JP2011011117A

JP2011011117A - 層分離塗膜の形成方法

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Publication number: JP2011011117A
Application number: JP2009155594A
Authority: JP
Inventors: Masashi Seida; 真史勢田; Atsushi Kashiwamoto; 厚志栢本; Tadahiro Kiguchi; 忠広木口; Hideji Sano; 秀二佐野; Hiroshi Ando; 祐安藤
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2029-06-30
Also published as: JP5612280B2

Abstract

【課題】耐候性が良好でコスト的にも優れ、１コート塗装で２層に層分離する多層塗膜が形成でき、低コスト・省工程な高耐候性の層分離粉体塗料を用いた層分離塗膜の形成方法を提供することである。
【解決手段】（Ａ）フッ素樹脂１０〜５０質量％、（Ｂ）ポリエステル樹脂１０〜９０質量％、及び（Ｃ）顔料１０〜５０質量％を含有する混合物を溶融混練し、冷却後粉砕することにより粉体塗料を得る工程、
該粉体塗料を基材上に塗装し、温度１７０〜２１０℃で溶融・硬化させて塗膜を形成する工程、
を有するものであって、形成した塗膜が、（Ａ）フッ素樹脂層と（Ｂ）ポリエステル樹脂層とに層分離し、多層塗膜を形成することを特徴とする層分離塗膜の形成方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐候性が良好なフッ素樹脂と低価格のポリエステル樹脂とを含有する粉体塗料であり、１コート塗装で２層に層分離する多層塗膜が形成できるため、通常のフッ素樹脂系粉体塗料に比べて低コスト・省工程で高耐候性塗膜が形成できる層分離粉体塗料を用いた層分離塗膜の形成方法に関する。

近年、地球温暖化やオゾン層破壊、酸性雨等の地球的規模の環境破壊問題が大きくクローズアップされ、国際的に地球環境汚染対策が叫ばれており、これに伴い環境保護の観点から各種規制が行われるようになってきた。その中で、有機溶剤（ＶＯＣ）の大気中への放出は大きな問題になっており、各業界においてもＶＯＣ規制強化の流れと共に脱有機溶剤化（脱ＶＯＣ）の動きが活発になっている。塗料業界においても従来の有機溶剤型塗料に代わり得るものとして、ＶＯＣを全く含まず、排気処理・廃水処理が不要で回収再利用も可能な環境に優しい塗料として粉体塗料への期待が高まっている。

粉体塗料としては、アクリル樹脂系や、ポリエステル樹脂系、エポキシ樹脂系の粉体塗料が主に使用されている。しかしながら、エポキシ樹脂系粉体塗料は、耐候性に劣るという欠点がある。

このような欠点を改良する粉体塗料として、熱硬化型アクリル樹脂系粉体塗料と熱硬化型エポキシ樹脂系粉体塗料との混合物を塗装し、加熱硬化することで、上層がアクリル樹脂系粉体塗膜、下層がエポキシ樹脂系粉体塗膜の複層塗膜を形成する粉体塗料が開発されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

一方、アクリル樹脂やポリエステル樹脂よりも更に耐候性に優れるフッ素樹脂を用いたフッ素樹脂系熱硬化型粉体塗料も開発されている（例えば、特許文献４参照）。

特開昭５３−１４０３３６号公報特開昭５４−１０５１３５号公報特開２００１−２５９５２０号公報特開２００８−２６６３６１号公報

本発明の目的は、耐候性が良好でコスト的にも優れ、１コート塗装で２層に層分離する多層塗膜が形成でき、低コスト・省工程な高耐候性の層分離粉体塗料を用いた層分離塗膜の形成方法を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、以下の構成により、上記課題を達成できることを見出し、本発明に到達したものである。

本発明に従って、（Ａ）フッ素樹脂１０〜５０質量％、（Ｂ）ポリエステル樹脂１０〜９０質量％、及び（Ｃ）顔料１０〜５０質量％を含有する混合物を溶融混練し、冷却後粉砕することにより粉体塗料を得る工程、
該粉体塗料を基材上に塗装し、温度１７０〜２１０℃で溶融・硬化させて塗膜を形成する工程、
を有するものであって、形成した塗膜が、（Ａ）フッ素樹脂層と（Ｂ）ポリエステル樹脂層とに層分離し、多層塗膜を形成することを特徴とする層分離塗膜の形成方法が提供される。

