JP2003119427A

JP2003119427A - 粉体塗料の製造方法

Info

Publication number: JP2003119427A
Application number: JP2001319035A
Authority: JP
Inventors: Hikari Kondo; 光近藤; Toyokazu Yokoyama; 豊和横山; Kazuki Suhara; 一樹須原
Original assignee: Hosokawa Micron Corp
Current assignee: Hosokawa Micron Corp
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2003-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】粉体塗料の種類が変わる毎に装置を洗浄する
手間を低減し、生産性の向上を図った粉体塗料の製造方
法を提供する。【解決手段】樹脂、添加剤等の各種原料を所定量ずつ
混合する混合工程（＃２０）と、該工程で得られた混合
物を加熱しながら混練する混練工程（＃３０）と、該工
程で得られた混練物を冷却固化させる冷却工程（＃４
０）と、該工程で得られた固形物を粉砕する粉砕工程
（＃５０）と、該工程で得られた粉砕物を分級して所定
粒度範囲内の母粒子を得る分級工程（＃６０）と、該工
程で得られた母粒子の表面に顔料を結合させる複合化工
程（＃７０）と、を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体塗料の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な粉体塗料の製造方法では、図１
０に示すように、まず、計量工程（＃２１０）におい
て、樹脂、顔料、添加剤等の各種原料を所定量ずつ計量
し、これらの原料を、混合工程（＃２２０）において、
ミキサーで混合する。次に、得られた混合物を、混練工
程（＃２３０）において、加熱混練機で加熱しながら混
練し、得られた混練物を、冷却工程（＃２４０）におい
て、シート状等の所定形状に成形して冷却固化させる。
次に、得られた固形物を、粉砕工程（＃２５０）におい
て、粗粉砕して１ｍｍ程度のチップとした後、さらに塗
装に適した粒度に微粉砕する。そして、得られた粉砕物
を、分級工程（＃２６０）において、分級機で分級して
粗粉と微粉を除去し、所定粒度範囲内の粒子を得る。そ
の後、この粒子に必要に応じて添加剤を添加し、製品と
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、各種工業製品に
おいて、カラーバリエーションの多様化が求められるよ
うになってきており、粉体塗料の多品種少量生産化が進
んでいる。上述したような従来の製造方法では、粉体塗
料の色が変わる毎に、分級工程以前の各工程で使用する
装置を洗浄しなけらばならないため、非常に手間がかか
り、生産性が良くないという問題点が有った。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決し、生産
性の向上を図った粉体塗料の製造方法を提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明に係る粉体塗料の製造方法は、樹脂粒子
を母粒子とし、その表面に顔料を結合させる複合化工程
により所望の色の粉体塗料を得ることを特徴としてい
る。この方法によれば、製造する粉体塗料の色が変わる
毎に、複合化工程の前の各工程で使用する装置を洗浄す
る必要が無いため、手間が低減して生産性が向上すると
ともにコストが低減する。

【０００６】なお、母粒子の主成分となる樹脂の材質と
しては、一般的な粉体塗料の製造に用いられているもの
と同様のものを使用することができるが、特に、ポリエ
ステル、エポキシ、アクリル、及びこれらのハイブリッ
ド系樹脂から選ばれる樹脂を少なくとも１種類用いるの
が好適である。これらには、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹
脂があるが、静電塗装吹き付け法による塗装法には、こ
れらの中で熱硬化性の樹脂が多く用いられている。ま
た、その他に、フッ素系の熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹
脂、ポリエチレン、ナイロン（ポリアミド）、ポリプロ
ピレン、ポリブテン、ポリイソブチレン、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、塩
化ビニル等の熱可塑性樹脂、メラミン、ポリウレタン等
の熱硬化性樹脂を使用することもできる。

【０００７】母粒子は、静電吹き付け塗装に適した粒度
に生成される。その平均粒径は、通常の粉体塗料では５
〜７５μｍ（好ましくは１５〜５０μｍ）程度である。
粒径が大きくなると、塗膜面の凹凸が粗くなり、粒径が
小さければ、塗膜面は、粒状感が低くなり、美観性が向
上するが、粒径が小さすぎると、吹き付けの際の塗膜面
への塗着効率が低下する。

