JP4895089B2 - 粉体塗料の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗料樹脂、着色剤、硬化剤、硬化触媒等の原料からなる粉体塗料の製造方法に関する。

従来の粉体塗料では、塗料樹脂、着色剤、硬化剤、硬化触媒等の塗料原料を例えば溶融混練法によって混練した後、粉砕機で粉砕して粉体塗料粒子を作製している。しかし、この従来方法では、硬化触媒も他の原料と一緒に溶融混練されるため、溶融混練時の熱による塗料樹脂と硬化剤の硬化反応の進行が硬化触媒によって一層促進されて混練中に原料の一部がゲル化するおそれがある。そして、かかる早期ゲル化が発生すると混練作業が困難になり、ゲル化物が装置内部に付着する等の不都合も生じる。また保存時においても硬化反応の進行によりゲル化するおそれがある。さらにゲル化した粉体塗料は耐食性が低下する不利もある。そこで、上記不都合を緩和するために、衝撃式打撃手段により粉体樹脂粒子の表面に硬化触媒や硬化剤等を固着して固定化させる熱硬化性粉体塗料の製造方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

また、他の粉体塗料の製造方法として、溶融混練された塗料原料を繊維状に形成した後、当該繊維状物を切断又は粉砕することにより、粒径の揃った粉体塗料粒子を比較的容易に得ることができる等の利点を有する方法が提案されている（特許文献２参照）。

特開平８−１７６４６８号公報 特開平８−２８１６４３号公報

しかし、上記特許文献１記載の粉体塗料の製造方法では、粉体樹脂粒子や硬化剤、硬化触媒等に対し繰り返し打撃力を加えて樹脂粒子表面に硬化触媒等を固着、固定化しているので、硬化触媒等を均一な被覆層として形成することが難しいとともに、打撃作用及びそれに伴う発熱等により硬化触媒等が変性するおそれもある。

また、上記特許文献２記載の粉体塗料の製造方法においては、硬化触媒を他の原料と混合して一緒に溶融混練しているので、従来の場合と同様に、塗料原料の溶融混練時及び溶融状態でノズル等から押出して繊維状化する時に、硬化反応の進行に伴うゲル化が発生するおそれが高くなる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、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ようにすることにある。

上記目的を達成するための本発明に係る粉体塗料の製造方法の第一特徴構成は、塗料原料のうち少なくとも塗料樹脂と硬化剤を含み硬化触媒を含まない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硬化触媒を含まない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、硬化触媒を含み塗料樹脂および硬化剤を含まない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点にある。

すなわち、前駆体粒子作製工程では、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を切断もしくは粉砕する第１の方法、又は、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する第２の方法により前駆体粒子が作製され、次のコーティング工程で、この前駆体粒子の表面に硬化触媒を含むコーティング材料を被覆して塗料粒子が得られる。ここで、上記第１の方法では、前駆体粒子作製材料に硬化触媒が含まれないので、溶融等による塗料樹脂と硬化剤の混練時や紡糸法等による繊維化時、並びに繊維状物の切断、粉砕時に硬化剤と塗料樹脂の硬化反応（ゲル化）が促進されることが防止され、上記第２の方法では、硬化触媒が含まれないことに加えて、前駆体粒子作製材料のうちの塗料樹脂と硬化剤が繊維状物のコア部とシェル部に分離して存在しているので、コア部及びシェル部各材料の調製、紡糸法等による繊維化時、並びにコアシェル型の繊維状物の切断、粉砕時に硬化剤と塗料樹脂の硬化反応が促進されることが一層適切に防止される。

また、上記繊維状物の切断、粉砕による前駆体粒子作製法では、既に細く形成された塗料原料の繊維状物を切断等して前駆体粒子を作製するので、比較的少ないエネルギーで短時間に所望の粒度の粉体塗料粒子を得ることができ、発熱も少ない点も上記硬化反応の抑制に寄与する。さらに、硬化触媒の添加量は硬化剤に比べて少量であり被覆層の層厚は薄くて済むので、コーティング工程での被覆処理時間が短く作業効率が良いとともに、被覆層の層厚のバラツキも小さくなり、その結果、塗膜形成時の不良発生も少なくなる。なお、硬化触媒の反応温度を低くした場合には、低温での焼き付けによる塗膜形成が可能となる。
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。

