粉体塗料、微粉体及び粉体塗料の製造方法、微粉体の製造装置、並びに粉体塗料の塗装方法
【課題】 ＰＥＴ樹脂が本来有する特性を生かした薄い塗膜を形成することができ、これによりコスト低減及び用途拡大を図ることができる粉体塗料、微粉体及び粉体塗料の製造方法、微粉体の製造装置、並びに粉体塗料の塗装方法を提供する。
【解決手段】 本発明の粉体塗料は、平均粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂（ＰＥＴ樹脂）と、ＰＥＴ樹脂に対して２〜１０重量％添加された非晶性ポリエステルとを含んでなる。ここで、本発明の粉体塗料は、上記のＰＥＴ樹脂に対して０．５〜１．５重量％添加された流動化促進剤を含み、更には、ＥＴ樹脂に対して０．５〜１．０重量％添加された脱泡剤を含むことが望ましい。
【解決手段】 本発明の粉体塗料は、平均粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂（ＰＥＴ樹脂）と、ＰＥＴ樹脂に対して２〜１０重量％添加された非晶性ポリエステルとを含んでなる。ここで、本発明の粉体塗料は、上記のＰＥＴ樹脂に対して０．５〜１．５重量％添加された流動化促進剤を含み、更には、ＥＴ樹脂に対して０．５〜１．０重量％添加された脱泡剤を含むことが望ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴともいう）系の樹脂、特にＰＥＴボトル等から再生された再生ＰＥＴ樹脂を用いた粉体塗料、微粉体及び粉体塗料の製造方法、微粉体の製造装置、並びに粉体塗料の塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源の有効利用が注目されており、その１つとしてＰＥＴボトル等の再利用がある。ＰＥＴボトルを再利用するためには、一般家庭等から回収されたＰＥＴボトルを破砕してフレーク（薄片）とし、このフレークを造粒して再生ペレットを形成することにより再生ＰＥＴ樹脂を得る。この再生ＰＥＴ樹脂が種々の製品の原料となって再利用される。再生ＰＥＴ樹脂を用いて製造される製品の１つに粉体塗料がある。ここで、粉体塗料とは粉状の塗料をいい、被塗物にまぶした後に加熱して（焼き付けて）溶融させることにより塗膜を形成する塗料である。この粉体塗料は、溶剤を用いないために衛生面等に優れた塗料である。
【０００３】
以下の特許文献１〜５には、主に改質剤の添加によってＰＥＴ樹脂又は再生ＰＥＴ樹脂を変性させて溶融温度を下げ、焼き付け温度を低温化させることによりエネルギーコストの低減を図った粉体塗料が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−５３８９２号公報
【特許文献２】特開平１０−２８７８４４号公報
【特許文献３】特開平１１−１０６７０１号公報
【特許文献４】特開２０００−２４８２０４号公報
【特許文献５】特開平９−２９９８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の特許文献に開示された技術においては、上述の通り改質剤の添加によってＰＥＴ樹脂又は再生ＰＥＴ樹脂が変性しているため、これらの溶融温度が低下するという利点を有する。しかしながら、改質剤の添加によって本来ＰＥＴ樹脂が有している高付着力、強靱性、高摩耗性、高耐薬品性等の諸特性が弱められてしまっているという欠点を有する。
【０００５】
また、塗膜を形成する場合において、膜厚が薄い程広い面積に塗膜を形成することができるが、上記の特許文献に開示された粉体塗料を塗布して形成される塗膜は膜厚が１００μｍ以上の厚膜であるため、塗膜を形成するために多くの粉体塗料が必要になっていた。更に、塗膜を形成すると被塗物の寸法が塗膜の厚みの分だけ変化することになるが、形成される塗膜が厚膜であると被塗物の寸法が大きく変わることになるため、用途が制限されるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＰＥＴ樹脂が本来有する特性を生かした薄い塗膜を形成することができ、これによりコスト低減及び用途拡大を図ることができる粉体塗料、微粉体及び粉体塗料の製造方法、微粉体の製造装置、並びに粉体塗料の塗装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の粉体塗料は、平均粒径が１０〜３０μｍであるポリエチレンテレフタレート樹脂と、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して２〜１０重量％添加された非晶性ポリエステルとを含むことを特徴としている。
この発明によると、熱可塑性を有する平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂を主原料としており、付着力及び強靱性を増すための非晶性ポリエステルがポリエチレンテレフタレート樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されている。
ここで、非晶質ポリエステルの添加量を２重量％以上とするのは形成される塗膜の付着力及び強靱性の点を考慮したためであり、１０重量％以下とするのはポリエチレンテレフタレート樹脂の変性を考慮したためである。
また、本発明の粉体塗料は、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して０．５〜１．５重量％添加された流動化促進剤を含むことを特徴としている。
この発明によると、塗膜を平滑化するための流動化促進剤がポリエチレンテレフタレート樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されている。
ここで、流動化促進剤の添加量を０．５重量％以上とするのは形成される塗膜の表面の荒さを考慮したためであり、１．５重量％以下とするのはポリエチレンテレフタレート樹脂の変性を考慮したためである。
更に、本発明の粉体塗料は、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して０．５〜１．０重量％添加された脱泡剤を含むことを特徴としている。
この発明によると、泡の形成を防止するための脱泡剤がポリエチレンテレフタレート樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されている。
ここで、脱泡剤の添加量を０．５重量％以上とするのは形成される塗膜のハジキ（ピンホール）を考慮したためであり、１．０重量％以下とするのはポリエチレンテレフタレート樹脂の変性を考慮したためである。
上記課題を解決するために、本発明の微粉体の製造方法は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を含む微粉体の製造方法であって、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を結晶化する結晶化工程（Ｓ１４）と、平均粒径が５００μｍ程度になるまで前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を粗粉砕する粗粉砕工程（Ｓ１５）と、平均粒径が１０〜３０μｍになるまで前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を微粉砕する微粉砕工程（Ｓ１６）とを含むことを特徴としている。
この発明によると、ポリエチレンテレフタレート樹脂が結晶化された後、結晶化されたポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで粗粉砕され、次いでポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が１０〜３０μｍになるまで微粉砕される。
ここで、本発明の微粉体の形成方法は、前記微粉砕工程が、冷風を供給しつつ前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を微粉砕する工程であることを特徴としている。
この発明によると、ポリエチレンテレフタレート樹脂は冷風が供給された状態で微粉砕される。ここで、供給される冷風の温度はマイナス数十度程度であることが好適である。
上記課題を解決するために、本発明の粉体塗料の製造方法は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を含む粉体塗料の製造方法であって、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂と添加剤とを混合して前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで粗粉砕する第１工程（Ｓ１１）と、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂及び前記添加剤を加熱しながら混練してペレットを形成する第２工程（Ｓ１３）と、前記第２工程で形成された前記ペレットを乾燥して前記ペレットに含まれる前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を結晶化する第３工程（Ｓ１４）と、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで前記ペレットを粗粉砕する第４工程（Ｓ１５）と、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が１０〜３０μｍになるまで前記第４工程で得られた粉砕物を微粉砕する第５工程（Ｓ１６）とを含むことを特徴としている。
