JP2011252050A - 粉体塗料組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】各種建築物の内装材、鋼製家具等に天然素材に似た落ち着きのある美しい質感を有し、調湿性及び抗菌性に優れた塗膜を形成可能な粉体塗料組成物を提供することである。
【解決手段】本発明は、ポリエステル樹脂を含むビヒクル形成成分及び消石灰を含む粉体塗料組成物又は、必要に応じて架橋剤、着色顔料、体質顔料を含む粉体塗料組成物並びに該架橋剤がブロックポリイソシアネート化合物である粉体塗料組成物に関するものである。
【選択図】なし

Description

本発明は、各種建築物の内装材、鋼製家具等に天然素材に似た落ち着きのある美しい質感を有し、調湿性及び抗菌性に優れた塗膜を形成可能な粉体塗料組成物に関する。

左官仕上げ材は、古くから日本家屋において内外壁の仕上げ塗材としても用いられてきた素材である。近年、地球環境問題や健康問題への関心の高まりと共に、ホルマリン放出がなく、有害揮発性有機物質を吸着し、調湿性、抗菌性にも優れている左官仕上げ材は、機能面からも注目されている素材である。その機能は、呼吸性などを有する珪藻土、消石灰などの天然素材によって発現するものである。

左官仕上げ材の施工は、水を混合して練り上げたものをコテで仕上げることにより行われる。ムラなく均一に仕上げるためには、熟練した技術が必要とされ、工業的に生産される外装材及び内壁材や、室内で使用される鋼製家具には適用することができない問題点があった。

左官仕上げ材を内装材に使用する方法として、特許文献１には、無機質の下地材に、消石灰を含む塗材及び合成ゼオライト等からなる消石灰スラリーを積層した建築板が記載されている。特許文献１に記載の建築板は、住宅の内壁材として使用することができるが、鋼製家具等の工業製品に適用することができない問題点があった。

特開平８−７３２５３号公報

本発明の目的は、各種建築物の内装材、鋼製家具等に天然素材に似た落ち着きのある美しい質感を有し、調湿性及び抗菌性に優れた塗膜を形成可能な粉体塗料組成物を提供することである。

本発明は、
１．ポリエステル樹脂を含むビヒクル形成成分及び消石灰を含む粉体塗料組成物、
２．さらに架橋剤を含む１項に記載の粉体塗料組成物、
３．架橋剤がブロックポリイソシアネート化合物である１項又は２項に記載の粉体塗料組成物、
４．さらに体質顔料を含む１〜３項に記載の粉体塗料組成物、
５．さらに着色顔料を含む１〜４項のいずれか１項に記載の粉体塗料組成物、
６．消石灰の含有量が、上記水酸基含有ポリエステル樹脂と架橋剤の合計量１００質量部に対して５０〜１５０質量部の範囲内である１〜５項のいずれか１項に記載の粉体塗料組成物
に関する。

本発明は、ポリエステル樹脂を含むビヒクル形成成分及び消石灰を含む粉体塗料組成物に関するものであり、各種建築物の内装材、鋼製家具等に適用可能な天然素材に似た落ち着きのある美しい質感を有し、調湿性及び抗菌性に優れた塗膜を形成することができる。

本発明の粉体塗料組成物は、ビヒクル形成成分の一部としてポリエステル樹脂を含有する。

ポリエステル樹脂は、具体的には、多価カルボン酸等を主成分とした酸成分と、アルコール成分を原料として通常の方法で重縮合反応することにより得ることができる。

上記酸成分としては、特に限定されず、例えば、安息香酸、クロトン酸、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸などの一塩基酸や無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、コハク酸、フマル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンニ酸、無水マレイン酸、イタコン酸、ダイマー酸などのニ塩基酸及び、これらの酸の低級アルキルエステル化物や無水トリメリット酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸、無水ピロメリット酸などの３価以上の多塩基酸を用いることができる。上記酸成分としては、特に限定されず、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、トリメリット酸およびこれらの無水物、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類およびこれらの無水物、コハク酸、アジピン酸、などを挙げることができる。

また、アルコール成分としては、特に限定されず、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、３−メチルペンタンジオール、１，４−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物などのニ価アルコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどの３価以上の多価アルコールを用いることができる。これらのアルコール成分は単独で、又は２種以上を混合して使用することができる。

上記酸成分とアルコール成分とのエステル化又はエステル交換反応は、それ自体既知の方法によって行うことができ、例えば、前記酸成分とアルコール成分とを１００〜２５０℃の温度で縮重合させることによって得ることができる。

