JP2003277690A

JP2003277690A - メタリック粉体塗料用光輝顔料の表面処理方法

Info

Publication number: JP2003277690A
Application number: JP2002086209A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Okazaki; 晴彦岡崎; Yoshiaki Yamamoto; 義明山本; Akiko Tagami; 明子田上; Masahiro Nakamura; 昌博中村; Kenji Kawazu; 健司河津
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK; Toyota Motor Corp
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK; Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP4104358B2

Abstract

(57)【要約】【課題】平滑で、穴などの欠陥がなく、しかも光輝顔
料と粉体塗料樹脂粒子の帯電性の相違も解消された塗膜
が得られる、メタリック粉体塗料用光輝顔料の表面処理
方法を提供する。【解決手段】（１）合成樹脂（Ａ）を有機溶媒（Ｂ）
中に溶解させる工程、（２）光輝顔料を有機溶媒（Ｂ）
中に分散させる工程、（３）上記（１）の工程で得られ
た溶解液を撹拌しながら、その中に上記（２）の工程で
得られた分散液を加え、混合する工程、（４）上記
（３）の工程で得られた混合物を、撹拌している水中に
徐々に加え、相転換させ、有機溶媒（Ｂ）を水中に抽出
し、合成樹脂層を有する光輝顔料分散液を形成させる工
程、（５）上記（４）の工程で得られた光輝顔料を水と
有機溶媒（Ｂ）の混合液から分離して、乾燥させる工
程、を含むメタリック粉体塗料用光輝顔料の表面処理方
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、メタリック粉体塗
料用光輝顔料の表面処理法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、粉体塗料用光輝顔料
を、完全に架橋した樹脂で被覆し、粉体塗料の樹脂粒子
とボンディングしたり、樹脂粒子を光輝顔料に付着させ
る方法がある。

【０００３】この方法は、粉体塗料の塗装方法である静
電塗装機で、粉体塗料の樹脂粒子と混合されている光輝
顔料を帯電させ、塗装するには、十分である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法によると、粉体塗料に使用している樹脂成分と光輝
顔料の表面処理に使用している樹脂組成物とが全く異な
り、特に架橋して硬化しているような樹脂表面には、粉
体塗料の樹脂の湿潤、平滑性が劣り、塗膜に凹凸が発生
しやすい。

【０００５】また、光輝顔料、特にメタリック塗膜に使
用するアルミニウム顔料は、耐薬品性が劣り、この解決
策として樹脂層で均一に欠陥なく被覆することが必要で
あるが、従来の技術では、薄い膜厚で穴などの欠陥の多
い状態にしか加工できない。

【０００６】更に、光輝顔料と粉体塗料の樹脂粒子の帯
電性が異なる等の問題点があった。

【０００７】従って、本発明の目的は、平滑な塗膜が得
られ、穴などの欠陥がなく、しかも、光輝顔料と粉体塗
料樹脂粒子の帯電性の相違も解消された、メタリック粉
体塗料用光輝顔料の表面処理方法を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を達成するため、鋭意研究を行った結果、上記の課題を
解決し、粉体塗料の樹脂の湿潤、平滑性に優れ、塗膜欠
陥の生じない塗膜が得られることを見出した。

【０００９】即ち、本発明のメタリック粉体塗料用光輝
顔料の表面処理方法は、（１）塗膜形成主要素である合
成樹脂（Ａ）を、該合成樹脂（Ａ）を溶解する有機溶媒
（Ｂ）中に溶解させる工程、（２）光輝顔料を有機溶媒
（Ｂ）中に分散させる工程、（３）上記（１）の工程で
得られた合成樹脂（Ａ）の溶解液を撹拌しながら、上記
（２）の工程で得られた光輝顔料の分散液を、該合成樹
脂（Ａ）の溶解液中に加え、混合する工程、（４）上記
（３）の工程で得られた混合物を、撹拌している水中に
徐々に加え、相転換させ、有機溶媒（Ｂ）を水中に抽出
し、合成樹脂層を有する光輝顔料分散液を形成させる工
程、（５）上記（４）の工程で得られた合成樹脂層を有
する光輝顔料分散液中の合成樹脂層を有する光輝顔料
を、水と有機溶媒（Ｂ）の混合液から分離して、乾燥さ
せる工程、を含む。

