JPS58176251A - 粉体塗装用ポリエチレン系樹脂紛末の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粉体塗装用粉末ポリエチレン系樹脂組成物の
製造方法に関する。

良にくわしくは、本発明は樹脂粉末を被塗物に付着せし
め死後又は同時に熱により最終的に塗膜を形成せしめる
粉体塗装法、たとえば静電粉末塗装法、散布法、流動浸
漬法、溶射法に適した性能を有する粉末ポリエチレン系
樹脂組成物の製造方法に関するものであり、特に本発明
は粉末の流動性が改良され、さらに塗膜のブリードアウ
トによる光沢低下がなく、塗膜の密着性に優れた粉末ポ
リエチレン系樹脂組成物の製造法に関するものである。

粉体塗装法は従来の液体塗料に代り近年広範囲に亘って
その利用価値が高まっている。これは、粉体塗装法が塗
料の調整や混合を全く必要としない、溶剤を使用しない
ので大気汚染の問題、健康障害、火災の危険等がほとん
どない、粉体の取抄扱いは容易で塗装にはそれ程の熟練
を必要としないミ　「たれ」を起すことなしに厚膜の形
成かり能である等種々の利点を有しているからである。

この粉体塗装に用いられる合成樹脂粉体としては、ポリ
エチレン、ナイロン、ポリエステル、アクリル、エポキ
シ等種々のものが知られている。なかでもポリエチレン
系樹脂は安価である、耐薬品性に優れる、耐候性に優れ
る等の点から重要な粉体塗装用樹脂となっている。

粉体塗装法に粉末ポリエチレン系樹脂を利用する場合、
得られた塗Ｗｌ！は恒久的にその美職さを失しなわない
事、密着不良あるいは経時的な密着力低下のない事が望
まれる。さらに粉体塗装法に粉末ポリエチレン系樹脂を
利用する場合前記樹脂自身の特性以外に粉末としての流
動性に優れていることが必要である。例えば静電塗装法
は、粉末を粉末供給装置から空気によ抄塗装ガンに移送
し噴霧した粉末をアースした被塗体に付着せしめついで
加熱により塗膜を形成せしめる方法であるが、粉末の流
動性が悪いと粉末供給装置からの粉末の空気移送が困難
かあるいは移送されても変動が大きくなり均一な被塗物
への粉末の耐着が得られない。又流動浸漬法は、粉末を
、底部に多孔板を有する槽内に入れ、該多孔版の下側よ
り送られる空気により粉末を流動化せしめ、斯様な流動
化粉末中に加熱された被塗物をそう人し樹脂粉末を溶融
付着せしめついで槽外に取り出し被覆物自身の余熱ある
いは後加熱を加える事によって塗膜を形成せしめる方法
であるが、粉体の流動性が悪いと良好な流動層が得られ
ず、被塗物の流動層へのそう人に抵抗が生じ、抵抗をな
くす為に空気量全増大させると粉体の槽外への飛散が生
じる。又流動層の状態も激しいバブリング、チャネリン
グ等の様相を呈し均一な流動層とならず、その結果均一
な塗膜が得られない。

渉常ポリエチレン系樹脂を機械的に粉砕して得られる粉
末は、形状が角ばっており又表面に滑性を有しない為に
粉末側々のすべりが悪くその結果粉末流動性に劣る。斯
様な粉末の流動性改良法として脂肪酸アミド系滑剤とポ
リエチレン系樹脂とを押出機等により混練しそれを常温
下機械粉砕する事が特公昭５３−１７７８号公報に開示
されている。

