JPH0664018A - 熱硬化性塗料の塗装方法および塗装物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱硬化性塗料の塗装において、粉体塗料の問
題点を解決し、簡単な装置と操作により、低コストで熱
硬化性塗料組成物を製造することができ、この塗料組成
物を使用して取扱性、作業性および生産性よく塗装を行
うことができ、これにより優れた塗膜を有する塗装物を
効率よく、低コストで得る。 【構成】 ９５重量％以上が常温で固体の成分からな
り、かつ実質的に溶媒を含まない熱硬化性塗料組成物
を、硬化温度よりも低い溶融温度で溶融混合された状態
でコータヘッドに供給し、粘度４０００〜１０００００
センチポイズの溶融状態で必要な塗装幅に広げ、均一な
分布状態で押出して被塗物に塗布した後、硬化温度に加
熱して硬化させることを特徴とする熱硬化性塗料の塗装
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱硬化性塗料の塗装方
法、特にプレコート鋼板のようなシート状材料の塗装に
適した熱硬化性塗料の塗装方法および塗装物に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】プレコート鋼板に用いる熱硬化性塗料と
しては、溶剤型塗料が一般的である。溶剤型塗料は、溶
剤に溶解ないし分散させた塗料組成物を、ロールコー
タ、ハケ等により被塗物に塗布し、自然乾燥または焼付
により硬化させて、塗装を行う。しかしこのような溶剤
型塗料は、溶剤を使用するため、作業環境の悪化、火災
の危険などの問題がある。

【０００３】一方、粉体塗料は、溶剤型塗料と比較し
て、溶剤を含まない無公害塗料として、また塗装作業性
が極めて簡便なため、門扉、ガードレール等に代表され
る成形加工品に塗装されてきた。いわゆるポストコート
用途に使用されてきたが、最近になって塗装ラインの合
理化のため、生産性向上を目的として、鋼板等のプレコ
ートラインにも粉体塗料が使用されるようになってき
た。

【０００４】粉体塗料は、平均３０−４０μｍの粉粒子
から成立っており、粉体塗装はこの粉粒子を帯電させて
被塗物に塗着させる。ポストコートおよびプレコートの
両方とも一般的には静電粉体塗装ガンを用いて塗装す
る。この場合、粉体塗料は粉体供給装置より供給され、
インジェクターで圧縮空気と混合され、塗料ホースを経
由してスプレーガンに送られる。そして高圧発生器によ
って得られた高電圧がスプレーガン先端に印加され、ガ
ン周辺の空気をイオン化する。ガン先端から吐出される
粉粒子は、イオン化された空気中を通過する際、イオン
化された空気と衝突することにより帯電し、アースされ
た被塗物に引張られて付着する。

【０００５】ポストコートもプレコートも、被塗物に速
度を与えて移動させ、代りに塗装ガンを固定して塗装す
る。被塗物の速度を速くすると、塗装ガンから供給され
る粉体塗料の吐出量が追いつけず、大量のガンを使用す
る必要があるが、ある速度を越えると、被塗物の速度の
ためイオン化された空気をかき乱し、均一な塗装が不可
能となる。プレコートラインでは、限界ラインスピード
は２０ｍ／分程度である。

【０００６】鋼板のプレコートラインで溶剤型塗料を用
いる場合には、５０ｍ／分以上のラインスピードで使用
されているが、ラインスピードを遅くすればするほど生
産性は低下するため、製品としてのプレコート鋼板の製
造費は高くなる。このため粉体塗料を用いてプレコート
鋼板を製造すると生産コストの上昇が大きな欠点となっ
ていた。

