JP2003213196A - 含フッ素樹脂粉体塗料組成物および塗膜を有する物品 - Google Patents

含フッ素樹脂粉体塗料組成物および塗膜を有する物品

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Abstract

(57)【要約】 【課題】含フッ素樹脂粉体塗料の卓越した耐候性および
塗膜の光沢を保持したまま、塗膜の耐衝撃性を改良でき
る組成物を提供する。 【解決手段】含フッ素樹脂100質量部に対して、下記
の粒子(C)が0.1〜10質量部含まれてなることを
特徴とする含フッ素樹脂粉体塗料組成物。粒子(C)は
コアシェル構造を有する平均粒子径が0.01〜2.5
μmの粒子であり、かつコアおよび/またはシェルの少
なくとも1層が含フッ素ポリマーからなる粒子である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、含フッ素樹脂粉体
塗料組成物および該組成物から形成された塗膜を有する
物品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】粉体塗料は無溶剤であることを特徴と
し、近年、環境保護意識の高まりにより、その利用範囲
が拡大してきている。なかでも含フッ素樹脂粉体塗料
は、該含フッ素樹脂が特異的に有する耐候性能により、
メンテナンスフリーの要求にも対応でき、その利用増が
期待される塗料でもある。
【0003】含フッ素樹脂粉体塗料からなる塗膜はその
表面硬度が大きいことが一つの特徴である。その一方
で、ポリエステルからなる粉体塗料と比較して、塗膜の
耐衝撃強度が劣るという問題がある。
【0004】ポリエステルなどの粉体塗料では耐衝撃強
度向上のために、いわゆるコアシェル構造を有する粒子
を添加することが知られている。しかし、このような従
来知られているコアシェル構造を有する粒子を含フッ素
樹脂を主成分とする粉体塗料へ添加した場合、該粒子の
耐候性能が含フッ素樹脂の耐候性能より劣るため、結果
として塗膜の耐候性能が損なわれる。また、含フッ素樹
脂と該粒子の屈折率が大きく異なるため光沢が低下し、
含フッ素樹脂を主成分とする粉体塗料の特性を充分に発
揮できるものでは無かった。さらに、該粒子の含フッ素
樹脂への分散性が不充分なため、耐衝撃性改良効果が不
充分であるという問題もあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な欠点を解決すべくなされたものであり、含フッ素樹脂
粉体塗料の卓越した耐候性および塗膜の光沢を保持した
まま、塗膜の耐衝撃性を改良できる組成物を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための方法】本発明は、含フッ素樹脂
(B)を主成分とする含フッ素樹脂粉体塗料組成物にお
いて、含フッ素樹脂(B)100質量部に対して、下記
の粒子(C)が0.1〜10質量部含まれてなることを
特徴とする含フッ素樹脂粉体塗料組成である。
【0007】粒子(C):コアと1層以上のシェルとか
らなるコアシェル構造を有する平均粒子径が0.01〜
2.5μmの粒子であり、かつシェルの少なくとも1層
および/またはコアが含フッ素ポリマー(A)からなる
粒子である。ただし、平均粒子径とは、動的光散乱法に
より測定した重量平均粒子径である。
【0008】また、本発明は塗膜を有する物品であっ
て、該塗膜が前記含フッ素樹脂粉体塗料組成物から形成
されてなる物品である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組
成物は、含フッ素樹脂(B)を主成分とする粉体塗料組
成物である。該含フッ素樹脂(B)は熱可塑性フッ素樹
脂であってもよいし、熱硬化性フッ素樹脂であってもよ
い。本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組成物から形成され
る塗膜物性を考えると、硬化性官能基を有する熱硬化性
含フッ素樹脂であることが好ましい。
【0010】含フッ素樹脂(B)はエチレン性不飽和基
を有する含フッ素モノマー(X)を重合することにより
得られる含フッ素重合単位(x)を有するものが好まし
い。
【0011】該含フッ素モノマー(X)としては、エチ
レン性不飽和基を形成する炭素原子に結合する水素原子
のうち、少なくとも1個がフッ素原子に置換されている
重合性モノマーが好ましい。例えば、テトラフルオロエ
チレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロブテ
ン−1、パーフルオロヘキセン−1、パーフルオロノネ
ン−1、クロロトリフルオロエチレン、トリフルオロエ
チレン、フッ化ビニリデンなどのフルオロオレフィン
類;パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、パーフル
オロ(エチルビニルエーテル)、パーフルオロ(プロピ