同第二特徴構成は、上記第一特徴構成において、前記コーティング工程では、流動状態にある前駆体粒子に対して前記硬化触媒を含み塗料樹脂および硬化剤を含まない液を噴霧して被覆層を形成する点にある。

すなわち、コーティング工程で、流動状態にある前駆体粒子に対し硬化触媒を含む液が噴霧されると、その噴霧液滴が前駆体粒子の表面に到達して付着し積層され、硬化触媒を含む被覆層が形成される。ここで、噴霧液滴の粒子表面への付着時に、噴霧液が広がって均一な層が形成されるが、変性を生じるような機械的な力は加わらない。

従って、塗料粒子表面に硬化触媒等を均一な被覆層として形成することができ、かつ硬化触媒等の変性のおそれも回避できる上記第一特徴構成の粉体塗料の製造方法の好適な実施形態が提供される。

同第三特徴構成は、上記第一又は第二特徴構成において、前記コーティング材料が着色剤を含む点にある。
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。

同第四特徴構成は、上記第一から第三特徴構成のいずれかにおいて、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点にある。
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。

同第五特徴構成は、上記第一から第四特徴構成のいずれかにおいて、前記コーティング材料が帯電制御剤を含む点にある。
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。

同第六特徴構成は、上記第一から第五特徴構成のいずれかにおいて、前記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点にある。
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。

本発明に係る粉体塗料の製造方法の実施形態について図面に基づいて説明する。

本発明に係る粉体塗料の製造方法は、塗料原料のうち少なくとも塗料樹脂と硬化剤を含み硬化触媒を含まない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硬化触媒を含まない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、硬化触媒を含み塗料樹脂および硬化剤を含まない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し、さらに、上記コーティング工程で得られた前記塗料粒子の表面を樹脂層で被覆する樹脂層形成工程を有する。

図１に、塗料樹脂と硬化剤を他の原料等と一緒に溶融混練し、繊維化した後、当該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場合の粉体塗料の製造工程図を示す。ここで、溶融混練工程と繊維化工程と切断もしくは粉砕工程によって、前駆体粒子作製工程が構成される。

図２に、シェル側の塗料樹脂とコア側の硬化剤を別々に他の原料等と溶融混練し、ノズルから同時に押し出してコアシェル型に繊維化した後、当該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場合の粉体塗料の製造工程図を示す。ここで、コアとシェル別々の溶融混練工程と、コアシェル型の繊維化工程と、切断もしくは粉砕工程によって、前駆体粒子作製工程が構成される。

上記製造方法により得られる本発明に係る粉体塗料粒子Ｔは、図３に断面構造を模式的に示すように、塗料原料のうち少なくとも塗料樹脂と硬化剤を含む前駆体粒子１が硬化触媒を含む被覆層２で覆われ、さらに、被覆層２の上に、樹脂層３が形成されている。尚、樹脂層３は保護層又は帯電保持層として機能する。

図３には、円柱形状の前駆体粒子１の場合の構造例を示す。図３（イ）は、前駆体粒子１が塗料樹脂と硬化剤の一体混練物で構成される例であり、図３（ロ）は、硬化剤がコア部１ａに存在し塗料樹脂がシェル部１ｂに存在するコアシェル型の前駆体粒子１の例である。尚、一般に、塗料樹脂に対する硬化剤の混合比は小さいので、コアシェル型の前駆体粒子１において塗料樹脂の体積の方が硬化剤の体積よりも多い。また、硬化触媒は硬化剤に比べて少量であるので、被覆層２の層厚は薄くなる。

