CN101258210B - 粉体涂料用填充剂以及配合该填充剂而成的粉体涂料组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供含有满足下式(1)～(5)、莫氏硬度为1～4的无机粒子的粉体涂料用填充剂。2≤A≤30(1)：用マイクロトラツクFRA测定的累积Vol百分数50％粒径(中位径)[μm]；0≤B≤35(2)：上述累积Vol百分数50％粒径(中位径)的1/2粒径的累积筛下[Vol％]；1≤C≤25(3)：用通过FRA测定得到的累积Vol百分数10％粒径除累积Vol百分数90％粒径得到的值[-]；1≤D≤6(4)：用通过FRA测定得到的累积Vol百分数25％粒径除累积Vol百分数75％粒径得到的值[-]；E≤100(5)：用FRA测定的粒径划分中频率分布中最大的粒径[μm]。本发明的粉体涂料用填充剂，可以提供能够形成消光性优异、凹凸少而平滑、外观良好、并且加工性和耐冲击性优异涂膜的粉体涂料组合物。

Description

粉体涂料用填充剂以及配合该填充剂而成的粉体涂料组合物 

技术领域

本发明涉及粉体涂料用填充剂以及配合其而成的粉体涂料组合物，进一步详细地说，涉及降低制造粉体涂料时的设备磨耗，能够提供形成消光性优异、凹凸少而平滑、外观良好、加工性、耐冲击性优异涂膜的粉体涂料组合物的粉体涂料用填充剂以及配合该填充剂的粉体涂料组合物。 

背景技术

粉体涂装使用无溶剂的粉体涂料，所以不会像使用溶剂型涂料的涂装法那样存在由溶剂引起的环境问题以及发生灾害的危险性，另外，可以回收过多喷涂的涂料进行再利用，所以具有可以使涂料损失非常少的特征，可广泛用于各种涂装领域，特别是金属涂装中。另外，从可以利用以往的水性涂料用涂装装置的优点考虑，提出了使用将粉体涂料分散在水中的粉体水性涂料的涂装法。它也是适合于降低VOC(挥发性有机化合物)的涂装法。 

不过随着家电制品、建筑内部装修用板等日趋高级化的发展，为了达到表现高级感的目的，进行消光加工的情况多了起来。用于这些涂装的粉体涂料，从涂膜性能优异的观点考虑，广泛采用以聚酯树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂为主体的热固性粉体涂料。 

以往，为了形成消光涂膜是通过在粉体涂料中配合二氧化硅、氧化铝等无机消光剂而进行的，但是如果消光剂的量少，则消光效果不充分；而消光剂的量多，又存在粉体涂料对制造装置等的磨耗以及涂装后的涂膜物性降低等问题。 

例如，日本特开平10-306237号公报中提出了配合无机消光剂的粉体涂料，其是使云母粉附着在含有硫酸钡的粉体涂料粒子表面的消光粉体涂料。但是有时残留云母的闪亮光泽，产生光泽不均匀。另外还存在底光(底艶)(80°光泽)的问题。 

另外，日本特开2003-55614号公报中提出了将含有热固性树脂、固化剂和消光剂的有机溶剂溶液喷雾干燥得到的平均粒径为5～ 10μm的消光热固性粉体涂料。从减少VOC的角度考虑，必需回收气化的溶剂，而且设备也很复杂。 

另外，日本特开2003-192992号公报中提出了含有选自用以高级脂肪酸酯为主成分的蜡进行了表面处理的微粉二氧化硅、二氧化硅氧化铝和微粉氧化铝中的1种或2种以上的无机微粉的涂料用消光剂和含有该涂料用消光剂的能量线固化型涂料用组合物。 

但是含有上述消光剂的消光涂料，虽然在粉体涂料的性能方面可以期待大的改进，但是在与环境问题、机械磨耗问题相关的粉体涂料制造上的操作性、装置成本方面还存在许多问题。 

例如当用干法制造粉体涂料时，将涂膜形成用树脂、固化剂、消光剂、稳定剂等混合，进行粉碎、整粒等粒度调整得到粉体涂料。这时如果混合二氧化硅、氧化铝等硬质无机成分和树脂等有机成分，例如像文具的掺研磨砂橡皮那样，配合在树脂中的硬质无机成分起到研磨剂的作用，有引起混合机、粉碎机、整粒机以及附设在这些设备上的进料器、输送管、贮槽等磨耗的问题，必需采取应对磨耗的措施以及对装置进行维修。另外，容易因粉体涂料之间的碰撞而引起粉尘。另外混入到制品涂料中的设备磨损屑难以除去。另外，据称在粉体涂装工序中在扩散体、喷嘴附近的空气速度为亚音速，涂料在涂料管内的移动速度也达到秒速十几米，管的磨耗也是一个问题。 

另一方面当在水系、溶剂系中进行混合时，在混合后，要进行脱水或脱溶剂处理，进行喷雾干燥、流动干燥等，得到粉体涂料。当在水系、溶剂系进行混合时，即使混合硬质的无机成分，也可以采用不进行熔融混炼、机械粉碎的制造方法，所以这时可以不考虑熔融混炼、机械粉碎工序中的机械磨耗。但是在其它工序，例如整粒工序、干燥工序等中会产生设备磨耗问题。另外，溶剂系时，还要增加VOC的应对措施、装置的防爆措施等提高成本的因素。 

另外一般认为二氧化硅等莫氏硬度大于4的无机粉末，其粒子棱边多，虽然具有消光效果，但特别是在半褪光(半消光)精加工时，缺乏表面光滑度，在外观的美观程度方面存在问题。 

一般还认为含有二氧化硅的无机物时，例如在混合工序、粉碎、整粒工序或干燥工序中如果形成粉尘，则存在患矽肺的风险，所以对操作环境要特别加以注意。 

另外，即使是在涂装工序中，要回收剩余的粉体涂料进行再利用，所以如果使用配合硬质无机成分的粉体涂料，还存在由于粉体涂料粒子之间的碰撞引起粉尘以及涂装装置、回收装置的磨耗等问题。 

