振動ミキサーを用いたエマルションの製造方法およびそれから得られる水性塗料組成物
【課題】効率のよいエマルション製造方法を提供すること。
【解決手段】振動ミキサーを用いることによって、塩基性基または酸性基を含んだ樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とからエマルションを製造する方法であって、（ｉ）樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んだ原料をミキサーの流入口から供給して混合物Ａを得る工程、（ｉｉ）ミキサーの第１供給口から中和剤水溶液を供給して、分散相としての水相および有機溶剤と中和剤により中和された樹脂成分と硬化剤とを含んだ連続相としての油相の２相から成る混合物Ｂを得る工程、ならびに（ｉｉｉ）ミキサーの第２供給口から水を供給して、転相を行ってエマルションを形成する工程を含み、原料の粘度が、４００〜５０００ｍＰａ・ｓ、混合物Ｂの粘度が、１００００〜５００００ｍＰａ・ｓ、また、エマルションの粘度が５〜３００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする製造方法。
【解決手段】振動ミキサーを用いることによって、塩基性基または酸性基を含んだ樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とからエマルションを製造する方法であって、（ｉ）樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んだ原料をミキサーの流入口から供給して混合物Ａを得る工程、（ｉｉ）ミキサーの第１供給口から中和剤水溶液を供給して、分散相としての水相および有機溶剤と中和剤により中和された樹脂成分と硬化剤とを含んだ連続相としての油相の２相から成る混合物Ｂを得る工程、ならびに（ｉｉｉ）ミキサーの第２供給口から水を供給して、転相を行ってエマルションを形成する工程を含み、原料の粘度が、４００〜５０００ｍＰａ・ｓ、混合物Ｂの粘度が、１００００〜５００００ｍＰａ・ｓ、また、エマルションの粘度が５〜３００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エマルションの製造方法に関する。また、本発明は、かかる製造方法で得られたエマルションを含んで成る水性塗料組成物（例えば電着塗料）にも関する。更には、かかる水性塗料組成物を用いた塗膜形成方法および塗装物にも関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電着塗料等の水性塗料に用いられるエマルション（またはエマルジョンもしくは乳化液）は、反応釜等の容器に原料を入れて乳化させるバッチ式で製造していた。具体的には、まず、原料となる樹脂成分、硬化剤および有機溶剤（必要に応じて種々の添加剤）を反応釜に供給した後、それらを攪拌しながら中和剤水溶液を加え、油相の連続相と水相の分散相とから成る混合物を形成し、次いで、その混合物に水を加えて連続相を油相から水相へと変える転相を引き起こすことによって、エマルションを製造していた。
【０００３】
しかしながら、このような従来の製造法はバッチ式であるために、エマルションの必要量に応じた規模の製造設備が必要であり、省スペース化の点で決して好ましいものではなかった。
【０００４】
例えば生産性の観点からエマルションを連続式で製造することが考えられるものの、電着塗料等の水性塗料に用いられるエマルションの製造では、上述のような転相現象に起因して製造時における原料の粘度変化が大きく、製造装置の運転が容易ではないので、連続式ミキサーなど攪拌機の使用は考えられていなかった。例えば、樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んで成る原料の初期の粘度は約２５００〜４０００ｍＰａ・ｓ（７０℃温度条件下）であり、転相直前における混合物の粘度は約１８０００〜２５０００ｍＰａ・ｓ（４０℃温度条件下）であり、そして、転相後のエマルションの粘度は約１０〜５０ｍＰａ・ｓ（２５℃温度条件下）である。このように製造時の粘度変化が大きいために、ミキサーの操作条件が複雑となるだけでなく、転相前に非常に高くなる原料粘度に起因して、攪拌翼などを駆動させるモーターに大きな負荷をかけることになり、結果的にミキサーが故障してしまう可能性があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものである。つまり、本発明の課題は、電着塗料等の水性塗料に用いられるエマルションを生産性および省スペース化の点で効率よく製造できる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、省スペースとなるにも拘わらず生産性が驚くべきほどに向上したエマルション製造法の発明を完成させた。
上記課題を解決する本発明は、
有機溶剤に溶解可能な塩基性基または酸性基を含んで成る樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とからエマルションを製造する方法であって、
（ｉ）樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んで成る原料から混合物Ａを得る工程、
（ｉｉ）塩基性基または酸性基を中和する中和剤水溶液を混合物Ａに加え、分散相としての水相および有機溶剤と中和剤により中和された樹脂成分と硬化剤とを含んで成る連続相としての油相の２相から成る混合物Ｂを得る工程、ならびに、
（ｉｉｉ）水を混合物Ｂに加え、連続相を油相から水相へと変える転相を行ってエマルションを形成する工程
を含んで成り、
原料が、７０℃の温度条件下、４００〜５０００ｍＰａ・ｓの粘度を有し、混合物Ｂが、４０℃の温度条件下、１００００〜５００００ｍＰａ・ｓの粘度を有し、また、エマルションが、２５℃の温度条件下、５〜３００ｍＰａ・ｓの粘度を有しているエマルション製造方法において、
（ａ）流入口１０２および流出口１０４を端部近傍に備え、内部にて流体が流通するケーシング１１０、
（ｂ）流体が流通できる開口部１２０を備え、ケーシング１１０内部を複数のセクション（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，・・・）に分ける仕切板１２２、ならびに
（ｃ）長尺の軸部１３０とその周囲に設けられた螺旋形状の羽根部１３２とを備えた攪拌体１３４であって、ケーシング１１０の軸方向に沿うように仕切板１２２の開口部１２０を通してケーシング１１０内に収納された攪拌体１３４
を有して成り、攪拌体１３４がその軸方向に振動することによってケーシング１１０内の流体が混合されるミキサー１００（以下「振動ミキサー」ともいう）を用いることを特徴としており、
工程（ｉ）では、原料を流入口１０２からケーシング１１０内に導入して、混合物Ａを得ており、
工程（ｉｉ）では、ケーシング１１０に設けられた第１供給口１０６（好ましくは流入口１０２と流出口１０４との間に設けられている第１供給口１０６）を介して中和剤水溶液をケーシング１１０内に導入し、混合物Ｂを得ており、また
工程（ｉｉｉ）では、第１供給口１０６と流出口１０４との間の位置となるケーシング１１０に設けられた第２供給口１０８を介して水をケーシング１１０内に導入し、転相を実施し、流出口１０４からエマルションが得られることになるエマルション製造方法である。
【０００７】
本発明において「塩基性基または酸性基を有して成る樹脂成分」とは、中和することによって水和可能な樹脂成分を実質的に意味している。また、本発明において「エマルション」とは、一般的に連続相としての水性媒体に対して油相が分散相して存在する乳濁液または乳化液を意味している。本発明の製造方法で得られるエマルションからは水性塗料組成物、特に電着塗料を得ることができる。
【０００８】
また、本発明における「粘度」とは、各々所定の温度条件の下でブルックフィールド型粘度計により求めた粘度を意味している。
【０００９】
本発明のエマルションの製造方法は、原料の粘度変化が大きいにも拘わらず、振動ミキサーを用いることによって、エマルションを連続式で製造できることを特徴としている。より具体的にいうと、製造時における供給原料の粘度が図１で模式的に示すように中粘度から高粘度を経て低粘度へと大きく変化し、その点で運転操作が容易ではないのにも拘わらず、連続式でエマルションを製造できることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法で用いられる振動ミキサーは、原料の滞留時間が短いのでエマルションを短時間で製造できるだけでなく、ミキサーのサイズが比較的小さいのでミキサーの設置スペースおよび設置面積を小さくできる。つまり、本発明の製造方法は、生産性および省スペース化の点で効率のよいエマルション製造法である。
【００１１】
また、本発明の製造方法では、振動ミキサーのケーシングの外側から温度調整を容易に行うことができ、エマルション製造時の原料を容易に冷却することができるので、乳化効率が良くなり、安定性の高いエマルションを得ることができる。ここでいう「安定性の高いエマルション」とは、従来の製造方法で得られるエマルションと比べて、時間的に安定しており貯蔵安定性に優れるエマルションを意味している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の説明に先立って、まず、本発明の製造方法で用いる振動ミキサーについて説明する。
【００１３】
図２に本発明の製造方法で用いる振動ミキサー１００の一部断面模式図を示すと共に、図３に振動ミキサー１００の分解斜視図を示す。振動ミキサー１００は、
（ａ）流入口１０２および流出口１０４を備え、内部にて流体が流通できるケーシング１１０、
（ｂ）流体が流通できる開口部１２０を備え、ケーシング１１０の内部を複数のセクション（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，・・・・）に分ける仕切板１２２、ならびに
（ｃ）長尺の軸部１３０とその周囲に設けられた螺旋形状の羽根部１３２とを備えた攪拌体１３４であって、ケーシング１１０の軸方向に沿って仕切板１２２の開口部１２０を通るようにケーシング１１０内に収納された攪拌体１３４
を有して成り、
攪拌体１３４がその軸方向に上下に振動することによってケーシング１１０内の流体の混合が促進されるミキサーである。
【００１４】
図３（ａ）に示すように、ケーシング１１０は、その各バレル（１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，・・）が仕切板１２２と交互に配置されるように設けられることが好ましい。ケーシング１１０とバレル（１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，・・・）との間には、流体の漏れを防止すべくシール材（例えばシリコーン材料から成るシール材）を配置することが好ましい。
【００１５】
図２に示すように、混合すべき供給原料は、ケーシング１１０の下端部の近傍に設けられた流入口１０２から適当なポンプによって連続的にケーシング１１０内に導入される。ケーシング１１０内に導入された供給原料は、その供給圧に起因してケーシング内を上方へと下流側に向かって流れるが、その際、攪拌体１３４の振動による混合に付される。最終的には、ケーシング１１０の上端部の近傍に設けられた流出口１０４から押し出されるように混合物が連続的に排出されてくる。
【００１６】
このような振動ミキサー１００においては、攪拌体１３４の螺旋形状の羽根部１３２が上下に往復運動することによって、混合すべき流体に乱流が生じて混合が行われる。特に、混合すべき流体が約１００００〜５００００ｍＰａ．ｓの粘度（４０℃温度条件下）を有するような高粘性流体の場合では、羽根部１３２が上下に往復運動することによって、仕切板１２２で区切られているセクション（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，・・・・）内で流体（または「流体要素」）の「折り畳み」と「引き伸ばし」が繰り返し行われて局所的な混合効果が生じると共に、流体が仕切板１２２の開口部１２０を通過するに際して大域的な混合効果が生じることになる。従って、流入口１０２から流出口１０４へと流体がケーシング内を通過するに際して流体が混合されることになる。
【００１７】
混合効果をより高める目的で、螺旋形状の羽根部１３２に穴を設けてもよい。この場合、攪拌体１３４が振動すると、流体の一部が穴を通過（流通）することになり、混合が更に促進されることになる。同様な目的で、仕切板１２２にも穴を設けてもよい。
【００１８】
ケーシング１１０またはその各バレル（１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，・・）は、円筒形状であることが好ましい。また、ケーシング１１０またはその各バレル（１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，・・）の材質は特に限定されるものではなく、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼または耐食性合金（例えば、ハステロイ、インコネル、ステライト）などの金属材料であってよい。
【００１９】
仕切板１２２は、ケーシング１１０の内部を複数のセクション（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，・・・・）に分けるものである。仕切板１２２の中央には、攪拌体１３４の軸部１３０を通すと共に、ミキサー運転時に流体を流通させる開口部１２０が設けられている。開口部１２０の形状（横断方向の断面形状）は、円形が好ましい。なお、仕切板１２２の材質は特に限定されるものではなく、ケーシング１１０の材質に関して例示したような金属材料であってよい。
