JP2000317383A

JP2000317383A - 塗装方法

Info

Publication number: JP2000317383A
Application number: JP11134881A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Yoshimura; 好生吉村; Shusuke Tate; 秀典舘; Yutaka Kanamaru; 豊金丸; Shinji Moriyama; 伸二森山
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2000-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】描画等の複雑な多彩色模様の塗膜を形成させる
ことができる塗装方法を提供すること。【解決手段】粉体塗料を静電転写方式又は電子写真方式
により塗装する塗装方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２種以上の粉体塗
料を用いて、多彩色模様の塗膜を形成する塗装方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】粉体塗料の塗装では、静電塗装ガン、Ｐ
ＣＭ等による、単一色での塗装方法が主である。また、
特開平９−２６２５３６号公報に記載の多色粉体塗装方
法及び特開平９−２６２５３７号公報に記載の多色塗装
システム等で提案されている塗装方法を用いても、簡単
なグラデーション塗装は可能であるが、描画等の複雑な
色彩による表現を必要とする塗装は困難と思われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、描画
等の複雑な多彩色模様の塗膜を形成させることができる
塗装方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、粉体塗料を静
電転写方式又は電子写真方式により塗装する塗装方法に
関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる粉体塗料は、
例えば、樹脂、硬化剤、着色剤等からなる、一般に粉体
塗料として使用されるものであれば、特に限定されない
が、粉体塗料の帯電性の調整を容易にするために、さら
に、電荷調整剤を含有したものであることが好ましい。

【０００６】電荷調整剤としては、通常、トナーの電荷
調整剤として用いられているものであれば特に限定され
ないが、負帯電性のものとしては、着色剤の発色性に影
響を与えない点から、サリチル酸のアルキル誘導体の金
属錯体、例えば「ボントロンＥ−８１」、「ボントロン
Ｅ−８２」、「ボントロンＥ−８４」及び「ボントロン
Ｅ−８５」（以上、オリエント化学工業社製）；ベンジ
ル酸ホウ素錯体、例えば「ＬＲ−１４７」（日本カーリ
ット社製）；有機金属化合物、例えば「ＴＮ−１０５」
（保土谷化学工業社製）等が好ましく、正帯電性のもの
としては、ニグロシン染料、例えば「ニグロシンベース
ＥＸ」、「オイルブラックＢＳ」、「オイルブラックＳ
Ｏ」、「ボントロンＮ−０１」、「ボントロンＮ−０
７」、「ボントロンＮ−０９」、「ボントロンＮ−１
１」（以上、オリエント化学工業社製）等；３級アミン
を側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料、４級
アンモニウム塩化合物、例えば「ボントロンＰ−５
１」、「ボントロンＰ−５２」（以上、オリエント化学
工業社製）、「ＴＰ−４１５」（保土谷化学工業社
製）、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、「COPY
CHARGE PX VP435」（ヘキスト社製）等；ポリアミン樹
脂、例えば「ＡＦＰ−Ｂ」（オリエント化学工業社製）
等；イミダゾール誘導体、例えば「ＰＬＺ−２００
１」、「ＰＬＺ−８００１」（以上、四国化成社製）等
が挙げられる。電荷調整剤の使用量は、樹脂１００重量
部に対して、好ましくは１０重量部以下、より好ましく
は０．１〜５重量部である。

【０００７】樹脂としては、従来より公知である樹脂が
特に限定されることなく使用可能である。例えば、ポリ
エチレン、ナイロン樹脂、塩化ビニルなどの非反応性樹
脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂な
どの反応性樹脂等が挙げられ、これらは２種以上を混合
して用いてもよい。

【０００８】硬化剤としては、従来より公知である硬化
剤が特に限定されることなく使用可能である。例えば、
トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネー
ト等のポリイソシアネート系硬化剤；１，３，５−トリ
グリシジルイソシアヌレート（ＴＧＩＣ）等のイソシア
ヌレート系硬化剤；ブロックドイソシアネート系硬化
剤；ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテル等のエポ
キシ系硬化剤；アルコキシシラン系硬化剤；ポリアジリ
ジン系硬化剤；オキサゾリン系硬化剤等が挙げられる。
硬化剤の含有量は、樹脂中に存在する官能基の量にもよ
るが、官能基の当量比で０．８〜１．２の範囲が好まし
い。

