JP3000304B2 - 静電粉体塗装用樹脂組成物 - Google Patents

静電粉体塗装用樹脂組成物

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JP3000304B2 JP3091328A JP9132891A JP3000304B2 JP 3000304 B2 JP3000304 B2 JP 3000304B2 JP 3091328 A JP3091328 A JP 3091328A JP 9132891 A JP9132891 A JP 9132891A JP 3000304 B2 JP3000304 B2 JP 3000304B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は静電塗装用樹脂粉体組成
物、特に摩擦帯電特性に優れ、近年需要が急速に拡大し
てきている、摩擦帯電方式の静電粉体塗装機による塗装
に最も適した粉体塗装用熱硬化性樹脂組成物に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】粉体塗料は、従来の溶剤型塗料に比べ、
以下のような特長を有しており、塗装機械の進歩と相ま
って、近年急速に需要が拡大している。
【0003】溶剤を使用しないため、爆発・火災の危
険性が低く、大気汚染等の心配がない。固形分100
%の塗料であるため、作業環境が改善できる。溶剤型
塗料の場合は、所定の膜厚を得る為に、2〜5回の塗り
重ねが必要であるが、粉体塗料の場合は、一回で厚膜塗
装が可能であるため、生産性が向上し、コストダウンが
達成できる。高分子量の樹脂を使用するので、一般的
に溶剤型塗料に比べて機械的特性・耐食性に優れた塗膜
が得られる。塗装に熟練者を必要とせず、不良率が低
減される。回収粉が再利用できるので、連続塗装の場
合には塗料の有効利用率が95%以上にもなり省資源に
寄与する。
【0004】一方、上記粉体塗料を塗装する静電粉体塗
装機は、印加方式によってコロナ帯電方式と摩擦帯電方
式(トリボ帯電方式)とに分類される。静電粉体塗装機
が開発されて以来、塗装機の改良による塗装性改良、例
えば塗着効率、凹部への入り込み性等の向上検討は継続
して実施されており、現在では、静電粉体塗装機の開発
初期の段階に比べて格段の進歩が認められている。
【0005】特に、近年脚光を集めている摩擦帯電方式
による静電粉体塗装機は、粉体に電荷を印加する手段
として高電圧を使用していないので、感電の危険性が少
なくしかも静電気に起因する着火の危険性が極めて低い
ため、安全性が高い。電界強度が弱いため、コロナ帯
電方式の静電粉体塗装機に比べて、凹部への入り込み性
に優れている。静電反発を起こし難いので、コロナ帯
電方式の静電粉体塗装機に比べて、より平滑な塗面が得
られる、等の特長を有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、摩擦帯
電方式による静電粉体塗装機は、粉体塗料に使用するベ
ース樹脂に選択性があり、例えばエポキシ・ポリエステ
ルハイブリッド系、アクリル系又は分子中にカルボキシ
ル基を有するポリエステル系の粉体塗料を塗装する場
合、塗着効率が極めて悪いという欠点を有している。即
ち、摩擦帯電方式の静電粉体塗装機は、現在市販されて
いる粉体塗料の中では、エポキシ系又は分子中に水酸基
を有するポリエステル系のものしか塗装できないという
問題があり、該静電粉体塗装機の有する上記の特長が十
分生かされていないのが現状である。
【0007】現在では、この問題が未解決なため、摩擦
帯電方式の静電粉体塗装機が適する、複雑な入り組んだ
形状を有する被塗物への粉体塗装の応用が阻害され、粉
体塗料の需要拡大の障害となっている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の問
題を塗装機の改良ではなく、粉体塗料の組成の面から解
