JPS5833033B2 - エポキシ樹脂粉末の塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は樹脂溶射法によるエポキシ樹脂粉末の塗装方
法に関する。

一般に樹脂溶射による塗装法は溶射ガンを使用して圧縮
空気および供給タンクから導びかれる樹脂粉末の混合物
と、酸素ガスおよび燃料ガスの混合ガスとを噴射し、混
合ガスの燃焼による火炎によって溶融した樹脂粉末を被
塗物に吹き付けて塗着させるものである。

この樹脂溶射法によれば静電塗装法などに比べて現場施
工に適し、金属素材だけでなくガラス製品、木、紙、ゴ
ム製品などの被塗物に広く適用できる利点があるばかり
でなく、取扱い操作が容易で作業能率が極めて高いとい
う特徴を有している。

従来このような樹脂溶射法に実用されている代表的な樹
脂粉末としてナイロン粉末、ポリエチレン粉末およびエ
ポキシ樹脂粉末があり、この内前二者の粉末は熱可塑性
であるため溶射ガンによって溶融吹付けた後冷却固化す
るたけで塗装作業を完結できるのに対し、後者のエポキ
シ樹脂粉末は熱硬化性であるため溶融吹付は後熱風炉や
赤外線加熱装置などにより後加熱処理を施こして完全硬
化させる必要があった。

ところがこのような後加熱処理は前述した樹脂溶射法の
特徴である作業能率を損ない、また現場施工に不利をき
たすおそれがあり、この後加熱処理を施こすことなくつ
まり溶射ガンによる吹付けで溶融装着させると同時に完
全硬化できることが望まれる。

この発明者らはこのような観点から鋭意検討を重ねた結
果、エポキシ樹脂粉末としてとくに特定の硬化速度を有
するものを使用すれば後加熱処理が不要となることを知
り、この知見を基にしてさらに研究を続けてこの発明に
到達したものである。

すなわちこの発明は１５０℃、１８０℃および２００℃
の硬化時間がそれぞれ５０−１８０秒、４０〜１００秒
および３５〜８０秒となるような硬化速度を有し、かつ
タイラー標準６０メツシユ篩を通過し得る粉末粒度と安
息角（パウダーテスターによる）が４３度以下にされた
エポキシ樹脂粉末を使用し、この粉末を１００〜２２０
℃に予熱した被塗物に樹脂溶射法によって塗装すること
を特徴とする。

この発明において用いられるエポキシ樹脂粉末の硬化速
度は前記の通り１５０℃、１８０℃および２００℃の３
点における硬化時間で表わされるものであり、これを図
面で示すなら１５０℃から２００℃までの硬化時間が斜
線領域Ｐで表わされる硬化速度を有するものということ
になる。

このＰ領域を逸脱する硬化速度にされたものではこの発
明の目的は達成されず、また塗膜特性も著るしく損なわ
れる。

すなわち硬化時間が１５０℃で１８０秒より長くなるか
、１８０℃で１００秒より長くなるか、また２００℃で
８０秒より長くなるような硬化速度を示す樹脂粉末では
溶融塗着後に従来と同様に完全硬化のための後加熱処理
を施こさなければならず、一方１５０℃で５０秒より短
かくなるか、また１８０℃で４０秒より短かくなるか、
また２００℃で３５秒より短かくなるような硬化速度が
あまりに速くなりすぎる樹脂粉末では被塗物との密着性
ないし接着性および表面外観が損なわれてくる。

なおこの明細書において硬化時間とは所定温度において
エポキシ樹脂粉末の硬化反応が完了するまでの時間を意
味し、この測定は常法にしたがってラボプラストミル（
東洋精機製作新製）によって行なったものである。

エポキシ樹脂粉末の製造は従来公知の手段に準じて行な
うことができ、エポキシ樹脂として望ましくは融点が４
０℃以上のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック
型エポキシ樹脂などを使用し、これにアミノ、ポリアミ
ド、酸無水物、三弗化硼素−錯塩、フェノール樹脂、金
属キレート化合物、無機塩基などの硬化剤ないし硬化触
媒を加え、さらに酸化チタン、クレイ、タルク、炭酸カ
ルシウム、シリカなどの無機質充填剤、流れ調節剤、着
色用顔料などを必要に応じて配合し、この配合物を通常
湿式混合後冷却し粉砕してこの発明に係るエポキシ樹脂
粉末とする。

この製造において硬化速度の調節は主として使用するエ
ポキシ樹脂の種類に応じた最適の硬化剤ないし硬化触媒
を選択することにより、また硬化剤ないし硬化触媒の使
用割合を選択することによって行なうことができる。