【０００９】着色剤しては、基本色としてイエロー、マ
ゼンタ、シアン、白、黒等が挙げられ、それぞれの基本
色に使用される着色剤としては、例えば、イエローでは
ジスアゾエロー、アセト酢酸アリールアミド系モノアゾ
黄色顔料、マゼンタではカーミン６Ｂ、ピグメントレッ
ド、シアンでは銅フタロシアニン、白では酸化チタン、
黒ではカーボンブラック等が挙げられる。着色剤の含有
量は、樹脂１００重量部に対して、１〜６０重量部が好
ましい。

【００１０】粉体塗料には、必要に応じて、アクリレー
ト重合体等の流展剤、各種触媒や有機系スズ化合物等の
架橋促進剤、ベンゾイン等のワキ防止剤等の添加剤等が
含有されていてもよい。これらの添加剤の含有量は、そ
れぞれ樹脂１００重量部に対して０．１〜５重量部が好
ましい。

【００１１】本発明に用いられる粉体塗料は、例えば、
樹脂、硬化剤、着色剤、内添剤等を押出機等で溶融混練
し、冷却後、例えば、ハンマーミル、ジェット衝撃ミル
等の粉砕装置を用いて物理的粉砕を行い、ついで空気分
級機、マイクロン・クラッシファイアーなどの分級機を
用いて分級することにより調製することができる。さら
に、粉体塗料の表面には、シリカ、アルミナ、チタニア
又はジルコニア等の流動性調整剤等の外添剤が添加され
ていてもよい。粉体塗料の平均粒子径は、通常、５〜５
０μｍ程度が好ましい。なお、電荷調整剤は、内添剤と
同様に樹脂中に混合して分散させてもよく、また外添剤
と混合して粉体表面に付着させてもよい。

【００１２】本発明に用いられる粉体塗料の帯電量は、
塗装効率の観点から、１〜３０μＣ／ｇが好ましく、よ
り好ましくは５〜２５μＣ／ｇである。粉体塗料の帯電
量の調整は、例えば、粉体塗料に電荷調整剤を含有させ
たり、粉体の表面に付着させる流動性調整剤等の外添剤
の量を調整することにより、行うことができる。

【００１３】本発明では、以上に説明した粉体塗料を静
電転写方式又は電子写真方式により被塗装物の表面に塗
装して、描画等の複雑な多彩色模様の塗膜を形成する。

【００１４】本発明での静電転写方式は、（１）スク
リーン上面の−直流電圧により、−電極に荷電された粉
体塗料を、印刷ブラシにより静電界中に押し出す、
（２）静電界中に押し出された粉体塗料は、静電気特
性により＋電極である被塗装物に向かって垂直に飛び出
し、スクリーンパターンと同様のパターンを塗装する、
ことを原理とする。

【００１５】以上の原理を利用して、粉体塗料を被塗装
物表面に付着させる装置として、例えば図１に示される
ような構造を有する塗装装置１が挙げられる。

【００１６】塗装装置１は、主として、スクリーン２
と、印刷ブラシ３、対向電極板４、高電圧発生装置５と
を有する。

【００１７】スクリーン２としては、ステンレス、ニッ
ケル電鋳品等からなるものが用いられる。

【００１８】スクリーン２は、例えば、塗装部にはスク
リーン２が有するメッシュを通して粉体塗料を付着さ
せ、非塗装部にはメッシュに目止めを形成させて粉体塗
料を通さないように設計されたものであってもよく、ス
クリーン２の下に、塗装パターンに対応したフォトレジ
スト膜が重ねられ、塗装部にのみメッシュを通して粉体
塗料を付着させるものであってもよい。なお、スクリー
ン２は、用いる粉体塗料の色相ごとに、所望の塗装パタ
ーンに対応したものを複数用意する。