この発明によると、ポリエチレンテレフタレート樹脂と添加剤とが混合されてポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで粗粉砕され、一度ポリエチレンテレフタレート樹脂が結晶化された後、結晶化されたポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで粗粉砕され、次いで粗粉砕されたポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が１０〜３０μｍになるまで微粉砕される。
ここで、本発明の粉体塗料の製造方法は、前記添加剤が、非晶性ポリエステル、流動化促進剤、及び脱泡剤の少なくとも１つを含むことが望ましい。
また、本発明の粉体塗料の製造方法は、前記第５工程が、冷風を供給しつつ前記粉砕物を微粉砕する工程であることを特徴としている。
この発明によると、粗粉砕されたポリエチレンテレフタレート樹脂は冷風が供給された状態で微粉砕される。ここで、供給される冷風の温度は、マイナス数十度程度であることが好適である。
更に、本発明の粉体塗料の製造方法は、前記第１工程と前記第２工程との間に、前記第１工程で粉砕された粉砕物に着色用の顔料を混合する第６工程を含むことを特徴としている。
この発明によると、ポリエチレンテレフタレート樹脂と添加剤とが混合されてポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで粗粉砕された後で顔料が混合され、その後にこれらを含むペレットが形成される。
或いは、本発明の粉体塗料の製造方法は、前記第５工程の後に、前記第５工程で得られた粉砕物に着色用の顔料を混合する第７工程を含むことを特徴としている。
この発明によると、平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂が得られた後で顔料が混合される。
上記課題を解決するために、本発明の微粉体の製造装置は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を含む微粉体の製造装置であって、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を粉砕し、平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂を含む粉砕物を得る粉砕機（１１）と、前記粉砕機に冷風を供給する冷風発生装置（１６）と、前記粉砕機によって得られた粉砕物から、平均粒径が１０〜３０μｍの前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を分級する分級機（１２）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、冷風が供給されている粉砕機にポリエチレンテレフタレート樹脂が供給されると、平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂を含む粉砕物とされ、この粉砕物から平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂が分級される。
また、本発明の微粉体の製造装置は、前記冷風発生装置が、前記粉砕機内部の温度が６０℃以下となるように前記冷風を供給することを特徴としている。
この発明によると、粉砕機内においてポリエチレンテレフタレート樹脂は、ガラス転移温度である６０℃以下の環境下において粉砕される。
上記課題を解決するために、本発明の粉体塗料の塗装方法は、上記の何れかに記載の粉体塗料、又は、上記の何れかに記載の粉体塗料の製造方法によって製造された粉体塗料を被塗物に塗布する塗布工程と、前記被塗物に塗布された前記粉体塗料を加熱する加熱工程と、前記加熱された前記粉体塗料を急冷する急冷工程とを含むことを特徴としている。
この発明によると、粉体塗料が被塗物に塗布され、加熱された後に急冷される。ここで、粉体塗料に含まれるポリエチレンテレフタレート樹脂が結晶化されている場合（特に、上記の粉体塗料の製造方法によって製造された粉体塗料は第３工程で結晶化されているため、第５工程で微粉砕して得られる粉砕物は結晶化されたポリエチレンテレフタレート樹脂が多く含まれる）には、加熱・急冷を経ることにより結晶化されているポリエチレンテレフタレート樹脂は非晶質化される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、付着力及び強靱性を増すための非晶性ポリエステルがＰＥＴ樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されているため、ＰＥＴ樹脂が本来有する高付着力、強靱性、高摩耗性、高耐薬品性等の特性が生かされた粉体塗料を得ることができるという効果がある。また、ＰＥＴ樹脂の平均粒径が１０〜３０μｍであるため、厚みが１００μｍ以下の塗膜（好ましくは、３０〜８０μｍの薄い塗膜）を形成することができる。これにより、所定の面積を塗装する場合に、厚い塗膜を形成するときに比べて塗装に必要な粉体塗料の量を削減することができ、コスト低減を図ることができるという効果がある。また、塗装の厚みが薄いため、粉体塗料が用いられる用途を拡大することができるという効果がある。
また、本発明によれば、塗膜を平滑化するための流動化促進剤がＰＥＴ樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されているため、塗装後にはＰＥＴ樹脂が本来有する上述した各種の特性が生かされ、且つ表面が平滑な塗膜を形成することができるという効果がある。
更に、本発明によれば、泡の形成を防止するための脱泡剤がＰＥＴ樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されているため、ハジキ（ピンホール）のない塗膜を形成することができるという効果がある。
本発明によれば、一度ＰＥＴ樹脂を結晶化した後で粗粉砕及び微粉砕を順に行っているため、平均粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂を含む微粉体又は粉体塗料を効率的に形成することができるという効果がある。
また、本発明によれば、冷風が供給された状態でＰＥＴ樹脂が微粉砕されるため、微粉砕時に生ずる熱によってＰＥＴ樹脂が溶融せず、粉状の微粉体又は粉体塗料を形成する上で極めて好適であるという効果がある。
更に、本発明によれば、平均粒径が１０〜３０μｍのＰＥＴ樹脂が得られた後で顔料を混合しているため、予め平均粒径が１０〜３０μｍのＰＥＴ樹脂を大量に製造しておき必要な時に所定の顔料を混合することで、所定の着色がなされた粉体塗料を必要な時に必要な量だけ製造することができるという効果がある。
また、本発明によれば、ＰＥＴ樹脂は、ＰＥＴ樹脂のガラス転移温度以下の環境下において粉砕されるため、ＰＥＴ樹脂が軟化して粉砕が困難になるといった事態は生じない。このため、平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂を含む微粉体を効率的に製造することができる。
また、本発明によれば、粉体塗料を被塗物に塗布した後で、加熱・急冷を経ることにより結晶化されているＰＥＴ樹脂を非晶質化しているため、本来ＰＥＴ樹脂が有している強靱性（特に、延性）を有し、且つ厚みが１００μｍ以下の塗膜（好ましくは、３０〜８０μｍの薄い塗膜）を形成することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による粉体塗料、微粉体及び粉体塗料の製造方法、並びに粉体塗料の塗装方法について詳細に説明する。
【００１０】
〔粉体塗料〕
本発明の一実施形態による粉体塗料は、主原料として熱可塑性を有するＰＥＴ樹脂を含んでいる。このＰＥＴ樹脂の平均粒径は１０〜３０μｍである。このＰＥＴ樹脂に対して、塗膜の付着力及び強靱性を増すための非晶性ポリエステルが２〜１０重量％添加されている。また、上記のＰＥＴ樹脂に対して、塗膜の平滑性を高めるための流動化促進剤が０．５〜１．５重量％添加されている。更に、塗膜のハジキ（ピンホール）を防止するための脱泡剤が０．５〜１．０重量％添加されている。
【００１１】
ＰＥＴ樹脂を上記の粒径にするのは、膜厚が１００μｍ以下の塗膜（好ましくは、３０〜８０μｍの薄い塗膜）を形成するためである。ＰＥＴ樹脂に対する上記の各添加剤は、所望の付着力及び強靱性を有する塗膜が形成され、塗膜の表面が平滑に形成され、又は塗膜の表面にハジキが形成されないよう、その最小添加量が設定されている。また、上記の各添加剤は、ＰＥＴ樹脂の変性が最小限になるよう、その最大添加量が設定されている。
【００１２】
これらの添加剤を添加してもＰＥＴ樹脂を殆ど変性させないため、ＰＥＴ樹脂が本来有する高付着力、強靱性（特に、延性）、高摩耗性、高耐薬品性等の特性を有し、膜厚が１００μｍ以下の塗膜（好ましくは、３０〜８０μｍの薄い塗膜）を形成することができる。上記の添加量で非晶性ポリエステルを添加することにより、塗膜の付着力及び強靱性を増すことができる。また、上記の添加量で流動化促進剤を添加することにより塗膜の表面を平滑化することができる。更に、上記の添加量で脱泡剤を添加することにより、ハジキ（ピンホール）の無い塗膜を形成することができる。