ルビニルエーテル)、パーフルオロ(ヘプチルビニルエ
ーテル)などのパーフルオロ(アルキルビニルエーテ
ル)類等が挙げられる。該含フッ素モノマー(X)は単
独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。該含
フッ素モノマー(X)としては、炭素数2〜3のフルオ
ロオレフィン類が好ましく、特にテトラフルオロエチレ
ン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデンな
どのフルオロエチレン類が好ましい。
【0012】含フッ素樹脂(B)は、含フッ素重合単位
(x)以外の重合単位(y)を有していてもよい。該重
合単位(y)は、含フッ素モノマー(X)以外の重合性
モノマー(Y)に基づく重合単位であることが好まし
い。該重合性モノマー(Y)としては、アクリロイル
基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基、イソプロ
ペニル基などの重合性部位を有する重合性モノマーが挙
げられる。重合性モノマー(Y)としては、ビニルエー
テル類、オレフィン類、アリルエーテル類、ビニルエス
テル類、アリルエステル類、(メタ)アクリル酸エステ
ル類(以下、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリ
ル酸エステルとメタクリル酸エステルを総称するものと
し、その他のアクリル酸誘導体も同様とする。)、イソ
プロペニルエーテル類、イソプロペニルエステル類、ク
ロトン酸エステル類、およびその他重合性モノマーが例
示できる。なかでも、炭素数1〜15の直鎖状、分岐状
または脂環状のアルキル基を有する化合物が好ましい。
【0013】重合性モノマー(Y)は単独で用いてもよ
いし、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。具
体的な重合性モノマー(Y)としては以下の化合物が挙
げられる。メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテ
ル、ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテ
ル、シクロヘキシルビニルエーテル、クロロエチルビニ
ルエーテル、(パーフルオロアルキル)ビニルエーテル
などのアルキルビニルエーテル類;メチルイソプロペニ
ルエーテル等のアルキルイソプロペニルエーテル類;脂
肪酸イソプロペニルエステル類;エチレン、プロピレ
ン、1−ブテン、イソブチレン、シクロヘキセン等のオ
レフィン類;(パーフルオロメチル)エチレン、(パー
フルオロブチル)エチレンなどの(パーフルオロアルキ
ル)エチレン類;スチレン、α−メチルスチレン等のス
チレン系モノマー類;メチルアリルエーテル、エチルア
リルエーテル、ブチルアリルエーテル、シクロヘキシル
アリルエーテル等のアルキルアリルエーテル類;酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニ
ル、吉草酸ビニル、ヘキサン酸ビニル、オクタン酸ビニ
ル、ベオバ9およびベオバ10(シェル化学社製、炭素
数9または10の分岐脂肪酸のビニルエステルの商品
名)、バーサティック酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステ
ル類;プロピオン酸アリル、酢酸アリル等の脂肪酸アリ
ルエステル類;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)ア
クリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)
アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸エス
テル類;(メタ)アクリル酸アミド等の(メタ)アクリ
ル酸アミド類;アクリロニトリル、2,4−ジシアノブ
テン−1などのシアノ基含有モノマー類;イソプレン、
ブタジエン等のジエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン
等のハロゲン化オレフィン類(ただし、含フッ素モノマ
ー(X)を除く。);分子量100〜3000のポリオ
キシアルキレン鎖を有する重合性モノマーなどが挙げら
れる。
【0014】これらの内、重合性モノマー(Y)として
は、アルキルビニルエーテル類、脂肪酸ビニルエステル
類、アルキルアリルエーテル類、脂肪酸アリルエステル
類、アルキルイソプロぺニルエーテル類、脂肪酸イソプ
ロぺニルエステル類から選ばれる重合性モノマーが好ま
しく、アルキルビニルエーテル類が特に好ましい。
【0015】含フッ素樹脂(B)は、硬化剤と反応する
硬化反応性部位を有していてもよい。該硬化反応性部位
は、含フッ素重合単位(x)または重合単位(y)中に
存在してもよいが、含フッ素樹脂(B)は、含フッ素重
