JPH1176924A - 塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】均一な色相を有し、さらに光沢および塗膜強度
の両方を満足することができる塗膜が得られる塗装方法
を提供すること。 【解決手段】２種以上の色相の異なる粉体塗料の混色に
より均一な色相の塗膜を得る塗装方法であって、２種以
上の粉体塗料を塗布する塗装工程、塗布された粉体塗料
を加熱溶融させる加熱溶融工程および加熱溶融物に光を
照射して硬化させる硬化反応工程を有することを特徴と
する塗装方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２種以上の色相の
異なる粉体塗料の混色により均一な色相の塗膜を得る塗
装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉体塗料は、樹脂、硬化剤、添加
剤等に所望の色相を出すために数色の顔料を加え、混合
した後、溶融混練し、その後、冷却、粉砕、分級するこ
とにより、製造されてきた。そのため、粉体塗料として
は要求される色相毎に塗料を用意せざるを得ず、その品
揃えは膨大な数にのぼっている。

【０００３】これに対し、粉体塗料の調色工程を簡素化
するために、数種の着色粉体を混合した粉体塗料が提案
されている。

【０００４】しかしながら、２種以上の色相の異なる粉
体塗料を均一に混合し、粉体塗料として使用した際に、
混合する粉体塗料の粒径が２０μｍよりも大きいものを
用いた場合は、一般に各色の粉体塗料の粒子が目視でも
判別できるため均一な色相の塗膜が得られない。

【０００５】また、このような粉体塗料を使用して塗膜
を形成する場合、塗膜に求められる特性であり、かつ相
反する性質である光沢と塗膜強度を同時に満足すること
は困難であるという欠点がある。一般的に、光沢を向上
させるには、塗料の流動性をよくしたり、粉体塗料に使
用する樹脂の分子量を低下させる等の方法が知られてい
るが、塗膜強度は低下する傾向がある。また、塗膜強度
を向上させるには、粉体塗料に使用する樹脂の反応性を
高くしたり、分子量を大きくする等の方法が知られてい
るが、光沢は低下する傾向がある。

【０００６】一方、特表平４−５０４４３１号公報のよ
うに、２０μｍ以下の２色以上の粉体を混合して所望の
色相の塗膜を得る方法が提案されているが、粒径を２０
μｍ以下にすることによる収率ダウン、および２０μｍ
以下では凝集しやすいため流動性が悪くなり取扱いにく
い等の欠点がある。

【０００７】また、造粒剤溶液の添加等を行なって粉体
塗料を造粒することにより、流動性を向上させる方法も
提案されているが、製造工程が増えるためコストアップ
につながる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に鑑みてなされたものであり、均一な色相を有し、さ
らに光沢および塗膜強度の両方を満足することができる
塗膜が得られる塗装方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、（１）
２種以上の色相の異なる粉体塗料の混色により均一な
色相の塗膜を得る塗装方法であって、２種以上の粉体塗
料を塗布する塗装工程、塗布された粉体塗料を加熱溶融
させる加熱溶融工程および加熱溶融物に光を照射して硬
化させる硬化反応工程を有することを特徴とする塗装方
法、（２） 加熱溶融工程を粉体塗料に含有される樹脂
のなかでもっとも高い軟化点の９０〜１５０％の温度で
行なう前記（１）記載の塗装方法、ならびに（３） 硬
化反応工程を紫外線を用いた光照射により行なう前記
（１）または（２）記載の塗装方法、に関する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の塗装方法は、２種以上の
色相の異なる粉体塗料の混色により均一な色相の塗膜を
得る塗装方法であって、２種以上の粉体塗料を塗布する
塗装工程、塗布された粉体塗料を加熱溶融させる加熱溶
融工程および加熱溶融物に光を照射して硬化させる硬化
反応工程を有することを特徴とする。

【００１１】なお、本明細書でいう“均一”な色相の塗
膜とは、形成された塗膜の色相が均質であるため、混色
した各粉体塗料の色が目視により見分けることができな
い程度のことを意味する。

