(57)【要約】【課題】使用中に基本色塗料への再分離がなく、焼き付けたときの塗膜の外観色が安定で、塗膜外観の色別れの発生や平滑性の低下がない等の粉体塗料を調色により得ることを可能とした粉体塗料の調製方法である。【解決手段】複数の基本色塗料のうちの１色の無彩色の塗料として、残余の色の塗料の粒径よりも大きい粒径の粉体を用いる。残余の色の塗料をバインダーに分散して気流中で１色の無彩色の塗料にスプレー噴霧し、気流により混合して調色すると共に乾燥固化する。得られる調色塗料は、無彩色の塗料粒子である中心核粒子２の表面に残余の色の塗料粒子である付着粒子３がバインダーで付着した複合粒子１に形成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有彩色、無彩色および透明色の複数の粉体塗料を基本色として、これらの塗料を混合して所望の色に調色した塗料を得る粉体塗料の調製方法であって、
前記複数の塗料のうちの１色の無彩色の塗料の粒径として、残余の色の塗料の粒径よりも大きい粒径を用いると共に、前記残余の色の塗料を溶液状のバインダーに分散し、前記残余の色の塗料が分散されたバインダーを気流中で前記１色の塗料にスプレー噴霧して、前記１色の塗料と前記残余の色の塗料とを気流により混合して調色すると共に乾燥固化することにより、前記調色された塗料を、前記１色の塗料の粒子を中心核粒子とし、前記残余の色の塗料の粒子を前記バインダーによる前記中心核粒子の表面への付着粒子とした複合粒子に形成したことを特徴とする粉体塗料の調製方法。
【請求項２】
前記中心核粒子の平均粒径が４〜２０μｍであり、前記付着粒子の平均粒径が２〜１０μｍであり、前記複合粒子の平均粒径が８〜４０μｍ、その標準偏差が２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の粉体塗料の調製方法。
【請求項３】
前記有彩色の塗料がイエロー、マゼンタおよびシアンの少なくとも１色の塗料であり、前記無彩色の塗料がホワイト、ブラックおよびグレーの少なくとも１色の塗料であり、前記透明色の塗料が着色剤の含有がない塗料であることを特徴とする請求項１または２記載の粉体塗料の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色の異なる複数の粉体塗料を混合して調色することにより、所望の色の粉体塗料を得る粉体塗料の調製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
結着樹脂に着色剤や添加剤を配合し、溶融混練・粉砕・分級の各工程を経て得られる粉体塗料は製造に時間を要し、製造色の変更の小回りが効かないため、大ロット生産には向いているが、小ロット生産に不向きである。
【０００３】
その短所を改善するために、三原色等の粉体塗料を基本色として、これらの粉体塗料を所定の比率でドライブレンドして調色し、所望の色の粉体塗料を得る調製方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２６７２９５号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平８−２０６５８０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の調製方法で得られた粉体塗料（調色塗料）は、塗装中に静電塗装ガンへの送給管内で調色塗料から基本色塗料が分離して、得られる塗膜の外観色にまだら模様が生じる欠点があった。また塗膜外観色の色分かれ（目視で確認できる程度のまだら模様）を防ぐためには、塗料粒子を小粒径化することが必要となるが、小粒径化すると塗料粒子の凝集が起り、塗膜表面に凝集した塗料粒子塊による凸状のブツブツが生じて、塗膜の平滑性が損なわれる欠点もあった。
【０００７】
さらに、塗料の隠蔽性が不十分な場合には、塗膜を焼き付けたときの色が基材の色や塗膜の厚さによってばらついてしまい、外観色の安定化が図られない問題もあった。
【０００８】