【００１９】印刷ブラシ３は、ウレタンフォーム等から
なるものが用いられる。印刷ブラシ３で粉体塗料６を擦
ることにより、スクリーン２上の粉体塗料６に−の電荷
を帯電させることできる。

【００２０】対向電極板４としては、アルミプレート、
ステンレスプレート等を用いることができ、スクリーン
２と対向電極板４の間隔は、被塗装物の厚さ等により異
なるが、静電界が生じる間隔であればよく、通常、２〜
２０ｍｍ程度が好ましい。

【００２１】高電圧発生装置５は、スクリーン２と対向
電極板４に接続し、スクリーン２に−直流電圧を、対向
電極板４上の被塗装物７に＋直流電圧をそれぞれかけ
て、スクリーン２と被塗装物７との間に静電界を生じさ
せ、これにより、静電力を利用して、スクリーン２上の
粉体塗料６を被塗装物表面に付着させ、塗膜を形成す
る。

【００２２】前記塗装装置１を用いて塗装を行なう場合
には、例えば、以下の手順にしたがって塗装を行なうこ
とができる。

【００２３】（Ａ）スクリーン２の非塗装パターン対
応部分に粉体塗料６を乗せる。

【００２４】（Ｂ）非塗装パターン対応部分上の粉体
塗料６を印刷ブラシ３で擦ることにより、粉体塗料６を
−帯電させる。一方、被塗装物７の表面には、高電圧発
生装置５を用いて、＋電圧をかける。

【００２５】（Ｃ） −帯電した粉体塗料６を、印刷ブ
ラシ３を用いてスクリーン２の塗装パターン対応部分に
移送する。移送された粉体塗料６は、静電気特性によ
り、スクリーン２のメッシュを通して、＋電極である被
塗装物７に向かって垂直に飛び、被塗装物７の表面に付
着する。

【００２６】（Ｄ）スクリーンを交換し、異なった色
調の粉体塗料を用いて、（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返すこと
により、数種の粉体塗料を被塗装物７に付着させ、多彩
色模様を完成させる。

【００２７】このような静電転写方式を採用した塗装装
置としては、例えば、静電スクリーン印刷装置（オリジ
ン電気社製）等を用いることができる。

【００２８】このようにして被塗装物表面に付着した粉
体塗料は、温度調節の可能な電子オーブン等の加熱手段
を用いて、例えば、１５０〜２５０℃で、１５〜６０分
間被塗装物を加熱することにより、被塗装物上の粉体塗
料を焼き付けて塗膜を形成することができる。なお、粉
体塗料の焼き付けは、１色付着させるごとに行ってもよ
く、また、多彩色模様を完成させた後に行ってもよい。

【００２９】また、電子写真方式により塗膜を形成する
際には、例えば、図２に示されるような電荷供給装置を
備えた塗装装置１１を用いることができる。

【００３０】塗装装置１１は、主として、作像装置１２
と、転写・搬送装置１３とを有する。

【００３１】作像装置１２は、感光ベルト（感光体）１
４、帯電装置１５、露光装置１６、現像装置１７、転写
ベルト１８および静電転写装置１９を有し、電子写真方
式により転写ベルト１８に粉体塗料２０を付与する。

【００３２】なお、感光ベルト１４は、エンドレスに回
転し、その表面は、帯電装置１５によって帯電する。露
光装置１６としては、例えば、レーザ露光装置などがあ
げられる。かかる露光装置１６により、感光ベルト１４
の帯電表面に、所定の塗装パターンが形成されるように
露光が行なわれ、帯電装置１５が付与した感光ベルト１
４の表面の電荷のうち、露光部分の電荷を光導電現像に
より消失させ、静電潜像を形成させる。露光装置１６
は、塗装パターンの原稿を用いて露光するものであって
もよく、また塗装パターンが登録されたコンピュータか
ら出力せしめられる印刷信号に従って露光するものであ
ってもよい。

