JPH04504431A - 着色粉末塗装組成物 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は着色粉末塗装に関する。粉末塗装組成物（以下、粉末塗料ともいう） は一般的に、普通は１またはそれより多い顔料をもつ固体の膜形成樹脂を含む。

それらは熱可塑性でもよいがより通常は熱硬化性で、２つの共反応性膜形成樹脂 または膜形成樹脂に対する硬化剤が粉末粒子中に配合されている。粉末塗装組成 物は一般的に、例えば押し出し機中で膜形成剤の軟化点以上でしかし硬化温度以 下で、よく混合し、そして混合物を所望の粒子サイズに砕くことにより調製され る。粉末塗料は通常静電塗装により適用され、そして大部分の市販の静電塗装装 置が要求する粒子サイズは１５−７５ミクロン、好ましくは２５−５０ミクロン の平均粒子サイズである。

静電塗装プロセスにおいては粉末塗料粒子はスプレーガンにより静電気が印加さ れ、基材は接地されるか反対荷電がなされる。基材に着かない粉末塗装粒子は回 収して河川できるので、粉末塗装は汚染がないばかりでなく成分の消費について も経済的である。

粉末塗装は塗装業界で急成長を示している。粉末塗装組成物のひとつの欠点は、 どんな特殊な色合いの小バッチでもすぐにつくることが難しいことである。顔料 分散技術の進歩は、濃厚な顔料分散液の入手を可能にし、それを無色又は白色の ペイントベースに加えて、どのような好みの色合いの液体ペイントでもすぐに調 製可能にし、広範囲の色合いのそれぞれの各種異ったタイプのペイントの貯蔵の 必要性をなくした。このような濃厚な色の分散物は粉末塗料には容易に混ぜ合わ すことは不可能である。ここに、すべての異った色合いの貯蔵を必要としないで 広範囲の色合いの粉末塗料が早く供給できるプロセスの必要性がある。

従来の技術 米国特許３８４３５７１は１から７５ミクロンのサイズの粒子、即ち“Ｕ、　Ｓ ’、ふるい”　２００メツシユを通過、を含む粉末塗料として適用される“メタ リックグラマー”仕上げに関する。その粉末塗料は９５．０から９９．９重量％ の、それらの融点まで加熱されたとき互いに接着して連続被膜を形成することが できる少くとも２つの異った色の粉末粒子と、０．１から５．０重量％の反射フ レークとを含む。着色粒子は７０から９９．９重量％の膜形成バインダおよび０ ．１から３０重量％の着色粒子で構成される。

この発明の要約 この発明による着色粉末塗装組成物は固体粒子で構成され、そのそれぞれは少く ともその大部分か少くともひとつの着色剤を含む固体高分子バインダ系から成り 、その組成物は少くとも２つの異った色の粒子の混合物で、その粒子のサイズは その粉末塗料が基材に適用され加熱され連続した被覆を形成したとき、異った色 の粒子から生じた硬化した粉末塗料中の色の差か、ヒトの目により見分けること ができないくらい十分小さい。

この発明により所望の色の着色粉末塗装組成物を調製するプロセスは、少くとも ２つの基本色の粉末塗装組成物、任意に非着色粉末塗料組成物を含む組成物であ って、各組成物は固体粒子から成り、かつ各粒子は固体バインダ系を含み、基本 色の組成物の粒子は又着色剤を含み、そしてその組成物は実質的にすべての粒子 の最大寸法が１０ミクロン以下であるような組成物を用意し、そしてその粉末塗 装組成物を、それが基材に適用され加熱され連続被覆を形成したとき所望の色の 膜を形成する着色粉末塗装組成物を与えるように選ばれた比率で混合することを 含む。この方法の変法として、この発明により所望の色の着色粉末塗装組成物を 調製する別のプロセスは、少くとも２つの基本色の前述の粉末塗装組成物、任意 に前述の非着色粉末塗装組成物を含む組成物を用意し、その組成物を実質的にす べての粒子の最大寸法が１０ミクロン以下になるような粒子サイズに微粉砕し、 同時にそれが基材に適用され加熱され連続被覆を形成したとき所望の色のａｌｌ ［を形成する着色粉末塗装組成物を与えるように選ばれた比率で、それらを混合 することを含む。

上記両プロセスにおいて、着色粉末塗装組成物の粒子は、好ましくは混合後凝集 して粉末塗料の静電塗装に好適な粒子サイズ、一般的に１５−７５ミクロン、好 ましくは２５−５０ミクロンの複合粒子を生成する。１５ミクロン未満の粒子サ イズの粉末塗料は容易に流動化せず、特に市販の静電塗装装置では流動しない。

詳細な説明 異った色の粒子からなる粉末塗料が基材に適用される時、各粒子は基材に適用さ れ加熱されて塗膜を形成した後でさえもはっきりした境界を残していることを、 我々は発見した。粉末塗装組成物の粒子の最大サイズが臨界サイズ、通常は約１ ０ミクロン、以下である場合は、異った色の粒子から生じる硬化粉末粒子中の色 のちがいは目では見わけることができないので、粉末塗装は均一の色をもつと理 解される。この臨界サイズは、異った着色粒子間の色相および輝度の対比、およ び異った着色粒子の比率を含む多くのファクタによる。輝度は色相より若干より 重要であるので、臨界サイズは、黒と白の粒子の混合物に対しては同じ輝度の異 った色の粒子の混合物に対するより小さい。着色粉末のベアーのいずれにおいて も臨界サイズは１：１混合物に対して最小である。臨界サイズは又混合の性質（ 無作為性）について極めて依存性が高い。

