JP2996604B2 - 粉体塗料 - Google Patents

粉体塗料

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JP2996604B2 JP7084581A JP8458195A JP2996604B2 JP 2996604 B2 JP2996604 B2 JP 2996604B2 JP 7084581 A JP7084581 A JP 7084581A JP 8458195 A JP8458195 A JP 8458195A JP 2996604 B2 JP2996604 B2 JP 2996604B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜塗装に適した粉体塗
料に関する。
【0002】
【従来の技術】粉体塗料は、溶剤塗料に比べ揮発分、臭
気とも少なく、公害対策および環境規制の面で非常に有
益であることは周知である。従来一般的用途として上市
されている粉体塗料は、平均粒子径が30μm前後であ
り、厳密な分級がなされていないため、粒子径分布は非
常にブロードなものであった。粉体塗装後の塗面の均一
性を得るためには均一な粉体付着層を形成させることが
必須であるが、そのためには粒子径の2〜3倍の塗膜の
厚さを必要とする。そのため、従来の粉体塗料では塗膜
の厚さを60μm以上にしなければ良好な塗面が得られ
なかった。一方、市場ニーズとしては塗面の均一性の向
上、塗膜の薄膜化による作業効率の向上とトータルコス
トダウン等が要望されており、溶剤塗料並の30〜60
μm程度の膜厚が望まれている。
【0003】従来一般的に使用されてきた粉体塗料の塗
装方式としてはコロナ帯電方式スプレーガンがある。こ
の方式では、スプレーガンの先端に設けられたコロナ電
極から生成されたコロナイオンによって帯電された粉体
塗料が、導電体である被塗物と電極との間に形成された
電界及び空気流に沿って飛翔し、被塗物に付着する。こ
のようなコロナ帯電方式では、逆電離現象(あるいは静
電反発)と呼ばれる問題があることが知られている。逆
電離現象とは、被塗物上に堆積された粉体塗料及び遊離
コロナイオンの蓄積電荷が大きくなりすぎて火花放電を
生じ、塗装面にクレータ状の不良箇所を生じる現象であ
る。この逆電離現象は被塗物に多層の塗料層を形成させ
ようとした場合、大きな障害になる。
【0004】また、コロナ帯電方式スプレーガンによる
塗装では、被塗物が凹凸を有する場合、凸部に電界が集
中し凹部には有効な電界が形成されないため、凹部には
粉体塗料が付着し難くなる。この現象はファラデーケー
ジ効果と呼ばれるが、この現象のため、凹部近傍に補正
塗装を行うことにより目標とする塗膜厚を得ているのが
現状である。
【0005】なお、このような補正塗装を行ったとして
も、凹部と凸部の膜厚差は大きく、膜厚30μmを目標
としても凸部であるエッジ部分などでは100μm近く
の厚膜となってしまうことがあり、エッジ部分での逆電
離現象がしばしば認められる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
問題を改善し、塗膜の薄膜化を可能とし、コロナ帯電ス
プレーガンを用いて塗装しても逆電離現象の発生を抑え
ることのできる粉体塗料を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも結
着樹脂および硬化剤からなり体積平均粒子径が5〜20
μmである粉体粒子の表面に、体積固有抵抗が1×10
4 Ω・cm以下である導電性酸化亜鉛微粉末あるいは導
