JP2001002984A - 粉体塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】均一な色相を有し、かつ優れた鮮映性及び光沢
性を有する塗膜を形成することができる粉体塗料組成
物、及び該粉体塗料組成物を用いて均一な色相の塗膜を
得る塗装方法を提供すること。 【解決手段】２種以上の色相の異なる粉体塗料を含有す
る粉体塗料組成物であって、該粉体塗料に含有される樹
脂の溶解度パラメーターの中で、最大値をδａ、最小値
をδｂとするとき、δａ≧δｃ≧δｂの関係を満たす溶
解度パラメーターδｃを有する相溶化剤を全部もしくは
一部の粉体塗料中に、及び／又は粉体塗料と共に含有し
てなる粉体塗料組成物、並びに該粉体塗料組成物を用い
て塗布する塗装方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２種以上の色相の
異なる粉体塗料を含有する粉体塗料組成物及び該粉体塗
料組成物を用いた塗装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉体塗料は、樹脂、硬化剤、添加剤等に
所望の色相を出すための数色の顔料を加え、混合した
後、溶融混練し、その後、冷却、粉砕、分級することに
より、製造されている。そのため、要求される色相毎に
塗料を用意せざるを得ず、その品揃えは膨大な数にのぼ
っている。

【０００３】また、溶融混練時６０〜１６０℃に加熱さ
れるため、硬化剤の種類によっては硬化が生じることが
ある。これを回避するため、低温でも十分混練できるよ
うに樹脂の溶融温度を下げると、耐ブロッキング性、貯
蔵安定性等を低下させる。

【０００４】その改良方法として、本発明者らは、単独
では熱硬化しないが他種の粉体塗料と混合塗布すること
により熱硬化する粉体塗料組成物を用いる混合調色用塗
料（特開平１０−２１２４３５号公報）、低温硬化用塗
料（特開平１０−３３８８２３号公報）を開発したが、
塗装物の鮮映性及び光沢性のさらなる改良が望まれてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、均一な色相
を有し、かつ優れた鮮映性及び光沢性を有する塗膜を形
成することができる粉体塗料組成物、及び該粉体塗料組
成物を用いて均一な色相の塗膜を得る塗装方法を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、２種以上の色
相の異なる粉体塗料を含有する粉体塗料組成物であっ
て、該粉体塗料に含有される樹脂の溶解度パラメーター
の中で、最大値をδａ、最小値をδｂとするとき、δａ
≧δｃ≧δｂの関係を満たす溶解度パラメーターδｃを
有する相溶化剤を全部もしくは一部の粉体塗料中に、及
び／又は粉体塗料と共に含有してなる粉体塗料組成物、
並びに該粉体塗料組成物を用いて塗布する塗装方法に関
する。

【０００７】

【発明の実施の形態】２種以上の色相の異なる粉体塗料
を含有する本発明の粉体塗料組成物は、それぞれの粉体
塗料が含有する樹脂の溶解度パラメーターの最大値をδ
ａ、最小値をδｂとするとき、δａ≧δｃ≧δｂの関係
を満たす溶解度パラメーターδｃを有する相溶化剤を含
有することに１つの大きな特徴を有する。

【０００８】前記相溶化剤を含有した本発明の粉体塗料
組成物は、それぞれの粉体塗料に含有される主成分とし
ての樹脂との相溶性に優れているため、均一な色相を有
し、かつ高い鮮映性及び光沢性を有する塗膜を得ること
ができる。

【０００９】本発明において、溶解度パラメーター
（δ）は、凝集エネルギー（ε）と分子容（Ｖ）を用い
て、式（Ａ）： δ＝（ε／Ｖ）^0.5 （Ａ） によって表わされ、Ｈｏｙ(K.L.Hoy, J. Paint Technol
ogy, 42, 76(1970))の方法により求められる。

【００１０】樹脂及び相溶化剤の溶解度パラメーター
は、着色剤や被塗装物との密着性の観点から、好ましく
は８〜１２、より好ましくは１０〜１１．５であり、δ
ａとδｂとの差は、０．０５〜０．４が好ましく、０．
１〜０．２５がより好ましい。また、δａとδｃ、δｃ
とδｂのそれぞれの差は、０．００５〜０．２が好まし
く、０．０１〜０．１６がより好ましい。