この発明による塗装組成物は２又はそれより多い基本色粉末塗装組成物の混合物 で、任意に非着色粉末塗装組成物を伴うことができる。基本色粉末塗装組成物（ および任意の非色組成物）の粒子サイズは、好ましくは０．５−１５ミクロンの 範囲であり、その粒子の少なくとも９９重量％の最大寸法が好ましくはこのサイ ズの範囲である。より好ましくは、すべての粒子が１０ミクロンまたはそれ以下 の最大寸法をもつ。平均粒子サイズが１．５−４ミクロンであることが最も好ま しい。このような基本色粉末塗装組成物の個々の粒子のそれぞれは、粉末塗料の 主成分即ち固体高分子バインダ系を含み、従ってそれは膜形成樹脂および必要な 硬化剤および基本色を与えるのに必要な単数又は複数の着色剤（顔料および／又 は染料）のいずれをも含む。膜形成樹脂は熱硬化樹驕でも熱可塑性樹脂でもよい 。熱硬化性樹脂が使われる場合は、固体高分子バインダ系は通常樹脂を熱硬化す るための固体硬化剤を含み、あるいは２つの共反応膜形成熱硬化樹脂を使うこと もできる。

混合物を形成するのに使われる基本色粉末塗装組成物は、粉末塗料が基材に適用 された時にそれらが同じ程度に流動し平坦化するために相互に同程度の融点、融 解粘度、表面張力およびその他レオロジー特性をもつべきである。すべての基本 色粉末塗装組成物は好ましくは同一のバインダ系をベースとし、一般的にそれら は顔料を除き同様の組成である。

用いられる基本色の数は通常３からＩＯの範囲で、たとえば、赤、黄、責、白お よび黒を使うことができ、任意に同一粒子サイズの無顔料粉末塗料を伴うことが できる。基本色粉末改装組成物に使うことができる顔料の例は、二酸化チタン白 、赤および黄色酸化鉄、スカーレットクロムおよびクロム黄、およびカーボンブ ラックのような無機顔料、およびフタロシアニン、アゾ、アントラキノン、チオ インジゴ、イソベンゾアントロン、トリフエンジオキサンまたはキナクリドン顔 料、バット染料顔料または酸、塩基のレーキまたは媒染剤のような有機顔料であ る。染料は顔料にかえて、または共に使うことができる。例えば青緑色、紫紅色 および黄に染色された組成物、および黒および白に着色された組成物を含む５つ の基本色粉末塗装組成物を使うことができる。各基本色粉末塗装組成物は単一着 色剤（顔料または染料）を含むことができ、またはｌより多い着色剤を含むこと ができる。例えば、黒および白色粉末の混合物に対し必要な極めて小さい粒子サ イズを避けるために、灰色基本色粉末塗装組成物を、および／または青および黄 色混合物に必要な極めて小さい粒子サイズを避けるために緑色粉末組成物を含む ことが望ましい。もし灰白色色調に対する大きな需要がある場合は、経済的な理 由で比較的大きな粒子サイズ、例えば５から１５ミクロンの白色基本色粉末筒袋 組成物を含むことが好ましいかもしれない。

粉末塗装組成物は例えば以下を含む固体高分子バインダ系をベースとすることが できる。即ち、エポキシ樹脂、例えばビスフェノールＡの縮合グリシジルエーテ ルのようなエポキシ官能性硬化剤、またはトリグリジジルイゾソシアヌラートの ような低分子量三官能性エポキシ化合物と共に用いられ、またはベータヒドロキ シアルキルアミドと共に用いられるカルボキシ官能性ポリエステル膜形成樹脂、 または、イソシアナート官能性硬化剤と共に用いられるヒドロキシ官能性ポリエ ステル、またはジシアンジアミドのようなアミン官能性硬化剤と共に用いられる エポキシ樹脂、または適当な硬化剤と共に用いられる一官能性アクリル樹脂、た とえばカルボキシ、ヒドロキシまたはエポキシ官能性樹脂を含む。バインダはフ ッ素樹脂、たとえばポリフッ化ビニリデンまたはエチレン／テトラフルオロエチ レン共重合体、またはポリフェニレンスルフィドのような熱可塑性樹脂であり得 る。バインダの混合物、たとえばカルボキシ官能性ポリエステルはカルボキシ官 能性アクリル樹脂および両ポリマーを硬化するのに役立つベータヒドロキシアル キルアミドのような硬化剤と共に使うことができる。粉末塗装組成物は流動促進 剤、可塑剤、安定剤、たとえばＵＶ劣化に対する安定剤、および／または充てん 剤のような添加剤を含むことができる。これらのすべては好ましくは各基本色粉 末塗装組成物を形成する時に混合される。

基本色粉末塗装組成物は粉末塵料の製造において通常知られている方法によりつ くることができるが、小さい粒子サイズをつ（る最終微粉砕ステップをもつ。こ の微粉砕は好ましくは流体エネルギミル中でジェット粉砕により行われる。流体 エネルギミルはガス、一般的には空気の高速流中の粒子の衝突により機能する。

５ミクロン未満の直径の粒子は平均粒子サイズ５０ミクロンの供給材料から容易 に得られる。流体エネルギミルは組成物が連続的にガス流により冷却される利点 をもつ。別のプロセスにおいては、好ましくは粒子サイズが５００ミクロン以下 の粒子の組成物は、粉末塗装組成物の成分に対し非溶媒、たとえば水の中に分散 され、そして湿潤ペイントに対する既知の技術、たとえば高速ビーズミルまたは ボールミルにより微粉砕される。金属剪断刃を用いる通常の微粉砕機は、熱に敏 感な粉末の融解を除くことが難しいので、１０ミクロン以下の粒子の製造には効 率か低い。

