(57)【要約】【課題】流動浸漬塗装方法により、ピンホールの発生を抑制しながら、表面平滑性が良好な厚さの薄い塗膜を基材に対して付与する。【解決手段】流動槽を用い、基材に対して熱可塑性樹脂粉体塗料による流動浸漬塗装をするための方法は、流動槽中において、流動状態にある熱可塑性樹脂粉体塗料の上部空間の温度を１５〜５５℃に制御することを特徴とする。この流動浸漬塗装方法において用いられる熱可塑性樹脂粉体塗料は、通常、ポリオレフィン系樹脂粉体塗料である。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動槽を用い、基材に対して熱可塑性樹脂粉体塗料による流動浸漬塗装をするための方法であって、
前記流動槽中において、流動状態にある前記熱可塑性樹脂粉体塗料の上部空間の温度を１５〜５５℃に制御することを特徴とする、
流動浸漬塗装方法。
【請求項２】
前記基材に付与する塗膜の平均膜厚が２８０〜３８０μｍになるよう制御する、請求項１に記載の流動浸漬塗装方法。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂粉体塗料がポリオレフィン系樹脂粉体塗料である、請求項１または２に記載の流動浸漬塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動浸漬塗装方法、特に、流動槽を用い、基材に対して熱可塑性樹脂粉体塗料による流動浸漬塗装をするための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
フェンス、台所用品、自動車部品、ガーデニング用品、鋼管等の基材に対して塗膜を付与するための塗料として、ポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂を膜形成成分とする粉体塗料が広く利用されている。そして、このような粉体塗料を基材に対して適用するための方法として、流動浸漬塗装方法が広く採用されている。ここで、流動浸漬塗装方法は、流動槽内に収容された熱可塑性樹脂粉体塗料の融点以上に基材を前加熱し、当該基材を流動槽内の熱可塑性樹脂粉体塗料内に浸漬する塗装方法である。
【０００３】
ところで、このような流動浸漬塗装方法により基材に対して付与する塗膜は、通常、厚さが６００〜８００μｍの厚膜に設定されている。しかしながら、塗装分野における省資源、省エネルギーおよびコスト低減が求められる昨今では、流動浸漬塗装方法においても、塗膜の厚さが４００μｍ以下になるよう塗装することが要求されている。ところが、流動浸漬塗装方法においては、前加熱された基材の熱のために流動槽内の粉体塗料の温度が徐々に上昇し、粉体塗料の流動性が不安定となる場合がある。このため、塗膜を４００μｍ以下の厚さに制御しようとした場合、塗膜にピンホールが発生したり、塗膜の表面平滑性を損ねたりする可能性がある。
【０００４】
本発明の目的は、流動浸漬塗装方法により、ピンホールの発生を抑制しながら、表面平滑性が良好な厚さの薄い塗膜を基材に対して付与することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意検討した結果、基材に対して熱可塑性樹脂粉体塗料を用いて流動浸漬塗装する際に、流動槽中において、流動状態にある熱可塑性樹脂粉体塗料の上部空間の温度を特定の温度範囲に制御することにより、塗膜の厚さが薄くなるよう塗装した場合でも、ピンホールの発生が抑制され、表面平滑性に優れた塗膜が得られることを見いだし本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、流動槽を用い、基材に対して熱可塑性樹脂粉体塗料による流動浸漬塗装をするための方法であり、流動槽中において、流動状態にある熱可塑性樹脂粉体塗料の上部空間の温度を１５〜５５℃に制御することを特徴とする。
【０００７】
この流動浸漬塗装方法では、通常、基材に付与する塗膜の平均膜厚が２８０〜３８０μｍになるよう制御している。また、この流動浸漬塗装方法において用いられる熱可塑性樹脂粉体塗料は、通常、ポリオレフィン系樹脂粉体塗料である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の流動浸漬塗装方法は、流動槽を用い、基材に対して熱可塑性樹脂粉体塗料による流動浸漬塗装を実施するための方法である。この流動浸漬塗装方法では、通常、上部および下部が開口しかつ内部に多孔板が配置された流動槽を用意し、当該流動槽内の多孔板上に熱可塑性樹脂粉体塗料を配置する。そして、下部の開口から多孔板に向けて空気を吹き込み、それにより流動状態に設定される熱可塑性樹脂粉体塗料中に前加熱した基材を浸漬して塗装する。