本发明提供消除上述以往技术的缺点，在制造时不容易产生机械磨耗问题，并且形成消光性，精加工性(仕上がり性)(外观)、加工性、耐冲击性优异涂膜的粉体涂料用填充剂以及配合该填充剂的粉体涂料组合物。 

发明内容

鉴于上述实际情况本发明人进行了深入研究，结果发现含有具有特定粒度分布、莫氏硬度为1～4的无机粒子的粉体涂料用填充剂，可以提供制造时机械磨耗问题少的粉体涂料组合物，并且可以提供形成消光性，精加工性(外观)、加工性、耐冲击性优异的涂膜的粉体涂料组合物，从而完成了本发明。 

即，本发明的第1项内容是粉体涂料用填充剂，其特征在于含有满足下式(1)～(5)的粒度分布构成的、莫氏硬度为1～4的无机粒子(权利要求1)。 

2≤A≤30    (1) 

0≤B≤35    (2) 

1≤C≤25    (3) 

1≤D≤6     (4) 

E≤100      (5) 

式中， 

A：通过激光式粒度分布仪(マイクロトラツクFRA)测定得到的无机粒子的累积Vol百分数50％粒径(中位径)[μm]； 

B：通过激光式粒度分布仪(マイクロトラツクFRA)测定得到的无机粒子累积Vol百分数50％粒径(中位径)的1/2的粒径的累积筛下(積算篩下)[Vol％]； 

C：用通过激光式粒度分布仪(マイクロトラツクFRA)测定得到的无机粒子的累积Vol百分数10％粒径除累积Vol百分数90％粒径 得到的值[-]； 

D：用通过激光式粒度分布仪(マイクロトラツクFRA)测定得到的无机粒子的累积Vol百分数25％粒径除累积Vol百分数75％粒径得到的值[-]；以及 

E：通过激光式粒度分布仪(マイクロトラツクFRA)测定得到的无机粒子粒径划分中频率分布中最大的粒径[μm]。 

作为优选方案，是权利要求1所述的粉体涂料用填充剂，其中，无机粒子的恒压通气式粉体比表面积Sw为4050/ρ～40500/ρ(cm²/g)。其中，ρ为无机粒子的真比重(权利要求2)。 

作为优选方案，是权利要求1或2所述的粉体涂料用填充剂，其中，无机粒子是重质碳酸钙(权利要求3)。 

本发明的第2项内容是粉体涂料组合物，其特征在于含有权利要求1～3中任一项所述的粉体涂料用填充剂和粉体涂料树脂作为必须成分(权利要求4)。 

作为优选方案，是权利要求4所述的粉体涂料组合物，其中，粉体涂料树脂含有热固性树脂(权利要求5)。 

作为优选方案，是权利要求5所述的粉体涂料组合物，其中，热固性树脂含有选自聚酯树脂、环氧树脂、环氧-聚酯树脂、氟树脂、丙烯酸类树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、蜜胺树脂、尿素树脂、聚氨酯树脂、封端异氰酸酯树脂、硅氧烷树脂、酰胺树脂中的至少一种(权利要求6)。 

作为优选方案，是权利要求4～6中任一项所述的粉体涂料组合物，其中，粉体涂料用填充剂相对于粉体涂料树脂100重量份的配合量为1～75重量份(权利要求7)。 

附图说明

图1是本发明实施例5制成的、用マイクロトラツクFRA测定的累积Vol百分数50％粒径A为16.2μm的粉体涂料用填充剂的电子显微镜照片(500倍)。 

图2是比较例9中所用的普通的重质碳酸钙(N-35：丸尾カルシウム(株)制)，且用マイクロトラツク测定的累积Vol百分数50％粒径A为16.6μm的粉体涂料用填充剂的电子显微镜照片(500倍)。 

图3是用マイクロトラツクFRA激光式粒度分布仪测定得到的本发明实施例5制成的粉体涂料用填充剂的粒度分布。 

图4是用マイクロトラツクFRA激光式粒度分布仪测定的比较例9中所用的普通的重质碳酸钙(N-35：丸尾カルシウム(株)制)的粒度分布。 

具体实施方式

本发明的粉体涂料用填充剂的特征在于，含有严格控制粒度和粒度分布的、莫氏硬度为1～4的无机粒子。 

构成本发明的粉体涂料用填充剂的无机粒子的累积Vol百分数50％粒径(中位径)A必需满足2≤A≤30(μm)。 

当进行半褪光(半消光)的精加工(仕上げ)时，优选必需满足5≤A≤20(μm)，更优选满足8≤A≤16(μm)。此时，相对于粉体涂料树脂100重量份的配合量优选为5～40重量份，更优选为10～30重量份左右，这样使表面突起微细，可以保持表面美观。 

另一方面，当进行褪光(消光)精加工时，优选必需满足10≤A≤30(μm)，更优选满足15≤A≤25(μm)。这时由于单位重量的粒子个数少，所以为了增加表面突起的数量，相对于粉体涂料树脂100重量份的配合量必需优选为20～70重量份，更优选30～50重量份左右。 

如果A小于2μm，则使用含该填充剂的粉体涂料形成涂膜时，聚集性强，在向树脂中配合时，得不到足够的分散性，另外，吸油量高，加热熔融时粘度上升，流平性变差，有损制成涂膜的外观。另外涂膜变脆，涂膜对应力的追随性差，埃氏值等降低，弯曲时会产生裂纹。而且作为本发明主要目的的消光效果低。另外，如果A超过30μm，则涂膜的外观降低。 

消光效果随着A的增大而增大，但是如果A超过30μm，则处于达到顶点的状态，考虑到外观不良的风险，优选A为30μm以下。 

当体质颜料本身的一次粒径增大，使用该粉体涂料形成涂膜时，涂膜表面的平滑性受到破坏，有损外观。另一方面，如果一次粒径变小，则消光效果降低，聚集性增强，在向树脂中配合时，有时不能充分分散，吸附必要量以上的树脂等，使对粉体涂料进行加热熔融时的 流平性变差，有损制成涂膜的外观。 