基本色粉末塗装組成物は各種技術により混合することができる。好ましい方法は 高剪断混合機中で粉末を乾式混合することである。１５ミクロン以下、たとえば ０．５から１０ミクロンの粒子サイズの基本色粉末は凝集性で空気分散性のない 粉末として挙動する。たとえば高剪断チコッパを含む装置は実質的にすべての粉 末塗料かこの粒子サイズである満足な混合物をつくる。高速力は基本色粉末塗装 組成物の貯蔵および取扱い中に形成される望ましくない粒子の凝集をほぐすのに 必要である。

好適な高剪断混合機の簡単な例はミキサーとして知られる食品混合機の型の変形 である。入口は混合室中でほぼ回転刃のレベルに配置される。その入口は高速ガ ス流、好ましくは空気に対し、粉体が刃を旋回しながら通過することを確実にす る。好適な高剪断混合機の別の例はＧＢ特許２１３２１２８に記載され、そこで は水平軸の周りに回転する解砕羽棲またはチョッパが垂直軸の周りに回転するジ スクの上に配置され、それは混合機に対し主攪拌機として作用する。この型の混 合機はＦｒｅｕｎｄＩｎｄｕｓｔｒｉａ１社により市販されている。

好適な高速混合機の更に別の例において、パドルの刃はシリンダ中でシリンダの 軸の周りに回転しシリンダの内面を削りとるように取りつけられ、そのためすべ ての混合される粉体がシリンダの円周方向および軸方向に連続的に移動する。そ の刃は粉体かシリンダの長さの方向に混合されるように改善するためにすき先の 形体であってもよい。チョッパの刃はシリンダの長さに沿いほぼ中間に取りつけ られ、シリンダの軸に直角に回転される。

この混合機はＬｏｄｉｇｅ−Ｍｏｒｔｏｎ　Ｍａｃｈｉｎｅｓ社により”Ｌｏｄ ｉｇｅ　Ｐｌｏｕｇｈｓｈａｒｅ’混合機として、またはＷｉｎｋｗｏｒｔｈ　 Ｅｎｇｉｎｅｅｒｊｎｇ社により商品名“ＲＴＭｉｘｅｒ″て売られている。

あるいは、微粉砕および混合は、基本色粉末塗装組成物の混合物を流体エネルギ ミルのような微粉砕機に送ることにより、または水性分散物としてこのような混 合物をビーズミルまたはボールミルに送ることにより、同時に行うことができる 。そこにはこのプロセスに使われる微粉砕機の洗浄の問題が、特に湿式粉砕が用 いられるときに、あるかもしれない。

別の混合プロセスにおいて、基本色粉末塗装組成物は静電混合技術により混合さ れる。このプロセスにおいては、第一の基本色をも一つ粉末塗装組成物は荷電さ れ、第二の基本色をもつ粉末塗装組成物は荷電されないかまたは異種の電荷か印 加され、そして両粉体が混合される。

たとえば、ひとつの粉末塗装組成物は陽に荷電され、他の粉末塗装組成物は陰に 荷電される。荷電された粒子は反対荷電された粒子または非荷電の粒子と優先的 に組み合わされるので、静電混合は無作為混合物でなくて完全混合物に近い凝集 体をつくることができる。他の形態の混合によるよりも大きい粒子サイズが静電 混合では使うことかできる。２０ミクロンまでの粒子サイズが基本色粉末塗装組 成物に対し使うことができるが、１．５から１０ミクロンの範囲の粒子サイズが 好ましい。荷電粒子は自由に混合することもできるがパルス給電中において混合 することもできる。粉末の静電混合に好適な装置はＣ，Ｌ、　Ｔｕｃｋｅｒおよ びＮ、　Ｐ、　Ｓｕｎにより、”ＰｏｌｙｓｉｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｔｎｇ　ａ ｎｄ　５ｃｉｅｎｃｅ　”　１９７６年１０月、Ｖｏｌ　１６、　ｐｐ６５７− ６６３に記載される。

３またはそれより多い基本色粉末塗装組成物が所望の色調を形成するために混合 されなければならない時は、それらは静電混合が使われる場合は好ましくは順次 混合される。２つの基本色粉末塗装組成物が混合され、そしてその混合物が第三 の基本色粉末塗装組成物と次の静電混合ステップにおいて混合される。あるいは 、３またはそれより多い基本色粉末が異種の電荷を印加されそしてひとつの混合 操作で混ぜ合わすことができる。たとえば、もし３つの粉末を混合しなければな らない場合は、ひとつはプラスに、ひとつはマイナスに荷電し、三番目は非荷電 とすることができる。

塗装組成物が乾燥粉末として混合された場合は、異った色の粒子の偏析が生じな いよに永久凝集を形成する処理をすることが好ましい。凝集粉末塗料の粒子サイ ズは好ましくは材料が空気流動性であって通常の静電塗装により基材に適用でき るように十分大きく、即ち１５−１００ミクロン、好ましくは２０−５０ミクロ ンである。

これは多くの方法により達成することができる。

好ましいプロセスは造粒で、その中で加えられた材料は粒子間の接着を促進する ために使われる。造粒剤は通常溶液として加えられる。溶媒は塗装組成物に影響 を与えないことが重要である。造粒剤に対する好ましい溶媒は水である。造粒剤 中の非揮発成分は好ましくは塗装組成物中の樹脂と適合性がある。このようにア クリルベース粉末塗料に対しては、Ａ１１ｉｄｅ　Ｃｏ１１ｏｉｄｓ社から入手 し得るＧｌａｓｃｏｌ　ＨＡ２のような水性アクリル造粒剤が使用可能である。

