JP2003221549A - 熱硬化型粉体塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 付着性、耐食性に優れた粉体塗膜が形成でき
る粉体塗料を提供する。 【構成】 下記成分 （Ａ）カルボキシル基含有熱硬化型ポリエステル樹脂 １００重量部 （Ｂ）カルボキシル基と反応する官能基を含有するポリエポキシド、ヒドロキシ アルキルアミドなどの硬化剤 ３〜１５０重量部 （Ｃ）上記ポリエステル樹脂（Ａ）を除くカルボン酸化合物を上記（Ａ）＋（Ｂ ）の合計量１００重量部に対し、 ０．０１〜２０重量部 含有してなることを特徴とする熱硬化型粉体塗料組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、特に非鉄金属素材へ
の密着性および耐食性に優れた熱硬化型粉体塗料組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】 粉体塗料はＶＯＣの排出が
なく、使用効率が高いという環境対応および省資源に極
めて優れた塗料である。しかしながら、粉体塗料は薄塗
りが困難であり厚膜塗装となるために、塗膜硬化時に収
縮応力を生じ、素材表面との密着性に問題を生じること
がある。また、長時間の耐水、耐湿条件下での密着性は
不十分であり、同様に耐食性も不十分である。

【０００３】

【課題を解決するための手段】 本発明者等は、上記の
欠陥を解消する為に、鋭意研究を重ねた結果、特定の熱
硬化型粉体塗料組成物が金属素地との付着性および耐食
性が良好で、しかも薄膜でも平滑性の優れたものである
ことを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００４】すなわち、本発明は、 １、 下記成分 （Ａ）カルボキシル基含有熱硬化型ポリエステル樹脂 １００重量部 （Ｂ）カルボキシル基と反応する官能基を含有する硬化剤 ３〜１５０重量部 （Ｃ）上記ポリエステル樹脂（Ａ）を除くカルボン酸化合物を上記（Ａ）＋（Ｂ ）の合計量１００重量部に対し、０．０１〜２０重量部 を含有してなることを特徴とする熱硬化型粉体塗料組成
物、 ２、硬化剤（Ｂ）が、ポリエポキシドである上記の熱硬
化型粉体塗料組成物、 ３、硬化剤（Ｂ）が、ヒドロキシアルキルアミドである
上記の熱硬化型粉体塗料組成物に関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】 以下に、本発明の熱硬化型粉体
塗料組成物について詳細に説明する。

【０００６】本発明で使用するポリエステル樹脂（Ａ）
は、該熱硬化型粉体塗料組成物で使用される基体樹脂で
あって、焼付け時に基体樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）とが
反応して硬化塗膜を形成するものである。

【０００７】該ポリエステル樹脂（Ａ）は、数平均分子
量４００〜２０，０００、特に１，０００〜１５，００
０の範囲のものが好ましい。数平均分子量が４００未満
になると塗膜性能が低下し、一方２０，０００を超える
と塗膜の平滑性が低下するので好ましくない。また、該
樹脂の軟化温度は３０〜１４０℃、特に３５〜１００℃
の範囲のものが好ましい。軟化温度が３０℃未満になる
と粉体塗料の貯蔵中に粉体粒子同士が融着し塗膜にブツ
を発生する原因となるので好ましくない、一方、１４０
℃を超えると塗膜の平滑性が低下するので好ましくな
い。

【０００８】該ポリエステル樹脂（Ａ）は、樹脂酸価で
１０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇ、特に２０〜１５０ｍｇＫ
ＯＨ／ｇの範囲が好ましい。樹脂酸価が１０ｍｇＫＯＨ
／ｇ未満になると硬化性が低下して、耐水性、耐食性な
どが低下し、一方、２００ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると塗
膜の親水性が強くなるので耐水性、耐食性が低下する。