为了使使用粉体涂料所得的涂膜具有优异的平滑性，涂料不同于普通涂料，一般认为涂料粉体的聚集能会导致物性降低。配合到其中的无机粒子的一次粒径越小，比表面积越大。一般认为随着比表面积增大，涂料粉体的聚集能增大，引起外观不良。另一方面，一般还认为如果比表面积小(一次粒子大)，则有损平滑性。 

另外，粉体涂料的聚集受粉体粒子粒径的影响，粒子尺寸越小，其聚集力越强。于是对于粉体涂料，为了防止其聚集，与通常的溶剂系涂料不同，含有表面调整剂等药剂。其中一般认为当配合前述比表面积比较大的无机粒子时，该无机粒子吸附药剂等，不能充分发挥表面调整等的功能，涂料粉体本身聚集，得不到外观好的涂膜。因此必需将无机粒子的筛上通过侧50％粒径A调整到上述范围。 

累积Vol百分数50％粒径(中位径)A的1/2粒径的累积筛下Vol百分数B满足0≤B≤35(Vol％)，优选满足0≤B≤25(Vol％)，更优选满足0≤B≤20(Vol％)。B越接近0Vol％，则微粒子的存在越少，不会对树脂的耐冲击性等产生不良影响，并可以赋予所希望的消光性，优选。另一方面，如果B超过35Vol％，则添加剂中的微粒子增加，对消光有效的粒子个数减少，而且熔融树脂的粘度提高，不能添加到所需要的配合比率，结果得不到所需要的消光性。所以优选微粉少，并且吸油量低。通常，作为粉体涂料用填充剂，优选吸油量(亚麻仁油)为30ml/100g以下。虽然通过表面处理等可以降低吸油量，但是如果不考虑与粉体涂料用树脂的相容性，则有时在涂膜的耐候性等方面会有问题。 

用累积Vol百分数10％粒径除累积Vol百分数90％粒径得到的值C满足1≤C≤25，优选满足1≤C≤20，更优选满足1≤C≤15。C值越接近1，微粉率和粗粉率越减少，可以进行高份数配合，不会对耐冲击性、外观等造成不良影响，并且还可以使树脂具有需要的消光性。另一方面，如果C值超过25，则粒度分布变宽，由于混合有微粒子和粗粒子，所以要缩小微粒子的配合量的范围，结果得不到所需要的消光性，并且粗粒子还会降低树脂的耐冲击性、外观不良等物性。 

同样，用累积Vol百分数25％粒径除累积Vol百分数75％粒径得到的值D满足1≤D≤6，优选满足1≤D≤4，更优选满足1≤D≤2.5。 D越接近1，粒度分布越窄(sharp)，可以赋予所需消光的粒子区域的个数增多，表面突起的高度越均匀，因此可以保持涂膜表面美观。另一方面，如果D超过6，则粒度分度变宽，会发生光泽不均匀。 

在粒径划分中频率分布中最大的粒径E，优选调整到100μm以下，更优选调整到90μm以下，进一步优选调整到60μm以下。如果最大粒径E超过100μm，则不仅会对树脂本身的耐冲击性等造成不良影响，而且涂膜常常会产生由粗大粒子引起的颗粒，有损外观。 

例如，即使涂膜厚度为60μm以下，如果将最大粒径E调整到100μm以下，就可以使用。这是因为在制成粉体涂料时，填充剂的莫氏硬度为1～4，比较容易通过粉碎、筛分等操作调整涂料粒子的粒度。 

当将涂膜的厚度设计得薄时，不仅需要除去通过激光式粒度分布仪测定的无机粒子最大粒径、而且还要除去实际存在的粒度分布中最大粒径以上的粗粒子。例如，由于本发明的无机粒子经过了粒度调整，因此能够很容易通过振动筛等除去粗粒子。这样，例如即使涂膜为40μm，通过过筛孔为38μm的筛，可以制成良好的消光粉体涂料。通常涂膜为30μm以上，作为无机粒子，筛孔为32μm的筛上为100ppm以下，优选为10ppm以下，更优选为5ppm以下。 

本发明的粉体涂料用填充剂，优选其恒压通气式粉体比表面积Sw为4050/ρ～40500/ρ(cm²/g)(ρ为真比重)。例如真比重ρ为2.7的重质碳酸钙时，优选恒压通气式粉体比表面积Sw为1500～15000cm²/g，更优选为1500～7500(4050/ρ～20250/ρ)cm²/g，进一步优选为1500～6000(4050/ρ～16200/ρ)cm²/g。 

例如在重质碳酸钙的情况下，如果Sw超过15000cm²/g，则存在于添加剂中的微粒子增加，不优选；另外，当Sw低于1500cm²/g时，则除了粒度分布非常窄以外，对树脂本身的耐冲击性等也造成不良影响，不仅如此，涂膜的外观还容易受到损坏，所以不优选。另一方面当A为30μm以下，要使Sw低于1500cm²/g，则成为粒度分布非常窄的添加剂，成本高。例如，即使假设在理论上可以得到A为均一的30μm的球形碳酸钙(真比重2.7)，则Sw＝10000×6/(2.7×30)，Sw为741cm²/g，A为30μm以下，使Sw为1500cm²/g以下是困难的。 

作为构成本发明的粉体涂料用填充剂的无机粒子，必需使用莫氏硬度为1～4的无机粒子。 

与莫氏硬度为5以上的无机粒子相比，莫氏硬度为4以下的无机粒子不容易引起机械磨耗，通过将具有这种莫氏硬度的粒子的粒度以及粒度分布控制在上述特定范围，可以得到能够有效赋予消光性的粉体涂料用填充剂。作为莫氏硬度小于1的无机粒子，已知的有磷、钠、钾等，但反应性高，难以作为填充剂。 

作为莫氏硬度为1～4的无机粒子，可以列举碳酸钙、三氧化锑、硫酸钡、碱式碳酸镁、氢氧化铝、氢氧化镁、白云石、氟化钙、滑石、云母、高岭土等，这些无机粒子可以单独使用，也可以根据需要将2种以上组合使用。 