この造粒剤は又熱硬化性ポリエステル粉末塗料と共に使って好適で、そしてポリ エステル粉末塗料が基材に適用されるとき流動助剤として作用するという利点を もつ。エポキシベース粉末塗料に対する造粒剤はたとえば水性エポキシ樹脂であ り得る。商標“Ｃｅｌａｅｏ１Ｍ２０Ｐ”で売られているような水溶性セルロー スエーテルは、ポリエステル、アクリルまたはエポキシ樹脂に対する別の造粒剤 である。造粒剤はラテックスの形態、たとえばビニルまたはアクリルポリマーラ テックスであってもよい。通常、造粒剤の必要量は、平均粒子サイズが５ミクロ ンの粉末を凝集して平均サイズを４０ミクロンにするためには非揮発性固形物を ベースにして１５重量％未満、たとえば１から１０重量％である。

造粒剤は好ましくは流動混合物中にスプレーとして導入される。たとえばそれは ＧＢ特許２１３２１２８の装置中に、または“Ｌｏｄｉｇｅ　Ｐｌｏｕｈｓｈａ ｒｅ　”または“Ｗｉｎｋｗｏｒｔｈ　ＲＴ”混合機中に混合シリンダに沿った ほぼ中間点において導入することができる。同じ機械が混合および造粒に対しこ の方法で使われる場合は、造粒剤を入れる前に乾式混合がなされるべきである。

高剪断チョッパは一般的に造粒中は使われないか、または極めて低速で用いられ る。

混合および造粒双方に使うことができる別の装置は、Ｔ、　Ｋ、　Ｆｉｅｌｄｅ ｒ社から販売される”　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ”である。

これは水平面で回転する攪拌機の上に垂直面で回転するチョッパをもつタイプで ある。水溶液造粒剤か混合後に添加可能で、そしてこの装置は電磁波発生機を備 えていて造粒剤と共に加えられた水を加熱し、このようにして造粒生成物を乾燥 する。

造粒剤を導入する別のプロセスにおいては、造粒剤はバインダ樹脂の粒子中にカ プセル化するこができる。造粒剤の水溶液は有機溶媒中のバインダ樹脂の溶液、 たとえばクロロホルムのような塩素化炭化水素中のポリエーテルバインダ樹脂中 に乳化することができる。そのエマルションはスプレー乾燥されて、基本色粉末 塗装組成物と同じ粒子サイズ、たとえば１．５から１０ミクロンのカプセルを形 成する。これらのカプセルは混合基本色粉末塗料組成物に、混合の最初にまたは 混合中に加えられる。カプセルは混合機中で使われる剪断力により徐々に破られ て造粒剤溶液を造粒をひき起すように放出する。

凝集された混合物は望ましくないそのあとの凝集を防ぐだめに、好ましくはそれ が混合機から出される前に乾燥される。乾燥用ガス、たとえば２５−８０　”Ｃ の乾燥空気は、造粒剤か完全に粉末塗装組成物に混合された後混合機に通すこと かできる。混合作用は好ましくは乾燥中続けられる。あるいは、凝集混合物は混 合機から出された後流動床乾燥機中で乾燥することができる。

別の凝集方法は、熱可塑性材料の変形およびミクロウェルディングを含むプロセ スを介して粒子を結合するために機械的力を使うことである。このような機械的 凝集を行うための市販の装置はナラハイブリッドシステムとして販売され、欧州 特許出願２２４６５９に記載されている。別のものがホソカヮミクロンＢ、　Ｖ 、から“ｍｅｃｈａｎｏ　ｆｕｓｉｏｎ　ｃｆｅｖｉｃｅ　”として販売されて いる。機械的凝集に好適なもうひとつの装置は、国際特許Ｗｏ−８６１０４８３ ５に記載の円錐および平面ジスクをもつミルである。

基本色粉末塗装組成物が静電混合技術により混合されるときは、混合粒子は反対 荷電粒子の引力により凝集される。しかしそれは一般的に、これに次のより永久 的な凝集が、たとえば造粒プロセスまたは熱軟化により追加されることが好まし い。

別法として、基本色粉末塗装組成物は液体分散媒中にそれらを一緒に分散し、つ いでその分散物を凝集をおこす条件下で乾燥することにより混合しそして凝集す ることができる。液体分散媒は好ましくは実質的にすべての粉末塗装組成物の成 分に対し非溶媒である。水が好ましい分散媒である。それは単独でまたは界面活 性剤もしくはアルコールまたはエーテルアルコールのような水混和性存機液体と 共に使うことができる。

分散物を形成するために使われる混合装置は機械的手段、たとえば高い剪断力を 発生させるための回転歯ジスクを備えた高速混合機を使うことができ、または超 音波分散機のみならず、あるいはそれに付加して、機械的分散散機も使うことが できる。たとえば高速分散機による混合についで超音波分散機を使うことができ る。

液体分散媒中で組成物を分散するのに使われるプロセスは、更に最終ステップと して粉末塗装組成物を所望の粒子サイズ、たとえば１０ミクロン以下に微粉砕す るのにも役立つ。

生成された分散物は加圧下で乾燥装置、たとえばスプレー乾燥装置に供給される 。スプレー乾燥は通常のアトマイシンゲスプレーヘッドを用いて行うことができ 、その場合スプレーヘッドの直径はその最も狭い点において、静電スプレーに対 し所望の粒子サイズ、即ち２０−５０ミクロンの凝集粒子を達成するために、好 ましくは２゜−５００ミクロンである。スプレー乾燥は、生成される凝集粉末塗 料の粒子サイズが分散物の濃度およびスプレーヘッドの直径により制御し得ると いう利点をもつ。

