JPH11106683A

JPH11106683A - 静電塗装用粉体塗料組成物及びその塗装方法

Info

Publication number: JPH11106683A
Application number: JP28474297A
Authority: JP
Inventors: Shinji Senoo; 親治妹尾; Hideo Kato; 秀郎加藤
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-20

Abstract

(57)【要約】【目的】塗着効率に優れた粉体塗料組成物及びその塗装
方法の提供。【構成】塗料粉体に針状導電性酸化チタン微粉末をドラ
イブレンド法で混合してなる粉体塗料組成物であって、
該針状導電性酸化チタン微粉末が塗料粉体１００重量部
に対して０．１〜１０．０重量部であることを特徴とす
る静電塗装用粉体塗料組成物、及びその塗装方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は塗着効率の優れた静
電塗装用粉体塗料組成物及びその塗装方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来技術】粉体塗料は、近年、有機溶剤を含んでいな
いことから無公害で省資源が可能な環境型塗料として注
目され、種々の用途・塗装方法に使用されている。この
種々の粉体塗料の塗装方法としては、粉体塗料粒子を流
動層内に浮遊させて予熱された被塗物に塗着させる予熱
流動浸漬法や、帯電された粉体塗料粒子を空気気流で吹
き付けることで被塗物に塗着させる静電吹付け塗装法等
の静電塗装法が知られている。これらの塗装方法のなか
でも静電塗装法は、塗装膜厚の管理が容易なことから、
特に、美粧性・外観が要求される電機、金属製品、自動
車用部品等の薄膜塗装が行われる分野に普及している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常の静電スプレー塗
装法での工程では、被塗物は、塗装ブース内でハンガー
等に着荷されて、コロナ帯電方式または摩擦帯電方式の
塗装ガンで吹付け塗装される。この吹付け塗装により、
帯電された粉体塗料粒子は被塗物に塗着するが、一部の
粉体塗料粒子は塗着せずに塗装ブース内の吸引ダクト等
から回収されて再利用される。

【０００４】しかし、回収された粉体塗料は、もとの粉
体塗料と平均粒子径が異なる場合が多く、また塵等を含
む場合も多いので、再利用するには塵等の除去や粒度の
調整等の処理が必要であるのが通常である。前記の工程
において回収される粉体塗料の量が多い場合には、回収
塗料を貯蔵する場所を広く確保する必要があり、また塵
除去等の処理の回数が増大するので、そのような粉体塗
料の使用は作業性が低下するので好ましくない。つま
り、回収される粉体粒子が少なく、効率的に粉体塗料粒
子が被塗物に塗着する粉体塗料が望まれる。

【０００５】このような問題を解決する技術として、特
開平０８−２０９０３３に粒度分布巾を狭くし、粒子を
球形化処理することが提案されている。

【０００６】しかし、粒度分布巾を狭くするには、特定
の分級機を用いることや長時間の篩い分けを行うことが
必須となり、また球形化処理をするには、粒子表面を熱
溶融させる特定の装置や粒子の粉砕機等による長時間の
打撃等が必須とななるため、作業効率が低下する。

【０００７】そこで、本発明は、作業効率を改善するこ
とを目的とし、塗着効率の優れた粉体塗料組成物及びそ
の塗装方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、塗料粉体に針状導電性酸化チタン微粉末をドラ
イブレンド法で混合してなる粉体塗料組成物であって、
該針状導電性酸化チタン微粉末が塗料粉体１００重量部
に対して０．１〜１０．０重量部であることを特徴とす
る静電塗装用粉体塗料組成物及びその塗装方法により塗
着効率を向上することを見出し、本発明に至った。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明における針状導電性酸化チ
タン微粉末の含有量は塗料粉体１００重量部に対して
０．１〜１０重量部であり、０．３〜７重量部がより好
ましい。針状導電性酸化チタンの含有量が０．１重量部
以下であると塗着効率を向上することが出来ず、１０重
量部以上であると粉体塗料組成物の塗着効率が低下する
ので好ましくない。

【００１０】本発明における針状導電性酸化チタン微粉
末は、形状が針状であればよく、１次粒子における短軸
径が０．０３〜０．５μｍであって、かつ、短軸径に対
する長軸径の比が１０〜１５０であることがより好まし
い。１次粒子における短軸径が０．０３μｍ未満である
ときには塗料製造時の取扱いが不便であり、０．５μｍ
より大きいときは外観が低下するので好ましくない。ま
た、短軸径に対する長軸径の比が１０未満であるときに
は塗着効率の向上が低く、１５０より大きいときには外
観が低下するので好ましくない。

