JPH0211666A - 粉体塗料及び粉体塗装方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属などの物体に塗装する粉体塗料及び粉体
塗装方法に関する。

（従来の技術） 粉体塗料は、溶剤を使用しないため安全衛生の点で好ま
しく、しかも厚塗りが可能である等の利点を有する。し
かし、その反面、塗膜形成のための加熱溶融及び冷却固
化の際に、金属などの物体と塗膜との熱膨張率及び熱収
縮率の差によって、塗膜中に歪が生じ、そのため塗装さ
れた物体の使用中に、塗膜の剥離が生しるという問題が
ある。

上記の問題を解決する手段として、例えば、特公昭５４
−３１７２号公報には、平均粒径２〜１５０μ、全表面
積１０　ｒｒＴ　／　ｃｏｄ以下の弗素樹脂粉末に、無
機充填材粉末を混合分散した粉体塗料が開示されている
。かかる粉体塗料から得られる塗膜は、歪の発生が少な
く、使用中に金属などの物体から剥離し難（なる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記のような樹脂粉末に、無機充填材粉末を
混合分散した粉体塗料を用いて粉体塗装を行なう場合、
物体への付着の際に樹脂粉末と無機充填材粉末とが分離
し易い。そのため無機充填材粉末が塗膜の全体に亘って
均一に含有されず、剥離強度のばらつきが大きく、また
塗膜表面の平滑性が不均一となるなどの問題がある。

本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目的
とするところは、金属などの物体との接着性にイ■れ、
しかも塗料中に混合分散されている無機充填材粉末が分
離せず、剥離強度のばらつきが小さく、滑らかで均一な
表面を有する塗膜が得られる粉体塗料及び粉体塗装方法
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の粉体塗料は、平均粒径１０〜１００μ、全表面
積１５〜４０ｒｎ／ｃＪの合成樹脂粉末に、無機充填＋
Ａ粉来が混合分散されていることを特徴とする。また、
本発明の粉体塗装方法は、上記の粉体く舎料を、粉体塗
装ガンより０．１〜５ｇ／！の濃度で気体とともに噴出
させることを特徴とする。以上の構成により本発明の目
的が達成される。

本発明において、合成樹脂粉末としては、弗化ビニリデ
ン重合体及び共重合体、テトラフルオロエチレン重合体
及び共重合体、クロロトリフルオロエチレン重合体及び
共重合体、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンォ
ン、ポリサルフオン、ポリフェニレンザルファイド、ポ
リアミド、ポリエチレンなど粉体塗料用の合成樹脂粉末
は、全て使用可能である。

かかる合成樹脂粉末は、平均粒径が１０〜１００μで且
つ全表面積が１５〜４０ｒｄ／ｃｉであることが必要で
ある。樹脂粉末の平均粒径が１０μを下まわると、樹脂
粉末の浮遊性が高くなり、樹脂粉末と充填材粉末との分
離を防止するのが困難となる。一方、樹脂粉末の平均粒
径が１００μを上まわると、絡み合った樹脂粉末と充填
材粉末とが大きな塊となり、気泡のない緻密な塗膜を得
るのが困難となる。

また、樹脂粉末の全表面積が１５　ｒｄ　／　ｃ＋ｆｌ
を下まわると、樹脂粉末と充填材粉末との絡み合い及び
樹脂粉末同志の絡み合いが充分でなく、充填材粉末の分
離が生じる。一方、樹脂粉末の全表面積が４０ｒｔ？／
ｃｏ１を上まわると、樹脂粉末同志の絡み合いが激しく
、樹脂粉末が大きな塊を形成し、気泡のない緻密な塗膜
を得るのが困難となる。

なお、上記樹脂↓ｌ〕末の平均粒径は、顕微鏡分析又は
沈降分析によって測定される（粉末の分布曲線の１１５
０をもって平均粒径とする）。また、樹脂粉末の全表面
積は、この樹脂の単位体積当りの粉末の全表面積を表わ
すものであって、全表面積（ｒ＋イ／　ｃイ）−粉末１
ｇ当りの全表面積（ｒ＋（７ｇ）Ｘ樹脂の密度（ｇ／ｃ
ｄ）で算出される。なお、粉末１ｇ当りの全表面積は、
窒素吸着法によるＢＥＴ式によって測定される。