【００１３】
〔粉体塗料の製造方法〕
次に、上記粉体塗料の製造方法について説明する。図１は、本発明の一実施形態による粉体塗料の製造方法を示す工程図である。本実施形態では、ＰＥＴ樹脂、上述した添加剤、及び着色用の顔料を７：１：２の割合で用いる。尚、ＰＥＴ樹脂としては、例えばＰＥＴボトルを破砕・造粒して製造された再生ペレットを用いるのが好適である。但し、本発明は再生ペレットに制限される訳ではなく、石油から生成されるペレット（ヴァージンペレット）を用いても良い。また、着色用の顔料としては、酸化チタン微粉末（粒径０．２５μｍ）を用いることができる。
【００１４】
まず、再生ペレットと添加剤とを混合し、再生ペレット（ＰＥＴ樹脂）の平均粒径が５００μｍ程度又はそれ以下になるまで粗粉砕する（工程Ｓ１１：第１工程）。次に、工程Ｓ１１で粗粉砕された粉砕物と添加剤及び顔料とをミキサーを用いて混合する（工程Ｓ１２：第６工程）。尚、添加剤は工程Ｓ１１，Ｓ１２の何れの工程でも混合されているが、添加剤の種類に応じて工程Ｓ１１，Ｓ１２で分けて混合しても良く、或いは同一の添加剤を２回に分けて混合しても良い。
【００１５】
次に、工程Ｓ１２で混合した混合物を混練して配合ペレットを製作する（工程Ｓ１３：第２工程）。具体的には、混合物を２５０℃程度に加熱しながら混合物を練り込むことにより、混合物に含まれる再生ペレット、添加剤、及び顔料を混ぜながら溶かして配合ペレットを製作する。以上の工程を終えると、工程Ｓ１３で製作された配合ペレットを乾燥して配合ペレットに含まれるＰＥＴ樹脂を結晶化する処理が行われる（工程Ｓ１４：第３工程）。ここで、ＰＥＴ樹脂を結晶化するのは、平均粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂を含む微粉体又は粉体塗料を効率的に形成するためである。つまり、結晶化されていないＰＥＴ樹脂は粉砕し難いから、平均粒径を１０〜３０μｍとするには時間を要して非効率であるからである。尚、配合ペレットを乾燥するには、例えば熱風乾燥を行うのが望ましい。この熱風乾燥では、例えば数百℃で数時間配合ペレットを乾燥する。
【００１６】
結晶化処理が終了すると、結晶化されたＰＥＴ樹脂の平均粒径が５００μｍ程度又はそれ以下になるまで配合ペレットを粗粉砕し（工程Ｓ１５：第４工程）、次いで工程Ｓ１５で粗粉砕された粉砕物を、ＰＥＴ樹脂の平均粒径が１０〜３０μｍになるまで微粉砕する（工程Ｓ１６：第５工程）。ここで、ＰＥＴ樹脂の微粉砕は冷風発生装置１６からの冷風を供給しつつ行う。供給する冷風は、例えばマイナス数十℃程度に設定することが望ましい。冷風を供給しつつＰＥＴ樹脂を微粉砕するのは、微粉砕時に生ずる熱によってＰＥＴ樹脂が溶融してしまい、微粉砕されないといった不具合を防止するためである。ここで、冷風発生装置１６からの冷風によって、粉砕されているＰＥＴ樹脂の温度を、ＰＥＴ樹脂のガラス転移温度である６０℃以下に抑えることが好適である。以上の工程を経て粉体塗料が製造される。
【００１７】
尚、以上の工程により平均粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂を含む粉体塗料が製造されるが、添加剤及び顔料を含まず平均粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂のみを含む微粉体も製造することもできる。かかる微粉体は、工程Ｓ１１〜Ｓ１３を省略し、再生ペレットを乾燥・結晶化処理し（工程Ｓ１４：結晶化工程）、次いで粗粉砕（工程Ｓ１５：粗粉砕工程）及び微粉砕（工程Ｓ１６：微粉砕工程）を順に行うことにより製造される。尚、粗粉砕（工程Ｓ１５）を行う際に顔料を混合すれば、ＰＥＴ樹脂と顔料とを含む微粉体を製造することも可能である。
【００１８】
〔粉砕装置〕
次に、以上説明した粉体塗料又は微粉体を製造する際に用いる粉砕装置について説明する。図２は、粉砕装置の概略構成を示す図である。図２に示す通り、粉砕装置は、ミル１１、分級機１２、サイクロン装置１３、バグフィルタ１４、送風機１５、冷風発生装置１６、バグフィルタ１７、及び送風機１８を含んで構成される。
【００１９】
ミル１１は、衝撃式高速回転ミルであり、原料ペレット（粉体塗料の製造に用いる場合には図１に示す配合ペレット）を粒径が５００μｍ以下となるよう粗粉砕するとともに、粒径が４０μｍ以下となるよう微粉砕する。このように、図２に示す粉砕装置においては、ミル１１が粗粉砕と微粉砕とを同時に実行している。分級機１２は、ミル１１で粉砕された粉砕物を、その粒径の大きさに応じて分級する。例えば、粒径１５μｍ付近を基準に分級する。
【００２０】
サイクロン装置１３は、分級機１２で分級された粒径が小さな粉砕物（粒径が２５μｍ以下の粉砕物：以下、微粉という）をサイクロン法により捕集し、粉体塗料として回収する。バグフィルタ１４は、サイクロン装置１３を通過した空気から粉塵を除去するためのフィルタである。送風機１５は、分級機１２で分級された微粉を輸送するために、分級機１２からサイクロン装置１３を介してバグフィルタ１４に至る空気の流れをつくるものである。バグフィルタ１７は、バグフィルタ１４と同様に、分級機１２を通過した空気から粉塵を除去するためのフィルタである。送風機１８は、分級機１２からバグフィルタ１７に至る空気の流れをつくるものである。冷風発生装置１６は、ミル１１に冷風を供給するためのものである。
【００２１】
上記構成において、ミル１１に原料ペレットが供給されて破砕される。尚、ミル１１の周速度は、６０００〜９０００ｍ／分程度である。ここで、原料ペレットが破砕されている間は、冷風発生装置１６からミル１１へ冷風が供給されている。尚、冷風発生装置１６からミル１１に供給される冷風の温度は−３０〜−３５℃程度であり、その風量は１．５〜２．０ｍ３／分程度である。この冷風によってミル１１内部の温度を、ＰＥＴ樹脂のガラス転移温度である６０℃以下に抑えている。尚、ミル１１内部の温度は、単位時間に供給される原料ペレットの量等によっても変化する。このため、冷風発生装置１６からミル１１に供給される冷風の温度及び風量は、ミル１１内部の温度が６０℃以下となるよう適宜変更しても良い。
【００２２】
ミル１１で破砕された破砕物は、分級機１２に運ばれて、その粒径に応じて分級される。分級機１２で分級された粒径が大きな粉砕物（粒径が２５μｍよりも大きな粉砕物以下、粗粉という）はミル１１に戻されて、再度粉砕される。一方、分級機１２で分級された微粉は、サイクロン装置１３に輸送されて捕集され、これにより粉体塗料が得られる。このようにして粉砕装置によって原料ペレットが粉砕され、粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂を含む粉体塗料が得られる。
【００２３】
尚、以上説明した粉砕装置は１つのミル１１を備えた構成であり、このミル１１により原料ペレットの粗粉砕及び微粉砕を行っていた。しかしながら、粗粉砕を専用に行うミルと微粉砕を専用に行うミルとを設けた構成とし、粗粉砕を専用に行うミルで粉砕された粉砕物を微粉砕を専用に行うミルで微粉砕するようにしても良い。
【００２４】
〔粉体塗料の塗装方法〕
図３は、本発明の一実施形態による粉体塗料の塗布方法を示す工程図である。図３に示す通り、まず、前述した粉体塗料を被塗物に吹き付け、これにより粉体塗料を被塗物に塗布する（工程Ｓ２１）。尚、粉体塗料の塗布は、静電電着塗装により行っても良い。次に、被塗物に塗布した粉体塗料を加熱して焼き付けを行う（工程Ｓ２２）。ここで、粉体塗料の加熱温度はＰＥＴ樹脂の溶融温度（約２６０℃）又はそれ以上の温度で行う）。加熱を終えると、直ちに焼き付けた粉体塗料を水冷により急冷する（工程Ｓ２３）。
【００２５】
ここで、焼き付けた粉体塗料を急冷すると、粉体塗料に含まれるＰＥＴ樹脂が結晶化されずに非晶質化される。このため、本来ＰＥＴ樹脂が有している強靱性（特に、延性）を有する塗膜を形成することができる。また、ＰＥＴ樹脂の粒径は１０〜３０μｍであるため、厚みが１００μｍ以下の塗膜（好ましくは、３０〜８０μｍの薄い塗膜）を形成することができる。
【実施例】
【００２６】
本発明者等は、以上説明した粉砕装置でＰＥＴ樹脂（再生ＰＥＴ樹脂）を実際に粉砕し、その粒径分布を計測した。図４は、粉砕装置で粉砕された粉体塗料に含まれるＰＥＴ樹脂の粒径分布の一実施例を示す図である。図４に示す実施例では、平均粒径が１４μｍであるＰＥＴ樹脂が得られている。また、ＰＥＴ樹脂の粒径は多くが１０〜３０μｍの範囲であり、３０μｍを越える大きさのＰＥＴ樹脂が僅か（ほぼ零）であることが分かる。
【００２７】
また、本発明者等は、以上説明した方法を用いて粉体塗料を製造し、その特性を測定した。図５は、製造された粉体塗料の実施例を示す図表である。図５に示す通り、本実施例ではサンプル番号が「１」〜「１２」である計１２種類の粉体塗料のサンプルを製造している。これらのサンプルは、再生ＰＥＴ樹脂、顔料、Ａ−ＰＥＴ樹脂、非晶質ポリエステル、流動化促進剤、及び脱泡剤の含有率（混合比）を変えたものである。尚、これらの含有率は、図表の中〜上部にかけて図示されている。ここで、Ａ−ＰＥＴ樹脂とは非晶質のＰＥＴ樹脂である。
【００２８】