【００１１】相溶化剤としては、例えば、ポリエステル
樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂等の他、エチレン
グリコール、ペンタエリスリトール、ビスフェノールＡ
等の多価アルコールのアルキレンオキシド付加物等が挙
げられ、これらの中では、主成分として配合される樹脂
との相溶性に優れる点から、ポリエステル及び又は式
（Ｉ）：

【００１２】

【化２】

【００１３】（式中、Ｒは炭素数２〜３のアルキレン
基、ｘ及びｙは正の数を示し、ｘとｙの和は１〜１０、
好ましくは２〜５である）で表される化合物が好まし
い。

【００１４】相溶化剤の分子量は、塗料の焼付け時の流
動性の観点から、好ましくは２５０〜１００００、より
好ましくは３００〜５０００である。

【００１５】相溶化剤は、粉体塗料組成物に含有される
全部もしくは一部の粉体塗料中に含有される態様でもよ
く、また粉体塗料組成物中に粉体塗料とともに含有され
る態様でもよい。あるいは、これらの２つの態様を併用
した態様であってもよいが、本発明では、生産効率の観
点から、相溶化剤が粉体塗料中に含有される態様が好ま
しい。

【００１６】相溶化剤の含有量は、粉体塗料組成物中
に、樹脂の相溶性を効率よく得るために、好ましくは
０．１〜２０重量％、より好ましくは０．５〜１０重量
％である。

【００１７】本発明の粉体塗料組成物に含有される粉体
塗料としては、従来より用いられている粉体塗料であれ
ば、特に限定することなく用いることができるが、２種
以上の色相の異なる粉体塗料からより均一な色相の塗膜
を得るために、単独では２５０℃以下で熱硬化しない
が、他種の粉体塗料と混合塗布することにより２５０℃
以下で熱硬化する特性を有する粉体塗料であることが好
ましい。

【００１８】前記特性を有する粉体塗料に含有される主
成分としての樹脂は、従来より知られている各種樹脂が
限定されることなく使用可能であるが、樹脂の溶融温度
は２５０℃以下、好ましくは５０〜１８０℃であり、混
合された粉体塗料の硬化温度以下となるように調整され
ることが好ましい。

【００１９】また、樹脂のガラス転移点は、貯蔵安定性
を考慮して４０℃以上、粉体塗料の溶融温度を考慮して
９０℃以下であることが好ましい。

【００２０】本発明では、前記のような単独では２５０
℃以下で熱硬化しない２種以上の粉体塗料のそれぞれに
使用する樹脂の組み合わせを適宜選択し、混合塗布した
場合、互いに溶融混合して２５０℃以下で熱硬化し、塗
膜を形成する。なお、「熱硬化しない」とは示差走査熱
量計（セイコー電子工業（株）製、ＤＳＣ２１０）を用
い、昇温速度１０℃／分で測定した際、熱硬化に相当す
る発熱ピークが検出できないことを言う。又、本明細書
でいう「樹脂」とは数平均分子量が５００以上、好まし
くは１０００以上の高分子物質で、加熱溶融後、冷却す
ることにより膜を形成する能力のあるものをいう。

【００２１】本発明には、粉体塗料に含有される樹脂同
士が溶融混合されることにより、２５０℃以下で硬化反
応を起こす樹脂を使用する態様と、溶融混合されても２
５０℃以下では硬化反応を起こさないが、それぞれ硬化
剤を併用することにより、溶融混合されて２５０℃以下
で硬化反応を起こす態様とがある。

【００２２】（１）樹脂同士が硬化反応を起こす態様 この態様に使用する粉体塗料Ａと粉体塗料Ｂの組み合わ
せとしては、例えば、カルボキシル基を有する樹脂、ア
ミノ基を有する樹脂、フェノール性水酸基を有する樹脂
及び無水酸系樹脂よりなる群から選ばれる樹脂を含有す
る粉体塗料とエポキシ基を有する樹脂、グリシジル基を
有する樹脂及び不飽和結合を有する樹脂よりなる群から
選ばれる樹脂を含有する粉体塗料の組み合わせがあり、
好ましくはカルボキシル基を含有する粉体塗料とエポキ
シ基を有する樹脂を含有する粉体塗料の組み合わせであ
り、より好ましくはポリエステル樹脂を含有する粉体塗
料とエポキシ樹脂を含有する粉体塗料の組み合わせであ
る。なお、カルボキシル基を有する樹脂としては、ポリ
エステル樹脂以外に、ポリエステルポリアミド樹脂、
（メタ）アクリル酸系アクリル樹脂などが、アミノ基を
有する樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリエステルポ
リアミド樹脂などが、それぞれ挙げられる。