作为本发明中的优选无机粒子，优选碳酸钙、硫酸钡、白云石、氢氧化铝、氟化钙、云母、滑石、高岭土，更优选碳酸钙、硫酸钡、氢氧化铝。最优选碳酸钙。 

在这些无机粒子之中，与实质上具有6面体结构的合成碳酸钙这样的粒子相比，优选具有不特定多面体(6面体以上)形状的粒子。这样的粒子，可以通过对具有前述组成的天然矿物进行粉碎、整粒而获得。但是碱式碳酸镁、氢氧化镁、滑石、云母、高岭土等的粒子形状为扁平状、也就是纵横比大、在3以上的粒子在形成涂膜时容易定向，所以作为消光涂料难以进行配合设计。另外，对天然石灰石、重晶石、白云石等进行粉碎、整粒得到的粒子容易形成纵横比接近1的粒子。其中，对石灰石进行粉碎、整粒得到的重质碳酸钙，其比重较小，容易得到高纯度原料，而且价格便宜、粒子的分散性、流动性、喷流性优异，是优选的。 

合成硫酸钡是合成品，所以粒径小，难以形成本发明的粒度分布构成，因此消光效果低。因此主要作为高光泽体质颜料使用。另外对作为天然产硫酸钡的重晶石进行粉碎、整粒操作，可以得到本发明的粉体涂料用填充剂，但是与重质碳酸钙相比，其比重大，要得到所需要的消光，配合的重量份数多，在成本方面不利。 

要说明的是，与实质上具有6面体结构的合成碳酸钙粒子相比，如果配合含具有不特定多面体(6面体以上)形状粒子的填充剂，虽然其有效赋予树脂消光性的理由尚不明确，但是推测具有这种不特定的多面体与将粒度和粒度分布控制在特定范围相结合，可以赋予消光性。作为重质碳酸钙原料的石灰石在日本的产量丰富，质量也好。在 日本是最廉价的无机材料之一。而且对人体也是安全的。因此在各个领域作为无机颜料使用。在粉体涂料领域也不例外，以往一直作为体质颜料使用。一般的重质碳酸钙，粒径小的品级被认为是高级，以往技术中重点放在如何缩小粒径，或如何减少粗粉切割(top cut)方面。但是没有高度的微粉切割品(微粉カツト品)，不能脱离作为体质颜料的范围，所以作为功能性材料的使用受到限制。 

本发明人发现通过对粒度进行严格管理，可以以低成本，赋予消光性、设计性，大幅度改进操作性(降低机械磨耗)。 

为了得到重质碳酸钙，对天然产的石灰石进行干式或湿式粉碎，调整成平均粒径为2～30μm的微细粒子。进行干式粉碎时使用微粉磨机、振动球磨机、辊式研磨机等进行粉碎后，用风力分级机进行分级；当进行湿式粉碎时必须使用塔式粉碎机、轮碾机等湿式分散机进行粉碎，进行粒度调整以满足上述粒度条件。对于制法，没有特别限制，但一般的(市售的)重质碳酸钙，作为价格便宜的通用制品，通过简单分级进行分级制造，所以没有制造出满足上述粒度条件的重质碳酸钙。为了满足上述粒度，优选反复进行分级，或使用分级精度高的分散式分离器、微粒分离机等流体分级机等、旋风分离器(サイクロン)、筛子，除去粗粒、超微粒，调整粒度。以重晶石、白云石等为原料的粉体涂料用填充剂也可以采用上述工序制造。 

通常在风力分级操作中转子的转速越高，离心力越大，所以切割点(カツトポイント)小；风量越多，越被引向微粉侧，所以切割点越大。另外进料量，除了极少的情况以外，越少分级精度越好。另外，对于分级原料，切割点越小，粗粉侧的粒度分布越宽，但收率高。相反微粉侧的粒度分布变窄，收率低。在相同条件下进行分级时，不定形多面体分级原料的比重越大，切割点越小。 

本发明所用的碳酸钙，为了提高表面活性，改进与粉体涂料树脂的亲和性，可以进行表面处理(被覆处理)。 

作为表面处理剂，可以列举饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、脂环族羧酸、树脂酸以及它们的酯、酰胺、碱金属盐、碱土类金属盐类、表面活性剂、硅烷偶联剂、高分子系(共)聚合物、其碱金属盐和/或碱土类金属盐、聚乙烯蜡等。这些表面处理剂，既可以单独进行处理，也可以并用2种以上进行处理。其中聚乙烯蜡，即使只进行配合就具 有消光效果，而通过对无机粒子进行表面处理具有协同效果；饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸的碱金属盐、树脂酸的碱金属盐与碳酸钙的反应性也好，工业上容易获得，所以优选。 

表面处理剂的处理量，只要是能够对碳酸钙粒子进行均匀的表面处理即可，可以根据所用粉体涂料树脂的种类进行适当选择，但是通常为0.05～2重量％。 

本发明的粉体涂料组合物，是在粉体涂料树脂中配合如上所述得到的本发明的粉体涂料用填充剂而得到的。作为粉体涂料树脂，没有特别限定，可以使用粉体涂料领域中通常使用的树脂，作为这样的树脂，例如可以列举热塑性树脂、热固性树脂等。作为热塑性树脂，没有特别限定，特别可以列举聚氯乙烯树脂等乙烯基树脂、聚乙烯树脂、聚酰胺树脂、氟树脂等，这些树脂可以单独使用，根据需要还可以组合2种以上使用。作为热固性树脂，没有特别限定，例如可以列举聚酯树脂、环氧树脂、环氧-聚酯树脂、氟树脂、丙烯酸类树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、蜜胺树脂、尿素树脂、聚氨酯树脂、封端异氰酸酯树脂、硅氧烷树脂、酰胺树脂等。其中特别优选使用环氧树脂、环氧-聚酯树脂、丙烯酸类树脂、氟树脂、聚酯树脂等。这些树脂可以单独使用，根据需要还可以组合2种以上使用。当作为涂料树脂使用热固性树脂时，本发明的粉体涂料组合物优选含有固化剂、固化促进剂。 