【００１１】本発明における針状導電性酸化チタン微粉
末は体積固有抵抗値は、１〜１００Ω・ｃｍであること
が好ましい。体積固有抵抗値が１Ω・ｃｍ未満である場
合には粉体塗料組成物が被塗物から脱落し易くなるため
に外観が低下し、１００Ω・ｃｍより大きい場合には塗
着効率を向上することが難しいために好ましくない。こ
のような針状導電性酸化チタン微粉末としては、針状酸
化チタンの表面が二酸化錫やアンチモンでド−プされる
ことにより導電性とされたものでもよく、石原産業社製
のＦＴ−１０００、ＦＴ−２０００、ＦＴ−２０００
Ｗ、ＦＴ−３０００等が代表的に挙げられる。

【００１２】ここでいう体積固有抵抗値は、次のように
して測定された値である。はじめに、針状導電性酸化チ
タン微粉末１．０ｇを３００ｋｇ／ｃｍ² の圧力で１分
間加圧し、直径２．０ｃｍのペレットを作成する。次い
で、その得られたペレットを、温度が２５℃で湿度が５
０％である室内に２４時間放置し、抵抗測定器で体積固
有抵抗値を定法により測定する。体積固有抵抗値を測定
する際に印加される電圧は、特に限定されないが、通
常、１００Ｖで行われる。抵抗測定器としては、特に限
定されないが、タケダリケン社製のＴＲ−８６５２等が
代表的に挙げられる。

【００１３】本発明における静電塗装用粉体塗料組成物
は、塗料粉体中に塗膜形成成分として熱硬化性樹脂及び
硬化剤を主成分として含む。また、必要に応じて表面調
整剤、通常の顔料、又はその他の添加剤を加えても良
い。その他の添加剤としては、硬化促進剤（又は硬化触
媒）、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料分散
剤、ベンゾイン類等が挙げられる。

【００１４】塗膜形成成分としての熱硬化性樹脂は、室
温で固体である樹脂が用いられ、ポリエステル樹脂、エ
ポキシ樹脂、エポキシ−ポリエステル樹脂、フッ素樹
脂、アクリル樹脂等が代表的なものとして挙げられる。
本発明の粉体塗料により耐候性の良好な塗膜を形成する
必要がある場合にはアクリル樹脂が、耐衝撃性などの塗
膜物性が良好な塗膜を形成する必要がある場合にはポリ
エステル樹脂が、さらに、耐食性の良好な塗膜を形成す
る必要がある場合にはエポキシ樹脂を用いることが好ま
しい。

【００１５】ポリエステル樹脂は、エチレングリコー
ル、プロパンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジ
オール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロ
パン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールと、テ
レフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、コハク酸、グル
タン酸、アジピン酸、セバチン酸、β−オキシプロピオ
ン酸等のカルボン酸を常法で反応させたものが用いられ
る。

【００１６】エポキシ樹脂は、分子内に２個以上のオキ
シラン基を持つ化合物で、グリシジルエステル樹脂、ビ
スフェノールＡとエピクロロヒドリンとの縮合反応物を
代表とするグリシジルエーテル型樹脂、脂環式エポキシ
樹脂、綿状脂肪族エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ
樹脂などが代表的に挙げられる。

【００１７】アクリル樹脂は、スチレン、アクリル酸、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−
ブチル、アクリル酸ｉｓｏ−ブチル。アクリル酸ｔｅｒ
ｔ−ブチル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタ
クリレート、２−メチルグリシジルメタクリレート等の
モノマーを通常の方法で重合させたものが代表的に挙げ
られる。これら塗膜形成成分としての熱硬化性樹脂は、
ガラス転移点（Ｔｇ）が３０〜８０℃が好ましい。これ
よりＴｇが低いと粉砕時の発熱により、粉砕機に樹脂粒
子が融着し製造が困難である。またＴｇが高いと良好な
表面平滑性を得ることが困難である。

【００１８】表面調整剤としては、シリコーン又はアク
リルオリゴマー等が使用される。代表的には、ジメチル
シリコーン、メチルシリコーン等が挙げられる。

【００１９】硬化剤としては、前記樹脂の官能基種によ
り適宜選択される。例えば、ブロックイソシアネート、
セバチン酸等の脂肪族多価カルボン酸、アミノプラスト
樹脂、脂肪族酸無水物、トリグリシジルイソシアネー
ト、アミン系硬化剤、ジシアンジアミド、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。