電性酸化チタン微粉末が付着あるいは固着されているこ
とを特徴とする粉体塗料である。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
粉体塗料は、少なくとも結着樹脂および硬化剤からなる
粉体粒子からなる。該結着樹脂としてはポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、キ
シレン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等が使用でき
る。前記硬化剤としてはイソシアネート、アミン、ポリ
アミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素
酸、酸ジヒドラジド、イミダゾール等が挙げられる。ま
た、粉体粒子には、アクリルオリゴマー、シリコーン等
の流展剤、あるいは発泡防止剤等を適宜添加してもよ
い。
【0009】本発明に使用される粉体塗料は、上記の粉
体粒子の組成物を乾式混合し、熱溶融混練後、粉砕、分
級して得るか、または上記組成物を懸濁重合法、乳化重
合法等の重合法により得てもよい。この場合、得られる
粉体粒子の粒子径は、コールターカウンターTAII型
で測定される体積平均粒子径、すなわち体積50%径が
5〜20μmという範囲のものでなければならない。体
積50%径が5μm未満の粉体粒子はファンデルワール
ス力などに起因する粒子間力が大きくなり、よって凝集
しやすく、粉体としての流動性が悪化するため粉体塗料
として実用的でない。さらに、このような小粒径の粉体
粒子を一般的な溶融混練、粉砕分級方法で製造しようと
すると、粉砕分級工程で大きなエネルギーを必要とする
ため製造コストがかなり高くなる。また、体積50%径
が20μmを越えて大きいと、薄く均一な粉体付着層を
被塗布面に形成することができず、従って良好な薄膜が
得られない。
【0010】また、本発明では逆電離現象を緩和するた
めに体積固有抵抗が1×104 Ω・cm以下である導電
性酸化亜鉛微粉末あるいは導電性酸化チタン微粉末を前
記粉体粒子の表面に付着あるいは固着することを特徴と
する。この場合顔料などに一般的に使用されている酸化
亜鉛微粉末あるいは酸化チタン微粉末は体積固有抵抗が
1×104 Ω・cmを超えるものであり、これら高抵抗
の微粉末を粉体粒子に付着あるいは固着しても逆電離現
象の緩和は望めない。
【0011】本発明に使用される導電性酸化チタン及び
導電性酸化亜鉛の体積固有抵抗は以下のようにして測定
する。まず、内径25mmのシリンダー型電極に10g
の試料を入れ、100kg/cm2 の圧力をかける。そ
して加圧下での試料の厚さと電気抵抗値を測定し、下記
式によって体積固有抵抗値を算出する。 体積固有抵抗(Ω・cm)=S・R/L ただし L:試料の厚さ(cm) S:シリンダー断面積(cm2 ) R:電気抵抗(Ω)
【0012】本発明に使用される導電性酸化亜鉛微粉末
は、アンチモンをドープした酸化錫で酸化亜鉛微粉末を
表面処理することによって得られる。また、導電性酸化
チタン微粉末はアンチモンをドープした酸化錫によって
酸化チタン微粉末を表面処理することによって得られ
る。導電性酸化亜鉛微粉末あるいは導電性酸化チタン微
粉末を粉体粒子の表面に付着あるいは固着することによ
って、被塗物に塗布された粉体塗料上の過剰な電荷が被
塗物側にリークし、被塗物上での電荷の蓄積が緩和され
る。なお導電性酸化亜鉛微粉末あるいは導電性酸化チタ
ン微粉末の付着あるいは固着量は粉体粒子に対し0.1
〜5.0重量%が好ましい。この場合0.1重量%未満