本発明によれば、１コート塗装で２層に層分離する多層塗膜が形成でき、低コスト・省工程な高耐候性の層分離塗膜の形成方法を提供することができる。

層分離した塗膜断面の電子顕微鏡写真である。塗膜断面のフッ素原子マッピング図である。

以下、本発明の層分離塗膜の形成方法について、詳細に説明する。まず、本発明に使用する粉体塗料組成物の各構成成分について説明する。

（Ａ）フッ素樹脂について
本発明に用いられるフッ素樹脂は、常温で固体状の樹脂であり、軟化点５０〜１５０℃のものが好ましい。

フッ素樹脂は、含フッ素モノマーを重合（又は共重合）して得られた含フッ素共重合体であり、下記のような含フッ素モノマーが用いられる。

含フッ素モノマーとしては、例えば、フッ化ビニルや、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ブロモトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペンタフルオロプロピレン、ヘキサフルオロプロピレン、（パー）フルオロアルキルトリフルオロビニルエーテル〔（パー）フルオロアルキル基の炭素数は、１〜１８個である。〕等が代表的なものとして挙げられる。

フッ素樹脂は、上記の含フッ素モノマー以外の重合性モノマーを共重合させたものでもよく、その重合性モノマーとしては、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、クロトン酸エステル類等が挙げられる。

その重合性モノマーとしては、具体的に以下のような化合物が挙げられる。

例えば、
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等のアルキルビニルエーテル類；
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、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のオレフィン類；
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、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等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
等の重合性モノマーが挙げられる。

フッ素樹脂は、硬化剤等と反応する反応性部位を有していてもよく、上記含フッ素モノマーや重合性モノマーと共に反応性基含有モノマーとの共重合体であってもかまわない。

その反応性基としては、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、イソシアネート基等の官能基が挙げられる。反応性基含有モノマーとしては、具体的に以下のような化合物が挙げられる。

水酸基含有モノマーとしては、例えば、
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。

また、
カルボキシル基含有モノマーとしては、（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、
アミノ基含有モノマーとしては、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、
アミド基含有モノマーとしては、（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、
ニトリル基含有モノマーとしては、（メタ）アクリロニトリルが挙げられ、
グリシジル基含有モノマーとしては、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、
イソシアネート基含有モノマーとしては、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。

これらの中でも、水酸基含有モノマーを使用した水酸基含有フッ素樹脂を用いることが好ましい。

本発明で用いるフッ素樹脂は、フッ素含有量が１０〜７０質量％のものが好ましい。また、水酸基価は１０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇのものが好ましく、更には３０〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましい。

（Ｂ）ポリエステル樹脂について
本発明で用いるポリエステル樹脂は、カルボン酸と多価アルコールとを公知の方法で反応させたものであり、常温で固体状の樹脂である。その軟化点は、１００〜１５０℃のものが好ましい。

ポリエステル樹脂の製造に用いることのできるカルボン酸成分として、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバチン酸、１，９−ノナンジカルボン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、１，１２−ドデカンジカルボン酸、１，２−オクタデカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の多価カルボン酸、これらの多価カルボン酸の低級アルキルエステル及びその無水物、あるいはリンゴ酸、酒石酸、１，２−ヒドロキシステアリン酸、パラオキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸等を挙げることができる。

また、ポリエステル樹脂の製造に用いることのできる多価アルコール成分として、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、ネオペンチルグリコール、スピログリコール、１，１０−デカンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、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、ペンタエリスリトール等を挙げることができる。

ポリエステル樹脂は、上記のカルボン酸成分と多価アルコール成分とを原料とし、粉体塗料用ポリエステル樹脂製造の常法によって製造することができる。例えば、上記の諸原料を適当な組み合わせ、配合比で用い、常法に従って２００〜２８０℃でエステル化又はエステル交換反応を行った後、減圧下で触媒を用い、２３０〜２９０℃で重縮合反応を行い、その後、アルコール成分で解重合反応を行ってポリエステル樹脂とすることができる。