【０００９】該カルボキシル基含有ポリエステル系樹脂
（Ａ）としては、例えば（無水）フタル酸、イソフタル
酸、テレフタル酸、イソフタル酸ジメチル、テレフタル
酸ジメチル、ヘキサヒドロ（無水）フタル酸、テトラヒ
ドロ（無水）フタル酸等の芳香族又は脂環族ジカルボン
酸と（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレン
グリコール、ブチレングリコール、ブチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオー
ル、ジメチルプロピオン酸等の２価アルコール、必要に
応じて安息香酸等のモノカルボン酸、（無水）トリメリ
ット酸等の３価以上のカルボン酸、トリメチロールエタ
ン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリ
スリットール等の３価以上のアルコールとを上記した酸
価の範囲になるように適宜反応させて得られる樹脂が挙
げられる。

【００１０】硬化剤（Ｂ）は、上記したポリエステル樹
脂（Ａ）のカルボキシル基と反応して硬化塗膜を形成す
るエポキシ基、アミド基などを有するものである。具体
的には、例えば、ポリエポキシド、ヒドロキシアルキル
アミド、トリグリシジルイソシアヌレートなどを使用す
ることが好ましい。

【００１１】ポリエポキシドとしては、融点約５０〜１
４０℃、エポキシ当量約２００〜６０００、及び平均分
子量約９００〜１００００の範囲のものが好適である。

【００１２】ポリエポキシドとしては、具体的には、商
品名として、例えば、エピコ−ト１００２、同左１００
４、同左１００７（以上、油化シェルエポキシ（株）社
製）、アラルダイトＧＹ−６０８４、同左６０９７（チ
バ・ガイギ−社製）、ＤＥＲ−６６２、同左６６４、同
左６６７（ダウ・ケミカル社製）等のビスフェノ−ル〜
エピクロルヒドリン型エポキシ樹脂、ＥＰＰＮ−２０
１、同左２０２、ＥＯＣＮ−１０２０、同左１０２Ｓ
（以上、日本化薬（株）社製）等のノボラック型エポキ
シ樹脂、ビニル系重合体（例えば、グリシジル（メタ）
アクリレ−ト、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル
（メタ）アクリレ−ト等のエポキシ基含有不飽和モノマ
−のラジカル同重合体、及び必要に応じて、例えば、メ
チル（メタ）アクリレ−ト、エチル（メタ）アクリレ−
ト、シクロヘキシル（メタ）アクリレ−ト等の（メタ）
アクリル酸のアルキル又はシクロアルキルエステル類、
ヒドロキシエチル（メタ）アクリレ−ト等の水酸基含有
不飽和モノマ−類、スチレン等の芳香族化合物類、（メ
タ）アクリロニトリル等のニトリル化合物類等のその他
の不飽和モノマ−とのラジカル共重合体等）等が挙げら
れる。

【００１３】ヒドロキシアルキルアミドとしては、β−
ヒドロキシエチルアジパミド、商品名としては、例え
ば、エムス社製のＸＬ−５５２などが挙げられる。

【００１４】硬化剤（Ｂ）の配合割合は、ポリエステル
樹脂１００重量部に対して３〜１５０重量部、特に４〜
１００重量部の範囲が好ましい。３重量部未満になると
硬化性が低下するので耐水性、耐食性などの塗膜性能が
低下し、一方、１５０重量部を超えると未硬化の硬化剤
成分が塗膜中に残るので塗膜の加工性、耐水性、耐食性
などの塗膜性能が低下するので好ましくない。

【００１５】カルボン酸化合物（Ｃ）としては、上記し
たポリエステル樹脂（Ａ）を除く樹脂、化合物が挙げら
れる。具体的には、例えば、ドデカン２酸、アジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸およびこれらの無水物な
どの脂肪族酸などがあげられる。これらは１種もしくは
２種以上が使用できる。

【００１６】該カルボン酸化合物（Ｃ）の配合割合は、
樹脂（Ａ）及び（Ｂ）の合計量１００重量部当たり、
０．０１〜２０重量部、特に０．１〜１５重量部の範囲
である。配合割合が０．０１重量部未満になると耐食性
が低下し、一方、２０重量部を超えると塗膜の硬化性が
低下し耐水試験後に変色しやすくなるので好ましくな
い。

【００１７】本発明の粉体塗料組成物において、上記
（Ａ）〜（Ｃ）成分以外に必要に応じて有機着色顔料、
無機着色顔料、充填剤、硬化触媒、紫外線安定剤、紫外
線吸収剤、流動性調整剤、ハジキ防止剤等が配合でき
る。

