JP2006213771A - 粉体塗料組成物及びアルミホイールの塗装方法 - Google Patents
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Abstract
下地隠蔽性、防食性、意匠性を発現することができ、塗装工程を短縮することができ、かつ低温硬化性に優れるため特にアルミホイールの塗装に好適であり、貯蔵安定性にも優れた粉体塗料組成物及びそれを用いるアルミホイールの塗装方法を提供する。
【解決手段】
粉体塗料粒子からなる粉体塗料組成物であって、前記粉体塗料粒子は、金属顔料が結着剤によって結着されてなる熱硬化性樹脂粉体を少なくとも含有するものであり、前記熱硬化性樹脂粉体は、下記一般式(1);
【化1】
(式中、R1は、水素原子、メチル基又はエチル基、R2は、水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基又はHOCH(R1)CH2−、Aは、2価の炭化水素基を表す。)で表されるβ−ヒドロキシアルキルアミド硬化剤を含有するものである粉体塗料組成物。
【選択図】
なし
Description
上記金属顔料は、フレーク状の金属顔料であることが好ましい。
上記熱硬化性樹脂粉体と上記金属顔料との結着率は、90〜100%であることが好ましい。
上記粉体塗料粒子の平均粒子径は、D50換算で100μm以下であることが好ましい。
上記結着剤は、テルペン系樹脂、テルペン・フェノール系樹脂、テルペン系水素添加系樹脂及びテルペン・フェノール系水素添加系樹脂からなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。
上記粉体塗料粒子は、カルボキシル基含有ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。
上記粉体塗料粒子は、更に、エポキシ基含有ビニル系樹脂及び/又はエポキシ樹脂を含有することが好ましい。
以下に、本発明を詳細に説明する。
上記ビニル系共重合体にエポキシ基を導入する方法としては、例えば、イソシアネート基を有するビニル共重合体にグリシドールを反応させる方法が挙げられる。
上記結着剤によって、熱硬化性樹脂粉体と金属顔料とが結着するのであるが、上記金属顔料は、上記熱硬化性樹脂粉体の表面に結着していることが好ましい。表面に結着していることによって、より光輝感が向上するためである。
あらかじめ均一に混合した熱硬化性樹脂粉体と金属顔料に、溶媒に溶解した結着剤を添加し混練する。溶媒が蒸発し全体が粉体化するまで混練を継続し、完全に溶媒を除去した後、スクリーン式分級機により分級してメタリック塗装用粉体塗料組成物を得る。混練しながら溶媒を蒸発除去し、乾燥することにより、金属顔料と熱硬化性樹脂粉体の結着力を高めると同時に樹脂粉体同士のブロッキングを抑制することができる。なお、溶媒を蒸発除去し、乾燥する際には真空吸引を行うのがより好ましい。
上記混練工程は、温度を−5〜50℃の範囲で行うことが好ましい。50℃を超えると、熱硬化性樹脂粉体のブロッキングを生じる可能性がある。
(i)結着率の測定の原理
熱硬化性樹脂粉体と金属顔料との結着率は、次式のように熱硬化性樹脂粉体と結着していない金属顔料を定量分析し、その比率を引くことにより求める。
結着率(%)=100−結着していない金属顔料の比率(%)
ここで、結着していない金属顔料を定量するためには、熱硬化性樹脂粉体が結着していない金属顔料(遊離金属顔料)と、熱硬化性樹脂粉体が結着した金属顔料とを分離しなければならない。
粉体塗料組成物を一定量採取した後、N−メチルピロリドンを用いて熱硬化性樹脂粉体を溶解除去することにより樹脂組成物皮膜によりコートされた金属顔料のみを取出し、その質量を測定することによって粉体塗料組成物中の金属顔料の含有量を算出する。
熱硬化性樹脂粉体と結着していない金属顔料の定量及び分離は、特開2004−175813号公報に記載されている遊離アルミニウムフレーク顔料の定量方法、分離方法により行うことができる。
本発明の粉体塗料組成物は、各種素材に対して適用することができるが、特にアルミニウムの塗装に好適である。具体的な形態としては、例えば、車体、事務用品、家庭用品、スポーツ用品、建築材料、電気製品等に利用され、中でも、アルミホイールの塗装に好適である。
アルミニウム合金(AC−4C)テストパネルを用いて、脱脂を行った後、水洗を行い、以下に示した条件で酸洗処理、水洗、化成処理、水洗、後処理を行い、乾燥した後、粉体塗装を行った。水洗は、水道水シャワーで行い、各工程は、全てディップ方式で処理を行った。乾燥は、電気乾燥機で120℃、25分間行った。
処理温度:50℃、処理時間:3分