合単位(x)および重合単位(y)とともに、これら
(x)および(y)以外の、硬化反応性部位を有する重
合単位(z)を有するものが好ましい。該硬化反応性部
位としては、水酸基、カルボキシル基、アミド基、アミ
ノ基、ニトリル基、グリシジル基、臭素原子、ヨウ素原
子等のハロゲン原子(ただし、フッ素原子を除く。)、
イソシアネート基などの官能基が挙げられる。重合単位
(z)は、硬化反応性部位を有する重合性モノマー
(Z)を重合して得られるものが好ましい。
【0016】該重合性モノマー(Z)の具体例として
は、以下の化合物が挙げられる。水酸基含有の重合性モ
ノマーとしては、アリルアルコール;2−ヒドロキシエ
チルビニルエーテル、3−ヒドロキシプロピルビニルエ
ーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、4−ヒ
ドロキシシクロヘキシルビニルエーテル等のヒドロキシ
アルキルビニルエーテル類;2−ヒドロキシエチルアリ
ルエーテル、3−ヒドロキシプロピルアリルエーテル、
4−ヒドロキシブチルアリルエーテル、4−ヒドロキシ
シクロヘキシルアリルエーテル等のヒドロキシアルキル
アリルエーテル類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート
類;ヒドロキシ酢酸ビニル、ヒドロキシイソ酪酸ビニ
ル、ヒドロキシプロピオン酸ビニル、ヒドロキシ酪酸ビ
ニル、ヒドロキシ吉草酸ビニル、ヒドロキシシクロヘキ
シルカルボン酸ビニル等のヒドロキシアルキルカルボン
酸とビニルアルコールとのエステル類;ヒドロキシエチ
ルアリルエステル、ヒドロキシプロピルアリルエステ
ル、ヒドロキシブチルアリルエステル、ヒドロキシイソ
ブチルアリルエステル、ヒドロキシシクロヘキシルアリ
ルエステル等のヒドロキシアルキルアリルエステル類等
が挙げられる。
【0017】カルボキシル基含有の重合性モノマーとし
ては、(メタ)アクリル酸、カルボキシアルキルアリル
エステル等が挙げられる。アミノ基含有の重合性モノマ
ーとしては、アミノアルキルビニルエーテル類、アミノ
アルキルアリルエーテル類が挙げられる。アミド基含有
の重合性モノマーとしては、(メタ)アクリルアミド、
N−メチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。ニ
トリル基含有の重合性モノマーとしては、(メタ)アク
リロニトリル等が挙げられる。グリシジル基含有の重合
性モノマーとしては、グリシジルアリルエーテル、グリ
シジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。イソシア
ネート基含有の重合性モノマーとしては、ビニルイソシ
アネート、イソシアネートエチルアクリレート等が挙げ
られる。ハロゲン原子含有の重合性モノマーとしては、
塩化ビニル、塩化ビニリデン等が挙げられる。
【0018】重合単位(z)中の硬化反応性部位は、特
定の化合物と反応させて他の硬化反応性部位に変換でき
る。例えば、水酸基は、無水コハク酸等の二価カルボン
酸無水物と反応させることによりカルボキシル基に変換
することができる。
【0019】含フッ素樹脂(B)は、前記含フッ素モノ
マー(X)が30〜70モル%の割合で共重合された共
重合体からなる樹脂であることが好ましい。特に、含フ
ッ素モノマー(X)が40〜60モル%の割合で共重合
された共重合体からなる樹脂であることが好ましい。含
フッ素モノマー(X)の共重合割合がこの範囲内にある
と、耐候性塗料として充分に優れた耐候性が発揮され
る。以下、含フッ素重合単位(x)/重合単位(y)/
硬化反応性部位を有する重合単位(z)から構成された
含フッ素共重合体(以下、単に含フッ素共重合体と記す
こともある。)を、含フッ素樹脂(B)の典型例として
説明する。
【0020】含フッ素共重合体が硬化反応性部位として
水酸基を有する含フッ素共重合体である場合、該含フッ
素共重合体の水酸基価は10〜200mgKOH/gが
好ましい。該含フッ素共重合体の水酸基価が上記範囲内
にあることで、充分な耐衝撃性が確保される。特に好ま
しい水酸基価は25〜200mgKOH/gである。
【0021】また、含フッ素共重合体のテトラヒドロフ
ラン中の30℃での固有粘度ηは、0.1〜2.0dl
/gが好ましく、0.1〜0.8dl/gが特に好まし
い。含フッ素共重合体の固有粘度が0.1dl/gより
大きいことにより充分な耐衝撃性が確保される。また、
2.0dl/gより小さいことで充分な強靭性を保つこ
とができる。さらに、含フッ素共重合体のDSCによる
ガラス転移温度(Tg)は30〜80℃が好ましく、3
5〜60℃が特に好ましい。Tgが上記範囲内にあるこ
とで塗膜の充分な透明性が確保される。さらに、30℃
より高いことで充分な耐溶剤性を保つことができる。
【0022】硬化反応性部位として水酸基を有する含フ
ッ素共重合体である場合、硬化剤としては、ポリイソシ
アネート樹脂が好適に使用される。市販されているもの