【００２０】
攪拌体１３４は、長尺の軸部１３０とその周囲に設けられた螺旋形状の羽根部１３２とを備えており、ケーシング１１０の軸方向に沿って仕切板１２２の開口部１２０を通るようにケーシング１１０内に収納されている。この攪拌体１３４は、図２に示すように、上端部分が振動駆動部１３６に取り付けられており、軸方向に上下に往復運動できるようになっている。本発明の製造に際して、攪拌体１３４は、好ましくは５〜３０ｓ−１（ストローク／秒）、より好ましくは１０〜３０ｓ−１（ストローク／秒）の振動数、および、例えば５〜４０ｍｍの振幅でもって振動することが好ましい。上述したように、螺旋形状の羽根部１３２には穴を設けて、混合効果をより高めてもよい。この場合、穴は、図４に示すように、羽根部１３２の外側寄りの穴１３３ａと内側寄りの穴１３３ｂとの２種類設けることが好ましく、外側寄りの穴１３３ａは略半円形状にすると共に、内側寄りの穴１３３ｂは円形状にすることが更に好ましい。このように穴を設けることによって、振動ミキサー１００の混合効果がより促進されることになる。尚、羽根部１３２は、螺旋形状が好ましいものの、必ずしもその形状に限定される必要はなく、振動することによって流体の混合を促進するものであれば、螺旋形状から適当に変形させた形状であってもよい。また、攪拌体１３４の材質は特に限定されるものではなく、例えばケーシング１１０および仕切板１２２の材質に関して例示したような金属材料であってよい。
【００２１】
本発明の製造方法では、原料を振動ミキサー１００に連続的に導入した後、中和剤水溶液および水を連続的に供給する。従って、本発明の製造方法で用いる振動ミキサーは、図２に示すように、中和剤水溶液を供給するための第１供給口１０６をケーシング１１０に備えていると共に、水を供給するための第２供給口１０８を同じくケーシング１１０に備えている。水の供給は、中和剤水溶液の供給よりも後に行うので、第２供給口１０８は第１供給口１０６よりも下流側に設けられている。ここで、第１供給口１０６は、流入口１０２と流出口１０４との間の位置となるケーシング１１０に設けられていることが好ましいものの、特にそれに限定される必要はなく、流入口１０２が設けられているケーシング１００の端部領域に設けてもよい。同様に、第２供給口１０８は、第１供給口１０６と流出口１０４との間に設けられているが、特にそれに限定される必要はなく、第１供給口１０６が設けられているケーシング１１０の胴部領域または流出口１０４が設けられているケーシング１１０の端部領域に設けてもよい。
【００２２】
本発明の製造方法で用いられる振動ミキサー１００は、非常にコンパクトなミキサーであることを特徴の１つとする。具体的には、振動ミキサーのサイズ（体積）は、好ましくは０．１〜１０ｍ３、より好ましくは０．１〜８ｍ３であって、必要な設置面積は、好ましくは０．２〜３ｍ２、より好ましくは０．２〜１．５ｍ２である。
【００２３】
ある好ましい態様では、本発明の製造方法で用いる振動ミキサー１００は、市販されている振動ミキサーであってよく、例えば、冷化工業株式会社より販売されているＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ（登録商標）である。ＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ（登録商標）の中でも、特に型式Ｍ３５の振動ミキサーが好ましい。このＶＢＲＯ ＭＩＸＥＲ型式Ｍ３５は非常にコンパクトであって、ミキサー・サイズが約０．１２ｍ３であり、その必要な設置面積が０．２５ｍ２である。尚、市販の振動ミキサーを用いる場合には、そのまま用いてよいものの、適宜改良して用いてもよい。例えば、第１供給口１０６および／または第２供給口１０８が設けられていない場合には、それらが備えられるように改良してよい。
【００２４】
次に、図２に示す振動ミキサー１００を参照して、本発明のエマルションの製造方法を詳細に説明する。図５には本発明に係る製造フローを示す。
【００２５】
まず、工程（ｉ）では、塩基性基または酸性基を有して成る樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んで成る原料（「供給原料」ともいう）を振動ミキサー１００の流入口１０２からケーシング１１０内に連続的に導入して、樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とから成る混合物Ａを得る。原料のケーシング内への導入には、例えばリニアポンプ、ギアポンプまたはチューブポンプ等の送液ポンプを用いることが好ましい。原料の供給量は、好ましくは５００〜１５００ｇ／ｍｉｎ、より好ましくは７５０〜１２００ｇ／ｍｉｎである。また、原料は、７０℃の温度条件下、４００〜５０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは１０００〜５０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは２０００〜４０００ｍＰａ・ｓの粘度を有している。
【００２６】
樹脂成分および／または硬化剤は、有機溶剤に予め混ぜられた形態で用いてもよい。つまり、樹脂成分および／または硬化剤の製造過程・調製過程で、有機溶剤を予め含んだ形態で樹脂成分および／または硬化剤が得られる場合には、有機溶剤を含んだ形態のまま樹脂成分および／または硬化剤を用いることができる。
【００２７】
「塩基性基または酸性基を有して成る樹脂成分」は、中和することによって水和可能な官能基を有する樹脂であればいずれの樹脂であってもかまわない。例えば樹脂としては、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、カーボネート樹脂およびポリブタジエン樹脂から成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂の構造中にアミノ基等の塩基性基またはカルボキシル基等の酸性基を含んで成るものを挙げることができる。その中でも、塩基性基を有する樹脂としてはアクリル樹脂またはエポキシ樹脂であることが好ましく、また、酸性基を有する樹脂としてはアクリル樹脂またはポリエステル樹脂であることが好ましい。
【００２８】
硬化剤（または架橋剤）は、上記の樹脂成分を硬化（または架橋）させ得るものであれば、いずれの種類の硬化剤であってもかまわない。なお、硬化（または架橋）のために必要な樹脂成分の有する反応性官能基は、上記の塩基性基または酸性基であってもかまわない。例えば、樹脂成分がカルボキシル基を含んで成る場合、硬化剤は、カルボジイミド化合物およびエポキシ化合物のいずれか１種を含んでいる硬化剤であることが好ましい。一方、樹脂成分が水酸基を含んで成る場合、硬化剤は、ブロックイソシアネート化合物、メラミン樹脂およびベンゾグアナミン樹脂から成る群から選択される少なくとも１種以上の硬化剤であることが好ましい。
【００２９】
有機溶剤は、樹脂成分および硬化剤を分散または溶解させるものであれば、いずれの種類の溶剤であってもかまわない。例えば、有機溶剤は、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロオクタン、ノナンもしくはデカン等の炭化水素化合物；エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、シクロペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノール、シクロヘプタノール、オクタノールもしくはシクロオクタノール等のアルコール系化合物；アセトン、メチルエチルケトンもしくはメチルイソブチルケトン等のケトン系化合物；メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、イソアミルセロソルブもしくはヘキシルセロソルブ等のセロソルブ系化合物；ベンゼン、トルエン、エチルベンゼンもしくはキシレン等の芳香族系化合物；または、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルもしくは酢酸ペンチル等のエステル系化合物を挙げることができる。
【００３０】
工程（ｉｉ）では、ケーシング１１０に設けられた第１供給口１０６を介して、塩基性基または酸性基を中和する中和剤水溶液をケーシング１１０内に供給する。これによって、工程（ｉ）で得られた混合物Ａに対して中和剤水溶液が加えられることになり、混合に付されることによって、「分散相としての水相」および「有機溶剤と中和剤により中和された樹脂成分と硬化剤とを含んで成る連続相としての油相」の２相から成る混合物Ｂが得られる。なお、分散相としての水相には、有機溶剤、樹脂成分および／または硬化剤が部分的に含まれてもよい。同様に、連続相としての油相は、あくまでも主として有機溶剤と樹脂成分と硬化剤とを含んでいればよく、中和剤水溶液の成分が部分的に油相に含まれてもよい。また、分散相は連続相中に必ずしも均一に分散している必要はない。
【００３１】
ここで、本明細書において「中和剤水溶液」とは、樹脂成分が塩基性基を含んで成る場合には、酸性化合物を含んだ水溶液を意味しており、樹脂成分が酸性基を含んで成る場合には、塩基性化合物を含んだ水溶液を意味している。酸性化合物としては、例えば、酢酸、蟻酸、乳酸およびクエン酸等を挙げることができる。塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、ジメチルアミノエタノールおよび水酸化ナトリウム等を挙げることができる。
【００３２】
中和剤水溶液をケーシング１１０内に供給するには、例えば、リニアポンプ、ギアポンプまたはチューブポンプ等の送液ポンプを用いて連続的に供給すること好ましい。中和剤水溶液の供給量は、好ましくは１００〜１２００ｇ／ｍｉｎ、より好ましくは２５０〜９００ｇ／ｍｉｎである。また、中和剤水溶液は、２５℃の温度条件下、好ましくは１〜３００ｍＰａ・ｓの粘度、より好ましくは３〜１５０ｍＰａ・ｓの粘度を有している。
【００３３】
得られる混合物Ｂの粘度および温度は経時的に連続に変化しており、特に、得られる混合物Ｂの粘度は工程（ｉｉ）において次第に高くなる。例えば、混合物Ｂの粘度は、次に行う工程（ｉｉｉ）の直前（即ち、水供給の開始時点）では、１００００〜５００００ｍＰａ・ｓの粘度（４０℃温度条件下）、好ましくは１５０００〜５００００ｍＰａ・ｓの粘度（４０℃温度条件下）、より好ましくは２００００〜５００００ｍＰａ・ｓの粘度（４０℃温度条件下）となる。
【００３４】
工程（ｉｉｉ）では、ケーシング１１０に設けられた第２供給口１０８を介して、ケーシング１１０の内部に水を供給する。これによって、混合物Ｂに対して水が加えられることになり、混合に付されることによって、混合物Ｂの連続相が油相から水相へと変わる転相が生じ、Ｏ／Ｗエマルションが得られることになる。
【００３５】
工程（ｉｉｉ）で加えられる水は、一般的な水性塗料の水性媒体に用いられるものであれば特に制限はない。但し、得られるエマルションを電着塗料に用いる場合、工程（ｉｉｉ）で加えられる水が脱イオン水であることが好ましい。
【００３６】
水をケーシング１１０内に供給するには、例えば、リニアポンプ、ギアポンプまたはチューブポンプ等の送液ポンプを用いて連続的に供給すること好ましい。水の供給量は、好ましくは１００〜２０００ｇ／ｍｉｎ、より好ましくは３００〜１０００ｇ／ｍｉｎである。
【００３７】
得られるエマルションは、振動ミキサー１００の流出口１０４から押し出されるようにして連続的に排出される。このように流出口１０４から得られるエマルションの量（即ち、エマルションの生産量）は、好ましくは７００〜５０００ｇ／ｍｉｎ、より好ましくは１０００〜３５００ｇ／ｍｉｎである。
【００３８】
ここで、得られるエマルションは、中和剤水溶液および加えられた水を含んで成る水相を連続相として含む一方、樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んで成る油相を分散相として含むことになる。尚、混合物Ｂと同様、連続相を構成する成分が分散相に部分的に含まれていてもよく、また、分散相を構成する成分が連続相に部分的に含まれていてもよい。エマルションにおいては、分散相が連続相中に必ずしも均一に分散している必要はない。
【００３９】
工程（ｉｉｉ）でも工程（ｉｉ）と同様、形成されるエマルションの粘度および温度が経時的に連続に変化しており、特に、エマルションの粘度は工程（ｉｉｉ）の転相に伴って次第に低くなる。例えば、流出口１０４から排出された時点におけるエマルションは、２５℃の温度条件下、５〜３００ｍＰａ・ｓの粘度、好ましくは１０〜３００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは１０〜１００ｍＰａ・ｓの粘度を有している。また、工程（ｉｉｉ）で得られるエマルションの粒子径は、好ましくは４０〜１５０ｎｍであり、より好ましくは５０〜１２０ｎｍとなっており、従来の製造法で得られるエマルションよりも小さい粒子径となっている。そのため、得られるエマルションは、従来の製造法のエマルションと比べて貯蔵安定性に優れている。本明細書において「エマルションの粒子径」とは、エマルション中に分散する油相成分の粒子の直径であって、レーザー光散乱法により求めた体積平均粒子径である。
【００４０】