前記被覆層２に顔料、染料等の着色剤を含ませて塗料粒子を所望の色にするために、前記コーティング材料が当該着色剤を含むように構成してもよく、また、前記被覆層２に帯電制御剤を含ませて塗装作業時における塗料粒子の帯電性能を安定化させるために、前記コーティング材料が帯電制御剤を含むように構成してもよい。さらに、前駆体粒子１又は被覆層２に表面調整剤を含ませて粉体塗料の焼き付け時の塗膜表面を滑らかに形成するために、前駆体粒子又は前記コーティング材料が帯電制御剤を含むように構成してもよい。

図２に対応するコアシェル型の前駆体粒子の製造装置の全体構成図を図４に示す。
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。

各紡糸機２０から下方に送り出された多数の繊維状物４はベルトコンベア１１上に載置されて図５の左向きに搬送され、搬送途中において室温下に放冷され、適度な粘度を持った略直線状の繊維状物４が横方向に整然と並んだ一層の集合体となって、ベルトコンベア１１の左端に配置された繊維切断装置８に到達する。尚、繊維状物４を搬送する手段としては、ベルトコンベアの他に、一定の流速と流れ方向を持った空気流などによる気体搬送手段を用いてもよい。

上記紡糸機２０では、図５（イ）に示すように、硬化剤を押し出す硬化剤用ノズル５と、硬化剤用ノズル５の周囲に塗料樹脂を押し出す塗料樹脂用ノズル６を同心状に配置して、図５（ロ）に示すように、硬化剤がコア部４ａに存在し塗料樹脂がシェル部４ｂに存在する断面構造の繊維状物４を作製する。尚、図５（ロ）は、図５（イ）の矢視位置における繊維状物４の断面を示す。そして、塗料樹脂用ノズル６と硬化剤用ノズル５が垂直下向きに配置され、塗料樹脂用ノズル６の上端部から流動性の塗料樹脂が流入し、硬化剤用ノズル５の上端部から流動性の硬化剤が流入し、コアシェル型の繊維状物４を下向きに連続的に押し出す。

なお、図１に対応する前駆体粒子の紡糸機については、詳述はしないが、上記コアシェル別に溶融混練する代わりに塗料樹脂と硬化剤を一体に溶融混練して単一のノズルから押し出すように構成される。

次に、上記繊維切断装置８は、図６（イ）に示すように、繊維状物４を切断するために、ベルトコンベア１１上を搬送される繊維状物４の搬送方向と直交する方向に延びた固定刃９と、複数の切断刃１０ａが回転軸に取り付けられた回転刃１０を有し、図示しないモータによって回転駆動される回転刃１０の切断刃１０ａと固定刃９のエッジ９ａとの間に繊維状物４が連続的に供給され、切断刃１０ａと固定刃エッジ９ａとの間で生じる剪断作用によって繊維状物４が順次切断されて、コアシェル型の前駆体粒子１が連続的に作製される。

図６（ロ）に、繊維状物４の長手方向に沿った縦断面における前駆体粒子１の断面を示すが、硬化剤からなるコア部１ａの切断端面がシェル部１ｂを構成する塗料樹脂の層で封止された構造例を示す。尚、図６（ロ）には、片方の切断端面のみが塗料樹脂の層で封止された構造を示すが、切断条件や樹脂の種類等により、両方の切断端面が封止された構造のものも可能である。ここで、繊維状物４の切断長（前駆体粒子１の大きさ）は、繊維状物４の搬送速度と回転刃１０の回転速度の比によって調節することができる。

次に、繊維状物４を粉砕して前駆体粒子１を作製する粉砕装置について説明する。
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。

上記ピン型ミルは、図７に示すように、固定ディスク４１上の固定ピン４１ａに対して回転ディスク４２上の移動ピン４２ａが微少間隙を維持した状態で相対移動することによって、固定ピン４１ａと移動ピン４２ａの間にある粉砕対象物（繊維状物４）に剪断力等の機械的な力を与えて粉砕する。粉砕対象物は固定ディスク４１の中央に開口形成した供給口４３より粉砕室Ｃに投入され、回転ディスク４２の回転によって遠心力を受けてディスク外周側に分散移動するとともに、上記両ピン４１ａ，４２ａによって粉砕され、粉砕物はディスク外周部から排出される。