としては、IPDI(イソホロンジイソシアネート)、
HMDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)を主骨格
とした常温で固形を呈するポリイソシアネート樹脂で、
イプシロンカプロラクタム(E−CAP)やメチルエチ
ルケトンオキシム(MEK−OX)、メチルイソブチル
ケトンオキシム(MIBK−OX)またはトリアジン
(TA)でイソシアネート基をブロックしたもの、ポリ
イソシアネート樹脂同士をカップリングしてウレトジオ
ン結合としたもの等が用いられる。該ポリイソシアネー
ト樹脂としては、CreanovaB1530、B10
65、BF1540(以上、商品名:Degussa社
製)、TPLS2007、FGB4553(以上、商品
名:Bayer社製)、Alcure4470,443
0,4431,4450(以上、商品名:McWhor
ter社製)等が挙げられる。また、グリコールウリア
構造をもつメラミン樹脂も硬化剤として使用できる。該
メラミン樹脂系硬化剤としては、メチロール化メラミン
樹脂系の硬化剤であるPowderlink1174
(商品名:Cytec社製)等が挙げられる。
【0023】硬化反応性部位としてカルボキシル基、フ
ェノール性水酸基等を有する含フッ素共重合体である場
合、硬化剤としてはグリシジル基含有の硬化剤が好適に
使用できる。該硬化剤としては、トリグリシジルイソシ
アヌレート(TGIC)、TGICのグリシジル基部分
にメチレン基を導入したTM239(商品名:日産化学
社製)、トリメリット酸グリシジルエステルとテレフタ
ル酸グリシジルエステルの混合物であるPT−910
(商品名:Ciba社製)等が使用できる。また、縮合
反応を行う硬化剤としてはβ−ヒドロキシアルキルアミ
ド系硬化剤が使用できる。該硬化剤としてはPrimi
dXL−552(商品名:EMS社製)が挙げられる。
【0024】硬化反応性部位としてグリシジル基を有す
る含フッ素共重合体である場合は、二塩基酸系硬化剤、
アミン系硬化剤等が好適に使用できる。具体例として
は、ドデカン二酸、環状アミジン、ポリヒドラジド、酸
を導入したポリマー等が挙げられる。
【0025】本発明において、上記硬化剤の使用割合は
特に限定されないが、環状アミジン以外の硬化剤の場
合、通常は含フッ素共重合体の硬化反応性部位のモル数
に対し、硬化剤の官能基のモル比を0.7〜1.3とす
るのが好ましく、さらに0.8〜1.2とするのが好ま
しく、特に0.9〜1.2とするのが好ましい。環状ア
ミジンの場合は、該モル比としては0.1〜0.7が好
ましく、さらには0.2〜0.6が好ましく、特に0.
3〜0.5が好ましい。
【0026】本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組成物にお
いては、通常粉体塗料で使用される顔料が使用できる。
本発明においては、樹脂特性を最大限発揮できるよう
に、耐候性の良好な顔料が好適である。このような顔料
としては酸化鉄、酸化コバルト、酸化ビスマス等の金属
酸化物系顔料や、ペリレン、ジケトピロロピロール等の
有機顔料、表面処理を施した酸化チタン等が挙げられ
る。
【0027】本発明においては、体質顔料、防錆顔料等
であっても、耐候性能を損なわない程度の添加量であれ
ば使用できる。添加量としては10質量%以下、好まし
くは5質量%以下が採用される。
【0028】本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組成物にお
いては、従来から塗料用途に使用されているその他の添
加剤も適宜使用できる。該その他の添加剤の具体例とし
ては、酸化防止剤、タレ防止剤、紫外線吸収剤、光安定
剤、表面調整剤、スリップ剤、触媒等が挙げられる。そ
の他の添加剤の配合量(質量基準)は、含フッ素樹脂
(B)の100部に対して、5〜150部程度の範囲か
ら適宜選定される。
【0029】また、本発明においては、含フッ素樹脂
(B)の耐候性能を損なわない範囲で、該含フッ素樹脂
(B)以外の他の樹脂、例えばポリエステル樹脂、アク
リル樹脂、エポキシ樹脂等を併用してもよい。
【0030】本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組成物は、
含フッ素樹脂(B)100質量部に対して、コアシェル
構造を有し平均粒子径が0.01〜2.5μmである粒
子(C)が0.1〜10質量部含まれてなることを特徴
とする。ここで平均粒子径とは、動的光散乱法により測
定した、重量平均粒子径である。
【0031】本発明におけるコアシェル構造とは、コア
(核)と、コアを形成する樹脂とは別の樹脂からなる1
層以上のシェル(殻)からなり、シェルは1層でも2層
以上でもよい。本発明におけるコアシェル構造を有する
粒子(C)は、シェルの少なくとも1層および/または
コアが、含フッ素ポリマー(A)からなることが必要で
ある。このような粒子(C)を用いることにより、本発