【０００７】また粉体塗料の製造方法は、樹脂、顔料、
硬化剤、添加剤等を予備混合した後ニーダーを用いて溶
融混合を行い、さらに冷却、粗粉砕、微粉砕、分級、濾
過を行って粉体塗料を製造する。しかしながら塗料は色
数が多くその上樹脂タイプも異なる。このため粉体塗料
の製造工程において、溶融混合、粗粉砕後に微粉砕、分
級、濾過を行うと、微粉砕機、分級濾過材に付着した塗
料を除去するために、製造する塗料の種類ごとに徹底し
た清掃が必要になり、粉体塗料の製造コストが高くな
る。さらに粉体塗料は、平均粒径３０〜４０μｍの粉粒
子を使用するため、貯蔵中にブロッキングを起こした
り、塗装ラインで粉粒子を搬送する時にホースの詰まり
等を起こすなどの問題点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の溶剤型塗料および粉体塗料の問題点を改善し、簡単な
装置と操作により低コストで塗料組成物を製造でき、し
かも取扱性、作業性および生産性よく塗装を行うことが
できる新規な熱硬化性塗料の塗装方法および塗装物を提
案することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は次の熱硬化性塗
料の塗装方法および塗装物である。 （１）９５重量％以上が常温で固体の成分からなり、か
つ実質的に溶媒を含まない熱硬化性塗料組成物を、硬化
温度よりも低い溶融温度で溶融混合された状態でコータ
ヘッドに供給し、粘度４０００〜１０００００センチポ
イズの溶融状態で必要な塗装幅に広げ、均一な分布状態
で押出して被塗物に塗布した後、硬化温度に加熱して硬
化させることを特徴とする熱硬化性塗料の塗装方法。 （２）混練機で溶融混合された熱硬化性塗料組成物を、
溶融状態のままコータヘッドに供給するか、あるいは冷
却および粗粉砕後再溶融してコータヘッドに供給し、被
塗物に塗装するようにしたことを特徴とする上記（１）
記載の塗装方法。 （３）被塗物がシート状材料であることを特徴とする上
記（１）記載の塗装方法。 （４）上記（１）〜（３）記載の方法によって塗装され
た塗装物。

【００１０】本発明で使用する熱硬化性塗料組成物は、
９５重量％以上が常温で固体の成分からなり、かつ実質
的に溶媒を含まず、溶融混合状態で押出により塗布可能
な熱硬化性樹脂であり、従来より粉体塗料として用いら
れていた粉体塗料用熱硬化性塗料組成物がそのまま使用
できる。このような熱硬化性塗料組成物としては、ポリ
エステル樹脂系、エポキシ樹脂系、エポキシ・ポリエス
テル樹脂系、アクリル樹脂系、フッ素樹脂系、フェノー
ル樹脂系、ポリウレタン樹脂系等の熱硬化性塗料組成物
があげられる。プレコート鋼板用の熱硬化性塗料組成物
としては、加工性に優れた塗膜が得られるポリエステル
樹脂系、エポキシ・ポリエステル樹脂系の熱硬化性塗料
組成物が好ましい。

【００１１】これらの熱硬化性塗料組成物は、塗膜形成
成分である前記熱硬化性樹脂、硬化剤、顔料のほか、レ
ベリング剤、顔料分散剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱
安定剤、発泡防止剤などの添加剤を配合して得られる。
この熱硬化性塗料組成物は水、有機溶剤等の溶媒を実質
的に含まず、レベリング剤のような常温で液体の成分は
５重量％以下とされる。

【００１２】本発明ではこのような熱硬化性塗料組成物
を、硬化温度より低い溶融温度、好ましくは５０〜２０
０℃で溶融混合して、コータヘッドに供給する。この場
合ニーダ等で溶融混合した熱硬化性塗料組成物をそのま
ま溶融状態でコータヘッドに供給してもよいが、冷却し
て粒径３〜３０ｍｍ程に粗粉砕したものを再度ニーダ等
により溶融混合してコータヘッドに供給すると、顔料分
散をさらに均一化でき、調色精度が高くなる。

【００１３】コータヘッドでは、塗料組成物の硬化温度
より低い溶融温度を維持し、粘度４０００〜１００００
０センチポイズの溶融状態で必要な塗装幅に広げ、均一
な分布状態で押出して被塗物に塗布した後、硬化温度に
加熱して硬化させて硬化塗膜を形成し、塗装物を得る。

【００１４】被塗物としては、鋼板、樹脂シート等のシ
ート状材料、条材、パイプ、異形材などの長尺材が適し
ているが、これらに限らない。このうち鋼板等のシート
状材料は、所定の速度で送り出すとともに、溶融した塗
料組成物を平面状に押出して塗装を行い、硬化させるこ
とによりそのまま巻取ることができるので、被塗物とし
て適している。

【００１５】こうして製造された塗装物は、そのまま従
来の塗装物と同様に使用されるが、プレコート鋼板のよ
うなシート状材料に塗装した塗装物は、曲げ成形、絞り
成形等の後加工を行い、任意の形状に成形することがで
きる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図面の実施例により説明す
る。図１は実施例の塗装方法を示す構成図、図２はコー
タヘッドの正面図である。図において、１は高速ミキ
サ、２は連続混練機、３はコータヘッド、４はシート状
の被塗物（鋼板）、５はバックアップロール、６は圧着
ロール、７は焼付装置、８は塗装物、９、１０はコイル
である。