このように得られたポリエステル樹脂は、水酸基含有ポリエステル樹脂であることが好ましく、その数平均分子量は５０００以下であり、かつ、重量平均分子量が１００００〜２００００であることが好ましい。

ポリエステル樹脂の水酸基価は、２０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、より好ましくは３０〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲のものである。また、その酸価は、１〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、より好ましくは３〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲のものである。

ポリエステル樹脂は、溶融粘度が３．５Ｐａ・ｓ（１９０℃）以下であり、かつ、レオメーターにより２００℃から降温速度１０℃／分で、溶融粘度を測定した時の、１００〜１２０℃での温度と粘度のアレニウスプロットから求めた傾きが、１５０００以上であることが好ましい。このときの測定は、装置としてティー・エイ・インスツルメント社製レオメーターＡＲＥＳを用いて、直径４０ｍｍのパラレルプレート、ギャップ幅１．０ｍｍ、周波数９．４２ｒａｄ／ｓ、歪み１．０％の測定条件で行った。得られた測定結果は、横軸に温度Ｔ（Ｋ）の逆数１／Ｔと縦軸に粘度Ｖの対数ｌｎＶをそれぞれグラフにプロットし（アレニウスプロット）、１００〜１２０℃での直線の傾きを求めた。

その傾きが１５０００以上であれば、粉体塗料製造時における原料の溶融・練合がスムーズに行えるため好適であり、より好ましくはその傾きが１６０００〜２００００である。

（Ｃ）顔料について
顔料については、一般の粉体塗料で使用される着色顔料や体質顔料、光輝顔料等が使用できる。

着色顔料としては、例えば、酸化チタン、黄色酸化鉄、チタン黄、ベンガラ、リトポン、酸化アンチモン等の無機系顔料や、ハンザイエロー５Ｇ、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Ｆ５ＲＫ、ブリリアントファーストスカーレットＧ等の有機顔料等を挙げることができる。また、体質顔料としては、例えば、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、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挙げることができる。

光輝顔料としては、例えば、アルミニウム粉顔料、ニッケル粉顔料、ステンレス粉顔料、銅粉、ブロンズ粉、金粉、銀粉、雲母顔料、グラファイト顔料、ガラスフレーク顔料、薄片化加工したプラスチック顔料、鱗片状酸化鉄顔料等を挙げることができる。

また、防錆性が必要な基材に対しては、防錆顔料を使用することができる。防錆顔料としては、例えば、縮合リン酸カルシウム、リン酸アルミニウム、縮合リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、亜リン酸アルミニウム、亜リン酸亜鉛、亜リン酸カルシウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸マンガン等が挙げられる。

これらの顔料は各々単独で含有させることも、２種以上を併用することも可能である。

（Ｄ）エポキシ樹脂について
本発明で使用する粉体塗料は、（Ａ）フッ素樹脂及び（Ｂ）ポリエステル樹脂、（Ｃ）顔料の成分に加えて、更に（Ｄ）エポキシ樹脂を含有することができる。このエポキシ樹脂は基材との密着性を向上するために好ましくは１〜５質量部添加されるものである。

本発明で使用されるエポキシ樹脂は、常温で固体状の樹脂であり、その樹脂の軟化点は、５０〜１５０℃のものが好ましい。このようなエポキシ樹脂としては、従来からエポキシ樹脂粉体塗料の製造に用いられているエポキシ樹脂を特に制限無く使用することができる。

具体的には、例えば、ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテル樹脂や、ビスフェノールＦ型ジグリシジルエーテル樹脂、アミノグリシジルエーテル樹脂、ビスフェノールＡＤ型ジグリシジルエーテル樹脂、ビスフェノールＺ型ジグリシジルエーテル樹脂、Ｏ−クレゾールノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、ビフェノールグリシジルエーテル樹脂、シクロペンタジエン骨格エポキシ樹脂、ナフタレン骨格エポキシ樹脂、ＧＭＡアクリル樹脂等、若しくはこれらの樹脂の置換基を他のものに置き換えたもの、例えば、ＣＴＢＮやエステル化等の変成を行ったものも制限無く使用することが出来る。