しかしながら本発明者らが検討した結果、ポリエチレン
系樹脂に脂肪酸アミド系滑剤を押出機によって混練し機
械粉砕したものは粉末流動性は改良されるもののその内
部に滑性に寄与しない多量の滑剤を含有しており、これ
らの滑剤はポリエチレン系樹脂から経時的にブリードア
ウトする卓が判明した。その結果、粉体塗装によって得
られた塗膜は光沢が経時的に低下するのみならず、被塗
物との密着性の低下を招く事が判明した。又酸変性ポリ
エチレン、アイオノマー樹脂等によって密着性を改良さ
れた粉末ポリエチレン系樹脂の場合は、それが経時的に
密着力を低下させないことが非常に重要であるが、該密
着改良型ポリエチレン系樹脂に脂肪酸アミド系滑剤をあ
らかじめ押出機により混線後、機械粉砕することにより
得られた粉末を使用して粉体塗装した塗膜は、初期の密
層性は十分強固であるにもかかわらず、ある時間後には
ほとんど密着力を示さない事が判明した。とくにこれは
屋外において使用される時に顕著にあられれる事が認め
られた。本発明者らは、粉末流動性が良好でかつ塗膜か
らのブリードアウトがなくかつ密着力の低下のない粉体
塗装用粉末ポリエチレン系組成物の製造方法につき鋭意
検討した結果本発明をなすに至った。すなわち、機械的
に粉砕したポリエチレン系樹脂粉末１００部と不飽和脂
肪酸アミドおよび飽和脂肪酸アミドの中より選ばれたｌ
橿又は２種以上の混合物０．０５〜０゜３部を該脂肪酸
アミドの融点以上かつポリエチレン系樹脂の融点以下の
温度下で゛機械的に混合して得られた粉末ポリエチレン
は粉末流動性が良好でかつ粉体塗装によって得られた塗
膜はブリードアウトがない為に経時的な光沢低下がほと
んどなく、さらに経時的密着力の低下も全く示さないこ
とが判明した。

本発明においては、粉末の流動性を改良させる目的とし
ての脂肪酸アミド系滑剤を粉末側々の表面には付着させ
る事によりそれぞれの粉末が相互にすべりやすくなり、
全体の粉末流動性が飛躍的に改良される事を見い出した
点、さらに該粉末個々の表面に脂肪酸アミド系滑剤を付
着させる方法として、機械的に粉砕したポリエチレン系
樹脂粉末と不飽和脂肪酸アミドおよび飽和脂肪酸アミド
めなかよね選ばれた１種又は２ａｉ以上の混合物０．０
５〜３．０部を該脂肪酸アミドの融点以上かつポリエチ
レン系樹脂の融点以下の温度下で機械的に混合すること
によってのみ達成しつる事を見い出した点が重要である
。単に常温下で脂肪酸アミド系滑剤と機械的に粉砕した
ポリエチレン系樹脂粉末とを機械的に混合しても粉末の
流動性を改良しうる事は不可能に近く、もし本発明と同
様の粉末流動性を与えようとすると多量の１旨肪酸アミ
ド糸滑剤を混合する必要があり、塗膜物性上好ましくな
い。すなわち本発明においては、ポリエチレン系樹脂粉
末と脂肪酸アミド系滑剤を機械的に混合するにあたり、
該脂肪酸アミドを溶融せしめてポリエチレン系樹脂粉末
の表面に抑−に付着させる事を特徴としている 本発明によって得られた粉末ポリエチレン系組成物を用
い、粉体塗装法により得られた塗膜は、光沢の経時的低
下がなくさらに密着力の低下も示さない大きな特徴を有
している。本発明によって得られる組成物が斯様な性能
低下を示さない理由は完全に明確ではないが概略以下の
様に考えられる。

ポリエチレン系樹脂粉末を用いた粉体塗装工程は、粉末
を被塗物に付着せしめる工程、ついで付着した粉末を熱
により溶融流動せしめて塗膜を形成させ、ついで冷却固
化させる工程に大別しうる。

本発明による組成物中の脂肪酸アミド系滑剤は、粉末表
面にだけ付着しており、塗膜形成時には、熱により容易
に揮散してしまう。その結果得られた塗膜中にはほとん
ど脂肪酸アミド系滑剤は残留していなく、経時的なブリ
ードアウトによる光沢、密着力の低下を示さないものと
考えられる。