尚、図５においては、再生ＰＥＴ樹脂、顔料、Ａ−ＰＥＴ樹脂、及び非晶質ポリエステルの含有率の合計が１００％となるよう表記している。これらに加えて流動化促進剤及び脱泡剤を合計すると合計が１００％を越えるサンプルがあるが、これは、流動化促進剤及び脱泡剤の含有率の分だけ再生ＰＥＴ樹脂の含有量を減じて図表を読むべき点に注意すべきである。
【００２９】
また、図５に示す図表の中〜下部にかけて、上述した塗布方法を用いて形成された塗膜の特性（塗膜性、塗膜強度）の測定結果を図示している。この測定結果を参照すると、まず全てのサンプルにおいて、厚みが４０μｍ程度の薄い塗膜が形成されているのが分かる。これは、ＰＥＴ樹脂の粒径を１０〜３０μｍにしているために薄膜を形成することができたと考えられる。
【００３０】
図５において、サンプル番号「３」〜「５」のサンプルは測定によって不良と判定された項目である。これら不良と判断された項目があるサンプル番号「３」〜「５」のサンプルに共通しているのは、非晶質ポリエステルが添加されていない点である。前述した通り、非晶性ポリエステルは塗膜の付着力及び強靱性を増すために添加されているものであるため、添加したか否かにより耐衝撃性が大きく変化することが分かる。他のサンプルは、ＰＥＴ樹脂に対して非晶性ポリエステルが３〜９重量％の範囲で添加されており、計測結果からＰＥＴ樹脂が本来有する高付着力、強靱性等の特性が生かされた粉体塗料を得られている。
【００３１】
また、サンプル番号「３」のサンプルは、流動化促進剤及び脱泡剤が何れも添加されていない。このため、表面粗さ及びハジキ（ピンホール）の測定において何れも不良と判定されている。他のサンプルは、ＰＥＴ樹脂に対して流動化促進剤が０．５〜１．０重量％の範囲で添加されており、また、ＰＥＴ樹脂に対して脱泡剤が０．５〜１．５重量％の範囲で添加されている。これらのサンプルは何れも表面粗さが２〜３μｍ程度であって粗さが小さく、また、ハジキ（ピンホール）が生じていないのがわかる。
【００３２】
以上の通り、本発明では、ＰＥＴ樹脂が本来有する高付着力、強靱性、高摩耗性、高耐薬品性等の特性が生かされ、且つ厚みが１００μｍ以下の塗膜（好ましくは、３０〜８０μｍの薄い塗膜）を形成することができる。これにより、所定の面積を塗装する場合に、厚い塗膜を形成するときに比べて塗装に必要な粉体塗料の量を削減することができ、コスト低減を図ることができる。また、塗装の厚みが薄いため、粉体塗料が用いられる用途を拡大することもできる。また、本発明では、塗膜を平滑化するための流動化促進剤、脱泡剤がＰＥＴ樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されているため、塗装後にはＰＥＴ樹脂が本来有する上述した各種の特性が生かされ、且つ表面が平滑であってハジキ（ピンホール）のない塗膜を形成することができる。
【００３３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、粉体塗料を製造するときに、上記実施形態では図１に示す工程Ｓ１２で顔料を混合していた。或いは、添加剤及び顔料を含まず平均粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂のみを含む微粉体を製造する場合（工程Ｓ１１〜Ｓ１３を省略した場合）には、工程Ｓ１５で顔料を混合していた。
【００３４】
しかしながら、顔料として用いられる酸化チタン微粉末は粒径が０．２５μｍであって極めて粒径が小さいため、顔料を混合せずにＰＥＴ樹脂の微粉体のみを予め作成しておき、この微粉末に顔料をドライブレンドにより混合しても良い（第７工程）。かかる工程を経ることで、製造に時間を要するＰＥＴ樹脂の微粉体を予め大量に製造しておき、必要な時に所定の顔料を混合することで、所定の着色がなされた粉体塗料を必要な時に必要な量だけ製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態による粉体塗料の製造方法を示す工程図である。
【図２】粉砕装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による粉体塗料の塗布方法を示す工程図である。
【図４】粉砕装置で粉砕された粉体塗料に含まれるＰＥＴ樹脂の粒径分布の一実施例を示す図である。
【図５】製造された粉体塗料の実施例を示す図表である。
【符号の説明】
【００３６】
１１ ミル（粉砕機）
１２ 分級機
１３ サイクロン装置
１６ 冷風発生装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴともいう）系の樹脂、特にＰＥＴボトル等から再生された再生ＰＥＴ樹脂を用いた粉体塗料、微粉体及び粉体塗料の製造方法、微粉体の製造装置、並びに粉体塗料の塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源の有効利用が注目されており、その１つとしてＰＥＴボトル等の再利用がある。ＰＥＴボトルを再利用するためには、一般家庭等から回収されたＰＥＴボトルを破砕してフレーク（薄片）とし、このフレークを造粒して再生ペレットを形成することにより再生ＰＥＴ樹脂を得る。この再生ＰＥＴ樹脂が種々の製品の原料となって再利用される。再生ＰＥＴ樹脂を用いて製造される製品の１つに粉体塗料がある。ここで、粉体塗料とは粉状の塗料をいい、被塗物にまぶした後に加熱して（焼き付けて）溶融させることにより塗膜を形成する塗料である。この粉体塗料は、溶剤を用いないために衛生面等に優れた塗料である。
【０００３】
以下の特許文献１〜５には、主に改質剤の添加によってＰＥＴ樹脂又は再生ＰＥＴ樹脂を変性させて溶融温度を下げ、焼き付け温度を低温化させることによりエネルギーコストの低減を図った粉体塗料が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−５３８９２号公報
【特許文献２】特開平１０−２８７８４４号公報
【特許文献３】特開平１１−１０６７０１号公報
【特許文献４】特開２０００−２４８２０４号公報
【特許文献５】特開平９−２９９８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の特許文献に開示された技術においては、上述の通り改質剤の添加によってＰＥＴ樹脂又は再生ＰＥＴ樹脂が変性しているため、これらの溶融温度が低下するという利点を有する。しかしながら、改質剤の添加によって本来ＰＥＴ樹脂が有している高付着力、強靱性、高摩耗性、高耐薬品性等の諸特性が弱められてしまっているという欠点を有する。
【０００５】
また、塗膜を形成する場合において、膜厚が薄い程広い面積に塗膜を形成することができるが、上記の特許文献に開示された粉体塗料を塗布して形成される塗膜は膜厚が１００μｍ以上の厚膜であるため、塗膜を形成するために多くの粉体塗料が必要になっていた。更に、塗膜を形成すると被塗物の寸法が塗膜の厚みの分だけ変化することになるが、形成される塗膜が厚膜であると被塗物の寸法が大きく変わることになるため、用途が制限されるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＰＥＴ樹脂が本来有する特性を生かした薄い塗膜を形成することができ、これによりコスト低減及び用途拡大を図ることができる粉体塗料、微粉体及び粉体塗料の製造方法、微粉体の製造装置、並びに粉体塗料の塗装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の粉体塗料は、平均粒径が１０〜３０μｍであるポリエチレンテレフタレート樹脂と、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して２〜１０重量％添加された非晶性ポリエステルとを含むことを特徴としている。
この発明によると、熱可塑性を有する平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂を主原料としており、付着力及び強靱性を増すための非晶性ポリエステルがポリエチレンテレフタレート樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されている。
ここで、非晶質ポリエステルの添加量を２重量％以上とするのは形成される塗膜の付着力及び強靱性の点を考慮したためであり、１０重量％以下とするのはポリエチレンテレフタレート樹脂の変性を考慮したためである。
また、本発明の粉体塗料は、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して０．５〜１．５重量％添加された流動化促進剤を含むことを特徴としている。
この発明によると、塗膜を平滑化するための流動化促進剤がポリエチレンテレフタレート樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されている。
ここで、流動化促進剤の添加量を０．５重量％以上とするのは形成される塗膜の表面の荒さを考慮したためであり、１．５重量％以下とするのはポリエチレンテレフタレート樹脂の変性を考慮したためである。
更に、本発明の粉体塗料は、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して０．５〜１．０重量％添加された脱泡剤を含むことを特徴としている。
