JPS5912954A - 粉体塗装用粉末ポリエチレン系樹脂組成物の製造方法 - 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。

更に（わしくは、本発明は樹脂粉末を被塗物に付着せし
めた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
を１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べ必要としない、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、粉体の取り扱いは容易で塗装にはそれ程の熟練
を必要としない、［たれ」を起すことなしに厚膜の形成
が可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℃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、
得られた塗膜は恒久的にその美麗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ブぷい事が望ま
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又の流動
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り塗装ガンに移送し
噴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太き（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、該多孔板の
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榎物目身ち余
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
抗をなくす為にを気量を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。

通常ポリエチレン系樹脂を機械的にわ〕伜してイＬｔら
れる粉末は、形状が角は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糸滑
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
部に滑性に吾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
ウトする事が判明した。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−トするのみならず、被
塗物との密着性の低１゛を招（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１させなｔ・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
剤をあらがじめ押出機により混練後、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
期の密着ｔ１−は十分強固であるにもかかわらず、ル）
る時間後にははとん、ど密着力を示さ７．ｃい事が＠明
した。とくにこれは屋外におい゛Ｃ使用される時に顕著
にあｔ：）わ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ハ・ものブ
リードアウトがな（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。

即ち、本発明は、機械的に粉ゲトしたポリエチレン系樹
脂粉末１００Ｘ量部と脂肪酸アミド系滑剤かも選ばれた
少なくとも１釉Ｏ，ＯＳ〜３．０重量部を機械的に混合
Ｊ−るに際し、該脂肪酸アミド系滑剤を有機、溶媒に溶
解せしめて前記ポリエチレン系樹脂粉末と混合させる粉
体塗装用粉末ポリエチレン系樹脂組成物の製造方法であ
る。

、本発明の方法によって製造された粉末ポリエチ゛　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
た塗膜はグリ−ドアウドがない為に経時的へ光沢低−［
がほとんどな（、さらに経時的題着力の低１も全く示さ
ないことが判明した。

本発明は、粉末の流動性を改良させる目的としての脂肪
酸ア・ミド系滑剤を粉末個々の表面に均一に付着させる
事によりそれぞれの粉末が相互にすべりやす（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事
、さらに該粉末個々の表面に脂肪酸アミド糸滑剤を均一
に付着させる方法として、該脂肪酸アミド糸滑剤を有機
溶媒に溶解せしめ、これとポリエチレン系樹・脂粉末と
を機械的に混合する方法を見い出した事にある。単に脂
肪酸アミド糸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ｉ」能に近く、もし本発明と同様の粉末流動性
を与えようと１−ると多量の脂肪酸アミド系滑剤を混合
する必要があり、塗膜物性上好ましくない。１−なわら
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
ドな有機溶媒に溶解ゼしめ、これとポリエチレン系樹脂
粉末を機械的に混合する事によって、該粉末個々の表面
に均一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（さらに密着力の低１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
低下を示さない埋山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５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
ど脂肪酸アミド糸滑剤は残留し℃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れ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ＪＬうｔ））ポリエチレ
ンはエチレンの単独重合体テアツーしもよいし、エチレ
ンを主成分としてａ−オレフ・１ン、酢酸ビニル、アク
リル酸エステル等の！合成外を共盾曾したポリエチレン
共重合体であってもよい。さらに塗膜の密着性を改良さ
せろ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Ｊ
ＩＷ　トＬ　ｉは、ｔＡ＋スチレンとびオレフィンとの
共重餘体とｔｎ＋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１ｖ−当りのカルボニ
ル基として０．　ｔ　Ｘ　１０−”〜１２　Ｘ　１０−
’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−・部或（・は全部が変性されたポリオレフィ
ンの組成物から／、（す、且つ全組成物に対した成分ｔ
Ｂｌを１重量％以上含有してなる組成物が、ｉ層性改良
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ルｙ
　９−ツーリン（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着性改
良樹脂をもちいた場合、屋外に放置しても強固な密着力
を長時間にわたり保持し５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は２０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脂肪酸アミド系滑剤としては
、飽和脂肪酸アミド、不飽和脂肪酸アミドであり、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、リシノール酸
アミド等であり、これらは単独で使用し又も２種以上の
混合物とし又使用してもよい。

本発明においては、前記脂肪酸アミド糸滑剤を有機溶媒
に溶解せしめて粉体表面に均一に付着せしめるのを特徴
とするが、脂肪酸アミド糸滑剤を粉体側々に付着ゼしめ
た後適宜な方法、たとえば加熱する等の方法で有機溶媒
を除去する。この際多量の有機溶媒を除去する事に困難
が生じる様な場合は、できるだけ少量の有機溶媒をもち
いる事、すなわち脂肪酸アミド糸滑剤とし又は、できる
だけ有機溶媒に対して溶解度の＾いものが好ましく、°
　この点からは不飽和脂肪酸アミドが好ましい。

