JPH09279058A - 粉体塗料及びそれを使用した塗装方法 - Google Patents

粉体塗料及びそれを使用した塗装方法

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JPH09279058A
JPH09279058A JP8118198A JP11819896A JPH09279058A JP H09279058 A JPH09279058 A JP H09279058A JP 8118198 A JP8118198 A JP 8118198A JP 11819896 A JP11819896 A JP 11819896A JP H09279058 A JPH09279058 A JP H09279058A
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JP
Japan
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powder
coating material
powder coating
quaternary ammonium
particles
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JP8118198A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Sato
和弘 佐藤
Akira Fujiwara
晃 藤原
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Tomoegawa Co Ltd
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Tomoegawa Paper Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/08Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、トリボ帯電方式のスプレー
ガンに使用可能な粉体塗料及びその塗装方法を提供する
ことにある。 【構成】 粉体粒子の表面に、下記構造式(1)の第4
級アンモニウム化合物を付着させたことを特徴とする粉
体塗料及びそれを使用した塗装方法。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は正帯電性に優れた粉体塗
料及びそれを使用した塗装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】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
電界及び空気流にそって飛翔し、被塗物に付着する。こ
のようなコロナ帯電方式には、2つの大きな技術的課題
があることが分かっている。1つはファラデーケージ効
果と呼ばれ、電界(電気力線)が被塗物の凹部に形成さ
れないため、粉体塗料が凹部には少量しか付着せず、逆
に電気力線が集中するエッジ部には多量に付着するとい
う現象である。もう1つは逆電離現象と呼ばれ、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。
【0003】これらの問題を解決するため、近年、塗装
機内面にフッ素樹脂を内張りして粉体塗料に正電荷を付
与するトリボ帯電方式スプレーガンが使用されてきてい
る。この方式では、空気流によって搬送される粉体塗料
がスプレーガン内壁との摩擦によって帯電し、空気流の
みによって被塗物まで飛翔して付着する。この方式では
電界が形成されないので凹部へも粉体塗料が良好に付着
し、遊離イオンが発生しないので逆電離現象も起きにく
い。ただし、粉体塗料の帯電が摩擦だけによるため、絶
対的な帯電量はコロナ帯電方式よりも低くなり、また粉
体塗料のスプレーガンからの吐出速度を上げると十分な
帯電量が得られないことや、連続して使用するとスプレ
ーガンに摩擦電荷が蓄積されるため粉体塗料の摩擦帯電
量が低下して被塗物への付着が不十分になる、いわゆる
塗着効率の低下などの問題点が明らかになっている。こ
れらの問題は、特に、正電荷を発生しにくいアクリル樹
脂やエポキシ/ポリエステル複合樹脂を主成分とする粉
体塗料に顕著であり、従来、これらの粉体塗料は上記の
トリボ帯電方式との組み合わせは不向きと考えられてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
問題を改善した粉体塗料とその粉体塗料をトリボ帯電方
式のスプレーガンに使用した塗装方法を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の粉体塗料は、粉
体粒子の表面に構造式(1)にて表される第4級アンモ
ニウム化合物を付着させたことを特徴とする。
【0006】
【化2】
【0007】以下、本発明の粉体塗料を詳細に説明す
る。本発明の粉体塗料を構成する粉体粒子は、結着樹脂
の主成分としてポリエステル樹脂、もしくはエポキシ樹
脂、アクリル樹脂、エポキシ/ポリエステル複合樹脂を
使用する。また、硬化剤を使用してもよく、従来から使
用されているイソシアネート、アミン、ポリアミド、二
塩基酸、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、粉体粒子には硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化
アルミニウム、ケイ酸カルシウム等の充填剤、アクリル
オリゴマー、シリコーン等の流展剤、酸化チタン、酸化
クロム、酸化鉄、カーボンブラック等の着色剤、発泡防
止剤等を適宜添加してもよい。