この発明によると、泡の形成を防止するための脱泡剤がポリエチレンテレフタレート樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されている。
ここで、脱泡剤の添加量を０．５重量％以上とするのは形成される塗膜のハジキ（ピンホール）を考慮したためであり、１．０重量％以下とするのはポリエチレンテレフタレート樹脂の変性を考慮したためである。
上記課題を解決するために、本発明の微粉体の製造方法は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を含む微粉体の製造方法であって、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を結晶化する結晶化工程（Ｓ１４）と、平均粒径が５００μｍ程度になるまで前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を粗粉砕する粗粉砕工程（Ｓ１５）と、平均粒径が１０〜３０μｍになるまで前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を微粉砕する微粉砕工程（Ｓ１６）とを含むことを特徴としている。
この発明によると、ポリエチレンテレフタレート樹脂が結晶化された後、結晶化されたポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで粗粉砕され、次いでポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が１０〜３０μｍになるまで微粉砕される。
ここで、本発明の微粉体の形成方法は、前記微粉砕工程が、冷風を供給しつつ前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を微粉砕する工程であることを特徴としている。
この発明によると、ポリエチレンテレフタレート樹脂は冷風が供給された状態で微粉砕される。ここで、供給される冷風の温度はマイナス数十度程度であることが好適である。
上記課題を解決するために、本発明の粉体塗料の製造方法は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を含む粉体塗料の製造方法であって、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂と添加剤とを混合して前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで粗粉砕する第１工程（Ｓ１１）と、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂及び前記添加剤を加熱しながら混練してペレットを形成する第２工程（Ｓ１３）と、前記第２工程で形成された前記ペレットを乾燥して前記ペレットに含まれる前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を結晶化する第３工程（Ｓ１４）と、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで前記ペレットを粗粉砕する第４工程（Ｓ１５）と、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が１０〜３０μｍになるまで前記第４工程で得られた粉砕物を微粉砕する第５工程（Ｓ１６）とを含むことを特徴としている。
この発明によると、ポリエチレンテレフタレート樹脂と添加剤とが混合されてポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで粗粉砕され、一度ポリエチレンテレフタレート樹脂が結晶化された後、結晶化されたポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで粗粉砕され、次いで粗粉砕されたポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が１０〜３０μｍになるまで微粉砕される。
ここで、本発明の粉体塗料の製造方法は、前記添加剤が、非晶性ポリエステル、流動化促進剤、及び脱泡剤の少なくとも１つを含むことが望ましい。
また、本発明の粉体塗料の製造方法は、前記第５工程が、冷風を供給しつつ前記粉砕物を微粉砕する工程であることを特徴としている。
この発明によると、粗粉砕されたポリエチレンテレフタレート樹脂は冷風が供給された状態で微粉砕される。ここで、供給される冷風の温度は、マイナス数十度程度であることが好適である。
更に、本発明の粉体塗料の製造方法は、前記第１工程と前記第２工程との間に、前記第１工程で粉砕された粉砕物に着色用の顔料を混合する第６工程を含むことを特徴としている。
この発明によると、ポリエチレンテレフタレート樹脂と添加剤とが混合されてポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで粗粉砕された後で顔料が混合され、その後にこれらを含むペレットが形成される。
或いは、本発明の粉体塗料の製造方法は、前記第５工程の後に、前記第５工程で得られた粉砕物に着色用の顔料を混合する第７工程を含むことを特徴としている。
この発明によると、平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂が得られた後で顔料が混合される。
上記課題を解決するために、本発明の微粉体の製造装置は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を含む微粉体の製造装置であって、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を粉砕し、平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂を含む粉砕物を得る粉砕機（１１）と、前記粉砕機に冷風を供給する冷風発生装置（１６）と、前記粉砕機によって得られた粉砕物から、平均粒径が１０〜３０μｍの前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を分級する分級機（１２）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、冷風が供給されている粉砕機にポリエチレンテレフタレート樹脂が供給されると、平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂を含む粉砕物とされ、この粉砕物から平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂が分級される。
また、本発明の微粉体の製造装置は、前記冷風発生装置が、前記粉砕機内部の温度が６０℃以下となるように前記冷風を供給することを特徴としている。
この発明によると、粉砕機内においてポリエチレンテレフタレート樹脂は、ガラス転移温度である６０℃以下の環境下において粉砕される。
上記課題を解決するために、本発明の粉体塗料の塗装方法は、上記の何れかに記載の粉体塗料、又は、上記の何れかに記載の粉体塗料の製造方法によって製造された粉体塗料を被塗物に塗布する塗布工程と、前記被塗物に塗布された前記粉体塗料を加熱する加熱工程と、前記加熱された前記粉体塗料を急冷する急冷工程とを含むことを特徴としている。
この発明によると、粉体塗料が被塗物に塗布され、加熱された後に急冷される。ここで、粉体塗料に含まれるポリエチレンテレフタレート樹脂が結晶化されている場合（特に、上記の粉体塗料の製造方法によって製造された粉体塗料は第３工程で結晶化されているため、第５工程で微粉砕して得られる粉砕物は結晶化されたポリエチレンテレフタレート樹脂が多く含まれる）には、加熱・急冷を経ることにより結晶化されているポリエチレンテレフタレート樹脂は非晶質化される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、付着力及び強靱性を増すための非晶性ポリエステルがＰＥＴ樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されているため、ＰＥＴ樹脂が本来有する高付着力、強靱性、高摩耗性、高耐薬品性等の特性が生かされた粉体塗料を得ることができるという効果がある。また、ＰＥＴ樹脂の平均粒径が１０〜３０μｍであるため、厚みが１００μｍ以下の塗膜（好ましくは、３０〜８０μｍの薄い塗膜）を形成することができる。これにより、所定の面積を塗装する場合に、厚い塗膜を形成するときに比べて塗装に必要な粉体塗料の量を削減することができ、コスト低減を図ることができるという効果がある。また、塗装の厚みが薄いため、粉体塗料が用いられる用途を拡大することができるという効果がある。
また、本発明によれば、塗膜を平滑化するための流動化促進剤がＰＥＴ樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されているため、塗装後にはＰＥＴ樹脂が本来有する上述した各種の特性が生かされ、且つ表面が平滑な塗膜を形成することができるという効果がある。
更に、本発明によれば、泡の形成を防止するための脱泡剤がＰＥＴ樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されているため、ハジキ（ピンホール）のない塗膜を形成することができるという効果がある。