本発明において、上記の合成樹脂粉末に混合分散される
無機充填材粉末としては、ガラス、カーボン、セラミッ
クス、金属酸化物などが用いられる。かかる充填材粉末
は、通常、粒径が５００μ以下、好ましくは２００μ以
下の繊維状、粒状、フレーク状とされる。

かかる充填材粉末は、粉体塗料の全容量に対して、一般
に１〜５０容量％の割合で混合分散される。混合割合が
１容量％を下まわると、塗膜歪の低減効果が小さ（、密
着性の向上が少ない。

一方、混合＆１１合が５０容量％を上まわると、気泡の
ない緻密な塗膜を得るのが困難となる。

無機充填材粉末としては、特に、ガラス繊維、カーボン
繊維粉、チタン酸カリウムボイスカーなどの繊維状の無
機充填材粉末であって、その繊維径が３０μ以下、繊維
長が２００μ以下で、繊維径と繊維長との比率が１：２
〜１：５０の範囲のものが好適である。この比率が１：
２を下まわると、塗）膜歪の低減効果が小さく、密着性
の向上が少ない。一方、この比率が１：５０を上まわる
と、混合分散した粉体の流動性が著しく低下し、塗装が
困難になる。

合成樹脂粉体と無機充填材粉末との混合分散は、タンブ
ラ−、ライカイ機、スーパーミキサーなどの混合機で行
われる。この際、硬化剤、顔料などの添加剤を混合分散
させてもよい。かくして、本発明の粉体塗料が得られる
。

本発明の粉体塗料は、吸引法、吹付法、静電吹付法、流
動浸漬法、静電流動浸漬法などの公知のわ）体塗装方法
により、金属などの物体の内面又は表面に付着される。

この際、金属などの物体は、予め、物体塗料の溶融温度
以上の温度に加熱しておくのが好ましい。また、−回の
塗装で所望の塗膜厚が得られない場合は、上記の加熱と
塗装とを数回繰り返して所望の塗膜厚を得る。

そして、最後に、金属などの物体に付着した粉体塗料を
完全に加熱溶融させた後に冷却固化することにより塗膜
が形成される。また、必要に応して熱処理を行なっても
よい。なお、金属などの物体の内面又は表面には、ブラ
スト処理、エッヂング処理、ブライマー処理などの下地
処理を施しておいてもよい。

本発明の粉体塗料は、特に粉体塗装ガンより０．１〜５
ｇ／Ｉ！、の濃度で空気をはじめ窒素、炭酸ガスなどの
気体とともに噴出させて、吹付は塗装又は静電吹付は塗
装を行なう場合に用いると、塗膜が一層緻密となり表面
が非常に滑らかで均一となる。上記の濃度が０．１ｇ／
ｊ２を下まわると、樹脂粉末と無機充填材粉末とが分離
しやすくなる。一方、上記の濃度が５ｇ／！を上まわる
と、樹脂粉末同志の絡み合いが過剰になりやすくなる。

（作用） 本発明において、粉体塗料を構成する合成樹脂粉末は、
平均粒径が１０〜１００μ、全表面積が１５〜４０ｒｄ
／ｃｏｔであり、この樹脂粉末の表面は比較的オ；■い
。それゆえ、樹脂粉末は無機充填材粉末と絡み合い易く
、また樹脂粉末同志も適度に絡み合い、その中に充填材
粉末が比較的多く取り込まれる。また、無機充填材粉末
の存在により、塗膜の歪発生が少なくなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

災施桝土 平均粒径１５０μのポリ弗化ビニリデン樹脂（融点１７
５°Ｃ）を冷凍粉砕機で粉砕し、平均粒径５０μ、全表
面積２３　ｒｒｆ　／　ｅ＋Ｉ（のポリ弗化ビニリデン
樹脂粉末を得た。この樹脂粉末と、無機充填材粉末とし
てガラス繊維粉末（繊維径１０μ、繊維長１５０μ以下
、繊維径と繊維長との比が１：２〜１：１５）とを、重
量比で８０　：　２０の割合でタンブラ−に投入し、２
０分間混合分散させ、粉体塗料を調製した。

呼び径２５Ａ、長さ２ｍの配管用炭素鋼管を２４０“Ｃ
に加熱し、吸引法による塗装設備にセットした。この塗
装設備のホッパーに、上記の粉体塗料を投入し、上記の
鋼管の他端から吸引することにより、鋼管の内面に粉体
塗料を付着させた。ついで、この日管を再び２４０°Ｃ
に加熱し、粉体塗料を完全に溶融させ、その後銅管を室
温まで冷却し、内面塗装鋼管を得た。