したがって、本発明の課題は、使用中に基本色塗料への再分離がなく、焼き付けたときの塗膜の外観色が安定で、塗膜外観の色別れの発生や平滑性の低下がない等の粉体塗料を調色により得ることを可能とした粉体塗料の調製方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明の粉体塗料の調製方法は、有彩色、無彩色および透明色の複数の粉体塗料を基本色として、これらの塗料を混合して所望の色に調色した塗料を得る粉体塗料の調製方法であって、前記複数の塗料のうちの１色の無彩色の塗料の粒径として、残余の色の塗料の粒径よりも大きい粒径を用いると共に、前記残余の色の塗料を溶液状のバインダーに分散し、前記残余の色の塗料が分散されたバインダーを気流中で前記１色の塗料にスプレー噴霧して、前記１色の塗料と前記残余の色の塗料とを気流により混合して調色すると共に乾燥固化することにより、前記調色された塗料を、前記１色の塗料の粒子を中心核粒子とし、前記残余の色の塗料の粒子を前記バインダーによる前記中心核粒子の表面への付着粒子とした複合粒子に形成したことを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、前記中心核粒子が平均粒径が４〜２０μｍであり、前記付着粒子の平均粒径が２〜１０μｍであり、前記複合粒子の平均粒径が８〜４０μｍ、その標準偏差が２０μｍ以下である。前記有彩色の粉体塗料がイエロー、マゼンタおよびシアンの少なくとも１色の塗料であり、前記無彩色の粉体塗料がホワイト、ブラックおよびグレーの少なくとも１色の塗料であり、前記透明色の粉体塗料が着色剤の含有がない塗料である。
【００１１】
本発明によれば、複数の基本色の粉体塗料を混合して所望の色に調色した粉体塗料を得るに際し、中心核粒子となる１色の無彩色の塗料粒子の表面に付着粒子となる残余の色の塗料粒子をバインダーにより付着して複合粒子化しているので、得られた調色塗料中から基本色塗料が分離しづらい。これにより、塗装中、静電塗装ガンへの送給管内等で調色塗料からの基本色塗料への分離がなく、得られる塗膜の外観色にまだら模様が生じるのを防ぐことができる。また基本色塗料を複合粒子化しているので、塗料粒子を小粒径化しても凝集の問題がなく、凝集した塗料粒子塊による凸状のブツブツのない平滑な塗膜表面が得られる。もちろん、塗膜外観色の色分かれを防ぐことができる。さらに、基本色塗料の一つとして無彩色塗料を用いているので、塗料の隠蔽性が不十分になることはなく、塗膜を焼き付けたときの色が基材の色や塗膜の厚さによってばらついたりせず、外観色が安定である。さらにまた、基本色塗料の一つとして透明色塗料を用いているので、淡色や透明感のある色、鮮やかな色など調色が難しい色を容易に再現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
【００１３】
本発明は、基本色の粉体塗料のうちの１色の無彩色の粉体塗料を中心核粒子とし、有彩色塗料等の残余の色の粉体塗料を付着粒子として、該付着粒子を溶液状のバインダーに分散して気流中で中心核粒子の粉体塗料にスプレー噴霧して、気流中で混合して調色し、これと同時に調色された粉体塗料を乾燥固化する。これにより得られる調色塗料を、図１に示すように、中心核粒子２の表面に付着粒子３をバインダー４で付着した複合粒子１に形成するものである。
【００１４】
本発明において、粉体塗料の基本色としては、有彩色、無彩色および透明色の３種を用いる。有彩色はどの色でも使用可能であるが、好ましくは、三原色であるイエロー、マゼンタおよびシアンを使用する。このうちのどの色を使用するか、またどの割合で使用するかは、調色により再現する色により定まる。
【００１５】
無彩色は、ベースカラーであるホワイト、ブラックおよびグレーであり、このうちの少なくとも１色を使用する。この１色の無彩色の塗料は、粒径を他の三原色塗料や透明色塗料の粒径よりも大きくして中心核粒子として使用するが、必要に応じて、同一色の無彩色塗料もしくは他の色の無彩色塗料を、中心核粒子への付着粒子とすることができる。付着粒子として使用する場合の無彩色塗料の粒径は、三原色塗料等の粒径と同様とする。本発明では、このように、基本色塗料の一つとして無彩色塗料を用いることにより、塗料の隠蔽性を十分にして、塗膜を焼き付けたときの色が基材の色や塗膜の厚さによってばらついたりするのを防止し、塗膜の外観色の安定化を図っている。
【００１６】
透明色は所謂クリアで、透明色の塗料、即ちクリアの塗料は着色剤を含んでいない塗料をいう。クリアの塗料は着色剤を含んでいない点を除けば、三原色塗料やベースカラー塗料と基本的に同様に構成され、結着樹脂および電荷制御剤等の添加剤からなる。本発明では、このように、基本色の塗料の一つとして透明色の塗料を用いていることにより、淡色や透明感のある色、鮮やかな色など調色が難しい色の容易な再現を実現可能としている。