【００２３】本態様において使用される粉体塗料Ａ、Ｂ
の配合比率（重量比）は、それぞれの樹脂中に存在する
官能基の量にもよるが、１０／９０〜９０／１０、好ま
しくは２５／７５〜７５／２５であることが望ましい。

【００２４】また、この態様においては、前記の組み合
わせで粉体塗料を使用する場合、硬化剤は特に必要とさ
れないが、必要に応じて各粉体塗料に使用するそれぞれ
の樹脂に適した硬化剤を他方の粉体塗料に添加してもよ
い。

【００２５】なお、硬化剤としては公知の保護基含有イ
ソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤、アルコキシ
シラン系硬化剤、ポリアジリジン系硬化剤、オキサゾリ
ン系硬化剤等を対応する樹脂の官能基にあわせ適宜選択
すればよい。

【００２６】（２）樹脂と樹脂のみでは２５０℃以下で
硬化反応を起こさない態様 この態様は、各粉体塗料Ｃ、Ｄに使用するそれぞれの樹
脂に適した硬化剤を他方の粉体塗料に添加した態様であ
る。

【００２７】従って、粉体塗料Ｃ、Ｄにおける、樹脂と
硬化剤の組み合わせの好ましい具体例としては、粉体塗
料Ｃにエポキシ樹脂、粉体塗料Ｄにフェノール性以外の
末端水酸基のポリエステル樹脂を用い、それぞれに変性
メラミン樹脂、アジピン酸ジヒドラジドを添加する組み
合わせが挙げられる。

【００２８】粉体塗料Ｃ、Ｄの配合比率（重量比）は１
０／９０〜９０／１０が好ましく、２５／７５〜７５／
２５がより好ましく、硬化剤の配合量は、反応する樹脂
の官能基当量に対し、０．８〜１．２倍に調整すること
が好ましい。

【００２９】本発明に用いられる粉体塗料に含有される
着色剤の基本色としては、イエロー、マゼンタ、シア
ン、白及び黒が挙げられ、それぞれの基本色に使用され
る着色剤としては、イエローではジスアゾイエロー、ア
セト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料、マゼンタ
ではカーミン６Ｂ、ピグメントレッド、シアンでは銅フ
タロシアニン、白では酸化チタン、黒ではカーボンブラ
ック等が挙げられる。着色剤の含有量は、樹脂１００重
量部に対して、１〜６０重量部が好ましい。

【００３０】粉体塗料には、必要に応じて、アクリレー
ト系重合体等の流展剤、各種触媒や有機系スズ化合物等
の架橋促進剤、ベンゾイン等のワキ防止剤等の添加剤等
が含有されていてもよい。

【００３１】粉体塗料は、例えば、樹脂、着色剤、硬化
剤等を添加して、ニーダー等で溶融混練し、冷却後、例
えば、ハンマーミル、ジェット衝撃ミル等の粉砕装置を
用いて物理的粉砕を行い、ついで風力分級機、マイクロ
ン・クラッシファイアー等の分級機を用いて分級するこ
とにより、調製することができる。更に、粉体の表面に
は、シリカ、アルミナ、チタニア又はジルコニア等の流
動性調整剤が添加されていてもよい。ただし、粉体塗料
中に相溶化剤を含有させる場合は、相溶化剤を樹脂、着
色剤等とともに混練して、粉体塗料を調製する。

【００３２】このようにして得られる粉体塗料の平均粒
子径は、粉体塗料の凝集を防止し、かつ塗膜の膜厚を調
整するために、好ましくは１〜５０μｍ、より好ましく
は５〜３０μｍである。