【００３３】現像装置１７は、現像槽２１から感光ベル
ト１４の表面に、帯電した粉体塗料（負電荷）を与え、
静電潜像を現像して所望の塗装パターンに対応する粉体
塗料２０の像を形成させるために用いられる。粉体塗料
は、静電潜像の電界によって引きつけられて可視の粉体
塗料２０の像となる。

【００３４】静電転写装置１９は、現像装置１７によっ
て感光ベルト１４上に付着した粉体塗料２０を、転写ベ
ルト１８に静電転写させる。転写ベルト１８はエンドレ
スに回転し、感光ベルト１４の側傍を移動する。静電転
写は、例えば、転写ベルト１８の背面から粉体塗料とは
逆極性のコロナを印加することによって行なわれる。こ
れにより、転写ベルト１８に粉体塗料２０が付与され
る。なお、感光ベルト１４には、クリーニング装置２２
が備えられており、また転写ベルト１８には、クリーニ
ング装置２３が備えられている。

【００３５】転写・搬送装置１３は、被塗装物２４を搬
送する搬送装置２５と、転写ベルト上の粉体塗料２０を
被塗装物２４に転写するために被塗装物２４に電荷を供
給する転写ロール２６とを有する。

【００３６】転写ロール２６と転写ベルト１８との間隔
は、被塗装物の厚さに応じて、任意に変更することがで
きる。

【００３７】図２に示された塗装装置１１においては、
転写ロール２６として、導電性ゴムローラが用いられて
いるが、本発明においては、かかる導電性ゴムローラ以
外にも、例えば、導電性ブラシ、コロトロンなどを用い
ることができる。

【００３８】転写ロール２６として導電性ゴムローラま
たは導電性ブラシを用いた場合には、該導電性ゴムロー
ラまたは導電性ブラシは、高圧電源装置により供給電圧
を調整しながら被塗装物２４の塗装を行なう面の背面に
接触させて該表面に粉体塗料とは逆極性の電荷を供給
し、結果として、転写ベルト１８に付与された粉体塗料
２０を被塗装物２４に静電転写させることを可能にす
る。なお、前記転写ロール２６として、コロトロンを用
いる場合には、被塗装物２４の塗装を行なう表面に非接
触の状態で、該表面に粉体塗料と逆極性の電荷を供給
し、また転写部の下流側にも、コロトロンを被塗装物２
４の塗装を行なう面の裏面側に配置し、高圧電源装置に
より電荷を供給し、結果として転写ベルト１８によって
付与された粉体塗料２０を被塗装物２４に静電転写させ
ることができるようにしてもよい。

【００３９】前記導電性ゴムローラとしては、例えば、
芯材の周囲に導電性シリコーンゴムと導電性ＥＰＤＭ
（エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体）
とを混練りしたゴム組成物からなるゴムローラが設けら
れ、該混練りローラの表面にフッ素樹脂の表面コートが
設けられたものなどがあげられる。

【００４０】前記導電性ブラシとしては、例えば、導電
性レーヨン繊維を平ブラシ状に加工したものなどがあげ
られる。

【００４１】前記コロトロンとしては、例えば、タング
ステンワイヤを金属ケースに保持させたものなどがあげ
られる。転写ロール２６として、非接触方式のコロトロ
ンを用いた場合には、被塗装物２４の表面に接触させず
に電荷を供給させることができるため、被塗装物２４の
表面に傷をつけるおそれがないという利点がある。

【００４２】なお、塗装装置１１の外部には、静電潜像
を被塗装物に転写する際の転写電圧を調整するために、
高圧電源装置を設けておくことが好ましい。転写電圧及
び電流は、特に限定されないが、通常、電圧は０〜６ｋ
Ｖ、電流は０．５〜５ｍＡが好ましく、高圧電源装置と
しては極性の切り替えが可能なものが好ましい。