【０００８】複合化工程で用いられる顔料としては、例
えば、青色系として、銅フタロシアニン（フタロシアニ
ンブルー）、紺青、群青、赤色系として、アゾ系赤色顔
料、キナクリドンレッド、黄色系として、アゾ系黄色顔
料（ジスアゾイエロー、ジスアゾオレンジ等）、黄色酸
化鉄、緑色系として、フタロシアニングリーン、褐色系
として、べんがら、黒色系として、カーボンブラック、
チタン黒、白色系として、酸化チタン、炭酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、亜鉛華等が挙げられる。また、その
他には、質感（例えば、艶消し等）を付与するためのも
のとして、体質顔料（シリカ、ステアリン酸亜鉛等）、
パール顔料等も用いることができる。なお、顔料の平均
粒径は０．００１〜２０μｍ程度が好ましい。

【０００９】母粒子は、例えば、樹脂、添加剤等の各種
原料を所定量ずつ混合する混合工程と、該工程で得られ
た混合物を加熱しながら混練する混練工程と、該工程で
得られた混練物を冷却固化させる冷却工程と、該工程で
得られた固形物を粉砕する粉砕工程とによって得ること
ができる。なお、樹脂原料は複数種類であってもよい。
また、粉砕工程で得られた粉砕物を所定粒度範囲内の粒
子に分級する分級工程を設けるようにしてもよい。

【００１０】なお、互いに色が異なるとともにベース色
が共通している複数種類の粉体塗料を連続して製造する
場合には、これらのベース色となる顔料を混合工程で添
加するようにしてもよい。このようにすると、樹脂中に
より多くの割合で顔料を含ませることができる。例え
ば、互いに濃さの異なる複数種類のピンク色の粉体塗料
を製造する場合には、ベースとなる赤色の顔料を混合工
程で添加しておき、複合化工程で濃さに応じた量の白色
の顔料を添加するようにする。

【００１１】なお、樹脂原料を他の原料と混練すること
なく、直接粉砕工程を実施して母粒子を得るようにする
こともできる。この製造方法でも、粉砕工程で得られた
粉砕物を所定粒度範囲内の粒子に分級する分級工程を設
けるようにしてもよい。また、この製造方法では、複合
化工程において、顔料とともに添加剤を添加するように
してもよい。例えば、樹脂原料が熱硬化性樹脂の場合に
は、複合化工程で硬化剤を添加する。なお、あらかじめ
添加剤と混練した樹脂原料を素材メーカから購入して使
用すると、複合化工程で添加剤を添加する必要が無くな
る。

【００１２】さらに、母粒子を得る他の方法としては、
液状のモノマーから重合反応でポリマーの固体粒子を得
る方法や、粗大なポリマーの固体を溶剤に溶かすか或い
は水系の媒液中で熱して溶かし、撹拌してポリマーの細
い油滴を水系の媒液中に懸濁させ、その後、冷却や溶剤
の蒸発等によってポリマーを固体化して粒子状の固体を
得る方法等がある。これらの製造方法においても、必要
であれば、分級工程を設けて所望の粒度範囲内に調製す
るようにしてもよい。また、複合化工程において、顔料
とともに添加剤を添加するようにしてもよい。

【００１３】複合化工程で添加物を添加する場合には、
添加物の種類や添加量は、混練工程で添加する場合より
も少なくなる。この場合、混練工程が省かれるため、さ
らに生産性が向上するとともにコストが低減する。

【００１４】添加剤としては、粉体塗料に各種の性質を
付与する物質、例えば、流動性付与剤（シリカ、アルミ
ナ、チタニア、ジルコニア等）、発泡防止剤（ベンゾイ
ン等）、表面調整剤（ジメチルシリコーン、アクリルオ
リゴマー等）、メタリック感付与剤（アルミニウム粉末
など）、帯電防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤等が挙げら
れる。また、その他では、樹脂原料が熱硬化性樹脂であ
る場合には、硬化剤、硬化触媒が挙げられる。これらの
添加剤は、混合工程で添加されたり、複合化工程で顔料
とともに母粒子に複合化されたり、複合化工程で得られ
た粉体に外添剤として添加されたりする。

【００１５】樹脂の材質が熱硬化性である場合には、ほ
とんどの場合、硬化剤を加える必要があるが、硬化剤と
しては、粉体塗料分野で周知のものが使用できる。例え
ば、脂肪族多価カルボン酸、ジシアンアミド、ブロック
シソシアネート、トリグリシジルイソシアネート、二塩
基酸等が挙げられる。

【００１６】また、硬化触媒が硬化剤に併せて用いられ
る場合があるが、硬化触媒としては、有機酸（ドデシル
ベンゼンスルホン酸等）、無機酸（燐酸等）、有機錫触
媒（テトラブチル錫等）が使用できる。

