JP2007153916A - 粉体塗料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 塗料原料のうち少なくとも硬化剤がコア部に存在し塗料樹脂がシェル部に存在するコアシェル型の繊維状物を、切断もしくは粉砕して前駆体粒子を作製する前駆体粒子作製工程と、硬化触媒を含むコーティング材料を前記前駆体粒子の表面に被覆して塗料粒子を得るコーティング工程と、コーティング工程で得られた塗料粒子の表面をさらに樹脂層で被覆する樹脂層形成工程を有する。
【選択図】 図2
Description
従って、繊維状物を切断等して粉体塗料粒子を製造する粉体塗料の製造方法において、溶融混練時や繊維化時や保存時等における硬化反応の進行によるゲル化を適切に抑制し、当該粉体塗料の製造方法の利点を効果的に生かすことができる。
すなわち、コーティング材料に着色剤を含ませると、例えば同じ材料組成で色が同一の前駆体粒子に対し、コーティング材料に含まれる着色剤を変更するだけで塗膜色の変更ができる。
従って、塗膜色の変更が容易な粉体塗料粒子の製造に適した粉体塗料の製造方法が提供される。
すなわち、前駆体粒子に含まれた表面調整剤、又はコーティング材料の被覆によって被覆層に含まれた表面調整剤が、塗膜形成時に溶融軟化した塗料樹脂等に混合して塗膜の熱フロー性が向上し、滑らかな塗膜が形成される。
従って、平滑性に優れた塗膜が得られる粉体塗料粒子の製造に適した粉体塗料の製造方法が提供される。
すなわち、コーティング材料に帯電制御剤を含ませると被覆層に帯電制御剤が含まれるので、粉体塗料粒子を帯電させて塗装対象物に吹き付ける場合、塗料粒子の帯電が帯電制御剤によって安定し、帯電不良の発生もなく良好な吹き付けが可能となる。
従って、塗装作業性に優れた粉体塗料粒子の製造に適した粉体塗料の製造方法が提供される。
すなわち、塗膜形成時に溶融軟化した塗料樹脂等の塗膜表面が上記樹脂層によって覆われるので、塗膜の耐性を向上させ、また、帯電性能を向上させることができる。
従って、塗装作業性に優れるとともに高耐性の塗膜が得られる粉体塗料粒子の製造に適した粉体塗料の製造方法が提供される。
紡糸機20が横方向に多数並設され、各紡糸機20に対して、硬化剤供給部12aと塗料樹脂供給部12bから夫々硬化剤と塗料樹脂が供給される。各供給部12a,12bは、ペレット状の硬化剤及び塗料樹脂原料を投入可能なホッパとヒータ付のスクリュー式混練機とを備えたエクストルーダ13及びギアポンプ14などで構成され、ギアポンプ14の下流側が分岐管を経由して各紡糸機20に接続されている。
例えば前記紡糸機20で作製された繊維状物4を粗粉砕(解砕)したのち、微粉砕して所望の粒度の塗料粒子3を作製する。粉砕機としては、各種粉砕機が使用できるが、本実施形態では、粗粉砕(解砕)用には、ピン型ミル(例えば、ホソカワミクロン(株)製:ファインインパクトミル)を用い、微粉砕用には、分級機内蔵の粉砕装置(例えば、ホソカワミクロン(株)製:ACMパルペライザ)を用いる。
『前駆体粒子作製工程』
ウレタン硬化型ポリエステル樹脂(ユピカコートGV-150)85重量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂3重量部、酸化チタン(タイペークCR-90)50重量部、ベンゾイン0.5重量部、ブロックイソシアネート系硬化剤15重量部を、ヘンシェル型ミキサーで混合し組成物原料とした。300μmのノズルから、平均繊維径15μm、生成速度25m/secで押し出すよう調整しつつ、当該原料をエクストルーダで加熱混練し、160℃でノズル部に定量供給した。延伸用エアは、30℃の外気をターボブロアで吸引し、160℃に調整して送風したものを利用した。
キナクリドン系顔料(東洋インキ社製、LIOFAST REDFX-1019/顔料分30%)80g、硬化触媒(武田薬品工業株式会社製、TK-1)1.7g、イオン交換水80g、結合剤(ジョンポリマー社製、ジョンクリル61J/不揮発分30.5%)13.1g、表面調整剤(AIR
PRODUCT社製、サーフィノール)4g、流動調整剤(共栄社株式会社製、ポリフローS)3.4g、帯電制御剤(クラリアント社製、Copy Charge
NYVP2351)0.1gを混合、攪拌してコーティング材料Bを得た。
『前駆体粒子作製工程』
