CN111662628A - 涂覆品、粉体涂料套组及涂覆品的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种涂覆品、粉体涂料套组以及涂覆品的制造方法,涂覆品具有2层以上的涂层,所述涂层中的第1层和与所述第1层接触的第2层之间的界面粗糙度Ra为1μm以上且10μm以下。

Description

涂覆品、粉体涂料套组及涂覆品的制造方法
技术领域
本发明涉及一种涂覆品、粉体涂料套组及涂覆品的制造方法。
背景技术
近年来,利用粉体涂料的粉体涂覆技术由于涂覆工序中的挥发性有机化合物(VOC)排出量少,而且在涂覆之后回收未附着于被涂覆物的粉体涂料并能够再利用,因此在全球环境方面备受瞩目。因此,对粉体涂料进行各自研究。
作为现有的涂覆金属板,已知有专利文献1中所记载的涂覆金属板。
在专利文献1中公开有一种涂覆金属板,其特征在于,具有形成于金属板上的下涂层和其上的上涂层,下涂层由以聚酯为主剂树脂的涂膜形成,上涂层由以分子量5000以上的高分子聚酯为主剂树脂的涂膜形成,下涂层与上涂层的界面的粗糙度Ra为0.3~0.7μm且下涂层的玻璃化转变温度(Tg)为5~25℃,上涂层的玻璃化转变温度为35~60℃。
并且,作为现有的粉体涂料,已知有专利文献2或3中所记载的粉体涂料。
在专利文献2中公开有一种粉体涂料,其由体积平均粒径设定为3~30μm且以膜形成性树脂为主要成分的粉体组成,所述粉体以5重量%以下的比例包含所述体积平均粒径的1/5以下的粒径的粉体。
在专利文献3中公开有一种静电涂覆用粉体涂料,其特征在于,由满足如下条件的颗粒群组成:颗粒群的平均粒径为20μm以下且颗粒群的(累计筛下25%粒径(D25)/累计筛下75%粒径(D75))为0.6以上。
专利文献1:日本特开2006-175810号公报
专利文献2:日本特开平10-231446号公报
专利文献3:日本特开平8-209033号公报
发明内容
本发明要解决的课题在于提供一种涂覆品,其在具有第1层及第2层作为涂层的涂覆品的情况下,与所述涂层中的第1层和与所述第1层接触的第2层之间的界面粗糙度Ra小于1μm或超过10μm的情况相比,所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性优异。
上述课题通过以下方法得到解决。
<1>一种涂覆品,其具有2层以上的涂层,所述涂层中的第1层和与所述第1层接触的第2层之间的界面粗糙度Ra为1μm以上且10μm以下。
<2>根据<1>所述的涂覆品,其中,所述第2层为所述涂覆品的最表层。
<3>根据<1>所述的涂覆品,其中,所述第2层的平均层厚小于40μm。
<4>根据<1>所述的涂覆品,其中,所述第1层的平均层厚为40μm以上且100μm以下。
<5>根据<1>所述的涂覆品,其中,所述第1层的平均层厚T1与所述第2层的平均层厚T2之比(T1/T2)为超过1且7以下。
<6>根据<5>所述的涂覆品,其中,所述第1层的平均层厚T1与所述第2层的平均层厚T2之比(T1/T2)为1.5以上且5以下。
<7>根据<1>所述的涂覆品,其中,所述涂层的表面包覆率为95面积%以上。
<8>根据<1>所述的涂覆品,其中,所述第2层为无色涂层。
<9>根据<1>所述的涂覆品,其具有基材,所述基材的表面粗糙度Ra小于所述第1层与所述第2层之间的界面粗糙度Ra。
<10>根据<1>所述的涂覆品,其中,所述涂覆品的所述涂层侧的最表面的表面粗糙度Ra小于所述第1层与所述第2层之间的界面粗糙度Ra。
<11>一种粉体涂料套组,其具有:包含树脂及固化剂的第1粉体涂料;及包含树脂及固化剂的第2粉体涂料,所述第1粉体涂料的体积平均粒径D1与所述第2粉体涂料的体积平均粒径D2之比(D1/D2)为1.6以上且7以下。
<12>根据<11>所述的粉体涂料套组,其中,所述第2粉体涂料的体积平均粒径为5μm以上且15μm以下。
<13>根据<11>所述的粉体涂料套组,其中,所述第2粉体涂料的球形度为0.97以上。
<14>根据<11>所述的粉体涂料套组,其中,所述第2粉体涂料的球形度为大于所述第1粉体涂料的球形度的值。
<15>根据<11>所述的粉体涂料套组,其中,所述第1粉体涂料的球形度S1与所述第2粉体涂料的球形度S2之比(S1/S2)为0.93以上且0.97以下。
<16>一种涂覆品的制造方法,其包括:在基材上涂布第1粉体涂料的工序;在所涂布的所述第1粉体涂料上涂布第2粉体涂料的工序;以及对所涂布的所述第1粉体涂料及所述第2粉体涂料进行加热而使其固化的工序,作为所述第1粉体涂料及所述第2粉体涂料,分别使用<11>所述的粉体涂料套组中的第1粉体涂料及第2粉体涂料。
发明效果
根据所述<1>、<2>、<7>或<8>所涉及的发明,可提供具有2层以上的涂层,且与所述涂层中的第1层和与所述第1层接触的第2层之间的界面粗糙度Ra小于1μm或超过10μm的情况相比,所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性优异的涂覆品。
根据所述<3>所涉及的发明,可提供与所述第2层的平均层厚为40μm以上的情况相比,所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性更优异的涂覆品。
根据所述<4>所涉及的发明,可提供与所述第1层的平均层厚小于40μm或超过100μm的情况相比,所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性更优异的涂覆品。
根据所述<5>所涉及的发明,可提供与所述第1层的平均层厚T1与所述第2层的平均层厚T2之比(T1/T2)为1以下或超过7的情况相比,所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性更优异的涂覆品。
根据所述<6>所涉及的发明,可提供与所述第1层的平均层厚T1与所述第2层的平均层厚T2之比(T1/T2)小于1.5或超过5的情况相比,所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性更优异的涂覆品。
根据所述<9>所涉及的发明,可提供具有基材,且与所述基材的表面粗糙度Ra为所述第1层与所述第2层之间的界面粗糙度Ra以上的情况相比,所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性更优异的涂覆品。
根据所述<10>所涉及的发明,可提供与所述涂覆品的所述涂层侧的最表面的表面粗糙度Ra为所述第1层与所述第2层之间的界面粗糙度Ra以上的情况相比,所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性更优异的涂覆品。
根据所述<11>所涉及的发明,可提供与所述第1粉体涂料的体积平均粒径D1与所述第2粉体涂料的体积平均粒径D2之比(D1/D2)小于1.6或超过7的情况相比,所得到的涂覆品中的所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性优异的粉体涂料套组。
根据所述<12>所涉及的发明,可提供与所述第2粉体涂料的体积平均粒径小于5μm或超过15μm的情况相比,所得到的涂覆品中的所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性更优异的粉体涂料套组。
根据所述<13>所涉及的发明,可提供与所述第2粉体涂料的球形度小于0.97的情况相比,所得到的涂覆品中的所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性更优异的粉体涂料套组。
根据所述<14>所涉及的发明,可提供与所述第2粉体涂料的球形度为所述第1粉体涂料的球形度以下的值的情况相比,所得到的涂覆品中的所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性更优异的粉体涂料套组。
根据所述<15>所涉及的发明,可提供与所述第1粉体涂料的球形度S1与所述第2粉体涂料的球形度S2之比(S1/S2)小于0.93或超过0.97的情况相比,所得到的涂覆品中的所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性更优异的粉体涂料套组。
根据所述<16>所涉及的发明,可提供如下涂覆品的制造方法:在所得到的涂覆品中具有2层以上的涂层,且与所述涂层中的第1层和与所述第1层接触的第2层之间的界面粗糙度Ra小于1μm或超过10μm的情况相比,所得到的涂覆品中的所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的密合性优异。
附图说明
根据以下附图,对本发明的实施方式进行详细叙述。
图1是对各涂层的界面粗糙度Ra的测定方法进行说明的图。
符号说明
CL:中心线
RC:粗糙度曲线
L:与所测定的涂层的最表面平行的方向的长度
f(x):第1层与第2层的界面的与所述最表层的表面垂直的方向上的粗糙度曲线RC的x处的距中心线CL的距离
具体实施方式
以下,对本实施方式进行说明。它们的说明及实施例是例示实施方式,并不限制实施方式的范围。
在本实施方式中阶段性地记载的数值范围中,以一个数值范围记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性地记载的数值范围的上限值或下限值。并且,在本实施方式中所记载的数值范围中,该数值范围的上限值或下限值可以替换为实施例所示的值。
本实施方式中,“工序”一词不仅包含独立的工序,即使在无法与其他工序明确区分的情况下只要可实现该工序的预期目的,则包含于本术语中。
本实施方式中,当参考附图对实施方式进行说明时,该实施方式的结构并不限定于附图所示的结构。并且,各图中的部件的大小是概念性的,部件之间的大小的相对关系并不限定于此。