得られた内面塗装鋼管について、塗膜の表面状態を目視
観察したところ、塗膜表面は滑らかで均一であった。ま
た、得られた内面塗装鋼管の人口側付近の塗膜と出口側
付近の塗膜を採取し、これを電気炉で６００〜７００°
Ｃに加熱して塗膜中の樹脂分を燃焼除去し、充填材粉末
の含有率を測定した。その結果、充填材粉末の含有率は
、人口側塗膜と出口側塗膜のいずれも２０重量％で均一
であった。

さらに、得られた内面塗装ｍｔ管を１２０”Ｃの蒸気配
管ライン用パイプとして使用し、２００時間経過後の塗
膜の密着性を目視観察した。その結果、塗膜には全く変
化が見られず、塗膜と鋼管との密着性は良好であった。

災膳拠Ｉ ペレット状のテトラフルオロエチレンーーヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体樹脂（融点２９０’ｃ　＞を冷凍
粉砕し、平均粒径７０μ、全表面積２７ｒ＋（／　ｃ＋
＋！の樹脂粉末を用いること及び鋼管の加熱温度をいず
れも３４０°Ｃとすること以外は、実施例１と同様に行
った。

得られた内面塗装鋼管の塗膜表面は、滑らかで均一であ
った。また、充填材粉末の含有率は、入口側塗膜と出口
側塗膜のいずれも２０重Ｙ％で均一であった。また、蒸
気配管ラインでの使用後の塗膜には全く変化が見られず
、塗膜と鋼管との密着性は良好であった。

尖施桝主 ペレット状のポリエーテルケトン樹脂（融点３４４°Ｃ
）を冷凍粉砕し、平均粒径２０μ、全表面積２０　ｏ？
／　ｃ：％の樹脂粉末を用いること及び鋼管の加熱温度
をいずれも３８０”Ｃとすること以外は、実施例１と同
様に行った。

得られた内面塗装鋼管の塗膜表面は、滑らかで均一であ
った。また、充填材粉末の含有率は、入口側塗膜と出口
側塗膜のいずれも２０重貴兄で均一であった。また、蒸
気配管ラインでの使用後の塗膜には全く変化が見られず
、塗膜と鋼管との密着性は良好であった。

実ＭＪ！／！ＩＡ− ２００ｍｍＸ２００　ｍｍ、厚さ６　ｍａｎの鋼板の片
面をサンドブラスト処理し、この処理面にフェノール系
プライマーを塗布硬化させて下地処理を施した。

この下地処理鋼板を２４０°Ｃに加熱し、この鋼板に実
施例１で調製した粉体塗料を粉体塗装ガンより０．６　
ｇ　／　ｆｉの濃度で空気とともに噴出させ、約２０秒
間吹付けた。上記の加熱と吹付は操作を５回繰り返した
後、この鋼板を再び２４０°Ｃに加熱し、粉体塗料を完
全に溶融させ、その後鋼板を室温まで冷却し、塗膜厚４
５０μの塗装鋼板を得た。

得られた塗装鋼板の塗膜表面は非常に滑らかで均一であ
った。また、この塗装針板の５個所（四隅部及び中央部
）の塗膜中の充填材粉末の含有率は、いずれの個所も２
０重量％で均一であった。

さらに、得られた塗装鋼板を１２０°Ｃの水蒸気のある
オートクレーブ内に２００時間放置した後の塗膜の密着
性を目視観察した（水蒸気試験）。

その結果、塗膜には全（変化が見られず、塗膜と鋼板と
の密着性は良好であった。

災施拠ｉ 粉体塗装ガンより３ｇ／！の濃度で空気とともに噴出さ
せること、及び加熱と吹付は操作を２回とすること以外
は、実施例４と同様に行った。

得られた塗装鋼板の塗膜厚は９００μで、塗膜表面は非
常に滑らかで均一であった。また、充填材粉末の含有率
は、いずれの個所も２０重量％で均一であった。また、
水蒸気試験後の塗膜には全く変化が見られず、塗膜と鋼
板との密着性は良好であった。

実施側Ｊ− 実施例２で調製した粉体塗料を用いること、ポリイミド
系プライマーを用いること、粉体塗装ガンより０．５ｇ
／７！の濃度で空気とともに噴出させること、及び加熱
と吹付は操作を６回繰り返すこと以外は、実施例４と同
様に行った。

