JPH11290761A - 粉体塗料の塗装方法 - Google Patents

粉体塗料の塗装方法

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JPH11290761A
JPH11290761A JP9971798A JP9971798A JPH11290761A JP H11290761 A JPH11290761 A JP H11290761A JP 9971798 A JP9971798 A JP 9971798A JP 9971798 A JP9971798 A JP 9971798A JP H11290761 A JPH11290761 A JP H11290761A
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隆行 板倉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 合成樹脂等の絶縁性被塗物の表面にあらかじ
めプライマー処理をしなくても、高い塗着効率でもって
塗装が可能な粉体塗料の塗装方法を提供する。 【解決手段】 本発明の粉体塗料の塗装方法は、ナイロ
ン等の絶縁性被塗物と、当該絶縁性被塗物との接触電位
差が0.5V以上である、フッ素系樹脂でコートされた
キャリア粒子等の摩擦帯電性粒子とを摩擦し、絶縁性被
塗物の表面を強制的に帯電させた状態で、その表面に、
逆極性に帯電した粉体塗料を静電塗着することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂等の絶縁
性被塗物に粉体塗料を塗装する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】粉体塗料は、溶剤を用いずに空気を媒体
として塗装する塗料であるため、作業時の安全性が高
く、かつ環境に及ぼす影響が少ないことから、近年、家
庭用電化製品などの分野で普及しつつある。この粉体塗
料は一般に、粉体のもとになる結着樹脂中に、着色剤や
その他の添加剤などを配合し、溶融混練したのち粉砕、
分級して製造される。
【0003】粉体塗料を塗装する方法には静電塗着法が
あり、その中には(i) アースされた被塗物の表面に、粉
体塗料を、摩擦帯電ガンやコロナ帯電ガンによって一定
の極性に帯電させた状態で吹きつけて静電付着させ、次
いで加熱溶融させる方法や、(ii)帯電させた粉体塗料を
気流中に浮遊、流動させ、その気流中に、アースされた
被塗物を挿入して静電付着させた後、加熱溶融させる方
法等が知られている。このような方法を用いることによ
って、被塗物の表面に連続した塗膜を形成することがで
きる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の静電塗着法にお
いては、帯電した粉体塗料が鏡像力によってターゲット
に付着するため、被塗物がアースされた金属材料である
場合には塗装効率が良好で、塗装膜が均一で品質の高い
塗装面が得られる。しかしながら、プラスチック等の絶
縁物に粉体塗装する場合には、被塗物の表面にあらかじ
めプライマー処理等を施す必要があり、工程が複雑にな
る。
【0005】また、プライマー処理等を施して粉体塗料
が静電付着し易くしても、塗装効率が低く、塗装面にム
ラが生じるなど品質の低い塗装面しか得られないという
問題があった。そこで本発明の目的は、合成樹脂等の絶
縁性被塗物の表面にあらかじめプライマー処理等の前処
理を施さなくても、高い塗着効率でもって、かつ塗装面
が均一な品質の高い塗膜を形成できる粉体塗料の塗装方
法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねていく中で、絶縁性被
塗物の表面にプライマー処理等の前処理を施さなくて
も、当該被塗物との接触電位差が大きい素材を用いて被
塗物を強制的に摩擦帯電した上で、絶縁性被塗物とは逆
の極性に帯電した粉体塗料を用いて静電塗着すれば、塗
着効率が高く、かつ塗装面が均一な品質の高い塗膜が得
られるのではないかとの着想を得、さらに研究を重ねた
結果、本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明の粉体塗料の塗装方法
は、絶縁性被塗物と、当該絶縁性被塗物との接触電位差
が0.5V以上である摩擦帯電性粒子とを摩擦し、絶縁
性被塗物の表面を強制的に帯電させた状態で、その表面
に、逆極性に帯電した粉体塗料を静電塗着することを特
徴とする。上記本発明の粉体塗料の塗装方法によれば、
合成樹脂等の絶縁性被塗物に対して、高い塗装効率でも
って粉体塗料の静電塗着を実現でき、かつ塗装面が均一
な高品質の塗膜を形成することが可能になる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の粉体塗料の塗装方
法について詳細に説明する。本発明の粉体塗料の塗装方
法に適用可能な絶縁性被塗物としては、例えばナイロン
−6,6、ナイロン−6、ナイロン−12、ナイロン−
11、ナイロン−6,10等のポリアミド樹脂(P
A);ポリエチレン(PE);ポリプロピレン(P