脂肪酸アミド系滑剤を溶解せしめる有機溶媒としては炭
化水素系、ハロゲン化炭化水素系、アルコール、有機酸
及びエステル、ケトン、シンナー等各種のものをもちい
る事ができるが、これらの中から、もちいる脂肪酸アミ
ド糸滑剤の溶解度の商いものかつ取扱いの容易なものを
選択するのが好ましく、たとえば、トルエン、キシレン
、メタノール、エタノール、イングロパノール、ｎ−ブ
タノール、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、１１１
１１トＩＪクロロエタン等がある。

粉末ポリエチレン糸樹脂と脂肪酸アミド糸１’ｔ’を剤
が溶解している有機溶媒とを混合する方法としては、タ
ンブラ−ミキサー、ヘンセルミキサーリボンプレンダー
等をもちいる事ができる。又粉末ポリエチレン系樹脂粉
末、有機溶媒及び脂肪酸アミド系滑剤とを別々に前記ミ
キサーないしはプレンダーに投入後攪拌してもよ（、溶
解度をあげろため前記ミキサー、プレンダーを加温する
ことはさらに良好な結果を与える。ついで脂肪酸アミド
をポリエチレン粉末表面に均一に付着するのに使用した
有機溶媒は、必要に応じて加熱等０９手段により容易に
除去しうるが、該有機溶媒はクローズドシステムにより
回収される事が好ましく・。斯様な回収システムは、前
記ブレンダー、ミキサー等と連結し５るものが市販され
ており容易に達成しうる。

本り明による粉末組成物の粉体流動性を判定′１−る方
法としては、粉末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−Ｗしめる。この際、
１１１２　ｃｌｌＬ、長さ１２ｃｌＬ１線径２．６−１
網目２０１１１１、重量５５ｇｒの金銅を水平に沈降さ
せほどんど抵抗な（該流動層中に沈降す・ろ時の空気量
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。

脂肪酸アミドのブリードアウトによる光沢度の低１は、
ＪＩＳ　Ｋ５４００　Ｋ従い６０部鏡面光沢度法により
判定し、塗膜の密着力はＪＩＳ−に６３０１９０°は（
離テストによつ℃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。な
お、実施例における部はすべて重量部とする。

実施例１ 市Ｍｋｔのエチレンとａオレフィンとの共重合体である
中密度ポリエチレン（ＡＳＴＭ　Ｄ−１２３８ＫよるＭ
、Ｉ　、＝　１０．０９７１０順、ＡＳ判［）　１５０
５による密度＝０．９３８　）の９０部に市販のカーボ
ンブランク１０％を加えマスターバンチを作製する。

このマスターバッチ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ッ１２フ２１％濃度の
ベレットを得る。該ペレットをビクトリーミルＶｐ−＋
（用鉄工製）にて６（）メツシュの篩をもちいて常温状
態にて粉砕づ−る。得られた粉末１００部に対し′、エ
タノール８０部にオレイン酸アミド２０部を溶解した溶
液１，５部を加えヘンセルミキサーに投入し攪拌するこ
とにより、脂肪酸アミド０．３部が粉末表面に付着した
サンプルを得た。次いで該ヘンセルミキサー中に約４０
℃の空気を吹き込むと共にエタノールを系外に取り出し
た。得′られた粉末約６ｋｉを直径３４ｃｒｒＬの円筒
状流動浸漬槽に投入しついで流動Ｎ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＆／闘うを求
めた。その結果を表−１に示す。ついで該流動層に、　
　ＪＩＳ　Ｇ３１４１に規定される５ｐｃｃ−８Ｂ　？
鋼板（１５０ｍＸ　７０ｍＸ　Ｏ，６部ｗ）を脱脂し、
３５０℃の電気炉中に１加熱後２秒間浸漬し前記粉末を
コ−ティングした。さらに表面のスムージングの為に２
００℃の空気循環式メーブン中に３分放置後冷却して平
板状試験片を得た。該試験片を室内（室温２３℃）に放
置Ｌ１日後、１５０日後の表面光沢を光沢度計（日本電
電＃　Ｎ１）−Ｎ５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で得た粉体をＪＩＳ　Ｇ３１４１に規定される
５ｐｃｃ−８Ｒ軟鋼板（１５Ｑｆｉ×７　ｏｍｅｘ　３
．２ｗｒｍ　）に実施例１と同様にし°Ｃコーティング
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１こ。該試験片の光沢度変化を表−１に
示した。

実施例３ 月旨肋酸アミドとし又リミノール酸アミトンもち（・る
以外蚤工実施例１と同様にしてサンプルを製造し、粉体
特性及び光沢度変化ケ評価した。その結果ケ表−１に示
す。

実施例４ インクロバノール９０部にエルカ酸アミド１０部を溶解
した溶液をもちいる以外は実施例Ｉと同様にしてサンプ
ルを製造し、粉体特性及び光沢度変化を評価した。その
結果を表−１に示１“。

実施例５ 市販の＾密度ポリエチレン（ＡＳＴＭ　１３１２３８に
よるＭ　Ｉ　＝　１０．０　Ｖｌ　ｏｉａｍ　、　ＡＳ
ＴＭ　Ｄｌｓｏ５による密度＝（１，９５５）をもちい
る以外は、実施例１と同様にしてサンプルを製造し、粉
体特性及び光沢度変化を評価した。その結果を表−１に
示す。