【００２０】顔料は例えば、二酸化チタン、ベンガラ、
酸化鉄、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フ
タロシアニングリーン、キクナドン系顔料、アゾ系顔料
等の着色顔料、炭酸カルシウム、タルク、沈降性硫酸バ
リウム等の体質顔料が挙げられる。

【００２１】ベンゾイン類は、ベンゾイン及びベンゾイ
ンに１〜３種の官能基が付加する事で得られる誘導体を
いう。

【００２２】本発明における塗料粉体の体積平均粒子径
は３〜５０μｍであることが好ましい。平均粒子径が３
μｍ以下であると塗料粉体の製造が困難であり、５０μ
ｍ以上であると塗膜の平滑性が低下し好ましくない。ま
た、本発明における塗料粉体の体積平均粒子径は、高外
観が要求されるような立体形状の被塗物を塗装する場合
には、凹部やコーナー部への入り込み性を良くし、回収
塗料を少なくするために、平均粒子径が５〜３０μｍで
あることが好ましい。

【００２３】本発明における塗料粉体は、原料準備工
程、予備混合工程、溶融混練工程、冷却工程、粗粉砕工
程、及び微粉砕工程の順に製造され、必要に応じて微粉
砕工程の後に分級工程が行われる。

【００２４】前記の原料準備工程は樹脂・顔料・硬化剤
・添加剤等の各種原料を選択・秤量する工程をいう。

【００２５】前記の予備混合工程は各種原料を混合機に
仕込み、予備的に混合する工程である。混合機としては
スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー等が代表的に挙
げられる。

【００２６】前記の溶融混練工程は、予備的に混合され
た原料を加熱下で混合し、分子レベルで分散する工程で
ある。ブスコニーダー、エクストルーダー等が代表的に
用いられる。

【００２７】前記の冷却工程は溶融混練された分散体を
加圧ロールにてシート状に形成し、冷却固化する工程で
ある。

【００２８】前記の粗粉砕工程は固化したシートをチッ
プ状に粗粉砕する工程である。

【００２９】前記の微粉砕工程は、塗料の用途に応じて
最適な粒度分布に微粉砕する工程である。この工程では
ハンマーミル、ピンミル、ジェットミル等が代表的に用
いられる。

【００３０】前記の粒度分布調整のための分級工程は大
きな粒径の粉体粒子を取り除くために金属製スクリーン
や気流分級機による篩い分けが行われるが、高外観が必
要な自動車用塗料等として、粒径分布の標準偏差を２０
μｍ以下にしてもよい。

【００３１】前記の篩い分けとしては、本質的な上下の
振動により塗料粉体が４２〜３２５メッシュの金属製ス
クリーンを通過することをいい、スクリーンとしてで４
２〜３２５メッシュのものが用いられる。

【００３２】本発明における静電塗装用粉体塗料組成物
は、上記工程により製造された塗料粉体が針状導電性酸
化チタン微粉末と混合機でドライブレンドされることに
より製造される（ドライブレンド法）。この混合機とし
てはスーパーミキサー、ヘンシェルミキサー等が代表的
に挙げられる。

【００３３】このドライブレンド法により、上記の静電
塗装用粉体塗料組成物は、粉体塗料粒子表面に針状導電
性酸化チタン微粉末で覆われた形態となればよく、粉体
塗料粒子表面に針状導電性酸化チタンが付着してもよ
く、埋め込まれてもよい。特に粉体塗料粒子内に埋め込
まれる場合には、導電性酸化チタンが針状であることに
より針状導電性酸化チタンの一部が粉体塗料粒子の表面
の外に出るために、不定形等の粒子形状に比べて塗着効
率が良いものと推察される。

【００３４】本発明は、静電塗装方法としてコロナ帯電
法又は摩擦帯電法等の通常の方法により塗装されるが、
コロナ帯電法で静電吹付け塗装されることが好ましい。

【００３５】

【実施例】以下に、実施例及び比較例を説明する。

【００３６】アクリル樹脂の製造例温度計、撹拌機、冷却管、窒素導入管、及び滴下ロート
を備えた反応器に、キシレン６３重量部を仕込み、１３
０℃に加熱した。この容器に滴下ロートを用いてグリシ
ジルメタクリレート４５重量部、スチレン２０重量部、
メタクリル酸メチル２７重量部、メタクリル酸イソブチ
ル８重量部のモノマーの混合物と、ｔ−ブチルパーオキ
シ−２−エチルヘキサノエート６．５重量部、キシレン
６重量部の開始剤溶液とを３時間かけて滴下した。滴下
終了後、３０分間保温し、その後ｔ−ブチルパーオキシ
−２−エチルヘキサノエート０．１重量部、キシレン７
重量部を滴下ロートを用いて滴下した。滴下終了後、さ
らに１３０℃で１時間保持した後、キシレンを減圧蒸留
にて留去して、Ｔｇ５２℃、平均分子量３２００のアク
リル樹脂を得た。

