JP2001139887A - メタリック粉体塗料組成物 - Google Patents

メタリック粉体塗料組成物

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metallic
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の粉体塗料の優れた特性を有すると
共に、優れた意匠性、塗装作業性を有し、かつ、トップ
コートなしに優れた耐食性と塗膜の光沢性を合わせ持つ
メタリック粉体塗料組成物を提供する。 【解決手段】 粉体塗料と粉体塗料と相溶性の高い三次
元架橋した樹脂で被覆されたメタリック顔料を粉体の軟
化点を超える温度まで予め熱することにより、メタリッ
ク顔料を粉体塗料の樹脂粒子表面並びに内部に融合さ
せ、粉体とメタリック顔料が均一で一体となったメタリ
ック粉体塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はメタリック粉体塗料
組成物に関するものであり、特にメタリック顔料を使用
した粉体樹脂塗料の耐食性、塗膜の外観を向上させるこ
とができるメタリック粉体塗料組成物に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、塗装面に対して意匠性を付与
し、建築物、各種製品に美しい外観等を付与することを
目的として、艶消し、ハンマートーン、メタリック、パ
ールトーン、チヂミ模様等の粉体樹脂塗料が世に送り出
されてきた。特に最近の粉体樹脂塗料の低温焼き付け化
に伴い、非金属分野で、被塗物に金属光沢を与え得る一
手法としてメタリック粉体の塗装が行われている。しか
しメタリック顔料は溶融混練すると混練時のシェアでメ
タリックの高い輝度感を維持するのが困難であった。ま
た粉体とメタリック顔料のドライブレンドを行うと、粉
体塗装時に塗料と顔料の分離現象が生じ、被塗物に対し
粉体とメタリック顔料の分布にバラツキが生じやすく、
リサイクル時粉体塗料の組成の偏りも起こりやすいし、
また、メタリック顔料が塗膜表面に突起しやすく、優れ
た意匠性を与えるのが困難であった。更に、現在の塗装
系では、メタリック顔料の耐食性を維持するためにトッ
プコートとして、クリアー系の保護塗膜層を形成する必
要があり、塗装作業性、作業効率の点においても問題が
あった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の粉体
樹脂塗料の優れた特性を有すると共に、優れた意匠性、
塗装作業性を有し、かつ、トップコートなしに優れた耐
食性と塗膜の光沢性を合わせ持つメタリック粉体塗料組
成物を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らが研究を行っ
た結果、粉体樹脂塗料と表面を樹脂で被覆されたメタリ
ック顔料を、粉体の軟化点以上の温度下で、予め加熱混
合することにより、粉体樹脂塗料とメタリック顔料が均
一なメタリック粉体塗料組成物を形成することができ、
粉体塗装時の粉体樹脂塗料とメタリック顔料の割合が一
定でかつ塗装時の分離現象が生じず、リサイクル時の組
成の偏りもなく、かつ、メタリック塗膜としてトップコ
ートなしに優れた耐食性と塗膜の光沢性を合わせ持つと
いう知見を得、本発明を完成した。
【0005】すなわち、本発明は、(1)粉体樹脂塗料
と、樹脂で表面を被覆したメタリック顔料を、該樹脂塗
料の軟化点以上の温度下で、予め加熱混合することによ
り形成されるメタリック粉体塗料組成物、(2)粉体樹
脂塗料100重量部に対し、樹脂で表面を被覆したメタ
リック顔料が0.5〜15重量部含まれる、前記(1)
記載のメタリック粉体塗料組成物、(3)樹脂で表面を
被覆したメタリック顔料において、当該樹脂が三次元架
橋樹脂である前記(1)または(2)記載のメタリック
粉体塗料組成物、(4)粉体樹脂塗料と、樹脂で表面を
被覆したメタリック顔料を、該粉体樹脂塗料の軟化点以