これらの選択は公知の配合例を参考にすれば極めて容易
になし得るものである。

この発明においてこのようにしてつくられる樹脂粉末は
硬化速度が前記の範囲に抑えられているだけでなく粉末
粒度と安息角に関しても特定される必要がある。

すなわち粉末粒度は少なくともタイラー標準メツシュ篩
を通過し得るような粒度にされ、とくに望ましくはタイ
ラー標準８０メツシユ篩を通過しかつ１５０メツシユ篩
を通過しない程度の粒度にされているのがよく、また安
息角は少なくとも４３度以下、望ましくは３５〜４０度
にされたものが適している。

６０メツシユ篩を通過しないような粒度が太きすぎるも
のでは吹付は塗着時に均一に溶融しかつ硬化させにくく
、また安息角が４３度より大きくなると粉末の流動性が
極端に悪くなって供給タンクから溶射ガンへ定量の樹脂
粉末を供給しにくくなるなど溶射作業に支障をきたし、
結果として均一な吹付は塗着ないし硬化が困難となる。

なお安息角は粉末の粒度分布や形状の調節により、また
ステアリン酸マグネシウムや微粉けい酸などの滑沢剤を
乾式混合するなどの公知の手段によって調整できる。

また安息角の測定はパウダーテスター（細用粉体工学研
究所製）により行なう。

この発明においてこのようなエポキシ樹脂粉末の被塗物
の塗着は常法にしたがって適宜の溶射装置を使用して行
なえるが、溶射ガンから噴射させる混合ガスの噴射速度
としては一般に酸素ガスで１７０〜５０００Ａ’／時間
、燃料ガスとして使用するプロパンガスで６０〜１００
（１／時間程度である。

との溶射に際して予め被塗物を加熱することが一般的に
採用されているが、この発明においてもこのような前処
理予熱は必要であり、この予熱温度をとぐに１００〜２
２０℃、さらに望１しくは１５０〜２００℃にすると溶
射塗膜の密着性ないし接着性表面外観さらには均一硬化
に関し好結果が持たらされる。

なおこの予熱は特別な加熱手段で行なっても差し支えな
いが、通常は溶射ガンから噴射される混合ガスによる火
炎を利用して行なうのが有利である。

このようにして塗着されたエポキシ樹脂は塗着と同時に
完全硬化する。

したがってその後に熱風炉や赤外線加熱装置などによる
後加熱処理を施こすことなく機械的強度や接着性などに
優れた硬化塗膜が形成される。

以上の通り、この発明によれば後加熱処理を必要としな
いから樹脂溶射法の特徴の１つである作業態率や現場施
工性を損なわず、樹脂溶射法本来の既述した利点をより
生かすことができる。

次にこの発明の実施例を記載する。

以下において部とあるは重量部を示すものとする。

実施例 Ｉ ＥＰＯＮ＃１ ｏ ０２ （シェル化学社製；エポキシ
樹脂）１００部、酸化チタン（堺化学工業■社製；充填
剤）３０部、モダクロー（モンサント社製；流れ調節剤
）０．５部釦よびジシアンシア□ド（日本カーバイド社
製；アミド型硬化剤）１０部からなる配合物を溶融混合
し、冷却後粉砕してエポキシ樹脂粉末をつくった。

この粉末はタイラー標準６０メツシユ篩を通過しかつ１
５０メツシユ篩を通過しない粒度を有し、安息角は３９
度、硬化速度は１５０℃で１５０秒、１８０℃で９０秒
および２００℃で６０秒であった。

この粉末を７０ ＰＪＥＴ （仏画５ＯＣＩＥＴＥＮＯ
ＵＶＥＬＬＥ ＤＥ ＭＥＴＡＬＬＩＳＡＴＩＯＮ（略
称；ＳＮＭ社）製溶射用ガン）によって各種試験用の被
塗物（溶射ガンにより予め１８０℃に予熱）に混合ガス
の噴射速度が酸素ガスで１７ｏｏｔ／時間、プロパンガ
スで４００ ｔ／時間となるような条件で樹脂溶射して
種々の試験片を作成した。

各試験片の具体的な作成方法は以下の通りであり、この
ようにして作成された試験片の硬化特性を調べた結果は
後記第１表に示される通りであった。

なお第１表中比較例１とは樹脂溶射法によらないでプレ
ス加工（プレス温度１５０℃）ないしは成型金型や熱風
炉（硬化条件はいずれも１５０℃で２０分間）中で完全
硬化させた場合の結果を示したものである。