上記分級機内蔵の粉砕装置は、図８に示すように、下方に気体導入口２１を設け上方に気体及び粉体の排出口２２を設けた本体２３の内部を筒状部材２４によって外側の粉砕室Ａと内側の分級室Ｂとに区分し、粉砕室Ａが粉砕部材２５を備えた回転体２６を内蔵するとともに下方側で気体導入口２１に連通し、分級室Ｂが粗粉と微粉を分級して微粉のみを通過させる分級機構３０を経由して前記排出口２２に連通している。尚、原料（上記ピン型ミルによる粉砕物）は本体２３の横側部に設けた投入口２８から粉砕室Ａに投入する。また、排出口２２は外部（上方）に向けて排気されている。上記回転体２６は上下軸心周りに回転自在であり、回転体２６の外周部に、縦型ハンマータイプの前記粉砕部材２５が粉砕室Ａの内壁部に装着されたライナ２７と間隙を隔てる状態で複数取付けられている。そして、上記原料が粉砕部材２５から機械的衝撃力を受けて粉砕される。

上記分級機構３０は、上下軸心周りに回転自在な回転体３１の外周部に複数の分級用ファン３２を立設させた構造であり、粉砕物に作用する分級室Ｂから排出口２２に向かう気流の搬送力と回転体３１によって付与される遠心力の差によって微粉と粗粉を分離する。即ち、粉砕室Ａから分級室Ｂに流入する粉砕物のうち、気流による搬送力の方が大きく作用する微粉は分級用ファン３２を通過して排出口２２から排出され、遠心力の方が大きく作用する粗粉は分級用ファン３２を通過せずに筒状部材２４の下方から粉砕室Ａに戻る。

次に、前記コーティング工程では、流動状態にある前駆体粒子に対して硬化触媒を含む液を噴霧して被覆層を形成する。尚、前記樹脂層形成工程においても、被覆層２が形成され流動状態にある粉体塗料粒子Ｔに対して樹脂材料を含む液を噴霧して樹脂層を形成する。図９に、上記樹脂層形成工程とコーティング工程に使用する気流攪拌型混合装置、例えば、ホソカワミクロン株式会社製アグロマスタAGM-SDを示す。以下、本装置の概要を説明する。

処理室５１を備えた装置本体５０の下方に、処理室５１の内部に空気を供給するための空気供給口５２及び送風装置５３、ヒータ５４が設けてある。処理室５１の底部に設けた空気吹出部５５から、ヒータ５４により暖めた空気を処理室５１内に上向きに吹き出す。この吹出し空気により、塗料微粒子を所定温度範囲に保ちつつ流動化させる。空気吹出部５５は、例えば円板状の空気吹出部材５５ａに多数の小開口５５ｂを開けたものを、処理室５１の下部を閉塞状態に取り付けることにより構成する。さらに、処理室５１の下方に、上向きのスプレーノズル５６が設けられ、スプレーノズル５６には、ポンプ５７によりコーティング液が供給されるとともに、図外の加圧エアー供給装置によりスプレーエアーが供給される。これにより、処理室５１内の流動層にコーティング液が噴霧供給される。

次に、本発明に係る粉体塗料の実施例について、塗料樹脂と硬化剤一体混練型の前駆体粒子（実施例１と比較例１）、及び、塗料樹脂と硬化剤を分離混練したコアシェル型前駆体粒子（実施例２と実施例３）の各場合を説明する。

〔実施例１〕
『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。

以上で得た平均繊維径15μm（顕微鏡観察による）の塗料前駆体繊維を、ピン型ミルで長さ1〜2ｍｍ程度に解砕した後、分級機内蔵型粉砕機（ACMパルペライザ）で平均径18〜19μm（オンライン型粒度分布測定器EPCSによる）となるよう粉砕し、微粒子を得たところ、体積平均径約18.2μm、74μm以上ゼロでかつ3μm以下0.65％（マイクロトラックによる）のシャープな粒度分布を持つ粉体塗料微粒子Ａ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、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。