本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯双方或任一方,“(甲基)丙烯酸基”表示丙烯酸基及甲基丙烯酸基双方或任一方,“(甲基)丙烯酰基”表示丙烯酰基及甲基丙烯酰基双方或任一方。
本实施方式中,关于各成分,可以包含复数种对应的物质。本实施方式中,当提及组合物中的各成分的量时,在组合物中存在复数种对应的各成分的物质的情况下,只要没有特别指定,则是指存在于组合物中的该复数种物质的合计量。
(涂覆品)
本实施方式所涉及的涂覆品具有2层以上的涂层,所述涂层中的第1层和与所述第1层接触的第2层之间的界面粗糙度Ra为1μm以上且10μm以下。
在现有的涂覆品中,通过进行2层以上的涂覆能够进行功能分离型的涂覆,与简化涂覆工序或者与节能化及高生产率有关联的情况较多,但2层以上的涂层之间的密合性并不充分。
在至少具有第1层及第2层作为涂层的涂覆品中,通过将所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的界面粗糙度Ra设为1μm以上且10μm以下,所述第1层与所述第2层的界面成为复杂的形状,会产生进入彼此的层中的形状,因此所述层之间的密合力得到提高,可得到所述层之间的密合性优异的涂覆品。
并且,本实施方式所涉及的涂覆品中,通过将所述第1层和与所述第1层接触的第2层之间的界面粗糙度Ra设为1μm以上且10μm以下,可抑制由涂覆时的涂料的静电排斥等所引起的涂覆不均匀,所得到的涂覆品的外观上的颜色不均匀抑制性也优异。
以下,对本实施方式所涉及的涂覆品的详细内容进行说明。
本实施方式所涉及的涂覆品具有2层以上的涂层,例如优选具有2层以上且5层以下的涂层,更优选具有2层或3层的涂层,尤其优选具有2层的涂层。
并且,从外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,本实施方式所涉及的涂覆品例如优选所述第2层为所述涂覆品的最表层。
当本实施方式所涉及的涂覆品具有3层以上的涂层时,从各涂层之间的密合性的观点考虑,例如优选最表层以外的各涂层之间的界面粗糙度Ra分别独立地为1μm以上且10μm以下。
各涂覆膜的材质并没有特别限制,只要为公知的材质即可,但例如优选为固化树脂膜。
并且,各涂覆膜例如优选为由粉体涂料形成的涂覆膜,所述第1层及所述第2层更优选为由后述的本实施方式所涉及的粉体涂料套组形成的涂覆膜。
另外,各涂覆膜中可以包含公知的添加剂。例如可以举出着色剂、颗粒等,例如可以举出后述的本实施方式所涉及的粉体涂料套组中所记载的粉体涂料中的各成分。
各涂层可以为着色层,也可以为透明层。
并且,所述第1层和所述第2层可以为相同颜色的层,也可以为不同颜色的层。其中,当所述第2层为最表层时,例如优选所述第1层为着色层且所述第2层为透明层,或者所述第1层为着色层且所述第2层为与所述第1层不同的着色层,更优选所述第1层为着色层且所述第2层为透明层,或者所述第1层为白色层且所述第2层为与所述第1层不同的着色层,尤其优选所述第1层为着色层且所述第2层为透明层。
各涂层的颜色并没有特别限制,只要为所期望的颜色或透明的层即可。
其中,所述第2层例如优选为无色透明层(无色涂层,也简称为“无色层”。)。
另外,本实施方式中的“无色透明”是指波长400nm~750nm的光的透射率为80%以上。
并且,所述第1层例如优选为着色层。
<第1层和与所述第1层接触的第2层之间的界面粗糙度Ra>
本实施方式所涉及的涂覆品具有2层以上的涂层,所述涂层中的第1层和与所述第1层接触的第2层之间的界面粗糙度Ra为1μm以上且10μm以下,从第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,例如优选为1.1μm以上且9μm以下,更优选为1.2μm以上且8μm以下。
各涂层之间的界面粗糙度Ra的测定方法如下。
将切割涂覆品而得到的切割片埋入树脂中并进行研磨,使与涂层中的最表层的表面垂直的截面变得平滑,并拍摄1,000倍的扫描型电子显微镜照片。在与涂层的最表面平行的方向的长度500μm以上的范围内,在所述照片上覆盖OHP中所使用的透明片,使其精密地追踪界面的凹凸之后,如图1所示,用图像处理装置测定附加了垂直线的部分的面积,根据下式作为其平均值而求出界面粗糙度Ra。
[数式1]
Figure BDA0002191482060000051
L表示与所测定的涂层的最表面平行的方向的长度,f(x)表示第1层和第2层的界面的与所述最表层的表面垂直的方向上的粗糙度曲线RC的x处的距中心线CL的距离。
另外,作为更简单的Ra的测定方法,可以使用如下方法:精密地追踪界面的凹凸之后,画上与图1的中心线相当的平均值的线,沿着追踪的曲线切取片,并测定平均值的线的上下部分的重量,将该重量换算为平均长度而求出Ra。
并且,关于本实施方式中的各涂层的平均层厚的测定方法,在所述截面上的1,000倍的扫描型电子显微镜照片的与涂层的最表面平行的方向的长度500μm以上的范围内,测定各涂层的厚度,取平均,计算平均层厚。
<第1层的平均层厚>
本实施方式所涉及的涂覆品从第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,所述第1层的平均层厚例如优选厚于所述第2层的平均层厚。
并且,从第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,所述第1层的平均膜厚例如优选为40μm以上且100μm以下,更优选为45μm以上且90μm以下,进一步优选为50μm以上且85μm以下,尤其优选为60μm以上且80μm以下。
<第2层的平均层厚>
从第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,所述第2层的平均膜厚例如优选为小于50μm,更优选为小于40μm,进一步优选为5μm以上且小于40μm,尤其优选为10μm以上且小于40μm。
<第1层的平均层厚与第2层的平均层厚之比>
从第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,所述第1层的平均层厚T1与所述第2层的平均层厚T2之比(T1/T2)例如优选为超过1且7以下,更优选为1.5以上且5以下,尤其优选为1.8以上且4.5以下。
所述2层以上的涂层的总平均层厚并没有特别限制,但从外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,例如优选为40μm以上且500μm以下,更优选为50μm以上且200μm以下,尤其优选为60μm以上且150μm以下。
从第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,所述第1层及所述第2层的平均层厚的合计例如优选为40μm以上且200μm以下,更优选为50μm以上且150μm以下,尤其优选为60μm以上且120μm以下。
<涂层的表面包覆率>
从外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,本实施方式所涉及的涂覆品中的所述涂层的表面包覆率例如优选为90面积%以上,更优选为95面积%以上,尤其优选为96面积%以上且100面积%以下。
本实施方式所涉及的涂膜品中的所述涂层的表面包覆率是利用X射线光电子分光装置(XPS)对涂覆品表面在至少90,000μm2的面积中进行测定,利用涂层的材质与后述的基材等材质的强度比进行计算。另外,XPS测定是使用JEOL LTD.制造的JPS-9000MX作为测定装置,并使用MgKα射线作为X射线源,将加速电压设定为10kV,将放射电流设定为30mA来进行测定。
<最表层的表面粗糙度Ra>
从第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,本实施方式所涉及的涂覆品的所述涂层侧的最表面的表面粗糙度Ra例如优选小于所述第1层与所述第2层之间的界面粗糙度Ra。
并且,从第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,本实施方式所涉及的涂覆品的所述涂层侧的最表面的表面粗糙度Ra例如优选为小于1μm,更优选为小于0.5μm,进一步优选为小于0.2μm,尤其优选为0.01μm以上且小于0.2μm。
在本实施方式所涉及的涂覆品的所述涂层侧的最表面的表面粗糙度Ra的测定方法中,使用表面粗糙度测定机(SURFCOM 1400A,Tokyo Seimitsu Co.,Ltd.制造),遵照JISB0601(1994年)在测定长度:4mm、截止波长λc:0.8mm、测定速度:0.60mm/s的条件下进行测定,将其设为作为中心线平均粗糙度Ra而计算的值。
<基材>
本实施方式所涉及的涂覆品例如优选进一步具有基材,更优选在基材上具有所述2层以上的涂覆膜。
可以在基材的表面整体具有所述涂覆膜,也可以在基材的至少一部分表面具有所述涂覆膜,只要根据所期望的涂覆部位适当地选择即可。
作为基材的材质、大小及形状并没有特别限制,只要根据期望适当地选择即可,并且,可以使用公知的基材。
作为基材,具体而言,例如可以举出各种金属组件、陶瓷组件、树脂组件等。这些基材可以为板状品、线状品等成型为各物品之前的未成型品,也可以为成型为电子组件用、路面车辆用、建筑室内外材料用等的成型品。并且,基材也可以为对被涂覆面预先实施了底漆处理、镀覆处理、电沉积涂覆等表面处理的物品。
本实施方式所涉及的涂覆品的制造方法并没有特别限制,但优选通过后述的本实施方式所涉及的涂覆品的制造方法来进行制造。
并且,本实施方式所涉及的涂覆品例如优选具有将2层同时固化而成的第1层及第2层,更优选具有将由两种粉体涂料分别形成的2层同时固化而成的第1层及第2层,尤其优选具有通过1次加热处理将由两种粉体涂料分别形成的2层同时固化而成的第1层及第2层。
(粉体涂料套组)
所述粉体涂料套组具有包含树脂及固化剂的第1粉体涂料和包含树脂及固化剂的第2粉体涂料,所述第1粉体涂料的体积平均粒径D1与所述第2粉体涂料的体积平均粒径D2之比(D1/D2)为1.6以上且7以下。