実施例６ 市販の低密度ポリエチレン（ＡＳＴＭ　Ｉ）１２３８に
よるＭ　Ｉ　＝　２０　、　ＡＳＴＭ　Ｄ１５０５　　
による密度＝０．９１５）をもちいる以外は実施例１と
同様にしてサンプルを製造し、粉体特性及び光沢度変化
を評価した。その結果を表−１に示す。

実施例７ エタノール９５部にオレイン酸アミド５部を溶解した溶
液１５部を実施例１の粉末１００部に加えヘンセルミキ
サーにて攪拌し、脂肪酸アミドＱ、０７５部が粉末表面
に付着したサンプルをもちいる以外は実施例１と同様に
してサンプルを製造し、粉体特性及び光沢度変化を評価
した。その結果を表−１に示−Ｊ−。

実施例８ 市販の中密度ポリエチレン（ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８によ
るＭ　Ｉ　＝　１．５　、　ＡＳＴＭ　Ｄ１５０５によ
る密度＝０．９３３）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、無水マレイン酸とともに窒素
雰囲気下押出機を用いて溶融混合し、無水マレイン酸を
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１）当りＯ
ｌミリモル当量であった。

実施例１の中密度ポリエチレン７０部、マスターバッチ
１０部と前記酸変性ポリエチレン２０部を押出機で混練
しペレットを得、該ペレットをターボファインミル（タ
ーボ工業製）にて４０メツシユの篩をもちいて粉砕した
。得られた粉末１００部に対して、エタノール８０部に
オレイン酸アミド２０部を溶解した溶液１．　ｓ部を加
えヘンセルミキサーに投入し攪拌する事により、脂肪酸
アミド０．３部が粉末表面に付着したサンプルを得た１
、次いで該ヘンセルミキサー中に約４０Ｃの空気を吹き
込むと共にエタノールを糸外に取り出した。得られた粉
末を実施例１と同様にして粉体特性を評価した。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
変化を測定した。さらに密着力の変化を５ＴＡＮＤＡＲ
Ｄ　５ＵＮＳＨＩＮＥ　ＷＥＡＴＨＥＲＭＥＴＥＲ。

ＷＥ−８ＵＮ−ＤＣ型（スガ試験機製）による促進耐候
テストにより評価し、その結果を衣−１に示す。

実施例９ エタノール９０部にラウリン酸アミド１０都な溶解した
＠ｇ、２部を実施例７の粉末に加える以外は実施例８と
同様にし又粉体特性、光沢度変化、密着力を評価した。

その結果を衣−１に示す。

比較例１ 実施例１において、脂肪酸アミドな添加しないポリエチ
レンの粉体特性を評価し＆−１に示した。。

比較例２ 実施例１において、オレイン酸アミドな有磯浴媒に溶解
させずに、０．３部を粉末ポリエチレン１００部とヘン
セルミキサーにて攪拌したものの粉体特性を評価した。

比較例３ 実施例８においてオレイン酸アミドをエタノール中に溶
解せしめてヘンセルミキサー中でポリエチレン粉末表面
に付着せしめるかわりに、あらかじめ実施例８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部及びメレイン酸アミド０．３部を押出
機にて混練しペレットを得たつこれをターボファインミ
ル（ターホ］業Ｎ　）にて４０メツシユの篩をもちいて
粉砕した。これの粉体特性、光沢変化、密着力変化を実
施例８と同様にして評価した。その結果を表−１に示″
ｆ。

実施例１０ 実施例８の酸変性ポリエチレンの代りにアイオノマー樹
脂であるコーポレンＤ２００（旭ダウ社Ｈ）をもちいる
以外は実施例８と同様にしてサンプルを製造し、粉体特
性、光沢変化、密着力変化な評価した。その結果を表−
１に示す。　　　　　　　・比較例４ 比較例３の酸変性ポリエチレンの代りにアイオ／　？−
ｍＪＩＷであるコーポレンＤ２００（旭ダウ社製ンをも
ちいた以外は比較例３と同様にしてサンプルを製造し、
粉体特性、光沢変化、ｗ着力変化を評価した。その結果
な表−１に示す。

ｕ人　］ミ　仝　θ）

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重
   量部と脂肪酸アミド系滑剤から選ばれた少なくともｉｍ
   ｏ、ｏ５〜３．０重量部とを機械的に混合するに際し、
   該脂肪酸アミド系滑剤を有機溶媒に溶解せしめて前記ポ
   リエチレン系樹脂粉末と混合さ−せる事を特徴とする粉
   体塗装用ポリエチレン糸Ｉ＃脂組成物の製造方法 ２　脂肪酸アミド系滑剤が、不飽和脂肪酸アミドである
   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
   糸樹脂組成物の製造方法　　□３　ポリ−テレ・系樹脂
   粉末が、そ、ル部あるいは全部が小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 ４、　ポリエチレン系樹脂粉末が、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