【００３３】本発明の粉体塗料組成物は、例えば、各粉
体塗料を、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の
高速攪拌機で乾式混合することにより、調製することが
できる。なお、２種以上の粉体塗料を混合するに際し
て、混合割合等は目的とする色相により適宜選択され
る。ただし、粉体塗料とともに相溶化剤を含有させる場
合は、相溶化剤を各粉体塗料とともに混合して、粉体塗
料組成物を調製する。

【００３４】本発明の塗装方法は、前記した本発明の粉
体塗料組成物を塗布する方法である。本発明において、
「塗布」とは粉体塗料組成物を被塗装物に塗装したの
ち、２５０℃以下での焼付け工程を経て塗膜を形成する
一連の処理を指すものであり、塗装の方法としては、例
えば、静電スプレー、電子ガンを用いる塗装方法、流動
浸漬法、プラスチック溶射法等が挙げられる。本発明の
粉体塗料組成物を用いて塗布する際の硬化温度は、混合
塗料の保存安定性及びエネルギー効率の観点から、好ま
しくは８０〜２５０℃、より好ましくは１００〜２００
℃である。ここで、硬化温度は、示差走査熱量計を使用
して、１０℃／分で昇温した時に測定される発熱ピーク
トップの温度より算出する。

【００３５】

【実施例】〔酸価〕ＪＩＳ Ｋ００７０の方法により測
定する。

【００３６】樹脂の製造例１ エチレングリコール６２ｇ、ネオペンチルグリコール９
３６ｇ、イソフタル酸１３２８ｇ、コハク酸１７７ｇ及
び無水トリメリット酸２８８ｇを窒素雰囲気下、２２０
℃で攪拌しつつ、ＡＳＴＭ Ｅ２８−６７に準拠して測
定した軟化点が９５℃に達するまで反応させて、ポリエ
ステルＡを得た。ポリエステルＡの溶解度パラメーター
は１０．８１ｃａｌ^0.5 ／ｃｍ^1.5 、酸価は８５．４ｍ
ｇＫＯＨ／ｇであった。

【００３７】樹脂の製造例２ エチレングリコール９３ｇ、ネオペンチルグリコール８
８４ｇ、イソフタル酸１５７７ｇ及び無水トリメリット
酸２８８ｇを窒素雰囲気下、２２０℃で攪拌しつつ、Ａ
ＳＴＭ Ｅ２８−６７に準拠して測定した軟化点が９５
℃に達するまで反応させて、ポリエステルＢを得た。ポ
リエステルＢの溶解度パラメーターは１０．８４ｃａｌ
^0.5 ／ｃｍ^1.5 、酸価は６６．８ｍｇＫＯＨ／ｇであっ
た。

【００３８】相溶化剤の製造例１ ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）プロパン６５０ｇ及びアジピン酸５
８４ｇを窒素雰囲気下、２２０℃で攪拌しつつ６時間反
応させて、相溶化剤Ａを得た。相溶化剤Ａの溶解度パラ
メーターは１０．８５ｃａｌ^0.5 ／ｃｍ^1.5 であった。

【００３９】相溶化剤の製造例２ ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）プロパンの代わりに式（II）：

【００４０】

【化３】

【００４１】で表される繰り返し単位を有するエポキシ
樹脂「エピコート１００２」（油化シェルエポキシ
（株）製、重量平均分子量：約１３００）１３００ｇを
用い、アジピン酸の代わりにコハク酸４７２ｇを用いた
以外は相溶化剤の製造例１と同様にして、相溶化剤Ｂを
得た。相溶化剤Ｂの溶解度パラメーターは１０．８４ｃ
ａｌ ^0.5 ／ｃｍ^1.5 であった。

【００４２】相溶化剤の製造例３ エポキシ樹脂「エピコート１００２」の代わりに、前記
式（II）で表される繰り返し単位を有するエポキシ樹脂
「エピコート１００１」（油化シェルエポキシ（株）
製、重量平均分子量：約１０００）１０００ｇを用いた
以外は相溶化剤の製造例２と同様にして、相溶化剤Ｃを
得た。相溶化剤Ｃの溶解度パラメーターは１０．７７ｃ
ａｌ^0.5 ／ｃｍ^1.5 であった。

【００４３】相溶化剤の製造例４ アジピン酸の代わりにコハク酸４７２ｇを用いた以外は
相溶化剤の製造例１と同様にして、相溶化剤Ｄを得た。
相溶化剤Ｄの溶解度パラメーターは１１．４６ｃａｌ
^0.5 ／ｃｍ^1.5 であった。