所述粉体涂料套组例如优选用于制造本实施方式所涉及的涂覆品。
另外,关于由所述粉体涂料套组形成的涂层,将由第1粉体涂料形成的涂层称为第1层,将由第2粉体涂料形成的涂层称为第2层。所述粉体涂料套组中的第1层相当于本实施方式所涉及的涂覆品中的第1层,所述粉体涂料套组中的第2层相当于本实施方式所涉及的涂覆品中的第2层。
<第1粉体涂料的体积平均粒径D1与第2粉体涂料的体积平均粒径D2之比>
所述第1粉体涂料的体积平均粒径D1与所述第2粉体涂料的体积平均粒径D2之比(D1/D2)为1.6以上且7以下,从所得到的涂覆品中的第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,例如优选为1.8以上且7以下,更优选为2.0以上且6.8以下。
粉体涂料的体积平均粒径D50v及体积平均粒度分布指标GSDv是利用LS Coulter(Beckman Coulter制造的粒度测定装置)来进行测定。
相对于基于所测定的粒度分布而分割的粒度范围(区间(chennal)),从小径侧开始分别描绘体积的累计分布,将累计成为16%的粒径定义为体积粒径D16v,将累计成为50%的粒径定义为体积平均粒径D50v,将累计成为84%的粒径定义为体积粒径D84v
而且,体积平均粒度分布指标(GSDv)以(D84v/D16v)1/2来进行计算。
<第1粉体涂料的体积平均粒径D1>
从所得到的涂覆品中的第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,所述第1粉体涂料的体积平均粒径D1例如优选为10μm以上且100μm以下,更优选为30μm以上且90μm以下,尤其优选为40μm以上且80μm以下。
<第2粉体涂料的体积平均粒径D2>
从所得到的涂覆品中的第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,所述第2粉体涂料的体积平均粒径D2例如优选为5μm以上且25μm以下,更优选为6μm以上且20μm以下,尤其优选为7μm以上且15μm以下。
<粉体涂料的体积平均粒度分布指标GSDv>
从涂覆膜的平滑性及粉体涂料的保管性的观点考虑,第1粉体涂料中的粉体颗粒及第2粉体涂料中的粉体颗粒的体积平均粒度分布指标GSDv例如优选为1.50以下,更优选为1.40以下,尤其优选为1.30以下。
<第1粉体涂料的球形度S1与第2粉体涂料的球形度S2之比>
从所得到的涂覆品中的第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,所述第1粉体涂料的球形度S1与所述第2粉体涂料的球形度S2之比(S1/S2)例如优选为0.90以上且小于1.00,更优选为0.92以上且0.98以下,尤其优选为0.93以上且0.97以下。
粉体涂料的球形度是指利用下述方法测定出的平均圆形度。
粉体涂料的平均圆形度是通过使用流动式颗粒像分析装置“FPIA-3000(SysmexCorporation制造)”进行测定。具体而言,在预先去除了不纯固形物的100mL以上且150mL以下的水中加入作为分散剂的表面活性剂(烷基苯磺酸盐)0.1mL以上且0.5mL以下,进而加入测定试样0.1g以上且0.5g以下。用超声波分散器对分散有测定试样的悬浮液进行1分钟以上且3分钟以下的分散处理,使分散液浓度成为3,000个/μL以上且1万个/μL以下。使用流动式颗粒像分析装置对该分散液测定粉体涂料的平均圆形度。
在此,粉体涂料的平均圆形度为对粉体涂料中的粉体颗粒求出所测定出的n个各颗粒的圆形度(Ci),接着通过下述式计算的值。其中,下述式中,Ci表示圆形度(=与颗粒的投影面积相等的圆的周长/颗粒投影像的周长),fi表示粉体颗粒的频度。
[数式2]
Figure BDA0002191482060000081
<第1粉体涂料的球形度S1>
从所得到的涂覆品中的第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,所述第1粉体涂料的球形度S1例如优选为0.85以上且0.96以下,更优选为0.90以上且0.95以下,尤其优选为0.92以上且0.94以下。
<第2粉体涂料的球形度S2>
从所得到的涂覆品中的第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,所述第2粉体涂料的球形度S2例如优选为大于所述第1粉体涂料的球形度S1的值。
并且,从所得到的涂覆品中的第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,所述第2粉体涂料的球形度S2例如优选为超过0.94且1.00以下,更优选为超过0.95且1.00以下,尤其优选为0.97以上且1.00以下。
另外,从所得到的涂覆品中的第1层与第2层的密合性及外观上的颜色不均匀抑制性的观点考虑,所述第2粉体涂料的球形度S2例如优选为0.97以上。
<粉体涂料的组成>
以下,对第1粉体涂料及第2粉体涂料的组成进行说明。
另外,没有特别指定而称为“粉体涂料”时,分别相当于第1粉体涂料及第2粉体涂料。
所述粉体涂料包含粉体颗粒。从提高流动性的观点考虑,所述粉体涂料根据需要可以具有附着于粉体颗粒的表面的外部添加剂。
并且,所述粉体涂料例如优选为热固性粉体涂料。
-树脂-
所述粉体涂料包含树脂。
并且,所述粉体颗粒例如优选包含树脂。
所述树脂例如优选为热固性树脂。
热固性树脂为具有热固化反应性基团的树脂。作为热固性树脂,可以举出在粉体涂料的粉体颗粒中现有使用的各种种类的树脂。
热固性树脂例如为非水溶性(疏水性)的树脂为佳。若适用非水溶性(疏水性)的树脂作为热固性树脂,则可降低粉体涂料(粉体颗粒)的带电特性的环境依赖性。并且,当利用聚集凝结法制作粉体颗粒时,从在水性介质中实现乳化分散的观点考虑,热固性树脂例如为非水溶性(疏水性)的树脂也为佳。非水溶性(疏水性)是指对象物质对25℃的水100质量份的溶解量小于5质量份。
作为热固性树脂,例如优选选自包括热固性聚酯树脂及热固性(甲基)丙烯酸树脂的组中的至少一种。
作为热固性树脂,从相较于热固性(甲基)丙烯酸树脂与表面活性剂的亲和性高且在利用湿式制法制造粉体颗粒时表面活性剂容易被吸入粉体颗粒中的观点考虑,例如优选热固性聚酯树脂。
·热固性聚酯树脂
热固性聚酯树脂例如为至少缩聚有多元酸和多元醇的缩聚物。向热固性聚酯树脂中导入热固化反应性基团是通过调整多元酸和多元醇的使用量来进行。通过该调整,可得到具有羧基及羟基中的至少一方作为热固化反应性基团的热固性聚酯树脂。
作为多元酸,例如可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、甲基对苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸、这些酸的酐;琥珀酸、乙二酸、杜鹃花酸、癸二酸、这些酸的酐;马来酸、衣康酸、这些酸的酐;富马酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲基六氢邻苯二甲酸、这些酸的酐;环己烷二羧酸、2,6-萘二羧酸;等。
作为多元醇,例如可以举出乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三乙二醇、对苯二甲酸双(羟基乙基)酯、环己烷二甲醇、辛二醇、二乙基丙二醇、丁基乙基丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基戊二醇、氢化双酚A、氢化双酚A的环氧乙烷加成物、氢化双酚A的环氧丙烷加成物、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、三羟基乙基异氰脲酸酯、羟基特戊酰羟基新戊酸酯(hydroxypivalyl hydroxypivalate)等。
热固性聚酯树脂也可以缩聚有多元酸及多元醇以外的其他单体。作为其他单体,例如可以举出在1个分子中同时具有羧基和羟基的化合物(例如,二甲醇丙酸、羟基新戊酸酯等)、单环氧化合物(例如,“Cardura E10(Shell公司)”等支链脂肪族羧酸的缩水甘油酯等)、各种一元醇(例如,甲醇、丙醇、丁醇、苄醇等)、各种一元酸(例如,苯甲酸、对叔丁基丁基苯甲酸等)、各种脂肪酸(例如,蓖麻油脂肪酸、椰子油脂肪酸、大豆油脂肪酸等)等。
热固性聚酯树脂的结构可以为支链结构,也可以为线状结构。
从涂膜的平滑性优异的观点考虑,热固性聚酯树脂例如优选酸值与羟基值的合计为10mgKOH/g以上且250mgKOH/g以下,并且数均分子量为1000以上100,000以下。
热固性聚酯树脂的酸值及羟基值的测定按照JIS K0070-1992。热固性聚酯树脂的分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)来进行测定。在基于GPC的分子量测定中,使用HLC-8120GPC(Tosoh Corporation制造)作为测定装置,使用TSKgel SuperHM-M(15cm)(TosohCorporation制造)作为柱,使用四氢呋喃作为溶剂。重均分子量及数均分子量是使用根据该测定结果并利用单分散聚苯乙烯标准试样而制作出的分子量校正曲线来进行计算。
·热固性(甲基)丙烯酸树脂
热固性(甲基)丙烯酸树脂为具有热固化反应性基团的(甲基)丙烯酸树脂。在向热固性(甲基)丙烯酸树脂中导入热固化反应性基团中例如使用具有热固化反应性基团的乙烯基单体为佳。具有热固化反应性基团的乙烯基单体可以为(甲基)丙烯酸单体(具有(甲基)丙烯酰基的单体),也可以为(甲基)丙烯酸单体以外的乙烯基单体。
作为热固性(甲基)丙烯酸树脂的热固化反应性基团,例如可以举出环氧基、羧基、羟基、酰胺基、氨基、酸酐基、(封端)异氰酸酯基等。在这些之中,作为(甲基)丙烯酸树脂的热固化反应性基团,从容易制造(甲基)丙烯酸树脂的观点考虑,例如优选为选自包括环氧基、羧基及羟基的组中的至少一种。从粉体涂料的储存稳定性及涂膜外观优异的观点考虑,热固化反应性基团中的至少一种例如优选为环氧基。