【００１７】また、母粒子と顔料の結合力を高めるため
のバインダを複合化工程で添加するようにすると、顔料
がより外れにくくなるとともに、母粒子と顔料を機械的
に結合させる複合化工程の時間を短縮することができ
る。この種のバインダとしては、例えば、樹脂、高級ア
ルコール、高級脂肪酸、ワックス、ポリビニルアルコー
ル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレングリコール、シリコ
ーン等が挙げられる。なお、これらの添加量は０．１〜
３０ｗｔ％程度である。

【００１８】樹脂としては、母粒子と同じ材質のものが
好ましいが、それ以外には、ポリエステル、エポキシ、
アクリル、またはこれらのハイブリッド系樹脂、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合
体、アクリル酸エステル共重合体等を用いることもでき
る。これらは微粒子状で平均粒径が１５μｍ以下のもの
が用いられる。また、これらは、顔料を含むものでもよ
いが、着色されていないものの方が汎用的に使用できる
ので好ましい。

【００１９】高級アルコールとしては、セチルアルコー
ル、ステアリルアルコール等を用いることができる。ま
た、高級脂肪酸としては、ラウリン酸、パルチミン酸、
ステアリン酸等を用いることができる。また、ワックス
としては、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス
等を用いることができる。

【００２０】また、複合化工程を行うための装置として
は、複数種類の被処理物に、押圧力、せん断力、衝撃
力、摩擦力のうちのいずれか一つ又はこれらのうちの少
なくとも二つを組み合わせた力を付与するように構成さ
れたものを用いることができる。この種の装置として
は、例えば、図８に示すような粉体処理装置を挙げるこ
とができる。

【００２１】この粉体処理装置は、被処理物が押し付け
られる受け面を内周部に有する筒状体と、受け面に近接
するように筒状体の内部に配置された押圧ヘッドとを備
え、受け面と押圧ヘッドの間に間隙を存した状態で筒状
体と押圧ヘッドとを相対回転させて受け面と押圧ヘッド
の間の被処理物に押圧力とせん断力を付与するように構
成されたもので、母粒子に対して顔料を強固に着けさせ
ることができるので、顔料を外れにくくすることができ
る。

【００２２】なお、この装置は、母粒子が摩擦熱によっ
て溶融するのを防止するために、被処理物を冷却する冷
却手段を備えているのが好ましく、その場合、この冷却
手段により、母粒子の表面を除く部分の平均温度がガラ
ス転移点を越えないように処理を行う。

【００２３】また、複合化工程を行うための装置とし
て、従来型の撹拌羽根式混合機や混練機等を用いること
もできる。すなわち、粉体原料を収容する収容槽の内壁
面との間に間隙を存した状態で回転する撹拌羽根が、収
容槽の内壁面との間で、又は単独であっても粉体原料に
対して複合化に充分な程度の押圧力、せん断力、衝撃
力、摩擦力等の機械的エネルギーを付与するように構成
されたものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施
形態である粉体塗料の製造方法の概略を示すフローチャ
ートである。

【００２５】この製造方法では、まず、計量工程（＃１
０）において、樹脂、硬化剤、添加剤等の各種原料をそ
れぞれ所定量ずつ計量し、これらの原料を、混合工程
（＃２０）において、ミキサーで混合する。次に、得ら
れた混合物を、混練工程（＃３０）において、二軸押し
出し式混練機等で加熱しながら混練し、得られた混練物
を、冷却工程（＃４０）において、所定形状に成形して
冷却固化させる。次に、得られた固形物を、粉砕工程
（＃５０）において、ハンマミル等で１ｍｍ前後の大き
さに粗粉砕した後、ジェットミル等により２０μｍ前後
に微粉砕する。次に、得られた粉砕物を、分級工程（＃
６０）において、分級機で粗粉と微粉を除去し、所定の
粒度範囲内の母粒子を得る。そして、得られた母粒子
を、複合化工程（＃７０）において、図８に示す粉体処
理装置で処理して顔料と結合させた後、必要に応じて添
加剤を添加し、製品とする。

【００２６】粉砕工程において微粉砕を行うジェットミ
ルとしては、例えば図２、３に示すようなものを用いる
ことができる。図２に示すジェットミルでは、原料供給
管２０１を介して粉砕室２０２内に供給された原料が、
機体の側面に取り付けられた複数個のノズル２０３から
機内の一点に向けて噴出されているジェット気流によっ
て加速され、粒子相互の衝突によって粉砕される。そし
て、粉砕された原料は上昇気流に乗り、分級ロータ２０
４によって上限粒度以下の粉体が分級され、排出管２０
５を介して排出される。なお、上限粒度を超える粗粉は
降下して再粉砕される。