本発明の粉体塗料組成物においては、ビヒクル形成成分として、ポリエステル樹脂に加えて、さらにエポキシ樹脂を使用することができる。エポキシ樹脂としては、１分子中に少なくとも１個のエポキシ基を有するものであれば、特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡ−エピクロルヒドリン樹脂、多官能エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、アクリルエポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。

上記ポリエステル樹脂として、カルボキシル基を含むものを使用する場合、エポキシ樹脂をビヒクル形成成分として用いることによって、塗膜形成時にエポキシ樹脂中のエポキシ基とカルボキシル基が反応し、塗膜強度が高くなる効果が期待できる。

本発明の粉体塗料組成物において、さらに架橋剤を使用しても良い。

上記ポリエステル樹脂として、カルボキシル基を含むものを使用する場合、架橋剤としては、β−ヒドロキシアルキルアミドを使用することができる。β−ヒドロキシアルキルアミドとしては、一分子当たりの官能基を２個以上有しているものが、低温硬化性や塗装して得られる塗膜の耐水性の点から特に好ましい。例えば、次式で示されるβ−ヒドロキシアルキルアミドを使用することができる。（ここで、ｎは１以上の整数を意味する。低温硬化性及び粉体塗料の耐ブロッキング性の点から、ｎは、３〜８の範囲内であることが好ましく、より好ましくは、４〜６の範囲内である。）

上記β−ヒドロキシアルキルアミドとポリエステル樹脂との配合割合は任意であるが、ポリエステル樹脂中のにカルボキシル基とβ−ヒドロキシアルキルアミドが有する官能基との当量比が１／０．７〜０．７／１の範囲内となるような配合割合とすることが塗装して得られた塗膜の耐湿性や耐沸騰水性の点から好ましく、より好ましくは、１／０．９〜０．９／１の範囲内である。

上記ポリエステル樹脂として、ヒドロキシル基を含むものを使用する場合、架橋剤としては、ブロックポリイソシアネート化合物を使用することができる。ブロックポリイソシアネート化合物は、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基をブロック剤でブロックした軟化点が約２０〜１００℃、好ましくは約２５〜８０℃の範囲内のものである。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、脂肪族系ジイソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、１，４−テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、１，３−ブチレンジイソシアネート等：脂環式系ジイソシアネート化合物としては、イソホロ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−２，４−（又は−２，６−）ジイソシアネート、１，３−（又は１，４−）ジ（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、１，３−シクロペンタンジイソシアネート、１，２−シクロヘキサンジイソシアネート等：芳香族ジイソシアネート化合物としては、キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、（ｍ−又はｐ−）フェニレンジイソシアネート等：その他のポリイソシアネート類としては、トリフェニルメタン−４，４′，４″−トリイソシアネート等の３個以上のイソシアネ−ト基を有するポリイソシアネート化合物類、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブチレングリコール、ポリアルキレングリコール、トリメチロ−ルプロパン、ヘキサントリオ−ル等のポリオールの水酸基に対してイソシアネート基が過剰量となる量のポリイソシアネート化合物を反応させてなる付加物類、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメタ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）などのビューレットタイプ付加物、イソシアヌル環タイプ付加物等が挙げることができる。

上記したポリイソシアネート化合物をブロックさせるために使用するブロック剤としては、例えば、フェノール系、ラクタム系、オキシム系の従来から公知のブロック剤がいずれも使用できる。これらのブロック剤の具体例として、フェノール系ブロック剤としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、ニトロフェノール、クロロフェノール、エチルフェノール、ヒドロキシジフェニル、ｔ−ブチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸メチル等：ラクタム系ブロック剤としては、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム、β−プロピオラクタム等：オキシム系ブロック剤としては、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサンオキシム等が挙げることができる。

本発明において架橋剤として、ブロックポリイソシアネート化合物を使用する場合、その配合割合は、ポリエステル樹脂のヒドロキシル基１個に対してイソシアネート基が約０．３〜１．５個、好ましくは約０．５〜１．２個の範囲になるように配合される。また、樹脂１００質量部に対して、通常、３〜１００質量部の範囲内、好ましくは１０〜８０質量部の範囲内である。上記した範囲外においては耐候性、耐水性等の塗膜性能が低下する。

本発明の粉体塗料組成物は消石灰を含有する。消石灰とは、水酸化カルシウムを主成分とするものであり、生石灰に水を反応させて得ることができる白色粉末の生成物である。具体的にはＪＩＳ Ｒ ９００１で規定された（工業用石灰）及びＪＩＳ Ａ ６９０２で規定された左官用消石灰を使用することができる。その他、規格外のものを使用しても良い。または、前記消石灰をジェットミル等の粉砕機で粉砕したものを使用することができる。粉砕する工程において、助剤としてアルコールを添加して行われたものを使用しても良い。