エポキシ樹脂としては、エポキシ当量が、好ましくは３００〜１２００、特に好ましくは４００〜１０００であるエポキシ樹脂が適当である。

（Ｅ）硬化剤について
本発明で使用される硬化剤としては、上記（Ａ）フッ素樹脂や（Ｂ）ポリエステル樹脂、（Ｄ）エポキシ樹脂と反応し、架橋結合を形成するものであれば特に限定されることなく、従来より使用されている各種の硬化剤を使用することができる。特に、硬化剤はイソシアネート化合物であることが塗膜硬度や耐加水分解性等の塗膜物性の点から好ましく、更にブロックイソシアネート化合物であることがより好ましい。

本発明において、硬化剤として好ましいブロックイソシアネートは、室温で固体のものである。該イソシアネートの例を挙げると、脂肪族、芳香族、及び芳香脂肪族のジイソシアネートと、活性水素を有する低分子化合物とを反応させて得たポリイソシアネートを、ブロック剤と反応させ、マスキングすることにより製造したものであって、その製造は容易である。また、ここで用いるジイソシアネートの例を挙げると、トリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等がある。

また、活性水素を有する低分子化合物の例を挙げると、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ソルビトール、エチレンジアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン等の他に、更に、イソシアヌレート、ウレチジオン、ヒドロキシル基を含有する低分子量ポリエステル、ポリカプロラクトン等がある。また、ブロック剤の具体例を挙げると、メタノール、エタノール、ベンジルアルコール等のアルコール類、フェノール、クレゾーン等のフェノール類、カプロラクタム、ブチロラクタム等のラクタム類、シクロヘキサノン、オキシム、メチルエチルケトオキシム等のオキシム類がある。

これらのブロックイソシアネートは、その軟化温度が１０℃〜１２０℃であることが好ましく、特に、４０〜１００℃であることが好ましい。軟化温度が１０℃未満になると、粉体塗料が室温程度の環境で硬化したり、粒状の塊が出来て好ましくない。一方、１２０℃を超えると粉体塗料を溶融練合して製造する際、ブロックイソシアネートを塗料中に均質に分散させることが難しくなり、得られた塗膜の平滑性、塗膜強度、耐湿性等の性能が損なわれる。これらブロックイソシアネートは、樹脂成分中の水酸基に対してイソシアネート基が好ましくは０．０５〜１．５当量、特に０．８〜１．２当量となるように配合するのが好ましい。このように限定するのは、イソシアネート基が０．０５当量未満の場合、塗料の硬化度が不足し、密着性、塗膜硬度、耐薬品性等の塗膜性能が低くなり、１．５当量を超えると、塗膜が脆くなり、しかも、過剰のイソシアネート化合物の影響で、耐熱性、耐薬品性、耐湿性等が劣るとともに、ブロックイソシアネート自身が高価なため、コスト的にも不利になる。

その他、添加剤として、一般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、垂れ防止剤及び消泡剤等を用いることができる。

「塗料配合について」
本発明で使用する粉体塗料は、（Ａ）フッ素樹脂１０〜５０質量部、（Ｂ）ポリエステル樹脂１０〜９０質量部、及び（Ｃ）顔料１０〜５０質量部を含有する混合物を溶融混練し、冷却後粉砕することにより得る。（Ａ）フッ素樹脂が１０質量部未満であると耐候性に劣り易くなり、５０質量部を超えると高価格のフッ素樹脂の使用量が多くなるのでコスト高となる。（Ｂ）ポリエステル樹脂が１０質量部未満であると、コスト的に高価となり、また層分離性が低下する傾向であり、９０質量部を超えると塗膜の耐候性が低下し、また層分離性が低下する傾向である。（Ｃ）顔料が１０質量部未満であると下層に対する隠蔽性に劣る傾向であり、５０質量部を超えると塗膜が堅く脆くなる傾向にある。

更に、樹脂成分として、（Ｄ）エポキシ樹脂を１〜５質量部を含有することが、基材との密着性を向上するために好ましい。

更に、硬化剤として、（Ｅ）イソシアネート化合物を５〜２０質量部を含有することが塗膜物性の点から好ましい。

本発明で使用する粉体塗料は、（Ａ）フッ素樹脂と（Ｂ）ポリエステル樹脂との配合が、質量比でＡ／Ｂ＝５０／５０〜１０／９０であることが耐候性や低コストの観点から好ましい。（Ａ）フッ素樹脂の質量比が５０を超えると高価格のフッ素樹脂の使用量が多くなるのでコスト高となり、一方、質量比で１０未満であると耐候性に劣り易くなる。