作为具有环氧基作为热固化反应性基团的乙烯基单体,例如可以举出各种含有链式环氧基的单体(例如,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-甲基缩水甘油酯、缩水甘油基乙烯醚、烯丙基缩水甘油醚等)、各种含有(2-氧代-1,3-二氧戊环)基的乙烯基单体(例如,((甲基)丙烯酸2-氧代-1,3-二氧戊环)甲酯等)、各种含有脂环式环氧基的乙烯基单体(例如,(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己酯、3,4-环氧环己基甲酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基乙酯等)等。
作为具有羧基作为热固化反应性基团的乙烯基单体,例如可以举出各种含有羧基的单体(例如,(甲基)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸等)、各种α,β-不饱和二羧酸与碳原子数1以上且18以下的一元醇的单酯类(例如,富马酸单甲酯、富马酸单乙酯、富马酸单丁酯、富马酸单异丁酯、富马酸单叔丁酯、富马酸单己酯、富马酸单辛酯、富马酸单2-乙基己酯、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸单丁酯、马来酸单异丁酯、马来酸单叔丁酯、马来酸单己酯、马来酸单辛酯、马来酸单2-乙基己酯等)、各种衣康酸单烷基酯(例如,衣康酸单甲酯、衣康酸单乙酯、衣康酸单丁酯、衣康酸单异丁酯、衣康酸单己酯、衣康酸单辛酯、衣康酸单2-乙基己酯等)等。
作为具有羟基作为热固化反应性基团的乙烯基单体,例如可以举出各种含有羟基的(甲基)丙烯酸酯(例如,(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯等)、上述各种含有羟基的(甲基)丙烯酸酯与ε-己内酯的加成反应产物、各种含有羟基的乙烯醚(例如,2-羟基乙基乙烯醚、3-羟基丙基乙烯醚、2-羟基丙基乙烯醚、4-羟基丁基乙烯醚、3-羟基丁基乙烯醚、2-羟基-2-甲基丙基乙烯醚、5-羟基戊基乙烯醚、6-羟基己基乙烯醚等)、上述各种含有羟基的乙烯醚与ε-己内酯的加成反应产物、各种含有羟基的烯丙醚(例如,2-羟基乙基(甲基)烯丙醚、3-羟基丙基(甲基)烯丙醚、2-羟基丙基(甲基)烯丙醚、4-羟基丁基(甲基)烯丙醚、3-羟基丁基(甲基)烯丙醚、2-羟基-2-甲基丙基(甲基)烯丙醚、5-羟基戊基(甲基)烯丙醚、6-羟基己基(甲基)烯丙醚等)、上述各种含有羟基的烯丙醚与ε-己内酯的加成反应产物等。
作为成为热固性(甲基)丙烯酸树脂的结构单元的不具有热固化反应性基团的(甲基)丙烯酸单体,可以举出(甲基)丙烯酸烷基酯(例如,(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯等)、各种(甲基)丙烯酸芳基酯(例如,(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等)、各种烷基卡必醇(甲基)丙烯酸酯(例如,乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯等)、其他各种(甲基)丙烯酸酯(例如,(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯等)、各种含有氨基的酰胺类不饱和单体(例如,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等)、各种(甲基)丙烯酸二基氨基烷基酯(例如,(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯等)、各种含有氨基的单体(例如,(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸吖丙啶基乙酯、(甲基)丙烯酸吡咯烷基乙酯、(甲基)丙烯酸哌啶基乙酯等)等。
热固性(甲基)丙烯酸树脂除了(甲基)丙烯酸单体以外,还可以共聚有不具有固化反应性基团的其他乙烯基单体。作为其他乙烯基单体,可以举出各种α-烯烃(例如,乙烯、丙烯、丁烯-1等)、除氟烯烃以外的各种卤代烯烃(例如,氯乙烯、偏二氯乙烯等)、各种芳香族乙烯基单体(例如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等)、各种不饱和二羧酸与碳原子数1以上且18以下的一元醇的二酯(例如,富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酸二丁酯、富马酸二辛酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、马来酸二辛酯、衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯、衣康酸二辛酯等)、各种含有酸酐基的单体(例如,马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、(甲基)丙烯酸酐、四氢邻苯二甲酸酐等)、各种含有磷酸酯基的单体(例如,二乙基-2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯、二丁基-2-(甲基)丙烯酰氧基丁基磷酸酯、二辛基-2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯、二苯基-2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯等)、各种含有水解性甲硅烷基的单体(例如,γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷等)、各种脂肪族羧酸乙烯酯(例如,乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、异丁酸乙烯酯、己酸乙烯酯、辛酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、碳原子数9以上且11以下的支链状脂肪族羧酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等)、具有环状结构的羧酸的各种乙烯酯(例如,环己烷羧酸乙烯酯、甲基环己烷羧酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、对叔丁基苯甲酸乙烯酯等)等。
从涂膜的平滑性优异的观点考虑,热固性(甲基)丙烯酸树脂的数均分子量例如优选为1,000以上且20,000以下,更优选为1,500以上且15,000以下。热固性(甲基)丙烯酸树脂的分子量的测定方法与热固性聚酯树脂相同。
从即使在低温下烘烤时涂膜的平滑性也优异的观点考虑,热固性树脂的玻璃化转变温度(Tg)例如优选为60℃以下,更优选为55℃以下。热固性树脂的玻璃化转变温度(Tg)利用通过差示扫描量热测定(DSC)得到的DSC曲线来求出。具体而言,利用JIS K7121-1987“塑料的转变温度测定方法”的玻璃化转变温度的求法中所记载的“外插玻璃化转变开始温度”来求出。
热固性树脂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
粉体颗粒中的热固性树脂的含量例如优选20质量%以上且99质量%以下,更优选30质量%以上且95质量%以下。
-其他树脂-
当粉体颗粒为芯壳结构时,可以在芯部包含非热固性树脂。但是,从提高涂膜的固化密度(交联密度)的观点考虑,在粉体颗粒的所有树脂中非热固性树脂所占的比例例如优选5质量%以下,更优选1质量%以下,进一步优选实质上不包含。即,粉体颗粒中所包含的树脂例如优选仅为热固性树脂。作为非热固性树脂,例如优选选自包括(甲基)丙烯酸树脂及聚酯树脂的组中的至少一种。
-固化剂-
所述粉体涂料包含固化剂。
并且,所述粉体颗粒例如优选包含固化剂。
并且,所述固化剂例如优选为热固化剂。
作为热固化剂,例如可以举出各种环氧树脂(例如双酚A的聚缩水甘油醚等)、含有环氧基的丙烯酸树脂(例如含有缩水甘油基的丙烯酸树脂等)、各种多元醇(例如1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷等)的聚缩水甘油醚、各种多元羧酸(例如邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲基六氢邻苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸等)的聚缩水甘油酯、各种含有脂环式环氧基的化合物(例如双(3,4-环氧环己基)甲基己二酸酯等)、羟基酰胺(例如异氰脲酸三缩水甘油酯、β-羟基烷基酰胺等)等。
并且,作为热固化剂,例如可以举出封端异氰酸酯化合物、氨基质体等。
作为封端异氰酸酯化合物,例如可以举出各种脂肪族二异氰酸酯(例如六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯等)、各种环状脂肪族二异氰酸酯(例如苯二甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯等)、各种芳香族二异氰酸酯(例如甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯等)等有机二异氰酸酯;这些有机二异氰酸酯与多元醇、低分子量聚酯树脂(例如聚酯多元醇)或水等的加成物;这些有机二异氰酸酯彼此的聚合物(还包含异氰脲酸酯型聚异氰酸酯化合物的聚合物);用公知惯用的封端剂将异氰酸酯·缩二脲体等各种聚异氰酸酯化合物封端化而成的物质;具有脲二酮键作为结构单元的自封端(self block)聚异氰酸酯化合物等。
其中,作为固化剂,从热固性及保存稳定性的观点考虑,例如优选为封端异氰酸酯化合物,更优选为封端聚异氰酸酯化合物。