【００２７】図３のジェットミルは図２のジェットミル
の変形であり、機体の側面に取り付けられた複数個のノ
ズル２０３はいずれも斜め下方に向けられており、さら
に機体の下面にノズル２０３が垂直に取り付けられてお
り、各ノズル２０３から噴出したジェット気流が一点で
衝突し各気流の速度ベクトルが互いに打ち消されるよう
になっている。その他の構成は図２のものと実質的に同
じである。このジェットミルは、図２のジェットミルで
は流動化させることが難しい粉体に適用される。

【００２８】また、図２、３のジェットミルに代えて、
図４に示すような機械式粉砕機を用いて微粉砕を行うよ
うにしてもよい。この粉砕機では、原料供給管３０１を
介して機内に供給された原料が高速回転しているブレー
ドロータ３０２とその周囲のライナ３０３との間で粉砕
され、粉砕された原料は空気供給管３０４を介して供給
される空気流によって分級ロータ３０５に導かれ、上限
粒度以下の粉体は排出管３０６を介して外部に排出さ
れ、上限粒度を超える粗粉は粉砕部に戻って再粉砕され
るようになっている。

【００２９】また、微粉砕と粗粉砕の間で中粉砕を行う
ようにしてもよく、そのようにすると、微粉砕時に分級
除去される粗粉の量が低減し、生産効率が向上する。図
５はそのような場合に用いる機械式粉砕機の一例を示し
ている。この粉砕機では、原料供給管４０１を介して機
内に供給された原料が高速回転しているブレードロータ
４０２とその周囲のライナ４０３との間で粉砕され、粉
砕された原料は空気供給管４０４を介して供給される空
気流によって分級ロータ４０５に導かれ、上限粒度以下
の粉体は排出管４０６を介して外部に排出され、上限粒
度を超える粗粉は粉砕部に戻って再粉砕されるようにな
っている。

【００３０】分級工程では、例えば図６、７に示すよう
な分級機を用いることができる。図６に示す分級機で
は、原料及び一次空気が原料供給管５０１を介して機内
に供給され、原料は流動室５０２内で撹拌分散されて凝
集がほぐされ、単一粒子化される。そして、上限粒度以
下の粉体は上昇気流に乗って分級室５０３内に流入し、
分級ロータ５０４によって所定粒度内の粉体のみが分級
選別され、これが排出管５０５を介して機外に排出され
る。一方、上限粒度を超える粗粉は壁面に沿って降下し
て機内下部に貯留され、ロータリーバルブ５０６を介し
て機外に排出される。なお、５０７は二次空気供給管、
５０８は分級ロータ５０４を回転させるモータである。

【００３１】また、図７に示す分級機では、分級空気供
給管６１９を介して分級空気室６１６内に供給された空
気が案内羽根環６０５に形成された間隙を介して分級空
間６１２内に噴出し、分級羽根環６０８に形成された間
隙を介して、回転している分級ロータ６０２内部に流れ
込む。一方、原料投入口６１５を介して投入された粉体
は分級ロータ６０２の分配円板６０６によって全周方向
に分散し、分級空間６１２内に流れ込む。分級空間６１
２内に流れ込んだ粉体が分級空間６１２内を落下する間
に、上限粒度以下の粉体は分級空気流に乗って分級ロー
タ６０２内部に流れ込み、分級空気流とともに軸方向下
方に変向され、カバー円板６０７に形成された貫通孔６
１０を介して分級ロータ支持部材６０４に流れ込み、間
隔ウエブ６２５に形成された間隙を介して排出室６１７
内部に流れ込む。そして、この粉体は、排出管６２０を
介して外部に排出される。一方、上限粒度を超える粗粉
は分級空間６１２内で分級空気流に乗らず、重力によっ
て分級空間６１２内を降下し、排出室６１８によって受
け止められる。そして、この粗粉は排出管６２１を介し
て外部に排出される。

【００３２】なお、６０１はケーシング、６０３は分級
ロータ支持部材６０４を介して分級ロータ６０２を回転
させる駆動軸、６２７は分級空間６１２内部における被
分級物の滞留時間と凝集を制御するための螺旋状の渦巻
部材、６２８は分級ロータ６０２とともに回転し排出室
６１８内部の粉体を流動化させるための粗粉排出用部
材、６２９はケーシング６０１と分級ロータ６０２の間
の間隙に洗浄用空気を導入するための空気通路、６３０
は粗粉排出室６１８内部の粗粉が分級空間６１２内に逆
流するのを防止するための押さえリングである。