では被塗物上での電荷の蓄積を緩和できないし、5.0
重量%より多いと粉体塗料の帯電性が悪化し被塗物への
塗着効率が悪化する。
【0013】本発明に使用される導電性酸化亜鉛微粉末
あるいは導電性酸化チタン微粉末の粒子径は0.1μm
以下であることが望ましい。0.1μm超えて大きいと
粉体塗料粒子への付着あるいは固着が十分でなくなり、
粉体塗料粒子から脱落し易くなる。粉体塗料粒子から導
電性酸化亜鉛微粉末あるいは導電性酸化チタン微粉末が
脱落すると、目的とする逆電離現象の緩和が望めない。
【0014】本発明に使用される導電性酸化亜鉛微粉末
あるいは導電性酸化チタン微粉末は白色であり、前述の
とおり粒子径が小さいため、焼付後の塗面の色目に影響
を与えない。なお、本発明でいう微粉末の付着とは、粉
体粒子の表面に微粉末がまぶされて付着した状態をい
い、一方固着とは下記に述べる装置により生じた粉体粒
子と微粉末との混合の際の発熱もしくは機械的な摩擦
力、圧縮力により粉体粒子の表面に該微粒子の少なくと
も一部が埋没して固着した状態をいうものとする。
【0015】本発明に使用される導電性酸化亜鉛微粉末
あるいは導電性酸化チタン微粉末を粉体塗料表面に付着
させるには、三井三池社製のヘンシェルミキサー、川田
製作所社製のスーパーミキサー等の高速ミキサーにて両
者を乾式混合することにより行われる。また、固着させ
るには、奈良機械製作所製のナラ・ハイブリダイゼーシ
ョン・システムやホソカワミクロン社製のメカノフュー
ジョンシステム、あるいは日本ニューマチック社製のサ
ーフュージングシステムなどを使用することにより行わ
れる。
【0016】本発明の粉体粒子には、流動性改良などの
目的で疎水性シリカ、疎水性アルミナなどの無機微粒子
をその表面に付着させてもよい。無機微粒子を粉体粒子
の表面に付着させるには、三井三池社製のヘンシェルミ
キサー、川田製作所社製のスーパーミキサー等の高速ミ
キサーにて両者を乾式混合することにより行なわれる。
【0017】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。 <実施例1> 上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、加圧ニーダーで120℃で熱溶融混練後、ジェット
ミルで粉砕し、その後乾式気流分級機で体積50%径が
13μmとなるように分級し粉体粒子を作成した。この
粉体粒子100重量部に対し、疎水性シリカ0.4重量
部及び導電性酸化亜鉛微粉末(体積固有抵抗1×103
Ω・cm、一次粒子径0.08μm)0.4重量部をヘ
ンシェルミキサーで攪拌混合して本発明による粉体塗料
を得た。上記粉体塗料を、コロナ帯電方式スプレーガン
(ランズバーグ社製)に適用し、印加電圧−30kV、
吐出量70g/min、被塗物−スプレーガン間の距離
200mmの条件で、ブライト仕上げされたリン酸亜鉛
処理鋼板(SPCC−SB板)に吹き付けを行った後、
200℃で焼き付けを行った。
【0018】<実施例2>実施例1と同一の塗料粒子1
00重量部に対し、疎水性シリカ0.4重量部及び導電
性酸化チタン微粉末(体積固有抵抗2×102 Ω・c
m、一次粒子径0.05μm)0.4重量部をヘンシェ
ルミキサーで攪拌混合して本発明の粉体塗料を得た。上
記粉体塗料を、実施例1と同一の条件でブライト仕上げ
されたリン酸亜鉛処理鋼板(SPCC−SB板)に吹き
付けを行った後、200℃で焼き付けを行った。
【0019】<実施例3>実施例1と同一の粉体粒子1
00重量部に対し、導電性酸化亜鉛微粉末(体積固有抵
抗1×103 Ω・cm、一次粒子径0.08μm)0.