【0008】本発明の粉体塗料は結着樹脂の主成分がポ
リエステル樹脂、あるいはエポキシ樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ/ポリエステル複合樹脂である粉体粒子の
表面に、構造式(1)にて表される4級アンモニウム化
合物を付着させたことを特徴とする。構造式(1)にて
表される第4級アンモニウム化合物は、その構造故に摩
擦帯電時に正電荷を帯びやすい性質を有している。この
構造式(1)にて表される第4級アンモニウム化合物を
粉体粒子の表面に付着させた粉体塗料は、トリボ帯電方
式のスプレーガン内部の塗料搬送部に形成されたフッ素
原子を含有する部材との摩擦によって十分な正電荷を保
持する性能を持ち、塗着効率が向上する。
【0009】本発明で使用される構造式(1)で表され
る第4級アンモニウム化合物の粉体粒子への好ましい付
着量は、粉体粒子の粒度分布により異なり適宜決定する
ことが望ましいが、およそ塗料粉体100重量部に対し
て0.1〜1.0重量部を付着させれば良い。付着量が
0.1重量部より少ないと、スプレーガン内部で十分に
摩擦帯電が行われず塗着効率の向上が不十分となりやす
く、1.0重量部より多く付着させた場合には、塗着効
率が1.0重量部を付着させた場合と殆んど変わらず、
また構造式(1)に示す第4級アンモニウム化合物は塗
膜表面で光を乱反射するので塗膜の光沢度が低下した
り、塗料コストがアップすることになり好ましくない。
【0010】本発明の粉体塗料の平均粒子径として好ま
しい範囲は、コールターカウンターTAII型で測定され
る体積50%径にて5〜60μmである。体積50%径
が5μm未満の粉体粒子では、ファンデルワールス力な
どに起因する粒子間付着力が大きくなって凝集しやす
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。また、60μmを越えると、薄く均一な
粉体付着層を被塗装面に得ることが難しく好ましくな
い。
【0011】本発明の粉体塗料は、組成物を乾式混合
し、熱溶融混練後、粉砕、分級することによって得られ
る。または上記組成物をスプレードライ法、各種重合法
により直接得てもよい。
【0012】本発明の粉体塗料には、流動性向上などの
目的で疎水性のシリカやアルミナなどの微粉末を添加し
てもよい。上記構造式(1)に示す第4級アンモニウム
化合物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ればよ
い。該第4級アンモニウム化合物は、粉体粒子表面に単
なる付着でもよいし、粉体粒子表面に少し埋めこまれた
状態でもよい。
【0013】本発明の粉体塗料を使用した塗装方法は、
前記粉体塗料をスプレーガン内部の粉体塗料搬送部に形
成されたフッ素原子を含有する部材との摩擦によって正
極性に帯電した後、被塗物に吹き付けることを特徴とす
る。フッ素原子を含有する部材は長期間の継続使用にお
いて物理的劣化が少ないという利点があり、また強い負
帯電性を有するため、この部材と粉体塗料の摩擦によっ
て塗料側を正極性に帯電することができる。フッ素原子
を含有する部材としては、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリトリフルオロクロルエチレン、ポリフッ化ビニ
ル、ポリフッ化ビニリデン、ポリジクロルジフルオロエ
チレンなどが使用される。
【0014】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。 実施例1
【0015】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%径が約20μmとなるように分級して粉体粒子
を得た。
【0016】この粉体粒子100重量部に対し、構造式
(1)で示す第4級アンモニウム化合物(保土谷化学社
製 商品名:TP−302)0.1重量部をヘンシェル
ミキサーで攪拌混合して実施例1の粉体塗料を得た。
尚、使用した構造式(1)で示す第4級アンモニウム化
合物の個数50径は2.4μm、個数粒子径8μmを越
える粒子の割合は0.5%であった。
【0017】この実施例1の粉体塗料とトリボ帯電方式
スプレーガンを使用して、塗着効率を確認したところ6
5%であった。塗着効率の確認方法は、以下のとおりで
ある。 トリボ方式スプレーガンは松尾産業(株)社製の商品
名T−1aを使用した。 被塗装物は300mm四方の鉄板とし、それを100
0mm四方の鉄板の中央に固定した。 塗装条件 ・レシプロストローク:上下に1m. ・レシプロ速度:20m/min. ・被塗装物移動速度(コンベア速度):2m/min. ・ガンからの塗料吐出量:100g/min. ・ガンと被塗装物との距離:180mm. ・塗装環境:25℃/50%RH. 塗着効率の算出法 300mm四方の被塗装物の上をガンが移動した時間
(min)を算出し、この時間とガンからの塗料吐出量
(g/min)を乗じた値を理論吐出量とした。次に実
際に被塗装物に付着した塗料の重量を実測し、この重量
を先の理論吐出量で除し塗着効率(%)とした。
【0018】実施例2 実施例1にて使用した構造式(1)に示す第4級アンモ
ニウム化合物の添加量を1.0重量部とした以外は、実
施例1と同様にして実施例2の粉体塗料を得た。実施例
1にて述べた方法、条件にて塗着効率を求めたところ8
8%であった。
【0019】実施例3
【0020】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%径が約20μmとなるように分級して粉体粒子
を得た。この粉体粒子100重量部に対し、実施例1に
て使用した構造式(1)に示す第4級アンモニウム化合
物(保土谷化学工業社製 商品名:TP−302)0.