相对于粉体涂料树脂100重量份，本发明的粉体涂料用填充剂的配合量为1～75重量份，优选为5～70重量份，更优选为10～50重量份。如果粉体涂料用填充剂的配合量低于1重量份，则得不到充分的添加效果；另一方面，如果超过75重量份，则在向树脂中混入时，有时不能形成粉体涂料本身；或粘度升得太高、操作性差，或者不能形成涂膜，因而不优选。 

本发明的粉体涂料组合物中当必需形成耐候性好的涂膜时，优选使用丙烯酸类树脂；当必需形成耐冲击性等涂膜物性良好的涂膜时，优选使用聚酯树脂；当必需形成腐蚀性良好的涂膜时，优选使用环氧树脂。另外，根据需要还可以用玻璃化转变温度高的树脂被覆玻璃化转变温度低的树脂等，将2种以上树脂并用。 

本发明中作为粉体涂料树脂使用环氧树脂时，根据需要可以使用如邻苯二甲酸酐、胺化合物、咪唑化合物、双氰胺等固化剂、固化促 进剂，另外可以并用丙烯酸类树脂等其它树脂。作为粉体涂料树脂使用热固性丙烯酸类树脂时，根据需要可以使用如环氧树脂、蜜胺树脂等其它树脂，多元羧酸、封端异氰酸酯化合物等固化剂。 

本发明中作为粉体涂料树脂使用热固性聚酯树脂时，根据需要可以使用蜜胺树脂、环氧树脂等其它树脂，多元酸、封端异氰酸酯化合物、三缩水甘油基异氰酸酯等固化剂。 

上述固化剂的含量，相对于作为粉体涂料树脂使用的热固性树脂100重量份，优选为5～80重量份。如果低于5重量份，则固化不充分；如果超过80重量份，则过度固化，涂膜物性降低。另外，上述固化促进剂的含量，相对于作为粉体涂料树脂使用的热固性树脂100重量份优选为0.1～5重量份。如果低于0.1重量份，则固化不充分；如果超过5重量份，则过度固化有涂膜物性降低的倾向。 

本发明的粉体涂料组合物，根据需要还可以含有颜料、其它添加剂。作为上述其它添加剂，可以列举其它树脂、固化剂、固化促进剂或固化催化剂、表面调整剂、增塑剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防气泡剂(ワキ防止剖)、颜料分散剂、耐冲击性改进剂等。作为上述颜料，没有特别限定，其中可以优选使用二氧化钛、氧化铁红、氧化铁黄、炭黑、酞菁蓝、酞菁绿、喹吖啶酮系红色颜料等。这些颜料，可以单独使用，根据需要还可以组合2种以上使用。 

相对于粉体涂料组合物100重量份，上述颜料的含量优选为1～60重量份。如果含量低于1重量份，则得不到着色等颜料的效果；如果超过60重量份，则得不到外观好的涂膜。上述颜料以及其它添加剂，既可以与粉体涂料树脂等一起含在粉体涂料粒子中，也可以作为粉体涂料树脂以外的别的粒子添加。 

粉体涂料树脂的粒子，例如可以通过乳液聚合、悬浮聚合等方法直接制造。另外还可以通过溶液聚合、本体聚合等制造树脂，并对树脂进行粉碎分级而获得。 

作为本发明的粉体涂料组合物的制造方法，没有特别限定，可以通过粉体涂料制造领域中通常使用的方法等进行制造。例如利用亨舍尔混合机、超级混合机、球磨机、班伯里混合机等混合机将上述粉体涂料树脂以及根据需要使用的颜料、其它添加剂均匀混合，接着用挤塑机、热辊(熱ロ一ル)等混炼机对所得混合物进行熔融混炼，使树脂 以外的成分均匀分散在熔融的粉体涂料树脂中，将所得混合物成型为颗粒。用锤磨机等冲击型粉碎机、喷射磨等气流粉碎机等将所得颗粒粉碎后，进行分级得到本发明的粉体涂料组合物。 

上述分级，可以使用170目，优选200目的泰勒标准筛；分离除去比90μm，优选比80μm大的粒子的分散式分离器、微粒分离机等流体分级机以及分离除去比1μm小的粒子的旋风分离器、分散式分离器、微粒分离机等流体分级机等进行。 

作为本发明的粉体涂料组合物的制造方法，除了上述方法以外，还可以使用如将原料混合在溶剂中，对所得混合物进行干燥、粉碎，或者用喷雾干燥法制成粉末的方法。但是由于本发明的粉体涂料用填充剂的机械磨耗小，所以并不一定需要对溶剂溶液进行干燥，另外，该方法还需要溶剂回收以及防爆措施等的设备，所以成本高。 

如果使用这样的粉体涂料用原料，得到颜料、各种添加剂均匀分散在树脂成分中的颗粒，因此通过颗粒粉碎得到的粉体涂料，各粒子中大致均匀含有各种原料成分。因此在形成涂膜的工序中，例如树脂固化反应很容易均匀地发生，所以可以形成平滑性等外观更好的涂膜。 

作为本发明的粉体涂料组合物的适用对象，没有特别限定，例如可以列举汽车用、家电用、建材用、杂货(雑貨)等用的钢板、磷酸锌处理钢板、铝或铝合金材料等。作为本发明的粉体涂料组合物的涂装方法，可以通过如静电喷涂法、流动浸渍法等公知的方法使本发明的粉体涂料组合物以所需厚度堆积在被涂物的表面，然后进行烘烤。作为树脂成分使用热固性树脂时，形成固化的涂膜。 

以下列举实施例进一步具体说明本发明，但本发明并不受这些实施例的限定。各特性值的测定方法如下所示。 

(粒度分布) 