上記消石灰の含有量は、得られる塗膜の仕上がり性と抗菌性を両立する点からの点から、上記ポリエステル樹脂と上記架橋剤との合計１００質量部に対して５０〜１５０質量部の範囲内であることが好ましく、８０〜１２０質量部の範囲内であることがさらに好ましい。

本発明の粉体塗料組成物にはさらに着色顔料を配合することができる。着色顔料としては、例えば酸化チタン顔料を用いることができる。酸化チタン顔料は、屈折率が高いことから白色顔料として広く使用されているものであり、結晶形によってルチル型とアナターゼ型があり、本発明においてはいずれを使用しても良いが、耐候性の点からルチル型を使用することができる。また、分散性や耐候性を向上させることを目的として、表面をシリカ、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム等の無機化合物で処理したものを使用しても良い。隠蔽力の点から、一次粒子径が１００〜４００ｎｍの範囲内のものを使用することが好ましく、さらに好ましくは、２００〜３００ｎｍの範囲内のものである。

本発明の粉体塗料組成物には、色相や明度を調整することを目的として、酸化チタン顔料以外の着色顔料を配合することができる。酸化チタン顔料以外の着色顔料としては、特に制限されるものではないが、具体的には、酸化鉄顔料、チタンイエロー等の複合酸化物顔料等の無機顔料やアゾ系顔料、キナクリドン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属キレートアゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アンスラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、インジゴ系顔料等の有機顔料及びカーボンブラック顔料等の中から任意のものを１種もしくはそれ以上を組み合わせて使用することができる。

本発明の粉体塗料組成物には,さらに体質顔料を配合せしめることができる。体質顔料としては、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、含水珪酸マグネシウム（タルク）、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム（石膏）、珪藻土、マイカ（雲母粉）、クレー（カオリン）、シリカ等、塗料用として従来公知のものの中から適宜選択して使用することができる。

上記体質顔料としては、通常、平均粒径が０．０１〜３０μｍであるものが好ましく、０．５〜１０μｍのものがさらに好ましい。平均粒径が３０μｍより大きい場合、薄膜時に外観不良になる恐れがあり、０．１μｍより小さい場合は溶融分散が困難になる恐れがある。そしてその最大粒径は２００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下のものがさらに好ましい。

上記体質顔料は、微粒子になるほど表面の活性が強く、凝集塊をつくりやすいので，凝集化を防止することやビヒクル形成成分との親和性を高めることを目的として、表面処理を行なったものを使用しても良い。表面処理としては、脂肪酸とその塩、樹脂酸、その他の有機カルポン酸とその塩及び界面活性剤などを単独又は併用処理や、チタネート系及びシラン系カップリング剤による処理、無機物の酸、アルカリ、シリカ、酸化アルミニウム、亜鉛化合物による表面処理を挙げることができる。

本発明の粉体塗料組成物には、上記各成分の外に、必要に応じて通常の粉体塗料において用いられる光輝性顔料、流動性調整剤、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、表面調整剤、ワキ防止剤、帯電制御剤、硬化促進剤、エポキシ樹脂等を含有することができる。

本発明の粉体塗料組成物は、公知の方法で製造することができるが例えば、上記水酸基含有ポリエステル樹脂と消石灰及び必要に応じて配合せしめる成分を溶融混合後、冷却し粉砕することによって製造することができる。又は、消石灰を除く成分を溶融混合後、冷却し粉砕して得られた粉体塗料に消石灰を乾式混合して製造することができる。

具体的には、上記成分を、混合、分散した後、押し出し混練機、一軸または二軸エクストルーダー等を使用して、通常８０〜１５０℃程度で、溶融混合を行い、ペレット状とした後冷却する。これを衝撃粉砕機、気流式粉砕機等により微粉砕し、分級することにより、製造することができる。

本発明の粉体塗料組成物の粒径は、体積平均粒径で１０μｍ〜８０μｍの範囲内に調整することが粉体としての流動性や塗装して得られる塗膜の仕上がり外観及び平滑性の点から好ましく、２０μｍ〜４５μｍの範囲内とすることがさらに好ましい。