上の温度下で、予め加熱混合する前記(1)、(2)ま
たは(3)記載のメタリック粉体塗料組成物の製造法、
に関する。
【0006】本発明で使用する粉体樹脂塗料としては、
従来から粉体樹脂塗料の製造に用いられている樹脂を特
に制限無く使用することにより製造できる。それら樹脂
の具体的な例を挙げると、ポリエステル−ウレタン硬化
系樹脂、ポリエステル−エポキシ硬化系樹脂、エポキシ
系樹脂、アクリル系樹脂、アクリル−ポリエステル系樹
脂、フッ素系樹脂、アクリル−ウレタン硬化系樹脂、ア
クリル−メラミン硬化系樹脂、ポリエステル−メラミン
硬化系樹脂等があり、これらを単独ないしは必要に応じ
て2種以上組み合わせて使用することができる。また必
要に応じてノボラック樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラー
ル樹脂、ケトン樹脂、ポリエステル樹脂、ロジン等の改
質樹脂、エポキシ化油、ジオクチルフタレート等の可塑
剤を適宜使用することができる。
【0007】本発明で使用するメタリック顔料は、アル
ミニウム、亜鉛、銅、ブロンズ、ニッケル、チタン、ス
テンレス等のフレーク状金属粉が好適である。中でも、
金属光沢に優れ、安価な上に比重が小さいため取り扱い
性が良い点で、フレーク状アルミニウム顔料が特に好適
である。
【0008】本発明のメタリック顔料は、その表面を樹
脂で被覆されていることが必要である。表面を樹脂で被
覆することにより、顔料と粉体樹脂塗料との相溶性が高
まり、均一なメタリック粉体塗料組成物が得られる。こ
れら樹脂の選定にあたっては、特に制限は無いが、粉体
樹脂塗料との相溶性のよいものとして、例えば、アクリ
ル樹脂系、ウレタン樹脂系等が挙げられる。特に、三次
元架橋樹脂が優れた耐薬品性等の化学的安定性、耐せん
断力性等の機械的安定性を示し、好ましい。
【0009】三次元架橋樹脂は、一般に二個以上の不飽
和二重結合を有するモノマーを重合させることにより得
られ、アクリル系樹脂が一般的であるが、これに限定さ
れるものではない。具体的モノマーとしては、例えば、
トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロ
ールプロパントリメタアクリレート、テトラメチロール
メタンテトラアクリレート、テトラメチロールプロパン
テトラアクリレート、エチレングリコールジメタクリレ
ート、ジ−トリメチロールプロパンテトラアクリレー
ト、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジ−ペ
ンタエリスリトールヘキサアクリレート等を挙げること
が出来、これらの一種または二種以上が使用される。
【0010】メタリック顔料の表面上に三次元架橋した
樹脂を被覆する方法としては、例えば、特開昭62−2
53668に記載の手法が用いられ、通常アルミニウム
顔料を炭化水素等の有機溶剤中に分散した状態でモノマ
ーからin−situ重合により合成したポリマーで被
覆して成る。モノマーは、二個以上の不飽和二重結合を
有するためアルミニウム顔料表面に高度に架橋した網目
密度の高い樹脂層を形成する。樹脂量は、メタリック顔
料の特性、特に表面積によって異なるが、一般にメタリ
ック顔料100重量部に対して0.01重量部から30
重量部の間であることが耐食性並びに塗膜外観の点で好
ましい。
【0011】メタリック顔料は、残留溶剤量として5重
量%以下、好ましくは、2重量%以下であることが好ま
しい。ここでいう残留溶剤量とは、メタリック顔料の粉
砕やモノマーの重合時に使用される主に炭化水素系溶剤
で有る。残留溶剤量が、5重量%を越えると、メタリッ
ク顔料と粉体樹脂塗料を融合させる時、メタリック顔料
の集塊形成が生じるおそれがあり、この場合には粉体と
メタリック顔料が不均一となるので好ましくない。
【0012】メタリック顔料と粉体樹脂塗料の組成量
は、粉体樹脂塗料100重量部に対し、好ましくは0.