【００１２】本発明の塗装方法に使用される粉体塗料
は、例えば、樹脂、光開始剤、添加剤、着色剤等からな
る、一般に粉体塗料として使用されるものであれば特に
限定されない。

【００１３】前記樹脂としては、光を照射して硬化させ
ることができる樹脂であれば、従来より公知である樹脂
が特に限定されることなく使用可能である。例えば、ポ
リエステルアクリレート、エポキシアクリレート樹脂、
エポキシメタクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹
脂、ポリスチリルメタクリレート、ポリエーテルメタク
リレート、ポリオール等が挙げられ、これらのなかで
は、エポキシアクリレート樹脂が好ましい。

【００１４】前記光開始剤としては、例えば、ベンゾイ
ンプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテ
ル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジル、ジメチルケ
タール、イソプロピルチオキサンソン、２−メチルチオ
キサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、ベンゾ
フェノン、ベンゾイル安息香酸等が挙げられ、これらの
なかでは、ベンゾインイソプロピルエーテルが好まし
い。

【００１５】前記光開始剤の使用量は、樹脂１００重量
部に対して、通常、１〜１５重量部程度が好ましい。

【００１６】前記添加剤としては、塗料組成物に用いら
れるものとして従来より公知の添加剤が特に限定される
ことなく使用可能である。例えば、アクリレート重合体
等の流展剤、各種触媒や有機系スズ化合物等の架橋促進
剤、ベンゾイン等のピンホール防止剤等が挙げられる。
これらの添加剤は、それぞれ樹脂１００重量部に対して
０．１〜５重量部程度使用するのが好ましい。

【００１７】前記着色剤としては、従来より知られてい
る着色剤が特に限定されることなく使用可能であり、粉
体塗料の色調に合わせて適宜選択される。例えば、酸化
チタン、カーミン６Ｂ、カーボンブラック、銅フタロシ
アニン、アセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔
料、ジスアゾエロー、ピグメントレッド等が挙げられ
る。その使用量は樹脂１００重量部に対して５〜６０重
量部程度が好ましい。

【００１８】本発明に用いられる粉体塗料は、例えば、
樹脂、光開始剤、添加剤、着色剤等を押出機等で溶融混
練し、冷却後、例えば、ハンマーミル、ジェット衝撃ミ
ルなどの粉砕装置を用いて物理的粉砕を行ない、ついで
空気分級機、マイクロン・クラッシファイアーなどの分
級機を用いて分級することにより調整することができ
る。

【００１９】前記粉体塗料としては、通常、平均粒子径
１〜５０μｍ、好ましくは５〜３０μｍの粉体が使用可
能であり好適である。さらに、ハンドリング性の点から
は１０〜２０μｍがさらに好ましい。平均粒子径が５０
μｍ以下であると、得られる塗膜の厚さを適度に薄く形
成することができ、平均粒子径が１μｍ以上であると、
粉体塗料の凝集を防止して、均一に混合することができ
る。本発明の粉体塗料は１０〜２０μｍのように１０μ
ｍを越えるような粒子径のやや大きなものを混合塗布す
る場合であっても均一な塗膜を容易に得ることができ
る。

【００２０】また、前記粉体塗料には、表面にシリカ、
アルミナ、チタニア、又はジルコニア等の流動性調整剤
を添加してもよい。

【００２１】本発明において、前記粉体塗料の帯電量は
所定の範囲内に制御することが好ましい。帯電量を制御
する手段としては、樹脂の酸価、アミン価等を調整する
方法、着色剤の荷電・使用量を調整する方法、四級アン
モニウム塩、染料、金属石鹸などの各種の添加剤を添加
する方法、流動性の調整のために添加されるシリカ、ア
ルミナ、チタニア、ジルコニア等の量で制御する方法な
どが挙げられる。例えば、酸価の高い樹脂を原料として
使用すると負の帯電量が増加する。