以上、図２に示すミキサーおよび図５に示す製造フローに基づいて本発明の製造方法を説明してきた。本発明の製造方法は、生産性の点で非常に効率が良いという点で有利な効果を奏する。具体的には、供給原料のミキサー滞留時間は、好ましくは３〜２５ｓ、より好ましくは３〜６ｓと非常に短いにも拘わらず、エマルション生産量は、好ましくは４０〜３００ｋｇ／ｈｒ、より好ましくは５０〜２００ｋｇ／ｈｒ、更に好ましくは９０〜１６０ｋｇ／ｈｒと大きいものである。装置の有効体積（ｍ３）当たりのミキサー処理量は、好ましくは約１７０〜約１２００ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）、より好ましくは約３４０〜約８００ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）、更に好ましくは３９０〜６２０ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）である。ここで「有効体積」とは、混合すべき流体が流れることになる振動ミキサー内の体積であって、ケーシング内の体積から攪拌体および仕切板などの挿入パーツの体積を除いて算出される体積を実質的に意味している。
【００４１】
ある好適な実施態様では、工程（ｉ），工程（ｉｉ）および／または工程（ｉｉｉ）において、添加剤を加えてもよい。添加剤としては、一般的な水性塗料の製造に用いられる添加剤が好ましく、例えば、表面調整剤、消泡剤、可塑剤および粘度調整剤から成る群から選択される少なくとも１種以上の添加剤を挙げることができる。
【００４２】
また、別の好適な実施態様では、原料、混合物Ａおよび混合物Ｂにて硬化反応が生じないように温度調整することが好ましい。つまり、工程（ｉ）〜工程（ｉｉｉ）において、樹脂成分と硬化剤との硬化反応が生じないように温度調整することが好ましい。このように温度調整を必要とする理由は、硬化反応が一部生じたエマルションを用いた塗料では塗膜形成時のフロー性が不充分となり、塗膜外観が低下するからである。原料、混合物Ａおよび混合物Ｂの温度は、好ましくは５０〜１１０℃、より好ましくは６０〜１００℃となるように温度調整する。例えば、樹脂成分としてエポキシ樹脂、硬化剤としてブロックイソシアネートを用いる場合では、原料、混合物Ａおよび混合物Ｂの温度を７０〜９０℃に保持することが好ましい。
【００４３】
本発明では、振動ミキサーのケーシングに温度調整ジャケットを設けて温度調整を行うことができる。この場合、ケーシングの全体に温度調整ジャケットを設けてもよいが、ケーシングを構成する各バレルごとに温度調整ジャケットを部分的に設けてもよい。このように、温度調整できるので、本発明の製造方法で得られるエマルションの粒子径を、従来の製造法で得られるエマルションよりも小さい粒子径にすることができる。
【００４４】
更に別の好適な実施態様では、工程（ｉ）と工程（ｉｉ）とを実質的に同時に開始してもよい。つまり、樹脂成分と硬化剤と有機溶剤と中和剤水溶液とから混合物Ｂを直接形成してもよい。この場合では、図６に示すような振動ミキサー１００を用いることが好ましい。この振動ミキサー１００では、図示するように振動ミキサー１００の最も上流側のバレル１１５ａに流入口１０２ａと第１供給口１０６ａとが設けられていると共に、その下流側のバレル１１５ｂに第２供給口１０６ａが設けられている。流入口１０２ａを介して、樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んで成る原料が振動ミキサー１００に供給されると共に、供給口１０６ａを介して中和剤水溶液が供給される。図６に示す振動ミキサー１００では、第２供給口１０８ａがバレル１１５ｂに設けられているが、混合物Ｂを得るための混合が充分に行われるように、より下流側のバレル１１５ｃに第２供給口１０８ａを設けた振動ミキサーを用いてもよい（図７参照）。更に、図６に示す振動ミキサーを用いた場合では、原料（樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んで成る原料）と中和剤水溶液とが別々の流入口ないし供給口からそれぞれ供給される態様であるが、図８に示すように、原料と中和剤水溶液とを１つの流入口１０２ｂから供給する態様であってもよい。かかる態様は、送液ポンプの数を減らせると共に、操作がより簡易となる点で好ましい。
【００４５】
本発明の製造方法で得られるエマルションからは、水性塗料組成物を得ることができる。具体的には、得られたエマルションに、顔料ペースト、表面調整剤および粘度調整剤等の各種添加剤、ならびに、必要に応じてその他の水性樹脂成分等、当業者によってよく知られている塗料に用いられる各種成分を含むことによって、水性塗料組成物が得られる。このような水性塗料組成物はスプレー塗装やハケ塗り用の塗料だけでなく、電着塗料として用いることができる。
【００４６】
そのように得られた水性塗料組成物は、自動車のボディー、ホイールまたは二輪車のフレーム等の基材に対して、塗装することによって塗膜を形成することができ、基材に塗膜を有する塗装物を得ることができる。塗装方法としては特に限定されず、スプレー塗装、ハケ塗りまたは電着塗装等を挙げることができる。
【００４７】
以下では、本発明の製造方法を更に詳細に説明するために、図９を参照して、振動ミキサーを用いた水性塗料用エマルションの連続的な製造方法について説明する。図９に示す振動ミキサーでは、工程（ｉ）〜（ｉｉｉ）が実施されるセクションＩ〜ＩＩＩを模式的に示している。このセクションＩ〜ＩＩＩは、一般的には、振動ミキサー内に形成された各セクション（例えば図２に示すセクション１１０ａ,１１０ｂ，１１０ｃ）に相当し得るものの、各工程を説明すべく便宜的に用いるものであるので、実際の振動ミキサーでは図示するようなセクションが存在しない場合もあることに留意されたい。
【００４８】
まず、振動ミキサー１００の流入口１０２に、有機溶剤１に溶解している樹脂成分２、硬化剤３および添加剤４をポンプ１５０で連続的に供給する。これにより、有機溶剤１と樹脂成分２と硬化剤３と添加剤４とが攪拌体１３４の振動に付されてセクションＩにおいて混合が行われて、混合物Ａが形成される。かかる混合と相俟って、供給圧によって、原料成分（有機溶剤１，樹脂成分２,硬化剤３および添加剤４）がＡ方向（図９にて矢印で図示する方向）へと送られる。従って、セクションＩでは、原料成分が下流側へと送られつつ混合物Ａが形成されることになる。
【００４９】
次いで、セクションＩＩまで混合物Ａが送られると、混合物Ａに対して中和剤水溶液５が第１供給口１０６を介して加えられ、混合物Ｂが形成される。このセクションＩＩでも、攪拌体１３４の振動によって、混合物Ａと中和剤水溶液５とが混合されるので、下流側へと送られつつ混合物Ｂが形成されることになる。
【００５０】
次いで、混合物ＢがセクションＩＩＩへと送られてくると、第２供給口１０８を介して、脱イオン水などの水６が混合物Ｂに加えられることになる。これによって、混合物Ｂにおける連続相が油相から水相へと変化し（即ち「転相」が生じる）、エマルション７が形成されることになる。このセクションＩＩＩでも、攪拌体１３４の振動によって、混合物Ｂと水６とが混合されるので、より下流側へと送られつつ転相が生じることになる。最終的には流出口１０４からエマルション７が連続的に排出されてくる。
【００５１】
第２供給口１０８から供給される水６は、セクションＩＩＩで転相が生じる量さえあれば充分である。従って、得られるエマルション７の固形分濃度は、ミキサー１００から排出された後で必要に応じて調整してもよい。
【００５２】
また、必要に応じて、得られたエマルション７からゴミや凝集物等を取り除くために、振動ミキサー１００の下流側に濾過器を設けてもよい。この場合、例えば珪藻土を用いた濾過器を用いることができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。
【００５４】
例えば、振動ミキサーのケーシングを構成するバレルおよび攪拌体の羽根部は、図２に示すような３段である必要は必ずしもなく、それよりも少ない段数又は多い段数であってもよい。例えば図１０（ａ）,（ｂ）に示すように、バレルおよび羽根部を２段積み重ねて構成した振動ミキサーであってよい。同様に、例えば図１１に示すように、バレルおよび羽根部を５段積み重ねて構成した振動ミキサーであってもよい。
【実施例】
【００５５】
実施例１および実施例２は、振動ミキサーを用いて、本発明の製造方法を実施した例であり、比較例は、電着塗料用エマルションの従来の製造法を実施した例である。
【００５６】
まず、実施例１,２および比較例に先立って、以下の前処理１〜３を実施した。
（前処理１：樹脂成分の調製）
樹脂成分としてアミン変性エポキシ樹脂を調製した。まず、撹拌機、窒素導入管、冷却管および温度計を備えた反応容器に、エポキシ当量１８８のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１０００．０部（ダウケミカル製 ＤＥＲ−３３１Ｊ）、ビスフェノールＡ３５１．７部、オクチル酸１９１．５部およびメチルイソブチルケトン（以下ＭＩＢＫと略す）１５１．０部を仕込んで１００℃に昇温した。撹拌して均一な混合物を得た後、ベンジルジメチルアミン１．６５部を添加し、エポキシ当量が１７００になるまで１２０℃で反応させた。引き続いて、ＭＩＢＫ２５部を加えて混合物を冷却した後、ジエチレントリアミンのメチルイソブチルジケチミン７３％ＭＩＢＫ溶液２０６．８部およびＮ−メチルエタノールアミン２１．４部を加えた。次いで、混合物を１１５℃で１時間保持した。以上の操作によって、アミン変性エポキシ樹脂１９４９．０部（固形分８８％）を得た。
【００５７】
（前処理２：硬化剤の調製）
硬化剤としてポリウレタン架橋剤を調製した。まず、攪拌機、窒素導入管、冷却管および温度計を備えた反応容器にポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート１３２部（日本ポリウレタン製 ＭＲ−２００）を仕込み、次いで、ＭＩＢＫ７３．５部を反応容器に加えて希釈した。引き続いて、ジブチル錫ジラウレート０．１部を加え、得られた混合物を８０℃に昇温した。その後、混合物が９０℃を超えないように制御しながら、ブチルジグリコール１６２部を徐々に加えた。ＩＲスペクトル測定でイソシアネート基の吸収が実質上消失することを確認できるまで混合物を８０℃に保持した。以上の操作によって、ポリウレタン架橋剤３６７．５部（固形分８０％）を得た。
【００５８】
（前処理３：顔料ペーストの調製）
製造されるエマルションに加えられる顔料ペーストを調製した。エポキシ系４級アンモニウム塩型顔料分散樹脂（固形分５０％）１２０．０部、５０％乳酸４．２部、カーボンブラック２．０部、カオリン１００．０部、二酸化チタン８０．０部、リンモリブデン酸アルミニウム１８．０部およびイオン交換水（調製する顔料ペーストの固形分が５６％となる量のイオン交換水）をサンドグラインドミルに仕込み、粒子径が１０μｍ以下となる分散状態が得られるまで処理することによって、顔料ペーストを得た。
【００５９】
《実施例１》
振動ミキサーとして冷化工業株式会社製のＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ（型式：Ｍ３５）を用いた。実施例１は、図７に模式的に示す振動ミキサーを参照にして説明する。振動ミキサーの運転条件は次の通りである。
・攪拌体の振動数： ３０ｓ−１（３０ストローク／ｓｅｃ）
・ミキサー有効体積：２４０ｃｃ
【００６０】
まず、前処理１で得られたアミン変性エポキシ樹脂１０．７１ｋｇと前処理２で得られたポリウレタン架橋剤５．０５ｋｇとを、攪拌機を備えた容器に仕込み、８０℃で３０分攪拌することによって樹脂液Ａを得た。得られた樹脂液Ａの粘度は、８０℃の温度条件下、１５００ｍＰａ・ｓであった。また、別の容器では、９０％工業用酢酸０．２９６ｋｇとイオン交換水６．３８ｋｇとを仕込み、２５℃で１０分攪拌することによって酸性液Ｂを得た。得られた酸性液Ｂの粘度は、２５℃の温度条件下、３ｍＰａ・ｓであった。
【００６１】
次いで、リニアポンプ（冷化工業製）を用いて、７８８．０ｇ／ｍｉｎの割合で樹脂液Ａを投入口１０２ａから振動ミキサーに連続的に供給すると共に、３３３．８ｇ／ｍｉｎの割合で酸性液Ｂを投入口１０６ａから振動ミキサーに連続的に供給した。これによって、バレル１１５ａおよび１１５ｂ内においてＷ／Ｏエマルションを形成した。
【００６２】
次いで、リニアポンプ（冷化工業製）を用いて、バレル１１５ｃに設けられた供給口１０８ａよりイオン交換水を４４３．５ｇ／ｍｉｎの割合で連続的に供給して転相を実施した。この転相の直前時には、Ｗ／Ｏエマルションは２０３００ｍＰａ・ｓ（４０℃温度条件下）となるまで粘度が増加していた。転相によって、Ｗ／Ｏエマルションの連続相が油相から水相へと変わり、Ｏ／Ｗエマルションが得られた。得られたＯ／Ｗエマルションの粘度は、１５ｍＰａ・ｓ（２５℃温度条件下）を有するものであった。
【００６３】
振動ミキサーを運転し始めてから約５秒後には流出口１０４よりＯ／Ｗエマルションが流出し始めた。振動ミキサーを約２０分間連続運転すると、３１．３ｋｇのＯ／Ｗエマルション（固形分４３％）を得ることができた。
【００６４】
実施例１で得られた結果を以下に示す。
・滞留時間： 約５秒
・エマルション生産量 ： 約９４ｋｇ／ｈｒ
・ミキサー有効体積当たりの処理量： ３９２ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）
・エマルションの粒子径： １１２ｎｍ
【００６５】
最終的には、得られたエマルションを脱溶剤処理し、固形分濃度を４１％に調整して得られた調整物８５０ｇを、イオン交換水１３８６ｇおよび前処理３で得られた顔料ペースト２６４ｇと混合することによって、カチオン型電着塗料２５００ｇを得た。
【００６６】
《実施例２》
実施例２では、実施例１で用いた各種原料の量および供給速度を変えて本発明の製造方法を実施した。振動ミキサーは、実施例１と同様、冷化工業株式会社製のＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ（型式：Ｍ３５）であり、振動ミキサーの運転条件も以下の通り実施例１と同じである。
