JP2001521974A - 粉末塗料の廃物の再使用のための連続的方法および得られる粉末塗料 - Google Patents
粉末塗料の廃物の再使用のための連続的方法および得られる粉末塗料Info
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Abstract
Description
製造からの副生物から実質的になる粉砕された粉末塗料の廃物を連続的に処理し
また再使用することに関する。 施用に関して溶媒の放散が起きないので、架橋可能な粉末塗料は、溶媒を含有
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。結果として粉末塗料の
使用は近年急増している。
化剤、顔料およびエクステンダーから、いくつかの添加剤とともになる。粉末塗
料の製造方法は下記の段階に分けることができる。 1.粉末塗料の成分を乾燥固形物として必要な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
で融解しそして激しく混合する。この混合でバインダーと硬化剤とが可塑化され
また顔料とエクステンダーとが濡らされる。 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
そして粗いペレットへと破砕する。 4.ペレットを粉砕機内で粉砕して仕上げられた粉末塗料をつくる。
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の平均直粒子径を有する。 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 Coatings 1および2巻 (D.A.Bate、London、1990年)というモノグラフに記載されている。
電噴霧による粉末塗料の作業性に悪影響が及ぶので、微細な画分の含有率ができ
るだけ低い粉末を製造することである。一般に、粒子寸法が10μmより小さい
微細な画分は好適な方法により、例えば、サイクロンを使用して分離される。こ
の微細な画分は従来約2〜5重量%に達している。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、粉砕によって比較的広い粒子寸
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含
有率が急に増加する。
ッカー層を製造するのに好ましい(B.Fawer、Powder Coating、1996年10月、56
ページ)。 従って、粉砕工程からの微細な画分は、粉末塗料製造の副生物でありまた多く
の場合、産業廃棄物として処分されねばならない。
ついて述べられている。次いで、この混合物は慣用の押し出し機の使用によりさ
らに処理される。この処理は成分、特にまたオーバースプレーを融解し、これら
を高められた温度に暴露することを伴う。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、また得られる粉末塗料のいくらかの画分が繰り返し高めら
れた温度に曝され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が回避され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出発物質の残りと混合
され、押し出し機に導入される。圧密について述べられている不可欠な一つの条
件は、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。
って出発混合物に微細な画分を循環する方法が記載されており、この場合、微粉
は比較的大きい粒子として好適な量で出発混合物に配分されてよい。
塗料の製造の第1段階に循環されることである。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、押し出し機中で
高められた温度に曝されるという不利な点を原則として有する。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、使用する微粉の割合が大きいなら
ば、反復的な押し出しによって粉末塗料の品質が低下する。
程に戻される。この方法では、押し出しの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を直接得るように粉砕が実施されることができる。
られる集塊化された粉末塗料は一般に、再び使用されるために粉末塗料の使用者
によって粉末塗料の製造者に供給される。
問題を回避する、粉砕された粉末塗料の廃物を処理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。
生成物を生成することにより、粉末塗料の廃物を処理するための本発明によって
提供される方法によって達せられることが見い出された。この場合、粉末の製造
過程において粉末塗料の廃物が粉砕工程の後で連続的に分離され、連続的に圧密
され、場合によっては破砕され、粉末塗料を生成するように押し出しを行うこと
なく、粉末塗料の同じバッチの粉砕されるべき新規な物質と一緒に連続的に粉砕
される。
例えばサイクロンまたはフィルターを使用することにより連続的に分離され、直
接圧密されそして圧密された生成物が、好ましくは同じバッチに属するもとの粗
いペレットとともに粉砕機に再び導入される。 この方法には微細な画分が同じバッチに直接再導入されるという利点がある。
従って、色彩のずれに関する問題がなくまた非連続的な方法に関して知られた管
理の問題が回避される。
業衛生および品質保証の理由から、このことは微細な画分を使用するときには特
に有利である。例えば配管系内で微細な画分を搬送することに関するDE-C 19703
376に記載の問題もまた回避される。 従って、本発明の方法は平均粒子寸法が小さくまた分布が狭い粉末塗料の連続
的な製造にとって特に有利であり、これは、このような方法では直接再使用でき
る微細な画分が大量に生まれるからである。 例えば、微細な粉末がかなりの量(2%より少ない)生じることなく分級操作
の後に10μmより小さい画分の含有率が15%より少なく、特に10%より少
なく、平均粒子寸法(d50)が30μmである粉末を製造することができる。
小さい微細な粉末の約12%を分離し、これを処分するか、または同じ製品の新