【００３３】複合化工程を行う粉体処理装置は、図８に
示すようなもので、この装置は、鉛直方向に沿った回転
軸心Ｘのまわりに回転自在であり、被処理物４が押し付
けられる受け面６を内周部に有する筒状体３と、受け面
６に近接するように筒状体３の内部に配置された押圧ヘ
ッド５とを備え、筒状体３を回転駆動して受け面６と押
圧ヘッド５とを相対回転させ、受け面６と押圧ヘッド５
の間の押圧部７にある被処理物４に押圧力とせん断力を
付与するように構成されている。

【００３４】より詳しく説明すると、基台１上に支持部
材８を介して略円筒状のケーシング２が設置され、その
内部に筒状体３が設けられている。ケーシング２はケー
シング本体２ａと蓋部材２ｂとから成っており、その内
部には処理空間９が形成されている。蓋部材２ｂはケー
シング本体２ａに対して着脱自在であり、被処理物投入
口１０及びフィルター付き排気口１１を有している。ケ
ーシング本体２ａの底部周縁の一部には処理が終了した
被処理物４を取り出すための被処理物取出口１２を形成
してある。

【００３５】ケーシング２の周囲には、主に処理空間９
の温度を調節するためのジャケット１３を設けてある。
ジャケット１３へは、別に設けたタンク（不図示）から
の加熱媒体または冷却媒体が必要に応じて循環供給され
る。勿論、ケーシング２の内部温度を積極的に調節する
必要が無い場合には、加熱媒体等の供給は行わない。

【００３６】筒状体３は略円筒形状であって、鉛直方向
の回転軸心Ｘのまわりに回転自在であり、回転軸部１４
と、これに連接した底部１５と、これに連接した円筒壁
部１６とで構成してある。回転軸部１４は軸受１７を介
して基台１に回転自在に取り付けられている。基台１に
取り付けられたモータ１８及びこれに連結された駆動ベ
ルト１９ａによって、回転軸部１４のプーリ１９ｂに駆
動力が伝達され、筒状体３が回転駆動される。筒状体３
を回転駆動することで被処理物４には遠心力が作用し、
被処理物４は筒状体３の受け面６に押し付けられる。

【００３７】底部１５は、回転軸部１４と円筒壁部１６
とを連結する機能の他に、被処理物１４を保持する手段
として機能する。すなわち、底部１５は、後述する円筒
壁部１６との関係において互いの面が折れ曲がった関係
にあり、筒状体３が回転する際に、被処理物４が充分に
処理されずに押圧部７から下方に逃げてしまうのを防止
する。

【００３８】円筒壁部１６の内周面は、遠心力を受けて
外向きに移動しようとする被処理物４の受け面６とな
る。すなわち、被処理物４を押圧部７に留めておき、受
け面６と押圧ヘッド５との協働によって被処理物４に押
圧力とせん断力を付与して粉体処理を行う。

【００３９】この円筒壁部１６には、孔部２０を設けて
ある。この孔部２０は、受け面６、つまりは円筒壁部１
６を貫通しており、円筒壁部１６の回転軸心Ｘを挟んで
対称の位置に複数個設けている。孔部２０は、押圧部７
に保持された被処理物４の一部を押圧部７の外部に排除
するためのものである。

【００４０】押圧ヘッド５は、筒状体３の内部におい
て、受け面６との間に所定の間隔を有して配置されてい
る。当該押圧ヘッド５は、筒状体３の回転軸心と同軸に
なるように設けた縦向き固定軸２２に固定してある。押
圧ヘッド５は、受け面６と協働して被処理物４に押圧力
とせん断力を付与する。そのため、押圧ヘッド５の水平
面形状は、例えば図９に示す如く、半円形状に構成して
ある。本構成であれば、当該押圧ヘッド５と受け面６と
の間に侵入しようとする被処理物４を圧密する効果が期
待できるため、粉体の複合化や球状化処理には有利であ
る。

【００４１】この押圧ヘッド５はケーシング２と同様に
固定した構成としてもよいし、縦向き固定軸２２を何ら
かの駆動手段を用いて回転駆動し、受け面６に対して積
極的に相対回転させる構成にしてもよい。すなわち、押
圧ヘッド５の回転方向あるいは回転速度を適宜設定する
ことで、当該押圧ヘッド５と受け面６との相対回転速度
をより細かく設定できて、被処理物４に応じた最適な処
理条件を設定することができる。また、押圧ヘッド５は
筒状体３の径方向に伸縮可能であり、受け面６との間隔
を調節できるようになっている。