・攪拌体の振動数： ３０ｓ−１（３０ストローク／ｓｅｃ）
・ミキサー有効体積：２４０ｃｃ
【００６７】
まず、前処理１で得られたアミン変性エポキシ樹脂１６．８１ｋｇと前処理２で得られたポリウレタン架橋剤７．９３ｋｇとを、攪拌機を備えた容器に仕込み、８０℃で３０分攪拌することによって樹脂液Ａを得た。得られた樹脂液Ａの粘度は、８０℃の温度条件下、１５００ｍＰａ・ｓであった。また、別の容器では、９０％工業用酢酸０．４６５ｋｇとイオン交換水１０．０２ｋｇとを仕込み、２５℃で１０分攪拌することによって酸性液Ｂを得た。得られた酸性液Ｂの粘度は、２５℃の温度条件下、３ｍＰａ・ｓであった。
【００６８】
次いで、リニアポンプ（冷化工業製）を用いて、１２３７．０ｇ／ｍｉｎの割合で樹脂液Ａを投入口１０２ａから振動ミキサーに連続的に供給すると共に、５２４．３ｇ／ｍｉｎの割合で酸性液Ｂを投入口１０６ａから振動ミキサーに連続的に供給した。これによって、バレル１１５ａおよび１１５ｂ内においてＷ／Ｏエマルションを形成した。
【００６９】
次いで、リニアポンプ（冷化工業製）を用いて、バレル１１５ｃに設けられた供給口１０８ａよりイオン交換水を６９６．３ｇ／ｍｉｎの割合で連続的に供給して転相を実施した。この転相の直前時には、Ｗ／Ｏエマルションは２００００ｍＰａ・ｓ（４０℃温度条件下）となるまで粘度が増加していた。転相によって、Ｗ／Ｏエマルションの連続相が油相から水相へと変わり、Ｏ／Ｗエマルションが得られた。得られたＯ／Ｗエマルションの粘度は、１５ｍＰａ・ｓ（２５℃温度条件下）を有するものであった。
【００７０】
振動ミキサーを運転し始めてから３．５１秒後には流出口１０４よりＯ／Ｗエマルションが流出し始めた。振動ミキサーを約２０分間連続運転すると、４９．１ｋｇのＯ／Ｗエマルション（固形分４３％）を得ることができた。
【００７１】
実施例２で得られた結果を以下に示す。
・滞留時間： 約３．５秒
・エマルション生産量 ： 約１４７ｋｇ／ｈｒ
・ミキサー有効体積当たりの処理量： ６１３ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）
・エマルションの粒子径： １００ｎｍ
【００７２】
最終的には、得られたエマルションを脱溶剤処理し、固形分濃度を４１％に調整して得られた調整物８５０ｇを、イオン交換水１３８６ｇおよび前処理３で得られた顔料ペースト２６４ｇと混合することによって、カチオン型電着塗料２５００ｇを得た。
【００７３】
《比較例》
従来のパッチ式製造法によって電着塗料用エマルションを製造した。
【００７４】
まず、前処理１で得られたアミン変性エポキシ樹脂２．７４ｋｇと前処理２で得られたポリウレタン架橋剤１．２９ｋｇとを、攪拌機を備えた容器Ｖ１に仕込み、８０℃で３０分攪拌することによって樹脂液Ａを得た。得られた樹脂液Ａの粘度は、８０℃の温度条件下、１５００ｍＰａ・ｓであった。次いで、別の１０Ｌ容器Ｖ２（「バッチ容器」に相当する）において、９０％工業用酢酸０．０７６ｋｇとイオン交換水１．６３ｋｇとを仕込んで、２５℃にて約１０分攪拌した後、４．０３ｋｇの樹脂液Ａ（８０℃）を容器Ｖ２に加え、容器Ｖ２内の混合物の温度が４３℃になるまで室温（２５℃）で放冷させつつ約３０分間攪拌した。このような操作により、Ｗ／Ｏエマルションを得た。次いで、得られたＷ／Ｏエマルションを容器Ｖ２にて攪拌しながら、Ｗ／Ｏエマルションに対して２．２７ｋｇのイオン交換水を１時間かけて滴下供給することによって、最終的に８．００ｋｇのＯ／Ｗエマルション（固形分４３％）を得た。エマルション原料の混合開始時（即ち、「樹脂液Ａを容器Ｖ２に加え始めた時点」）から８．００ｋｇのＯ／Ｗエマルションが得られるまでに要した時間は約９０分であった。
【００７５】
比較例で得られた結果を以下に示す。
・所要時間： １．５時間
・エマルション生産量 ： ５．３３ｋｇ／ｈｒ
・容器Ｖ２の有効体積当たりの処理量： ０．５３３ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）
・エマルションの粒子径： １６０ｎｍ
【００７６】
最終的には、得られたエマルションを脱溶剤処理し、固形分濃度を４１％に調整して得られた調整物８５０ｇを、イオン交換水１３８６ｇおよび前処理３で得られた顔料ペースト２６４ｇと混合することによって、カチオン型電着塗料２５００ｇを得た。
【００７７】
《結論》
実施例１,２および比較例から以下のことが分かった。
（イ）ＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ（型式：Ｍ３５）を用いた本発明の製造法では、滞留時間が約３〜６秒、エマルション生産量が約９０〜１６０ｋｇ／ｈｒ、ミキサーの有効体積当たりの処理量約３９０〜６２０ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）であるのに対して、従来技術の製造法では処理時間が約１．５時間、エマルション生産量が約５．３ｋｇ／ｈｒ、ミキサー有効体積当たりの処理量０．５３３ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）であることを鑑みると、本発明の製造法は、コンパクトなミキサーを用いながらも、生産性の点で非常に効率のよいエマルション製造法（特に電着塗料などの水性塗料に用いられるエマルションの製造にとって好適な方法）であることが分かった。
（ロ）実施例で得られたエマルションの粒子径は、比較例で得られたエマルションの粒子径よりも小さいので、本発明の製造法では従来技術の製造法よりも効率よく乳化できる。また、粒子径が小さいので、本発明の製造法で得られたエマルションは、従来の製造法で得られたエマルションより貯蔵安定性に優れている。
【００７８】
尚、上記の比較例は、ラボスケール（１０Ｌ）で行った例であるが、工業スケール［攪拌容器体積４０ｍ３、アミン変性エポキシ樹脂１３．６８ｔｏｎ、ポリウレタン架橋剤６．４５ｔｏｎ、工業用酢酸３７９ｋｇ、イオン交換水（工業用酢酸と最初に混ぜられるイオン交換水）８．１６ｔｏｎ］を想定すると、上記比較例と同様な操作で攪拌容器内の混合物の温度が４３℃になるまでに１時間およびイオン交換水１１．３３ｔｏｎの滴下供給に３時間要することで４０ｔｏｎのＯ／Ｗエマルションが得られることが推測でき、以下の結果が導かれることを付言しておく。以下の結果を参照すると本発明の効果（優れた生産性）がより顕著なものであることがより理解できるであろう。
・所要時間： ４時間
・エマルション生産量 ： １０ｔｏｎ／ｈｒ
・攪拌容器の有効体積当たりの処理量： ０．２５ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）
・エマルションの粒子径： １６０ｎｍ
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明のエマルションの製造方法は、例えば電着塗料など水性塗料組成物に用いるエマルションを連続的に製造するのに特に適している。しかしながら、原料成分を適当に変えることによって、化粧品または医薬品等のエマルションを連続的に製造することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、水性塗料に用いるエマルションを製造する際の原料の粘度変化を模式的に示したグラフである。
【図２】図２は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーを模式的に示した一部断面図である。
【図３】図３（ａ）,（ｂ）は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーの構成部品を模式的に示した分解斜視図である。
【図４】図４は、振動ミキサーの攪拌体の好ましい態様を模式的に示した図である。
【図５】図５は、本発明の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーの好ましい態様を模式的に示した一部断面図である。
【図７】図７は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーの好ましい態様を模式的に示した一部断面図である。
【図８】図８は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーの好ましい態様を模式的に示した一部断面図である。
【図９】図９は、振動ミキサーを用いて実施される本発明の製造方法を模式的に示した図である。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーの別の好ましい態様を模式的に示した一部断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーの別の好ましい態様を模式的に示した一部断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…有機溶剤、２…樹脂成分、３…硬化剤、４…添加剤、５…中和剤水溶液、６…水、７…エマルション、１００…振動ミキサー、１０２（１０２ａ，１０２ｂ）…流入口、１０４…流出口、１０６（１０６ａ）…第１供給口、１０８（１０８ａ，１０８ｂ）…第２供給口、１１０…ケーシング、１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ…ケーシングの内部に形成された複数のセクション、１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ…ケーシングを構成する各バレル、１２０…仕切板の開口部、１２２…仕切板、１３０…攪拌体の軸部、１３２…螺旋形状の羽根部、１３３ａ…外側寄りの穴、１３３ｂ…内側寄りの穴、１３４…攪拌体、１３６…振動駆動部および１５０…送液ポンプ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エマルションの製造方法に関する。また、本発明は、かかる製造方法で得られたエマルションを含んで成る水性塗料組成物（例えば電着塗料）にも関する。更には、かかる水性塗料組成物を用いた塗膜形成方法および塗装物にも関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電着塗料等の水性塗料に用いられるエマルション（またはエマルジョンもしくは乳化液）は、反応釜等の容器に原料を入れて乳化させるバッチ式で製造していた。具体的には、まず、原料となる樹脂成分、硬化剤および有機溶剤（必要に応じて種々の添加剤）を反応釜に供給した後、それらを攪拌しながら中和剤水溶液を加え、油相の連続相と水相の分散相とから成る混合物を形成し、次いで、その混合物に水を加えて連続相を油相から水相へと変える転相を引き起こすことによって、エマルションを製造していた。
【０００３】
しかしながら、このような従来の製造法はバッチ式であるために、エマルションの必要量に応じた規模の製造設備が必要であり、省スペース化の点で決して好ましいものではなかった。
【０００４】
例えば生産性の観点からエマルションを連続式で製造することが考えられるものの、電着塗料等の水性塗料に用いられるエマルションの製造では、上述のような転相現象に起因して製造時における原料の粘度変化が大きく、製造装置の運転が容易ではないので、連続式ミキサーなど攪拌機の使用は考えられていなかった。例えば、樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んで成る原料の初期の粘度は約２５００〜４０００ｍＰａ・ｓ（７０℃温度条件下）であり、転相直前における混合物の粘度は約１８０００〜２５０００ｍＰａ・ｓ（４０℃温度条件下）であり、そして、転相後のエマルションの粘度は約１０〜５０ｍＰａ・ｓ（２５℃温度条件下）である。このように製造時の粘度変化が大きいために、ミキサーの操作条件が複雑となるだけでなく、転相前に非常に高くなる原料粘度に起因して、攪拌翼などを駆動させるモーターに大きな負荷をかけることになり、結果的にミキサーが故障してしまう可能性があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものである。つまり、本発明の課題は、電着塗料等の水性塗料に用いられるエマルションを生産性および省スペース化の点で効率よく製造できる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、省スペースとなるにも拘わらず生産性が驚くべきほどに向上したエマルション製造法の発明を完成させた。
上記課題を解決する本発明は、
有機溶剤に溶解可能な塩基性基または酸性基を含んで成る樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とからエマルションを製造する方法であって、
（ｉ）樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んで成る原料から混合物Ａを得る工程、
（ｉｉ）塩基性基または酸性基を中和する中和剤水溶液を混合物Ａに加え、分散相としての水相および有機溶剤と中和剤により中和された樹脂成分と硬化剤とを含んで成る連続相としての油相の２相から成る混合物Ｂを得る工程、ならびに、
（ｉｉｉ）水を混合物Ｂに加え、連続相を油相から水相へと変える転相を行ってエマルションを形成する工程
を含んで成り、
原料が、７０℃の温度条件下、４００〜５０００ｍＰａ・ｓの粘度を有し、混合物Ｂが、４０℃の温度条件下、１００００〜５００００ｍＰａ・ｓの粘度を有し、また、エマルションが、２５℃の温度条件下、５〜３００ｍＰａ・ｓの粘度を有しているエマルション製造方法において、
（ａ）流入口１０２および流出口１０４を端部近傍に備え、内部にて流体が流通するケーシング１１０、