たなバッチを製造するために複雑な仕方で押し出し機に再度導入することが必要
である。従って、微細な画分の連続的な圧密化は原料のかなりの節約を可能にし
、この例では、所与の量の粉末塗料について粉砕されるべき物質より約10%少
ない物質しか押し出しによる製造を必要としない。平均粒子寸法が30μmより
小さい、例えば20〜25μmである粉末を製造することができる。この場合、
圧密されるべき微細な画分の量が急に増加する結果、圧密化装置の処理量および
エネルギー消費がより大きくなるが、粉末塗料の品質に悪影響は与えない。
エステル、ポリウレタンまたはアクリル樹脂をベースとする透明な粉末コートま
たは着色された粉末コートのために用いられることができる。 圧密化条件は使用される粉末塗料の種類に関連して選択されてよい。例えば、
タブレットの製造工程でWO 96/15891と同様に企図されるように圧密化が弱いと
、圧密された物質が粉砕機内で壊れ、最初の微細な粉末に戻る。物質の圧密化が
強すぎると、摩擦による加熱で温度の過度な上昇が起きる結果、粉末が大幅に融
解される。融解した粉末は圧密化装置に固着し、また再び除去するのにかなりの
努力をするほかない。さらに粉末が極めて高い温度に曝される結果、得られる粉
末塗料の品質が損なわれる。本発明の方法では、粉末の粒子が完全に融解される
ことなく微細な画分が一緒に焼結されるように、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を進めるよう企図される。
。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
子の焼結または集塊化が惹起される。低い温度で架橋する粉末塗料の場合、例え
ば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。より高い温度で架橋する粉末塗料の場合、例えばより大
きい加工力に、従ってまた結果としてのより高い温度に設定されてよい。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。
のような既知の任意の圧密化装置が原則として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をこえる値が特に好ましい。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。
圧縮力が過剰であることは、粉末が概ね融解されてくる、つまり組成物が糸状に
繋がりそしてロールに固着することから認められる。圧縮力が過度に小さいと粉
砕過程での微粉の含有率の著しい増加が生じる。表面に模様のある(textured s
urface)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、波状の表面のあるものほど好ましくない。
品は、例えばチップまたはペレットをつくるように破砕される。破砕は粉末塗料
の製造のために使用されうる慣用の装置で、例えばいわゆるピン粉砕機を使用す
ることにより実施されてよい。
化されたコーティングの製造を可能にする例えば、衝撃粉砕機または分級粉砕機
のような、粉末塗料のために慣用される粉砕装置に連続的に返される。このこと
は、粉末塗料の慣用的な製造過程のうちで処理が進み、追加的な粉砕設備が不用
であるという本発明の方法の別な利点を生む。分級の前、圧密されたペレットか
ら得られる粉末塗料は、慣用の粉末塗料に匹敵する微細画分含有率を有し、この
含有率は、例えば通常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、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。加えて粉末塗料の製造からの微細画分の貯蔵および搬
送が避けられる。粉末の製造の際に特に粉砕工程から発生する微細画分は、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を用いて処理されることができる。得られる
粉末の粒子寸法範囲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。 多量の副生物を処分するか、または費用のかかる再押し出しを行うことを必要
とせず、粒子寸法範囲がより狭くまた平均粒子寸法がより小さい粉末塗料を製造
することさえ可能である。
くる粉末塗料のペレットは、貯蔵タンク(1)から粉砕機(2)に送入され、そ
こで粉砕されて、仕上げられた粉末塗料がつくられる。粉末塗料は次にサイクロ
ン(3)に送入されて好ましくない粒子寸法のもの、例えば微細な画分が分離さ
れる。仕上げられた粉末塗料が包装される(4)一方、微細な画分は、排気空気
流を分離する別なサイクロンまたはフィルター(5)を経て圧密機(6)に送入
される。圧密過程の後、圧密された物質は粉砕されるべき粗い物質へと破砕され
(7)、この物質は、例えば空気コンベヤー(8)によって貯蔵タンク(1)に
戻され、そこで新たな粉末塗料のペレットと混合され、粉末塗料を生成するよう
に再度粉砕される。 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を有
するBepexの2ロール圧密機を使用して8kN/cmの圧縮力で圧密した。機械的に 安定である、圧密されて得られる均質なストランド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を用いて粉砕機(形
式ACM 2、製造者はHosokawa)中で粉砕した。平均粒子寸法が45μmで、10 μm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塗料で直接得られるコー
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。
熱的に架橋可能な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
ロールを有するBepexの2ロール圧密機を使用して14kN/cmの圧縮力で圧密し た。機械的に安定である、圧密されて得られる均質なストランドを粉砕機中で直
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を用い