本発明の組成物に使用さ扛るポリエチレンとしては、低
密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンあるいは高密度
ポリエチレンが挙げられる。これらのポリエチレンはエ
チレンの単独重合体であってもよいし、エチレンを主成
分としてα−オレフイ／、酢酸ビニル、アクリル酸エス
テル等の重合成分を共重合したポリエチレン共重合体で
あってもよい。さらに塗膜の密着性を改良させるためア
イオノマー樹脂、酸変性ポリオレフイン樹脂等を配合さ
せる事もできる。酸変性ポリオレフィン樹脂トしては、
（４）スチレンとａオレフィンとの共重合体と（Ｂ）変
性によって含有される不飽和カルボン酸又はその無水物
の量が変性物１１Ｆ当りのカルボニル基として０．ＩＸ
　１０−”〜１２Ｘ１０−”ミリモル当量の範囲にある
不飽和カルボン酸又はその無水物で一部或いは全部が変
性されたポリオレフィンの組成物からなり、且つ全組成
物に対した成分（Ｂ）を１重責％以上含有してなる組成
物が、密着性改良樹脂としては好ましい。アイオノマー
樹脂としては、たとえばエチレンとメタアクリル酸との
ベース共重合体にＮａ　、　Ｚｎのような金属カチオン
を共存させて製造された結果、長鎖分子間がイオン結合
されたものでありサーリン（デュポン社製）、コーポレ
ン（旭ダウ社製）等があげられる。特に本発明において
該密層性改良樹脂をもちいた場合、屋外に放置しても強
固な密着力を長期間にわたり保持しうる事がわかった。

ポリエチレン系樹脂を粉砕するための粉砕機としては、
特に樹脂用に設計された粉砕機が国内外で市販されてお
りいずれの粉砕機も使用できる。

本発明においてポリエチレン系樹脂粉末の粒度１ｉ２０
メツシユを通過するもの、さらに好ましくは４０メツシ
ユを通過するものである。

本発明において使用される飽和脂肪酸アミド、不飽和脂
肪酸アミドとしては、カプロン酸アミド、カプリル酸ア
ミド、カプリン酸アミド、ラウリン酸アミド、ミリスチ
ン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド
、アラキシン酸アミド、ベヘニン酸アミド、パルミトレ
イン酸アミド、オレイン酸アミド、エイコセン酸アミド
、エルシン酸アミド、エライジン酸アミド、トランス−
１゜３−トコセン酸アミド、リノール酸アミド、リノー
ル酸アミド、リシノール喰アミド等であり、これらは単
独で使用しても２１１ｉ以上の混合物として使用しても
よい。

本発明に於て使用される脂肪酸アミドの量は粉末ポリエ
チレン系樹脂１００重量部に対して０．０５〜３．０重
量部、さらに好ましくは０．１〜１．０重量部である。

脂肪酸アミドの量が０．０５重量部以下になると粉体流
動性の改良効果が見られず、３．０重量部以上になると
ブリードアウト、密着力低下、塗膜強度等の低下が見ら
れる。

粉末ポリエチレン系樹脂と脂肪酸アミド全該粉末ポリエ
チレン樹脂の融点温度以下１旨肪酸アミドの融点温度以
上で機械的に混合する方法としては、加熱可能なタンブ
ラ−ミキサー、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー
等をもちいる事ができ、又ハンドブレンドでも可能であ
るが、いずれの場合も雰囲気あるいはポリエチレン粉末
及び＠彷酸アミドの温度が粉末ポリエチレン樹脂の融点
以下脂肪酸アミドの融点以上にコントロールされる事が
肝要である。

本発明による粉末組成祷の粉体流動性を判定する方法と
しては、粉体を底部が帆布等の多孔板からなり、該底部
より空気を流入せしめる様にした流動槽に入れ、流入空
気により粉末の流動層を形成せしめる。この際、巾１２
１、長さ１２ｃｍ、オ皐径２．６＋ｗ＋、網目２０箇、
重量５５ｇｒの金網を水平に沈降させ＃１とんど抵埃な
く該流動層中に沈降する時の空気量を流動化空気量と定
義し、この大小によって粉体流動性を判定した。この判
定法によれば、均一流動化空気量が小なる程粉体流動性
が良好である。さらに流動層の状態は、粉体の流動性が
良好な程均−な流動層が得られ、粉末の流動性が悪いと
チャネリング、激しいバブリングをおこすことが一般に
知られており本発明においても目視判定項目としてつけ
加えた。

脂肪酸アミドのブリードアウトによる光沢度の低下は、
ＪＩＳＫ５４００に従い６０°鏡面光沢度法より判定し
、塗膜の密着力はＪＩＳ−に６３０１９０°はく離テス
トによって判定した。