ウレタン硬化型ポリエステル樹脂(ユピカコートGV-150)85重量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂3重量部、酸化チタン(タイペークCR-90)50重量部、ベンゾイン0.5重量部、ブロックイソシアネート系硬化剤15重量部、流動調整剤(共栄社株式会社製、ポリフローS)0.6重量部、硬化触媒(武田薬品工業株式会社製、TK-1)0.3重量部、をヘンシェル型ミキサーで混合し組成物原料とした。300μm径の単一孔ノズルから、平均繊維径15μm、生成速度25m/sで押し出すよう調整しつつ、原料をエクストルーダで加熱混練し、160℃でノズル部に定量供給した。延伸用エアは、30℃の外気をターボブロアで吸引し、160℃に調整して送風したものを利用した。
キナクリドン系顔料(東洋インキ社製、LIOFAST REDFX-1019/顔料分30%)80g、イオン交換水80g、結合剤(ジョンポリマー社製、ジョンクリル61J/不揮発分30.5%)13.1gを混合、攪拌しコーティング材料Eを得た。粉体塗料微粒子Dに実施例1と同様の操作により上記コーティング材料Eをコーティングし、コーティング粉体塗料Fを得た。
ウレタン硬化型ポリエステル樹脂(ユピカコートGV-150)85重量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂3重量部、酸化チタン(タイペークCR-90)50重量部、ベンゾイン0.5重量部をヘンシェル型ミキサーで混合しシェル側組成物原料とした。コア側原料としては、低温硬化用硬化剤(弊社開発品、ブロックイソシアネート系)を採用した。300μm径の二重管ノズルから、平均繊維径15μm、生成速度25m/sで押し出すように調整しつつ、シェル側原料を、シェル側エクストルーダで加熱混練しつつ単位時間当たり139.4重量部、コア側原料をコア側エクストルーダから単位時間当たり15重量部、それぞれ160℃でノズルに定量供給した。延伸用エアは、30℃の外気をターボブロアで吸引し、160℃に調整して送風したものを利用した。
キナクリドン系顔料(東洋インキ社製、LIOFAST REDFX-1019/顔料分30.0%)80g、イオン交換水80g、硬化触媒(武田薬品工業株式会社製、TK-1)1.7g、表面調整剤(AIR
PRODUCT社製、サーフィノール)4g、流動調整剤(共栄社株式会社製、ポリフローS)3.4g、帯電制御剤(クラリアント社製、Copy Charge
NYVP2351)0.1g、結合剤(ジョンポリマー社製、ジョンクリル61J/不揮発分30.5%)13.1gを混合、攪拌してコーティング材料Hを得た。粉体塗料微粒子Gに実施例1と同様の操作により上記コーティング材料Hをコーティングし、コーティング粉体塗料Iを得た。
『コーティング工程』
キナクリドン系顔料(東洋インキ社製、LIOFAST REDFX-1019/顔料分30%)80g、硬化触媒(武田薬品工業株式会社製、TK-1)1.7g、イオン交換水80g、結合剤(ジョンポリマー社製、ジョンクリル61J/不揮発分30.5%)13.1g、表面調整剤(AIR
PRODUCT社製、サーフィノール)4g、流動調整剤(共栄社株式会社製、ポリフローS)3.4gを混合、攪拌してコーティング材料Jを得た。
ウレタン硬化型ポリエステル樹脂(ユピカコートGV-150)85重量部、ブロックイソシアネート系硬化剤15重量部を溶融混練、粉砕、分級し、更にD50=約2μmになるように分級機内蔵型粉砕機(ホソカワミクロン株式会社製、100AFG)を用いて粉砕、分級して粉体塗料微粒子Kを得た。そして、気流攪拌型混合機(ホソカワミクロン株式会社製、アグロマスタAGM-2SD)に実施例2により得たコーティング粉体塗料Gと粉体塗料微粒子Kを混合(粉体塗料微粒子Kは粉体塗料Gに対して10wt%)して充填し、40℃の熱風を空塔速度0.9m/s(0℃、1atm換算)で供給し、流動させた。そこへアグロマスタ AGM-2SDの底部に設けられている二流体式ボトムスプレーノズルを用いて、バインダ液(結合剤13.1g、イオン交換水50g)を粉体層中に噴霧供給した。全量供給後、実施例2と同様の条件で乾燥、冷却、回収を行い、コーティング粉体塗料Lを得た。
〔実施例1〕の塗料C:塗料樹脂と硬化剤を含む一体混練型の前駆体粒子に、硬化触媒、表面調整剤、流動調整剤、帯電制御剤を含むコーティング材料を噴霧して得たもの
〔比較例1〕の塗料F:塗料樹脂、硬化剤、硬化触媒、流動調整剤を含む一体混練型の前駆体粒子に顔料をコーティングして得たもの
〔実施例2〕の塗料I:コアシェル型の前駆体粒子に硬化触媒、表面調整剤、流動調整剤、帯電制御剤を含むコーティング材料を噴霧して得たもの