4重量部をヘンシェルミキサーで混合し、ナラ・ハイブ
リダイゼーション・システム(NHS−1型)に投入し
てローター回転数6000rpmで2分間処理し、導電
性酸化亜鉛微粉末を粉体粒子の表面に固着させた。さら
に、この粉体100重量部に対し、疎水性シリカ0.4
重量部をヘンシェルミキサーで攪拌混合して本発明の粉
体塗料を得た。上記粉体塗料を、実施例1と同一の条件
でブライト仕上げされたリン酸亜鉛処理鋼板(SPCC
−SB板)に吹き付けを行った後、200℃で焼き付け
を行った。
【0020】<比較例1>実施例1と同一の配合比から
なる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーで
120℃で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その
後乾式気流分級機で体積50%径が4.8μmとなるよ
うに分級し比較用の粉体粒子を得た。この粉体粒子10
0重量部に対し、疎水性シリカ0.4重量部及び導電性
酸化亜鉛微粉末(体積固有抵抗1×103 Ω・cm、一
次粒子径0.08μm)0.4重量部をヘンシェルミキ
サーで攪拌混合して比較用の粉体塗料を得た。上記粉体
塗料を、実施例1と同一の条件で、ブライト仕上げされ
たリン酸亜鉛処理鋼板(SPCC−SB板)に吹き付け
を行った後、200℃で焼き付けを行った。
【0021】<比較例2>実施例1と同一の配合比から
なる原料をスーパーミキサーで混合し、加圧ニーダーで
120℃で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その
後乾式気流分級機で体積50%径が26.0μmとなる
ように分級し比較用の粉体粒子を得た。この粉体粒子1
00重量部に対し、疎水性シリカ0.4重量部及び導電
性酸化亜鉛微粉末(体積固有抵抗1×103 Ω・cm、
一次粒子径0.08μm)0.4重量部をヘンシェルミ
キサーで攪拌混合して比較用の粉体塗料を得た。上記粉
体塗料を、実施例1と同一の条件で、ブライト仕上げさ
れたリン酸亜鉛処理鋼板(SPCC−SB板)に吹き付
けを行った後、200℃で焼き付けを行った。
【0022】<比較例3>導電性酸化亜鉛微粉末を使用
しない以外は実施例1と同一にして比較用の粉体塗料を
得た。上記粉体塗料を、実施例1と同一の条件で、ブラ
イト仕上げされたリン酸亜鉛処理鋼板(SPCC−SB
板)に吹き付けを行った後、200℃で焼き付けを行っ
た。
【0023】<比較例4>体積固有抵抗が高い酸化亜鉛
微粉末(体積固有抵抗3.5×109 Ω・cm、一次粒
子径0.08μm)を使用した以外は実施例1と同様に
して比較用の粉体塗料を得た。上記粉体塗料を、実施例
1と同一の条件で、ブライト仕上げされたリン酸亜鉛処
理鋼板(SPCC−SB板)に吹き付けを行った後、2
00℃で焼き付けを行った。
【0024】上記実施例1〜3および比較例1〜4にて
得られた粉体塗料の被塗物上の塗装面の焼付以前の塗面
の状態、すなわち逆電離現象の発生の有無の評価結果を
表1に、焼き付け後の塗膜状態の評価結果を表2に示し
た。表1及び表2から明らかなように、本発明の粉体塗
料を使用することによって逆電離現象が緩和され、広い
塗膜厚範囲での設定が可能となる。また、本発明の粉体
塗料は焼付け後の塗膜面も良好であることが確認され
た。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、粉体塗
料の平均粒子径が5〜20μmであるため塗膜の薄膜化
が可能であり、粉体粒子の表面に体積固有抵抗が1×1
4 Ω・cm以下である導電性酸化亜鉛微粉末あるいは
導電性酸化チタン微粉末を付着あるいは固着したことに
より、コロナ帯電方式スプレーガンに適用した場合に逆
電離現象を緩和することができ、広い塗膜厚範囲で使用
できる粉体塗料を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−143789(JP,A) 特開 平8−176469(JP,A) 特開 平8−3480(JP,A) 特開 平8−41384(JP,A) 特開 昭53−121827(JP,A) 特開 昭63−159480(JP,A) 特開 平8−176468(JP,A) 特開 平8−209033(JP,A) 特表 平8−503239(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 5/03 C09D 7/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも結着樹脂および硬化剤からな
    り体積平均粒子径が5〜20μmである粉体粒子の表面
    に体積固有抵抗が1×104 Ω・cm以下である導電性
    酸化亜鉛微粉末あるいは導電性酸化チタン微粉末が付着
    あるいは固着されていることを特徴とする粉体塗料。
  2. 【請求項2】 導電性酸化亜鉛微粉末あるいは導電性酸
    化チタン微粉末の含有量が0.1〜5.0重量%である
    ことを特徴とする請求項1記載の粉体塗料。
  3. 【請求項3】 導電性酸化亜鉛微粉末あるいは導電性酸
    化チタン微粉末の一次粒子径が0.1μm以下であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の粉体塗料。
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