P);ポリスチレン(PS)、アクリロニトリル−スチ
レン共重合体(AS)、アクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン共重合体(ABS)等のポリスチレン系樹
脂;塩化ビニル樹脂(PVC);ポリカーボネート(P
C)、スチレン−アクリル酸エチル(AES)等が挙げ
られる。
【0009】本発明において、摩擦帯電性粒子とは、絶
縁性被塗物とともに混合し、摩擦させたときに静電気を
発生して絶縁性被塗物を帯電させやすい粒子をいう。本
発明に使用可能な摩擦帯電性粒子は、絶縁性被塗物との
接触電位差が0.5V以上のものである。絶縁性被塗物
との接触電位差が0.5Vを下回ると、絶縁性被塗物を
充分に帯電させることができなくなり、その結果、塗装
効率が低下したり、塗装面にムラが生じる。絶縁性被塗
物との接触電位差は、上記範囲の中でも特に、0.6V
以上であるのが好ましく、0.8V以上であるのがより
好ましい。
【0010】摩擦帯電性粒子の具体例としては、フッ素
系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、エチルセルロ
ース等の樹脂粒子や、従来より2成分系トナーに用いら
れるキャリア粒子の表面に、上記の樹脂をコーティング
したもの等が挙げられる。上記キャリア粒子としては、
例えば銅−亜鉛−マグネシウムフェライトの焼結フェラ
イト等の磁性キャリアが好適に使用される。
【0011】摩擦帯電性粒子の粒径は特に限定されない
が、絶縁性被塗物と摩擦帯電性粒子とを後述するように
攪拌混合して帯電させることを考慮すれば、その際の操
作性等を考慮して、平均粒径が50〜200μmである
のが好ましく、80〜120μmであるのがより好まし
い。絶縁性被塗物を強制的に帯電させる方法としては、
例えば絶縁性被塗物と摩擦帯電性粒子とを容器内に入れ
て攪拌混合することによって、両者を充分に摩擦して帯
電させる方法が挙げられる。
【0012】絶縁性被塗物の帯電極性は、摩擦帯電性粒
子との組み合わせによって決まる。例えば、ナイロン等
の絶縁性被塗物をフッ素樹脂コートフェライトキャリ
ア、フッ素樹脂粒子等の摩擦帯電性粒子とともに混合し
た場合には、絶縁性被塗物の表面はプラスに帯電する。
一方、ポリエチレン等の絶縁性被塗物をエチルセルロー
ス等の摩擦帯電性粒子とともに混合した場合には、絶縁
性被塗物の表面はマイナスに帯電する。
【0013】絶縁性被塗物と摩擦帯電性粒子との攪拌混
合は、絶縁性被塗物を充分に帯電させる程度に行えばよ
く、その攪拌混合の時間は特に限定されないが、通常、
30〜60分程度行えばよい。こうして攪拌混合した後
で絶縁性被塗物を取り出すと、その表面に静電付着した
摩擦帯電性粒子が残存するが、その摩擦帯電性粒子はエ
アーブロー等によって除去できる。
【0014】絶縁性被塗物を帯電させた後、その帯電極
性とは逆の極性に帯電した粉体塗料を絶縁性被塗物に吹
きつけ、静電付着させることによって絶縁性被塗物への
静電塗着が実現される。粉体塗料を吹きつける際には粉
体スプレーガンが用いられる。この粉体スプレーガン
は、粉体塗料を帯電させる方式の違いによってコロナ帯
電式(コロナ帯電ガン)と、摩擦帯電式(摩擦帯電ガ
ン)とに分類される。
【0015】コロナ帯電ガンは、粉体塗料を吐出させる
ノズルの前方に設けたコロナ電極からの放電によって粉
体塗料を帯電させ、それをコロナ電極との間に生じる電
界と、空気流とによって被塗物の表面まで飛翔させて静
電付着させるものである。一方、摩擦帯電ガンは、ガン
の内壁面との摩擦によって粉体塗料を帯電させ、それを
空気流によって被塗物の表面まで飛翔させて静電付着さ
せるものである。
【0016】前述したように、例えばナイロン等の絶縁
性被塗物をフッ素樹脂コートフェライトキャリア等の帯
電性粒子によってプラスに帯電させた場合には、粉体塗
料をコロナガンでマイナスに帯電させた上で吹きつけ、
絶縁性被塗物に静電付着させればよい。こうして絶縁性
被塗物上に粉体塗料を静電付着させた後、さらに絶縁性
被塗物上の粉体塗料を焼き付け、粉体塗料を加熱溶融す
ることによって、被塗物の表面に連続した塗膜が形成さ
れる。
【0017】粉体塗料の加熱溶融は、絶縁性被塗物の軟
化点以下で粉体塗料が溶融する必要がある。従って、本
発明に適用可能な粉体塗料としては、粉体塗料を構成す
る結着樹脂の溶融温度が絶縁性被塗物の軟化点よりも低
いことが条件となる。かかる条件を満たすほかは、静電
塗着に使用される従来公知の種々の粉体塗料を用いるこ
とができる。
【0018】粉体塗料の粒径は従来と同程度でよい。し
かし、例えば中間色等のさまざまな色を表現することを
目的として2色以上の粉体塗料を混合して用いる場合に
は、混合後の色味の均一性を考慮すると、粒径が小さい
ほど好ましく、とくにその平均粒径が30μm以下であ
るのが好ましい。一方、帯電性や塗膜の形成しやすさ、
凝集のしにくさなどを考慮すると、平均粒径が1μm以
上であるのが好ましい。従って、両者のバランスを考慮
すると、粉体塗料の平均粒径は1μm以上30μm以下
の範囲で設定されるが、この範囲内でもとくに5〜20