以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 市販のエチレンとαオレフィンとの共電合体である中密
度ポリエチレン（Ａ８ＴＭＤ　１２３ｇによるＭ、Ｉ。

＝１０．０ｆ／１０分、ＡＳＴＭ　Ｄ１５０５による密
度＝０．９３８、ＤＳＯ法による融点＝１２２℃）の９
０部に市販のカーボンブラック１０部を押出機で混練し
カーボンブラフ２１０％マスターパッチを作製する。

このマスターパッチ１０部に対し上記中密度ポリエチレ
ン９０部を押出機で混練しカーボンブラック１％濃度の
ベレットを得た。該ベレットヲビクトリーミルＶｐ−１
（ａ用鉄工製）にて６ｏメツシユの篩をもちいて常温状
態にて粉砕する。得られた粉末１００部に対し表１に示
す脂肪酸アミドラ０．３部添加し、加熱ジャケット付ヘ
ンセルミキサーに投入する。ついで粉末温度を表１に示
す様な前記ポリエチレンの融点以下脂肪酸アミドの融点
以上の温度にコントロールしつつ攪拌することにより脂
肪酸アミドを粉末表面に付着せしめサンプルＡ、Ｂ、Ｏ
，Ｄを作製した。該粉末的６−を直径３４ｃＩＲの円筒
状流動浸漬槽に投入し、ついで流動層底部から空気を流
入し前記方法により流動化空気量Ｑ　（Ｎ　／／ｍｉｎ
　）を求めるとと本に、□流動層の状態を目視で観察し
た。その結果を表１に示した。

ついで該流動層に、ＪＩＳＧ３１４１に規定される５Ｐ
ＯＯ−８Ｂ軟鋼板（１５０ｍＸ７１）ａ＋Ｘ０．６ｍ）
を脱脂し、３５０℃の電気炉中にて加熱後２秒間浸漬し
前記粉末人。

）１，０．Ｄをコーティングした。さらに表向のスムー
ジングの為に２００℃の空気循環式オーブン中に３分放
置後冷却をて平板状試験片を得た。該試験片を室内（室
温２３℃）ｋ放置し１日後、１５０日後の表面光沢を光
沢度計（日本電色製ＮＤ−Ｈ５型）にて測定し、その結
果を表１に示した。

実施例２ 実施例１のサンプルＡ　’ｅ　ＪＩＳＧ３１４１に規定
される８ＰＯＯ−８Ｂ軟鋼板（１５０雪Ｘ　７０ｍＸ　
３．２■）に実施例１と同様にしてコーテイング後表面
のスムージングの為の後加熱を施こさないで平板状試験
片を得た。該試験片の光沢度変化を表１に示、した。

実施例３ 市販の高密度ポリエチレン（Ａ８ＴＭ　Ｄ１２３８によ
るＭ、１．＝　７．０１Ｐ／１０ｍ１ｎ、　ＡＳＴＭ　
Ｄ１５０５による密度＝　０．９５８、Ｄ８０法による
融点１３０℃）及び脂肪酸アミドとしてオレイン酸アミ
ドをもちいる他は実施例１と同様にして試験片を作成し
光沢度変化を測定し、その結果を表１に示し念。

実施例４ 市販の低密麻゛°゛１エチレン（Ａ８ＴＭ　Ｄ１２３８
によるＭ、１．＝　２０．Ａ８ＴＭ　Ｄ１５０５による
１度＝　０．９１５、ＤＳＯ法による融点１０７℃）を
もちいる他は実施例３と同様にして試験片を作成し、光
沢度変化を測定しその結果を表１に示した。

実施例５ 脂肪酸アミドとしてオレイン酸アミドを選択し、添加量
ｔｌ−０，０５部とした以外は実施例１と同様にして試
験片を作成し、光沢度変化を測定し、その結果を表１に
示した。