【００１７】熱硬化性塗料組成物の成分となる熱硬化性
樹脂、硬化剤、顔料、その他の添加剤などの原料１１を
高速ミキサ１に導入し、モータ１２で高速ミキサ１の攪
拌羽根（図示省略）を回転させて、原料１１を均一に混
合する。高速ミキサ１で得られた原料混合物１３は、連
続混練機２のホッパ１４に導入する。

【００１８】連続混練機２は熱硬化性樹脂の硬化温度よ
りも低い溶融温度に維持し、モータ１５で混練ロール
（図示省略）を回転させることにより、ホッパ１４から
原料混合物１３を導入して、溶融した状態で混練し、均
一に溶融混合した熱硬化性塗料組成物１６を得る。この
とき塗料組成物１６の温度は５０〜２００℃、粘度は４
０００〜１０００００センチポイズ、好ましくは温度が
８０〜２００℃、粘度が８０００〜８００００センチポ
イズになるようにする。

【００１９】従来の粉体塗装では、こうして溶融混合さ
れた塗料組成物を冷却、粗粉砕、微粉砕、分級および濾
過して粉体塗料を製造し、この粉体塗料を静電塗装等に
より塗布したのち、加熱溶融および硬化させて塗膜を形
成し、塗装物を得ていたが、本発明では溶融混合された
塗料組成物を溶融状態でコータヘッド３に供給し、溶融
状態で押出して塗装を行う。

【００２０】図１の実施例では、連続混練機２から得ら
れる溶融状態の塗料組成物１６をそのままコータヘッド
３に供給する例を示しているが、連続混練機２から得ら
れる塗料組成物１６を冷却、粗粉砕したものを再溶融し
てコータヘッド３に供給することもできる。

【００２１】コータヘッド３では、図１および図２に示
すように、溶融状態の塗料組成物１６をパイプ状の導入
口２１から導入し、扇状に拡大する塗料流路２２により
必要な塗装幅に広げ、リップ状の押出口２３から平板状
に押出して被塗物４に塗装する。塗料流路２２は、貯留
部２４および絞り部２５が設けられており、押出口２３
から押出される塗料は全幅にわたって均一な流れとなっ
て押出される。リップ状に開口する押出口２３の一部を
閉じて部分的に塗料を押出すと、塗膜に模様を形成する
ことができる。コータヘッド３の側壁には、塗料流路２
２を挟むように熱媒流路２６が設けられており、熱媒入
口２７から熱媒を導入し、熱媒出口２８から排出するこ
とにより加熱を行い、塗料流路２２内の塗料組成物を温
度５０〜２００℃、粘度４０００〜１０００００センチ
ポイズで押出す。

【００２２】被塗物４は実施例では鋼板が用いられ、コ
イル９から送り出して、バックアップロール５でバック
アップした状態で、コータヘッド３から押出される塗料
組成物１６により塗装して、塗膜３１を形成する。この
塗膜３１は圧着ロール６で圧着した後、焼付装置７にお
いて塗料組成物の硬化温度に加熱して硬化させ、硬化塗
膜を有する塗装物８が完成する。塗装物８はロール１０
に巻取って製品とされる。硬化温度は塗料組成物の樹脂
および硬化剤の種類によって異なるが、一般的には１２
０〜３００℃である。

【００２３】上記の塗装方法は、粉体塗料を用いる従来
の静電塗装方法とは根本的に異なり、イオン化した空気
流を作る必要がないため被塗物を５０ｍ／分以上の速度
で移動させても均一に塗装できる。塗膜厚は連続混練機
から押出す量を変更することにより調整してもよいし、
コータヘッドの押出口から押出す量を変更することによ
り調整することもできる。また粉体塗料のように粉砕、
分級、濾過、清掃等の必要がないため、塗料組成物の製
造コストを安くすることができる。

【００２４】本発明に用いる塗料組成物としては、５０
℃〜２００℃の溶融温度において、溶融粘度が低い方が
好ましく、この温度間での粘度が４０００センチポイズ
から１０００００センチポイズのものが良い。混練時の
温度が５０℃未満の場合には、塗料組成物が充分に溶融
せず、２００℃を越える場合には、熱硬化性樹脂と硬化
剤との反応が急激に起こりやすくなるため、逆に粘度上
昇を招くおそれがある。