所述粉体涂料可以单独包含一种固化剂,也可以包含两种以上。
并且,所述粉体涂料可以包含仅含有一种固化剂的粉体颗粒,也可以包含含有两种以上的固化剂的粉体颗粒,也可以同时使用所包含的固化剂的种类不同的粉体颗粒。
固化剂的含量相对于热固性树脂的含量,例如优选1质量%以上且30质量%以下,更优选3质量%以上且20质量%以下。
-固化催化剂-
从固化温度及形成涂膜时的颜色变化的观点考虑,所述粉体涂料例如优选在所述粉体颗粒含有固化催化剂,更优选在所述粉体颗粒中的所述芯部含有固化催化剂。
作为固化催化剂并没有特别限制,但优选为选自包括乙酰丙酮金属及季铵盐的组中的至少一种化合物。若含有所述至少一种化合物,则尤其能够降低具有脲二酮结构的热固化剂的分解温度。
作为乙酰丙酮金属,具体而言,可以举出乙酰丙酮铝、乙酰丙酮铬、乙酰丙酮铁(III)、乙酰丙酮锌(II)、乙酰丙酮锆(IV)及乙酰丙酮镍(II)。
作为季铵盐,例如优选四烷基铵盐,更优选选自包括四乙基铵盐及四丁基铵盐的组中的化合物,进一步优选选自包括四乙基羧酸铵、四乙基氯化铵、四乙基溴化铵、四乙基氟化铵、四丁基羧酸铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵及四丁基氟化铵的组中的化合物。
在这些之中,作为固化催化剂,例如尤其优选选自包括四乙基羧酸铵及四丁基羧酸铵的组中的化合物。
固化催化剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
固化催化剂的含量、较佳为所述乙酰丙酮金属及所述季铵盐的总含量相对于粉体颗粒的总质量,例如优选0.05质量%以上且10质量%以下,更优选0.1质量%以上且5质量%以下。若在上述范围,则形成涂膜时的颜色变化更少。
-着色剂-
所述粉体涂料可以包含或不包含着色剂。
并且,所述粉体颗粒可以包含或不包含着色剂。
并且,所述第1粉体涂料和所述第2粉体涂料可以包含相同颜色的着色剂,也可以包含不同颜色的着色剂。其中,例如优选所述第1粉体涂料包含着色剂且所述第2粉体涂料不包含着色剂,或者所述第1粉体涂料包含着色剂且所述第2粉体涂料包含与所述第1粉体涂料不同颜色的着色剂,更优选所述第1粉体涂料包含着色剂且所述第2粉体涂料不包含着色剂,或者所述第1粉体涂料包含白色着色剂且所述第2粉体涂料包含与所述第1粉体涂料不同颜色的着色剂,尤其优选所述第1粉体涂料包含着色剂且所述第2粉体涂料不包含着色剂。
所述第1粉体涂料例如优选包含着色剂。
并且,所述第2粉体涂料例如优选不包含着色剂。
作为着色剂,例如可以举出颜料。着色剂也可以与颜料同时使用染料。
作为颜料,例如可以举出氧化铁(例如三氧化二铁等)、氧化钛、钛黄、锌华、铝白、硫化锌、锌钡白、氧化锑、钴蓝、炭黑等无机颜料;喹吖啶酮红、酞菁蓝、酞菁绿、永固红、汉沙黄、阴丹士林蓝、亮坚牢猩红(Brilliant First Scarlet)、苯并咪唑酮黄等有机颜料等。
作为颜料,此外还可以举出光亮性颜料。作为光亮性颜料,例如可以举出珠光颜料、铝粉、不锈钢粉等金属粉;金属片;玻璃珠;玻璃片;云母;鳞片状氧化铁(MIO)等。
着色剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
着色剂的含量根据颜料的种类及对涂覆膜所要求的色彩、明度及深度等进行选择。例如,着色剂的含量相对于芯部及树脂包覆部的所有树脂,优选1质量%以上且70质量%以下,更优选2质量%以上且50质量%以下。
<其他添加剂>
作为其他添加剂,可以举出粉体涂料中所使用的各种添加剂。具体而言,作为其他添加剂,例如可以举出表面调节剂(硅油、丙烯酸低聚物等)、发泡(气泡)防止剂(例如,苯偶姻、苯偶姻衍生物等)、固化促进剂(胺化合物、咪唑化合物、阳离子聚合催化剂等)、增塑剂、带电控制剂、抗氧化剂、颜料分散剂、阻燃剂及流动赋予剂等。
-粉体颗粒的其他成分-
粉体颗粒可以含有二价以上的金属离子(以下,也简称为“金属离子”)。该金属离子为在粉体颗粒的芯部及树脂包覆部中均可包含的成分。若粉体颗粒中包含二价以上的金属离子,则在粉体颗粒中形成基于金属离子的离子交联。例如,当适用聚酯树脂作为芯部的热固性树脂及树脂包覆部的树脂时,聚酯树脂的羧基或羟基与金属离子相互作用而形成离子交联。通过该离子交联,可抑制粉体颗粒的渗漏,保管性容易得到提高。并且,该离子交联在涂覆粉体涂料之后由于进行热固化时的加热而离子交联的键合被断裂,由此粉体颗粒的熔融粘度降低,容易形成平滑性高的涂覆膜。
作为金属离子,例如可以举出二价以上且四价以下的金属离子。具体而言,作为金属离子,例如可以举出选自包括铝离子、镁离子、铁离子、锌离子及钙离子的组中的至少一种金属离子。
作为金属离子的供给源(粉体颗粒中作为添加剂而包含的化合物),例如可以举出金属盐、无机金属盐聚合物、金属络合物等。例如,当利用聚集凝结法制作粉体颗粒时,将该金属盐及无机金属盐聚合物作为凝集剂而添加到粉体颗粒中。
作为金属盐,例如可以举出硫酸铝、氯化铝、氯化镁、硫酸镁、氯化亚铁(II)、氯化锌、氯化钙及硫酸钙等。
作为无机金属盐聚合物,例如可以举出聚氯化铝、聚氢氧化铝、聚硫酸亚铁(II)及多硫化钙等。
作为金属络合物,例如可以举出氨基羧酸的金属盐等。作为金属络合物,具体而言,例如可以举出以乙二胺四乙酸、丙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、三乙烯四胺六乙酸及二乙烯三胺五乙酸等公知的螯合剂为基质(base)的金属盐(例如,钙盐、镁盐、铁盐及铝盐等)等。
另外,这些金属离子的供给源也可以仅作为添加剂而添加,而不是凝集剂用途。
金属离子的价数越高,越容易形成网状的离子交联,例如在涂覆膜的平滑性及粉体涂料的保管性的观点上为优选。因此,作为金属离子,例如优选Al离子。即,作为金属离子的供给源,例如优选铝盐(例如硫酸铝、氯化铝等)、铝盐聚合物(例如聚氯化铝、聚氢氧化铝等)。另外,在涂覆膜的平滑性及粉体涂料的保管性的观点上,在金属离子的供给源中,即使金属离子的价数相同,与金属盐相比,也例如优选无机金属盐聚合物。因此,作为金属离子的供给源,例如尤其优选铝盐聚合物(例如聚氯化铝、聚氢氧化铝等)。
在涂覆膜的平滑性及粉体涂料的保管性的观点上,金属离子的含量相对于所述粉体颗粒整体,例如优选0.002质量%以上且0.2质量%以下,更优选0.005质量%以上且0.15质量%以下。
若将金属离子的含量设为0.002质量%以上,则会形成基于金属离子的适当的离子交联,抑制粉体颗粒的渗漏,涂覆涂料的保管性容易得到提高。另一方面,若将金属离子的含量设为0.2质量%以下,则抑制形成基于金属离子的过量的离子交联,涂覆膜的平滑性容易得到提高。
在此,当利用聚集凝结法制作粉体颗粒时,作为凝集剂而添加的金属离子的供给源(金属盐、金属盐聚合物)有助于控制粉体颗粒的粒度分布及形状。
具体而言,金属离子的价数越高,例如在得到窄的粒度分布的观点上越优选。并且,在得到窄的粒度分布的观点上,即使金属离子的价数相同,与金属盐相比,也例如优选金属盐聚合物。因此,从这些观点考虑,作为金属离子的供给源,也例如优选铝盐(例如硫酸铝、氯化铝等)、铝盐聚合物(例如聚氯化铝、聚氢氧化铝等),尤其优选铝盐聚合物(例如聚氯化铝、聚氢氧化铝等)。
并且,若以金属离子的含量成为0.002质量%以上的方式添加凝集剂,则水性介质中的树脂颗粒进行聚集,有助于实现窄的粒度分布。并且,对于成为芯部的聚集颗粒,成为树脂包覆部的树脂颗粒进行聚集,有助于实现对芯部表面整体形成树脂包覆部。另一方面,若以金属离子的含量成为0.2质量%以下的方式添加凝集剂,则抑制聚集颗粒中的离子交联的过度生成,在进行融合凝结时,所生成的粉体颗粒的形状容易接近球状。因此,在这些观点考虑,金属离子的含量也例如优选0.002质量%以上且0.2质量%以下,更优选0.005质量%以上且0.15质量%以下。
金属离子的含量通过对粉体颗粒的荧光X射线强度进行定量分析来进行测定。具体而言,例如,首先混合树脂和金属离子的供给源而得到金属离子的浓度已知的树脂混合物。使用直径13mm的片剂成型器,用该树脂混合物200mg得到颗粒样品。精密秤量该颗粒样品的质量,进行颗粒样品的荧光X射线强度测定而求出峰强度。同样地,对变更了金属离子的供给源的添加量的颗粒样品也进行测定,根据它们的结果制作校准曲线。而且,使用该校准曲线对成为测定对象的粉体颗粒中的金属离子的含量进行定量分析。
作为金属离子的含量的调整方法,例如可以举出1)调整金属离子的供给源的添加量的方法、2)当利用聚集凝结法制作粉体颗粒时,在聚集工序中,作为金属离子的供给源而添加凝集剂(例如金属盐或金属盐聚合物)之后,在聚集工序的最后添加螯合剂(例如EDTA(乙二胺四乙酸)、DTPA(二乙三胺五乙酸)、NTA(次氮基三乙酸)等),利用螯合剂与金属离子形成络合物,去除在其后的清洗工序等中形成的络盐来调整金属离子的含量的方法等。
-外部添加剂-
所述粉体涂料可以包含外部添加剂。
外部添加剂抑制产生粉体颗粒之间的聚集。由此,能够以少量的粉体涂料来形成平滑性高的涂膜。作为外部添加剂的具体例,例如可以举出无机颗粒。作为无机颗粒,可以举出SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等颗粒。
作为外部添加剂的无机颗粒的表面例如实施疏水化处理为佳。疏水化处理例如通过将无机颗粒浸渍于疏水化处理剂中等来进行。疏水化处理剂并不受特别限制,例如可以举出硅烷偶联剂、硅烷、硅油、钛酸酯类偶联剂、铝类偶联剂等。这些可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。疏水化处理剂的量例如相对于无机颗粒100质量份为1质量份以上且10质量份以下。
外部添加剂的体积平均粒径例如优选5nm以上且40nm以下,更优选8nm以上且30nm以下。通过使用体积平均粒径为5nm以上且40nm以下的外部添加剂,在用喷枪等涂布粉体涂料时,粉体颗粒容易因空气流而瓦解并作为1次颗粒飞翔,粉体颗粒有可能以1次颗粒的状态附着于被涂物上。