【００１８】本発明の粉体塗料組成物は、例えば、従来
からの方法、例えば、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を配合し
ミキサ−でドライブレンドした後、加熱溶融混練し、冷
却、粗粉砕、微粉砕、濾過により製造できる。

【００１９】本発明の粉体塗料組成物は、平均粒子径１
０〜１５０μm、特に塗面平滑性の観点から１５〜１２
０μmの範囲が好ましい。

【００２０】本発明の粉体塗料組成物は、粒度分布の標
準偏差５〜４０μm、特に塗装作業性の観点から１０〜
３０μmの範囲が好ましい。

【００２１】本発明の粉体塗料組成物は、最低溶融粘度
が０．１〜２００Ｐａ・ｓ、特に塗面平滑性の観点から
５〜１００Ｐａ・ｓの範囲が好ましい。

【００２２】なお、平均粒径と標準偏差は粒度分布計に
よって求めることができる。粒度分布の測定としては、
レーザー散乱回折、電気抵抗法、光透過法、沈降法、画
像解析法などがあげられる。

【００２３】本発明の粉体塗料組成物は、例えば亜鉛、
アルミニウム、マグネシウムおよびこれらの合金、メッ
キ鋼板などの如く、鉄以外の金属を基材とする被塗物に
塗装することが好ましい。これらの金属基材は冷間圧
延、熱間圧延、鋳型成形、研削、酸洗浄などで処理され
ていても差し支えない。さらに具体的には、建築材料、
電気製品、事務用機器、自動車の車体、外板および部品
などがあげられる。本発明のにおいては、これらの非鉄
金属材料は、りん酸塩またはクロム酸塩などでその表面
をあらかじめ化成処理しておくことが好ましい。

【００２４】本発明の粉体塗料組成物は、被塗物に粉体
塗装し、焼付け（例えば、約１６０℃の温度では約３０
分間、約１８０℃では約１５分間）によって硬化塗膜を
形成することができる。

【００２５】静電粉体塗装は、それ自体公知の方法、例
えば、静電粉体塗装、摩擦帯電粉体塗装等で行うことが
好ましい。塗装膜厚は、特に制限されないが、約２０μ
ｍ〜２００μｍ、特に約３０μｍ〜１５０μｍの範囲が
好適である。

【００２６】本発明の粉体塗料組成物により形成された
硬化塗膜表面には、更に、着色塗料またはクリヤ−塗料
などの上塗塗料を塗装しても良い。

【００２７】

【発明の効果】 本発明の粉体塗料組成物は上記した構
成を有することから、次のような効果を発揮する。 １）非鉄金属素材面との付着性がすぐれている。 ２）該粉体塗料組成物を塗装した被塗物の耐食性がすぐ
れている。 ３）該粉体塗料組成物には、クロム酸系防錆顔料などの
公害発生物質を含んでいないので、安全性が向上する。

【００２８】

【実施例】次に、本発明に関する実施例および比較例に
ついて説明する。部及び％は、いずれも原則として重量
である。

【００２９】実施例１ カルボン酸基含有ポリエステル樹脂（ファインディック
Ｍ８８６０（大日本インキ化学工業株式会社製、商品
名、軟化温度１１３℃、酸価３５ｍｇＫＯＨ／ｇ））７
０部、ポリエポキシド硬化剤（エピコート１００２（油
化シェルエポキシ株式会社製、商品名、ビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂））３０部、カルボン酸化合物（ドデ
カン２酸） １０部、ＪＲ６０３（テイカ株式会社製、
酸化チタン））４０部を混合し、エクストルーダによっ
て溶融混練し、冷却後、アトマイザーによって微粉砕
し、１５０メッシュで濾過して実施例１のポリエステル
樹脂粉体塗料を製造した。

【００３０】実施例２ カルボン酸基含有ポリエステル樹脂（ファインディック
Ｍ８９６２（大日本インキ化学工業株式会社製、商品
名、軟化温度１１２℃、酸価３５ｍｇＫＯＨ／ｇ））９
５部、ヒドロキシアルキルアミド硬化剤（ ＸＬ−５５
２（商品名、エムス社製、β−ヒドロキシエチルアジパ
ミド））５部、カルボン酸化合物（ドデカン２酸） １
０部、ＪＲ６０３（テイカ株式会社製、酸化チタン））
４０部を混合し、エクストルーダによって溶融混練し、
冷却後、アトマイザーによって微粉砕し、１５０メッシ
ュで濾過して実施例２のポリエステル樹脂粉体塗料を製
造した。

