JP2003286443A - 熱硬化型艶消し粉体水分散液塗料組成物 - Google Patents

熱硬化型艶消し粉体水分散液塗料組成物

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JP2003286443A
JP2003286443A JP2002090438A JP2002090438A JP2003286443A JP 2003286443 A JP2003286443 A JP 2003286443A JP 2002090438 A JP2002090438 A JP 2002090438A JP 2002090438 A JP2002090438 A JP 2002090438A JP 2003286443 A JP2003286443 A JP 2003286443A
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勇 高林
Hirohisa Tsuda
裕久 津田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】熱硬化型艶消し粉体水分散液塗料組成物を提供
する。 【解決手段】 熱硬化型粉体樹脂組成物100重量
部、艶消し剤として平均粒子径1〜100nmのコロイダ
ルシリカと自己架橋型エマルションとをそれぞれ1〜1
0重量部を水溶媒中に分散させてなるもの及び熱硬化型
粉体樹脂組成物100重量部、艶消し剤として平均粒子
径1〜50μmの非着色無機顔料粉末と自己架橋型エマ
ルションとをそれぞれ1〜10重量部を水溶媒中に分散
させてなることを特徴とする熱硬化型艶消し粉体水分散
液塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱硬化型艶消し粉
体水分散液塗料組成物に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】当産業界では環境規制に合
う低VOC(揮発性有機化合物、以下同様の意味を示
す。)の塗料が望まれている。また塗膜の薄膜化、高仕
上がりへの要求も著しい。このような低VOCの塗料と
して粉体塗料、粒径が1μm未満の水性塗料や粒径1〜
30μmの粉体塗料を水中に分散させた粉体水分散液塗
料等が知られている。
【0003】これらの塗料の中で粉体塗料は仕上がり向
上の為に微粒子のものを使用すると、静電粉体塗装によ
る塗着効率が大幅に低下するので粒径が5μm以下の粒子
を使用することは難しい。また塗装設備も、粉体専用設
備が必要となり経済的に不利である。
【0004】また、粒径1μm未満の水性塗料(水性エマ
ルション塗料など)においては、塗膜の仕上がり性が不
十分であり、ワキなどが発生するといった問題がある。
【0005】それに対し粉体水分散液塗料は、従来の粉
体塗料に比べ微粉で使用でき、塗布したときの粒子のパ
ッキングが緻密になるため、塗面の平滑性が良好であ
る。さらに粉体水分散液塗料では既存の水性塗装設備が
設備で塗装可能であるといった利点がある。また水性塗
料(水性エマルション塗料など)に対し、粒子径が大き
いためワキが発生しにくく、仕上がりも良好である。
【0006】しかしながら、上記した粉体水分散液を用
いて艶を消す場合、二酸化珪素粉末、硫酸バリウム粉
末、炭酸カルシウム粉末等の無機艶消し剤を配合した塗
料があるが、この塗料により得られた塗膜は、艶消し剤
の種類、粒子径、添加量、添加方法等により艶ムラやワ
レ発生しし易くなり、安定した艶消し塗膜が形成しにく
いといった問題点があった。また、1〜100nm程度
のコロイダルシリカを添加することでは、良好な艶消し
塗膜が得られるが、これも使用する粒径が大きく、添加
量が多いほど塗装ムラや細かいワレが出易くなり、高級
な仕上り性を要求される用途によっては不十分である。
【0007】
【課題を解決するための手段】 本発明者等は、上記問
題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、熱硬化型粉
体水分散液塗料組成物に無機艶消し剤やコロシダルシリ
カを添加して成る、熱硬化型艶消し粉体水分散液塗料組
成物に、特定のコロイダルシリカと自己架橋型エマルシ
ョンを1〜10重量部を添加することにより、塗装ムラ
や細かいワレのない高級な艶消し塗膜を形成するもので
あることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0008】本発明は、熱硬化型粉体樹脂組成物100