5〜15重量部、特に好ましくは1.0〜8重量部であ
る。0.5重量部以上であるとメタリック顔料による意
匠性の発現が良好になる傾向があり、また、15重量部
以下であると、成膜がしやすい傾向がある。
【0013】以上の粉体樹脂塗料とメタリック顔料を、
粉体樹脂塗料の軟化点以上の温度まで熱することによ
り、メタリック顔料を粉体樹脂塗料の樹脂粒子表面並び
に内部に融合させ、粉体とメタリック顔料を均一で一体
となった組成物とする。まず粉体樹脂塗料とメタリック
顔料を所定の組成量を小型混合機でドライブレンドして
均一なブレンド物を調整する。得られたブレンド物を粉
体樹脂塗料の軟化点以上で、硬化温度以下の雰囲気下に
接触させることにより目的のメタリック粉体塗料組成物
を得る。接触条件は、使用する粉体樹脂塗料によるが、
メタリック顔料が粉体樹脂塗料粒子表面並びに内部に融
合するためには、少なくとも粉体樹脂塗料の軟化点以上
の温度が好適である。硬化温度を超えると硬化反応が進
行し粒子の粗大化や成膜性への悪影響が及ぼし好ましく
ない。
【0014】上述の手法により、本発明においては、粉
体樹脂塗料とメタリック顔料の均一性の高い粉体塗料組
成物が得られる。この均一化の機構は、必ずしも明らか
では無いが、メタリック顔料を被覆した樹脂が三次元架
橋性を有しているのため、粉体樹脂塗料と相溶性・付着
性が高く、軟化した粉体樹脂塗料の表面並びに内部にメ
タリック顔料が選択的に融合し、強固に固定化されるか
らであると考えられる。
【0015】本発明のメタリック粉体塗料組成物は、上
述のごとく、主として粉体樹脂塗料と、樹脂により被覆
されたメタリック顔料からなるが、これら以外にも、塗
料製造用の樹脂、硬化剤、着色顔料、体質顔料、及び添
加剤等を必要に応じて併用してもよい。
【0016】具体的に併用される顔料を挙げると、二酸
化チタン、ベンガラ、酸化鉄、亜鉛末粉、カーボンブラ
ック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリー
ン、キナクリドン系顔料、アゾ系顔料、イソインドリノ
ン系顔料、各種焼成顔料等の着色顔料、シリカ、タル
ク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ガラスフレーク等
の体質顔料がある。
【0017】添加剤としては、タレ防止剤、表面調整
剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、光安定剤、坑酸化剤等
を必要に応じて使用することができる。
【0018】本発明のメタリック粉体塗料組成物は、静
電スプレーガン、流動浸漬、摩擦帯電ガン、インモール
ド等で被塗物に塗装し、熱風炉、赤外炉、誘導加熱炉等
で焼き付けることにより硬化塗膜を形成することができ
る。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。まず、以下の手法により、樹脂被覆アルミニウム
顔料Aを調製した。1リッターの三口フラスコに、アル
ミニウムペースト(旭化成工業株式会社製MG−21)
118g及びミネラルスピリット325gを加え、窒素
ガスを導入しながら攪拌し、系内の温度を80℃に昇温
した。次いで、アクリル酸(試薬)0.255gを添加
し、30分攪拌を続けた。次いで、トリメチロールプロ
パントリメタクリレート(試薬)4.25gとアゾビス
イソブチロニトリル(試薬)0.425gを添加し、5
時間重合した。重合終了後、常温まで放冷し、ろ過し、
樹脂被覆アルミニウム顔料を含むペーストを得た。この
ペーストの不揮発分(JIS K 5906による)
は、60.5重量%であった。アルミニウム金属分10
0重量部に対する樹脂被覆量は5.7重量部であった。
これは、アクリル酸、トリメチロールプロパントリメタ
クリレート、アゾビスイソブチロニトリルの重合反応物
の98%以上がアルミニウム金属表面上に付着したもの
であると推定される。
【0020】次いで、ポリエステル−ウレタン硬化樹脂
系粉体樹脂塗料(ニッシンテオデュールPE785−9
00クリアー、軟化点111〜117℃、ゲル時間12
0秒[200℃])100重量部に対し、真空乾燥によ
り溶剤分を揮発させ加熱残分98.5%のパウダー状に
した、上記記載の方法により調製された樹脂被覆アルミ
ニウム顔料A(平均粒径30μm、樹脂分7%、溶剤可