【００４２】図示は省略するが、縦向き固定軸２２が固
定してある場合あるいは回転駆動できる場合の如何にか
かわらず、縦向き固定軸２２を介して押圧ヘッド５の温
度を制御する構成とすることもできる。例えば図示は省
略するが、縦向き固定軸２２及び押圧ヘッド５の内部に
熱媒体通路を確保しておけば、被処理物４の熱特性に応
じて最適な処理条件を設定することが容易となる。

【００４３】ケーシング２の外周下方部には羽根部材２
３を設けてある。当該羽根部材２３は、筒状体３の周方
向に沿って複数枚設けるが、その枚数は任意である。当
該羽根部材２３は、孔部２０から筒状体３の外方に排除
された被処理物４を再び前記押圧部７に循環させるため
のものである。この羽根部材２３は、被処理物４を押圧
部７に円滑かつ確実に搬送するために、ケーシング２の
内面形状に適合させて形成してある。

【００４４】このような構成の粉体処理装置によれば、
被処理物４が遠心力によって筒状体３の受け面６に押し
付けられ、集合作用を受けて、受け面６において圧密状
態の被処理物４の層を生成する。その一方で、当該圧密
された被処理物４の一部は、孔部２０を介して筒状体３
の外側に排除されるし、筒状体３の内部に存在する被処
理物４は、押圧ヘッド５によって、ある程度の撹拌作用
を受ける。すなわち、被処理物４の複合化及び混合化を
すみやかに進行させることができる。この装置は、押圧
ヘッド５と受け面６との相対回転速度及び押圧ヘッド５
と受け面６との間隔を適宜調節することで、被処理物４
中に含まれる下限粒度未満の微粉と下限粒度以上の粉体
との融合比率を高めることができる。

【００４５】なお、図８に示す装置では、鉛直方向に沿
った回転軸心のまわりに回転自在であり、被処理物が押
し付けられる受け面を内周部に有する筒状体と、筒状体
の受け面に近接するように筒状体の内部に配置された押
圧ヘッドとを備え、筒状体と押圧ヘッドとを相対回転さ
せ、筒状体の受け面と押圧ヘッドの間の被処理物に押圧
力とせん断力を付与するように構成された粉体処理装置
で複合化を行うようにしているが、水平方向に沿った回
転軸心のまわりに回転自在の筒状体を有し、同様に構成
された粉体処理装置で複合化を行うようにしてもよい。

【００４６】

【実施例】（実施例１）ポリエステル系樹脂、硬化
剤、顔料としての二酸化チタン（白色）、添加剤等を計
量器で所定量ずつ計量し、ミキサーに投入して撹拌混合
した。次いで、得られた混合物を二軸押し出し式混練機
で加熱しながら混練し、得られた混練物を所定形状に冷
却固化させた。そして、この成形物を機械式粉砕機を用
いて粉砕した後、気流式分級機で分級し、平均粒径２３
μｍの白色の母粒子を得た。前記の平均粒径はレーザ回
折散乱式の粒度測定装置の一つであるマイクロトラック
ＨＲＡ（Ｌｅｅｄｓ＆Ｎｏｒｔｈｒｕｐ社製）によって
測定した体積基準の５０％径である。なお、この母粒子
には二酸化チタンが２０ｗｔ％含まれている。

【００４７】この母粒子１００ｇに対し、フタロシアニ
ンブルー顔料を５ｇの割合で混合させ、図８に示す粉体
処理装置、ホソカワミクロン株式会社製メカノフュージ
ョンシステムＡＭＳ−Ｌａｂに投入した。ここで用いた
フタロシアニンブルー顔料は、一次粒径が１μｍ以下の
超微粒子粉末である。筒状体３の回転速度を１６００ｒ
ｐｍとして１０分間処理し、母粒子表面にフタロシアニ
ンブルー粒子が結合した青色の粉体を得た。

【００４８】この粉体を電子顕微鏡で観察したところ、
母粒子の表面にフタロシアニンブルー粒子がほぼ一体化
している状態が確認され、母粒子から分離しているフタ
ロシアニンブルーは確認されなかった。なお、この粉体
の流動性は母粒子材料粉体に劣らず、良好であった。

【００４９】この粉体を静電塗装用スプレーガンを用い
て軟鋼板試験片に塗装し、その後、１８０℃で２０分間
焼き付けを行った。得られた試験片は均質な色調で、や
や水色に近い青色を呈していた。また、塗膜の試験片へ
の密着性は良好で、塗膜面の強度も良好であった。