得られた塗装鋼板の塗膜厚は４３０μで、塗膜表面は非
常に滑らかで均一であった。また、充填材粉末の含有率
は、いずれの個所も２０重量％で均一であった。また、
水蒸気試験後の塗膜には全く変化が見られず、塗膜と鋼
板との密着性は良好であった。

側■１ユ 実施例３で調製した粉体塗料を用いること、ポリイミド
系プライマーを用いること、粉体塗装ガンより　Ｉｇ／
ｆｆの濃度で空気とともに噴出させること、及び加熱と
吹付は操作を３回操り返すこと以外は、実施例４と同様
に行った。

得られた塗装鋼板の塗膜厚は５００μで、塗膜表面は非
常に滑らかで均一であった。また、充填材粉末の含有率
は、いずれの個所も２０重星％で均一であった。また、
水蒸気試験後の塗膜には全く変化が見られず、塗膜と鋼
板との密着性は良好であった。

ル較炭土 平均粒径１５０μ、全表面積２４ｒｄ／ｃ１１！のポリ
弗化ビニリデン樹脂粉末（融点１７５’Ｃ）を用いるこ
と以外は、実施例１と同様に行った。

得られた内面塗装鋼管の塗膜表面は、凹凸が激しく、と
ころどころにクレータ−状の穴が認められた。また、充
填材粉末の含有率は、入口側塗膜と出口側塗膜のいずれ
も２０重■％で均一であった。また、蒸気配管ラインで
の使用後の塗膜のクレータ一部分には錆が発生していた
。

此を翻引影 平均粒径３５μ、全表面積０．６ｎ（／ｃｎｉのパーフ
ルオロアルコキシ樹脂粉末（融点３１０°Ｃ）を用いる
こと及び鋼管の加熱温度をいずれも３５０°Ｃとするこ
と以外は、実施例１と同様に行なった。

得られた内向塗装鋼管の塗膜表面は、滑らかで均一であ
った。また、充填材粉末の含有率は、入口側塗膜で３０
重量％、出口側塗膜で５重■％であり、不均一に含存さ
れていた。また、蒸気配管ラインでの使用後の塗膜のう
ち、出口側塗膜にはブリスター（ふくれ）が発生し、鋼
管から一部が剥離していた。

ル較拠Ｊ 比較例２で調製した粉体塗料を用いること、ポリイミド
プライマーを用いること、粉体塗装ガンより１　ｇ　／
　１の濃度で空気とともに噴出させること、及び加熱と
吹付は操作を３回繰り返すこと以外は、実施例４と同様
に行った。

得られた塗装鋼板の塗膜厚は４３０μで、塗膜表面は滑
らかであるが、場所によって外観が異なるものであった
。また、充填材粉末の含有率は、１８重量％、１５重量
％、２０重鼠％、２３重猾％及び２５重星％と５個所で
異なっていた。

（発明の効果） 上述の通り、本発明の粉体塗料は、塗膜の主成分となる
合成樹脂粉末に、無機充填材粉末が混合されている。そ
れゆえ、この粉体塗料を用いてｉｉＦられる塗膜は、歪
の発生が少なく、金属などの物体との密着性が優れ、使
用中に塗膜の剥＾ＩＩが生しない。

しかも、上記の合成樹脂粉末は、平均粒径がｌＯ〜１０
０μ、全表面積が１５〜４０　ｒｄ　／　ａｄに設定さ
れている。それゆえ、樹脂粉末の表面は比較的粗く、こ
れに無機充填材わ）末が良好に絡み合い、充填材粉末が
分離せず剥離強度のばらつきが小さく、滑らかで均一な
表面を有する塗１１りを得ることができる。

また、本発明の粉体塗装方法は、上記の粉体塗料を用い
、粉体塗装ガンより０．１〜５　ｇ／ｆｆｉの濃度で空
気とともに噴出させるものであり、このような塗装方法
を採用することにより、層滑らかで均一な表面を有する
塗膜を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平均粒径１０〜１００μ、全表面積１５〜４０ｍ＾
   ２／ｃｍ＾３の合成樹脂粉末に、無機充填材粉末が混合
   分散されていることを特徴とする粉体塗料。 ２、請求項１記載の粉体塗料を、粉体塗装ガンより０．
   １〜５ｇ／ｌの濃度で気体とともに噴出させることを特
   徴とする粉体塗装方法。