液体塗装との違いと、粉体塗装（パウダーコーティング）の用途

粉体塗装とは

粉体塗装とは、パウダーコーティングとも呼ばれ、顔料や樹脂、添加剤などをあらかじめ粉末状に砕いた「粉体」を塗料として塗装する方法です。また、一度加熱してから固めることで塗膜を形成することから、焼付塗装の一種でもあります。焼付塗装は、硬度や防錆性を高めることを目的として、100℃～200℃の高温で焼付乾燥させることで、金属部品等に強度の塗装を行う塗装のことです。粉体塗装では粉末状の塗料を、対象物に静電気や熱を利用して付着させた後、焼付乾燥させることで塗装を行います。

粉体塗装の方法

粉体塗装の方法をさらに詳しく解説します。
粉体塗装には静電粉体塗装法と流動浸漬塗装法の2つの方法があります。

・静電粉体塗装法

塗料の付着に静電気を利用する方法です。
電気を通さない素材には塗装できないものの、均一な膜厚が得られやすく、ワークのサイズにも柔軟に対応ができるといった特徴があります。

工程としては、スプレーガンなどの塗料噴霧装置に高電圧をかけ、被塗物（塗装する対象物）とスプレーガンの間に電界を形成し、電界を通過する粉体塗料の粒子をマイナスに帯電させて被塗物に付着させます。
そして最終仕上げの工程で、焼付け炉で乾燥することにより、塗膜を形成します。

・流動浸漬塗装法

流動浸漬槽にワークを入れて塗料を付着する方法です。
容易に塗装できるものの、ワークのサイズは流動浸漬槽のサイズ以下に制限され、膜厚も不均一になりやすい特徴があります。

コーティングしたいワークを事前に塗料の融点以上の温度に加熱し、粉体塗装を圧縮空気によって流動させた流動浸漬槽に入れ、付着した粉体塗装を熱によって融解することで塗膜が形成されます。

液体塗装と粉体塗装の違い

一般的に塗装といえば、液体状の塗料を用いた液体塗装をイメージする方も多いと思います。液体塗装では、有機溶剤や水などで顔料や樹脂などを溶かした塗料を用いて塗装を行います。粉体塗装は塗料そのものが粉末状であることから有機溶剤を一切用いない塗装方法という点が大きく異なります。有機溶剤を使わないという点で、粉体塗装は、液体塗装よりも環境に優しいといえます。

粉体塗装では粉末状の顔料や樹脂がそのまま塗膜となるため、液体塗装の塗料に比べて塗膜が厚く形成されます。そのため、液体塗装では厚塗りをするのに何回にも分けて重ね塗りを要することがある一方で、粉体塗装は1回の塗装で済ませることが可能で、プロセスの短縮にも寄与します。

粉体塗装の用途

粉体塗装の用途として多いのが、屋内外の建材や鋼製（スチール）家具、家電製品、自動車部品、建機、農機、道路資材、大型モニュメントなどです。粉体塗料は、塗料のリサイクル・リユースが容易なため、特に単色で生産量の多い生産環境で多く用いられます。ただし、静電粉体塗装は静電気を用いるので、原則的には被塗物は金属などの良導体に限定されます。

粉体塗装用塗料の種類

粉体塗装の種類

粉体塗装に使用される塗料は主に、熱硬化性の塗料と、熱可塑性の塗料の二種類となり、使用される樹脂によって性質の違いが生じます。
まず熱硬化性の塗料はエポキシ系、エポキシポリエステル系、ポリエステル系、フッ素樹脂系といった種類の樹脂が使用されます。
熱硬化性の塗料は、熱を加えることによっておこる化学反応で塗膜を形成します。
続いてもう一種の熱可塑性の塗料には、塩化ビニル系、ポリエチレン系、ナイロン系などの樹脂が使用されます。熱可塑性の塗料は、熱を加えることで塗料を溶融し、その後、冷却することで塗膜にします。
粉体塗装においては、用途に応じてこれら二種類の塗料を使い分けします。熱硬化性の塗料は防食性に優れているものが多く、主にサビ防止の目的などで、屋外屋内問わず様々な製品への塗装に使用されています。また、熱可塑性の塗料は通常高い密着性を有するため、防食をはじめ絶縁性が求められる製品への塗装に多く使用されます。
これらの塗料による粉体塗装が利用される主な製品には、以下のようなものがあります。

• ・スチール家具（ロッカー・机など）

• ・道路資材（フェンス・ガードレールなど）

• ・建築資材（シャッター・配管など）

• ・家電（冷蔵庫・レンジフードなど）

• ・電気機器（分電盤・給湯器など）

粉体塗装に必要な機材を紹介

粉体塗装に必要な機材を紹介いたします。

>粉体塗装 関連製品はこちら

粉体塗装の特徴と活用のメリット

粉体塗装では次のような特徴とメリットがあります。

・塗料が再利用できる

液体塗料に使われる有機溶剤にはVOC（Volatile Organic Compounds）という揮発性有機化合物を含んでいるため、塗料を塗っている最中や塗った後にVOCが大気中に揮発します。また被塗物に付着しなかった塗料は産業廃棄物として処理されます。一方で粉体塗料には溶媒が含まれていないため、成分の揮発がほとんどなく、塗料を回収できるので再利用が可能です。粉体塗装では液体塗装と比べて塗料の無駄を減らすことで、塗料コストの削減、環境負荷の低減につながります。