作为外部添添剂的外添量,例如相对于粉体颗粒优选为0.01质量%以上且5质量%以下,更优选为0.01质量%以上且2.0质量%以下。
<粉体涂料的熔融温度>
从涂覆膜的平滑性及降低烘烤温度的观点考虑,所述粉体涂料在1/2法中的熔融温度例如优选为90℃以上且125℃以下,更优选为100℃以上且115℃以下。
另外,粉体涂料的软化点是使用恒定负荷挤出方式的细管式流变仪“流动特性评价装置flow tester CFT-500D”(SHIMADZU CORPORATION制造)按照装置附带的指南来测定。在本装置中,一边从测定试样的上部利用活塞施加一定负荷,一边使填充于缸体中的测定试样升温而进行熔融,并从缸体底部的模具中挤出熔融的测定试样,由此能够得到表示此时的活塞下降量与温度的关系的流动曲线。
在本实施方式中,将“流动特性评价装置flow tester CFT-500D”附带的指南中所记载的“1/2法中的熔融温度”作为软化点。另外,1/2法中的熔融温度是指以如下方式计算出的熔融温度。首先,求出流出结束的时点的活塞的下降量Smax与流出开始的时点的活塞的下降量Smin之差的1/2(将其设为X。X=(Smax-Smin)/2)。而且,在流动曲线中,活塞的下降量成为X与Smin之和时的流动曲线的温度为1/2法中的熔融温度Tm。
测定试样使用将约1.0g的样品在25℃的环境下使用片剂成型压缩机(例如,NT-100H,NPa SYSTEM CO.,LTD.制造)以约10MPa压缩成型约60秒钟而成为直径约8mm的圆柱状的试样。
CFT-500D的测定条件如下。
试验模式:升温法
开始温度:50℃
达到温度:200℃
测定间隔:1.0℃
升温速度:4.0℃/min
活塞截面积:1.000cm2
试验负荷(活塞负荷):10.0kgf(0.9807MPa)
预热时间:300秒
模具的孔的直径:1.0mm
模具的长度:1.0mm
<粉体涂料的发热峰的峰温度>
从涂覆膜的平滑性及降低烘烤温度的观点考虑,所述粉体涂料在差示扫描量热测定(DSC测定)中的发热峰的峰温度例如优选在40℃以上且100℃以下的范围,更优选在50℃以上且80℃以下的范围。
差示扫描量热测定(DSC测定)中的发热峰的测定如下进行。
在具备自动切线处理系统的差示扫描量热计(DSC-50型,SHIMADZU CORPORATION制造)中设置试样,并设置液氮作为制冷介质,将升温速度以10℃/分钟从0℃加热至200℃而得到DSC曲线。得到所得到的DSC曲线上的发热峰的峰温度作为测定值。
测定装置的检测部的温度校正中使用铟与锌的混合物的熔解温度,热量的校正中使用铟的熔解热。将试样放入铝制盘上,并设置放入有样品的铝制盘和对照用的空的铝制盘。
<粉体涂料的制造方法>
接着,对所述粉体涂料的制造方法进行说明。
所述粉体涂料通过在制造粉体颗粒之后根据需要对粉体颗粒外添外部添加剂而得到。
粉体颗粒可以通过干式制法(例如,混炼粉碎法等)、湿式制法(例如,聚集凝结法、悬浮聚合法、溶解悬浮法等)中的任一种来进行制造。粉体颗粒的制法并不限于这些制法,也可以采用周知的制法。
在这些之中,从容易将体积平均粒度分布指标GSDv及平均圆形度控制在上述范围的观点考虑,例如优选通过聚集凝结法得到粉体颗粒。
以下,对各工序的详细内容进行说明。
另外,在以下说明中,对包含着色剂的粉体颗粒的制造方法进行说明,但着色剂是根据需要含有的。
-各分散液准备工序-
首先,准备在聚集凝结法中所使用的各分散液。具体而言,准备分散有特定丙烯酸树脂颗粒的树脂颗粒分散液、分散有固化剂的固化剂分散液、分散有着色剂的着色剂分散液。
在此,树脂颗粒分散液例如通过利用表面活性剂将树脂颗粒分散于分散介质中而进行制备。
作为树脂颗粒分散液中所使用的分散介质,例如可以举出水性介质。
作为水性介质,例如可以举出蒸馏水、离子交换水等水;醇类等。这些可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
作为表面活性剂,例如可以举出硫酸酯盐类、磺酸盐类、磷酸酯类、皂类等阳离子表面活性剂;胺盐型、季铵盐型等阳离子表面活性剂;聚乙二醇类、烷基苯酚环氧乙烷加成物类、多元醇类等非离子类表面活性剂等。在这些之中,尤其可以举出阳离子表面活性剂、阳离子表面活性剂。非离子类表面活性剂也可以与阳离子表面活性剂或阳离子表面活性剂同时使用。
表面活性剂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
在树脂颗粒分散液中,作为将树脂颗粒分散于分散介质的方法,例如可以举出旋转剪切型均质器或具有介质的珠磨机、砂磨机、DYNO-MILL等一般的分散方法。并且,根据树脂颗粒的种类,例如也可以使用转相乳化法在树脂颗粒分散液中分散树脂颗粒。
另外,转相乳化法是指如下方法:将应分散的树脂溶解于该树脂可溶的疏水性有机溶剂中,向有机连续相(O相)中加入碱进行中和之后,投入水性介质(W相),由此进行从W/O向O/W的树脂的转换(所谓的转相)而进行不连续相化,从而在水性介质中将树脂分散成颗粒状。
作为树脂颗粒分散液的制造方法,具体而言,例如在丙烯酸树脂颗粒分散液的情况下,在水中将原料单体乳化为水性介质,并加入水溶性引发剂、根据需要加入用于控制分子量的链转移剂并进行加热而乳化聚合,由此得到分散有丙烯酸树脂颗粒的树脂颗粒分散液。
并且,在聚酯树脂颗粒分散液的情况下,在加热熔融及减压下将原料单体进行缩聚之后,将所得到的缩聚物加入到溶剂(例如乙酸乙酯等)中进行溶解,进而,一边向所得到的溶解物中加入弱碱性水溶液一边进行搅拌及转相乳化,由此得到分散有聚酯树脂颗粒的树脂颗粒分散液。
另外,在得到复合颗粒分散液的情况下,混合树脂和所述热固化剂而并分散(例如转相乳化等乳化)于分散介质中,由此得到该复合颗粒分散液。
作为分散于树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的体积平均粒径,例如优选1μm以下,更优选0.01μm以上且1μm以下,进一步优选0.08μm以上且0.8μm以下,尤其优选0.1μm以上且0.6μm以下。
另外,就树脂颗粒的体积平均粒径而言,使用通过激光衍射式粒度分布测定装置(例如,HORIBA,Ltd.制造,LA-700)的测定而得到的粒度分布,相对于所分割的粒度范围(区间),关于体积从小粒径侧开始画出累计分布,将相对于所有颗粒成为50%的累计的粒径测定为体积平均粒径D50v。另外,其他分散液中的颗粒的体积平均粒径也同样进行测定。
作为树脂颗粒分散液中所包含的树脂颗粒的含量,例如优选5质量%以上且50质量%以下,更优选10质量%以上且40质量%以下。
另外,以与树脂颗粒分散液相同的方式,例如还制备固化剂分散液、着色剂分散液。即,关于树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的体积平均粒径、分散介质、分散方法及颗粒的含量,对分散于着色剂分散液中的着色剂的颗粒、分散于固化剂分散液中的固化剂的颗粒也相同。
-聚集颗粒形成工序-
接着,混合树脂颗粒分散液、固化剂分散液及根据需要混合着色剂分散液。
然后,在混合分散液中使特定丙烯酸树脂颗粒、固化剂及着色剂团聚而形成具有接近目标粉体颗粒的直径的直径且包含特定丙烯酸树脂、固化剂及着色剂的聚集颗粒。
具体而言,例如在混合分散液中添加凝集剂,并且将混合分散液的pH调整为酸性(例如pH为2以上且5以下),根据需要添加分散稳定剂之后,加热至树脂颗粒的玻璃化转变温度以下(具体而言,例如树脂颗粒的玻璃化转变温度-30℃以上且玻璃化转变温度-10℃以下)的温度,使分散于混合分散液中的颗粒聚集,从而形成聚集颗粒。
另外,在聚集颗粒形成工序中,也可以混合包含特定丙烯酸树脂及固化剂的复合颗粒分散液和着色剂分散液,在混合分散液中使复合颗粒与着色剂团聚而形成聚集颗粒。
在聚集颗粒形成工序中,例如也可以在用旋转剪切型均质器搅拌混合分散液的同时在室温(例如25℃)下添加上述凝集剂,将混合分散液的pH调整为酸性(例如pH为2以上且5以下),并根据需要添加分散稳定剂之后进行上述加热。
作为凝集剂,例如可以举出用作添加到混合分散液中的分散剂的表面活性剂和逆极性的表面活性剂、金属盐、金属盐聚合物、金属络合物。当使用金属络合物作为凝集剂时,可减少表面活性剂的使用量,带电特性得到提高。
另外,在聚集结束后,根据需要可以使用与凝集剂的金属离子形成络合物或类似的键的添加剂。作为该添加剂,例如可以优选使用螯合剂。通过添加该螯合剂,在添加了过量凝集剂的情况下,可实现调整粉体颗粒的金属离子的含量。
在此,作为凝集剂的金属盐、金属盐聚合物、金属络合物用作金属离子的供给源。关于它们的例示,如已叙述。
作为螯合剂,可以举出水溶性的螯合剂。作为螯合剂,具体而言,例如可以举出酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸等羟基羧酸、亚氨基二酸(IDA)、次氮基三乙酸(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)等。
作为螯合剂的添加量,相对于树脂颗粒100质量份,例如0.01质量份以上且5.0质量份以下为佳,优选0.1质量份以上且小于3.0质量份。
-融合凝结工序-
接着,对分散有聚集颗粒的聚集颗粒分散液例如加热至树脂颗粒的玻璃化转变温度以上(例如,比树脂颗粒的玻璃化转变温度高10℃至30℃的温度以上),使聚集颗粒融合凝结而形成粉体颗粒。
经过以上工序得到粉体颗粒。
在此,在融合凝结工序结束后,对形成于分散液中的粉体颗粒经过公知的清洗工序、固液分离工序、干燥工序而得到干燥状态的粉体颗粒。
在清洗工序中,从带电性的观点考虑,例如充分实施使用离子交换水的置换清洗为佳。并且,固液分离工序并没有特别限制,但从生产率的观点考虑,实施抽吸过滤、加压过滤等为佳。并且,干燥工序的方法也没有特别限制,但从生产率的观点考虑,实施冷冻干燥、气流式干燥、流动干燥、振动型流动干燥等为佳。
而且,所述粉体涂料根据需要例如通过向所得到的干燥状态的粉体颗粒中添加外部添加剂并进行混合来进行制造。混合例如通过V-搅拌机、亨舍尔混合机、罗地格混合机等进行为佳。另外,根据需要可以使用振动筛分机、风力筛分机等移除色调剂的粗大颗粒。