【００３１】実施例３ 実施例１において、カルボン酸化合物としてセバシン酸
１０部使用する以外は実施例１と同様にして実施例３
のポリエステル樹脂粉体塗料を製造した。

【００３２】比較例１ 実施例１において、カルボン酸化合物（Ｃ）成分を使用
しない以外は実施例１と同様にして比較例１のポリエス
テル樹脂粉体塗料を製造した。

【００３３】比較例２ 実施例２において、カルボン酸化合物（Ｃ）成分を使用
しない以外は実施例２と同様にして比較例２のポリエス
テル樹脂粉体塗料を製造した。

【００３４】比較例３ 実施例１において、カルボン酸化合物（ドデカン２酸）
２５部使用する以外は実施例１と同様にして比較例３
のポリエステル樹脂粉体塗料を製造した。

【００３５】塗膜作成条件 上記した実施例及び比較例の粉体塗料をクロム酸クロメ
ート（ＡＬ−１０００：日本パーカライジング社製、商
品名）化成処理を施したアルミニウム鋳造板（ＡＣ４Ｃ
板、横×縦×厚み＝７０×１５０×１０ 単位ｍｍ）に
硬化膜厚50μｍになるように静電粉体塗装し、１８０℃
３０分間加熱して塗膜を形成した。得られたそれぞれの
焼付け塗板について種々の試験を行なった。

【００３６】実施例及び比較例の試験結果を表１に示
す。

【００３７】

【表１】表１

【００３８】試験方法 仕上り外観：塗膜の仕上り外観をツヤ感、平滑感から次
の基準で評価した。

【００３９】○：良好、△：やや不良、×：不良 付着性：カッターナイフで塗膜を素地に達するようにク
ロスカットし、大きさ１ｍｍ×１ｍｍのゴバン目を１０
０個作り、その表面に粘着セロハンテ−プを貼付し、２
０℃でそのテ−プを急激に剥離したのちの残存ゴバン目
塗膜数を調べた。○は残存塗膜数１００個、△は残存塗
膜数９９〜７０個、×は残存塗膜数６９個以下を示す。

【００４０】耐水性：４０℃の水に２４０時間浸漬し、
引上げ直後の塗面を目視で評価し、ついで１時間室温で
乾燥してから塗面状態、付着性性を調べた。塗面状態は
目視評価で○は全く異常なし、△は変色少しあり、×は
変色多くありを示す。付着性は上記と同様に行い評価し
た。

【００４１】耐食性：塗膜を素地に達するようにクロス
カットし、ソルトスプレ−（ＪＩＳＫ５４００−９．
１）で１０００時間試験し、ついで水洗乾燥してから、
クロスカット部分に粘着セロハンテ−プを貼付し、２０
℃でそのテ−プを急激に剥離したのちのカット部からの
塗膜の剥離巾（片側）又はフクレ巾を調べた。◎は０．
５ｍｍ以内、○は１ｍｍ以内、△は３ｍｍ以上、×は１
０ｍｍ以上を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記成分 （Ａ）カルボキシル基含有熱硬化型ポリエステル樹脂 １００重量部 （Ｂ）カルボキシル基と反応する官能基を含有する硬化剤 ３〜１５０重量部 （Ｃ）上記ポリエステル樹脂（Ａ）を除くカルボン酸化合物を上記（Ａ）＋（Ｂ ）の合計量１００重量部に対し、０．０１〜２０重量部 含有してなることを特徴とする熱硬化型粉体塗料組成
   物。
2. 【請求項２】硬化剤（Ｂ）が、ポリエポキシドであるこ
   とを特徴とする請求項１の熱硬化型粉体塗料組成物
3. 【請求項３】硬化剤（Ｂ）が、ヒドロキシアルキルアミ
   ドであることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱硬
   化型粉体塗料組成物。