スプレーはあるいは遠心スプレーシステム、たとえば旋回ジスクスプレーを使う ことができ、もしくは超音波スプレーを用いることもできる。スプレー乾燥機は 好ましくは並流乾燥機で、そこではスプレーは通常下向きで、その場合ガス、通 常は空気の流れは乾燥室中をスプレーと同じ向きに流下する。ガス流は好ましく はＩＮＮ湿温度たはそれ以上である。ガスの入口温度はたとえば４０−１２０℃ であり得る。生成された凝集粉末塗料粒子はスプレー乾燥室の底に集められ好適 なバルブシステムにより除くことができる。分散媒の蒸気は上向きに流れそして 排出することができる。もしくはスプレー乾燥機のすべての排出物は凝集した粉 末塗料を分離するためにサイクロン分離器で通してもよい。

この発明のプロセスは種々の色合いの粉末塗装組成物をつくるために必要な基本 色粉末塗装組成物の比率の詳細を含むデータ集積システムと共に行うことが好ま しく、それにより与えられた色合いおよびバッチのサイズに対し使われる各基本 色粉末塗装組成物の重量をデータプロセサーで計算することができる。所望なら 自動計量手段を使用できる。もし非標準色のサンプルにマツチすることを要求さ れる基本色粉末塗装組成物の比率を計算することが必要な場合は、色彩コンピュ ータを使うことができる。基本色粉末塗装組成物は１０ミクロン以下の粒子サイ ズで貯蔵し、必要に応じ混合し凝集することができる。あるいは基本色粉末塗装 組成物は通常塗料に対し用いられるより大きいサイズ、たとえば１５−５０ミク ロンで貯蔵することができ、必要に応じ微粉砕され、混合され、凝集される。

この発明は上記の付属模式図を参照しながら更に実施例により説明される。

図Ｉの装置は概要、混合機１０およびスプレー乾燥機２０を含む。混合機は容器 １３内の軸１２にとりつけられた真夏１をもつ高速分散機である。容器１３は分 散媒、たとえば水に対する入口１５と、基本色粉末塗装組成物を供給するために 弁１７により制御される入口１６をもつ。粉末塗料粒子は分散媒中で分散され、 このようにして形成された分散物は出口１８を通してポンプ１９によりスプレー 乾燥機２０に送られる。

スプレー乾燥機２０は下向きにアトマイシンゲスプレーヘッド２２を含む容器２ １を含む。スプレー乾燥された粉末塗料粒子は容器２１の底に落下し、弁２５に より制御される出口２４を通って除かれる。蒸発された分散媒の蒸気は容器２１ の側面を上昇し３０から排出される。

空気が乾燥機２０に入口２８から供給され加熱器２９を通り中央ダクト３３を下 降して、スプレーヘッド２２のＮＦＭに加熱空気との並流を形成する。

図２に示される装置は４つの基本色粉末塗装組成物を順次に行われる３つのステ ップにより混合するのに好適である。この装置は必要に応じ更に多（の混合ステ ップにも適合することができる。この装置は、たとえば”Ｐｏ１ｙｕｘｅｒ　Ｅ ｎｇｉｎｅｅｒｔｏｇ　＆　５ｃｉｅｎｃｅ″　１９７６年１０月、１１．６５ ８に記載のものと同じ装置を用いてプラスに荷電された粒子の第−基本色粉末塗 装組成物に対する人口４１．および粒子かマイナスに荷電されるかまたは荷電さ れない第二基本色粉末塗装組成物に対する入口４２を含む。

入口４２は摩擦荷電により粒子に電荷を与えるために設計された絶縁材料でスリ ーブされてもよい。たとえばポリ四フッ化エチレンは粒子にマイナス荷電を生じ させるであろう。入口４１と４２の接続点４３において粒子は混合され反対に荷 電された粒子が合わされる。合わされた粒子はコンジット４６を通る。第三基本 色粉末塗装組成物に対する入口４７はコンジット４６と接続点４８で会う。第三 基本色粉末塗料組成物の粒子は好ましくは第一および第二基本色粉末塗装組成物 のどちらか多い方と反対に荷電されるか、もし第二基本色粉末塗装組成物が非電 荷の場合は第三組成物の粒子はマイナスに荷電されてもよい。合わされた粒子と 第三基本色粉末塗装組成物は接続点４８で合わされそしてコンジット５２を通り 、そこでそれらはコンジット５２と接続点５４で会う入口５３から供給される第 四基本色粉末塗装組成物の粒子と合わされる。第四基本色粉末塗装組成物は最初 の３つの基本色粉末塗装組成物の正味の電荷と反対に荷電される。

得られた総合粒子はコンジット５５を通って好適な容器に集めることができる。

これは最終粉末塗料組成物製品であってもよく、あるいはより凝集性を確実にす るために好ましくはその生成物を造粒してもよい。

図３の装置は、第一、第二および第三基本色粉末塗装組成物に対する３つの入口 ６１．６２および６３を含む。

すべての入口は混合室６４に供給される。第一基本色粉末塗装組成物の粒子はプ ラスに荷電され、第二粉末塗装組成物の粒子はマイナスに荷電されそして第三基 本色粉末塗装組成物の粒子は荷電されない。粒子群は混合室６４で合わされ、コ ンジット６５を通ってその時点でそれらは適当な容器に集めることができる。