5重量部をヘンシェルミキサーで攪拌混合して実施例3
の粉体塗料を得た。実施例1にて述べた方法、条件にて
塗着効率を求めたところ72%であった。
【0021】実施例4
【0022】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%径が約20μmとなるように分級して粉体粒子
を得た。この粉体粒子100重量部に対し、実施例1に
て使用した構造式(1)の第4級アンモニウム化合物
(保土谷化学工業社製 商品名:TP−302)0.5
重量部をヘンシェルミキサーで攪拌混合して実施例4の
粉体塗料を得た。実施例1にて述べた方法、条件にて塗
着効率を求めたところ94%であった。
【0023】実施例5
【0024】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%径が約20μmとなるように分級して粉体粒子
を得た。この粉体粒子100重量部に対し、実施例1に
て使用した構造式(1)に示す第4級アンモニウム化合
物(1)(保土谷化学工業社製 商品名:TP−30
2)0.5重量部をヘンシェルミキサーで攪拌混合して
実施例5の粉体塗料を得た。実施例1にて述べた方法、
条件にて塗着効率を求めたところ90%であった。
【0025】比較例1 実施例1の混練、粉砕分級にて得た粉体粒子(第4級ア
ンモニウム化合物含まない)を比較例1の粉体塗料とし
た。実施例1にて述べた方法、条件にて塗着効率を求め
たところ45%であった。
【0026】比較例2 実施例3の混練、粉砕分級にて得た粉体粒子(第4級ア
ンモニウム化合物含まない)を比較例2の粉体塗料とし
た。実施例1にて述べた方法、条件にて塗着効率を求め
たところ48%であった。
【0027】比較例3 実施例4の混練、粉砕分級にて得た粉体粒子(第4級ア
ンモニウム化合物含まない)を比較例3の粉体塗料とし
た。実施例1にて述べた方法、条件にて塗着効率を求め
たところ81%であった。
【0028】比較例4 実施例5の混練、粉砕分級にて得た粉体粒子(第4級ア
ンモニウム化合物含まない)を比較例4の粉体塗料とし
た。実施例1にて述べた方法、条件にて塗着効率を求め
たところ78%であった。
【0029】各実施例、比較例にて求めた塗着効率を表
1に纏めたが、実施例中の本発明の粉体塗料は、比較例
に比べ塗料効率の向上が認められている。また、実施例
1〜5および比較例1〜4の粉体塗料を日本テストパネ
ル社製のテストパネル(商品名:PB−137M)に膜
が40μmになるよう前記松尾産業(株)社製のスプレ
ーガンを使用して塗布し、180℃で20分焼付けをお
こない塗膜の機械的強度を測定した結果を表1に示す。
表1から明らかなとおり、本発明の粉体塗料は、十分な
機械的強度を有する塗膜を与えるものであった。なお、
エリクセン値の実用上支障ない範囲は8mm以上、耐衝
撃性は50cm以上である。
【0030】
【表1】
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、構造式
(1)に示す第4級アンモニウム化合物を粉体粒子の表
面に付着させることにより、塗膜に十分な機械的強度を
維持しながら、従来、塗着効率が低いことからトリボ帯
電方式には不向きであったアクリル樹脂、あるいはエポ
キシ/ポリエステル複合樹脂を主成分とする粉体塗料の
塗着効率を向上させることが可能である。また、比較的
塗着効率が良かったポリエステル樹脂あるいはエポキシ
樹脂を主成分とする粉体塗料の塗着効率も向上させるこ
とが可能である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉体粒子の表面に、構造式(1)にて表
    される第4級アンモニウム化合物を付着させたことを特
    徴とする粉体塗料。 【化1】
  2. 【請求項2】 粉体粒子の表面に、構造式(1)にて表
    される第4級アンモニウム化合物を付着させたことを特
    徴とする粉体塗料をスプレーガン内部の塗料搬送部に形
    成されたフッ素原子を含有する部材との摩擦によって正
    極性に帯電させた後、被塗物に吹き付けることを特徴と
    する粉体塗料の塗装方法。
JP8118198A 1996-04-17 1996-04-17 粉体塗料及びそれを使用した塗装方法 Withdrawn JPH09279058A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6713560B2 (en) * 2001-06-08 2004-03-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Exposing carboxyl polymer-polyepoxide powder to amine for powder coating

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6713560B2 (en) * 2001-06-08 2004-03-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Exposing carboxyl polymer-polyepoxide powder to amine for powder coating

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Effective date: 20030701