の際に得られるオーバースプレーであることを特徴
とする請求項1または2記載の方法。 - 【請求項4】 粉末塗料の廃物が、粉末塗料の製造の際に細かすぎおよび/
または粗すぎて生成されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
一項記載の方法。 - 【請求項5】 着色された粉末塗料廃物が別な色の標準的な粉末塗料と混合
され、圧密されそして粉末塗料を生成するように粉砕され、粉末塗料廃物の量が
標準的な粉末塗料より少ないことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載
の方法。 - 【請求項6】 圧密化が2ロールプレスまたはリングロールプレスによって
実施され、これらロールプレスが模様のある表面を有してよいことを特徴とする
請求項1〜5のいずれか一項記載の方法。 - 【請求項7】 4〜100kN/cmの比圧縮力を有する圧密化装置が使用され
ることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の方法。 - 【請求項8】 2ロールプレスまたはリングロールプレスが、5〜50kN/
cmの圧縮力を有することを特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項9】 使用される粉末塗料の廃物の粒子寸法が250μmまでであ
ることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項記載の方法。 - 【請求項10】 平均直径が10μmより小さい粉末塗料の廃物が圧密され
ることを特徴とする請求項9記載の方法。 - 【請求項11】 化学組成が類似する粉末塗料の残留物が、最初に混合され
、次いで方法に従って処理されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一
項記載の方法。 - 【請求項12】 着色の異なる粉末塗料の残留物が、最初に混合され、次い
で方法に従って処理されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項記載
の方法。 - 【請求項13】 粉末塗料の廃物が、圧密に先立って慣用の粉末塗料と混合
されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項記載の方法。 - 【請求項14】 平均粒子直径が10μmより小さい、着色の異なる粉末塗
料の廃物が、慣用の粉末塗料に10重量%まで添加され、混合され次いで圧密さ
れ、粉砕されることを特徴とする請求項13記載の方法。 - 【請求項15】 粉末塗料の廃物を圧密し、引き続いて、追加的に融解する
ことなく粉砕することにより請求項1〜14のいずれか一項記載の方法によって
得られる粉末塗料組成物。 - 【請求項16】 着色の異なる少なくとも二つの粉末塗料の廃物の混合物か
ら得られる請求項15記載の粉末塗料組成物。 - 【請求項17】 平均粒子直径が10μmより小さい着色された粉末塗料1
0重量%までと着色が別な慣用の粉末塗料との混合物から得られる請求項15記
載の粉末塗料組成物。 - 【請求項18】 化学組成が異なる少なくとも二つの粉末塗料残留物の混合
物から得られる請求項15〜17のいずれか一項記載の粉末塗料組成物。
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