【００１７】
本発明において、付着粒子の平均粒径は、２〜１０μｍ程度とすることが好ましい。付着粒子の平均粒径が２μｍ未満では、複合粒子化する以前の段階で凝集が著しく生じて、粒子を凝集なく均一に分散させたバインダーを得ることができず、中心核粒子の表面に付着粒子を均一に付着させた複合粒子を形成させることができない。一方、付着粒子の平均粒径が１０μｍを超える場合は、塗膜外観の色分かれが生じやすくなり、また複合粒子の平均粒径の増大を招く。なお、粉体塗料の粒径分布は、例えば光回折散乱法により測定することができる。
【００１８】
中心核粒子の平均粒径は、４〜２０μｍ程度とすることが好ましい。中心核粒子の平均粒径が４μｍ未満では、中心核粒子の表面に付着粒子を十分な量で付着させるのに必要な表面積を得ることができず、複合化されない塗料粒子が少なからず残存して、塗料の複合粒子化による効果を十分に発揮させることができない。中心核粒子の平均粒径が２０μｍを超える場合は、複合粒子の平均粒径の増大を招く。
【００１９】
複合粒子の平均粒径は８μｍ以上であることが好ましく、平均粒径が８μｍ未満では小さすぎて、複合粒子を形成するのが困難になる。複合粒子の平均粒径が４０μｍを超えると粒径が大きすぎて、複合粒子化された調色塗料の流動性、搬送性が悪化し、塗装性が劣化する。この複合粒子の平均粒径は標準偏差が２０μｍ以下であることが好ましく、標準偏差が２０μｍを上回ると、塗膜の平滑性が損なわれる。
【００２０】
本発明では、複数の基本色塗料を混合して調色すると同時に、中心核粒子にバインダーにより付着粒子を付着させて、調色された塗料を複合粒子化するが、この目的のために、付着粒子の塗料の方をバインダー（液状）に分散して使用する。これは、粒径の小さい粒子とされる付着粒子は、それ自体では凝集しやすいが、バインダーに分散させることにより、個々の粒子にバラけて塊にならず、凝集を防いだ取り扱いができるからである。一方、粒径の大きい中心核粒子は、それ自体では凝集しにくいが、中心核粒子の塗料をバインダーに分散させて使用すると、気流による付着粒子との混合中に中心核粒子同士が付着して塊状になり、個々の中心核粒子の表面に付着粒子を付着させた複合粒子を得ることができない。
【００２１】
バインダーとしては、塗装ガンへの搬送過程等で、中心核粒子から付着粒子が剥がれない程度の接着力が得られるものならば、いずれのものも使用可能である。バインダーは分散媒体に分散して使用する。例えばグルー、カゼイン等の天然のものや、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＥＶＯＨ（ビニルアルコール−エチレン共重合体）、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）等の樹脂系のものなどは、分散媒体として水やアルコール水溶液を使用できるので好適である。
【００２２】
バインダー液に分散させる付着粒子の濃度は、付着粒子の量によって異なるが、概ね、１０〜５０ｗｔ％である。濃度が１０ｗｔ％未満では、効果が無く、５０ｗｔ％を超えると核同士がくっついてしまう。水等の適当な分散媒体に分散したバインダーの濃度は、０．５〜２０．０ｗｔ％程度の濃度で使用する。付着粒子の分散に当たって、分散を容易にするために、界面活性剤等の分散促進剤を使用することができる。
【００２３】
複数の基本色塗料を調色すると同時に複合粒子化するには、付着粒子の塗料が分散されたバインダーを気流中で中心核粒子の塗料にスプレー噴霧して、気流により中心核粒子の塗料と付着粒子の塗料とを混合すると共に乾燥固化すればよい。この製造プロセスには、市販の転動流動造粒コーティング装置（例えばパウレック社製ＭＵＬＴＩＰＬＥＸ）を用いることができる。
【００２４】
該装置は、図２に示すように、吸気筒５、ノズル装着部６、攪拌筒７、中間筒８およびフィルター筒９を積層して、密閉体に構築されている。フィルター筒９の上部には排気ダクト１０が設けられている。吸気筒５は吸気ダクト５ａを備え、排気ダクト１０からの排気により外部の送気手段からの加温された乾燥空気を吸気ダクト５ａから吸気筒５内に吸気し、吸気した空気を短い筒状のノズル装着部６内を通って攪拌筒７に送り込むようになっている。攪拌筒７内に送り込まれた空気は、中間筒８およびフィルター筒９を介して排気ダクト１０から排出される。
【００２５】