（ｂ）流体が流通できる開口部１２０を備え、ケーシング１１０内部を複数のセクション（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，・・・）に分ける仕切板１２２、ならびに
（ｃ）長尺の軸部１３０とその周囲に設けられた螺旋形状の羽根部１３２とを備えた攪拌体１３４であって、ケーシング１１０の軸方向に沿うように仕切板１２２の開口部１２０を通してケーシング１１０内に収納された攪拌体１３４
を有して成り、攪拌体１３４がその軸方向に振動することによってケーシング１１０内の流体が混合されるミキサー１００（以下「振動ミキサー」ともいう）を用いることを特徴としており、
工程（ｉ）では、原料を流入口１０２からケーシング１１０内に導入して、混合物Ａを得ており、
工程（ｉｉ）では、ケーシング１１０に設けられた第１供給口１０６（好ましくは流入口１０２と流出口１０４との間に設けられている第１供給口１０６）を介して中和剤水溶液をケーシング１１０内に導入し、混合物Ｂを得ており、また
工程（ｉｉｉ）では、第１供給口１０６と流出口１０４との間の位置となるケーシング１１０に設けられた第２供給口１０８を介して水をケーシング１１０内に導入し、転相を実施し、流出口１０４からエマルションが得られることになるエマルション製造方法である。
【０００７】
本発明において「塩基性基または酸性基を有して成る樹脂成分」とは、中和することによって水和可能な樹脂成分を実質的に意味している。また、本発明において「エマルション」とは、一般的に連続相としての水性媒体に対して油相が分散相して存在する乳濁液または乳化液を意味している。本発明の製造方法で得られるエマルションからは水性塗料組成物、特に電着塗料を得ることができる。
【０００８】
また、本発明における「粘度」とは、各々所定の温度条件の下でブルックフィールド型粘度計により求めた粘度を意味している。
【０００９】
本発明のエマルションの製造方法は、原料の粘度変化が大きいにも拘わらず、振動ミキサーを用いることによって、エマルションを連続式で製造できることを特徴としている。より具体的にいうと、製造時における供給原料の粘度が図１で模式的に示すように中粘度から高粘度を経て低粘度へと大きく変化し、その点で運転操作が容易ではないのにも拘わらず、連続式でエマルションを製造できることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法で用いられる振動ミキサーは、原料の滞留時間が短いのでエマルションを短時間で製造できるだけでなく、ミキサーのサイズが比較的小さいのでミキサーの設置スペースおよび設置面積を小さくできる。つまり、本発明の製造方法は、生産性および省スペース化の点で効率のよいエマルション製造法である。
【００１１】
また、本発明の製造方法では、振動ミキサーのケーシングの外側から温度調整を容易に行うことができ、エマルション製造時の原料を容易に冷却することができるので、乳化効率が良くなり、安定性の高いエマルションを得ることができる。ここでいう「安定性の高いエマルション」とは、従来の製造方法で得られるエマルションと比べて、時間的に安定しており貯蔵安定性に優れるエマルションを意味している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の説明に先立って、まず、本発明の製造方法で用いる振動ミキサーについて説明する。
【００１３】
図２に本発明の製造方法で用いる振動ミキサー１００の一部断面模式図を示すと共に、図３に振動ミキサー１００の分解斜視図を示す。振動ミキサー１００は、
（ａ）流入口１０２および流出口１０４を備え、内部にて流体が流通できるケーシング１１０、
（ｂ）流体が流通できる開口部１２０を備え、ケーシング１１０の内部を複数のセクション（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，・・・・）に分ける仕切板１２２、ならびに
（ｃ）長尺の軸部１３０とその周囲に設けられた螺旋形状の羽根部１３２とを備えた攪拌体１３４であって、ケーシング１１０の軸方向に沿って仕切板１２２の開口部１２０を通るようにケーシング１１０内に収納された攪拌体１３４
を有して成り、
攪拌体１３４がその軸方向に上下に振動することによってケーシング１１０内の流体の混合が促進されるミキサーである。
【００１４】
図３（ａ）に示すように、ケーシング１１０は、その各バレル（１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，・・）が仕切板１２２と交互に配置されるように設けられることが好ましい。ケーシング１１０とバレル（１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，・・・）との間には、流体の漏れを防止すべくシール材（例えばシリコーン材料から成るシール材）を配置することが好ましい。
【００１５】
図２に示すように、混合すべき供給原料は、ケーシング１１０の下端部の近傍に設けられた流入口１０２から適当なポンプによって連続的にケーシング１１０内に導入される。ケーシング１１０内に導入された供給原料は、その供給圧に起因してケーシング内を上方へと下流側に向かって流れるが、その際、攪拌体１３４の振動による混合に付される。最終的には、ケーシング１１０の上端部の近傍に設けられた流出口１０４から押し出されるように混合物が連続的に排出されてくる。
【００１６】
このような振動ミキサー１００においては、攪拌体１３４の螺旋形状の羽根部１３２が上下に往復運動することによって、混合すべき流体に乱流が生じて混合が行われる。特に、混合すべき流体が約１００００〜５００００ｍＰａ．ｓの粘度（４０℃温度条件下）を有するような高粘性流体の場合では、羽根部１３２が上下に往復運動することによって、仕切板１２２で区切られているセクション（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，・・・・）内で流体（または「流体要素」）の「折り畳み」と「引き伸ばし」が繰り返し行われて局所的な混合効果が生じると共に、流体が仕切板１２２の開口部１２０を通過するに際して大域的な混合効果が生じることになる。従って、流入口１０２から流出口１０４へと流体がケーシング内を通過するに際して流体が混合されることになる。
【００１７】
混合効果をより高める目的で、螺旋形状の羽根部１３２に穴を設けてもよい。この場合、攪拌体１３４が振動すると、流体の一部が穴を通過（流通）することになり、混合が更に促進されることになる。同様な目的で、仕切板１２２にも穴を設けてもよい。
【００１８】
ケーシング１１０またはその各バレル（１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，・・）は、円筒形状であることが好ましい。また、ケーシング１１０またはその各バレル（１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，・・）の材質は特に限定されるものではなく、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼または耐食性合金（例えば、ハステロイ、インコネル、ステライト）などの金属材料であってよい。
【００１９】
仕切板１２２は、ケーシング１１０の内部を複数のセクション（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，・・・・）に分けるものである。仕切板１２２の中央には、攪拌体１３４の軸部１３０を通すと共に、ミキサー運転時に流体を流通させる開口部１２０が設けられている。開口部１２０の形状（横断方向の断面形状）は、円形が好ましい。なお、仕切板１２２の材質は特に限定されるものではなく、ケーシング１１０の材質に関して例示したような金属材料であってよい。
【００２０】
攪拌体１３４は、長尺の軸部１３０とその周囲に設けられた螺旋形状の羽根部１３２とを備えており、ケーシング１１０の軸方向に沿って仕切板１２２の開口部１２０を通るようにケーシング１１０内に収納されている。この攪拌体１３４は、図２に示すように、上端部分が振動駆動部１３６に取り付けられており、軸方向に上下に往復運動できるようになっている。本発明の製造に際して、攪拌体１３４は、好ましくは５〜３０ｓ−１（ストローク／秒）、より好ましくは１０〜３０ｓ−１（ストローク／秒）の振動数、および、例えば５〜４０ｍｍの振幅でもって振動することが好ましい。上述したように、螺旋形状の羽根部１３２には穴を設けて、混合効果をより高めてもよい。この場合、穴は、図４に示すように、羽根部１３２の外側寄りの穴１３３ａと内側寄りの穴１３３ｂとの２種類設けることが好ましく、外側寄りの穴１３３ａは略半円形状にすると共に、内側寄りの穴１３３ｂは円形状にすることが更に好ましい。このように穴を設けることによって、振動ミキサー１００の混合効果がより促進されることになる。尚、羽根部１３２は、螺旋形状が好ましいものの、必ずしもその形状に限定される必要はなく、振動することによって流体の混合を促進するものであれば、螺旋形状から適当に変形させた形状であってもよい。また、攪拌体１３４の材質は特に限定されるものではなく、例えばケーシング１１０および仕切板１２２の材質に関して例示したような金属材料であってよい。
【００２１】
本発明の製造方法では、原料を振動ミキサー１００に連続的に導入した後、中和剤水溶液および水を連続的に供給する。従って、本発明の製造方法で用いる振動ミキサーは、図２に示すように、中和剤水溶液を供給するための第１供給口１０６をケーシング１１０に備えていると共に、水を供給するための第２供給口１０８を同じくケーシング１１０に備えている。水の供給は、中和剤水溶液の供給よりも後に行うので、第２供給口１０８は第１供給口１０６よりも下流側に設けられている。ここで、第１供給口１０６は、流入口１０２と流出口１０４との間の位置となるケーシング１１０に設けられていることが好ましいものの、特にそれに限定される必要はなく、流入口１０２が設けられているケーシング１００の端部領域に設けてもよい。同様に、第２供給口１０８は、第１供給口１０６と流出口１０４との間に設けられているが、特にそれに限定される必要はなく、第１供給口１０６が設けられているケーシング１１０の胴部領域または流出口１０４が設けられているケーシング１１０の端部領域に設けてもよい。
【００２２】
本発明の製造方法で用いられる振動ミキサー１００は、非常にコンパクトなミキサーであることを特徴の１つとする。具体的には、振動ミキサーのサイズ（体積）は、好ましくは０．１〜１０ｍ３、より好ましくは０．１〜８ｍ３であって、必要な設置面積は、好ましくは０．２〜３ｍ２、より好ましくは０．２〜１．５ｍ２である。
【００２３】
ある好ましい態様では、本発明の製造方法で用いる振動ミキサー１００は、市販されている振動ミキサーであってよく、例えば、冷化工業株式会社より販売されているＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ（登録商標）である。ＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ（登録商標）の中でも、特に型式Ｍ３５の振動ミキサーが好ましい。このＶＢＲＯ ＭＩＸＥＲ型式Ｍ３５は非常にコンパクトであって、ミキサー・サイズが約０．１２ｍ３であり、その必要な設置面積が０．２５ｍ２である。尚、市販の振動ミキサーを用いる場合には、そのまま用いてよいものの、適宜改良して用いてもよい。例えば、第１供給口１０６および／または第２供給口１０８が設けられていない場合には、それらが備えられるように改良してよい。
【００２４】
次に、図２に示す振動ミキサー１００を参照して、本発明のエマルションの製造方法を詳細に説明する。図５には本発明に係る製造フローを示す。
【００２５】
まず、工程（ｉ）では、塩基性基または酸性基を有して成る樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んで成る原料（「供給原料」ともいう）を振動ミキサー１００の流入口１０２からケーシング１１０内に連続的に導入して、樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とから成る混合物Ａを得る。原料のケーシング内への導入には、例えばリニアポンプ、ギアポンプまたはチューブポンプ等の送液ポンプを用いることが好ましい。原料の供給量は、好ましくは５００〜１５００ｇ／ｍｉｎ、より好ましくは７５０〜１２００ｇ／ｍｉｎである。また、原料は、７０℃の温度条件下、４００〜５０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは１０００〜５０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは２０００〜４０００ｍＰａ・ｓの粘度を有している。
【００２６】
樹脂成分および／または硬化剤は、有機溶剤に予め混ぜられた形態で用いてもよい。つまり、樹脂成分および／または硬化剤の製造過程・調製過程で、有機溶剤を予め含んだ形態で樹脂成分および／または硬化剤が得られる場合には、有機溶剤を含んだ形態のまま樹脂成分および／または硬化剤を用いることができる。
【００２７】
「塩基性基または酸性基を有して成る樹脂成分」は、中和することによって水和可能な官能基を有する樹脂であればいずれの樹脂であってもかまわない。例えば樹脂としては、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、カーボネート樹脂およびポリブタジエン樹脂から成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂の構造中にアミノ基等の塩基性基またはカルボキシル基等の酸性基を含んで成るものを挙げることができる。その中でも、塩基性基を有する樹脂としてはアクリル樹脂またはエポキシ樹脂であることが好ましく、また、酸性基を有する樹脂としてはアクリル樹脂またはポリエステル樹脂であることが好ましい。