(涂覆品的制造方法)
本实施方式所涉及的涂覆品的制造方法并没有特别限制,但例如优选包括:在基材上涂布第1粉体涂料的工序;在所涂布的所述第1粉体涂料上涂布第2粉体涂料的工序;以及对所涂布的所述第1粉体涂料及所述第2粉体涂料进行加热而使其固化的工序,作为所述第1粉体涂料及所述第2粉体涂料,分别使用本实施方式所涉及的粉体涂料套组中的第1粉体涂料及第2粉体涂料。
本实施方式所涉及的涂覆品的制造方法中的基材、第1粉体涂料及第2粉体涂料的含义与前述基材、第1粉体涂料及第2粉体涂料相同,优选的方式也相同。
作为涂布所述第1粉体涂料的工序及涂布所述第2粉体涂料的工序中的粉体涂料的涂布方法并没有特别限制,只要通过公知的涂布方法或涂覆方法进行涂布即可。
并且,作为所述第1粉体涂料及所述第2粉体涂料的涂布方法,例如可以优选举出静电粉体涂覆、摩擦带电粉体涂覆、流化浸渍等。并且,所述第1粉体涂料和所述第2粉体涂料可以通过相同的涂布方法来进行涂布,也可以通过不同的涂布方法来进行涂布。
关于所述第1粉体涂料及所述第2粉体涂料的涂布量,例如优选以满足前述T1/T2的优选范围的方式进行调整。
在所述固化工序中,例如优选通过一次加热使所述第1粉体涂料及所述第2粉体涂料固化。
所述固化工序中的加热温度(烘烤温度)只要根据所使用的所述第1粉体涂料及所述第2粉体涂料的组成等适当地选择即可,但例如优选90℃以上且250℃以下,更优选100℃以上且220℃以下,进一步优选120℃以上且200℃以下。另外,加热时间(烘烤时间)并没有特别限制,只要根据加热温度(烘烤温度)进行调节即可。
并且,本实施方式所涉及的涂覆品的制造方法根据期望可以包括所述以外的其他工序。
作为其他工序,可以举出公知的工序。
[实施例]
以下,利用实施例详细说明本实施方式,但本实施方式并不受这些实施例的任何限定。另外,在以下说明中,只要没有特别指定,则“份”及“%”全部为质量基准。
并且,关于各粉体涂料的体积平均粒径及球形度、第1层与第2层的界面粗糙度Ra、第1层及第2层的平均层厚、涂覆品表面的表面粗糙度Ra以及涂层的表面包覆率,通过前述方法分别进行了测定。
以下示出所使用的原料。
<树脂成分>
CRYLCOAT 1716-0(DAICEL-ALLNEX LTD.制造,聚酯树脂,酸值:30mgKOH/g)
<固化剂>
封端异氰酸酯固化剂VESTAGONB1530(EVONIK公司制造)
<氧化钛>
JR-701(TAYCA Co.,Ltd.制造,平均粒径:0.27μm,氧化钛含量:93%以上)
<表面调节剂>
Resiflow P67(Estron Chemical公司制造,表面调节剂,丙烯酸共聚物)
<黑色颜料>
炭黑(Orion engineered carbon公司制造,NIPEX)
按照表1所示的处方(单位:质量份),使用混合器(Super Mixer Piccolo,KAWATAMFG.CO.,LTD.制造)以3,000rpm对各原料进行了30秒钟的预混合。
接着,使用Ko-Kneader(PCS30,BUSS公司制造)以115℃、90rpm进行了混练。然后,实施了熔融混练物的固化、粉碎、分级操作。在表1中示出体积平均粒径、球形度。
[表1]
Figure BDA0002191482060000201
<着色剂分散液W的制备>
·氧化钛(CR-60,ISHIHARA SANGYO KAISHA,LTD.制造):200份
·阳离子表面活性剂(NEOGEN RK,DKS Co.,Ltd.制造):10份
·离子交换水:300份
·1.0质量%硝酸水溶液:15份
将上述材料和直径3mm的氧化铝珠(AS ONE Corporation制造)600份投入到瓶(i-boy,AS ONE Corporation制造)中,利用台式珠磨机以转速150rpm混合24小时,并加入离子交换水而将固体成分浓度制备成25质量%,从而得到了着色剂分散液W。着色剂分散液W的氧化钛颜料的体积平均粒径为350nm。
<着色剂分散液R的制备>
·品红色颜料(BASF公司制造,Pigment Red(颜料红)282(PR282),Irgazin(商标)Magenta2012):50份
·阳离子性表面活性剂(TAYCA Co.,Ltd.制造,TAYCA POWER):4份
·离子交换水:150份
混合上述颜料、表面活性剂及离子交换水并进行溶解,使用高压式分散机(SuginoMachine Ltd.制造,Ultimizer HPJ30006)分散2小时而制备出使颜料分散而成的颜料分散液I。以分散液中的固体成分量成为20质量%的方式加入离子交换水而得到了分散有体积平均粒径140nm的着色剂颗粒的着色剂分散液R。
<聚酯树脂(PES1)的制备>
·对苯二甲酸:30摩尔份
·十二碳烯基琥珀酸酐:20摩尔份
·双酚A环氧丙烷2摩尔加成物:15摩尔份
·双酚A环氧乙烷2摩尔加成物:10摩尔份
·丙二醇:25摩尔份
将上述材料装入具备搅拌机、温度计、氮气导入口及精馏塔的反应容器中,一边在氮环境下进行搅拌一边升温至240℃而进行了缩聚反应。非晶性聚酯树脂(APES1)的重均分子量为2.3万,酸值为16。
<树脂颗粒分散液的制备>
一边在水循环式恒温槽中将具备冷凝器、温度计、水滴加装置及锚翼的带套管的反应槽(BJ-30N,TOKYO RIKAKIKAI CO.,LTD.制造)维持在40℃,一边向该反应槽中投入乙酸乙酯300份与异丙醇30份的混合溶剂,并向其中投入了下述材料。
·非晶性聚酯树脂(PES1):240份
·热固化剂:封端异氰酸酯固化剂VESTAGONB1530(EVONIK公司制造):60份
·发泡防止剂:苯偶姻:1.5份
·表面调节剂:丙烯酸低聚物(Acronal 4F,BASF公司制造):3份
投入上述材料之后,使用Three-One Motor以转速150rpm实施搅拌,使材料溶解而得到了油相。向该搅拌中的油相中经5分钟滴加10质量%氨水溶液30份,混合10分钟之后,进而,以每分钟5份的速度滴加离子交换水900份而使其转相,从而得到了乳化液。
紧接着,将所得到的乳化液800份和离子交换水700份放入茄形烧瓶中,将其经由捕获球(trap ball)设置于具备真空控制单元的蒸发器(TOKYO RIKAKIKAI CO.,LTD.制造)中。一边使茄形烧瓶旋转一边在60℃的热水浴中升温,并且一边注意爆沸一边减压至7kPa,并去除了溶剂。在溶剂回收量成为1,100份的时点恢复至常压,将茄形烧瓶进行水冷而得到了含有聚酯树脂PES1及热固化剂的树脂颗粒分散液。所得到的分散液不具有溶剂气味。
然后,将阳离子表面活性剂(Dowfax2A1,The Dow Chemical Company制造,有效成分量45质量%)对分散液中的树脂成分添加混合以有效成分计2质量%,并加入离子交换水而将固体成分浓度制备成25质量%。将其作为第1树脂颗粒分散液。第1树脂颗粒分散液中的第1树脂颗粒的体积平均粒径为150nm。
<粉体涂料2A的制作>
-聚集工序-
·树脂颗粒分散液:180质量份(固体成分45质量份)
·着色剂分散液R:20质量份(固体成分4质量份)
·着色剂分散液W:150质量份(固体成分37.5质量份)
·离子交换水:100质量份
在圆型不锈钢制烧瓶中将上述成分用均质器(IKA公司制造,ULTRA TURRAX T50)充分进行了混合及分散。接着,使用1.0%硝酸水溶液将pH调整为2.8。向其中加入10%聚氯化铝水溶液0.70质量份,用ULTRA TURRAX继续进行了分散操作。
设置搅拌机和加热包(mantle heater),一边适当地调整搅拌机的转速以使浆料充分搅拌,一边升温至53℃,并在53℃下保持15分钟之后,在体积平均粒径成为7.5μm的时刻缓慢地投入了树脂颗粒分散液100质量份。
-融合凝结工序-
投入后保持30分钟之后,使用5%氢氧化钠水溶液将pH设为7.7。然后,升温至90℃,并保持了2小时。用光学显微镜观察到大致接近球形的形状。
-过滤工序、清洗工序、干燥工序-
反应结束后,冷却烧瓶内的溶液并进行过滤,由此得到了固体成分。接着,用离子交换水充分清洗该固体成分之后,通过吸滤式抽吸过滤进行固液分离,再次得到了固体成分。
接着,将该固体成分再分散于40℃的离子交换水3,000质量份中,以300rpm搅拌15分钟并进行了清洗。反复进行5次该清洗操作,对通过吸滤式抽吸过滤进行固液分离而得到的固体成分进行了12小时真空干燥。
该着色粉体涂料的粉体颗粒的体积平均粒径D50v为8.5μm,球形度为0.99。
-外部添加剂的外添-
对该粉体颗粒100质量份混合0.5质量份的疏水性二氧化硅(一次粒径12nm)而得到了聚酯树脂制的红色粉体涂料2A。
<粉体涂料2B的制作>
在制作粉体涂料2A时,在聚集工序中升温至56℃,并在56℃下保持15分钟之后,在体积平均粒径成为10μm的时刻缓慢地投入了树脂颗粒分散液100质量份,除此以外,与制作粉体涂料2A同样地进行制作而得到了粉体涂料2B。体积平均粒径D50v为11.1μm,球形度为0.97。
<粉体涂料2C的制作>
在制作粉体涂料2A时,在聚集工序中升温至58℃,并在58℃下保持15分钟之后,在体积平均粒径成为13.5μm的时刻缓慢地投入了树脂颗粒分散液100质量份,除此以外,与制作粉体涂料2A同样地进行制作而得到了粉体涂料2C。体积平均粒径D50v为14.7μm,球形度为0.97。
<粉体涂料2D的制作>
-聚集工序-
·树脂颗粒分散液:250质量份(固体成分62.5质量份)
·离子交换水:100质量份
在圆型不锈钢制烧瓶中将上述成分用均质器(IKA公司制造,ULTRA TURRAX T50)充分进行了混合及分散。接着,使用1.0%硝酸水溶液将pH调整为2.8。向其中加入10%聚氯化铝水溶液0.70质量份,用ULTRA TURRAX继续进行了分散操作。
设置搅拌机和加热包,一边适当地调整搅拌机的转速以使浆料充分搅拌,一边升温至52℃,并在52℃下保持15分钟之后,在体积平均粒径成为5.7μm的时刻缓慢地投入了树脂颗粒分散液100质量份。