本発明によれば、一度ＰＥＴ樹脂を結晶化した後で粗粉砕及び微粉砕を順に行っているため、平均粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂を含む微粉体又は粉体塗料を効率的に形成することができるという効果がある。
また、本発明によれば、冷風が供給された状態でＰＥＴ樹脂が微粉砕されるため、微粉砕時に生ずる熱によってＰＥＴ樹脂が溶融せず、粉状の微粉体又は粉体塗料を形成する上で極めて好適であるという効果がある。
更に、本発明によれば、平均粒径が１０〜３０μｍのＰＥＴ樹脂が得られた後で顔料を混合しているため、予め平均粒径が１０〜３０μｍのＰＥＴ樹脂を大量に製造しておき必要な時に所定の顔料を混合することで、所定の着色がなされた粉体塗料を必要な時に必要な量だけ製造することができるという効果がある。
また、本発明によれば、ＰＥＴ樹脂は、ＰＥＴ樹脂のガラス転移温度以下の環境下において粉砕されるため、ＰＥＴ樹脂が軟化して粉砕が困難になるといった事態は生じない。このため、平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂を含む微粉体を効率的に製造することができる。
また、本発明によれば、粉体塗料を被塗物に塗布した後で、加熱・急冷を経ることにより結晶化されているＰＥＴ樹脂を非晶質化しているため、本来ＰＥＴ樹脂が有している強靱性（特に、延性）を有し、且つ厚みが１００μｍ以下の塗膜（好ましくは、３０〜８０μｍの薄い塗膜）を形成することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による粉体塗料、微粉体及び粉体塗料の製造方法、並びに粉体塗料の塗装方法について詳細に説明する。
【００１０】
〔粉体塗料〕
本発明の一実施形態による粉体塗料は、主原料として熱可塑性を有するＰＥＴ樹脂を含んでいる。このＰＥＴ樹脂の平均粒径は１０〜３０μｍである。このＰＥＴ樹脂に対して、塗膜の付着力及び強靱性を増すための非晶性ポリエステルが２〜１０重量％添加されている。また、上記のＰＥＴ樹脂に対して、塗膜の平滑性を高めるための流動化促進剤が０．５〜１．５重量％添加されている。更に、塗膜のハジキ（ピンホール）を防止するための脱泡剤が０．５〜１．０重量％添加されている。
【００１１】
ＰＥＴ樹脂を上記の粒径にするのは、膜厚が１００μｍ以下の塗膜（好ましくは、３０〜８０μｍの薄い塗膜）を形成するためである。ＰＥＴ樹脂に対する上記の各添加剤は、所望の付着力及び強靱性を有する塗膜が形成され、塗膜の表面が平滑に形成され、又は塗膜の表面にハジキが形成されないよう、その最小添加量が設定されている。また、上記の各添加剤は、ＰＥＴ樹脂の変性が最小限になるよう、その最大添加量が設定されている。
【００１２】
これらの添加剤を添加してもＰＥＴ樹脂を殆ど変性させないため、ＰＥＴ樹脂が本来有する高付着力、強靱性（特に、延性）、高摩耗性、高耐薬品性等の特性を有し、膜厚が１００μｍ以下の塗膜（好ましくは、３０〜８０μｍの薄い塗膜）を形成することができる。上記の添加量で非晶性ポリエステルを添加することにより、塗膜の付着力及び強靱性を増すことができる。また、上記の添加量で流動化促進剤を添加することにより塗膜の表面を平滑化することができる。更に、上記の添加量で脱泡剤を添加することにより、ハジキ（ピンホール）の無い塗膜を形成することができる。
【００１３】
〔粉体塗料の製造方法〕
次に、上記粉体塗料の製造方法について説明する。図１は、本発明の一実施形態による粉体塗料の製造方法を示す工程図である。本実施形態では、ＰＥＴ樹脂、上述した添加剤、及び着色用の顔料を７：１：２の割合で用いる。尚、ＰＥＴ樹脂としては、例えばＰＥＴボトルを破砕・造粒して製造された再生ペレットを用いるのが好適である。但し、本発明は再生ペレットに制限される訳ではなく、石油から生成されるペレット（ヴァージンペレット）を用いても良い。また、着色用の顔料としては、酸化チタン微粉末（粒径０．２５μｍ）を用いることができる。
【００１４】
まず、再生ペレットと添加剤とを混合し、再生ペレット（ＰＥＴ樹脂）の平均粒径が５００μｍ程度又はそれ以下になるまで粗粉砕する（工程Ｓ１１：第１工程）。次に、工程Ｓ１１で粗粉砕された粉砕物と添加剤及び顔料とをミキサーを用いて混合する（工程Ｓ１２：第６工程）。尚、添加剤は工程Ｓ１１，Ｓ１２の何れの工程でも混合されているが、添加剤の種類に応じて工程Ｓ１１，Ｓ１２で分けて混合しても良く、或いは同一の添加剤を２回に分けて混合しても良い。
【００１５】
次に、工程Ｓ１２で混合した混合物を混練して配合ペレットを製作する（工程Ｓ１３：第２工程）。具体的には、混合物を２５０℃程度に加熱しながら混合物を練り込むことにより、混合物に含まれる再生ペレット、添加剤、及び顔料を混ぜながら溶かして配合ペレットを製作する。以上の工程を終えると、工程Ｓ１３で製作された配合ペレットを乾燥して配合ペレットに含まれるＰＥＴ樹脂を結晶化する処理が行われる（工程Ｓ１４：第３工程）。ここで、ＰＥＴ樹脂を結晶化するのは、平均粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂を含む微粉体又は粉体塗料を効率的に形成するためである。つまり、結晶化されていないＰＥＴ樹脂は粉砕し難いから、平均粒径を１０〜３０μｍとするには時間を要して非効率であるからである。尚、配合ペレットを乾燥するには、例えば熱風乾燥を行うのが望ましい。この熱風乾燥では、例えば数百℃で数時間配合ペレットを乾燥する。
【００１６】
結晶化処理が終了すると、結晶化されたＰＥＴ樹脂の平均粒径が５００μｍ程度又はそれ以下になるまで配合ペレットを粗粉砕し（工程Ｓ１５：第４工程）、次いで工程Ｓ１５で粗粉砕された粉砕物を、ＰＥＴ樹脂の平均粒径が１０〜３０μｍになるまで微粉砕する（工程Ｓ１６：第５工程）。ここで、ＰＥＴ樹脂の微粉砕は冷風発生装置１６からの冷風を供給しつつ行う。供給する冷風は、例えばマイナス数十℃程度に設定することが望ましい。冷風を供給しつつＰＥＴ樹脂を微粉砕するのは、微粉砕時に生ずる熱によってＰＥＴ樹脂が溶融してしまい、微粉砕されないといった不具合を防止するためである。ここで、冷風発生装置１６からの冷風によって、粉砕されているＰＥＴ樹脂の温度を、ＰＥＴ樹脂のガラス転移温度である６０℃以下に抑えることが好適である。以上の工程を経て粉体塗料が製造される。
【００１７】
尚、以上の工程により平均粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂を含む粉体塗料が製造されるが、添加剤及び顔料を含まず平均粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂のみを含む微粉体も製造することもできる。かかる微粉体は、工程Ｓ１１〜Ｓ１３を省略し、再生ペレットを乾燥・結晶化処理し（工程Ｓ１４：結晶化工程）、次いで粗粉砕（工程Ｓ１５：粗粉砕工程）及び微粉砕（工程Ｓ１６：微粉砕工程）を順に行うことにより製造される。尚、粗粉砕（工程Ｓ１５）を行う際に顔料を混合すれば、ＰＥＴ樹脂と顔料とを含む微粉体を製造することも可能である。
【００１８】
〔粉砕装置〕
次に、以上説明した粉体塗料又は微粉体を製造する際に用いる粉砕装置について説明する。図２は、粉砕装置の概略構成を示す図である。図２に示す通り、粉砕装置は、ミル１１、分級機１２、サイクロン装置１３、バグフィルタ１４、送風機１５、冷風発生装置１６、バグフィルタ１７、及び送風機１８を含んで構成される。
【００１９】
ミル１１は、衝撃式高速回転ミルであり、原料ペレット（粉体塗料の製造に用いる場合には図１に示す配合ペレット）を粒径が５００μｍ以下となるよう粗粉砕するとともに、粒径が４０μｍ以下となるよう微粉砕する。このように、図２に示す粉砕装置においては、ミル１１が粗粉砕と微粉砕とを同時に実行している。分級機１２は、ミル１１で粉砕された粉砕物を、その粒径の大きさに応じて分級する。例えば、粒径１５μｍ付近を基準に分級する。
【００２０】
サイクロン装置１３は、分級機１２で分級された粒径が小さな粉砕物（粒径が２５μｍ以下の粉砕物：以下、微粉という）をサイクロン法により捕集し、粉体塗料として回収する。バグフィルタ１４は、サイクロン装置１３を通過した空気から粉塵を除去するためのフィルタである。送風機１５は、分級機１２で分級された微粉を輸送するために、分級機１２からサイクロン装置１３を介してバグフィルタ１４に至る空気の流れをつくるものである。バグフィルタ１７は、バグフィルタ１４と同様に、分級機１２を通過した空気から粉塵を除去するためのフィルタである。送風機１８は、分級機１２からバグフィルタ１７に至る空気の流れをつくるものである。冷風発生装置１６は、ミル１１に冷風を供給するためのものである。
【００２１】
上記構成において、ミル１１に原料ペレットが供給されて破砕される。尚、ミル１１の周速度は、６０００〜９０００ｍ／分程度である。ここで、原料ペレットが破砕されている間は、冷風発生装置１６からミル１１へ冷風が供給されている。尚、冷風発生装置１６からミル１１に供給される冷風の温度は−３０〜−３５℃程度であり、その風量は１．５〜２．０ｍ３／分程度である。この冷風によってミル１１内部の温度を、ＰＥＴ樹脂のガラス転移温度である６０℃以下に抑えている。尚、ミル１１内部の温度は、単位時間に供給される原料ペレットの量等によっても変化する。このため、冷風発生装置１６からミル１１に供給される冷風の温度及び風量は、ミル１１内部の温度が６０℃以下となるよう適宜変更しても良い。