明の含フッ素粉体塗料組成物から形成される塗膜は、含
フッ素樹脂の卓越した耐候性および光沢を保ったまま、
耐衝撃性の優れたものとなる。
【0032】かかる効果をさらに高めるためには、コア
として軟質フッ素ポリマー、シェルとしてコアよりも高
硬度のポリマーが好ましい。軟質フッ素ポリマーとして
は、25℃での弾性率が、600MPa以下のポリマー
が好ましく、例えばテトラフルオロエチレン(以下、T
FEと記す。)とプロピレン(以下、Prと記す。)の
2元共重合体、ビニリデンフルオライド(以下、VdF
と記す。)とヘキサフルオロプロピレン(以下、HFP
と記す。)との2元共重合体、VdFとHFPとTFE
との3元共重合体、TFEとPrとエチレンとの3元共
重合体、含フッ素樹脂成分と含フッ素ゴム成分がブロッ
ク化されたブロック共重合体、含フッ素ゴム成分に含フ
ッ素樹脂成分がグラフト重合されたグラフト重合体など
が挙げられる。
【0033】コアよりも高硬度の樹脂としては、アクリ
ル系のポリマーが入手のし易さ、物性から好ましい。シ
ェルが2層以上の場合は、少なくとも最外層がコアより
も高硬度の樹脂であることが好ましい。アクリル系のポ
リマーとしては、公知のアクリル系モノマーの重合体ま
たは共重合体が挙げられる。かかるアクリル系モノマー
としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリ
ル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アク
リル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステル
類、フルオロアルキル(メタ)アクリル酸エステル類、
(メタ)アクリル酸アミド等の(メタ)アクリル酸アミ
ド類、アクリロニトリル等が挙げられる。
【0034】本発明における粒子(C)は公知のどのよ
うな方法でも製造することができる。たとえば、適当な
乳化剤を用いて水に分散したコアを形成する粒子(以
下、コア粒子とも記す。)の外殻にシェルを形成するモ
ノマーを乳化重合させるいわゆるシード重合が挙げられ
る。コア粒子自身も通常の乳化重合で製造することが好
ましい。コア粒子自身を乳化重合で製造した場合、重合
終了後の系に引き続きシェルを形成するモノマーを添加
してシード重合を行うことができる。この際、乳化剤を
さらに添加してもよい。コア粒子の大きさおよび粒子
(C)の大きさは添加する乳化剤の量で調整することが
できる。乳化剤量を増やすと粒子径は小さくなり、少な
くすると粒子径は大きくなる。
【0035】本発明における粒子(C)の大きさは、動
的光散乱法により測定した重量平均粒子径が0.01〜
2.5μmの範囲である必要があるが、充分な効果を得
るために、また塗膜の連続性を保つために0.05〜
2.0μmが好ましい。さらに好ましくは、0.1〜
1.5μmである。
【0036】また、含フッ素樹脂(B)が硬化性官能基
を有し、本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組成物中に硬化
剤を有する場合、粒子(C)の最外層は該硬化剤と反応
する官能基を有するポリマーであることが好ましい。こ
れにより、塗膜形成時に該硬化剤と粒子(C)の官能基
とが反応し、塗膜の物性は更に向上する。各種の官能基
を導入できるという点からも、粒子(C)の最外層はア
クリル系のポリマーであることが好ましい。
【0037】本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組成物にお
いて、含フッ素樹脂(B)100質量部に対して、粒子
(C)が0.1〜10質量部含まれていることが必要で
あるが、塗膜の耐衝撃性をさらに向上するために、該粒
子(C)が0.5〜10質量部含まれることが好まし
い。さらに好ましくは1〜8質量部、特に1〜6質量部
含まれることが好ましい。
【0038】本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組成物は、
公知の方法で製造することができる。たとえば、含フッ
素樹脂(B)、粒子(C)および必要であれば硬化剤、
顔料、その他の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機
で粗混合を行った後、二軸もしくは一軸の、またはプラ
ネタリータイプの押出機で熱溶融練合を行いクールロー
ルで冷延後、ピンミル等の回転剪断粉砕、ジェットミル
等の衝突型粉砕器を用いての粉砕等を行い、メッシュに
よる分級、エアセパレーター等の分級により目的とする
粉体状の含フッ素樹脂粉体塗料組成物を得るのが一般的
な製造方法である。
【0039】前記粉体の大きさは特に限定されないが、
50%体積平均粒子径として15〜200μmが好まし
く、さらに20〜150μmが好ましく、特に20〜1
00μmが好ましい。なお、50%体積平均粒子径と
は、各粒子径における体積占有率を累積させていったと