【００２２】本発明において各粉体塗料の帯電量を測定
する手段としては、実際に塗装する際に使用する装置、
被塗装物を用い、使用する条件（印加電圧、塗料フィー
ド量等）で塗装した後、基板に塗着させた粉体をエアブ
ローにより除去する際に基板より流出する電流と塗着し
た粉体の量を測定する方法が挙げられる。また、簡便な
方法としては、各粉体塗料をその粉体塗料よりも粒径の
大きな多種の粉体と混合した際の帯電量をブローオフ法
により測定する方法がある。

【００２３】本発明においては、混合される２種以上の
粉体塗料の帯電量の差は、すべて５．０μＣ／ｇ以内で
あることが好ましい。即ち、例えば、粉体塗料Ａ、Ｂ、
Ｃの３種を混合する場合、ＡＢ、ＢＣ、ＡＣ間の帯電量
の差がいずれも５．０μＣ／ｇ以内であるのが好まし
い。各粉体塗料の帯電量の差が５．０μＣ／ｇ以内であ
れば、塗装時に被塗装物のエッジ部に電気力線が集中し
て帯電量の高いものがエッジ部に凝集するのを防止し、
混色により均一な色相の塗膜を得ることができる。

【００２４】前記粉体塗料を用いる本発明の塗装方法
は、塗装工程、加熱溶融工程および硬化反応工程を有す
る塗装方法である。

【００２５】前記塗装工程とは、２種以上の前記粉体塗
料を塗布する工程である。かかる粉体塗料を塗布する方
法は、特に限定されず、例えば、静電スプレーを用いる
塗装方法、流動浸漬法、プラスチック溶射法、プロバッ
ク法等の方法があげられる。塗装に際しては、２種以上
の粉体塗料を予め混合した混合物を用いてもよく、また
は各粉体塗料を個別に用いてもよい。２種以上の粉体塗
料を予め混合する方法としては、各粉体塗料をヘンシェ
ルミキサー、スーパーミキサー等の高速攪拌機で乾式混
合する方法等の従来より知られている方法がすべて使用
可能である。混色に供される各粉体塗料の使用量は、混
色により得られる所望の色相に応じて適宜選択される。

【００２６】前記加熱溶融工程とは、塗布された粉体塗
料を加熱溶融させる工程である。本発明においては、硬
化反応工程に先立って、塗布された２種以上の粉体塗料
を加熱し、溶融させることにより、均一な色相の塗膜を
得ることができる。

【００２７】前記加熱溶融工程における粉体塗料の加熱
温度は、溶融粘度の観点から、粉体塗料に含有される樹
脂のなかでもっとも高い軟化点の９０％以上、好ましく
は９５％以上であることが望ましく、経済性および熱分
解の可能性の観点から、粉体塗料に含有される樹脂のな
かでもっとも高い軟化点の１５０％以下、好ましくは１
３０％以下であることが望ましい。

【００２８】本発明において、粉体塗料に使用する樹脂
の軟化点は、ＡＳＴＭ Ｅ２８−６７に準拠した方法に
従って測定することができる。

【００２９】前記加熱溶融工程における粉体塗料の加熱
時間は、特に限定されないが、通常１０〜４０分間が好
ましい。

【００３０】前記加熱溶融工程により、樹脂と光開始剤
等とを十分に混合させることができる。

【００３１】前記硬化反応工程とは、前記加熱溶融工程
により加熱溶融させた加熱溶融物に光を照射して硬化さ
せ、塗膜を形成させる工程である。

【００３２】本発明においては、塗膜の形成に、粉体塗
料に光を照射して硬化させる、光硬化反応を用いること
により、低温での焼付けが可能になるという利点があ
る。その結果、耐熱性の低い木材やプラスチック等への
粉体塗装が可能になるばかりでなく、ランニングコスト
の低減にもつながる。

【００３３】前記硬化反応工程は、例えば、紫外線（Ｕ
Ｖ）、電子線等を用いた光照射により行なうことができ
る。これらの方法のなかでは、経済性および取り扱い性
の観点から、紫外線（ＵＶ）を用いた光照射が好まし
い。