攪拌筒７の下面には、塗料粒子を通さない細孔が設けられた透孔板７ａが取付けられており、ノズル装着部６を通った吸気筒５からの空気は、透孔板７ａの細孔から攪拌筒７に入る。攪拌筒７の内側には同心の内筒７ｂが設置されており、内筒７ｂは透孔板７ａと間隔を開けて支持されている。この透孔板７ａにはノズル６ａが装着されており、ノズル６ａは送液管６ｂの先端から直角に突出して内筒７ｂ内に臨んでいる。送液管６ａはノズル装着部６を通って外部の図示しないバインダー調製タンクに接続されている。
【００２６】
調色粉体塗料を調製するには、まず、使用する基本色の各粉体塗料を秤量後、付着粒子となる粉体塗料を調製タンク内のバインダーに分散して、付着粒子が分散されたバインダーを調製しておく。ついで中心核粒子となる無彩色の粉体塗料を攪拌筒７内に装入した後、排気ダクト１０から排気して、送気手段からの加温された乾燥空気を攪拌筒７の透孔板７ａを通って攪拌筒７内に送り込む。攪拌筒７内に装入された中心核粒子は、気流により転動・流動している。
【００２７】
ついで中心核粒子の転動・流動状態下に、調製タンクからの付着粒子を分散したバインダーをノズル６ａから内筒７ｂ内に上方に向けてスプレー噴霧する。このスプレー噴霧による付着粒子の内筒７ｂ内上方へ向けた吹き込みと、透孔板７ａからの攪拌筒７内の上方に向けた空気の流れとにより、攪拌筒７内の中心核粒子と付着粒子とに、図に白抜きの矢印で示すように、内筒７ｂの内側を上昇し、内筒７ｂの上端で内筒７ｂの外側に回って下降し、内筒７ｂの下端で内筒７ｂの内側に回って再び上昇する向きの流動が発生し、中心核粒子と付着粒子とが混合される。
【００２８】
この混合中に、付着粒子と中心核粒子とが接触して、付着粒子の表面のバインダーにより中心核粒子の表面に付着粒子が付着し、これを中心核粒子に対して付着粒子が次々に繰り返す。その付着と共に、気流が持つ熱が付着粒子を中心核粒子に付着させているバインダーの分散媒体を蒸発して乾燥固化し、調色された粉体塗料が、最終的に、中心核粒子の表面に付着粒子がバインダーで付着した複合粒子に形成される。
【００２９】
上記の気流による混合を所定時間（例えば１００分）を行って、粉体塗料の複合粒子化を十分に行ったら、排気ダクト１０からの排気を止めて静置後、攪拌筒７を外して得られた調色粉体塗料を取り出せばよい。
【００３０】
本発明では、複合粒子の流動性や帯電特性などを向上するために、公知の無機微粒子の外添剤、例えば酸化アルミニウムや酸化ケイ素、酸化チタニウム、酸化亜鉛などを添加することができる。その添加量は特に限定されないが、基本色塗料を複合化しないで調色する従来の場合と同様、調色後の粉体塗料１００重量部に対し外添剤を０．１〜３．０重量部程度を用いることができる。必要に応じて、増減することができる。
【００３１】
粉体塗料を用いて塗装するには、摩擦やコロナ放電で粉体塗料を一定の極性に帯電し、その粉体塗料を接地した被塗装物の表面に静電付着し、その後、付着した粉体塗料層を約１２０〜２５０℃で５〜３０分間程度、焼成して加熱溶融し、粉体塗料層を塗膜に形成する方法を用いることができる。あるいは、気流中で粉体塗料を浮遊、流動させておき、この気流中に予め加熱した被塗装物を挿入して、被塗装物の表面に付着した粉体塗料を被塗装物の熱を利用して溶融し、延展する方法を利用することもできる。塗膜厚は普通３０〜２００μｍ程度とされる。
【００３２】
本発明において、基本色塗料として使用する粉体塗料は、製法が特に制限されず、またその結着樹脂も特に制限されない。結着樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂およびアクリル系樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができる。これらは単独で用いても、必要に応じて複数を併用してもよく、更にはこれらを共重合して用いてもよい。また、それ自体が加熱により溶融または流動する樹脂に硬化剤を配合したものを用いることもできる。
【００３３】