【００５０】（実施例２）実施例１と同じ母粒子１０
０ｇに対し、実施例１と同じフタロシアニンブルー顔料
を２．５ｇ、ジスアゾイエロー顔料を２．５ｇの割合で
加えたものを、実施例１と同様の条件でメカノフュージ
ョンシステムＡＭＳ−Ｌａｂで処理した。ここで、ジス
アゾイエロー顔料は、フタロシアニンブルーと同じく、
一次粒径が１μｍ以下の超微粒子粉末である。この処理
により、濃い緑色の粉体が得られた。

【００５１】この粉体を電子顕微鏡観察で観察したとこ
ろ、母粒子表面上にそれぞれの顔料がほぼ一体化してい
る様子が確認され、母粒子から分離しているフタロシア
ニンブルー又はジスアゾイエロー粒子は確認されなかっ
た。また、この粉体の流動性は母粒子材料粉体に劣ら
ず、良好であった。

【００５２】この粉体を静電塗装用スプレーガンを用い
て軟鋼板試験片に塗装し、その後、１８０℃で２０分間
焼き付けを行った。得られた試験片は均質な色調で、緑
色を呈していた。また、塗膜の試験片への密着性は良好
で、塗膜面の強度も良好であった。

【００５３】（実施例３）顔料及び硬化剤を添加して
いないポリエステル系樹脂の固体原料を機械式粉砕機を
用いて粉砕した後、気流式分級機で分級し、平均粒径３
０μｍの無色の母粒子を得た。この母粒子１００ｇに対
し、ブロックイソシアネート（ε−カプロラクタムブロ
ック化イソシアネート、平均粒径１μｍ）を１０ｇ及び
実施例２と同じフタロシアニンブルー顔料とジスアゾイ
エロー顔料を２．５ｇずつの割合で加えたものを、実施
例２と同様の条件でメカノフュージョンシステムＡＭＳ
−Ｌａｂによって処理した。この処理により、濃い緑色
の粉体が得られた。

【００５４】この粉体を、電子顕微鏡によって観察した
ところ、母粒子表面上にブロックイソシアネート粒子と
それぞれの顔料が結合し、ほぼ一体化している様子が観
察された。また、この粉体の流動性は母粒子材料粉体に
劣らず、良好であった。

【００５５】この粉体を静電塗装用スプレーガンを用い
て軟鋼板試験片に塗装し、その後、１８０℃で２０分間
焼き付けを行った。得られた試験片は均質な色調で、緑
色を呈していた。また、塗膜の試験片への密着性は良好
で、塗膜面の強度も良好であった。

【００５６】（比較例１）実施例２と同じ母粒子、フ
タロシアニンブルー顔料、ジスアゾイエロー顔料を同じ
割合となるように計量し、撹拌羽根式のミキサーに投入
して１０分間混合した。得られた粉体は全体的にうすい
黄緑色であり、黄色の顔料成分が分離して、回収した袋
の内面等に付着する様子が見られた。

【００５７】この粉体を電子顕微鏡観察で観察したとこ
ろ、フタロシアニンブルー粒子又はジスアゾイエロー粒
子が一部は母粒子に付着しているものの、大半は母粒子
とは分離した状態で存在し、一体化していない状態が観
察された。

【００５８】この粉体を静電塗装用スプレーガンを用い
て軟鋼板試験片に塗装し、その後、１８０℃で２０分間
焼き付けを行った。全体的に黄緑色を呈した試験片が得
られたが、濃い青色や黄色の細かい斑点が散らばり、ま
だら状となっていた。

【００５９】（比較例２）実施例３と同じ配合の材料
を撹拌羽根式のミキサーに投入して１０分間混合した。
得られた粉体は全体的にうすい黄緑色であり、黄色の顔
料成分が分離して、回収した袋の内面等に付着する様子
が見られた。

【００６０】この粉体を電子顕微鏡観察によって観察し
たところ、ブロックイソシアネート粒子、フタロシアニ
ンブルー粒子又はジスアゾイエロー粒子が一部は母粒子
に付着しているものの、大半は母粒子とは分離した状態
で存在し、一体化していない様子が観察された。

【００６１】この粉体を静電塗装用スプレーガンを用い
て軟鋼板試験片に塗装し、その後、１８０℃で２０分間
焼き付けを行った。全体的に黄緑色を呈した試験片が得
られたが、濃い青色や黄色の細かい斑点が散らばり、ま
だら状となっていた。

【００６２】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上
述した実施形態に種々の変形を施すことができる。