【００３４】ただし、紫外線（ＵＶ）を用いた光照射に
より、硬化反応工程を行なう場合には、使用する粉体塗
料に、前記添加剤等とともに、光開始剤を配合しておく
ことが好ましい。

【００３５】粉体塗料を硬化させる時間は、特に限定さ
れないが、通常３０秒〜１０分間が好ましい。

【００３６】以上に説明した各工程を有する本発明の塗
装方法により、均一な色相を有し、さらに光沢および塗
膜強度の両方を満足することができる塗膜を得ることが
できる。

【００３７】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はかかる実施例によりに限定されるも
のではない。

【００３８】なお、粉体塗料に使用した樹脂の軟化点
は、ＡＳＴＭ Ｅ２８−６７に準拠した方法に従って測
定されたものである。

【００３９】 粉体塗料の製造例１ エポキシアクリレート樹脂 （昭和高分子社製、リポキシＶＲ−４０、軟化点：７５℃） ９８重量部 ベンゾインイソプロピルエーテル （日本曹達社製、ニッソキュアーＩＢＰＯ） ２重量部 酸化チタン（石原産業社製、タイベークＣＲ−９０） ３０重量部 流展剤（ＢＡＳＦ社製、Ａｃｒｏｎａｌ ４Ｆ） １重量部 上記組成物を、スーパーミキサーにて良く混合した後、
ブスーコニーダー（ブス社製）を使用し混練し、冷却し
たのちＰＪＭ粉砕機（日本ニューマチック社製）を使用
し粉砕し、平均粒子径２３．７μｍの粉体を得た。この
粉体１００重量部に、シリカ（日本アエロジル社製、ア
エロジルＲ９７２）０．３重量部をヘンシェルミキサー
を使用し均一に混合し、粉体塗料（１）を得た。なお、
平均粒子径はコールター・マルチサイザー（コールター
（株）製）により測定した。

【００４０】この粉体塗料（１）を脱脂したスチール板
に静電スプレーにて塗装した。得られた塗装板とアース
との間に容量（Ｃ）０．０４７μＦのコンデンサーを繋
ぎ、エアブローによって塗装した粉体を除去した。塗装
板の重量測定から除去された粉体の重量（Ｍ）は０．０
２８３ｇであった。また、粉体の除去によって流出した
電荷（Ｑ＝ＣＶ）により生じたコンデンサーの電位差
（Ｖ）をエレクトロメーターＴＲ８４１１（（株）アド
バンテスト社製）を用いて測定したところ＋４．５８Ｖ
であった。これより粉体の帯電性（Ｑ／Ｍ）を算出した
ところ、帯電量は−７．６μＣ／ｇであった。

【００４１】 粉体塗料の製造例２ エポキシアクリレート樹脂 （昭和高分子社製、リポキシＶＲ−４０、軟化点：７５℃） ９６重量部 ベンゾインイソプロピルエーテル （日本曹達社製、ニッソキュアーＩＢＰＯ） ４重量部 カーミン６Ｂ（住友化学社製、スミカプリント・カーミン６ＢＣ） ８重量部 流展剤（ＢＡＳＦ社製、Ａｃｒｏｎａｌ ４Ｆ） １重量部 上記組成物を、粉体塗料の製造例１と同様にして、平均
粒子径２５．６μｍの粉体を得た。この粉体１００重量
部に、シリカ（日本アエロジル社製、アエロジルＲ９７
２）０．３重量部をヘンシェルミキサーを使用し均一に
混合し、粉体塗料（２）を得た。