決すべく鋭意検討した結果、静電印刷・電子写真のトナ
ーの帯電調整に広く使用されている種々の電荷調整剤に
着目し、多種多様の電荷調整剤の中でも、サリチル酸又
はアルキルサルチル酸の特定の金属塩を配合した、エポ
キシ・ポリエステルハイブリッド系、アクリル系又は分
子中にカルボキシル基を有するポリエステル系の粉体塗
装用樹脂組成物が、従来の技術では塗装できなかった摩
擦帯電方式の静電粉体塗装機で好適に塗装できるように
なることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】即ち本発明は、サリチル酸又はアルキルサ
ルチル酸のBa、Mg又はSr塩を、エポキシ・ポリエ
ステルハイブリッド系、アクリル系又は分子中にカルボ
キシル基を有するポリエステル系の樹脂に含有させたこ
とを特徴とする、摩擦帯電方式の静電粉体塗装用樹脂組
成物である。
【0010】本発明で用いるサリチル酸又はアルキルサ
ルチル酸のBa、Mg又はSr塩は、一般式が下記に示
されるものである。 〔R1R2C6H2(OH)COO-〕2 ・X ここで、R1、R2は水素又はアルキル基である。炭素数が
大きくなると帯電調整効果が悪くなることから、アルキ
ル基の炭素数は5以下であることが好ましく、ターシャ
リーブチル基等、炭素数4以下のものがより好ましい。
Xは金属塩を形成する金属イオンで、Ba、Mg又はS
rからなる。中でもBa塩を用いると摩擦帯電特性が特に
優れるため最も好ましい。Ba、Mg又はSr以外の他
の金属の場合には、これら3種より摩擦帯電特性が劣
り、また種類によっては塗膜焼き付け時に着色を起こす
等の欠点も有する。
【0011】該金属塩の添加量は、樹脂組成物全体に対
して、0.05〜10重量%が好ましい。0.05重量
%未満では、所定の塗装性改良効果が十分に認められな
い。一方10重量%を超えると塗膜の平滑性及び機械的
特性の低下傾向が認められ、塗料物性を維持できなくな
るという問題を生じ易い。
【0012】該金属塩は、粉体塗装用組成物中に均一に
分散させる必要があるが、そのためには粒子径が0.1
〜20μmであることが好ましい。0.1μm未満の場
合、特に添加量が多い系では、塗面の平滑性が低下し易
く、一方20μmを超えると塗面にブツを発生し易くな
ると共に、電荷調整効果が十分に発揮されず、摩擦帯電
方式の静電粉体塗装機を使用した場合に於ける塗装性の
改良という初期の目的が達成できなくなる恐れがある。
該金属塩の添加方法は、通常の粉体塗料の生産工程に従
い、樹脂の溶融混合時に添加するいわゆるメルトブレン
ド方式と、生産工程の後半である樹脂の粉砕時に添加す
るいわゆるドライブレンド方式のいずれによっても行う
ことができる。
【0013】本発明の粉体塗装用樹脂組成物におけるベ
ース樹脂は、従来から粉体塗料に使用されているエポキ
シ・ポリエステルハイブリッド系、アクリル系又は分子
中にカルボキシル基を有するポリエステル系樹脂のいず
れでもよい。なお、エポキシ・ポリエステルハイブリッ
ド系樹脂とは、エポキシ系樹脂とポリエステル系樹脂の
混合系を指す。また、本発明の粉体塗装用樹脂組成物に
は、顔料、充填剤、添加剤等を必要に応じて任意に配合
することができる。
【0014】本発明の粉体塗装用樹脂組成物の平均粒径
は、10〜200μmの範囲が好ましい。平均粒径が1
0μm未満の場合は、粉体特性の低下が著しく、二次凝
集やブロッキングを起こし易くなる。この結果、塗装機
からの樹脂の吐出量が不安定となり、連続塗装性が維持
できず、膜厚にばらつきが出やすくなると共に、塗装機
の掃除頻度が多くなるため、作業性が低下するという問
題がある。一方平均粒径が200μmを超える場合は、
塗着効率が低下すると共に平滑な塗面が得られ難くなる
恐れがある。
【0015】
【作用】サリチル酸又はアルキルサルチル酸のBa、M
g又はSr塩は電荷調整剤の一種であるが、該金属塩を