【００２２】
ミル１１で破砕された破砕物は、分級機１２に運ばれて、その粒径に応じて分級される。分級機１２で分級された粒径が大きな粉砕物（粒径が２５μｍよりも大きな粉砕物以下、粗粉という）はミル１１に戻されて、再度粉砕される。一方、分級機１２で分級された微粉は、サイクロン装置１３に輸送されて捕集され、これにより粉体塗料が得られる。このようにして粉砕装置によって原料ペレットが粉砕され、粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂を含む粉体塗料が得られる。
【００２３】
尚、以上説明した粉砕装置は１つのミル１１を備えた構成であり、このミル１１により原料ペレットの粗粉砕及び微粉砕を行っていた。しかしながら、粗粉砕を専用に行うミルと微粉砕を専用に行うミルとを設けた構成とし、粗粉砕を専用に行うミルで粉砕された粉砕物を微粉砕を専用に行うミルで微粉砕するようにしても良い。
【００２４】
〔粉体塗料の塗装方法〕
図３は、本発明の一実施形態による粉体塗料の塗布方法を示す工程図である。図３に示す通り、まず、前述した粉体塗料を被塗物に吹き付け、これにより粉体塗料を被塗物に塗布する（工程Ｓ２１）。尚、粉体塗料の塗布は、静電電着塗装により行っても良い。次に、被塗物に塗布した粉体塗料を加熱して焼き付けを行う（工程Ｓ２２）。ここで、粉体塗料の加熱温度はＰＥＴ樹脂の溶融温度（約２６０℃）又はそれ以上の温度で行う）。加熱を終えると、直ちに焼き付けた粉体塗料を水冷により急冷する（工程Ｓ２３）。
【００２５】
ここで、焼き付けた粉体塗料を急冷すると、粉体塗料に含まれるＰＥＴ樹脂が結晶化されずに非晶質化される。このため、本来ＰＥＴ樹脂が有している強靱性（特に、延性）を有する塗膜を形成することができる。また、ＰＥＴ樹脂の粒径は１０〜３０μｍであるため、厚みが１００μｍ以下の塗膜（好ましくは、３０〜８０μｍの薄い塗膜）を形成することができる。
【実施例】
【００２６】
本発明者等は、以上説明した粉砕装置でＰＥＴ樹脂（再生ＰＥＴ樹脂）を実際に粉砕し、その粒径分布を計測した。図４は、粉砕装置で粉砕された粉体塗料に含まれるＰＥＴ樹脂の粒径分布の一実施例を示す図である。図４に示す実施例では、平均粒径が１４μｍであるＰＥＴ樹脂が得られている。また、ＰＥＴ樹脂の粒径は多くが１０〜３０μｍの範囲であり、３０μｍを越える大きさのＰＥＴ樹脂が僅か（ほぼ零）であることが分かる。
【００２７】
また、本発明者等は、以上説明した方法を用いて粉体塗料を製造し、その特性を測定した。図５は、製造された粉体塗料の実施例を示す図表である。図５に示す通り、本実施例ではサンプル番号が「１」〜「１２」である計１２種類の粉体塗料のサンプルを製造している。これらのサンプルは、再生ＰＥＴ樹脂、顔料、Ａ−ＰＥＴ樹脂、非晶質ポリエステル、流動化促進剤、及び脱泡剤の含有率（混合比）を変えたものである。尚、これらの含有率は、図表の中〜上部にかけて図示されている。ここで、Ａ−ＰＥＴ樹脂とは非晶質のＰＥＴ樹脂である。
【００２８】
尚、図５においては、再生ＰＥＴ樹脂、顔料、Ａ−ＰＥＴ樹脂、及び非晶質ポリエステルの含有率の合計が１００％となるよう表記している。これらに加えて流動化促進剤及び脱泡剤を合計すると合計が１００％を越えるサンプルがあるが、これは、流動化促進剤及び脱泡剤の含有率の分だけ再生ＰＥＴ樹脂の含有量を減じて図表を読むべき点に注意すべきである。
【００２９】
また、図５に示す図表の中〜下部にかけて、上述した塗布方法を用いて形成された塗膜の特性（塗膜性、塗膜強度）の測定結果を図示している。この測定結果を参照すると、まず全てのサンプルにおいて、厚みが４０μｍ程度の薄い塗膜が形成されているのが分かる。これは、ＰＥＴ樹脂の粒径を１０〜３０μｍにしているために薄膜を形成することができたと考えられる。
【００３０】
図５において、サンプル番号「３」〜「５」のサンプルは測定によって不良と判定された項目である。これら不良と判断された項目があるサンプル番号「３」〜「５」のサンプルに共通しているのは、非晶質ポリエステルが添加されていない点である。前述した通り、非晶性ポリエステルは塗膜の付着力及び強靱性を増すために添加されているものであるため、添加したか否かにより耐衝撃性が大きく変化することが分かる。他のサンプルは、ＰＥＴ樹脂に対して非晶性ポリエステルが３〜９重量％の範囲で添加されており、計測結果からＰＥＴ樹脂が本来有する高付着力、強靱性等の特性が生かされた粉体塗料を得られている。
【００３１】
また、サンプル番号「３」のサンプルは、流動化促進剤及び脱泡剤が何れも添加されていない。このため、表面粗さ及びハジキ（ピンホール）の測定において何れも不良と判定されている。他のサンプルは、ＰＥＴ樹脂に対して流動化促進剤が０．５〜１．０重量％の範囲で添加されており、また、ＰＥＴ樹脂に対して脱泡剤が０．５〜１．５重量％の範囲で添加されている。これらのサンプルは何れも表面粗さが２〜３μｍ程度であって粗さが小さく、また、ハジキ（ピンホール）が生じていないのがわかる。
【００３２】
以上の通り、本発明では、ＰＥＴ樹脂が本来有する高付着力、強靱性、高摩耗性、高耐薬品性等の特性が生かされ、且つ厚みが１００μｍ以下の塗膜（好ましくは、３０〜８０μｍの薄い塗膜）を形成することができる。これにより、所定の面積を塗装する場合に、厚い塗膜を形成するときに比べて塗装に必要な粉体塗料の量を削減することができ、コスト低減を図ることができる。また、塗装の厚みが薄いため、粉体塗料が用いられる用途を拡大することもできる。また、本発明では、塗膜を平滑化するための流動化促進剤、脱泡剤がＰＥＴ樹脂の変性を最小限に抑える程度に添加されているため、塗装後にはＰＥＴ樹脂が本来有する上述した各種の特性が生かされ、且つ表面が平滑であってハジキ（ピンホール）のない塗膜を形成することができる。
【００３３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、粉体塗料を製造するときに、上記実施形態では図１に示す工程Ｓ１２で顔料を混合していた。或いは、添加剤及び顔料を含まず平均粒径が１０〜３０μｍであるＰＥＴ樹脂のみを含む微粉体を製造する場合（工程Ｓ１１〜Ｓ１３を省略した場合）には、工程Ｓ１５で顔料を混合していた。
【００３４】
しかしながら、顔料として用いられる酸化チタン微粉末は粒径が０．２５μｍであって極めて粒径が小さいため、顔料を混合せずにＰＥＴ樹脂の微粉体のみを予め作成しておき、この微粉末に顔料をドライブレンドにより混合しても良い（第７工程）。かかる工程を経ることで、製造に時間を要するＰＥＴ樹脂の微粉体を予め大量に製造しておき、必要な時に所定の顔料を混合することで、所定の着色がなされた粉体塗料を必要な時に必要な量だけ製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態による粉体塗料の製造方法を示す工程図である。
【図２】粉砕装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による粉体塗料の塗布方法を示す工程図である。
【図４】粉砕装置で粉砕された粉体塗料に含まれるＰＥＴ樹脂の粒径分布の一実施例を示す図である。
【図５】製造された粉体塗料の実施例を示す図表である。
【符号の説明】
【００３６】
１１ ミル（粉砕機）
１２ 分級機
１３ サイクロン装置
１６ 冷風発生装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が１０〜３０μｍであるポリエチレンテレフタレート樹脂と、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して２〜１０重量％添加された非晶性ポリエステルと
を含むことを特徴とする粉体塗料。
【請求項２】
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して０．５〜１．５重量％添加された流動化促進剤を含むことを特徴とする請求項１記載の粉体塗料。
【請求項３】
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して０．５〜１．０重量％添加された脱泡剤を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の粉体塗料。
【請求項４】
ポリエチレンテレフタレート樹脂を含む微粉体の製造方法であって、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を結晶化する結晶化工程と、
平均粒径が５００μｍ程度になるまで前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を粗粉砕する粗粉砕工程と、
平均粒径が１０〜３０μｍになるまで前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を微粉砕する微粉砕工程と
を含むことを特徴とする微粉体の製造方法。
【請求項５】
前記微粉砕工程は、冷風を供給しつつ前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を微粉砕する工程であることを特徴とする請求項４記載の微粉体の製造方法。
【請求項６】