将无机粒子5g悬浮在甲醇50ml中，用刮刀充分搅拌混合后，用超声波分散机(日本精机制作所制：US-300T)在下述条件下分散。 

TIP SERECT：26(φ)； 

超声波分散时间：1分钟。 

把该甲醇悬浮液添加到SVR(液体循环容器)中调整其浓度使载荷指数值达到计算机指定的中心值。用激光式粒度分布测定仪(日机 装制：マイクロトラツクFRA)对其进行测定。 

在以下条件下测定。 

粒子透明度(Particle Transparency)         ：No； 

球形粒子(Spherrical Particles)            ：n/a； 

粒子折射指数(Particle Refractive Index)   ：n/a； 

流体折射指数(Fluid Refractive Index)      ：n/a。 

由此，计算出各无机粒子的累积Vol百分数50％粒径(中位径)A、累积Vol百分数50％粒径(中位径)A的1/2粒径的累积筛下Vol百分数B、用累积Vol百分数10％粒径除累积Vol百分数90％粒径得到的值C、用累积Vol百分数25％粒径除累积Vol百分数75％粒径得到的值D、粒径划分中频率分布中最大的粒径E。 

(粉体的比表面积) 

使用恒压通气式粉体比表面积测定装置(岛津制作所制)进行测定。 

(粉体的磨耗性) 

使用喷枪(イワタW-100空气压0.3MPa)在距离100mm的厚度为0.5mm的SUS304板表面喷涂试样20g，然后拭去附着在表面的粉体，观察板的表面。把确认明显损伤的定为×；把确认只有少量损伤但可使用的定为△；把确认完全没有损伤的定为○。 

实施例1 

用流体分级机タ一ボクラシフアイアTC-15(日清エンジニアリング公司制)在表1所示的分级条件下将市售的重质碳酸钙R重碳(丸尾カルシウム公司制)分级成微粉侧(旋风分离器、袋式过滤器)和粗粉侧，回收粗粉侧，调制表1所示累积Vol百分数50％粒径(中位径)A、累积Vol百分数50％粒径(中位径)的1/2粒径的累积筛下Vol百分数B、用累积Vol百分数10％粒径除累积Vol百分数90％粒径得到的值C、用累积Vol百分数25％粒径除累积Vol百分数75％粒径得到的值D、粒径划分中频率分布中最大的粒径E、恒压通气式粉体比表面积Sw的不定形多面体重质碳酸钙粉体，并且用JIS标准筛孔为45μm的筛进行过筛，得到粉体涂料用填充剂。 

实施例2 

用タ一ボクラシフアイアTC-15在表1所示的第一次分级条件下对市售的重质碳酸钙N-35(丸尾カルシウム公司制)进行分级，回收粗粉侧，进一步于表1所示的第2次分级条件下再次进行分级，回收粗粉侧，调制表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙粉体，并且用JIS标准筛孔为45μm的筛进行过筛，得到粉体涂料用填充剂。 

实施例3 

用タ一ボクラシフアイアTC-15在表1所示的分级条件下对与实施例1相同的重质碳酸钙R重碳进行分级，回收粗粉侧，调制表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙粉体，并且用JIS标准筛孔为45μm的筛进行过筛，得到粉体涂料用填充剂。 

实施例4 

用タ一ボクラシフアイアTC-15在表1所示的分级条件下对作为市售重质碳酸钙的一级(三共精粉公司制)进行分级，回收粗粉侧，调制表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙粉体，并且用JIS标准筛孔为45μm的筛进行过筛，得到粉体涂料用填充剂。 

实施例5 

用タ一ボクラシフアイアTC-15在表1所示的分级条件下对作为市售的重质碳酸钙的ス一パ一S(丸尾カルシウム公司制)进行分级，回收粗粉侧，进一步于表1所示的第2次分级条件下再次进行分级，回收粗粉侧，调制表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙粉体，并且用JIS标准筛孔为32μm的筛进行过筛，得到粉体涂料用填充剂。 

将所得粉体涂料用填充剂的电子显微镜照片(500倍)示于图1，另外将用マイクロトラツクFRA激光式粒度分布仪测定的粒度分布示于图3。 

对于后述的比较例9的粉体，也将其电子显微镜照片示于图2，将其粒度分布示于图4，实施例5的粉体与比较例9的粉体的粒度分布的累积Vol百分数50％粒径值虽然相近，但在电子显微镜视野中很明显实施例5粉体的10～30μm的粒子个数多，超微微粉少。这些均 匀的粒子在粉体涂料涂膜干燥后会形成均匀的表面突起，可以得到稳定的消光性。 

实施例6 

用タ一ボクラシフアイアTC-15在表1所示的分级条件下对市售的重质碳酸钙ス一パ一SS(丸尾カルシウム公司制)进行分级，回收粗粉侧，调制表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙粉体，并且用JIS标准筛孔为75μm的筛进行过筛，得到粉体涂料用填充剂。 

实施例7 

用タ一ボクラシフアイアTC-15在表1所示的分级条件下对与实施例1相同的重质碳酸钙ス-パ-S(丸尾カルシウム公司制)进行分级，在旋风分离器(微粉侧)进行回收，进一步于表1所示的第2次分级条件下再次进行分级，回收粗粉侧，调制表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙粉体，并且用JIS标准筛孔为75μm的筛进行过筛，得到粉体涂料用填充剂。 

实施例8 

用タ-ボクラシフアイアTC-15在表1所示的分级条件下对市售的重质碳酸钙ス-パ-4S(丸尾カルシウム公司制)进行分级，回收粗粉侧，调制表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙粉体，并且用JIS标准筛孔为75μm的筛进行过筛，得到粉体涂料用填充剂。 

实施例9 

用タ-ボクラシフアイアTC-15在表1所示的分级条件下对市售的重质碳酸钙ス-パ-#2000(丸尾カルシウム公司制)进行分级，回收粗粉侧，进一步于表1所示的第2次分级条件下再次进行分级，回收粗粉侧，调制表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙粉体，并且用JIS标准筛孔为75μm的筛进行过筛，得到粉体涂料用填充剂。 