図４の装置は改良“Ｍｏｕｌｉｎｅｘ”　（商ｍ＞食品混合機で、軸７３にとり つけられた二方向に伸びる刃７２を含む混合室７Ｉを含む。刃は駆動モータ７４ により高速で回転することができる。刃７２は回転の方向に鋭い前縁をもち、そ して刃の一例に上向きに傾斜した部分７５と刃の他側に下向きに傾斜した刃７６ をもつ。刃７２の傾斜部分７５および７６は刃７２のチップが鋭い点をもつよう に先細になっている。高速空気に対する入ロア７は室７１の壁の実質的に刃７２ のレベルの位置にある。室７Ｉは粉末塗料粒子を保持するカバー７８をもつがそ れは通気性をもつ。カバー７８はたとえばポリプロピレンのような焼結熱硬化性 材料または焼結ガラスでもよい。刃７２の回転と高速空気との組み合わされた作 用は、混合室７１中のすべての粉末を実質的に流動状態に保ち、刃７２の高い剪 断作用は、非凝集粉末粒子より重いので刃７２の回転の径路に入りがちな凝集粉 末のい　ずれも解砕する。

図５の装置は、使用にあたってモータ（図示しない）により回転される駆動軸８ ３にとりつけられた刃８２を含む円筒混合室８Ｉから成る。軸８６にとりつけら れた切削刃８５のセットよりなるチョッパ８４が混合室８１の中間に置かれる。

軸８６はモータ８７により切削刃８５を回転するために駆動される。刃８２は点 ８９に対し２方向に傾斜する前縁８８をもつ形状を有し、粉末を室８１に沿って 混合することを促進する。刃８２の後縁９０もまた先細となっているが一点に対 してではない。

図６の装置は図５の装置の変形で同じ部品を同じ番号をもつ。この装置は造粒剤 の溶液に対し２種のタイプの入口を含む。混合室８１はトップゾーン９１を含む ように改造され、その中に管９３により供給される９２のようなスプレーヘッド の系列がとりつけられ、それによりスプレーヘッド９２は刃８２の回転軌跡外に ある。もうひとつの入口９４は混合室８Ｉのほぼ中間点に位置しその出口９５を チョッパ８４の刃８５に近接してもつ。

図６の装置を使うときは、粒子サイズが１０ミクロン以下の基本色粉末塗装組成 物の所要量が仕込まれ、そして最初は乾式混合機として操作される。粒子の無作 為混合を得るために十分な時間が経過した時、造粒剤が入口９３および９４から 導入され凝集複合粒子を得るために混合作用が続けられる。造粒剤の添加完了後 、乾燥温風が入口９３および９４を通して混合室８１に送られ、形成された複合 粒子のサイズを制限するように凝集するために徐々に粉末が乾燥される。

図７の装置は変形”Ｋｅｎｗｏｏｄ　Ａ　５１６／　５１７−　（商標）食品混 合機で、ハウジング１０２中のモータ１０１を含み、そのモータは混合室１０４ 中の回転刃１０３を駆動する。空気人口１０５は、焼結ガラス１０７により混合 室から分離されている入口室１０６に導かれる。高速空気は入口１０５に送られ 室１０４中の粉末材料を流動化しそして温風は造粒生乾燥させるために送ること ができる。生成物は、排出空気から生成物を分離する第二焼結スクリーン１０８ により、混合または造粒中に逃げだすことが防止される。

この発明は下記実施例により説明される。

実施例１および２ 白、黄、青および黒の基本色粉末塗装組成物が以下の配合を混合することにより 調製された。それぞれの場合に成分は乾式混合され１００℃の温度で操作される 押し出し混合機に送られた。押し出し機は着色樹脂のシートをつくり、それはＸ ＯＯミクロン以下の粒子サイズに粉砕され、０．１％の界面活性剤をもつ水の中 に３５重量％に分散され、そして高速ビーズミル（Ｅｉｇｅｒミニミル）を５０ ０　ｒｐｍで通し、１００ｍ１のバッチで３０分間循環された。生成物の粒子サ イズはすべて１０ミクロン以下で、大部分の粉末は１から４ミクロンのサイズで あった。生成された分散物は乾燥され、基本色粉末塗装組成物か形成された。使 われた充てん剤、ポリエステル樹脂硬化剤および流動改良剤は４つの組成物のそ れぞれにおいて同じであった。

白色粉末塗装組成物 ルチル盟二酸化チタン白色顔料　２５０ｇ充てん剤（パライトおよびタルク’） 　２００ｇカルボン酸官能性ポリエステル樹脂　２６８ｇエポキシ樹脂硬化剤　 ２６８ｇ 流動改良剤　１４ｇ 黄色粉末塗装組成物 ”Ｇｒａｐｈｉｔｏｌ　”黄色顔料　１５０ｇ二酸化チタン白色顔料　１００ｇ 充てん剤　２゜Ｏｇ カルボン酸官能性ポリエステル樹１ｆｌ＃　２６８ｇエポキシ樹脂硬化剤　２６ ８ｇ 流動改良剤　１４ｇ 青色粉末塗装組成物 ″Ｈｅｌｉｏｇｅｎ’青色顔料　１５０ｇ二酸化チタン白色顔料　１００ｇ 充てん剤　２００ｇ カルボン酸官能性ポリエステル樹１ｆｌｒ　２６８ｇエポキシ樹脂硬化剤　２６ ８ｇ 流動改良剤　１４ｇ 黒色粉末塗装組成物 黒色顔料　３０ｇ 充てん剤　２００ｇ カルボン酸官能性ポリエステル樹脂　３７７ｇエポキシ樹脂硬化剤　３７７ｇ 流動改良剤　１４ｇ 実施例１に対しては、５０重量％の白色粉末塗装組成物と５０重量％の黒色粉末 塗装組成物とが一緒に、０．１％の界面活性剤を含む水に３５重量％にしてボー ルミルにかけられスラリーを形成した。そのスラリーは１１２℃の入口空気温度 および５０″Ｃの排出温度を用いてスプレー乾燥された。