【００３７】実施例１〔ポリエステル粉体塗料〕ポリエステル樹脂（ファインテ゛ィックＭ8021 大日本インキ化学工業（株）製）６０重量部 ε−カプロラクタムブロック化イソシアネート（アダクトＢ−１５３０ヒュルス社製）１０重量部炭酸カルシウム５重量部二酸化チタン１５重量部表面調整剤（ＣＦ−１０５６、東芝シリコーン社製）０．５重量部原料として上記成分をスーパーミキサー（日本スピンド
ル製造社製）にて約３分間混合し、コニーダー（ブス社
製）により約１００℃の条件で溶融混練した。室温で冷
却し、粗粉砕後にアトマイザー（不二社パウダル社製）
で粉砕し、１５０メッシュの篩いで分級し、体積平均粒
径３５μｍの塗料粉体を得た。この塗料粉体１００重量
部に針状導電性酸化チタン微粉末（ＦＴ−１０００）５
重量部を添加し、スーパーミキサーにて３分間混合して
粉体塗料組成物を得た。

【００３８】また、各実施例および各比較例に用いられ
た針状導電性酸化チタン微粉末の形状、体積平均粒子
径、短軸径、長軸径、及び体積固有抵抗値を表１に示
す。

【００３９】

【表１】

【００４０】実施例２〔ポリエステル粉体塗料〕針状導電性酸化チタン微粉末（ＦＴ−１０００）５重量
部にかえて、１重量部用いたこと以外は実施例１と同様
の操作を行って粉体塗料組成物を得た。

【００４１】実施例３〔ポリエステル粉体塗料〕針状導電性酸化チタン微粉末（ＦＴ−１０００）にかえ
て、針状導電性酸化チタン微粉末（ＦＴ−３０００）用
いたこと以外は実施例１と同様の操作を行って粉体塗料
を得た。

【００４２】実施例４〔ポリエステル粉体塗料〕実施例１で得られた粉体塗料粒子をジェットミルＩＤＳ
−２型（日本ニュウマチック社製）で粉砕して、体積平
均粒子径１５μｍの塗料粉体を得た。この粉体塗料粒子
１００重量部に針状導電性酸化チタン微粉末（ＦＴ−１
０００）５重量部を添加し、スーパーミキサーにて３分
間混合して粉体塗料組成物を得た。

【００４３】実施例５〔アクリル粉体塗料〕前記製造例のアクリル樹脂４８重量部デカンジカルボン酸１２重量部表面調整剤（ＣＦ−１０５６、東芝シリコーン製）０．１重量部ベンゾイン０．３重量部ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＹＤ−０１２、東都化成社製）２．２重量部上記成分を原料として用いて塗料粉体を得たことの他
は、実施例１と同様の操作を行って粉体塗料組成物を得
た。

【００４４】実施例６〔エポキシ粉体塗料〕エポキシ樹脂（エピコート１００４、油化シェルエポキシ社製）６５重量部ジシアンジアミド５重量部二酸化チタン１５重量部炭酸カルシウム５重量部表面調整剤（ＣＦ−１０５６、東芝シリコーン製）０．５重量部上記成分を原料として用いて塗料粉体を得たことの他
は、実施例１と同様の操作を行って粉体塗料組成物を得
た。

【００４５】比較例１〔ポリエステル粉体塗料〕針状導電性酸化チタン微粉末（ＦＴ−１０００）を用い
なかったこと以外は実施例１と同様の操作を行って粉体
塗料組成を得た。

【００４６】比較例２〔ポリエステル粉体塗料〕針状導電性酸化チタン微粉末（ＦＴ−１０００）を１３
重量部用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行って
粉体塗料組成物を得た。

【００４７】比較例３〔ポリエステル粉体塗料〕針状導電性酸化チタン微粉末（ＦＴ−１０００）にかえ
て不定形導電性酸化チタン微粉末（ＥＴ−５００Ｗ）を
用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行って粉体塗
料組成物を得た。