(B)酸洗処理処理液:3%(質量/体積)サーフクリーナー355A(日本ペイント社製;FeSO4・7H2O 0.81g/L、98%硫酸 12.1g/L、pH0.9)
処理温度:40℃、処理時間:3分
処理温度:40℃、処理時間:45秒
粉体塗料1
ファインディックM8962(大日本インキ化学工業社製、酸価33、軟化点112℃)100質量部と、ファインディックA241(大日本インキ化学工業社製、エポキシ基含有ビニル系重合体、エポキシ当量600、軟化点109℃)を5質量部と、エポトートYD−014(東都化成社製、エポキシ樹脂、エポキシ当量950)5質量部と、プリミドXL552(EMS−PRIMD社製、β−ヒドロキシアルキルアミド硬化剤で下記式(2)で示される物質、水酸基当量84)5質量部と、アクロナール4F(BASF社製、アクリル重合体、Tgが−55℃、溶解性パラメータSPが9.3、数平均分子量が16500の表面調整剤)0.5質量部と、ベンゾイン1質量部と、タイペークCR−90(石原産業社製、ルチル型二酸化チタン顔料)65質量部を原料として、混合機スーパーミキサー(日本スピンドル社製)を用いて約3分間混合し、更に溶融混練機コニーダー(ブス社製)を用いて約110℃で溶融混練した。ここで、プリミドXL552は、以下の式(2)で示される物質である。
上記粉体塗料1、50.0gと、樹脂コートアルミニウム粉であるPCF 7410B−K(東洋アルミニウム社製、アクリル酸/アクリル酸エステル/エポキシ化ポリブタジエン/ジビニルベンゼンを重合させて得られる樹脂組成物皮膜を有するアルミニウムフレーク顔料)5.0gをよくドライブレンドすることによりアルミフレーク含有粉体塗料を得た。
上記粉体塗料1、50.0gと、樹脂コートアルミニウム粉であるPCF 7410B−K(東洋アルミニウム社製、アクリル酸/アクリル酸エステル/エポキシ化ポリブタジエン/ジビニルベンゼンを重合させて得られる樹脂組成物皮膜を有するアルミニウムフレーク顔料)5.0gと、をよくドライブレンドした後、高速ブレンダー(PHONIX社製、容量200ml密閉ガラス瓶型)にチャージした。
これを1リットルのナスフラスコに充填し、エバポレーターを用い、回転混合させながら、更に20分常温真空乾燥させた。試料を観察すると、ナスフラスコの中に凝集塊は存在しなかったので、特に粉砕は行わなかった。得られた粉体を目開き100μmのスクリーンに粉体塗料組成物を得た(収率:97.5%)。
粉体塗料3は、コロナ放電式静電粉体塗装機(商品名「MXR−100VT−mini」、旭サナック社製)を用いて印加電圧80kVでブリキ板(30cm×40cm)及び表面処理アルミ板(製造例1)に塗装した。その後160℃で20分(被塗物保持時間)で焼き付けることにより塗板を作製した。
実施例1と同様の方法で粉体塗料を塗装、焼き付け乾燥を行った後、ハイソリッド溶剤クリヤー塗料としてO−1800Wクリアー(日本ペイント社製)を、乾燥膜厚40μmとなるように1ステージ塗装し、7分間セッティングした後、140℃で20分間加熱し複層塗膜を作製した。
実施例1と同様の方法で粉体塗料を塗装、焼き付け乾燥を行った後、粉体クリヤー塗料としてパウダックス A400WHクリアー塗料(日本ペイント社製)を、乾燥膜厚80μmとなるように塗装し、160℃で20分間加熱し複層塗膜を作製した。
実施例1と同様の方法で粉体塗料の塗装を行った後、160℃3分でプレヒートを行った。
得られた塗膜をローソリッド溶剤クリヤー塗料としてスーパーラック5000 AW−10(アクリル系溶剤型塗料、日本ペイント社製)を、乾燥膜厚40μmとなるように1ステージ塗装し、7分間セッティングした後、140℃で20分間加熱し複層塗膜を作製した。
実施例1と同様の方法で粉体塗料を塗装、160℃3分でプレヒートを行った後、ハイソリッド溶剤クリヤー塗料としてO−1800Wクリアー(日本ペイント社製)を、乾燥膜厚40μmとなるように1ステージ塗装し、7分間セッティングした後、140℃で20分間加熱し複層塗膜を作製した。
実施例1と同様の方法で粉体塗料を塗装、160℃3分でプレヒートを行った後、粉体クリヤー塗料としてパウダックス A400WHクリアー塗料(日本ペイント社製)を、乾燥膜厚80μmとなるように塗装し、160℃で20分間加熱し複層塗膜を作製した。
粉体塗料1は、コロナ放電式静電粉体塗装機(商品名「MXR−100VT−mini」旭サナック社製)を用いて印加電圧80kVでブリキ板(30cm×40cm)及び表面処理アルミ板(製造例1)に塗装した。その後160℃で20分(被塗物保持時間)で焼き付けることにより塗板を作製した。