実施例６ 市販の中密度ポリエチレン（Ａ８ＴＭ　Ｄ１２３８によ
るＭ、１．　＝　１．５、Ａ８ＴＭ　Ｄ１５０５による
密度＝ｏＪ３ｓ）をラジカル開始剤としてジクミルペル
オキシドの存在下に、マレイン酸と共に窒素雰囲気下に
押出機を用いて溶融混合し、マレイン酸をグラフト共重
合した変性ポリエチレンを作った。この酸変性ポリエチ
レン中のカルボニル基含有量は１ｆ当り０．１　ミＩＪ
モル当量であった。

実施例１の中密度ボ、リエチレン７０部、マスターハツ
チ１０部と前記酸変性ポリエチレン２０部を押出機で混
碑しペレットヲ得、該ペレットをターボファインミル（
ターボ工業＃）にて４０メツシユのａｔもちいて常温状
態にて粉砕した。得られた粉末１００部に対して表２に
示すように脂肪酸アミド（ｉ−０，３部添加し粉末温度
をコントロールしつつ加熱ジャケット付ヘンセルミキサ
ーにて７％合し、サンプルＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈを得た。該粉
末の流動性を表２に示した。次いで実施例１と同様にし
てコーティング試験片を得、光沢度変化を測定し表２に
示した。さらに、密着力の変化を、８ＴＡＮＤＡＲＤＳ
ＵＮＳＨＩＮＢ　ＷＥＡＴＨＥＲＭＥＴＥＲＷＥ−８Ｕ
Ｎ−ＤＣ型（スガ試験機製）による促進耐候テストによ
り評価し、その結果を表２に示した。

比較例１ 実施例１において、脂肪酸アミドを添加する前の粉末の
流動性を測定し、表１に示した。

比較例２ 実施例１において脂肪酸アミドと粉末ポリエチレンをヘ
ンセルミキサーにて混合するに際し、常温下でこれを行
ないサンプルａ、ｂ、ｃ、ｄ′に一得九。

この際の粉末温度を測定した結果表１に示す様にいずれ
も脂肪酸アミドの融点以下であった。粉末の流動性を表
１に示した。

比較例３ 実施例４において脂肪酸アミド全ヘンセルミキサーにて
加熱しつつ混合するかわりに、あらかじめ実施例６の中
密度ポリエチレン７０部、マスターバッチ１０部、酸変
性ポリエチレン２０部及び脂肪酸アミド０．３部を押出
機にて混練しベレットを得た。これをターボファインミ
ル（ターボ工業製）にて４０メツシユの篩を本ちいて常
温状態にて粉砕してサンプルｅｔ’１ｇ１ｂを得た。こ
れの粉末流動性、光沢変化、密着力変化を実施例４と同
様にして行ない、その結果を表２に示した。

実施例７ 実施例６の酸変性ポリエチレンのかわりにアイオノマー
樹脂であるコーボレンＤ２０Ｇ　（旭ダウ社製）ｔ−も
ちい、脂肪酸アミドとしてオレイン酸アミドを使用する
以外は実施例６と同様にして粉末及び塗膜の評価を行な
った。結果を表２に示した。

比較例４ 比較例３の酸変性ポリエチレンのかわりにアイオノマー
樹脂であるコーボレンＤ２００　（旭ダウ社製）ｔ−も
ちい、脂肪酸アミドと１７てオレイン酸アミドを使用す
る以外は、比較例３と同様にして粉末及び塗膜の評価を
行なった。その結果を表２に示した。

以下余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、機械的に粉砕したポリエチレン系樹脂粉末１００部
   と不飽和樹脂酸アミド及び飽和脂肪酸アミドの中より選
   ばれたｌｆａまたは２種以上の混合物０．０５〜３．０
   部を該脂肪酸アミドの融点以上かつポリエチレン系樹脂
   の融点以下で機械的に混合することを特徴とする粉体塗
   装用粉末ポリエチレン系樹脂組成物の製造方法 ２　ポリエチレン系樹脂が、その一部あるいは全部が不
   飽和カルボン酸又はその無水物で酸変性された組成物で
   ある特許請求範囲第１項記載の粉体塗装用粉末ポリエチ
   レン系樹脂組成物の製造方法 １　ポリエチレン系樹脂が、その一部あるいは全部が長
   鎖分子間をイオン結合されているアイオノマー樹脂を特
   徴とする特許請求範囲第１項記載の粉体塗装用粉末ポリ
   エチレン系樹脂組成物の製造方法