重量部、艶消し剤として平均粒子径1〜100nmのコロ
イダルシリカと自己架橋型エマルションとをそれぞれ1
〜10重量部を水溶媒中に分散させてなることを特徴と
する熱硬化型艶消し粉体水分散液塗料組成物。を提供す
る。
【0009】
【発明の実施の形態】 以下、本発明について説明す
る。本発明で用いる熱硬化型粉体樹脂組成物の樹脂成分
としては、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、
尿素樹脂、ウレタン樹脂、ブロックイソシアネート樹
脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、アミド樹脂を単独で又
はそれらを混合して、或いはアロイ化して使用すること
ができる。特に、混合して使用する場合に、主鎖となる
アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ
素樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂と、架橋剤となる
メラミン樹脂、ブロックイソシアネート樹脂等とを組み
合わせて使用することにより、塗膜の耐久性を向上させ
ることができるので好ましい。また、アルキド樹脂、ア
クリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、シリコン
樹脂、アミド樹脂を単独で使用して成膜させることもで
きる。
【0010】上記樹脂必要に応じて着色顔料を添加する
ことができる。着色顔料としては、有機顔料、無機顔料
等が挙げられる。有機顔料としては、例えばアゾ系顔
料、フタロシアニン系顔料、縮合多環系顔料、ニトロソ
系顔料等が挙げられ、無機顔料としては、例えば酸化物
系顔料、フタロシアニン化物、クロム酸塩系顔料、炭素
系顔料、マイカ系顔料、金属粉末顔料等が挙げられる。
これらの顔料は、顔料分散剤によって被覆されてもよ
い。
【0011】その他、添加剤として、必要に応じて充填
剤、防錆剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤、流動調整
剤、ハジキ防止剤等が配合される。
【0012】熱硬化型粉体水分散液塗料組成物の製造
は、熱硬化型粉体樹脂粒子を水媒体に分散させることで
容易に達成され、その手法は次の通りである。熱硬化型
粉体樹脂粒子を水媒体に湿潤、分散させ且つ塗料として
安定に存在させるために、必要量の界面活性剤と増粘安
定剤を予め水媒体に均一に溶解させる。その後、一次粉
砕した熱硬化型樹脂粒子を加え、攪拌して均一にする。
この時、熱硬化型粉体樹脂粒子と共に水媒体中に混入し
た気泡を除去することにより、次の二次分散、粉砕にお
いて水分散液塗料の粘度を容易にアップさせることがで
き、また水分散液塗料化終了後の気泡の除去の操作が容
易になる。
【0013】上記の界面活性剤としては、通常のアニオ
ン型界面活性剤や、カチオン型界面活性剤、あるいはノ
ニオン型界面活性剤を単独で、又は2種以上を組み合わ
せて使用することができる。しかし添加量については、
塗膜の耐水性等への悪影響が無いように3%以下の添加
量が好ましい。
【0014】増粘安定剤を添加する目的は、熱硬化型粉
体水分散液塗料組成物中での熱硬化型粉体樹脂粒子の安
定性が保たれるようにすること、塗布した時に熱硬化型
粉体水分散液塗料組成物が被塗装物表面にある程度の厚
さまで流れ落ちないようにすること、塗装作業時に熱硬
化型粉体水分散液塗料組成物が塗装機にスムースに供給
されるようにすることである。使用しうる増粘安定剤
は、水媒体中で上記の目的を達成し得る機能を発揮する
物で有ればいかなるものでもよく、例えば、セルロース
誘導体、ポリカルボン酸の中和樹脂、ノニオン系ポリエ
ーテル高分子化合物、ベントナイト鉱物粉等が使用しう
る。これら増粘安定剤の添加量については、塗膜の機能
に及ぼす影響の少ないことが好ましく、通常は10重量
%以下、好ましくは5重量%以下の量で使用される。
【0015】界面活性剤の添加方法としては、通常、最
初に全量を水媒体中に添加した後、熱硬化型粉体樹脂粒
子を加える方法が好ましい。また、増粘安定剤の添加方
法としては熱硬化型粉体樹脂粒子を二次分散、粉砕した
後に、更には、気泡を除去した後に加えることが好まし
い。これは、熱硬化型粉体水分散液塗料の作製手順とし