〈抗張力・引張弾性率試験〉 戊型金型上に樹脂溶射し、溶射後直ちに（後加熱効果を
与えないために）離型して試験片を作成する。

一方比較例１は同金型に充填し硬化させて試験片を作成
する。

〈引張せん断接着力試験〉 長さ１００ｍＬ巾２５ｍＬ厚み１．６間の２枚の圧延鋼
板における一方のオーバラップ部（長さ方向に１０ｍｍ
）に樹脂溶射して硬化物層を形威し、この上に接着剤層
を介して他方の圧延鋼板をオーバラップさせて試験片を
作成し、硬化物層と圧延鋼板との引張せん断接着力を調
べる。

一方比較例■は上記と同様の２枚の圧延鋼板間（オーバ
ラップ部）に樹脂粉末を介在させた状態で熱風炉中に導
ひき硬化させて試験片を作成する。

くロックウェル硬度試験〉 抗張力・引張弾性率試験の場合と同様の方法で試験片を
作成する。

〈線膨張率試験〉 所定寸法より若干大きめの金型上に樹脂溶射し、溶射後
直ちに離型し、しかる後機械加工により所定寸法の試験
片とする。

一方、比較例１は所定寸法の金型に充填し硬化させて試
験片を作成する。

〈エリクセン試験〉 厚さ０．８關の圧延鋼板上に樹脂溶射し、膜厚が１５０
μの被膜を形成する。

一方、比較例１では上記と同じ圧延鋼板上にプレス加工
により同じ膜厚の被膜を形成する。

〈デュポン式衝撃試験〉 厚さ４朋の軟鋼板上に樹脂溶射し、膜厚が５００μの被
膜を形成する。

一方、比較例１では上記と同じ軟鋼板上にプレス加工に
より同じ膜厚の被膜を形成する。

上表から明らかなように、この発明の溶射塗装法によれ
ば溶射ガンによる吹付は塗着と同時に完全硬化させるこ
とができるために、金型で完全硬化させたものに比べて
遜色のない硬化特性が得られていることが判る。

また他の試験としてこの発明法により得られた硬化塗膜
に付きピンホールテスターによって２ＫＶの電圧でピン
ホール試験を行なったところ、１５０部以上ではピンホ
ールは認められなかった。

実施例 ２ ＥＰＯＮ＃１００４（シェル化学社製；エポキシ樹脂）
１００部、炭酸カルシウム（日東粉化工業■社製；充填
剤）、４０部、カーボンブランク（三菱化成工業■社製
；黒色顔料２部、キュアゾールＣ１７Ｚ（四国化成社製
；イミダゾール系硬化剤）３部からなる配合物を溶融混
合し、冷却後粉砕してエポキシ樹脂粉末をつくった。

この粉末は〜ダイラー標準６０メツシュ篩を通過しかつ
２００メツシユ篩を通過しない粒度を有し、安息角は３
８度、硬化速度は１５０℃で１２０秒、１８０℃で７０
秒および２００℃で４０秒であった。

この粉末を使用して実施例１と同様の方法で各種試験用
の被塗物に樹脂溶射して種々の試験片を作成した。

但し、この実施例２においては被塗物の予熱温度は１５
０℃であり、混合ガスの噴射速度は酸素ガスで８７０
ｔ／時間、プロパンガスで２５０ｔ／時間であった。

このようにして作成した各試験片の硬化特性を調べた結
果は後記第２表に示される通りであった。

なお、第２表中比較例２とは上記の粉末を使用し、前記
比較例１と同様にして作成した各試験片について調べた
結果を示したものである。

上表から明らかなように実施例１の場合と同様の良好な
結果が得られていることが判る。

また他の試験として実施例１の場合と同じようにピンホ
ール試験を行なったところ、１５０部以上ではピンホー
ルの発生は認められなかった。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明において使用するエポキシ樹脂粉末の硬
化速度の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １１５０℃、１８０℃および２００℃の硬化時間がそれ
   ぞれ５０〜１８０秒、４０〜１００秒および３５〜８０
   秒の範囲となるような硬化速度を有し、かつタイラー標
   準６０メツシユ篩を通過し得る粉末粒度と安息角（パウ
   ダーテスターによる）が４３度以下にされたエポキシ樹
   脂粉末を使用し、この粉末を１００〜２２０℃に予熱し
   た被塗物に樹脂溶射法によって塗装することを特徴とす
   るエポキシ樹脂粉末の塗装方法。