そして図９に示す前記気流攪拌型混合機（ホソカワミクロン株式会社製、アグロマスタAGM-SD）に粉体塗料微粒子Ａを充填し、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。次にアグロマスタAGM-SDの底部に設けられている二流体式のスプレーノズル５６を用いて、上記調整済みのコーティング材料Ｂを粉体層中に噴霧供給した。全量供給した後、引き続き60℃の熱風で乾燥処理を行い、製品の水分値が0．35wt％（カールフィッシャー法）以下となった時点で冷却処理を行い、製品温度が35℃になった時点で運転操作を終了、回収しコーティング粉体塗料Ｃを得た。

〔比較例１〕
『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。

以上で得た平均繊維径15μm（顕微鏡観察による）の塗料前駆体繊維を、ピン型ミルで長さ1〜2ｍｍ程度に解砕した後、分級機内蔵型粉砕機（ACMパルペライザ）で平均径18〜19μm（オンライン型粒度分布測定器EPCSによる）となるよう粉砕し、微粒子を得たところ、体積平均径約18.2μm、74μm以上ゼロでかつ3μm以下0.65％（マイクロトラックによる）のシャープな粒度分布を持つ粉体塗料微粒子Ｄ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、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。

『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。

以上で得た平均繊維径15μm（顕微鏡観察による）の塗料前駆体繊維を、ピン型ミルで長さ1〜2ｍｍ程度に解砕した後、分級機内蔵型粉砕機（ACMパルペライザ）で平均径18〜19μm（オンライン型粒度分布測定器EPCSによる）となるよう粉砕し、微粒子を得たところ、体積平均径約18.7μm、74μm以上ゼロでかつ3μm以下0.63％（マイクロトラックによる）のシャープな粒度分布を持つ粉体塗料微粒子Ｇを得た。また、破断面を顕微鏡観察したところ、コアの平均径は約4.7μmであった。

『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30.0％）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。

『前駆体粒子作製工程』実施例２と同じである。
『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。

『樹脂層形成工程』
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、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。

次に、上記実施例１，２，３及び比較例１の粉体塗料について評価（塗膜評価）結果を表１に示す。

上記各塗料サンプルの構成は以下の通りである。
〔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

上記各塗料サンプルを、静電粉体塗装機（ホソカワミクロンワグナー株式会社製、BRAVO）を用い、下記条件で、150×300mmの冷間圧延鋼板に塗装した。
塗装条件：印加電圧 -100kV、吐出量 100g/min、ガン−被塗物間距離 200mm

上記各塗膜特性の評価方法と結果は以下の通りである。
『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）。

『塗着効率（塗着性）』
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）。

『塗膜の耐性』
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）。

本発明に係る粉体塗料の製造方法は、硬化剤と硬化触媒と硬化対象の塗料樹脂とを含む熱硬化型の粉体塗料粒子に広く適用できる。

本発明に係る粉体塗料の製造方法を示す工程図 本発明に係る粉体塗料の製造方法の他の例を示す工程図 本発明に係る粉体塗料粒子の構造例を示す模式図 本発明に係る前駆体粒子を製造する製造設備の全体構成図 コアシェル用ノズルの要部断面図と繊維状物の断面図 繊維状物の切断装置の概略断面図と前駆体粒子の断面図 粉砕法による前駆体粒子の製造に用いる粉砕装置の断面構成図 粉砕法による前駆体粒子の製造に用いる粉砕装置の断面構成図 コーティング装置の断面構成図

符号の説明

１ 前駆体粒子
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)

1. 塗料原料のうち少なくとも塗料樹脂と硬化剤を含み硬化触媒を含まない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硬化触媒を含まない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、
   硬化触媒を含み塗料樹脂および硬化剤を含まない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。
2. 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み塗料樹脂および硬化剤を含まない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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。