ポリエチレンテレフタレート樹脂を含む粉体塗料の製造方法であって、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂と添加剤とを混合して前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで粗粉砕する第１工程と、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂及び前記添加剤を加熱しながら混練してペレットを形成する第２工程と、
前記第２工程で形成された前記ペレットを乾燥して前記ペレットに含まれる前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を結晶化する第３工程と、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで前記ペレットを粗粉砕する第４工程と、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が１０〜３０μｍになるまで前記第４工程で得られた粉砕物を微粉砕する第５工程と
を含むことを特徴とする粉体塗料の製造方法。
【請求項７】
前記添加剤は、非晶性ポリエステル、流動化促進剤、及び脱泡剤の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６記載の粉体塗料の製造方法。
【請求項８】
前記第５工程は、冷風を供給しつつ前記粉砕物を微粉砕する工程であることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の粉体塗料の製造方法。
【請求項９】
前記第１工程と前記第２工程との間に、前記第１工程で粉砕された粉砕物に着色用の顔料を混合する第６工程を含むことを特徴とする請求項６から請求項８の何れか一項に記載の粉体塗料の製造方法。
【請求項１０】
前記第５工程の後に、前記第５工程で得られた粉砕物に着色用の顔料を混合する第７工程を含むことを特徴とする請求項６から請求項８の何れか一項に記載の粉体塗料の製造方法。
【請求項１１】
ポリエチレンテレフタレート樹脂を含む微粉体の製造装置であって、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を粉砕し、平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂を含む粉砕物を得る粉砕機と、
前記粉砕機に冷風を供給する冷風発生装置と、
前記粉砕機によって得られた粉砕物から、平均粒径が１０〜３０μｍの前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を分級する分級機と
を備えることを特徴とする微粉体の製造装置。
【請求項１２】
前記冷風発生装置は、前記粉砕機内部の温度が６０℃以下となるように前記冷風を供給することを特徴とする請求項１１記載の微粉体の製造装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の粉体塗料、又は、請求項６から請求項１０の何れか一項に記載の粉体塗料の製造方法によって製造された粉体塗料を被塗物に塗布する塗布工程と、
前記被塗物に塗布された前記粉体塗料を加熱する加熱工程と、
前記加熱された前記粉体塗料を急冷する急冷工程と
を含むことを特徴とする粉体塗料の塗装方法。
【請求項１】
平均粒径が１０〜３０μｍであるポリエチレンテレフタレート樹脂と、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して２〜１０重量％添加された非晶性ポリエステルと
を含むことを特徴とする粉体塗料。
【請求項２】
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して０．５〜１．５重量％添加された流動化促進剤を含むことを特徴とする請求項１記載の粉体塗料。
【請求項３】
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して０．５〜１．０重量％添加された脱泡剤を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の粉体塗料。
【請求項４】
ポリエチレンテレフタレート樹脂を含む微粉体の製造方法であって、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を結晶化する結晶化工程と、
平均粒径が５００μｍ程度になるまで前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を粗粉砕する粗粉砕工程と、
平均粒径が１０〜３０μｍになるまで前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を微粉砕する微粉砕工程と
を含むことを特徴とする微粉体の製造方法。
【請求項５】
前記微粉砕工程は、冷風を供給しつつ前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を微粉砕する工程であることを特徴とする請求項４記載の微粉体の製造方法。
【請求項６】
ポリエチレンテレフタレート樹脂を含む粉体塗料の製造方法であって、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂と添加剤とを混合して前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで粗粉砕する第１工程と、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂及び前記添加剤を加熱しながら混練してペレットを形成する第２工程と、
前記第２工程で形成された前記ペレットを乾燥して前記ペレットに含まれる前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を結晶化する第３工程と、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が５００μｍ程度になるまで前記ペレットを粗粉砕する第４工程と、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の平均粒径が１０〜３０μｍになるまで前記第４工程で得られた粉砕物を微粉砕する第５工程と
を含むことを特徴とする粉体塗料の製造方法。
【請求項７】
前記添加剤は、非晶性ポリエステル、流動化促進剤、及び脱泡剤の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６記載の粉体塗料の製造方法。
【請求項８】
前記第５工程は、冷風を供給しつつ前記粉砕物を微粉砕する工程であることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の粉体塗料の製造方法。
【請求項９】
前記第１工程と前記第２工程との間に、前記第１工程で粉砕された粉砕物に着色用の顔料を混合する第６工程を含むことを特徴とする請求項６から請求項８の何れか一項に記載の粉体塗料の製造方法。
【請求項１０】
前記第５工程の後に、前記第５工程で得られた粉砕物に着色用の顔料を混合する第７工程を含むことを特徴とする請求項６から請求項８の何れか一項に記載の粉体塗料の製造方法。
【請求項１１】
ポリエチレンテレフタレート樹脂を含む微粉体の製造装置であって、
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を粉砕し、平均粒径が１０〜３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂を含む粉砕物を得る粉砕機と、
前記粉砕機に冷風を供給する冷風発生装置と、
前記粉砕機によって得られた粉砕物から、平均粒径が１０〜３０μｍの前記ポリエチレンテレフタレート樹脂を分級する分級機と
を備えることを特徴とする微粉体の製造装置。
【請求項１２】
前記冷風発生装置は、前記粉砕機内部の温度が６０℃以下となるように前記冷風を供給することを特徴とする請求項１１記載の微粉体の製造装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の粉体塗料、又は、請求項６から請求項１０の何れか一項に記載の粉体塗料の製造方法によって製造された粉体塗料を被塗物に塗布する塗布工程と、
前記被塗物に塗布された前記粉体塗料を加熱する加熱工程と、
前記加熱された前記粉体塗料を急冷する急冷工程と
を含むことを特徴とする粉体塗料の塗装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−７７２５９（Ｐ２００７−７７２５９Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６６４８４（Ｐ２００５−２６６４８４）
【出願日】平成１７年９月１４日（２００５．９．１４）
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１４日（２００５．９．１４）
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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