【００４３】前記塗装装置１１を用いて塗装を行なう場
合には、例えば、以下の手順にしたがって塗装を行なう
ことができる。

【００４４】（Ａ）作像装置１２により、電子写真方
式で転写ベルト１８に塗装パターンに対応した粉体塗料
２０を付着させる。

【００４５】（Ｂ）搬送装置２５によって搬送された
被塗装物２４を転写ロール２６と接触させることによ
り、転写ベルト１８に付与された粉体塗料２０を被塗装
物２４の表面に電気的に転写させる。

【００４６】このようにして被塗装物に転写された粉体
塗料を、静電転写方式の際と同様に、電子オーブン等の
加熱手段を用いて焼き付けることにより、塗膜を形成す
ることができる。

【００４７】

【実施例】〔帯電量〕各粉体塗料毎に脱脂したスチール
板に静電スプレーにて塗装する。得られた塗装板とアー
スとの間に容量（Ｃ）０．０４７μＦのコンデンサーを
つなぎ、エレクトロメーターＴＲ８４１１（（株）アド
バンテスト社製）を用い、エアブローによって塗装した
粉体塗料を除去し、粉体塗料の除去前後の電位差と、除
去した粉体塗料の重量から算出する。

【００４８】粉体塗料の製造例１ポリエステル樹脂Ａ１５重量部（ＥＲ−８１０７、日本エステル社製、酸価：３２．５ＫＯＨｍｇ／ｇ）ポリエステル樹脂Ｂ７９重量部（ＥＲ−８１００、日本エステル社製、酸価：６５．８ＫＯＨｍｇ／ｇ）ＴＧＩＣ（アラルダイトＰＴ−８１０）６重量部カーミン６Ｂ（スミカプリント・カーミン６Ｂ、住友化学社製）８重量部電荷調整剤２重量部（ボントロンＥ−８４、オリエント化学工業社製）流展剤（Ａｃｒｏｎａｌ４Ｆ）１重量部ベンゾイン０．５重量部

【００４９】上記組成物を、スーパーミキサーにて良く
混合した後、ブスーコニーダー（ブス社製）を使用して
混練し、冷却したのちＰＪＭ粉砕機（日本ニューマチッ
ク社製）により粉砕し、ＭＤＳ型分級機（日本ニューマ
チック社製）で分級し、平均粒子径３０μｍの粉体を得
た。この粉体１００重量部に、シリカ（アエロジルＲ９
７２、日本アエロジル社製）０．２重量部をヘンシェル
ミキサーを使用して均一に混合し、粉体の表面にシリカ
を付着させ、粉体塗料（１−１）を得た。粉体塗料（１
−１）の帯電量は、１４．３μＣ／ｇであった。

【００５０】粉体塗料の製造例２電荷調整剤を樹脂等とともに混合するのではなく、シリ
カと混合して粉体の表面に付着させた以外は、粉体塗料
の製造例１と同様にして粉体塗料（１−２）を得た。粉
体塗料（１−２）の帯電量は、１０．８μＣ／ｇであっ
た。

【００５１】粉体塗料の製造例３ポリエステル樹脂Ａの使用量を４０重量部に、ポリエス
テル樹脂Ｂの使用量を５４重量部にそれぞれ変更し、カ
ーミン６Ｂの代わりにジスアゾエロー（ピグメントイエ
ローＥＣＹ−２１０、大日精化社製）８重量部を使用し
た以外は、粉体塗料の製造例１と同様にして粉体塗料
（２−１）を得た。粉体塗料（２−１）の帯電量は、１
９．８μＣ／ｇであった。

【００５２】粉体塗料の製造例４電荷調整剤を樹脂等とともに混合するのではなく、シリ
カと混合して粉体の表面に付着させた以外は、粉体塗料
の製造例３と同様にして粉体塗料（２−２）を得た。粉
体塗料（２−２）の帯電量は、１６．２μＣ／ｇであっ
た。