スプレー乾燥された粉末は粉末塗料を適用する通常の装置を用いて鋼板上に静ｔ ＊装された。塗装された鋼板は２００℃で２０分間乾燥された。得られた塗装は 目では均一の灰色をもつように見えた。

実施例２に対しては、５６重量％の黄色粉末塗装組成物と４４重量％の青色粉末 塗装組成物とを、白色および黒色粉末の代りに用いて実施例１のプロセスが繰り 返された。硬化した粉末塗装は口では均一の緑色をもつように見えた。

実施例３ 実施例１および２の処方の白色および黒色塗装組成物であって平均粒子サイズが ４５ミクロンの組成物が、Ｇｕｅｓｏ　Ｍ　１００シリーズジエツトミルを用い 空気圧８゜０ｋｐａおよび粉末供給圧力２００　ｋｐａで５ミクロン以下の粒子 サイズにそれぞれジェット粉砕された。黒色生成物は１００％か４．８ミクロン 以下で５０重量％が２．９ミクロン以下であった。白色生成物は１００％が６２ ミクロン以下で９９％が４．８ミクロン以下であった。

それぞれ５０重量％の白色および黒色粉末が図４に示す混合機中で１０分間混合 された。粉末は最初に乾式でよく混じり合い流動化するまで処理された。混合さ れた粉末か流動化中に、Ａ１１ｉｅｄ　Ｃｏ１１ｏｉｄｓ　Ｇｌａｓｃｏｌ　） ｌＡ２造粒剤（水中３０％溶液）がスプレーヘッドより加えられた。

造粒剤の量は乾燥重量をベースにして３．０％であった。

混合は低速で１５分間続けられて造粒され、その間３０°Ｃの乾燥空気が凝集し た混合物を乾燥するために供給された。最終の高速混合が乾燥を続けながら５分 間おこなわれ、平均粒子サイズ３５ミクロンで、実質的にすべての粒子か１５か ら１２０ミクロンの範囲のサイズである凝集灰色粉末を得た。

凝集粉末がパネルにスプレーされ、実施例１に記ａのように硬化され均一な灰色 の外観をもつ塗装を得た。

実施例３のプロセスを用いて、黒色および白色粒子の１＝１混合物に対し無作為 混合物における臨界サイズが２．６ミクロンであることが判った。しかしもし混 合物か黒色および白色粒子の完全な交番整列であれば、臨界粒子サイズは２０ミ クロン以上である。不完全混合物に至る臨界サイズの感度は、互にその隣に同一 色が存在する統計的確率により計算することができる。

青色および黄色粒子のｌ；１無作為混合物の臨界サイズちまた約２．５ミクロン であるが、これは青および黄の９＝１混合物に対しては５．５ミクロンに、ｌ・ ９混合物に対しては３．３ミクロンに上る。赤色および黄色粒子の！＝１無作為 混合物に対しては臨界サイズは３．５ミクロンで、９：ｌおよび１：９混合物に 対しては約５．０ミクロンに上り、赤色および青色粒子の混合物は同様の結果を 与える。白色および黄色粒子の混合物は１０から１５ミクロンの範囲の臨界サイ ズをもつ。３またはそれより多い色の成分をもつ混合物は、一般的に２成分の混 合物と同じかそれより大きい臨界サイズをもそれぞれがカルボキシ官能性ポリエ ステルおよびエポキシ硬化剤をベースとし、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｐｏ ｌｎｔ社から商標”　１ｎｔｅｒｐｏｎ　Ｄ　Ｗｈｉｔｅ　Ｇｌｏｓｓ’、′″ ｒｎｔｅｒｐｏｎ　ＤＧｌｏｓｓ　Ｃａｒｍｉｎ”　（赤）および“［ｎｔｅｒ ｐｏｎ　Ｄ　ＧｌｏｓｓＵｌｔｒａｍａｒｉｎｅ　”　（青）で販売されている 粉末塗料がジェットミルて粉砕され、すべての粒子が４，８ミクロン以下で５０ 重量％が２．９ミクロン以下である基本色粉末塗装組成物を得た。実施例４に対 しては５０ｇの赤色粉砕粉末と５０ｇの白色粉末とが図４の装置で混合された。

１００ｇの混合材料が図７の装置の室１０４に供給された。３００　ｒｐｔｔｉ でかき混ぜながら３０ｇの造粒剤溶液（３０％固形分Ｇｌａｓｃｏｌ　）ｌＡ２ 　）が室１０４に微細スプレーとして１０分間に亘って加えられた。混合は３０ ０ｆｐｍのモータ速度で続けられ、その間５０℃の乾燥空気を室１０６に通すこ とにより生成物が乾燥された。２時間後に乾燥流動性ピンク粉末が形成された。

これは５０重量％が４８ミクロン以下、９０重量％がｘｏａミクロン以下そして ９４重量％が１５ミクロン以上の粒子サイズ分布をもっていた。

この粉末が静電塗装ガンを用いて鋼製基材に適用され、“Ｉｎｔｅｒｐｏｎ　Ｄ ″に対する推奨貯蔵スケジュールにおいて硬化された。目視で均一な平滑ピンク 塗装を得た。

実施例５においては白色粉砕粉末が５０ｇの青色粉砕粉末で置き換えられ、それ 以外は実施例４のプロセスが正確に繰り返された。凝集生成物の粒子サイズは実 施例４の生成物と同じで、それは基材に適用し平滑な、目視では均一な紫色の塗 装を形成するのに使うことかできた。