μmであるのが好ましい。
【0019】粉体塗料には、その流動性や帯電特性など
を向上させるために、各種の外添剤を添加してもよい。
かかる外添剤としては、酸化アルミニウム、酸化けい
素、酸化チタニウム、酸化亜鉛などの金属酸化物の微粉
末や、あるいはふっ素樹脂微粒子などの従来公知の種々
の外添剤を使用できる。これらの外添剤は粒径1.0μ
m以下程度の微粒子であるのが好ましく、とくに疎水性
または親水性のシリカ微粒子を含むシリカ系表面処理
剤、たとえば超微粒子状無水シリカやコロイダルシリカ
などが好適に使用される。
【0020】また、粉体塗料を構成する結着樹脂には、
その帯電特性を向上させ、かつ温度や湿度などの環境条
件の変化に関係なく安定した塗着を実現するために、電
荷制御剤を添加してもよい。電荷制御剤は、粉体塗料の
帯電極性に応じて、従来公知の種々の正電荷制御剤と負
電荷制御剤との中からいずれか一方が使用される。
【0021】
【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
説明する。 実施例1および比較例1〜4 絶縁性被塗物として、ナイロン−6,6(実施例1)、
アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂、比較
例1)、ポリスチレン(PS、比較例2)、アクリロニ
トリル−スチレン−ブタジエン共重合体(ABS樹脂、
比較例3)およびポリエチレン(PE、比較例4)の5
種類の樹脂板を使用した。
【0022】摩擦帯電性粒子としては、表面がフッ素樹
脂でコーティングされたフェライトキャリア粒子〔パウ
ダーテック社製の商品名「F883−100」、中心粒
径D 50=100μm〕を使用した。粉体塗料としては、
中心粒径D50が17μmの白色粉体塗料を使用した。 〔粉体塗料の塗装〕上記絶縁性被塗物を、摩擦帯電性粒
子とともに容器(内容積3リットル)に入れて50分間
混合、摩擦して、強制的にプラス帯電させた後、樹脂板
を容器から取り出し、表面に付着した摩擦帯電性粒子を
エアブローで除去した。次いで、プラス帯電している樹
脂板に、コロナガンによりマイナス帯電させた粉体塗料
を付着させた。
【0023】コロナガンの印加電圧は−60kVに、塗
出量は50g/分にそれぞれ調整し、粉体塗料の付着量
は膜厚が30μmとなるように調整した。次いで、絶縁
性被塗物を150℃で25分間焼き付けて、白色の塗膜
を形成した。 〔評価結果〕 ・塗膜の状態 実施例1および比較例1〜4の絶縁性被塗物表面におけ
る粉体塗料の付着状態を目視で確認し、均一に付着して
いるか否かをもとに評価した。判定方法は、樹脂サンプ
ルを目から30cm離して観察し、塗料がサンプル上に
均一に付着していると確認できた場合には○、塗料の付
着が不均一な場所が見られたものを△、著しく不均一で
あった場合には×とした。
【0024】・粉体塗料の付着量 各被塗物表面に付着した粉体塗料の付着量(mg/cm
2 )を測定した。また、焼き付け時の塗膜の厚みが充分
な厚さ(30μm以上)になっているか否かの判定を行
った。その結果、付着量が5mg/cm2 以上であれ
ば、塗膜の厚みが充分であることがわかった。前記判定
の結果は、厚みが充分であった場合には○、不十分であ
る場合には×とした。
【0025】以上の結果を、摩擦帯電性粒子と絶縁性被
塗物との接触電位差(V)とともに、表1に示す。な
お、接触電位差は、三協パイオテク(株)製の接触電位
差測定装置「CPD−1型」で測定した。
【0026】
【表1】
【0027】表1より明らかなように、絶縁性被塗物と
キャリア粒子のコーティング層との接触電位差が0.5
V以上である実施例1のナイロン−6,6については、
被塗物上に粉体塗料が5.0mg/cm2 以上塗着し、
かつ均一な塗装を実現できた。これに対し、接触電位差
が0.5V未満であった比較例1〜4では、塗装面にム
ラが生じたり、粉体塗料の付着量が不十分であった。
【0028】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の粉体塗料
の塗装方法によれば、合成樹脂等の絶縁性被塗物の表面
にあらかじめプライマー処理をしなくても、高い塗着効
率でもって粉体塗料の塗装を行うことができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁性被塗物と、当該絶縁性被塗物との接
    触電位差が0.5V以上である摩擦帯電性粒子とを摩擦
    し、絶縁性被塗物の表面を強制的に帯電させた状態で、
    その表面に、逆極性に帯電した粉体塗料を静電塗着する
    ことを特徴とする粉体塗料の塗装方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007246337A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Dainippon Printing Co Ltd 金属酸化物膜の製造方法

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