また、（Ａ）フッ素樹脂と（Ｂ）ポリエステル樹脂の溶解度パラメーター（ＳＰ値）の差が、０．６〜０．９であることが好ましい。

樹脂のＳＰ値の算出は、以下のようにして行った。樹脂をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解して１０ｗｔ％溶液とし、その溶液の一定量を分取しＶ_ＴＨＦとし、それにヘキサン（Ｈｅｘａｎｅ）とイオン交換水（Ｗａｔｅｒ）でそれぞれ滴定を行い、白濁した時点の滴下量（ｍｌ）のＶ_{Ｈｅｘａｎｅ}及びＶ_{Ｗａｔｅｒ}をそれぞれ下記の式（１）、（２）に代入して、ＳＰｎとＳＰｈをそれぞれ算出した。次に、得られたＳＰｎとＳＰｈを、式（３）に代入してＳＰ値を求めた。

ＳＰｎ＝（ＳＰ_ＴＨＦ×Ｖ_ＴＨＦ＋ＳＰ_{Ｈｅｘａｎｅ}×Ｖ_{Ｈｅｘａｎｅ}）／（Ｖ_ＴＨＦ＋Ｖ_{Ｈｅｘａｎｅ}）・・・（１）
ＳＰｈ＝（ＳＰ_ＴＨＦ×Ｖ_ＴＨＦ＋ＳＰ_{Ｗａｔｅｒ}×Ｖ_{Ｗａｔｅｒ}）／（Ｖ_ＴＨＦ＋Ｖ_{Ｗａｔｅｒ}）・・・・（２）
ＳＰ＝１０＾（（ｌｏｇＳＰｎ＋ｌｏｇＳＰｈ）／２）・・・・・（３）
（ただし、ＳＰ_ＴＨＦ＝９．１、ＳＰ_{Ｈｅｘａｎｅ}＝７．３、ＳＰ_{Ｗａｔｅｒ}＝２３．４）

各樹脂のＳＰ値の差が、ＳＰ値の差が０．６未満の場合、溶融・硬化し塗膜を形成したとき、（Ａ）フッ素樹脂と（Ｂ）ポリエステル樹脂が、相溶化する傾向にあり上層・下層のような層分離が起こり難く、ＳＰ値の差が０．９を超えると、層分離は起こるものの上層と下層の間で層間剥離が懸念される。

本発明で使用する粉体塗料は、（Ｂ）ポリエステル樹脂について、（Ｅ）硬化剤のイソシアネート化合物との反応を、レオメーターにより８０〜２００℃まで昇温速度１０℃／分で、溶融粘度を測定した時の溶融開始から硬化開始するまでの温度差が、５０℃以上であることが好ましく、この範囲を外れると、塗膜形成時の粉体塗料のフロー性が低下し易くなり、塗膜の鮮映性等が悪くなる傾向にある。更にはこの温度差は、８０〜１００℃がより好ましい。

測定は次のように行った。ティー・エイ・インスツルメント社製レオメーターＡＲＥＳを用いて、直径４０ｍｍのパラレルプレート、ギャップ幅１．０ｍｍ、周波数９．４２ｒａｄ／ｓ、歪み１．０％の測定条件で行った。８０〜２００℃まで１０℃／分で昇温させた時の弾性率の変化を測定し、弾性率が低下し始めた時の温度を溶融開始温度（℃）とし、弾性率が上昇し始めた時の温度を硬化開始温度（℃）とした。このとき（Ｂ）ポリエステル樹脂と（Ｅ）イソシアネート化合物との反応は、各々に含有するＯＨ基とＮＣＯ基のモル比を１：１の混合比として配合した。

本発明で使用する粉体塗料組成物は、（Ａ）フッ素樹脂と（Ｅ）イソシアネート化合物との硬化開始温度Ｔ_Ｒ（Ａ）と、（Ｂ）ポリエステル樹脂と（Ｅ）イソシアネート化合物との硬化開始温度Ｔ_Ｒ（Ｂ）との温度差Ｔ_Ｒ（Ｂ）−Ｔ_Ｒ（Ａ）が、２０℃以上であることが好ましく、この範囲を外れると、塗膜形成時の層分離性が低下する傾向がある。