【００４８】塗着効率試験２００×６００ｍｍで厚さが０．８ｍｍである燐酸処理
鋼鈑板平板（以下、基材という）を、基材の平面が塗装
方向に対して垂直であって、基材間が１００ｍｍ間隔と
なるように３枚並べて水平移動型オーバーヘッドコンベ
アに吊り下げ設置した。コロナ帯電塗装ガン（ＧＥＭＡ
社製ＰＧ−１）のガンヘッド先端部から基材までの距離
が３００ｍｍとなるように塗装ガンを設置した。一定の
コンベア移動速度で移動し、該塗装ガン前方を通過させ
ることにより、３枚の基材に粉体塗料組成物を静電吹付
け塗装した。

【００４９】下記の塗装条件で実施例１〜６、比較例１
〜３の粉体塗料組成物を塗装し、各基材の焼き付け後の
平均膜厚が約６０μｍとなる塗装基材を得た。

【００５０】オーバーヘッドコンベアー移動速度：１．８ｍ／分塗装ガン印可電圧：−８０ｋｖ吐出量：１００ｇ／分吐出圧：１．０ｋｇｆ／ｃｍ² エアー流量：４．５ｍ³ ／ｈ

【００５１】この塗装基材３枚に付着した粉体塗料組成
物の重量を電子天秤で測定して塗着総量を得た。この塗
着総量と有効吐出量との比により塗着効率を求めた。こ
こで、有効吐出量とは、塗装される基材が塗装ガンのス
プレーパターン内を通過する間に吐出した粉体塗料組成
物の量をいう。塗着効率が６５％以上のものを○とし、
６５％未満のものを×とした。

【００５２】塗着効率（％）＝（塗着総量［ｇ］）／
（粉体塗料組成物の有効吐出量［ｇ］）×１００

【００５３】外観試験２００×６００ｍｍで厚さが０．８ｍｍである燐酸処理
鋼鈑板平板に各種粉体塗料組成物をコロナ帯電塗装ガン
（ＧＥＭＡ社製ＰＧ−１）で下記条件により塗装し、
熱風乾燥炉内で１８０℃で２０分間焼き付け処理し、平
均膜厚約６０μｍの塗膜を形成した。この得られた塗板
を下記基準により目視で評価した。

【００５４】塗装ガン印可電圧：−８０ｋｖ吐出量：１００ｇ／分吐出圧：１．０ｋｇｆ／ｃｍ² エアー流量：４．５ｍ³ ／ｈ

【００５５】外観評価基準 ◎：凹凸が少なく、平滑な塗膜状態である。 ○：凹凸がややあるが、平滑な塗膜状態である。 ×：ブツ等があり、平滑性に劣る。

【００５６】上記実施例１〜６、及び比較例１〜３の試
験結果を表２に示す。

【００５７】

【表２】

【００５８】表２中の樹脂系は、Ａ：ポリエステル系、
Ｂ：アクリル系、Ｃ：エポキシ系を意味する。

【００５９】

【発明の効果】本発明は塗着効率の優れた静電塗装用粉
体塗料組成物及び塗装方法に関するものである。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０９Ｄ 7/12 Ｃ０９Ｄ 7/12 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗料粉体に針状導電性酸化チタン微粉末を
ドライブレンド法で混合してなる粉体塗料組成物であっ
て、該針状導電性酸化チタン微粉末が塗料粉体１００重
量部に対して０．１〜１０．０重量部であることを特徴
とする静電塗装用粉体塗料組成物。
【請求項２】該針状導電性酸化チタン微粉末が、体積固
有抵抗値１〜１００Ω・ｃｍで、１次粒子における短軸
径が０．０３〜０．５μｍであって、短軸径に対する長
軸径の比が１０〜１５０であることを特徴とする請求項
１に記載の静電塗装用粉体塗料組成物。
【請求項３】該塗料粉体の体積平均粒子径が５〜３０μ
ｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の静電塗装用粉体塗料組成物。
【請求項４】塗料粉体に針状導電性酸化チタン微粉末を
ドライブレンド法で混合してなる粉体塗料組成物であっ
て、該針状導電性酸化チタン微粉末が塗料粉体１００重
量部に対して０．１〜１０．０重量部である静電塗装用
粉体塗料組成物を、被塗物に静電塗装することを特徴と
する塗装方法。