補正書の翻訳文提出書　１許法＠１８４４１７）７組組

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．固体粒子で構成される着色粉末塗装組成物であって、そのそれぞれは固体高 分子バインダ系を含みかつ少くともその大部分が少くともひとつの着色剤を含み 、その組成物は少くとも２つの異った色の粒子の混合物で、その粒子のサイズは その粉末塗料が基材に適用され加熱されて連続した被覆を形成したとき、異った 色の粒子から生じた硬化した粉末塗料中の色の差が、目視により見分けることが できないくらい十分小さいことを特徴とする組成物。
2. ２．請求項１に記載の着色粉末塗装組成物であって、　実質的にすべての粒子の サイズが最大寸法で１０ミクロン以下であることを特徴とする組成物。
3. ３．請求項１に記載の着色粉末塗装組成物であって、固体粒子の平均粒子サイズ が１．５から４ミクロンであることを特徴とする組成物。
4. ４．請求項１から３のいずれかに記載の着色粉末塗装組成物であって、前述の粒 子が平均粒子サイズが１５から７５ミクロンの複合粒子に凝集され、その複合粒 子のそれぞれが少くとも２つの異った色の粒子の混合物を含むことを特徴とする 組成物。
5. ５．請求項４に記載の着色粉末塗装組成物であって、複合粒子が２５から５０ミ クロンの平均粒子サイズをもつことを特徴とする組成物。
6. ６．請求項５に記載の着色粉末塗装組成物であって、実質的にすべての異った色 の粒子が最大寸法で２０ミクロン以下で、かつ異った色の粒子が複合粒子中で無 作為混合物よりもより完全な異った色の交番配列の複合粒子に混合されているこ とを特徴とする組成物。
7. ７．請求項１から６のいずれかに記載の着色粉末塗料組成物であって、すべての 粒子が実施的に同じ固体高分子バインダ系を含むことを特徴とする組成物。
8. ８．請求項１から７のいずれかに記載の着色粉末組成物であって、固体高分子バ インダ系が熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする組成物。
9. ９．請求項８に記載の着色粉末塗装組成物であって、固体高分子バインダ系が更 に熱硬化性樹脂に対する固体硬化剤を含むことを特徴とする組成物。
10. １０．請求項８に記載の着色粉末塗装組成物であって、固体高分子バインダ系が ２つの共反応性熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする組成物。
11. １１．請求項１から７のいずれかに記載の着色粉末塗装組成物であって、固体高 分子バインダ系が熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする組成物。
12. １２．所望の色を与える着色粉末塗装組成物を調製するプロセスであって、少く とも２つの基本色の粉末塗装組成物を、任意にひとつの非着色粉末塗装組成物と ともに含む組成物であって、各組成物は固体粒子で構成されそして各粒子は固体 高分子バインダ系を含み、基本色組成物の粒子はまた、着色剤をも含み、そして 組成物は実質的にすべての粒子の最大寸法が１０ミクロン以下であるような粒子 サイズを持つ組成物を用意し、そしてその粉末塗装組成物を、着色粉末塗装組成 物が基材に適用され加熱されて、連続被覆を形成したときに所望の色の塗膜を形 成するような比率で混合することを特徴とするプロセス。
13. １３．所望の色を与える着色粉末塗装組成物を調製するプロセスであって、少く とも２つの基本色の粉末塗装組成物を、任意にひとつの非着色粉末塗装組成物と ともに含む組成物であって、各組成物は固体粒子で構成され、かつ各粒子は固体 高分子バインダ系を含み、基本色組成物の粒子はまた着色剤をも含む組成物を用 意し、そしてその組成物を実質的にすべての粒子の最大寸法が１０ミクロン以下 であるような粒子サイズに微粉砕し、同時にそれらを、着色粉末塗装組成物が基 材に適用され加熱されて連続被覆を形成したときに所望の色の塗膜を形成するよ うに選ばれた比率で混合することを特徴とするプロセス。
14. １４．請求項１２または請求項１３に記載のプロセスであって、混合粒子が凝集 して平均粒子サイズが１５から７５ミクロンの複合粒子を生成することを特徴と するプロセス。
15. １５．請求項１４に記載のプロセスであって、基本色の粉末塗装組成物および、 もしあれば任意に非着色組成物が乾燥粉末として混合され、造粒剤の溶液が混合 粉末に粒子を凝集するために加えられることを特徴とするプロセス。
16. １６．請求項１４に記載のプロセスであって、基本色の粉末塗装組成物および、 もしあれば任意に非着色組成物が乾燥粉末として混合され、粒子が粒子の凝集を 溶融によりひき起すために十分な機械的変形力に曝されることを特徴とするプロ セス。
17. １７．請求項１４に記載のプロセスであって、基本色の粉末塗装組成物が液体分 散媒中に一緒に分散され、そしてその分散物が凝集をひきおこす条件下で乾燥さ れることを特徴とするプロセス。
18. １８．所望の色を与える着色粉末塗装組成物を調製するプロセスであって、少く とも２つの基本色の粉末塗装組成物を、任意に非着色形態のものとともに含む組 成物であって、各組成物は固体粒子で構成され、かつ各粒子は固体高分子バイン ダ系を、そして基本色組成物の場合は更に着色剤をも含み、その組成物は実質的 にすべての粒子の最大寸法が２０ミクロン以下であるような粒子サイズをもつ組 成物を用意し、そして前述の粉末塗装組成物を静電混合技術により混合し凝集し 、その中で第一基本色の粉末塗装組成物が荷電され、そして第二基本色の粉末塗 装組成物は荷電されないかあるいは異種の電荷が印加され、そして粉末は混合さ れて２５から７５ミクロンの平均粒子サイズの複合粒子に形成され、基材に適用 し加熱されて連続被覆を形成したときに所望の色の塗膜を形成することを特徴と するプロセス。