【０００９】
ここで、基材の前加熱は、通常、熱可塑性樹脂粉体塗料の融点以上の温度に基材を加熱することにより実施するのが好ましい。また、熱可塑性樹脂粉体塗料中に浸漬した基材は、通常、流動槽から取り出した後、塗膜の表面平滑性を高めるため、熱可塑性樹脂粉体塗料の融点以上の温度に後加熱するのが好ましい。
なお、本発明の流動浸漬塗装方法を適用可能な基材は、通常、鉄、鉄合金、亜鉛またはそれらのメッキ品等の金属製のものである。
【００１０】
本発明では、このような流動浸漬塗装方法を実施するに当り、流動槽中において、流動状態にある熱可塑性樹脂粉体塗料の上部空間の温度を１５〜５５℃、好ましくは２０〜５０℃に制御する。より具体的には、当該温度が１５℃未満の場合は当該温度が上記温度範囲になるよう制御し、また、当該温度が５５℃を超える場合は当該温度が上記温度範囲になるよう制御する。
【００１１】
流動槽中における当該温度が１５℃未満の場合、前加熱した基材が冷却されてしまうことになる結果、基材に対して塗膜の厚さが薄くなるよう塗装した場合、塗膜にピンホールが発生したり、塗膜の表面平滑性が損なわれるおそれがある。一方、流動槽中における当該温度が５５℃を超える場合、熱可塑性樹脂粉体塗料の流動性が不安定になる可能性がある結果、同様に基材に対して塗膜の厚さが薄くなるよう塗装した場合、塗膜にピンホールが発生したり、塗膜の表面平滑性が損なわれるおそれがある。
【００１２】
流動槽中において、流動状態にある熱可塑性樹脂粉体塗料の上部空間の温度を上述の温度範囲内に制御する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、上述の上部空間の温度を測定し、上述の温度範囲外となった場合に、流動槽内に導入する空気の温度を調節する方法や流動槽自体を冷却あるいは加熱する方法等により制御することができる。このうち、特別な装置を用いることなく流動槽中における上記温度を経済的に制御することができることから、流動槽内に導入する空気、すなわち、流動槽の下部の開口から多孔板に向けて吹き込む空気の温度を調節する方法を採用するのが好ましい。このような制御方法を採用する場合、流動槽内に導入する空気の温度を１０〜４５℃、好ましくは１５〜４０℃に設定すると、流動槽中における上記温度を上述の範囲内に保持しやすくなる。
【００１３】
ここでは、流動浸漬塗装の開始時から上述のような所望の温度範囲に設定された空気を流動槽内に導入してもよいし、流動浸漬塗装の開始時は常温の空気を流動槽内に導入しておき、流動槽内における上記温度が上昇するにつれて、流動槽内に導入する空気を上述のような所望の温度範囲に設定されたものに変更してもよい。因みに、流動槽内に導入する空気の温度を調節する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、冷媒を使用して空気の温度を調節する方法やクーリングタワー式により空気の温度を調節する方法等を採用することができる。
【００１４】
本発明の流動浸漬塗装方法において、基材に付与する塗膜の平均膜厚は、通常、２８０〜３８０μｍに設定するのが好ましく、３００〜３５０μｍに設定するのがより好ましい。平均膜厚が２８０μｍ未満の場合、基材に付与される塗膜の強度等が低下するおそれがある。一方、平均膜厚が３８０μｍを超える場合、粉体塗料の使用量が多くなり、また、塗装のためのエネルギーコストが高まることになるため、経済的でない。なお、塗膜の平均膜厚は、例えば、熱可塑性樹脂粉体塗料中に基材を浸漬する時間を適宜調節することにより制御することができる。因みに、ここでの塗膜の平均膜厚とは、任意の１０箇所の膜厚をノギスで測定して平均した値をいう。
【００１５】
本発明の流動浸漬塗装方法において用いられる熱可塑性樹脂粉体塗料は、種類が特に限定されるものではないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂粉体塗料、ポリアミド（ナイロン）系樹脂粉体塗料およびフッ素樹脂粉体塗料等を挙げることができる。このうち、ポリオレフィン系樹脂粉体塗料を用いるのが好ましい。好ましいポリオレフィン系樹脂粉体塗料としては、例えば、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン／アクリル酸共重合体樹脂およびエチレン／酢酸ビニル共重合体樹脂等のうちの一つ若しくは数種を併用した粉体塗料を挙げることができる。