实施例10 

在实施例9中对进行第1次分级操作得到的旋风分离品(微粉侧)添加聚乙烯蜡(ル-ブリゾ-ル公司制：LANKO TF 1778)2重量份，用超级混合机从常温加热搅拌至130℃进行表面处理后，用タ-ボク ラシフアイアTC-15在表1所示的分级条件下进行分级，回收粗粉侧，进一步于表1所示的第2次分级条件下再次进行分级，回收粗粉侧，调制表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙粉体，并且用JIS标准筛孔为75μm的筛进行过筛，得到粉体涂料用填充剂。 

实施例11 

用タ-ボクラシフアイアTC-15在表1所示的分级条件下对作为市售的重晶石(硫酸钡)的バライトBNW(富士タルク工业公司制)进行分级，回收粗粉侧，进一步于表1所示的第2次分级条件下再次进行分级，回收粗粉侧，调制表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的不定形多面体的硫酸钡粉体，并且用JIS标准筛孔为75μm的筛进行过筛，得到粉体涂料用填充剂。 

实施例12 

用タ-ボクラシフアイアTC-15在表1所示的分级条件下对市售的荧石(氟化钙)HO-#100(三共精粉公司制)进行分级，回收粗粉侧，调制表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的氟化钙粉体，并且用JIS标准筛孔为75μm的筛进行过筛，得到粉体涂料用填充剂。 

实施例13 

用タ-ボクラシフアイアTC-15在表1所示的分级条件下对市售的滑石K-1B(日本タルク公司制)进行分级，回收粗粉侧，调制表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的滑石粉体，得到粉体涂料用填充剂。 

实施例14 

制备日本特开平10-130020号公报实施例4中所示的合成碳酸钙，调制具有表1所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的合成碳酸钙。 

比较例1 

准备具有表2所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的市售的熔融二氧化硅FS-200(电气化学工业公司制)。 

比较例2 

准备具有表2所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积 Sw的市售的硅石粉シルシツクSS-100(山森土本矿业所公司制)。 

比较例3 

准备具有表2所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的作为市售的硅砂粉的特粉A-3(山森土本矿业所公司制)。 

比较例4 

准备具有表2所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的市售霞石正长岩ミネツクスSP(白石カルシウム公司制)。 

比较例5 

准备具有表2所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的市售球形氧化铝AO-820(アドマテツクス公司制)。 

比较例6 

准备具有表2所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的市售合成硫酸钡AD硫酸钡(日本化学工业公司制)。 

比较例7 

准备具有表2所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙ス-パ-#1700(丸尾カルシウム公司制)。 

比较例8 

准备具有表2所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙SFT-2000(三共精粉公司制)。 

比较例9 

准备具有表2所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙N-35(丸尾カルシウム公司制)。 

将所得重质碳酸钙N-35的电子显微镜照片(500倍)示于图2，另外将用マイクロトラツクFRA激光式粒度分布仪测定的粒度分布示于图4。 

比较例10 

准备具有表2所示粒度特性A～E以及恒压通气式粉体比表面积Sw的重质碳酸钙ス-パ-SS(丸尾カルシウム公司制)。 

表1 

表2 

	比较例1	比较例2	比较例3	比较例4	比较例5	比较例6	比较例7	比较例8	比较例9	比较例10
											无机粒子	熔融二氧化硅	硅石粉	硅砂粉	霞石正长岩	球形氧化铝	合成硫酸钡	重质碳酸钙	重质碳酸钙	重质碳酸钙	重质碳酸钙
硬度	7	7	7	6	9	3.3	3	3	3	3
											A	29.1	5.4	15.7	13.1	25	1.4	1.6	34.6	16.8	3.9
B	20	29	9	21	13	12	17	16	26	38
											C	22	14	3	14	7	4	10	8	27	19
D	2.8	4.6	1.6	2.3	1.6	2	3.6	2.0	3.1	7.4
											E	88	62	62	74	44	8	22	104	52	37
Sw	2700	11600	3200	3200	1400	9100	17100	1800	3400	9800
											ρ	2.2	2.6	2.6	2.6	4	4.5	2.7	2.7	2.7	2.7
粉体的磨耗性	×	×	×	×	×	○	○	○	○	○

实施例15～28、比较例11～15 

使用通过实施例1～14、比较例6～10得到的粉体涂料用填充剂，按照下述要领制作各粉体涂料组合物，并进行涂料物性试验。 

(环氧系粉体涂料组合物) 

环氧树脂(エピコ-ト1004油化シエルエポキシ公司制) 

固化剂  双氰胺 

粉体涂料用填充剂实施例1得到的粉体涂料用填充剂 

表面调整剂(CF-1056东芝シリコ-ン公司制) 

着色颜料  二氧化钛 

(聚酯系粉体涂料组合物) 

聚酯树脂(フアインデイツクM8021大日本インキ化学工业(株)制) 

固化剂ε-己内酰胺封端化异氰酸酯(アダクトB-1530ヒユルス公司制) 

粉体涂料用填充剂实施例2、4～14、比较例6～10得到的粉体涂料用填充剂 

表面调整剂(CF-1056东芝シリコ-ン公司制) 

着色颜料  二氧化钛 

(丙烯酸系粉体涂料组合物) 

丙烯酸类树脂(フアインデイツクM8021大日本インキ化学工业(株)制)； 

固化剂癸烷二羧酸(アダクトB-1530ヒユルス公司制)； 

双酚A型环氧树脂(YD-012东都化成公司制)； 

粉体涂料用填充剂实施例3得到的粉体涂料用填充剂； 

表面调整剂(CF-1056东芝シリコ-ン公司制)； 

着色颜料  二氧化钛 

苯偶姻 

用超级混合机(日本スピンドル制造公司制)将作为原料的上述成分混合约3分钟，通过捏合挤压机(ブス公司制)在大约100℃条件下进行熔融混炼。在室温冷却，在粗粉碎后用雾化器(不二パウダル公司制)进行粉碎，用150目的筛进行分级，得到体积平均粒径为35μm的粉体涂料。 

用电晕起电型涂装喷枪将用以上方法制造的各粉体涂料静电喷涂到200×100×0.8mm的实施过磷酸锌处理的钢板上，使涂膜的厚度达到约60μm，在180℃×20min、200℃×20min各条件下进行烘烤，然后放置冷却至室温。用下述方法进行涂膜性能的评价。 