【００４４】粉体塗料の製造例１〜１４ 表１に示す組成物を、スーパーミキサーにて良く混合し
た後、コニーダー（（株）ブッス・ジャパン製）で混練
し、冷却したのちＡＣＭパルペライザー（ホソカワミク
ロン（株）製）で粉砕し、平均粒子径３０μｍの粉体を
得た。この粉体１００重量部と疎水性シリカ「アエロジ
ル Ｒ９７２」（日本アエロジル社製）０．３重量部と
をヘンシェルミキサーで均一に混合し、粉体塗料１〜１
４を得た。なお、「エピコート１００４ＡＦ」、「エピ
コート１００３」、「アクロナール４Ｆ」の溶解度パラ
メーターはそれぞれ１０．９８ｃａｌ^0.5 ／ｃｍ^1.5 、
１１．００ｃａｌ^0.5 ／ｃｍ^1.5 、８．９０ｃａｌ^0.5
／ｃｍ^1.5 であった。

【００４５】

【表１】

【００４６】実施例１〜６、比較例１〜３ 表２に示す組み合わせで粉体塗料を使用し、ヘンシェル
ミキサーで混合した。得られた混合物を脱脂したスチー
ル板に静電塗装機にて塗装し、その後１８０℃の恒温槽
に入れて２０分間焼き付けを行い、塗膜を得た。得られ
た塗膜の色相は、いずれも均一な水色であった。塗膜の
鮮映度及び光沢度を表２に示す。

【００４７】なお、鮮映度は、塗膜に蛍光灯を映した際
に、蛍光灯の像が鮮明に映るものを「○」、鮮明には映
らないものを「×」と表記し、光沢度は、ＡＳＴＭ ３
３６３−７４に準拠した方法に従って測定する。

【００４８】

【表２】

【００４９】以上の結果から、比較例１〜３と対比し
て、実施例１〜６では、均一な色相を有し、かつ優れた
鮮映性及び光沢性を有する塗膜が得られていることが分
かる。

【００５０】

【発明の効果】本発明により、２種以上の色相の異なる
粉体塗料を用いて、均一な色相を有し、かつ優れた鮮映
性及び光沢性を有する塗膜を得ることが可能となった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星 正人 和歌山市湊1334番地 花王株式会社研究所 内 (72)発明者 鈴木 祥一 和歌山市湊1334番地 花王株式会社研究所 内 (72)発明者 田嶋 久和 和歌山市湊1334番地 花王株式会社研究所 内 Ｆターム(参考） 4J038 CG002 CG031 CG032 DB001 DB002 DD001 DD002 DH001 DH002 GA03 GA06 GA07 GA09 JA20 JA21 JA64 KA03 KA07 MA16 NA01 PA02 PA19

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２種以上の色相の異なる粉体塗料を含有
   する粉体塗料組成物であって、該粉体塗料に含有される
   樹脂の溶解度パラメーターの中で、最大値をδａ、最小
   値をδｂとするとき、δａ≧δｃ≧δｂの関係を満たす
   溶解度パラメーターδｃを有する相溶化剤を全部もしく
   は一部の粉体塗料中に、及び／又は粉体塗料と共に含有
   してなる粉体塗料組成物。
2. 【請求項２】 粉体塗料が単独では２５０℃以下で熱硬
   化しないが、他種の粉体塗料と混合塗布することにより
   ２５０℃以下で熱硬化する特性を有する請求項１記載の
   粉体塗料組成物。
3. 【請求項３】 エポキシ樹脂を含有する粉体塗料とポリ
   エステル樹脂を含有する粉体塗料を含有する請求項１又
   は２記載の粉体塗料組成物。
4. 【請求項４】 相溶化剤が式（Ｉ）： 【化１】 （式中、Ｒは炭素数２〜３のアルキレン基、ｘ及びｙは
   正の数を示し、ｘとｙの和は１〜１０である）で表され
   る化合物である請求項１〜３いずれか記載の粉体塗料組
   成物。
5. 【請求項５】 請求項１〜４いずれか記載の粉体塗料組
   成物を用いて塗布する塗装方法。