【００１０】また、別の態様として、メタリック粉体塗
料用光輝顔料の表面処理方法は、上記（４）の工程にお
いて、上記（３）の工程で得られた混合物１重量部を、
撹拌している５〜１００重量部の水中に徐々に加え、相
転換させることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の製造方法においては、塗
膜形成主要素である合成樹脂（Ａ）として、従来から粉
体塗料の製造に用いられている樹脂を特に制限なく用い
ることができる。そのような合成樹脂の具体例として
は、アルキド樹脂、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、
ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ブロックイソシアネ
ート樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、アミド樹脂、Ａ
ＢＳ樹脂、ノボラック樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラー
ル樹脂、ケトン樹脂等を挙げることができる。

【００１２】また、塗膜形成主要素である合成樹脂
（Ａ）が熱硬化性樹脂である場合には、合成樹脂（Ａ）
として、上記で例示した樹脂（主剤）に対する硬化剤を
併用することができる。そのような硬化剤としては、例
えば、アミド化合物、酸無水物、二塩基酸、グリシジル
化合物、アミノプラスト樹脂、ブロックイソシアネート
などを挙げることができ、代表的な硬化剤としては、ジ
シアンジアミド、酸ヒドラジド、トリグリシジルイソシ
アヌレート、イソホロンジイソシアネートブロック体な
どを挙げることができる。例えば、二塩基酸としては、
アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、
１，１０−デカンジカルボン酸、１，１２−ドデカンジ
カルボン酸、１，２０−エイコサンジカルボン酸、ヘキ
サヒドロフタル酸、マレイン酸、フタル酸、シクロヘキ
セン１，２−ジカルボン酸等を挙げることができる。

【００１３】本発明の製造方法においては、合成樹脂
（Ａ）を溶解する有機溶媒（Ｂ）として、樹脂等を溶解
する通常の有機溶媒を使用することができる。

【００１４】本発明の製造方法においては、上記合成樹
脂（Ａ）を溶解する有機溶媒（Ｂ）として、キシレン、
トルエン等の芳香族炭化水素系有機溶媒、酢酸ブチル、
酢酸エチル等のエステル類、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン類、エチレングリコール
モノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエ
ーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエ
ーテル類などを好適に使用することができる。

【００１５】本発明の製造方法においては、従来から溶
剤型塗料の製造方法で用いられている製造方法と同じ方
法によって調製された、塗膜形成主要素である上記合成
樹脂（Ａ）の少なくとも１種及び該合成樹脂（Ａ）を溶
解する有機溶媒（Ｂ）を含有する塗料組成物（樹脂溶
液）、あるいは複数のそれらの塗料組成物を任意の比率
で混合して得た塗料組成物を用いることができる。

【００１６】本発明の製造方法においては、上記の塗料
組成物は、塗膜形成副要素及び／又は顔料を含有するこ
とができる。

【００１７】塗膜形成副要素として、通常の塗料用添加
剤である可塑剤、硬化促進剤、架橋促進触媒、表面調整
剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、流動性調整
剤、垂れ防止剤、消泡剤等を用いることができる。

【００１８】また、顔料として、着色顔料や防錆顔料、
その他の機能を与えるための顔料を用いることができ
る。着色顔料としては、黄色酸化鉄、チタン黄、ベンガ
ラ、酸化チタン、亜鉛華、リトポン、鉛白、硫化亜鉛、
酸化アンチモン等の無機系顔料や、ハンザイエロー５
Ｇ、パーマネントエローＦＧＬ、フタロシアニンブル
ー、インダンスレンブルーＲＳ、パーマネントレッドＦ
５ＲＫ、ブリリアントファーストスカーレットＧ、パリ
オゲンレッド３９１０等の有機顔料等を用いることがで
きる。