きに全体の50%占有率における粒子径である。
【0040】本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組成物は、
適当な粉体塗装装置を用いて塗装した後、一定温度雰囲
気下で焼き付け塗膜とすることができる。得られた塗膜
は含フッ素樹脂粉体塗料の持つ卓越した耐候性能および
光沢を維持しつつ、優れた耐衝撃性を有する。
【0041】本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組成物を用
いて、各種物品表面に卓越した耐候性能を有し、高光沢
でしかも耐衝撃性を有する塗膜を形成できる。各種物品
の材質としては、例えば、コンクリート、ALC(軽量
気泡コンクリート)、GRC(ガラス繊維強化コンクリ
ート)、CFRC(カーボン繊維強化コンクリート)、
石、スレート、ガラス等の無機材、アクリル樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂
等の樹脂やゴムなどの有機材、アルミニウム、銅、真
鍮、チタン、鉄、ステンレス鋼、亜鉛鋼板、鋼板等の金
属材、木材、さらにはFRP(ガラス繊維強化合成樹
脂)、CFRP(カーボン繊維強化合成樹脂)等の有機
無機複合材などが挙げられる。
【0042】本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組成物は、
これらの材質からなる物品に直接塗装してもよく、また
プライマー等の表面処理を施した後、または下塗り等を
した後に塗装してもよい。直接塗装したときに密着性が
不充分な材質には、サンディング等の表面処理、下塗り
処理を施した後に塗装することが好ましい。
【0043】本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組成物は、
例えば、以下のような物品の表面に塗装される。該物品
としては、例えば、自動車、電車、ヘリコプター、船、
自転車、雪上車、ロープウェイ、リフト、フォバークラ
フト、自動二輪車等の輸送用機器、サッシュ、シャッタ
ー、貯水タンク、ドア、バルコニー、建築用外板パネ
ル、屋根材、階段、天窓、コンクリート塀等の建築用部
材、建築物外壁、ガードレール、歩道橋、防音壁、標
識、高速道路側壁、鉄道高架橋、橋梁等の道路部材、タ
ンク、パイプ、塔、煙突等のプラント部材、ビニールハ
ウス、温室、サイロ、農業用シート等の農業用設備、電
柱、送電鉄塔、パラボラアンテナ等の通信用設備、電気
配線ボックス、照明器具、エアコン屋外器、洗濯機等の
電気機器、およびそのカバー、モニュメント、墓石、舗
装材、風防シート、防水シート、建築用養生シート等が
挙げられる。
【0044】なお、本発明における粒子(C)は、含フ
ッ素樹脂を主成分とする粉体塗料以外の他の粉体塗料、
例えばポリエステル系粉体塗料、アクリル系粉体塗料、
エポキシ系粉体塗料等に添加しても、耐衝撃性の改良効
果を有しており、これら他の粉体塗料からなる通常の粉
体塗料組成物にも適用できる。ただし、該通常粉体塗料
組成物からなる塗膜は、本発明における含フッ素樹脂の
卓越した耐候性能および光沢を達成できないものであ
る。
【0045】
【実施例】本発明をより詳細に説明するため以下に実施
例を示す。[例1]〜[例4]は合成例、[例5]、
[例6]は実施例、[例7]〜[例11]は比較例であ
る。なお以下の例において部、%は特に規定のない限り
質量基準で示す。
【0046】[例1]内容積2.5Lのステンレス製撹
拌機付きオートクレーブにイオン交換水の860g、ア
リルグリシジルエーテルの35g、tert−ブチルア
ルコールの46.6gおよび炭酸カリウムの26.2g
を仕込み、真空ポンプによる脱気、窒素ガスによる加圧
を繰り返して空気を除去した。次いで、テトラフルオロ
エチレンの72g、プロピレンの1.1gおよびエチレ
ンの1.4gを導入した後、オートクレーブを加温し
て、オートクレーブ内の温度を70℃とした。この時点
で、圧力1.34MPaであった。その後、過硫酸アン
モニウムの25%水溶液2mLを添加し、重合を開始さ
せ、重合の進行に伴い過硫酸アンモニウム25%水溶液
の30ccを8時間かけて連続的に加えた。また、重合
の進行に伴い、オートクレーブ内の圧力を保つように、
テトラフルオロエチレン/プロピレン/エチレン(50
/25/25モル%)の混合ガスを導入した。8時間
後、過硫酸アンモニウム25%水溶液の供給を停止した
時点で、前記混合ガスは合計250.5g導入された。
混合ガスの供給を停止し、オートクレーブを水冷して室
温に達した後、未反応モノマーをパージした。オートク
レーブを解放して固形分濃度38%の水性分散液を得
た。
【0047】この水性分散液を、撹拌装置付きの5Lの
ガラス製フラスコに移し、さらに、n−ブチルメタクリ
レートの50g、tert−ブチルメタクリレートの3
2g、ヒドロキシエチルメタクリレートの12g、イオ
ン交換水の90gおよびラウリル硫酸ナトリウムの0.