【００２５】試験例１ 日本エステル社製ポリエステル樹脂ＥＲ−６６２０（商
品名）５８部とヒュルス社製ブロックイソシアネートＢ
−１０６５（商品名）１２部と二酸化チタン３０部と
を、ヘンシルミキサー（三井三池（株）製）で約１分間
均一に混合した後、１５０℃の温度条件で押出混練機
（ブス社製、ブスコニーダーＰＲ−４６）を使用して混
練し、ダイから吐出された溶融粘度７５０００センチポ
イズの塗料組成物を直接８０ｃｍ幅に広げられるリップ
状の押出口を具備したコータヘッドに送り込み、押出口
から押出される塗料組成物を６０ｍ／分で送られてくる
鋼板（溶融亜鉛メッキ鋼板）に直接塗装した。

【００２６】塗装された鋼板の温度が２６０℃になるよ
うに設計された焼付装置内に５０秒間保持し、塗装され
たプレコート鋼板を得た。塗装物は塗膜厚４０〜５０μ
ｍであり、鉛筆硬度２Ｈ、折曲加工性ＯＴ、ゴバン目テ
スト１００／１００（セロハンテープ剥離）、エリクセ
ン試験７ｍｍ合格で、物性、外観ともに良好であった。

【００２７】試験例２ 日本エステル社製ポリエステル樹脂ＥＲ−８１０５（商
品名）３５重量部と、油化シェル社製エポキシ樹脂エピ
ュート１００４（商品名）３５部と、二酸化チタン２５
部とシアニンブルー５部とをヘンシルミキサー（三井三
池（株）製）で約１分間均一に混合した後、１００℃の
温度条件で押出混練機（Ｂｕｓｓ社製、ブスコニーダー
ＰＲ−４６）を使用して混練した。ダイから吐出された
塗料組成物をクーリングコンベヤーを用いて４０℃まで
冷却し、クラッシャーを用いて３ｍｍ角の大きさに粗粉
砕した。

【００２８】粗粉砕された塗料組成物を、東芝機械の二
軸ルーダーを用いて１５０℃にて溶融させ、４００００
センチポイズで吐出された塗料組成物を直接６０ｃｍ幅
に広げられるリップ状の押出口を具備したコータヘッド
に送り込み、押出口から押出される塗料組成物を、５０
ｍ／分で送られてくる鋼板（試験例１で用いたもの）に
直接塗装した。塗装された鋼板の温度が２５０℃になる
ように設計された焼付装置内に５０秒間保持し、塗装さ
れたプレコート鋼板を得た。塗装物は塗膜厚５０〜６０
μｍであり、鉛筆硬度、ゴバン目テスト、エリクセン試
験の結果は試験例１とほぼ同じ値が得られ、調色精度は
試験例１よりも高くなり、物性、外観ともに優れてい
た。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な装置と操作によ
り、低コストで熱硬化性塗料組成物を製造でき、この塗
料組成物を使用して取扱性、作業性および生産性よく塗
装を行うことができ、優れた塗膜を有する塗装物を効率
よく、低コストで得ることができる。この場合、混練機
で溶融混合された塗料組成物を、溶融状態のままコータ
ヘッドに供給して塗装を行うと、塗装工程が簡素化さ
れ、塗装コストはさらに低くなる。また溶融混合された
塗料組成物を冷却および粗粉砕後再溶融してコータヘッ
ドに供給して塗装を行うと、調色精度を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の塗装方法を示す構成図である。

【図２】コータヘッドの正面図である。

【符号の説明】

１ 高速ミキサ ２ 連続混練機 ３ コータヘッド ４ 被塗物 ５ バックアップロール ６ 圧着ロール ７ 焼付装置 ８ 塗装物 ９、１０ コイル １１ 原料 １３ 原料混合物 １４ ホッパ １６ 塗料組成物 ２２ 塗料流路 ２３ 押出口 ２６ 熱媒流路 ３１ 塗膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ９５重量％以上が常温で固体の成分から
   なり、かつ実質的に溶媒を含まない熱硬化性塗料組成物
   を、硬化温度よりも低い溶融温度で溶融混合された状態
   でコータヘッドに供給し、粘度４０００〜１０００００
   センチポイズの溶融状態で必要な塗装幅に広げ、均一な
   分布状態で押出して被塗物に塗布した後、硬化温度に加
   熱して硬化させることを特徴とする熱硬化性塗料の塗装
   方法。
2. 【請求項２】 混練機で溶融混合された熱硬化性塗料組
   成物を、溶融状態のままコータヘッドに供給するか、あ
   るいは冷却および粗粉砕後再溶融してコータヘッドに供
   給し、被塗物に塗装するようにしたことを特徴とする請
   求項１記載の塗装方法。
3. 【請求項３】 被塗物がシート状材料であることを特徴
   とする請求項１記載の塗装方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３記載の方法によって塗装さ
   れた塗装物。