本発明で使用する粉体塗料組成物は、温度１７０〜２１０℃で溶融・硬化することで、（Ａ）フッ素樹脂と（Ｂ）ポリエステル樹脂の各樹脂成分が層分離を起こし、多層塗膜を形成することを特徴とし、該多層塗膜は上層に（Ａ）フッ素樹脂、下層に（Ｂ）ポリエステル樹脂が偏析すること好ましい。層分離した塗膜断面の電子顕微鏡写真を図１に示す。図１の塗膜構成は下から白いのが基材で、その上の薄い層が基材の表面処理層であり、その上がポリエステル樹脂が偏析している層、フッ素樹脂が偏析している層である。

本発明では粉体塗料を温度１７０〜２１０℃で焼き付けて溶融・硬化させているが、この範囲外となると塗膜物性の低下、塗膜の黄変、層分離性の低下等が生じる傾向である。好ましくは１７５〜２００℃であり、特には１９０℃が好ましい。

粉体塗料の塗装方法としては、コロナ帯電式静電粉体塗装、摩擦帯電式静電粉体塗装、流動浸漬式粉体塗装、静電流動浸漬式粉体塗装、電界クラウド式粉体塗装等が挙げられ、本発明では塗着効率、塗装膜厚の制御の観点からコロナ帯電式静電粉体塗装が好ましい。

これにより、１コート塗装で２層に層分離する多層塗膜が形成でき、フッ素樹脂成分が上層に偏析するため耐候性に優れた塗膜となり、低コスト・省工程で高耐候性の塗膜を形成することができる。

以下、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。なお、実施例及び比較例中の「部」及び「％」は、質量基準である。

＜粉体塗料の作製＞
実施例１〜９及び比較例１〜９について、表１に示される原料を表２及び表４に示すように配合し、よく混合して溶融練合し、微粉砕を経て分級し、各粉体塗料を得た。

＜試験板の作製＞
上記実施例１〜８及び比較例１〜８で作製した粉体塗料において、板厚１．５ｍｍのクロム酸クロメート処理アルミ板を垂直方向に吊り下げ、コロナ帯電式静電粉体塗装機（旭サナック社製ＰＧ−１型）を用いて−６０ＫＶの電圧で膜厚６０μｍとなるように静電塗装し、電気炉にて１９０℃×２０分の条件で焼き付けて溶融・硬化を行い、そのまま室温になるまで放冷して試験板を作製した。実施例９は２００℃×１５分、比較例９は２３０℃×１５分の条件で焼き付けを行う以外は、上記と同様にして試験板を作製した。

その後下記に記載した各種評価試験を行い、その結果を表３及び表５に示す。

＜塗膜の状態＞
塗板作製後の塗膜表面の状態を目視にて判定する。

＜層分離性＞
切断した塗膜断面をマイクロスコープ（キーエンス社）を用いて観察し、塗膜内部が上下層に分離しているか否かを評価する。また、同じく塗膜断面を走査電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社超高分解能分析走査電子顕微鏡ＳＵ−７０）を用いて観察し、元素分析によりフッ素元素（フッ素樹脂）の塗膜断面中の分布を確認した。塗膜断面のフッ素原子マッピング図を図２に示す。図中の点の濃い部分がフッ素成分の多い部分であり、上層の偏在していることが分かる。

＜密着性＞
ＪＩＳＫ５６００−５−６（クロスカット法）に準拠し、塗膜を１ｍｍ間隔１００マスで碁盤目にカットし、粘着テープ貼付後のテープ剥離によって塗膜の剥離が生じるかどうかを評価する。

＜耐おもり落下性＞
ＪＩＳＫ５６００−５−３（デュポン式）に準拠し、撃心１／２吋φ、５００ｇのおもりで落下高５０ｃｍに対する塗膜の抵抗性について、塗膜の割れ・剥離を評価する。

＜耐沸水性＞
塗板をイオン交換水（９５±５℃）に２４時間浸漬し、水冷後、乾燥させ、ＪＩＳＫ５６００−５−６（クロスカット法）に準拠した方法で塗膜の密着性を評価する。