【００１９】これら着色顔料の添加量は、通常ＰＷＣで
０．５％〜６０％程度であるが、クリヤー塗料の様に全
く添加しない場合もある。

【００２０】ここで、ＰＷＣとは Pigment Weight Conc
entration （顔料重量濃度）のことであり、下記の式に
より算出される。

【００２１】ＰＷＣ＝［（含有顔料重量％）／（全塗料
固形分重量％）］×１００これらの顔料の添加量が多い
場合には、特に吸油量の高い顔料を用いる場合には、そ
のような塗料を用いて塗膜を形成すると、塗膜の平滑性
が損なわれる傾向がある。

【００２２】その他に、塗膜の光沢値を調節したり、塗
膜の堅さを調節したりする目的で、体質顔料として、硫
酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、クレー、
シリカ粉、微粉珪酸、珪藻土、タルク、塩基性炭酸マグ
ネシウム、アルミナホワイト等を添加することもでき
る。また、ツヤ調整の方法としてツヤ消し用顔料を加え
ることも可能であり、塗料に通常使用されるコロイダル
シリカ、アルミナ、タルク等が使用できる。

【００２３】本発明の製造方法においては、従来から用
いられている溶剤型塗料と同じ調製方法で原料樹脂溶液
（塗料組成物）、あるいは原色塗料組成物を調製する。
この原料樹脂溶液あるいは原色塗料組成物を組み合わせ
て必要な色、塗膜性能が得られるように塗料組成物を調
製する。

【００２４】本発明において、塗膜形成主要素である合
成樹脂を溶解する有機溶媒中に該合成樹脂を溶解させ、
別に光輝顔料を該有機溶剤に分散させ、該合成樹脂の溶
解液を撹拌しながら、光輝顔料の分散液を混合し、混合
物を撹拌している水中に徐々に加え、相転換させ、該有
機溶媒を水中に抽出し、合成樹脂層を有する光輝顔料分
散液から合成樹脂層を有する光輝顔料を、水と有機溶媒
の混合液から分離し、乾燥させてなる。

【００２５】ここで、合成樹脂の溶解液と光輝顔料の分
散液の混合物を水中に徐々に加えて相転換させるが、前
記混合物1重量部にたいし、５〜１００重量部の水中に
徐々に加えて、相転換させるのが好ましい。これは、水
比が大きいほど相転換は、し易いが、水中からの溶媒の
回収が難しくなるためである。

【００２６】

【実施例】以下に、本発明について、実施例及び比較例
により更に詳細に説明する。

【００２７】尚、実施例、比較例中の「部」及び「％」
は重量基準で示した値である。

【００２８】＜実施例１＞平均粒子径１３μｍ、金属含
有量６５％のアルミニウム顔料ペースト（ウェット剤、
５０℃から９０℃での留出分が９０％以上のナフサ）１
００重量部を溶媒メチルエチルケトン２００部で分散
し、アルミニウム顔料を溶媒とウェット剤のナフサに溶
解する。この溶媒を吸引分離し、さらに残りの金属顔料
に溶媒２００部を加え、溶媒を吸引分離した。この操作
をさらに２回繰り返し、金属顔料をウェットさせていた
ナフサの残量を０．５％以下にした。

【００２９】他方、下記で述べるアクリル樹脂粉体塗料
のアクリル樹脂（グリシジル基当量＝４５０）をメチル
エチルケトンに溶解し５０％の濃度にした。

【００３０】このアクリル樹脂溶液６．５部を先に金属
顔料に加え、更にメチルエチルケトンを６０部加え、混
合して均一にした。

【００３１】１０Ｌ容器に水６Ｌを入れ、高速撹拌機で
撹拌し、その撹拌している中に、上記金属顔料の分散液
を徐々に加え、相転換法によってメチルエチルケトンを
水に抽出し、金属顔料表面に樹脂層を形成した。この樹
脂層で覆われた金属顔料を、水と溶媒の混合液より遠心
分離し、更に同量の水で洗浄し、遠心分離した後、乾燥
した。