て粉砕機(形式ACM 2、製造者はHosokawa)中で粉砕した。平均粒子寸法が37 μmで、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で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を有するBepexの2ロール圧密機を使 用して20kN/cmの圧縮力で圧密した。機械的に安定である、圧密されて得られ
る均質なストランド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を用いて粉砕機(形式ACM 2、製造者はHosokawa) 中で粉砕した。平均粒子寸法が27μmで、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で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。
、エポキシをベースとする熱的に架橋可能な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を有するBepexの2ロール圧密機を使用して1 6kN/cmの圧縮力で圧密した。機械的に安定である、圧密されて得られる均質な
ストランド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を用いて粉砕機(形式ACM 2、製造者はHosokawa)中で粉砕 した。平均粒子寸法が36μmで、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。粉末塗料で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。
加えた力は4kN/cmであった。引き続いてタブレットを粉砕機(形式ACM 2、製 造者はHosokawa)中で粉砕して平均粒子寸法が10μmより小さい粉末を得た。
この粉末は導入された微細画分と同様に挙動しまた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の2ロール圧密機(形式WP 50N 75)で圧縮して、
機械的に安定な均質なストランドをつくり、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(形式ACM2、製造者はHosokawa)中
で粉砕した。平均粒子寸法が35μmで、10μmより小さい画分が19%であ
る粉末を得た。
0kg/時の処理量でAlexanderwerkの2ロール圧密機(形式WP 50N 75)で圧縮し
て、機械的に安定な均質なストランドをつくり、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(形式ACM2、製造者はHosokawa
)中で粉砕した。平均粒子寸法が32μmで、10μmより小さい画分が15%
である粉末を得た。
kg/時の処理量でAlexanderwerkの2ロール圧密機(形式WP 50N 75)で圧縮して
、機械的に安定な均質なストランドをつくり、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(形式ACM2、製造者はHosokawa)
中で粉砕した。40%より多くが、10μmより小さい粒子からなり、また粉末
塗料として不適当である粉末を得た。
料添加された粉末塗料の粉砕されるべき新規な物質1,581kgをHosokawa ACM
20分級粉砕機中で粉砕し、サイクロン分離器に送入して微細画分を分離した。微
細画分は別なサイクロン分離器内に、次いでAlexanderwerkのWPN 50N75 ロール 圧密機内に入った。一旦、圧密された物質がピン粉砕機で破砕されると、得られ
た生成物は同じバッチの粉末塗料とともにミル保持タンクに戻された。粉砕機お
よび2基のサイクロンの操作条件は、平均粒子寸法が28μmで、10μmより
小さい微細画分が15%より少ない粉末塗料を得るように選んだ。 圧密機は21.3kN/cmの比圧縮力で操作した。仕様に適合する粉末を555k
g得た(収率96%)。
および圧密された物質の循環は行わなかった。粉砕される物質を594kg導入し
た時、仕様に適合する粉末を520kg得た(収率88%)。
Claims (8)
- 【請求項1】 焼結され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、粉末塗料の製造の際に生じる粉末塗
料の残留物が連続的に分離され、連続的に圧密され、そして、粉末塗料を生成す
るように押し出しを行うことなく、粉末塗料の同じバッチの粉砕される新規な物
質と一緒に連続的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】 粉末塗料の粒子の少なくとも50容積%が20〜45μm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、粉末塗料の製造で得られる過度に微細に
分割された画分からな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】 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(textured surfaces)を有し てよい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】 圧密化装置が4〜100kN/cmの比圧縮力で使用されること
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】 2ロールプレスまたはリングロールプレスが、5〜50kN/
cmの圧縮力を示すことを特徴とする請求項4記載の方法。 - 【請求項7】 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1〜6のいずれか一項記載の方法。 - 【請求項8】 粉末塗料の廃物を連続的に圧密し、引き続いて、追加的に融
解することなく連続的に粉砕することにより請求項1〜7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。
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