使用可能な熱硬化性樹脂の幾つかを例示すれば、エポキシ系樹脂としては、例えばビスフェノール類のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂と硬化剤としてジシアンジアミド類や酸無水物を混合したものを挙げることができる。エポキシ系樹脂とポリエステル系樹脂が組み合わされたものとしては、ビスフェノール類のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂と硬化剤としてカルボキシル基を含有するポリエステル樹脂を混合したものを挙げることができる。ウレタン系樹脂としては、水酸基を含有するポリエステル樹脂と硬化剤としてグリシジルイソシアネートを混合したものを挙げることができる。ポリエステル系樹脂としては、カルボキシル基を含有するポリエステル樹脂と硬化剤としてグリシジルイソシアネートを混合したものを挙げることができる。ポリエステル系樹脂とアクリル系樹脂とが組み合わされたものとしては、水酸基およびカルボキシル基を含有するポリエステル樹脂と硬化剤としてグリシジル基を含有するアクリル樹脂とを混合したものが挙げられる。アクリル系樹脂としては、グリシジル基を含有するアクリル樹脂と硬化剤として２塩基酸とを混合したものが上げられる。また熱硬化性樹脂以外に、アクリル酸化合物、エポキシ化合物などのモノマーやオリゴマーに増感剤を加えて、紫外線照射で硬化する紫外線硬化型樹脂を用いてもよい。
【００３４】
以上の樹脂には、必要に応じて従来公知の添加剤、例えば硬化触媒または硬化促進剤、酸化防止剤、充填剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、ワキ防止剤、可塑剤、顔料分散剤、流動性調整剤、摺動性改良剤、電荷制御剤等を転嫁することができる。
【００３５】
基本色塗料に使用する顔料としては、ホワイトには酸化チタンなどが挙げられ、ブラックにはカーボンブラックなどが挙げられる。グレーにはこれらの顔料を混合して使用する。またシアンにはコバルトブルー、プルシアンブルー、フタロシアニン、バット系等の有機および無機の顔料が挙げられる。イエローにはキナフタロンやアゾ系、黄色酸化鉄や黄土、黄鉛、亜黄鉛、カドミウムイエロー等の有機および無機の顔料が挙げられる。マゼンタにはキナクリドン、アントラキノン、べんがら、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、マンガン紫、赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、アゾ系、チオインジゴなどが挙げられ、またマゼンタの酸性染料や塩基性染料を不溶化したレーキ系顔料などが挙げられる。クリアには前述したように顔料を含有させない。
【００３６】
顔料の添加量は、有機顔料の場合、結着樹脂１００重量部に対し０．０１〜５重量部程度が好ましく、無機顔料の場合、結着樹脂１００重量部に対し１〜３５重量部程度が好ましい。有機顔料と無機顔料とは組み合わせて使用することができる。
【００３７】
粉体塗料の製法としては、原料である結着樹脂、添加剤および顔料をボールミル、ヘンシェンミキサー、スーパーミキサー等の混合機により混合し、熱ロール、エクスクルーダ、コニーダ等の混錬機で溶融混錬し、得られた混合物をペレットに成形する。ついで得られたペレットをアトマイザー等の粉砕機で粗粉砕し、ジェットミル等の粉砕機により求める粒径の収率を考慮した条件で粉砕する。得られた粉体をエルボージェット等の気流分級機やＴＳＰセパレータ等の流体分級機等により、求める粒径に分級することによって、粉体塗料が得られる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複数の基本色の粉体塗料を混合して所望の色に調色した粉体塗料を調製するに際し、中心核粒子となる１色の無彩色の塗料粒子の表面に付着粒子となる残余の色の塗料粒子をバインダーにより付着して、調色粉体塗料を複合粒子化したので、調色塗料の使用中に基本色塗料への再分離がなく、焼き付けたときの塗膜の外観色が安定で、塗膜外観の色別れの発生や平滑性の低下がない等の調色粉体塗料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法によって調製した調色塗料の断面構造を模式的に示す説明図（ａ）およびその一部を拡大して示す説明図（ｂ）である。
【図２】図１の調色塗料の調製に使用する転動流動造粒コーティング装置を示す概念図（ａ）および該装置の攪拌筒の部分を模式的に示す斜視図（ｂ）である。
【符号の説明】
１    複合粒子
２    中心核粒子
３    付着粒子
４    バインダー
６ａ  ノズル
７    攪拌筒
７ａ  透孔板
７ｂ  内筒
【図１】
2005029651.tif 000003
【図２】
2005029651.tif 000004