<外观评价> 

◎：凹凸少，并且涂膜处于平滑状态。 

○：有少许凹凸，但涂膜处于平滑状态。 

△：有少许凹凸，并且有少许起颗粒现象。 

×：有凹凸，并且平滑性稍差。 

<光泽值> 

在如上所述的于180℃×20min、200℃×20min各条件下进行烘烤的各试验板涂膜面中任选5处，用光泽计(日本电色(株)制)测定60°光泽，用其平均值作为评价值。 

<埃氏试验> 

按照JIS K5400(1990)进行测定并示出。所谓埃氏值是判断钢板拉伸(張り出し)成型性的数值。埃氏值是将硬球冲头压入试验片，用在试验片中产生至少一处达到内面的裂纹时，从冲头的头部压纹面移动的距离(mm)表示。埃氏值越大，越有利于拉伸加工，通常情况下如果该值不为4mm以上，则加工性差。 

<耐重物落下性> 

按照JIS K5600-5.3，以φ1/2“×500g进行冲击性试验(杜邦式)。数值(高度：cm)越大表明越好。 

表3 

	实施例15	实施例16	实施例17	实施例18	实施例19	实施例20	实施例21	实施例22	实施例23	实施例24
											所使用填充剂的  实施例编号	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7	实施例8	实施例9	实施例10
树脂种类	环氧	聚酯	丙烯酸类	聚酯	聚酯	聚酯	聚酯	聚酯	聚酯	聚酯
											树脂(重量％)	56	55	55	55	55	65	65	65	65	65
填充剂(重量％)	35	30	30	30	30	20	20	20	20	20
											固化剂(重量％)	4	10	10	10	10	10	10	10	10	10
表面调整剂(重量％)	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
											着色颜料(重量％)	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5
外观	○	◎	○	○	◎	◎	○	○	○	◎
											光泽值	28	30	46	40	32	65	61	73	75	58
埃氏值(mm)	4.5	6	4.5	6	6	5.5	7	5	4.5	6.5
											耐重物落下性(cm)	55	60	50	60	60	65	60	55	60	65

表4 

	实施例25	实施例26	实施例27	实施例28	比较例11	比较例12	比较例13	比较例14	比较例15
										所使用填充剂的  实施例或比较例编号	实施例11	实施例12	实施例13	实施例14	比较例6	比较例7	比较例8	比较例9	比较例10
树脂种类	聚酯	聚酯	聚酯	聚酯	聚酯	聚酯	聚酯	聚酯	聚酯
										树脂(重量％)	55	65	65	65	65	65	55	55	65
填充剂(重量％)	30	20	20	20	20	20	30	30	20
										固化剂(重量％)	10	10	10	10	10	10	10	10	10
表面调整剂(重量％)	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
										着色颜料(重量％)	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5
外观	○	○	◎	○	○	△	×	△	×
										光泽值	72	68	77	68	88	82	33	51	73
埃氏值(mm)	4	4.5	4.5	5	5	2.1	5.5	3	2.3
										耐重物落下性(cm)	50	55	50	55	55	40	35	40	40

产业实用性 

如上所述本发明的粉体涂料用填充剂，由于含具有特定莫氏硬度以及特定粒度特性的无机粒子，所以制造时不会磨耗设备，并且比较容易进行粉碎和筛选，所以可以控制所需要的粒度特性，因此可以提供具有特定粒度特性的粉体涂料用填充剂。 

本发明的粉体涂料用填充剂，可以提供能够形成消光性优异、凹凸少而平滑、外观良好、并且加工性和耐冲击性优异涂膜的粉体涂料组合物。 

Claims (7)

1.粉体涂料用填充剂，其特征在于，含有满足下式(1)～(5)的粒度分布构成的莫氏硬度为1～4的无机粒子，

2≤A≤30    (1)

0≤B≤35    (2)

1≤C≤25    (3)

1≤D≤6     (4)

E≤100      (5)

其中，

A：通过激光式粒度分布仪FRA激光粒度分析仪测定得到的无机粒子的累积体积百分数50％粒径，单位为μm；

B：通过激光式粒度分布仪FRA激光粒度分析仪测定得到的无机粒子累积体积百分数50％粒径的1/2粒径的累积筛下，单位为体积％；

C：用通过激光式粒度分布仪FRA激光粒度分析仪测定得到的无机粒子的累积体积百分数10％粒径除累积体积百分数90％粒径得到的值；

D：用通过激光式粒度分布仪FRA激光粒度分析仪测定得到的无机粒子的累积体积百分数25％粒径除累积体积百分数75％粒径得到的值；和

E：通过激光式粒度分布仪FRA激光粒度分析仪测定得到的无机粒子粒径划分中频率分布中最大的粒径，单位为μm。

2.权利要求1所述的粉体涂料用填充剂，其特征在于，无机粒子的恒压通气式粉体比表面积Sw为4050/ρ～40500/ρ，单位为cm²/g，式中，ρ为无机粒子的真比重。

3.权利要求1或2所述的粉体涂料用填充剂，其特征在于，无机粒子是重质碳酸钙。

4.粉体涂料组合物，其特征在于，含有权利要求1～3中任一项所述的粉体涂料用填充剂和粉体涂料树脂作为必须成分。

5.权利要求4所述的粉体涂料组合物，其特征在于，粉体涂料树脂含有热固性树脂。

6.权利要求5所述的粉体涂料组合物，其特征在于，热固性树脂含有选自聚酯树脂、环氧树脂、环氧-聚酯树脂、氟树脂、丙烯酸类树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、蜜胺树脂、尿素树脂、聚氨酯树脂、封端异氰酸酯树脂、硅氧烷树脂、酰胺树脂中的至少一种。

7.权利要求4～6中任一项所述的粉体涂料组合物，其特征在于，相对于粉体涂料树脂100重量份，粉体涂料用填充剂的配合量为1～75重量份。

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