【００２８】
硬化剤（または架橋剤）は、上記の樹脂成分を硬化（または架橋）させ得るものであれば、いずれの種類の硬化剤であってもかまわない。なお、硬化（または架橋）のために必要な樹脂成分の有する反応性官能基は、上記の塩基性基または酸性基であってもかまわない。例えば、樹脂成分がカルボキシル基を含んで成る場合、硬化剤は、カルボジイミド化合物およびエポキシ化合物のいずれか１種を含んでいる硬化剤であることが好ましい。一方、樹脂成分が水酸基を含んで成る場合、硬化剤は、ブロックイソシアネート化合物、メラミン樹脂およびベンゾグアナミン樹脂から成る群から選択される少なくとも１種以上の硬化剤であることが好ましい。
【００２９】
有機溶剤は、樹脂成分および硬化剤を分散または溶解させるものであれば、いずれの種類の溶剤であってもかまわない。例えば、有機溶剤は、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロオクタン、ノナンもしくはデカン等の炭化水素化合物；エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、シクロペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノール、シクロヘプタノール、オクタノールもしくはシクロオクタノール等のアルコール系化合物；アセトン、メチルエチルケトンもしくはメチルイソブチルケトン等のケトン系化合物；メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、イソアミルセロソルブもしくはヘキシルセロソルブ等のセロソルブ系化合物；ベンゼン、トルエン、エチルベンゼンもしくはキシレン等の芳香族系化合物；または、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルもしくは酢酸ペンチル等のエステル系化合物を挙げることができる。
【００３０】
工程（ｉｉ）では、ケーシング１１０に設けられた第１供給口１０６を介して、塩基性基または酸性基を中和する中和剤水溶液をケーシング１１０内に供給する。これによって、工程（ｉ）で得られた混合物Ａに対して中和剤水溶液が加えられることになり、混合に付されることによって、「分散相としての水相」および「有機溶剤と中和剤により中和された樹脂成分と硬化剤とを含んで成る連続相としての油相」の２相から成る混合物Ｂが得られる。なお、分散相としての水相には、有機溶剤、樹脂成分および／または硬化剤が部分的に含まれてもよい。同様に、連続相としての油相は、あくまでも主として有機溶剤と樹脂成分と硬化剤とを含んでいればよく、中和剤水溶液の成分が部分的に油相に含まれてもよい。また、分散相は連続相中に必ずしも均一に分散している必要はない。
【００３１】
ここで、本明細書において「中和剤水溶液」とは、樹脂成分が塩基性基を含んで成る場合には、酸性化合物を含んだ水溶液を意味しており、樹脂成分が酸性基を含んで成る場合には、塩基性化合物を含んだ水溶液を意味している。酸性化合物としては、例えば、酢酸、蟻酸、乳酸およびクエン酸等を挙げることができる。塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、ジメチルアミノエタノールおよび水酸化ナトリウム等を挙げることができる。
【００３２】
中和剤水溶液をケーシング１１０内に供給するには、例えば、リニアポンプ、ギアポンプまたはチューブポンプ等の送液ポンプを用いて連続的に供給すること好ましい。中和剤水溶液の供給量は、好ましくは１００〜１２００ｇ／ｍｉｎ、より好ましくは２５０〜９００ｇ／ｍｉｎである。また、中和剤水溶液は、２５℃の温度条件下、好ましくは１〜３００ｍＰａ・ｓの粘度、より好ましくは３〜１５０ｍＰａ・ｓの粘度を有している。
【００３３】
得られる混合物Ｂの粘度および温度は経時的に連続に変化しており、特に、得られる混合物Ｂの粘度は工程（ｉｉ）において次第に高くなる。例えば、混合物Ｂの粘度は、次に行う工程（ｉｉｉ）の直前（即ち、水供給の開始時点）では、１００００〜５００００ｍＰａ・ｓの粘度（４０℃温度条件下）、好ましくは１５０００〜５００００ｍＰａ・ｓの粘度（４０℃温度条件下）、より好ましくは２００００〜５００００ｍＰａ・ｓの粘度（４０℃温度条件下）となる。
【００３４】
工程（ｉｉｉ）では、ケーシング１１０に設けられた第２供給口１０８を介して、ケーシング１１０の内部に水を供給する。これによって、混合物Ｂに対して水が加えられることになり、混合に付されることによって、混合物Ｂの連続相が油相から水相へと変わる転相が生じ、Ｏ／Ｗエマルションが得られることになる。
【００３５】
工程（ｉｉｉ）で加えられる水は、一般的な水性塗料の水性媒体に用いられるものであれば特に制限はない。但し、得られるエマルションを電着塗料に用いる場合、工程（ｉｉｉ）で加えられる水が脱イオン水であることが好ましい。
【００３６】
水をケーシング１１０内に供給するには、例えば、リニアポンプ、ギアポンプまたはチューブポンプ等の送液ポンプを用いて連続的に供給すること好ましい。水の供給量は、好ましくは１００〜２０００ｇ／ｍｉｎ、より好ましくは３００〜１０００ｇ／ｍｉｎである。
【００３７】
得られるエマルションは、振動ミキサー１００の流出口１０４から押し出されるようにして連続的に排出される。このように流出口１０４から得られるエマルションの量（即ち、エマルションの生産量）は、好ましくは７００〜５０００ｇ／ｍｉｎ、より好ましくは１０００〜３５００ｇ／ｍｉｎである。
【００３８】
ここで、得られるエマルションは、中和剤水溶液および加えられた水を含んで成る水相を連続相として含む一方、樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んで成る油相を分散相として含むことになる。尚、混合物Ｂと同様、連続相を構成する成分が分散相に部分的に含まれていてもよく、また、分散相を構成する成分が連続相に部分的に含まれていてもよい。エマルションにおいては、分散相が連続相中に必ずしも均一に分散している必要はない。
【００３９】
工程（ｉｉｉ）でも工程（ｉｉ）と同様、形成されるエマルションの粘度および温度が経時的に連続に変化しており、特に、エマルションの粘度は工程（ｉｉｉ）の転相に伴って次第に低くなる。例えば、流出口１０４から排出された時点におけるエマルションは、２５℃の温度条件下、５〜３００ｍＰａ・ｓの粘度、好ましくは１０〜３００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは１０〜１００ｍＰａ・ｓの粘度を有している。また、工程（ｉｉｉ）で得られるエマルションの粒子径は、好ましくは４０〜１５０ｎｍであり、より好ましくは５０〜１２０ｎｍとなっており、従来の製造法で得られるエマルションよりも小さい粒子径となっている。そのため、得られるエマルションは、従来の製造法のエマルションと比べて貯蔵安定性に優れている。本明細書において「エマルションの粒子径」とは、エマルション中に分散する油相成分の粒子の直径であって、レーザー光散乱法により求めた体積平均粒子径である。
【００４０】
以上、図２に示すミキサーおよび図５に示す製造フローに基づいて本発明の製造方法を説明してきた。本発明の製造方法は、生産性の点で非常に効率が良いという点で有利な効果を奏する。具体的には、供給原料のミキサー滞留時間は、好ましくは３〜２５ｓ、より好ましくは３〜６ｓと非常に短いにも拘わらず、エマルション生産量は、好ましくは４０〜３００ｋｇ／ｈｒ、より好ましくは５０〜２００ｋｇ／ｈｒ、更に好ましくは９０〜１６０ｋｇ／ｈｒと大きいものである。装置の有効体積（ｍ３）当たりのミキサー処理量は、好ましくは約１７０〜約１２００ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）、より好ましくは約３４０〜約８００ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）、更に好ましくは３９０〜６２０ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）である。ここで「有効体積」とは、混合すべき流体が流れることになる振動ミキサー内の体積であって、ケーシング内の体積から攪拌体および仕切板などの挿入パーツの体積を除いて算出される体積を実質的に意味している。
【００４１】
ある好適な実施態様では、工程（ｉ），工程（ｉｉ）および／または工程（ｉｉｉ）において、添加剤を加えてもよい。添加剤としては、一般的な水性塗料の製造に用いられる添加剤が好ましく、例えば、表面調整剤、消泡剤、可塑剤および粘度調整剤から成る群から選択される少なくとも１種以上の添加剤を挙げることができる。
【００４２】
また、別の好適な実施態様では、原料、混合物Ａおよび混合物Ｂにて硬化反応が生じないように温度調整することが好ましい。つまり、工程（ｉ）〜工程（ｉｉｉ）において、樹脂成分と硬化剤との硬化反応が生じないように温度調整することが好ましい。このように温度調整を必要とする理由は、硬化反応が一部生じたエマルションを用いた塗料では塗膜形成時のフロー性が不充分となり、塗膜外観が低下するからである。原料、混合物Ａおよび混合物Ｂの温度は、好ましくは５０〜１１０℃、より好ましくは６０〜１００℃となるように温度調整する。例えば、樹脂成分としてエポキシ樹脂、硬化剤としてブロックイソシアネートを用いる場合では、原料、混合物Ａおよび混合物Ｂの温度を７０〜９０℃に保持することが好ましい。
【００４３】
本発明では、振動ミキサーのケーシングに温度調整ジャケットを設けて温度調整を行うことができる。この場合、ケーシングの全体に温度調整ジャケットを設けてもよいが、ケーシングを構成する各バレルごとに温度調整ジャケットを部分的に設けてもよい。このように、温度調整できるので、本発明の製造方法で得られるエマルションの粒子径を、従来の製造法で得られるエマルションよりも小さい粒子径にすることができる。
【００４４】
更に別の好適な実施態様では、工程（ｉ）と工程（ｉｉ）とを実質的に同時に開始してもよい。つまり、樹脂成分と硬化剤と有機溶剤と中和剤水溶液とから混合物Ｂを直接形成してもよい。この場合では、図６に示すような振動ミキサー１００を用いることが好ましい。この振動ミキサー１００では、図示するように振動ミキサー１００の最も上流側のバレル１１５ａに流入口１０２ａと第１供給口１０６ａとが設けられていると共に、その下流側のバレル１１５ｂに第２供給口１０６ａが設けられている。流入口１０２ａを介して、樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んで成る原料が振動ミキサー１００に供給されると共に、供給口１０６ａを介して中和剤水溶液が供給される。図６に示す振動ミキサー１００では、第２供給口１０８ａがバレル１１５ｂに設けられているが、混合物Ｂを得るための混合が充分に行われるように、より下流側のバレル１１５ｃに第２供給口１０８ａを設けた振動ミキサーを用いてもよい（図７参照）。更に、図６に示す振動ミキサーを用いた場合では、原料（樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とを含んで成る原料）と中和剤水溶液とが別々の流入口ないし供給口からそれぞれ供給される態様であるが、図８に示すように、原料と中和剤水溶液とを１つの流入口１０２ｂから供給する態様であってもよい。かかる態様は、送液ポンプの数を減らせると共に、操作がより簡易となる点で好ましい。
【００４５】
本発明の製造方法で得られるエマルションからは、水性塗料組成物を得ることができる。具体的には、得られたエマルションに、顔料ペースト、表面調整剤および粘度調整剤等の各種添加剤、ならびに、必要に応じてその他の水性樹脂成分等、当業者によってよく知られている塗料に用いられる各種成分を含むことによって、水性塗料組成物が得られる。このような水性塗料組成物はスプレー塗装やハケ塗り用の塗料だけでなく、電着塗料として用いることができる。
【００４６】
そのように得られた水性塗料組成物は、自動車のボディー、ホイールまたは二輪車のフレーム等の基材に対して、塗装することによって塗膜を形成することができ、基材に塗膜を有する塗装物を得ることができる。塗装方法としては特に限定されず、スプレー塗装、ハケ塗りまたは電着塗装等を挙げることができる。
【００４７】
以下では、本発明の製造方法を更に詳細に説明するために、図９を参照して、振動ミキサーを用いた水性塗料用エマルションの連続的な製造方法について説明する。図９に示す振動ミキサーでは、工程（ｉ）〜（ｉｉｉ）が実施されるセクションＩ〜ＩＩＩを模式的に示している。このセクションＩ〜ＩＩＩは、一般的には、振動ミキサー内に形成された各セクション（例えば図２に示すセクション１１０ａ,１１０ｂ，１１０ｃ）に相当し得るものの、各工程を説明すべく便宜的に用いるものであるので、実際の振動ミキサーでは図示するようなセクションが存在しない場合もあることに留意されたい。
【００４８】
まず、振動ミキサー１００の流入口１０２に、有機溶剤１に溶解している樹脂成分２、硬化剤３および添加剤４をポンプ１５０で連続的に供給する。これにより、有機溶剤１と樹脂成分２と硬化剤３と添加剤４とが攪拌体１３４の振動に付されてセクションＩにおいて混合が行われて、混合物Ａが形成される。かかる混合と相俟って、供給圧によって、原料成分（有機溶剤１，樹脂成分２,硬化剤３および添加剤４）がＡ方向（図９にて矢印で図示する方向）へと送られる。従って、セクションＩでは、原料成分が下流側へと送られつつ混合物Ａが形成されることになる。