【００３２】この表面処理金属顔料は、アルミニウム顔
料の表面を平均膜厚０．０１〜５μｍに樹脂層で覆った
形状であった。

【００３３】他方、アクリル樹脂（グリシジル基当量＝
４５０、不揮発分＝１００）８５部、ドデカン２カルボ
ン酸１４部、表面調整剤（アクリルオリゴマー）１部を
混合し溶融練合機で均一に分散し樹脂ペレットにした。
この樹脂ペレット１００部にシリカのヒドロゾル０．３
部を混合し、高速粉砕機で平均粒子径２５μｍのアクリ
ル樹脂クリヤー粉体塗料を作成した。

【００３４】このアクリル樹脂クリヤー粉体塗料９３部
に前記表面処理金属顔料７部を混合し、アクリル樹脂メ
タリック粉体塗料にした。このアクリル樹脂メタリック
粉体塗料を粉体塗料静電塗装機（印可電圧＝−６５Ｋ
Ｖ）で、ノンクロム酸系表面処理をしたアルミホイール
に膜厚７０μｍに塗装し、１６０℃で３０分焼付硬化
し、メタリック塗装アルミホイールを作成した。

【００３５】このアルミホイールは表にまとめる様に塗
装作業性、塗料の塗着効率、塗膜の仕上がり外観、意
匠、塗膜の耐久性、耐薬品性とも極めて良好であった。

【００３６】＜実施例２＞アクリル樹脂（水酸基当量＝
１０５０）７９部、ブロックイソシアネート樹脂（イソ
シアネート当量＝３５０）の硬化剤１８部、カーボンブ
ラック顔料２部、及びアクリルオリゴマーの表面調整剤
１部を混合し、実施例１と同様に溶融練合機で分散して
アクリル／ウレタン系樹脂ペレットを作成した。

【００３７】このペレット１００部にシリカのエアロゾ
ル０．５部を加え、高速粉砕機で平均粒子径３０μｍの
アクリル／ウレタン系黒色粉体塗料を作成した。

【００３８】他方、アクリル／ウレタン系樹脂ペレット
を酢酸エチルエステルに溶解し不揮発分５０％の溶液を
作成した。

【００３９】平均粒子径２０μｍのグラファイト顔料１
００部を、１００部の酢酸エチルエステルでウェットさ
せ、上記アクリル／ウレタン系樹脂溶液５０部加え、均
一に混合した。

【００４０】この混合溶液を実施例１と同様の相転換法
で、樹脂被膜に覆われた表面処理グラファイト顔料を作
成した。

【００４１】表面処理グラファイト顔料５部、実施例１
乃表面処理アルミニウム顔料１部、及びアクリル／ウレ
タン系黒色粉体塗料９４部を均一に混合して黒色メタリ
ック粉体塗料を調製した。

【００４２】リン酸亜鉛系化成処理をした軟鋼板に黒色
メタリック粉体塗料を膜厚８０μｍに連続的に自動静電
塗装機で塗装し、１７０℃で１５分焼付、塗膜を形成し
た。

【００４３】この粉体塗料の塗着効率は約７５％で、オ
ーバースプレー粉体塗料は、回収し１００メッシュの濾
過篩を通過させ、回収粉体塗料２５部に新粉体塗料７５
部を混合して塗装した。

【００４４】この回収粉体塗料を混合して塗装した被塗
装物と新粉体塗料のみで塗装した被塗装物の塗膜外観、
色の差はほとんどなく、良好であった。

【００４５】＜実施例３＞ポリエステル樹脂（酸価＝１
５）５７部とエポキシ樹脂（エポキシ当量＝７５０）３
５部、フタロシアニン系青色顔料４部、イミダゾール系
硬化促進剤１部と、セルロース樹脂２部とシリコン系表
面調整剤１部を均一に混合し、実施例２と同様に溶融練
合してポリエステル／エポキシ系青色樹脂ペレットを作
成した。

【００４６】このポリエステル／エポキシ系樹脂青色ペ
レット９９部にアルミナゾル１部を混合し、微粉際し
て、平均粒子径１５μｍのポリエステル／エポキシ系青
色粉体塗料を作成した。

【００４７】他方、ポリエステル／エポキシ系樹脂ペレ
ットを酢酸エチルエステルに溶解し、不揮発分５０％の
ポリエステル／エポキシ系樹脂溶液を作成した。

【００４８】銀メッキガラスフレーク顔料（平均粒子径
３５μｍ）５０部を、１００部の酢酸エチルエステルで
ウェットさせ、上記ポリエステル／エポキシ系樹脂溶液
６部を加え、均一に混合した。