次に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。ここで「部」及び「％」はそれぞれ「質量部」及び「質量％」を意味する。
（実施例１）
ユピカコートＧＶ７４０（商品名、ポリエステル樹脂、日本ユピカ社製、水酸基価 ５０ＫＯＨｍｇ／ｇ）８０部、ＶＥＳＴＡＧＯＮ Ｂ−１５３０（商品名、ブロックポリイソシアネート、エポニック・デグサ社製）２０部、ｊＥＲ１００２（商品名、エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン社製）２．０部、ジブチル錫ジラウレート０．３部、ベンゾイン０．５部、レジフローＰ６７（商品名、表面調整材、ＥＳＴＲＯＮ ＣＨＥＭＩＣＡＬ社製）１．０部、ファインディックＡ２５１（商品名、ハジキ防止剤、ＤＩＣ社製）１．０部及びＴＩＴＡＮＩＸ ＪＲ−６０５（商品名、白色酸化チタン、テイカ社製）５０部及び特号消石灰（奥多摩工業社製）５０部を混合し、ハイスピードミキサー（商品名、深江工業株式会社製、容量２リットル）に投入し、アジテーター５００ｒｐｍ、チョッパー４０００ｒｐｍで１分間攪拌して均一に混合し、次に８０℃〜１５０℃の温度条件で押し出し混練機（商品名、ブスコニーダーＰＲ４６、ブス社製）を用いて溶融混練を行い、冷却した後ハンマー式衝撃粉砕機で微粉砕した後、２００メッシュの金網で分級することにより、平均粒径３５μｍ粉体塗料組成物を得た。
（実施例２，比較例）
表１に示す配合にて、実施例１と同様にして粉体塗料組成物を得た。
（実施例３，４）
上記比較例に示した粉体塗料組成物に特号消石灰を表１に示す配合となるように乾式混合して、粉体塗料組成物を得た。

（試験板の調製）
上記粉体塗料組成物を粉体ハンドガンＸ−２ｍ（旭サナック社製）を使用して基材（日本パーカライジング社製、パルボンド＃３１１８にてリン酸亜鉛処理された０．８ｍｍ厚ＳＰＣＣ鋼板）に硬化膜厚が８０μｍになるように静電粉体塗装し、１８０℃に２０分間素材温度を維持して加熱乾燥を行ない
（評価）
得られた試験板を評価した。
１）仕上り外観：塗膜表面の平滑性を肉眼で観察した。
○：細かな凹凸がある連続した塗膜が形成されている。
△：平滑で連続した塗膜が形成されている。
×：連続した塗膜が形成されていない。
２）６０°鏡面光沢度：ＢＹＫ社製マイクロトリグロス（光沢計）を使用して計測した。
３）付着性試験：塗装板をカッターによって１０ｍｍ×１０ｍｍ角内に等幅の１ｍｍの碁盤目を１００個作り、セロテープ（登録商標）による剥離試験を行い残存した塗膜部分を数えた。
４）耐衝撃試験：ＪＩＳ Ｋ−５４００ ８．３．２（１９９０）のデュポン式耐衝撃試験に準じて、落錘重量５００ｇ、撃芯の尖端直径１／２インチの条件にて塗装板の塗面に衝撃を与えた。塗膜欠陥が生じたときの高さで評価した。
（２０ｃｍ以上：実用領域、４０ｃｍ以上：特に優れる。）
５）吸放湿性試験
ＪＩＳ Ａ ６９０９ ７．３２．２吸放湿性試験に規定された方法で評価を行なった。
○：吸放湿量 １０(ｇ／ｍ２)以上、
△：吸放湿量 ３〜１０(ｇ／ｍ２)、
×：吸放湿量 ３(ｇ／ｍ２)。
６）抗菌性試験
ＪＩＳ Ｚ ２８０１フィルム密着法に規定された方法で試験を行った。
○：ブランクフィルムとの抗菌数の差が10＾3以上
△：ブランクフィルムとの抗菌数の差が10＾2〜10＾3
×：ブランクフィルムとの抗菌数の差が10＾2以下。
７）水スポット部のｐＨ
塗膜表面に脱イオン水０．５ｍｌを滴下し、１０秒後のｐＨを試験紙で測定した。
アルカリ性が強いほど抗菌性に優れることを意味する。

本発明の粉体塗料組成物は、鋼製家具、建材等の各種工業製品に適用できる。

Claims (6)

1. ポリエステル樹脂を含むビヒクル形成成分及び消石灰を含む粉体塗料組成物。
2. さらに架橋剤を含む請求項１に記載の粉体塗料組成物。
3. 架橋剤がブロックポリイソシアネート化合物である請求項１又は２に記載の粉体塗料組成物。
4. さらに体質顔料を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉体塗料組成物。
5. さらに着色顔料を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉体塗料組成物。
6. 消石灰の含有量が、上記水酸基含有ポリエステル樹脂と架橋剤の合計量１００質量部に対して５０〜１５０質量部の範囲内である請求項１〜５のいずれか１項に記載の粉体塗料組成物。