て、熱硬化型粉体水分散液塗料の粘度が低い状態で分散
から気泡除去の操作までの一連の作業を実施し、最後の
調整時に増粘安定剤を加えて安定化する方法が、作業も
実施し易いし、塗料も安定である。
【0016】熱硬化型粉体水分散液塗料組成物の製造
は、水媒体中で直接湿式粉砕して塗料化するので、ま
た、必要によっては、塗膜構成成分となる諸原料中に予
め水中分散用の水系界面活性剤や水系増粘剤の一部また
は全部が添加されているので、熱硬化型粉体塗料樹脂粒
子が容易に水媒体中に湿潤し、分散、安定化されること
にある。この結果、従来の相転換法で作成される粉体水
分散液塗料や、粉体塗料を更に微粉砕して得られる微粒
子を水性媒体中に湿潤させて得られる水性分散塗料に比
べ、水性湿潤剤の必要量が少なく、かつ粒子径の小さい
熱硬化型粉体塗料樹脂粒子の水性分散塗料が容易に調製
できる。
【0017】ここで、該熱硬化型粉体水分散液塗料組成
物の平均粒子径は1μm〜20μm、好ましくは5μm〜
10μmの範囲である。
【0018】ここでの平均粒子径は50%累積粒子径
(該累積粒子径はマイクロトラックFRA(LEEDS&NORTHRUP
社製)を用いて測定した。平均粒子径が5μmよりも小
さくなると、粘度が急激に高くなり、その取扱が困難に
なり、平均粒径が10μmよりも大きくなると、塗料が
沈降し易くなるので好ましくない。
【0019】本発明において、上記熱硬化型粉体水分散
液塗料組成物に配合される艶消し剤は、平均粒子径1〜
100nmのコロイダルシリカもしくは、平均粒子径1〜
50μmの非着色無機顔料粉末等である。
【0020】該コロイダルシリカの商品名としては、Kl
ebosol 30R9、Klebosol30R12、Klebosol 30R25、Klebos
ol 30R50、 Klebosol 40R12、Klebosol 40R50、 Klebos
ol 50R50、Klebosol 20H12(以上、クラリアントジャパ
ン株式会社製)等が挙げられる。
【0021】また、該非着色無機顔料粉末とは、二酸化
珪素粉末、硫酸バリウム粉末、炭酸カルシウム粉末等の
通常の体質顔料が挙げられる。
【0022】ここで用いられる、自己架橋型エマルショ
ンとしては、バイヒドロール VP LS 2153(商
品名、住化バイエルウレタン株式会社製、不揮発分40
%)等が挙げられる。
【0023】
【実施例】 本発明について、以下に詳細に説明する。
本発明はこれらの例に限定されるものではない。また
「部」は重量基準による。
【0024】熱硬化型粉体樹脂塗料組成物の製造例 軟化温度110℃、水酸基価30のポリエステル樹脂6
0部、NCO=15%のε−カプロラクタムブロックイ
ソホロンジイソシアネ−ト化合物9部、チタン顔料30
部、表面調整剤0.9部、硬化促進剤0.1部を上記配
合物をドライブレンド(ヘンシェルミキサ−)、溶融混
合分散(2軸エクストル−ダ−混練機)、冷却、粗粉
砕、微粉砕(アトマイザ−)、濾過を行って熱硬化型ポ
リエステル粉体塗料を製造した。
【0025】熱硬化型粉体水分散液塗料組成物の製造例 ステンレス製塗料タンクに水100部を取り、HLB=
12のノニオン系界面活性剤0.2部、消泡剤0.5
部、防腐剤0.2を添加し、溶解して水媒体を準備し
た。ここに上記粉体塗料100部を攪拌しながら添加し
た。これにガラスビーズメジアを加え、これをバッチ式
サンドミルで30℃に保ちながら、体積平均粒子径が約
8μmとなるまで湿式分散を行ない、ろ過を経て熱硬化
型粉体水分散液塗料組成物を得た。さらに、この熱硬化
型粉体水分散液塗料組成物100部に、増粘剤を1部添
加し、該熱硬化型粉体水分散液塗料組成物を得た。この
得られた熱硬化型粉体水分散液塗料組成物の体積平均粒
子径は7.3μm、最大粒子径は22.3μmであっ
た。また、20℃にて粘度を測定(B型粘度計:60r
pm)したところ1980mPa・sであった。
【0026】実施例1 製造例で得られた熱硬化型粉体水分散液塗料組成物に、
攪拌しながらKlebosol 50R50(クラリアントジャパン株
式会社製、平均粒子径50nm、SiO含有量49−
51%)を10部(分散液の樹脂100部に対する配合
量)、バイヒドロール VP LS 2153(住化バイ
エルウレタン株式会社製、不揮発分40%)を5添加
し、実施例1の熱硬化型艶消し粉体水分散液塗料組成物
を得た。
【0027】実施例2 製造例で得られた熱硬化型粉体水分散液塗料組成物に、
無機粉末シリカ、サイリシア350(富士シリシア株式