09gとニューコール1120(商品名:日本乳化剤社
製のノニオン系乳化剤)の0.5gとの乳化剤混合液を
添加した。次いで、該フラスコ内を窒素ガス置換し、6
5℃に加温した。窒素ガス雰囲気下で過硫酸アンモニウ
ムを0.2g加え、5時間加熱撹拌を行って重合した。
次いで、室温まで冷却後、1規定の塩酸をpHが3にな
るまで添加して、重合した粒子を凝集させ、イオン交換
水で洗浄を繰り返した後、40℃で乾燥してコアシェル
粒子Pを得た。このコアシェル粒子Pの重量平均粒子径
を、大塚電子社製レーザーゼータ電位計ELS−800
0を使用して、動的光散乱法により測定したところ0.
5μmであった。
【0048】[例2]例1の乳化剤混合液を、ラウリル
硫酸ナトリウムの0.09gおよびニューコール112
0(商品名:日本乳化剤社製のノニオン系乳化剤)の1
0gの乳化剤混合液に代える以外は、例1と同様に操作
して平均粒子径0.04μmのコアシェル粒子Qを得
た。
【0049】[例3]例1の乳化剤混合液を、ラウリル
硫酸ナトリウムの0.09gおよびニューコール112
0(商品名、日本乳化剤社製のノニオン系乳化剤、)の
0.02gの乳化剤混合液に代える以外は、例1と同様
に操作して平均粒子径3μmのコアシェル粒子Rを得
た。
【0050】[例4:含フッ素樹脂の合成]撹拌機が装
着された内容積3Lのステンレス鋼製耐圧反応器に、キ
シレンの1000g、シクロヘキシルビニルエーテル
(CHVE)の350g、エチルビニルエーテル(EV
E)の50g、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル
(HBVE)の100g、炭酸カルシウムの10gおよ
びパーブチルパーピバレート(PBPV)の0.7gを
仕込み、液体窒素による固化・脱気により液中の溶存酸
素を除去した。次いで、クロロトリフルオロエチレン
(CTFE)の500gを導入した後、徐々に昇温し、
温度65℃に維持して重合反応を行った。10時間後に
反応器を水冷して反応を停止した。この反応液を室温ま
で冷却した後、未反応モノマーをパージし、得られた反
応液を珪藻土で濾過して未溶解固形物を除去し、固形分
濃度50%の含フッ素共重合体の溶液を得た。この溶液
を減圧乾燥することにより、固形の含フッ素共重合体を
得た。該含フッ素共重合体のガラス転移温度は55℃で
あり、水酸基価は38mgKOH/gであった。
【0051】[例5]例4で得た含フッ素共重合体の5
80g、CreanovaB1530(商品名:Deg
ssa社製、IPDIを主骨格としたE−CAPでブロ
ックされたポリイソシアネート樹脂)の110g(ポリ
イソシアネート樹脂中のNCO/含フッ素共重合体A中
のOH=1.0)、ベンゾインの4g、BYK−364
P(商品名:BYK−Chemie社製アクリル酸オリ
ゴマー系レベリング剤)の10g、および例1で得たコ
アシェル粒子Pの50gを高速ミキサー内に投入し1分
間混合後、120℃に温度調整した2軸練合機(Pri
sm社製)で混練を行い、吐出された混練物を冷却ロー
ルで冷延後、ジョークラッシャーで解砕を行った後にピ
ンミルを用いて粉砕し、150メッシュの網で分級を行
い、50%体積平均粒子径35μmの含フッ素樹脂粉体
塗料組成物を得た。
【0052】得られた含フッ素樹脂粉体塗料組成物を粉
体塗料静電塗装機(ランズバーグ社製のPG−1塗装
機)を用いて、80g/分の吐出量、−60kvの荷電
圧で50μmの塗膜厚になるように、クロメート処理を
行ったアルミニウム板の表面に塗装および焼付けを行っ
て塗膜を形成した。なお、焼付けは熱風循環式乾燥機を
用いて200℃の雰囲気中で20分間行った。塗膜の外
観評価は、塗膜表面の60度鏡面光沢値および20度鏡
面光沢値測定にて行った。塗膜物性としては、JIS
K5400の破断距離法によるエリクソン値(塗膜に割
れが発生する押出距離)およびJIS K5400のデ
ュポン式による耐衝撃性の評価(塗膜に割れまたは剥が