【００４９】
次いで、セクションＩＩまで混合物Ａが送られると、混合物Ａに対して中和剤水溶液５が第１供給口１０６を介して加えられ、混合物Ｂが形成される。このセクションＩＩでも、攪拌体１３４の振動によって、混合物Ａと中和剤水溶液５とが混合されるので、下流側へと送られつつ混合物Ｂが形成されることになる。
【００５０】
次いで、混合物ＢがセクションＩＩＩへと送られてくると、第２供給口１０８を介して、脱イオン水などの水６が混合物Ｂに加えられることになる。これによって、混合物Ｂにおける連続相が油相から水相へと変化し（即ち「転相」が生じる）、エマルション７が形成されることになる。このセクションＩＩＩでも、攪拌体１３４の振動によって、混合物Ｂと水６とが混合されるので、より下流側へと送られつつ転相が生じることになる。最終的には流出口１０４からエマルション７が連続的に排出されてくる。
【００５１】
第２供給口１０８から供給される水６は、セクションＩＩＩで転相が生じる量さえあれば充分である。従って、得られるエマルション７の固形分濃度は、ミキサー１００から排出された後で必要に応じて調整してもよい。
【００５２】
また、必要に応じて、得られたエマルション７からゴミや凝集物等を取り除くために、振動ミキサー１００の下流側に濾過器を設けてもよい。この場合、例えば珪藻土を用いた濾過器を用いることができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。
【００５４】
例えば、振動ミキサーのケーシングを構成するバレルおよび攪拌体の羽根部は、図２に示すような３段である必要は必ずしもなく、それよりも少ない段数又は多い段数であってもよい。例えば図１０（ａ）,（ｂ）に示すように、バレルおよび羽根部を２段積み重ねて構成した振動ミキサーであってよい。同様に、例えば図１１に示すように、バレルおよび羽根部を５段積み重ねて構成した振動ミキサーであってもよい。
【実施例】
【００５５】
実施例１および実施例２は、振動ミキサーを用いて、本発明の製造方法を実施した例であり、比較例は、電着塗料用エマルションの従来の製造法を実施した例である。
【００５６】
まず、実施例１,２および比較例に先立って、以下の前処理１〜３を実施した。
（前処理１：樹脂成分の調製）
樹脂成分としてアミン変性エポキシ樹脂を調製した。まず、撹拌機、窒素導入管、冷却管および温度計を備えた反応容器に、エポキシ当量１８８のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１０００．０部（ダウケミカル製 ＤＥＲ−３３１Ｊ）、ビスフェノールＡ３５１．７部、オクチル酸１９１．５部およびメチルイソブチルケトン（以下ＭＩＢＫと略す）１５１．０部を仕込んで１００℃に昇温した。撹拌して均一な混合物を得た後、ベンジルジメチルアミン１．６５部を添加し、エポキシ当量が１７００になるまで１２０℃で反応させた。引き続いて、ＭＩＢＫ２５部を加えて混合物を冷却した後、ジエチレントリアミンのメチルイソブチルジケチミン７３％ＭＩＢＫ溶液２０６．８部およびＮ−メチルエタノールアミン２１．４部を加えた。次いで、混合物を１１５℃で１時間保持した。以上の操作によって、アミン変性エポキシ樹脂１９４９．０部（固形分８８％）を得た。
【００５７】
（前処理２：硬化剤の調製）
硬化剤としてポリウレタン架橋剤を調製した。まず、攪拌機、窒素導入管、冷却管および温度計を備えた反応容器にポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート１３２部（日本ポリウレタン製 ＭＲ−２００）を仕込み、次いで、ＭＩＢＫ７３．５部を反応容器に加えて希釈した。引き続いて、ジブチル錫ジラウレート０．１部を加え、得られた混合物を８０℃に昇温した。その後、混合物が９０℃を超えないように制御しながら、ブチルジグリコール１６２部を徐々に加えた。ＩＲスペクトル測定でイソシアネート基の吸収が実質上消失することを確認できるまで混合物を８０℃に保持した。以上の操作によって、ポリウレタン架橋剤３６７．５部（固形分８０％）を得た。
【００５８】
（前処理３：顔料ペーストの調製）
製造されるエマルションに加えられる顔料ペーストを調製した。エポキシ系４級アンモニウム塩型顔料分散樹脂（固形分５０％）１２０．０部、５０％乳酸４．２部、カーボンブラック２．０部、カオリン１００．０部、二酸化チタン８０．０部、リンモリブデン酸アルミニウム１８．０部およびイオン交換水（調製する顔料ペーストの固形分が５６％となる量のイオン交換水）をサンドグラインドミルに仕込み、粒子径が１０μｍ以下となる分散状態が得られるまで処理することによって、顔料ペーストを得た。
【００５９】
《実施例１》
振動ミキサーとして冷化工業株式会社製のＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ（型式：Ｍ３５）を用いた。実施例１は、図７に模式的に示す振動ミキサーを参照にして説明する。振動ミキサーの運転条件は次の通りである。
・攪拌体の振動数： ３０ｓ−１（３０ストローク／ｓｅｃ）
・ミキサー有効体積：２４０ｃｃ
【００６０】
まず、前処理１で得られたアミン変性エポキシ樹脂１０．７１ｋｇと前処理２で得られたポリウレタン架橋剤５．０５ｋｇとを、攪拌機を備えた容器に仕込み、８０℃で３０分攪拌することによって樹脂液Ａを得た。得られた樹脂液Ａの粘度は、８０℃の温度条件下、１５００ｍＰａ・ｓであった。また、別の容器では、９０％工業用酢酸０．２９６ｋｇとイオン交換水６．３８ｋｇとを仕込み、２５℃で１０分攪拌することによって酸性液Ｂを得た。得られた酸性液Ｂの粘度は、２５℃の温度条件下、３ｍＰａ・ｓであった。
【００６１】
次いで、リニアポンプ（冷化工業製）を用いて、７８８．０ｇ／ｍｉｎの割合で樹脂液Ａを投入口１０２ａから振動ミキサーに連続的に供給すると共に、３３３．８ｇ／ｍｉｎの割合で酸性液Ｂを投入口１０６ａから振動ミキサーに連続的に供給した。これによって、バレル１１５ａおよび１１５ｂ内においてＷ／Ｏエマルションを形成した。
【００６２】
次いで、リニアポンプ（冷化工業製）を用いて、バレル１１５ｃに設けられた供給口１０８ａよりイオン交換水を４４３．５ｇ／ｍｉｎの割合で連続的に供給して転相を実施した。この転相の直前時には、Ｗ／Ｏエマルションは２０３００ｍＰａ・ｓ（４０℃温度条件下）となるまで粘度が増加していた。転相によって、Ｗ／Ｏエマルションの連続相が油相から水相へと変わり、Ｏ／Ｗエマルションが得られた。得られたＯ／Ｗエマルションの粘度は、１５ｍＰａ・ｓ（２５℃温度条件下）を有するものであった。
【００６３】
振動ミキサーを運転し始めてから約５秒後には流出口１０４よりＯ／Ｗエマルションが流出し始めた。振動ミキサーを約２０分間連続運転すると、３１．３ｋｇのＯ／Ｗエマルション（固形分４３％）を得ることができた。
【００６４】
実施例１で得られた結果を以下に示す。
・滞留時間： 約５秒
・エマルション生産量 ： 約９４ｋｇ／ｈｒ
・ミキサー有効体積当たりの処理量： ３９２ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）
・エマルションの粒子径： １１２ｎｍ
【００６５】
最終的には、得られたエマルションを脱溶剤処理し、固形分濃度を４１％に調整して得られた調整物８５０ｇを、イオン交換水１３８６ｇおよび前処理３で得られた顔料ペースト２６４ｇと混合することによって、カチオン型電着塗料２５００ｇを得た。
【００６６】
《実施例２》
実施例２では、実施例１で用いた各種原料の量および供給速度を変えて本発明の製造方法を実施した。振動ミキサーは、実施例１と同様、冷化工業株式会社製のＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ（型式：Ｍ３５）であり、振動ミキサーの運転条件も以下の通り実施例１と同じである。
・攪拌体の振動数： ３０ｓ−１（３０ストローク／ｓｅｃ）
・ミキサー有効体積：２４０ｃｃ
【００６７】
まず、前処理１で得られたアミン変性エポキシ樹脂１６．８１ｋｇと前処理２で得られたポリウレタン架橋剤７．９３ｋｇとを、攪拌機を備えた容器に仕込み、８０℃で３０分攪拌することによって樹脂液Ａを得た。得られた樹脂液Ａの粘度は、８０℃の温度条件下、１５００ｍＰａ・ｓであった。また、別の容器では、９０％工業用酢酸０．４６５ｋｇとイオン交換水１０．０２ｋｇとを仕込み、２５℃で１０分攪拌することによって酸性液Ｂを得た。得られた酸性液Ｂの粘度は、２５℃の温度条件下、３ｍＰａ・ｓであった。
【００６８】
次いで、リニアポンプ（冷化工業製）を用いて、１２３７．０ｇ／ｍｉｎの割合で樹脂液Ａを投入口１０２ａから振動ミキサーに連続的に供給すると共に、５２４．３ｇ／ｍｉｎの割合で酸性液Ｂを投入口１０６ａから振動ミキサーに連続的に供給した。これによって、バレル１１５ａおよび１１５ｂ内においてＷ／Ｏエマルションを形成した。
【００６９】
次いで、リニアポンプ（冷化工業製）を用いて、バレル１１５ｃに設けられた供給口１０８ａよりイオン交換水を６９６．３ｇ／ｍｉｎの割合で連続的に供給して転相を実施した。この転相の直前時には、Ｗ／Ｏエマルションは２００００ｍＰａ・ｓ（４０℃温度条件下）となるまで粘度が増加していた。転相によって、Ｗ／Ｏエマルションの連続相が油相から水相へと変わり、Ｏ／Ｗエマルションが得られた。得られたＯ／Ｗエマルションの粘度は、１５ｍＰａ・ｓ（２５℃温度条件下）を有するものであった。
【００７０】
振動ミキサーを運転し始めてから３．５１秒後には流出口１０４よりＯ／Ｗエマルションが流出し始めた。振動ミキサーを約２０分間連続運転すると、４９．１ｋｇのＯ／Ｗエマルション（固形分４３％）を得ることができた。
【００７１】
実施例２で得られた結果を以下に示す。
・滞留時間： 約３．５秒
・エマルション生産量 ： 約１４７ｋｇ／ｈｒ
・ミキサー有効体積当たりの処理量： ６１３ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）
・エマルションの粒子径： １００ｎｍ
【００７２】
最終的には、得られたエマルションを脱溶剤処理し、固形分濃度を４１％に調整して得られた調整物８５０ｇを、イオン交換水１３８６ｇおよび前処理３で得られた顔料ペースト２６４ｇと混合することによって、カチオン型電着塗料２５００ｇを得た。
【００７３】
《比較例》
従来のパッチ式製造法によって電着塗料用エマルションを製造した。
【００７４】
まず、前処理１で得られたアミン変性エポキシ樹脂２．７４ｋｇと前処理２で得られたポリウレタン架橋剤１．２９ｋｇとを、攪拌機を備えた容器Ｖ１に仕込み、８０℃で３０分攪拌することによって樹脂液Ａを得た。得られた樹脂液Ａの粘度は、８０℃の温度条件下、１５００ｍＰａ・ｓであった。次いで、別の１０Ｌ容器Ｖ２（「バッチ容器」に相当する）において、９０％工業用酢酸０．０７６ｋｇとイオン交換水１．６３ｋｇとを仕込んで、２５℃にて約１０分攪拌した後、４．０３ｋｇの樹脂液Ａ（８０℃）を容器Ｖ２に加え、容器Ｖ２内の混合物の温度が４３℃になるまで室温（２５℃）で放冷させつつ約３０分間攪拌した。このような操作により、Ｗ／Ｏエマルションを得た。次いで、得られたＷ／Ｏエマルションを容器Ｖ２にて攪拌しながら、Ｗ／Ｏエマルションに対して２．２７ｋｇのイオン交換水を１時間かけて滴下供給することによって、最終的に８．００ｋｇのＯ／Ｗエマルション（固形分４３％）を得た。エマルション原料の混合開始時（即ち、「樹脂液Ａを容器Ｖ２に加え始めた時点」）から８．００ｋｇのＯ／Ｗエマルションが得られるまでに要した時間は約９０分であった。
【００７５】
比較例で得られた結果を以下に示す。
・所要時間： １．５時間
・エマルション生産量 ： ５．３３ｋｇ／ｈｒ
・容器Ｖ２の有効体積当たりの処理量： ０．５３３ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）
・エマルションの粒子径： １６０ｎｍ
【００７６】
最終的には、得られたエマルションを脱溶剤処理し、固形分濃度を４１％に調整して得られた調整物８５０ｇを、イオン交換水１３８６ｇおよび前処理３で得られた顔料ペースト２６４ｇと混合することによって、カチオン型電着塗料２５００ｇを得た。
【００７７】
《結論》
実施例１,２および比較例から以下のことが分かった。
（イ）ＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ（型式：Ｍ３５）を用いた本発明の製造法では、滞留時間が約３〜６秒、エマルション生産量が約９０〜１６０ｋｇ／ｈｒ、ミキサーの有効体積当たりの処理量約３９０〜６２０ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）であるのに対して、従来技術の製造法では処理時間が約１．５時間、エマルション生産量が約５．３ｋｇ／ｈｒ、ミキサー有効体積当たりの処理量０．５３３ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）であることを鑑みると、本発明の製造法は、コンパクトなミキサーを用いながらも、生産性の点で非常に効率のよいエマルション製造法（特に電着塗料などの水性塗料に用いられるエマルションの製造にとって好適な方法）であることが分かった。
（ロ）実施例で得られたエマルションの粒子径は、比較例で得られたエマルションの粒子径よりも小さいので、本発明の製造法では従来技術の製造法よりも効率よく乳化できる。また、粒子径が小さいので、本発明の製造法で得られたエマルションは、従来の製造法で得られたエマルションより貯蔵安定性に優れている。
【００７８】