〔実施例3〕の塗料L:コアシェル型の前駆体粒子に硬化触媒、表面調整剤、流動調整剤を含むコーティング材料を噴霧し、さらに得られた粉体塗料の表面に微粒子粉体塗料の樹脂層を形成したもの
塗装条件:印加電圧 -100kV、吐出量 100g/min、ガン−被塗物間距離 200mm
『平滑性、光沢性』
得られた塗膜の平滑性を、目視評価より、平滑と判断できる場合を「○」、やや平滑性に欠ける場合を「△」、平滑性に欠ける場合を「×」とした。
得られた塗膜の光沢性を、目視評価及び光沢計(ミノルタ株式会社製光沢計:Multi-Gloss268)での測定結果より、光沢が高いと判断できる場合を「○」、やや低いと判断できる場合を「△」、低いと判断できる場合を「×」とした。
結果として、表面調整剤のコーティング液への添加により、塗膜の平滑性が向上し、光沢性が高くなった(塗料C,塗料I,塗料L)。
150×300mmの冷間圧延鋼板に上記で記した塗装条件で塗装し、付着した粉体塗料の質量を電子天秤で測定して塗着量を得た。この塗着量と吐出量より、塗着効率(%)=(塗着量(g)/吐出量(g))×100の計算式に基づき塗着効率を求めた。
結果として、帯電制御剤のコーティングにより塗料粒子の帯電が安定し、塗着性が良好となった。また、微粒子粉体塗料の樹脂層形成により帯電性能が向上し、塗着性が良好となった(塗料C,塗料I,塗料L)。
塗膜の耐候性及び耐溶剤性から総合的に判断した。
〔耐候性(促進耐候性)〕
サンシャインウェザーメーター(スガ試験機(株)製、WEL-SUN-HCH・B・BR型)を用いて、1000時間照射時の光沢保持率を求めた。この値が80%以上の場合を「良好」、80%未満の場合を「不良」とした。
〔耐溶剤性〕
キシレンを含浸させたガーゼで塗膜表面を往復50回擦った後、塗膜を観察し、痕跡がない場合を「良好」、僅かでも痕跡が認められる場合を「不良」とした。
結果として、塗料C、塗料F、塗料I、塗料Lとも、塗膜として十分な耐性を有していたが、この中で最も耐性が良好と判断できる場合を「4」、最も耐性が劣ると判断できる場合を「1」とし、1〜4までの4段階の相対評価をした。特に、微粒子粉体塗料の樹脂層形成により塗膜の耐性が一層向上した(塗料L)。
1a コア部
1b シェル部
2 被覆層
3 樹脂層
4 繊維状物
4a コア部
4b シェル部
5 硬化剤用ノズル
6 塗料樹脂用ノズル
8 繊維切断装置
9 固定刃
9a エッジ
10 回転刃
10a 切断刃
11 ベルトコンベア
12a 硬化剤供給部
12b 塗料樹脂供給部
13 エクストルーダ
14 ギアポンプ
20 紡糸機
21 気体導入口
22 排出口
23 本体
24 筒状部材
25 粉砕部材
26 回転体
27 ライナ
28 投入口
30 分級機構
31 回転体
32 分級用ファン
41 固定ディスク
41a 固定ピン
42 回転ディスク
42a 移動ピン
43 供給口
50 装置本体
51 処理室
52 空気供給口
53 送風装置
54 ヒータ
55 空気吹出部
55a 空気吹出部材
55b 小開口
56 スプレーノズル
57 ポンプ
A 粉砕室
B 分級室
C 粉砕室
T 粉体塗料粒子
Claims (6)
- 塗料原料のうち少なくとも塗料樹脂と硬化剤を含む材料を繊維状に形成した繊維状物、又は、前記硬化剤がコア部に存在し前記塗料樹脂がシェル部に存在するコアシェル型の繊維状物を、切断もしくは粉砕して前駆体粒子を作製する前駆体粒子作製工程と、
硬化触媒を含むコーティング材料を前記前駆体粒子の表面に被覆して塗料粒子を得るコーティング工程を有する粉体塗料の製造方法。 - 前記コーティング工程では、流動状態にある前記前駆体粒子に対して前記硬化触媒を含む液を噴霧して被覆層を形成する請求項1記載の粉体塗料の製造方法。
- 前記コーティング材料が着色剤を含む請求項1又は2記載の粉体塗料の製造方法。
- 前記前駆体粒子又は前記コーティング材料が表面調整剤を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の粉体塗料の製造方法。
- 前記コーティング材料が帯電制御剤を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の粉体塗料の製造方法。
- 前記コーティング工程で得られた前記塗料粒子の表面をさらに樹脂層で被覆する樹脂層形成工程を有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の粉体塗料の製造方法。
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