れが発生しない最大落下高さ)を行った。また、耐候性
評価としては、サンシャインウエザオメーターで促進耐
候性試験5000時間後の塗膜の60度鏡面光沢値の保
持率を測定した。評価結果は表1にまとめて示した。
【0053】[例6]例5において、コアシェル粒子P
をコアシェル粒子Qに代える以外は、例5と同様に操作
して、50%体積平均粒子径35μmの含フッ素樹脂粉
体塗料組成物を得た。該組成物を用いて例5と同様に操
作して塗膜の形成、塗膜の評価を行った。評価結果は表
1にまとめて示した。
【0054】[例7]例5において、コアシェル粒子P
の量を2gに代える以外は、例5と同様に操作して、5
0%体積平均粒子径35μmの含フッ素樹脂粉体塗料組
成物を得た。該組成物を用いて例5と同様に操作して塗
膜の形成、塗膜の評価を行った。評価結果は表1にまと
めて示した。
【0055】[例8]例5において、コアシェル粒子P
の量を130gに代える以外は、例5と同様に操作し
て、50%体積平均粒子径35μmの含フッ素樹脂粉体
塗料組成物を得た。該組成物を用いて例5と同様に操作
して塗膜の形成、塗膜の評価を行った。評価結果は表1
にまとめて示した。
【0056】[例9]例5において、コアシェル粒子P
の50gを、スタフィロイドAC4030(商品名:ガ
ンツ化成社製、非フッ素系のコアシェル構造を有する粒
子)の50gに代える以外は、例5と同様に操作して、
50%体積平均粒子径35μmの含フッ素樹脂粉体塗料
組成物を得た。該組成物を用いて例5と同様に操作して
塗膜の形成、塗膜の評価を行った。評価結果は表1にま
とめて示した。
【0057】[例10]例5において、コアシェル粒子
Pを用いないこと以外は、例5と同様に操作して、50
%体積平均粒子径35μmの含フッ素樹脂粉体塗料組成
物を得た。該組成物を用いて例5と同様に操作して塗膜
の形成、塗膜の評価を行った。評価結果は表1にまとめ
て示した。
【0058】[例11]例5において、コアシェル粒子
Pの代わりにコアシェル粒子Rを用いること以外は、例
5と同様に操作して、50%体積平均粒子径35μmの
含フッ素樹脂粉体塗料組成物を得た。該組成物を用いて
例5と同様に操作して塗膜の形成、塗膜の評価を行っ
た。評価結果は表1にまとめて示した。
【0059】
【表1】
【0060】
【発明の効果】本発明の含フッ素樹脂粉体塗料組成物に
より、公知乃至周知の粉体塗装装置を用いて、各種物品
表面に塗装し、通常は適宜焼き付けすることで、塗膜を
形成できる。該塗膜は、含フッ素樹脂の持つ卓越した耐
候性能、および光沢を維持したまま、耐衝撃性が改良さ
れたものとなる。またエリクソン値に代表されるような
強度が大きいものとなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F100 AB10 AK17A AT00B BA02 CC00A DE01A 4J038 CD091 CP061 MA02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】含フッ素樹脂(B)を主成分とする含フッ
    素樹脂粉体塗料組成物において、含フッ素樹脂(B)1
    00質量部に対して、下記の粒子(C)が0.1〜10
    質量部含まれてなることを特徴とする含フッ素樹脂粉体
    塗料組成物。粒子(C):コアと1層以上のシェルとか
    らなるコアシェル構造を有する平均粒子径が0.01〜
    2.5μmの粒子であり、かつシェルの少なくとも1層
    および/またはコアが含フッ素ポリマー(A)からなる
    粒子である。ただし、平均粒子径とは、動的光散乱法に
    より測定した重量平均粒子径である。
  2. 【請求項2】塗膜を有する物品であって、該塗膜が請求
    項1に記載の含フッ素樹脂粉体塗料組成物から形成され
    てなる物品。
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