【００４９】この顔料溶液を実施例１と同様に相転換法
で処理し、樹脂被覆に覆われた表面処理ガラスフレーク
顔料を作成した。

【００５０】この表面処理ガラスフレーク顔料８部にポ
リエステル／エポキシ系樹脂青色粉体塗料９２部を混合
し、メタリック粉体塗料を調製した。

【００５１】このメタリック粉体塗料を摩擦帯電塗装機
で研磨処理したマグネシウムダイキャストに膜厚２５μ
ｍに塗布し、１６０℃で２０分焼付、塗膜を形成した。

【００５２】この塗膜の上に、更に実施例１のアクリル
樹脂クリヤー粉体塗料を膜厚５０μｍに塗布し、１５０
℃で２０分焼付硬化し、塗膜を形成した。

【００５３】＜比較例１＞実施例１において使用したア
クリル樹脂溶液６．５部を加えることにした以外は、全
く同様の操作をして、表面を樹脂被覆していない無処理
のアルミニウム顔料を作成した。

【００５４】このアルミニウム顔料を実施例１乃表面処
理金属顔料の代わりに使用した以外は、実施例１と全く
同様に粉体塗料を調製し、塗装してアルミホイールを作
成した。

【００５５】＜比較例２＞実施例３で作成した表面処理
ガラスフレーク顔料を、気流で噴霧し、４００℃で約１
秒表面を加熱し、直ぐ冷気で冷却処理をした。

【００５６】この処理によって、表面の樹脂層は完全に
硬化し、成膜し緻密な塗膜を形成した。

【００５７】この加熱処理ガラスフレーク顔料を実施例
３の表面処理ガラスフレーク顔料に置き換えた以外は、
実施例３と全く同様に処理して塗膜を形成した。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【発明の効果】本発明の表面処理法によるメタリック粉
体塗料用光輝顔料を用いると、粉体塗料の樹脂の湿潤、
平滑性に優れ、塗膜欠陥の生じない塗膜が得られた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｄ 5/29 Ｃ０９Ｄ 5/29 7/12 7/12 (72)発明者山本義明愛知県小牧市三ツ渕宇西の門878 大日本塗料株式会社小牧工場内 (72)発明者田上明子愛知県小牧市三ツ渕宇西の門878 大日本塗料株式会社小牧工場内 (72)発明者中村昌博愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者河津健司愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 4G035 AA19 AB46 4J037 CC16 CC21 DD23 EE03 EE11 EE28 EE33 EE35 EE43 EE48 FF01 FF11 4J038 EA011 EA012 KA08 KA15 MA02 NA01 NA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）塗膜形成主要素である合成樹脂
（Ａ）を、該合成樹脂（Ａ）を溶解する有機溶媒（Ｂ）
中に溶解させる工程、（２）光輝顔料を有機溶媒（Ｂ）中に分散させる工程、（３）上記（１）の工程で得られた合成樹脂（Ａ）の溶
解液を撹拌しながら、上記（２）の工程で得られた光輝
顔料の分散液を、該合成樹脂（Ａ）の溶解液中に加え、
混合する工程、（４）上記（３）の工程で得られた混合物を、撹拌して
いる水中に徐々に加え、相転換させ、有機溶媒（Ｂ）を
水中に抽出し、合成樹脂層を有する光輝顔料分散液を形
成させる工程、（５）上記（４）の工程で得られた合成樹脂層を有する
光輝顔料分散液中の合成樹脂層を有する光輝顔料を、水
と有機溶媒（Ｂ）の混合液から分離して、乾燥させる工
程、を含むメタリック粉体塗料用光輝顔料の表面処理方
法。
【請求項２】上記（４）の工程において、上記（３）
の工程で得られた混合物１重量部を、撹拌している５〜
１００重量部の水中に徐々に加え、相転換させることを
特徴とする請求項１に記載のメタリック粉体塗料用光輝
顔料の表面処理方法。