会社製、平均粒子径9μm)を攪拌しながら8部(分散
液の樹脂100部に対する配合量)、バイヒドロール
VP LS 2153(住化バイエルウレタン株式会社
製、不揮発分40%)を5添加し添加し、実施例2の熱
硬化型艶消し粉体水分散液塗料組成物を得た。
【0028】比較例1 製造例で得られた熱硬化型粉体水分散液塗料組成物に、
Klebosol50R50(クラリアントジャパン株式会社製、平
均粒子径50nm、SiO含有量49−51%)を1
0部(分散液の樹脂100部に対する配合量)添加し、
比較例1の熱硬化型艶消し粉体水分散液塗料組成物を得
た。
【0029】比較例2 製造例で得られた熱硬化型粉体水分散液塗料組成物に、
無機粉末シリカ、サイリシア470(富士シリシア株式
会社製、平均粒子径14.1μm)を攪拌しながら10
部(分散液の樹脂100部に対する配合量)添加し、比
較例2の熱硬化型艶消し粉体水分散液塗料組成物を得
た。
【0030】以上の実施例及び比較例で得られた塗料を
以下の項目について評価し、表1にまとめた。
【0031】1.外観評価リン酸亜鉛化成処理を施した
厚さ0.8mmのダル鋼板素材上に各熱硬化型粉体水分
散液塗料組成物を乾燥膜厚が40μmとなるように水性
塗装設備で静電塗装し、80℃、10分プレヒートを行
い、180℃で30分加熱硬化させた。塗面の仕上がり
評価を塗膜の平滑性、艶消し感、について次の基準で評
価した。○:良好なもの、△:若干劣るもの、×:劣る
もの。また、塗膜の艶ムラについて、○:艶ムラがなく
良好なもの、△:艶ムラが認められ劣るもの、×:艶ム
ラが著しく認められ劣るもの。
【0032】2.耐衝撃試験JIS K−54008.
3.2(1990)デュポン式耐衝撃性試験に準じて、
落錘重量500g、撃心の尖端直径1/2インチ、落錘
高さ50cmの条件にて、20℃において、塗装板の塗面
に衝撃を加えた。ついで衝撃を加えた部分にセロハン粘
着テ−プを貼着させ瞬時にテ−プを剥がしたときの塗膜
の剥がれ程度を評価した。○:塗面に剥がれが認められ
ない、△:塗面にわずかの剥がれが認められる、×:塗
面にかなりの剥がれが認められる。
【0033】3.耐温水性上記のように塗装した塗板を
40℃の水中に10日間浸漬し、浸漬後の塗膜外観を評
価した。○:塗膜状態に変化がみられないもの、△:塗
膜にわずかのブリスターがみられるもの、×:塗膜のブ
リスターが著しく、さらに白化が著しいもの。
【0034】表1
【表1】
【0035】
【発明の効果】艶消し剤としてコロイダルシリカまた
は、無機粉末材料と自己架橋型エマルションを同時に使
用することにより、艶消し塗膜外観が良く、また、塗膜
の性能等にも優れるといった顕著な効果を発揮するもの
である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱硬化型粉体樹脂組成物100重量部、
    艶消し剤として平均粒子径1〜100nmのコロイダルシ
    リカと自己架橋型エマルションとをそれぞれ1〜10重
    量部を水溶媒中に分散させてなることを特徴とする熱硬
    化型艶消し粉体水分散液塗料組成物。
  2. 【請求項2】 熱硬化型粉体樹脂組成物100重量部、
    艶消し剤として平均粒子径1〜50μmの非着色無機顔
    料粉末と自己架橋型エマルションとをそれぞれ1〜10
    重量部を水溶媒中に分散させてなることを特徴とする熱
    硬化型艶消し粉体水分散液塗料組成物。
  3. 【請求項3】 前記熱硬化型粉体樹脂組成物が、アルキ
    ド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹
    脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ウレタ
    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、アミド樹脂から選ばれる少なくとも1種の
    樹脂を基体樹脂成分とすることを特徴とする請求項1又
    は2に記載の熱硬化型艶消し粉体水分散液塗料組成物。
  4. 【請求項4】 前記熱硬化型粉体樹脂組成物が、体積平
    均粒径1〜30μmであることを特徴とする請求項1、
    2又は3に記載の熱硬化型艶消し粉体水分散液塗料組成
    物。
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