＜耐モルタル性＞
塗面上にモルタルペーストを塗布し、５０℃・９５ＲＨ％の耐湿環境下に２４時間静置し、モルタル塊を剥離しイオン交換水を用いて水洗後の塗膜の状態を目視にて評価する。

＜耐硝酸性＞
７０％硝酸水溶液を入れたガラス瓶の蓋をするように塗面を６０分間蒸気に当て、イオン交換水を用いて水洗後乾燥させた塗面の試験前に対する色差を測定する。

＜耐塩酸性＞
１０％塩酸水溶液を塗面上に１０滴置き、時計皿で蓋をし、１５分後イオン交換水を用いて水洗し乾燥させた塗膜の状態を目視にて評価する。

＜耐湿性＞
塗板を５０℃・９５ＲＨ％の耐湿環境下に３０００時間置き、イオン交換水を用いて水洗・放冷・乾燥後塗膜の状態を目視にて評価する。

＜耐塩水噴霧性＞
塗板を３５℃塩水噴霧環境下に３０００時間静置し、イオン交換水を用いて水洗・放冷・乾燥後塗膜の状態を目視にて評価する。

＜促進耐候性＞
促進耐候性試験機はＪＩＳＢ７７５３（サンシャインウェザオメータ方式）に準拠したものを使用し、試験時間は３０００時間とし、試験前を１００％とする６０°鏡面光沢値保持率と色差を測定する。

フッ素樹脂旭硝子（株）社製、商品名：ルミフロンＬＦ７１０Ｆ
ポリエステル樹脂１大日本塗料（株）自家合成品、ポリエステル樹脂Ａ
ポリエステル樹脂２大日本塗料（株）自家合成品、ポリエステル樹脂Ｂ
ポリエステル樹脂３ダイセルサイテック（株）社製、商品名：クリルコート４６４２−３
ポリエステル樹脂４ダイセルサイテック（株）社製、商品名：クリルコート２８９０−０
ポリエステル樹脂５日本ユピカ（株）社製、商品名：ユピカコートＧＶ５６０
ポリエステル樹脂６日本ユピカ（株）社製、商品名：ユピカコートＧＶ１３０
顔料（酸化チタン）デュポン社製、商品名：ＴＩ−ＰＵＲＥＲ−９６０
エポキシ樹脂東都化成（株）社製、商品名：エポトートＤＴ−１１２
ε−カプロラクタムブロックイソシアネートエボニック・デグサ社製、商品名：ベスタゴンＢ１５３０
プリミド硬化剤ＥＭＳ社製、商品名：プリミッドＸＬ５５２
※ イソシアネートはベスタゴンＢ１５３０を使用し、ＮＣＯとＯＨ基（樹脂）のモル比を、１：１になるように反応させた。

Claims

（Ａ）フッ素樹脂１０〜５０質量％、（Ｂ）ポリエステル樹脂１０〜９０質量％、及び（Ｃ）顔料１０〜５０質量％を含有する混合物を溶融混練し、冷却後粉砕することにより粉体塗料を得る工程、
該粉体塗料を基材上に塗装し、温度１７０〜２１０℃で溶融・硬化させて塗膜を形成する工程、
を有するものであって、形成した塗膜が、（Ａ）フッ素樹脂層と（Ｂ）ポリエステル樹脂層とに層分離し、多層塗膜を形成することを特徴とする層分離塗膜の形成方法。
上記層分離した多層塗膜が、上記（Ａ）フッ素樹脂層が上層に、上記（Ｂ）ポリエステル樹脂層が下層に、２層に分離している請求項１に記載の層分離塗膜の形成方法。
上記粉体塗料が、樹脂成分として、更に（Ｄ）エポキシ樹脂を１〜５質量％を含有している請求項１又は２に記載の層分離塗膜の形成方法。
上記（Ａ）フッ素樹脂と上記（Ｂ）ポリエステル樹脂の配合が、質量比でＡ／Ｂ＝５０／５０〜１０／９０である請求項１〜３の何れかに記載の層分離塗膜の形成方法。
上記粉体塗料の塗装方法が、コロナ帯電式静電塗装によるものである請求項１〜４の何れかに記載の層分離塗膜の形成方法。