溶分0.3%以下)5部を、予めドライブレンド後、1
20〜130℃の温度で加熱、混合することにより、メ
タリック顔料を粉体塗料の樹脂粒子表面、並びに、内部
に融合させ、メタリック粉体塗料組成物を得た。
【0021】
【比較例】前記粉体樹脂塗料100重量部と前記樹脂被
覆アルミニウム顔料A 5重量部を、20℃でドライブ
レンドしたのみの比較用粉体樹脂塗料を得た。
【0022】実施例、及び、比較例で得られた粉体樹脂
塗料を、静電粉体塗装ガン(オノダG×107カップガ
ン、電圧−70KV)を用い、SPCC−Bリン酸亜鉛
処理板へ、膜厚70〜90μmになるように塗装を行
い、190℃で20分間熱風循環式電気焼付炉で焼き付
け後、各種試験を行った。
【0023】1.塗料塗着性 成膜の状態を目視にて判定。 ○:成膜している ×:成膜不足である 2.アルミニウム顔料塗着性 塗膜のメタリックむらの状態を目視にて判定。 ○:むらが無い ×:むらが著しい 3.塗膜外観 塗膜の表面状態を目視にて判定。 ○:ざらつきが無く良好 ×:ざらつきがあり黒み 4.意匠性 意匠性の有無を目視判定。 ○:意匠性有り△:意匠の均一性に劣る×:意匠性なし 5.光沢度 60度鏡面光沢度を測定。 ○:80%以上 △:70以上〜80%未満 ×:70
%未満 6.耐水性 塗板を40℃で400時間浸漬し、浸漬前後の塗膜の状
態を比較する。 ○:良好 △:やや差異あり ×:変化が著しい 7.耐酸性 塗板を5%硫酸溶液に室温で72時間浸漬し、浸漬前後
の塗膜の状態を比較する。 ○:良好 △:やや差異あり ×:変化が著しい 8.耐湿性 塗板を50℃湿度98%雰囲気下で400時間暴露し、
暴露前後の塗膜の状態を比較する。 ○:良好 △:やや差異あり ×:変化が著しい 9.促進耐候性 塗板をサンシャインメーターで400時間暴露し、暴露
前後の塗膜の光沢度を測定し、光沢保持率を算出。 ○:70%以上 △:50%以上70%未満 ×:50
%未満 表1に、各種試験結果を示す。
【0024】
【表1】
【0025】比較例に対して実施例は塗装時、塗料とア
ルミニウム顔料の分離現象が発生せず、均一な意匠効果
が得られている。塗料並びにアルミニウム顔料の塗着性
も優れ、塗膜外観、光沢度も良好である。また、塗膜の
耐食性に関して、耐水性・耐酸性・耐湿性・促進耐候性
についても極めて良好であり、ドライブレンドでは得ら
れないメタリック粉体塗料組成物の効果が十分に発揮さ
れている。
【0026】
【発明の効果】本発明のメタリック粉体塗料組成物によ
り、従来の粉体塗料の優れた特性を有すると共に、優れ
た意匠性、塗装作業性を有し、かつ、トップコートなし
に優れた耐食性と塗膜の光沢性を合わせ持つメタリック
粉体塗料組成物を提供することが可能になる。粉体塗装
時、メタリック顔料と粉体の分離現象が回避できメタリ
ック塗膜の意匠において均一、かつ、連続的なメタリッ
ク感の発現が可能になる。意匠効果は通常の粉体樹脂塗
料とメタリック顔料のドライブレンドによるものよりも
大きく、通常の溶剤型塗料、水系塗料のこれらのメタリ
ック顔料を用いた塗料の塗膜とほぼ同等の外観が得られ
る。また、これまで耐食性の点で必要不可避であったク
リア−保護層であるトップコートの形成が不要になり、
優れた塗膜品質に加え塗装作業性の効率化が望める。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉体樹脂塗料と、樹脂で表面を被覆した
    メタリック顔料を、該樹脂塗料の軟化点以上の温度下
    で、予め加熱混合することにより形成されるメタリック
    粉体塗料組成物。
  2. 【請求項2】 粉体樹脂塗料100重量部に対し、樹脂
    で表面を被覆したメタリック顔料が0.5〜15重量部
    含まれる、請求項1記載のメタリック粉体塗料組成物。
  3. 【請求項3】 樹脂で表面を被覆したメタリック顔料に
    おいて、当該樹脂が三次元架橋樹脂である請求項1また
    は2記載のメタリック粉体塗料組成物。
  4. 【請求項4】 粉体樹脂塗料と、樹脂で表面を被覆した
    メタリック顔料を、該粉体樹脂塗料の軟化点以上の温度
    下で、予め加熱混合する請求項1、2または3記載のメ
    タリック粉体塗料組成物の製造法。
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