【００１６】
また、本発明で用いる熱可塑性樹脂粉体塗料は、中位粒子径が５０〜２００μｍ、嵩比重が０．３０〜０．５０ｇ／ｍｌ、安息角が２０〜３７度の範囲にそれぞれ設定されたものが特に好ましい。中位粒子径等がこれらの範囲外の場合は、粉体塗料において、粒子間の凝集が顕著になるおそれがある。その結果、塗膜の厚さが薄くなるよう塗装した場合、ピンホールの発生を抑制するのが困難になる可能性があり、また、表面平滑性の良好な塗膜が得られにくくなる可能性もある。
【００１７】
ここで、中位粒子径とは、熱可塑性樹脂粉体塗料を１００ｇ秤量し、これをＪＩＳ標準篩を使用して篩い分けした後に篩い毎に秤量し、その結果に基づいて積算重量が５０％になる粒子径を次式により算出したものをいう。
【００１８】
【数１】
2004025096.tif 000002
【００１９】
式中、Ａは、粒度分布の粗い方から順次重量を積算し、積算重量が５０％未満でありかつ５０％に最も近い点の積算値（ｇ）である。Ｂは、Ａの積算値を求めた時の篩目開き（μｍ）である。Ｃは、粒度分布の粗い方から順次重量を積算し、積算重量が５０％以上でありかつ５０％に最も近い点の積算値（ｇ）である。Ｄは、Ｃの積算値を求めた時の篩目開き（μｍ）である。
【００２０】
また、嵩比重とは、内容積１００ｍｌ、直径４０ｍｍの円筒形の容器内に熱可塑性樹脂粉体塗料６０ｇを漏斗を用いて静かに落下させ、容器から盛り上がった熱可塑性樹脂粉体塗料をガラス棒ですり落とした後に当該粉体塗料の入った容器の質量を測定し、この質量から容器の質量を差し引いた質量を容器の内容積で割った数値をいう。
【００２１】
さらに、安息角とは、水平に配置された直径１０ｃｍの円台上に熱可塑性樹脂粉体塗料６０ｇを漏斗を用いて静かに落下させて円錐状に堆積させた場合の、円錐状の堆積物の母線と円台の水平面により形成される角度をいう。
【００２２】
中位粒子径、嵩比重および安息角が上述のように設定された熱可塑性樹脂粉体塗料は、公知の方法、例えば、熱可塑性樹脂を機械粉砕法や冷凍粉砕法にて予め粉砕した後、篩いを用いて分級する方法により製造することができる。
【００２３】
なお、上述の熱可塑性樹脂粉体塗料は、必要に応じ、例えば、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、帯電防止剤などの粉末を適宜含んでいてもよい。
【００２４】
本発明の流動浸漬塗装方法は、流動槽中において、流動状態にある熱可塑性樹脂粉体塗料の上部空間の温度を１５〜５５℃に制御しているため、基材、特に、立体形状や溶接部を有するような複雑な形状の基材に対し、ピンホールの発生を抑制しつつ、表面平滑性が良好な薄膜の塗膜を付与することができる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明を実験例に従ってより詳細に説明するが、本発明はこれらの実験例により限定されるものではない。
【００２６】
実験例１
低密度ポリエチレン樹脂（住友化学株式会社の商品名“Ｇ８０１”）を常温で高速回転式粉砕機を用いて粉砕し、分級機により分級した。これにより、中位粒子径が１１０μｍ、嵩比重が０．４０ｇ／ｍｌ、安息角が３０度の粉体塗料を得た。得られた粉体塗料１ｋｇを直径１８０ｍｍ、高さ４００ｍｍの円筒型の流動槽内に投入し、表１に示す温度に設定された空気を導入して流動槽内の粉体塗料を流動させた。
【００２７】
次いで、図１に示すような、直径の異なる３種類の線材Ａ（直径＝３ｍｍ）、Ｂ（直径＝４ｍｍ）およびＣ（直径＝５ｍｍ）を格子状に組み合わせて交叉部をスポット溶接した基材を用意し、この基材に上述の粉体塗料を用いて流動浸漬塗装を実施した。ここでは、先ず、基材を３８０℃で６分間の前加熱処理した。そして、前加熱処理された基材を流動槽内に６秒間浸漬した後に取り出し、２００℃で２分間の後加熱処理をさらに施した。これにより、平均膜厚が約３２０μｍの塗膜を基材に付与した。
【００２８】