尚、上記の比較例は、ラボスケール（１０Ｌ）で行った例であるが、工業スケール［攪拌容器体積４０ｍ３、アミン変性エポキシ樹脂１３．６８ｔｏｎ、ポリウレタン架橋剤６．４５ｔｏｎ、工業用酢酸３７９ｋｇ、イオン交換水（工業用酢酸と最初に混ぜられるイオン交換水）８．１６ｔｏｎ］を想定すると、上記比較例と同様な操作で攪拌容器内の混合物の温度が４３℃になるまでに１時間およびイオン交換水１１．３３ｔｏｎの滴下供給に３時間要することで４０ｔｏｎのＯ／Ｗエマルションが得られることが推測でき、以下の結果が導かれることを付言しておく。以下の結果を参照すると本発明の効果（優れた生産性）がより顕著なものであることがより理解できるであろう。
・所要時間： ４時間
・エマルション生産量 ： １０ｔｏｎ／ｈｒ
・攪拌容器の有効体積当たりの処理量： ０．２５ｔｏｎ／（ｈｒ・ｍ３）
・エマルションの粒子径： １６０ｎｍ
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明のエマルションの製造方法は、例えば電着塗料など水性塗料組成物に用いるエマルションを連続的に製造するのに特に適している。しかしながら、原料成分を適当に変えることによって、化粧品または医薬品等のエマルションを連続的に製造することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、水性塗料に用いるエマルションを製造する際の原料の粘度変化を模式的に示したグラフである。
【図２】図２は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーを模式的に示した一部断面図である。
【図３】図３（ａ）,（ｂ）は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーの構成部品を模式的に示した分解斜視図である。
【図４】図４は、振動ミキサーの攪拌体の好ましい態様を模式的に示した図である。
【図５】図５は、本発明の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーの好ましい態様を模式的に示した一部断面図である。
【図７】図７は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーの好ましい態様を模式的に示した一部断面図である。
【図８】図８は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーの好ましい態様を模式的に示した一部断面図である。
【図９】図９は、振動ミキサーを用いて実施される本発明の製造方法を模式的に示した図である。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーの別の好ましい態様を模式的に示した一部断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の製造方法に用いる振動ミキサーの別の好ましい態様を模式的に示した一部断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…有機溶剤、２…樹脂成分、３…硬化剤、４…添加剤、５…中和剤水溶液、６…水、７…エマルション、１００…振動ミキサー、１０２（１０２ａ，１０２ｂ）…流入口、１０４…流出口、１０６（１０６ａ）…第１供給口、１０８（１０８ａ，１０８ｂ）…第２供給口、１１０…ケーシング、１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ…ケーシングの内部に形成された複数のセクション、１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ…ケーシングを構成する各バレル、１２０…仕切板の開口部、１２２…仕切板、１３０…攪拌体の軸部、１３２…螺旋形状の羽根部、１３３ａ…外側寄りの穴、１３３ｂ…内側寄りの穴、１３４…攪拌体、１３６…振動駆動部および１５０…送液ポンプ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤に溶解可能な塩基性基または酸性基を含んで成る樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とからエマルションを製造する方法であって、
（ｉ）前記樹脂成分と前記硬化剤と前記有機溶剤とを含んで成る原料から混合物Ａを得る工程、
（ｉｉ）前記塩基性基または酸性基を中和する中和剤水溶液を前記混合物Ａに加え、分散相としての水相および前記有機溶剤と前記中和剤により中和された前記樹脂成分と前記硬化剤とを含んで成る連続相としての油相の２相から成る混合物Ｂを得る工程、ならびに、
（ｉｉｉ）水を前記混合物Ｂに加え、前記連続相を前記油相から水相へと変える転相を行ってエマルションを形成する工程
を含んで成り、
前記原料が、７０℃の温度条件下、４００〜５０００ｍＰａ・ｓの粘度を有し、前記混合物Ｂが、４０℃の温度条件下、１００００〜５００００ｍＰａ・ｓの粘度を有し、また、前記エマルションが、２５℃の温度条件下、５〜３００ｍＰａ・ｓの粘度を有しているエマルション製造方法において、
（ａ）流入口および流出口を備え、内部にて流体が流通するケーシング、
（ｂ）前記流体が流通できる開口部を備え、前記ケーシング内部を複数のセクションに分ける仕切板、ならびに
（ｃ）軸部とその周囲に設けられた螺旋形状の羽根部とを備えた攪拌体であって、前記ケーシングの軸方向に沿うように前記仕切板の前記開口部を通して前記ケーシング内に収納された攪拌体
を有して成り、前記攪拌体がその軸方向に振動することによって前記ケーシング内の前記流体が混合されるミキサーを用いることを特徴としており、
前記工程（ｉ）では、前記原料を前記流入口から前記ケーシング内に導入して、前記混合物Ａを得ており、
前記工程（ｉｉ）では、前記ケーシングに設けられた第１供給口を介して、前記中和剤水溶液を前記ケーシング内に導入し、前記混合物Ｂを得ており、また
前記工程（ｉｉｉ）では、前記第１供給口と前記流出口との間にて前記ケーシングに設けられた第２供給口を介して、前記水を前記ケーシング内に導入して前記転相を行っており、前記流出口から前記エマルションが得られるエマルション製造方法。
【請求項２】
前記ミキサーにおいて、前記攪拌体の前記羽根部に穴が設けられており、前記攪拌体が振動すると、前記原料、前記混合物Ａ、前記混合物Ｂおよび／または前記エマルションが前記穴を介して流通し、混合が促進されることを特徴とする、請求項１に記載のエマルション製造方法。
【請求項３】
前記ミキサーが、商品名ＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ（登録商標）であることを特徴とする、請求項１または２に記載のエマルション製造方法。
【請求項４】
前記原料、前記混合物Ａ、前記混合物Ｂおよび前記エマルションにて硬化反応が生じないように温度調整することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のエマルション製造方法。
【請求項５】
前記樹脂成分は、前記塩基性基としてアミノ基または前記酸性基としてカルボキシル基を含んで成る、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、カーボネート樹脂、ポリブタジエン樹脂、メラミン樹脂およびベンゾグアナミン樹脂から成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のエマルション製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｉ），（ｉｉ）および／または（ｉｉｉ）において、表面調整剤、消泡剤、可塑剤および粘度調整剤から成る群から選択される少なくとも１種以上の添加剤を前記ミキサー内に供給することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のエマルション製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のエマルション製造方法で得られるエマルションを含んで成ることを特徴とする水性塗料組成物。
【請求項８】
前記水性塗料組成物が電着塗料であることを特徴とする、請求項７に記載の水性塗料組成物。
【請求項９】
基材に対して塗料を塗装して塗膜を形成する方法であって、
前記塗料が、請求項７に記載の水性塗料組成物であることを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の塗膜形成方法によって得られることを特徴とする塗装物。
【請求項１】
有機溶剤に溶解可能な塩基性基または酸性基を含んで成る樹脂成分と硬化剤と有機溶剤とからエマルションを製造する方法であって、
（ｉ）前記樹脂成分と前記硬化剤と前記有機溶剤とを含んで成る原料から混合物Ａを得る工程、
（ｉｉ）前記塩基性基または酸性基を中和する中和剤水溶液を前記混合物Ａに加え、分散相としての水相および前記有機溶剤と前記中和剤により中和された前記樹脂成分と前記硬化剤とを含んで成る連続相としての油相の２相から成る混合物Ｂを得る工程、ならびに、
（ｉｉｉ）水を前記混合物Ｂに加え、前記連続相を前記油相から水相へと変える転相を行ってエマルションを形成する工程
を含んで成り、
前記原料が、７０℃の温度条件下、４００〜５０００ｍＰａ・ｓの粘度を有し、前記混合物Ｂが、４０℃の温度条件下、１００００〜５００００ｍＰａ・ｓの粘度を有し、また、前記エマルションが、２５℃の温度条件下、５〜３００ｍＰａ・ｓの粘度を有しているエマルション製造方法において、
（ａ）流入口および流出口を備え、内部にて流体が流通するケーシング、
（ｂ）前記流体が流通できる開口部を備え、前記ケーシング内部を複数のセクションに分ける仕切板、ならびに
（ｃ）軸部とその周囲に設けられた螺旋形状の羽根部とを備えた攪拌体であって、前記ケーシングの軸方向に沿うように前記仕切板の前記開口部を通して前記ケーシング内に収納された攪拌体
を有して成り、前記攪拌体がその軸方向に振動することによって前記ケーシング内の前記流体が混合されるミキサーを用いることを特徴としており、
前記工程（ｉ）では、前記原料を前記流入口から前記ケーシング内に導入して、前記混合物Ａを得ており、
前記工程（ｉｉ）では、前記ケーシングに設けられた第１供給口を介して、前記中和剤水溶液を前記ケーシング内に導入し、前記混合物Ｂを得ており、また
前記工程（ｉｉｉ）では、前記第１供給口と前記流出口との間にて前記ケーシングに設けられた第２供給口を介して、前記水を前記ケーシング内に導入して前記転相を行っており、前記流出口から前記エマルションが得られるエマルション製造方法。
【請求項２】
前記ミキサーにおいて、前記攪拌体の前記羽根部に穴が設けられており、前記攪拌体が振動すると、前記原料、前記混合物Ａ、前記混合物Ｂおよび／または前記エマルションが前記穴を介して流通し、混合が促進されることを特徴とする、請求項１に記載のエマルション製造方法。
【請求項３】
前記ミキサーが、商品名ＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ（登録商標）であることを特徴とする、請求項１または２に記載のエマルション製造方法。
【請求項４】
前記原料、前記混合物Ａ、前記混合物Ｂおよび前記エマルションにて硬化反応が生じないように温度調整することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のエマルション製造方法。
【請求項５】
前記樹脂成分は、前記塩基性基としてアミノ基または前記酸性基としてカルボキシル基を含んで成る、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、カーボネート樹脂、ポリブタジエン樹脂、メラミン樹脂およびベンゾグアナミン樹脂から成る群から選択される少なくとも１種以上の樹脂であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のエマルション製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｉ），（ｉｉ）および／または（ｉｉｉ）において、表面調整剤、消泡剤、可塑剤および粘度調整剤から成る群から選択される少なくとも１種以上の添加剤を前記ミキサー内に供給することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のエマルション製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のエマルション製造方法で得られるエマルションを含んで成ることを特徴とする水性塗料組成物。
【請求項８】
前記水性塗料組成物が電着塗料であることを特徴とする、請求項７に記載の水性塗料組成物。
【請求項９】
基材に対して塗料を塗装して塗膜を形成する方法であって、
前記塗料が、請求項７に記載の水性塗料組成物であることを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の塗膜形成方法によって得られることを特徴とする塗装物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−８０２５７（Ｐ２００８−８０２５７Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６３７８２（Ｐ２００６−２６３７８２）
【出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（０００２３００５４）日本ペイント株式会社 (626)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（０００２３００５４）日本ペイント株式会社 (626)
【Ｆターム（参考）】
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