・耐食性などの強度が期待できる

粉体塗装では、容易に厚膜の塗装皮膜を形成できるため、耐食性、耐薬品性、耐候性などを発揮するメリットもあります。そのため、粉体塗装で塗装した製品は品質の高さが期待できます。

・自動化により塗装品質の安定化につながる

液体塗装は、プロセス中のタレ、透け、ワキなどが発生しやすく熟練工の技術や経験がないと、品質にバラつきが出るという課題があります。その点、粉体塗装では、プロセスの自動化が容易で、安定した塗装品質を確保できます。

また、先述の通り、粉体塗装には環境に優しいというメリットがあります。

一方で粉体塗装には以下のようなデメリットもあります。

・現場施工に向いていない

粉体塗装の工程は、前述のように、対象物に静電気や熱を利用して粉末状の塗料を付着させ、焼き付け乾燥させる必要がありますので、現場施工には不向きな塗料である点が、粉体塗装のデメリットとなります。

・色の組み合わせができない

塗料が粉末の為、複数の色を組み合わせて新たな色を作り出すことができません。粉末タイプの為、塗料が均一に混ざることが無く、色合いにバラツキが出てしまうためです。

このように粉体塗装にはメリットとデメリットがありますので、塗布する対象物の条件によって使い分ける必要があります。

粉体塗装が環境に優しい塗料と言われる理由とは

粉体塗装が環境に優しい塗料と言われる理由について、詳しくみていきましょう。

環境に優しい大きな理由は、粉体塗装の塗料に有機溶剤をまったく使用していない点です。

有機溶剤に含まれるVOC（Volatile Organic Compounds）とは、蒸発しやすく、大気中で気体となる有機化合物の総称です。大気汚染につながる浮遊粒子状物や光化学スモッグの原因物質の一つとなっています。近年、国内でも光化学スモッグが増加傾向にあることから、大気汚染防止法が改正され、VOCの排出規制がされている状況です。

また、VOCは人間の健康にも悪影響を及ぼすといわれており、その具体例が「シックハウス症候群」です。建材等に液体塗料を塗布した場合、塗膜から揮発したVOCを人が吸い込むことで中毒症状の原因となることが問題視されています。

以上のことから、建材をはじめとした塗装においては、塗料の使用量や飛散量の削減を進め、大気中のVOC排出量低減に努めることが求められています。
さらに、有機溶剤は廃水処理の際に水を汚すというデメリットもあることから、粉体粉末塗料に代替することで産業廃棄物の減少に繋げることも可能です。

これらを背景に、有機溶剤を使用した液体塗料を用いる液体塗装の代替の一つとして、粉体塗装が注目されており、積極的に粉体塗装を選択することで、環境問題の解決の一助となるだけではなく、製品やブランド、企業のイメージアップ効果も期待できます。

>【関連コラム】製造業におけるSDGsの取り組みと環境保全- VOCの排出削減が必要な理由とは？

液体塗装から粉体塗装への切り替えで塗料コストの削減に成功した事例も

あるシェルフ製造の企業は、製造している製品の特性上、非常に高い密度で液体塗装を行っていました。そのようななか、液体塗装では大量の塗料を使用し、環境に対しても悪影響となることから、効率化しつつ環境対策にもなる塗布システムを探していたところ、ノードソンの粉体塗装システムが候補となりました。現状の塗布精度を維持しつつ、高効率化・高速化・環境配慮・清掃の簡易化等を同時に実現するという、非常に高い目標が設定されましたが、新しい粉体塗装システム（Spectrum HD フィードセンター（粉体供給装置）と高機能なコントローラーを備えた、高さ 6.5m の特注 ColorMax ブース）を導入することで、それらの課題をすべてクリアすることに成功しました。

特にコスト面では、液体塗装の際に使用していた大量の水が不要となったり、品質の向上によりリワークが大幅に削減されたことで、塗料コストで50％、品質関連のコストで70％と大幅なコスト削減を達成しています。液体塗装から粉体塗装への切り替えは、短期間での投資回収と十分な運用効果をもたらした結果となりました。

詳細の資料DLはこちら
>液体塗料から粉体塗料へのコンバージョン

まとめ

粉体塗装は、液体塗装と比較し、環境に優しく、作業の手間削減や効率化、コスト削減などさまざまなメリットがあります。VOC規制が必要な現状、環境配慮のためにも粉体塗装という選択は有意義といえます。

ノードソンでは粉体塗装システムの提供に留まらず、グローバル視点での豊富な実績と経験に裏打ちされた、様々な情報の提供も実施しております。ユーザーが達成しようとしている理想的な粉体塗装環境を実現するため、幅広い商品群をご用意し、それをユーザーの工場環境内に適切に設置するためのカスタマイズ、設計、コンサルティングサービスをご用意しております。

詳細はサービスご紹介ページをご覧ください。