基材に付与された塗膜について、線材の交叉部のスポット溶接部におけるピンホールの発生の有無および表面平滑性を肉眼で観察した。結果を表１に示す。なお、表１において、流動槽内温度は、流動槽内において流動状態にある粉体塗料の上部空間の温度を示している。因みに、導入空気温度が一定であるにも拘わらず流動槽内温度が異なるのは、同じ流動槽を用いて異なる基材に対して繰返し塗装を実施したため、前加熱処理された基材からの熱により粉体塗料の温度が上昇したためである。これらの点は、表２以下についても同様である。
【００２９】
【表１】
2004025096.tif 000003
【００３０】
実験例２
低密度ポリエチレン樹脂（住友化学株式会社の商品名“Ｇ８０１”）を常温で高速回転式粉砕機を用いて粉砕し、分級機により分級した。これにより、中位粒子径が１４０μｍ、嵩比重が０．３６ｇ／ｍｌ、安息角が３３度の粉体塗料を得た。得られた粉体塗料１ｋｇを実験例１で用いたものと同様の流動槽内に投入し、表２に示す温度に設定された空気を導入して流動槽内の粉体塗料を流動させた。そして、実験例１で用いたものと同様の基材に対し、この流動槽を用いて実験例１の場合と同様にして流動浸漬塗装を実施し、平均膜厚が約３２０μｍの塗膜を基材に付与した。基材に付与された塗膜について、線材の交叉部のスポット溶接部におけるピンホールの発生の有無および表面平滑性を肉眼で観察した。結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
2004025096.tif 000004
【００３２】
実験例３
エチレン／アクリル酸共重合体樹脂（三菱化学株式会社の商品名“ノバテックＡ２２０Ｓ”）を常温で高速回転式粉砕機を用いて粉砕し、分級機により分級した。これにより、中位粒子径が１２０μｍ、嵩比重が０．３８ｇ／ｍｌ、安息角が３４度の粉体塗料を得た。得られた粉体塗料１ｋｇを実験例１で用いたものと同様の流動槽内に投入し、表３に示す温度に設定された空気を導入して流動槽内の粉体塗料を流動させた。そして、実験例１で用いたものと同様の基材に対し、この流動槽を用いて実験例１の場合と同様にして流動浸漬塗装を実施し、平均膜厚が約３２０μｍの塗膜を基材に付与した。基材に付与された塗膜について、線材の交叉部のスポット溶接部におけるピンホールの発生の有無および表面平滑性を肉眼で観察した。結果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
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【００３４】
実験例４
ポリプロピレン樹脂（住友化学工業株式会社の商品名“ノーブレンＺ１３１”）を液体窒素を使用して冷凍粉砕し、分級機により分級した。これにより、中位粒子径が１３０μｍ、嵩比重が０．３９ｇ／ｍｌ、安息角が３１度の粉体塗料を得た。得られた粉体塗料１ｋｇを実験例１で用いたものと同様の流動槽内に投入し、表４に示す温度に設定された空気を導入して流動槽内の粉体塗料を流動させた。そして、実験例１で用いたものと同様の基材に対し、この流動槽を用いて実験例１の場合と同様にして流動浸漬塗装を実施し、平均膜厚が約３２０μｍの塗膜を基材に付与した。基材に付与された塗膜について、線材の交叉部のスポット溶接部におけるピンホールの発生の有無および表面平滑性を肉眼で観察した。結果を表４に示す。
【００３５】
【表４】
2004025096.tif 000006
【００３６】
評価
実験例１〜４によれば、流動槽中において、流動状態にある粉体塗料の上部空間の温度（流動槽内温度）が１５〜５５℃の場合、基材に付与された塗膜は、平均膜厚が約３２０μｍ程度の薄膜であるにも拘わらず、ピンホールの発生が無く、また、表面平滑性が良好なことがわかる。これに対し、流動槽内温度が１５℃未満および５５℃を超える場合、塗膜にはピンホールが発生し、また、塗膜の表面平滑性が損なわれていることがわかる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の流動浸漬塗装方法では、流動槽中において、流動状態にある熱可塑性樹脂粉体塗料の上部空間の温度を１５〜５５℃に制御しているので、ピンホールの発生を抑制しながら、表面平滑性が良好な厚さの薄い塗膜を基材に対して付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
実験例において用いた基材を示す図。
【図１】
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