【００４２】粉体塗料の製造例１と同様にして、粉体塗
料（２）の帯電量を測定したところ−８．１μＣ／ｇで
あった。

【００４３】 粉体塗料の製造例３ エポキシアクリレート樹脂 （昭和高分子社製、リポキシＶＲ−４０、軟化点：７５℃） ９６重量部 ベンゾインイソプロピルエーテル （日本曹達社製、ニッソキュアーＩＢＰＯ） ４重量部 ジズアゾエロー （大日精化社製、ピグメントイエローＥＣＹ−２１０） ８重量部 流展剤（ＢＡＳＦ社製、Ａｃｒｏｎａｌ ４Ｆ） １重量部 上記組成物を、粉体塗料の製造例１と同様にして、平均
粒子径２５．１μｍの粉体を得た。この粉体１００重量
部に、シリカ（日本アエロジル社製、アエロジルＲ９７
２）０．３重量部をヘンシェルミキサーを使用し均一に
混合し、粉体塗料（３）を得た。

【００４４】粉体塗料の製造例１と同様にして、粉体塗
料（３）の帯電量を測定したところ−８．８μＣ／ｇで
あった。

【００４５】実施例１ 粉体塗料（１）１０重量部、粉体塗料（２）４５重量部
および粉体塗料（３）を４５重量部をヘンシェルミキサ
ーを使用して混合し、得た混合物を脱脂したスチール板
に静電スプレーにて塗装した。その後、８５℃で２０分
間放置して、塗布した粉体塗料を十分に加熱溶融させた
後、ＵＶ積算光量が２５０ｍＪ／ｃｍ²となるように調
整して、粉体塗料を硬化させ、塗膜を得た。得られた塗
膜は均一な朱色であった。

【００４６】得られた塗膜の光沢および鉛筆強度を以下
に示す方法に従って測定した。その結果、光沢は８５、
鉛筆強度はＨＢであった。

【００４７】〔光沢〕ＡＳＴＭ ３３６３−７４に準拠
した方法に従い、光沢計（ミノルタカメラ（株）製、Ｇ
Ｍ−６０）を使用して測定する。

【００４８】〔鉛筆強度〕ＪＩＳ Ｋ５４００ ８．４
に準拠した方法に従って測定する。

【００４９】比較例１ 粉体塗料（１）１０重量部、粉体塗料（２）４５重量部
および粉体塗料（３）を４５重量部をヘンシェルミキサ
ーを使用して混合し、得た混合物を脱脂したスチール板
に静電スプレーにて塗装した。その後、８５℃の雰囲気
中に挿入すると同時に、ＵＶ積算光量が２５０ｍＪ／ｃ
ｍ² となるよう調整して、粉体塗料を硬化させ、塗膜を
得た。得られた塗膜は色分離が目視で確認された。

【００５０】得られた塗膜の光沢および鉛筆強度を実施
例１と同様の方法により測定した。その結果、光沢は２
５、鉛筆強度はＢであった。

【００５１】以上の結果より、加熱と同時に粉体塗料を
硬化させて塗膜を形成させた比較例１と比較して、実施
例１では、塗布した粉体塗料を加熱溶融させた後に、硬
化させて塗膜を形成しているため、均一な色相を有し、
かつ光沢および強度に優れる塗膜が得られる。

【００５２】

【発明の効果】本発明の塗装方法により、均一な色相を
有し、さらに光沢および塗膜強度の両方を満足すること
ができる塗膜が得ることが可能となった。そのため、色
調の異なる数種の粉体塗料を用意することにより、従来
のように、数多くの色調の粉体塗料を品揃えする必要が
なくなった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 克敏 和歌山市湊1334番地 花王株式会社研究所 内 (72)発明者 丸田 将幸 和歌山市湊1334番地 花王株式会社研究所 内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２種以上の色相の異なる粉体塗料の混色
   により均一な色相の塗膜を得る塗装方法であって、２種
   以上の粉体塗料を塗布する塗装工程、塗布された粉体塗
   料を加熱溶融させる加熱溶融工程および加熱溶融物に光
   を照射して硬化させる硬化反応工程を有することを特徴
   とする塗装方法。
2. 【請求項２】 加熱溶融工程を粉体塗料に含有される樹
   脂のなかでもっとも高い軟化点の９０〜１５０％の温度
   で行なう請求項１記載の塗装方法。
3. 【請求項３】 硬化反応工程を紫外線を用いた光照射に
   より行なう請求項１または２記載の塗装方法。