【００５３】粉体塗料の製造例５ポリエステル樹脂Ｂの使用量を５２重量部に変更し、ポ
リエステル樹脂Ａの代わりにポリエステル樹脂Ｃ（ＥＲ
−８１０９、日本エステル社製、酸価：３８．８ＫＯＨ
ｍｇ／ｇ）４０重量部を、カーミン６Ｂの代わりに銅フ
タロシアニン（シアニンブルーＫＲＳ、山陽色素社製）
８重量部を使用した以外は、粉体塗料の製造例１と同様
にして、粉体塗料（３−１）を得た。粉体塗料（３−
１）の帯電量は、１７．５μＣ／ｇであった。

【００５４】粉体塗料の製造例６電荷調整剤を樹脂等とともに混合するのではなく、シリ
カと混合して粉体の表面に付着させた以外は、粉体塗料
の製造例５と同様にして粉体塗料（３−２）を得た。粉
体塗料（３−２）の帯電量は、１４．９μＣ／ｇであっ
た。

【００５５】実施例Ａ−１〜５オリジン電気社製の静電スクリーン印刷機を用い、表１
に示す粉体塗料のそれぞれにスクリーンを用意し、スク
リーンと対向電極板間にＤＣ５ｋＶ、０．２ｍＡを印加
して各色ごとに塗装し、色重ねを行って脱脂したスチー
ル板に多彩色模様となるように粉体塗料を付着させた。
粉体塗料の付着したスチール板を１８０℃で２０分間焼
き付け、塗膜を得た。

【００５６】実施例Ｂ−１〜５カラーレーザービームプリンター「Ｐｈａｓｅｒ５５
０Ｊ」（ソニー・テクトロニクス（株）製）の定着器を
外し、被塗装物を良好に搬送するために、転写ベルトと
転写ロールの間隔を被塗装物の厚みに応じて調整できる
ようにした。また、転写ベルトから被塗装物への粉体塗
料の転写を容易に行うために、転写ロールに外部電源を
接続し、供給電圧、電流の調節を可能にした。このプリ
ンタのトナーカートリッジに表１に示す粉体塗料を充填
し、被塗装物に多彩色模様となるように粉体塗料を付着
させた。転写ロールにはＤＣ７５０Ｖ、１ｍＡを印加し
た。なお、被塗装物としては、厚さ０．６ｍｍの脱脂し
たスチール板を用いた。次に、粉体塗料の付着した被塗
装物を１８０℃で２０分間焼き付け、塗膜を得た。

【００５７】

【表１】

【００５８】以上の実施例Ａ−１〜５、Ｂ−１〜５で
は、２種以上の粉体塗料を塗装して、、従来にない複雑
な多彩色模様の塗膜が得られた。

【００５９】

【発明の効果】本発明により、粉体塗料の塗装により、
描画等の複雑な多彩色模様の塗膜を得ることが可能にな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に用いられる静電転写方式の塗
装装置の断面の一実施形態を示す概略説明図である。

【図２】図２は、本発明に用いられる電子写真方式の塗
装装置の一実施形態を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１塗装装置２スクリーン３印刷ブラシ４対向電極板５高電圧発生装置６粉体塗料７被塗装物１１塗装装置１２作像装置１３転写・搬送装置１４感光ベルト１５帯電装置１６露光装置１７現像装置１８転写ベルト１９静電転写装置２０粉体塗料２１現像槽２２クリーニング装置２３クリーニング装置２４被塗装物２５搬送装置２６転写ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金丸豊和歌山市湊1334番地花王株式会社研究所内 (72)発明者森山伸二和歌山市湊1334番地花王株式会社研究所内Ｆターム(参考） 4D075 AA09 AC23 AC45 BB28Z BB65X CB36 DB02 DC31 EA02 EB13 EB15 EB22 EB35 EC03 EC60 4J038 CB021 CD021 CG001 DB001 DD001 DH001 DJ012 JB01 JB32 JC37 JC38 KA03 KA08 KA12 MA02 NA01 NA17 PA01 PA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体塗料を静電転写方式又は電子写真方
式により塗装する塗装方法。
【請求項２】粉体塗料の帯電量が１〜３０μＣ／ｇで
ある請求項１記載の塗装方法。
【請求項３】粉体塗料が電荷調整剤を含有している請
求項１又は２記載の塗装方法。