【００６３】

【発明の効果】本発明に係る粉体塗料の製造方法によれ
ば、樹脂粒子を母粒子とし、その表面に顔料を結合させ
る複合化工程により所望の色の粉体塗料を得るようにし
ているので、粉体塗料の種類が変わる毎に、複合化工程
の前の各工程で使用する装置を洗浄する必要が無いた
め、手間が低減して生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である粉体塗料の製造方
法の概略を示すフローチャート。

【図２】実施形態の粉砕工程に用いるジェットミルの
縦断面図。

【図３】実施形態の粉砕工程に用いるジェットミルの
一部破断斜視図。

【図４】実施形態の粉砕工程に用いる機械式粉砕機の
縦断面図。

【図５】実施形態の粉砕工程に用いる機械式粉砕機の
縦断面図。

【図６】実施形態の分級工程に用いる分級機の縦断面
図。

【図７】実施形態の分級工程に用いる分級機の縦断面
図。

【図８】実施形態の複合化工程に用いる粉体処理装置
の縦断面図。

【図９】図８の粉体処理装置の要部横断面図。

【図１０】従来の粉体塗料の製造方法の概略を示すフ
ローチャート。

【符号の説明】

＃１０計量工程＃２０混合工程＃３０混練工程＃４０冷却工程＃５０粉砕工程＃６０複合化工程

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4J038 CG001 DB001 DD001 KA08 KA20 LA06 LA07 MA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂粒子を母粒子とし、その表面に顔料
を結合させる複合化工程により所望の色の粉体塗料を得
ることを特徴とする粉体塗料の製造方法。
【請求項２】母粒子の主成分が、ポリエステル系樹
脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、及びこれらのハ
イブリッド系樹脂から選ばれる少なくとも１種類の樹脂
であることを特徴とする請求項１に記載の粉体塗料の製
造方法。
【請求項３】母粒子の平均粒径が５〜７５μｍであ
り、顔料の平均粒径が０．００１〜２０μｍであること
を特徴とする請求項１又は２〜６のいずれか一項に記載
の粉体塗料の製造方法。
【請求項４】樹脂、添加剤等の各種原料を所定量ずつ
混合する混合工程と、該工程で得られた混合物を加熱し
ながら混練する混練工程と、該工程で得られた混練物を
冷却固化させる冷却工程と、該工程で得られた固形物を
粉砕する粉砕工程とによって母粒子を得ることを特徴と
する請求項１〜３のいずれか一項に記載の粉体塗料の製
造方法。
【請求項５】互いに色が異なるとともにベース色が共
通している複数種類の粉体塗料のベース色となる顔料を
混合工程で添加するようにしたことを特徴とする請求項
４に記載の粉体塗料の製造方法。
【請求項６】樹脂原料を粉砕する粉砕工程によって母
粒子を得ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一
項に記載の粉体塗料の製造方法。
【請求項７】樹脂原料が熱硬化性樹脂であり、複合化
工程で硬化剤を添加することを特徴とする請求項６に記
載の粉体塗料の製造方法。
【請求項８】粉砕工程で得られた粉砕物を所定粒度範
囲内の粒子に分級する分級工程を設けたことを特徴とす
る請求項４〜７のいずれか一項に記載の粉体塗料の製造
方法。
【請求項９】母粒子と顔料の結合力を高めるためのバ
インダを複合化工程で添加するようにしたことを特徴と
する請求項１〜８のいずれか一項に記載の粉体塗料の製
造方法。
【請求項１０】複合化工程を行う装置が、複数種類の
被処理物に、押圧力、せん断力、衝撃力、摩擦力のうち
のいずれか一つ又はこれらのうちの少なくとも二つを組
み合わせた力を付与するように構成されたものであるこ
とを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の粉
体塗料の製造方法。
【請求項１１】複合化工程を行う装置が、被処理物が
押し付けられる受け面を内周部に有する筒状体と、前記
受け面に近接するように前記筒状体の内部に配置された
押圧ヘッドとを備え、前記受け面と前記押圧ヘッドの間
に間隙を存した状態で前記筒状体と前記押圧ヘッドとを
相対回転させて前記受け面と前記押圧ヘッドの間の被処
理物に押圧力とせん断力を付与するように構成されたも
のであることを特徴とする請求項１０に記載の粉体塗料
の製造方法。
【請求項１２】複合化工程を行う装置が、被処理物を
冷却する冷却手段を備えており、この冷却手段により母
粒子の表面を除く部分の平均温度がガラス転移点を越え
ないように処理を行うことを特徴とする請求項１０又は
１１に記載の粉体塗料の製造方法。