粉体塗料2は、コロナ放電式静電粉体塗装機(商品名「MXR−100VT−mini」旭サナック社製)を用いて印加電圧80kVでブリキ板(30cm×40cm)及び表面処理アルミ板(製造例1)に塗装した。その後160℃で20分(被塗物保持時間)で焼き付けることにより塗板を作製した。
またムラはブリキ板(30cm×40cm)全体を観察し、目視による評価を行った。
〇(良好):全体に均一で、アルミフレークの濃淡が観察されない
△(不良):アルミフレークは全体に塗布されているもののその意匠には濃淡が観察でき、黒っぽい部分と白っぽい部分が同一塗板内に観察される。
×(不良):明らかにアルミフレークが存在しない部分が観察でき、意匠の濃淡も特にひどいもの。
輝度及びムラの評価結果を表1に示す。
性能評価は全て表面処理を行ったアルミニウム合金(AC−4C)テストパネルに塗装したもので評価を行った。結果を表2に示した。
密着性試験各試験片の塗膜に、カッターにより1mmの間隔で縦横10本ずつの切れ目を入れ、その上にセロハンテープを貼付してはがし、100個のます目のうちの残存したます目をカウントした(碁盤目試験)。
温水浸漬試験各試験片を60℃の温水中に72時間浸漬した後、24時間放置し、次いで上記密着試験と同じ碁盤目試験を行った。
塩水噴霧試験各試験片の表面をカッターナイフによりクロスカットし、5質量%のNaCl水溶液を用いて、35℃で1200時間塩水噴霧を行い、24時間放置後カット部の周辺2mm以内における腐食の度合いを測定した。
○:塗膜のふくれ、錆等異常なし。
×:異常あり。
耐候性試験各試験片に対して、サンシャインウエザオメータにより600時間暴露試験を行った。その後、50℃、相対湿度98%において240時間保持し、24時間放置した後で、碁盤目試験(1mm×1mmの碁盤目100個)を行い、各試験片について碁盤目の剥離及び変色を調べた。
○:外観に著しい変化がない。
×:異常あり。
Claims (13)
- 前記金属顔料は、前記熱硬化性樹脂粉体の表面に結着している請求項1記載の粉体塗料組成物。
- 前記金属顔料は、フレーク状の金属顔料である請求項1又は2記載の粉体塗料組成物。
- 前記熱硬化性樹脂粉体と前記金属顔料との結着率は、90〜100%である請求項1、2又は3記載の粉体塗料組成物。
- 前記粉体塗料粒子の平均粒子径は、D50換算で100μm以下である請求項1、2、3又は4記載の粉体塗料組成物。
- 前記結着剤は、数平均分子量が300〜2000であり、軟化点が30〜180℃である有機化合物である請求項1、2、3、4又は5記載の粉体塗料組成物。
- 前記結着剤は、テルペン系樹脂、テルペン・フェノール系樹脂、テルペン系水素添加系樹脂及びテルペン・フェノール系水素添加系樹脂からなる群より選ばれる1種以上である請求項1、2、3、4、5又は6記載の粉体塗料組成物。
- 平均粒子径が5〜50μmである請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の粉体塗料組成物。
- 前記粉体塗料粒子は、カルボキシル基含有ポリエステル樹脂を含有する請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の粉体塗料組成物。
- 前記粉体塗料粒子は、更に、エポキシ基含有ビニル系樹脂及び/又はエポキシ樹脂を含有する請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9記載の粉体塗料組成物。
- 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10記載の粉体塗料組成物を塗装する工程(1−1)と、150〜170℃で硬化する工程(1−2)とを含む
ことを特徴とするアルミホイールの塗装方法。 - 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10記載の粉体塗料組成物を塗装する工程(2−1)、150〜170℃で硬化する工程(2−2)、工程(2−2)によって形成された硬化塗膜上にクリヤー塗料を塗装する工程(2−3)、及び、塗装したクリヤー塗料を硬化する工程(2−4)からなる
ことを特徴とするアルミホイールの塗装方法。 - 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10記載の粉体塗料組成物を塗装する工程(3−1)、工程(3−1)によって塗装された塗膜上にクリヤー塗料を塗装する工程(3−2)、及び、工程(3−1)及び(3−2)によって塗装された塗膜を150〜170℃で硬化する工程(3−3)からなる
ことを特徴とするアルミホイールの塗装方法。
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