-融合凝结工序-
投入后保持30分钟之后,使用5%氢氧化钠水溶液将pH设为7.7。然后,升温至90℃,并保持了2小时。用光学显微镜观察到大致接近球形的形状。
-过滤工序、清洗工序、干燥工序-
反应结束后,冷却烧瓶内的溶液并进行过滤,由此得到了固体成分。接着,用离子交换水充分清洗该固体成分之后,通过吸滤式抽吸过滤进行固液分离,再次得到了固体成分。
接着,将该固体成分再分散于40℃的离子交换水3,000质量份中,以300rpm搅拌15分钟并进行了清洗。反复进行5次该清洗操作,对通过吸滤式抽吸过滤进行固液分离而得到的固体成分进行了12小时真空干燥。
该无色粉体涂料的粉体颗粒的体积平均粒径D50v为6.2μm,球形度为0.99。
-外部添加剂的外添-
对该粉体颗粒100质量份混合0.5质量份的疏水性二氧化硅(一次粒径12nm)而得到了聚酯树脂制的无色粉体涂料2D。
<粉体涂料2E的制作>
在制作粉体涂料2D时,在聚集工序中升温至57℃,并在57℃下保持15分钟之后,在体积平均粒径成为10μm的时刻缓慢地投入了树脂颗粒分散液100质量份,除此以外,与制作粉体涂料2D同样地进行制作而得到了粉体涂料2E。体积平均粒径D50v为10.2μm,球形度为0.98。
<粉体涂料2F的制作>
在制作粉体涂料2D时,在聚集工序中升温至59℃,并在59℃下保持15分钟之后,在体积平均粒径成为13μm的时刻缓慢地投入了树脂颗粒分散液100质量份,除此以外,与制作粉体涂料2D同样地进行制作而得到了粉体涂料2F。体积平均粒径D50v为14.2μm,球形度为0.97。
<粉体涂料2G的制作>
在制作粉体涂料2D时,在聚集工序中升温至60℃,并在60℃下保持15分钟之后,在体积平均粒径成为14.3μm的时刻缓慢地投入了树脂颗粒分散液100质量份,除此以外,与制作粉体涂料2D同样地进行制作而得到了粉体涂料2G。体积平均粒径D50v为15.3μm,球形度为0.97。
<粉体涂料2H的制作>
-热固性丙烯酸树脂颗粒分散液(A1)的制备-
·苯乙烯:60质量份
·甲基丙烯酸甲酯:240质量份
·甲基丙烯酸羟基乙酯:50质量份
·丙烯酸羧基乙酯:18质量份
·甲基丙烯酸缩水甘油酯:260质量份
·十二硫醇:8质量份
制备出将上述成分混合溶解而成的单体溶液A。
另一方面,将阳离子性表面活性剂(The Dow Chemical Company制造,DOWFAX)12质量份溶解于离子交换水280质量份中,向其中加入所述单体溶液A,并在烧瓶中进行分散而得到了乳化的溶液(单体乳化液A)。
接着,将阳离子性表面活性剂(The Dow Chemical Company制造,DOWFAX)1质量份溶解于离子交换水555质量份中,并将其装入聚合用烧瓶中。然后,塞严聚合用烧瓶,并设置回流管,一边注入氮一边缓慢地进行搅拌,在水浴中将聚合用烧瓶加热至75℃并进行保持。
在该状态下,向聚合用烧瓶中经由定量泵经20分钟滴加将过硫酸铵9质量份溶解于离子交换水43质量份而成的溶液之后,进而,经由定量泵经200分钟滴加了单体乳化液A。滴加结束后,一边缓慢地继续搅拌一边在75℃下将聚合用烧瓶保持3小时并结束聚合,用离子交换水进行调整而得到了固体成分量为30%的阳离子性的热固性丙烯酸树脂颗粒分散液(A2)。
阳离子性的热固性丙烯酸树脂颗粒分散液(A2)中所包含的热固性丙烯酸树脂颗粒的体积平均粒径为200nm,玻璃化转变温度为65℃,重均分子量为30,000。
-聚集工序-
·热固性丙烯酸树脂颗粒分散液(A1):220质量份(固体成分66质量份)
·离子交换水:100质量份
在圆型不锈钢制烧瓶中将上述成分用均质器(IKA公司制造,ULTRA TURRAXT50)充分进行了混合和分散。接着,使用1.0%硝酸水溶液将pH调整为2.8。向其中加入10%聚氯化铝水溶液0.60质量份,用ULTRA TURRAX继续进行了分散操作。
设置搅拌机和加热包,一边适当地调整搅拌机的转速以使浆料充分搅拌,一边升温至52℃,并在52℃下保持15分钟之后,在体积平均粒径成为5.7μm的时刻缓慢地投入了树脂颗粒分散液70质量份。
-融合凝结工序-
投入后保持30分钟之后,使用5%氢氧化钠水溶液将pH设为7.7。然后,升温至90℃,并保持了2小时。用光学显微镜观察到大致接近球形的形状。
-过滤工序、清洗工序、干燥工序-
反应结束后,冷却烧瓶内的溶液并进行过滤,由此得到了固体成分。接着,用离子交换水充分清洗该固体成分之后,通过吸滤式抽吸过滤进行固液分离,再次得到了固体成分。
接着,将该固体成分再分散于40℃的离子交换水3,000质量份中,以300rpm搅拌15分钟并进行了清洗。反复进行5次该清洗操作,对通过吸滤式抽吸过滤进行固液分离而得到的固体成分进行了12小时真空干燥。
该无色粉体涂料的粉体颗粒的体积平均粒径D50v为10.5μm,球形度为0.97。
-外部添加剂的外添-
对该粉体颗粒100质量份混合0.5质量份的疏水性二氧化硅(一次粒径12nm)而得到了聚酯树脂制的无色粉体涂料2H。
(实施例1至9及比较例1至3)
<涂覆品的制作>
作为基材,使用了磷酸锌处理冷轧钢板(厚度0.6mm,纵150mm,横70mm,表面粗糙度Ra0.25μm)。
涂覆中用ASAHI SUNAC CORPORATION制造的电晕枪XR4-110C在电压100kV、电流30μA、风量100L/分钟、吐出量130g/分钟~150g/分钟、枪与基材的距离250mm、接地环距离80mm的条件下利用表2中所记载的粉体涂料涂布第1层之后,替换涂料并在相同条件下利用表2中所记载的粉体涂料2A至2H涂布第2层,并放入腔室中,在170℃下实施20分钟的烘烤,从而分别得到了实施例1至9及比较例1至3的涂覆品。
使用所得到的涂覆品进行了以下评价。
<第1层与第2层的密合性评价>
按照JIS K5600-5-6对所得到的涂覆膜进行交叉划格试验,并评价了密合性。以下示出评价基准。下述分类的数字越小,密合性越优异。
分类0:任何格子的网眼均未发生剥落。
分类1:划格的交叉点上的表面涂膜发生较小的剥落。剥落部分的面积明确不超出5%。
分类2:表面涂膜沿着划格线在交叉点上发生了剥落。剥落部分的面积为5%以上且小于15%。
分类3:表面涂膜沿着划格线局部地、整面地发生了剥落。剥落部分的面积为15%以上且小于35%。
分类4:表面涂膜沿着划格线局部地、整面地发生了很大的剥落。剥落部分的面积为35%以上且小于65%。
分类5:剥落部分的面积为65%以上。
<外观上的颜色不均匀抑制性评价>
通过肉眼观察所得到的涂覆品的所形成的涂层部分,将不存在颜色不均匀或不显眼的评价为A,将可观察到颜色不均匀的评价为B。
将各例的详细内容及评价结果总结示于表2。
Figure BDA0002191482060000251
由表2所示的结果可知,与比较例的涂覆品相比,当本实施例的涂覆品为具有第1层及第2层作为涂层的涂覆品时,所述第1层和与所述第1层接触的所述第2层之间的密合性优异。
由表2所示的结果可知,本实施例的涂覆品的外观上的颜色不均匀抑制性也优异。
上述本发明的实施方式是以例示及说明为目的而提供的。另外,本发明的实施方式并不全面详尽地包括本发明,并且并不将本发明限定于所公开的方式。很显然,对本发明所属的领域中的技术人员而言,各种变形及变更是自知之明的。本实施方式是为了最容易理解地说明本发明的原理及其应用而选择并说明的。由此,本技术领域中的其他技术人员能够通过对假定为各种实施方式的特定使用最优化的各种变形例来理解本发明。本发明的范围由以上的权利要求书及其等同物来定义。

Claims (16)

1.一种涂覆品,其具有2层以上的涂层,
所述涂层中的第1层和与所述第1层接触的第2层之间的界面粗糙度Ra为1μm以上且10μm以下。
2.根据权利要求1所述的涂覆品,其中,
所述第2层为所述涂覆品的最表层。
3.根据权利要求1所述的涂覆品,其中,
所述第2层的平均层厚小于40μm。
4.根据权利要求1所述的涂覆品,其中,
所述第1层的平均层厚为40μm以上且100μm以下。
5.根据权利要求1所述的涂覆品,其中,
所述第1层的平均层厚T1与所述第2层的平均层厚T2之比即T1/T2为超过1且7以下。
6.根据权利要求5所述的涂覆品,其中,
所述第1层的平均层厚T1与所述第2层的平均层厚T2之比即T1/T2为1.5以上且5以下。
7.根据权利要求1所述的涂覆品,其中,
所述涂层的表面包覆率为95面积%以上。
8.根据权利要求1所述的涂覆品,其中,
所述第2层为无色涂层。
9.根据权利要求1所述的涂覆品,其具有基材,
所述基材的表面粗糙度Ra小于所述第1层与所述第2层之间的界面粗糙度Ra。
10.根据权利要求1所述的涂覆品,其中,
所述涂覆品的所述涂层侧的最表面的表面粗糙度Ra小于所述第1层与所述第2层之间的界面粗糙度Ra。
11.一种粉体涂料套组,其具有:
包含树脂及固化剂的第1粉体涂料;及
包含树脂及固化剂的第2粉体涂料,
所述第1粉体涂料的体积平均粒径D1与所述第2粉体涂料的体积平均粒径D2之比即D1/D2为1.6以上且7以下。
12.根据权利要求11所述的粉体涂料套组,其中,
所述第2粉体涂料的体积平均粒径为5μm以上且15μm以下。
13.根据权利要求11所述的粉体涂料套组,其中,
所述第2粉体涂料的球形度为0.97以上。
14.根据权利要求11所述的粉体涂料套组,其中,
所述第2粉体涂料的球形度为大于所述第1粉体涂料的球形度的值。
15.根据权利要求11所述的粉体涂料套组,其中,
所述第1粉体涂料的球形度S1与所述第2粉体涂料的球形度S2之比即S1/S2为0.93以上且0.97以下。
16.一种涂覆品的制造方法,其包括:
在基材上涂布第1粉体涂料的工序;
在所涂布的所述第1粉体涂料上涂布第2粉体涂料的工序;以及
对所涂布的所述第1粉体涂料及所述第2粉体涂料进行加热而使其固化的工序,
作为所述第1粉体涂料及所述第2粉体涂料,分别使用权利要求11所述的粉体涂料套组中的第1粉体涂料及第2粉体涂料。
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