配合することにより、従来摩擦帯電方式の静電粉体塗装
機で塗装が困難であったエポキシ・ポリエステルハイブ
リッド系、アクリル系及び分子中にカルボキシル基を有
するポリエステル系の粉体塗料の摩擦帯電特性が向上し
上記静電粉体塗装機で効率よく塗装できるようになる。
しかしながらその理由及びその作用機構は、理論的に解
明がされていない。
【0016】
【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に詳しく説明する。なお、以下に示す部数及び%は,特
に記載のない限り重量部及び重量%を表す。
【0017】各実施例及び比較例における塗料の評価方
法は下記の方法で行った。なお、塗料の焼き付け条件は
特に記載のない限り、180℃×20分とした。
【0018】1.平滑性…目視により塗面の平滑性を判
定。
【0019】2.光沢…60度鏡面反射率を測定。
【0020】3.エリクセン…エリクセン試験器を使用
し、塗膜にクラックが発生するまでのポンチの移動距離
で示した。
【0021】4.耐衝撃性…デュポン式衝撃試験器で、
撃芯が1/2”φ、落下荷重が500gの時、塗面にク
ラックが発生する時の荷重の落下高さを求めた。
【0022】5.ゴバン目…1mm角ゴバン目テープ剥離
試験におけるゴバン目の残存数で示した。
【0023】6.トリボ帯電量…ノードソン(株)製の
摩擦帯電式静電粉体塗装機モデルAH−1を使用し、吐
出エアー圧力が2kg/cm2 で塗料を2分間連続して吐出
した際の帯電量(μA)を測定した。本方法による帯電
量が2μA以上の時、実ラインで連続塗装が可能である
ので、塗装性は合格とした。
【0024】7.塗着効率…300×300×1mm
(厚)の鉄板を30cmの距離から70g/分の吐出量で
20秒間塗装した時の結果より、以下の計算式で塗着効
率を求めた。
【0025】塗着効率=塗着量/吐出量×100(%)
【0026】実施例1 エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ(株)製 エピコー
ト1055)500部と分子中にカルボキシル基を有す
るポリエステル樹脂(以下「酸末端ポリエステル樹脂」
と称する。)(大日本インキ化学工業(株)製 ファイ
ンディックM−8830)500部からなるハイブリッ
ド系樹脂に、2−メチルイミダゾール(四国化成工業
(株)製)1部、ベンゾイン(大喜産業(株)製)5
部、アクロナール4F(アクリル酸ブチルの低重合体、
BASF製)6部、酸化チタン600部及びジターシャ
リーブチルサリチル酸のBa塩(保土谷化学工業(株)
製、平均粒径10μm以下)20部をヘンシェルミキサ
ーで均一に混合した後、PR−46押出機を使用して通
常の粉体塗料の製造方法に従って、溶融混練した。
【0027】この溶融混練物を粗粉砕後、ピンミルを使
用して微粉砕を行い、105μmの篩を使用して分級
し、篩下を製品とした。この製品を使用して塗膜性能、
塗装性等の評価し、その結果を表1に示した。
【0028】ジターシャリーブチルサリチル酸のBa塩を
配合した本組成物は、摩擦帯電式の粉体塗装機を使用し
た場合の帯電特性のうち、トリボ帯電量が十分であり、
摩擦帯電方式の粉体塗装機で安定した塗装が可能であ
る。また塗着効率も極めてよい結果を示した。
【0029】比較例1 ジターシャリーブチルサリチル酸のBa塩を添加しなか
ったこと以外は実施例1と同じ方法で塗料を製造し、実
施例1と同様に評価した結果を表1に示す。本比較例の
組成物は、トリボ帯電量が不十分で、このままでは摩擦
帯電方式の静電塗装機による塗装は不可能である。
【0030】実施例2〜3 実施例1で使用したジターシャリーブチルサリチル酸の
Ba塩の代わりに、ジターシャリーブチルサリチル酸の
Mg塩(実施例2、保土谷化学工業(株)製、平均粒径
10μm以下)及び同Sr塩(実施例3、保土谷化学工
業(株)製、平均粒径7.2μm)を使用したこと以外
は実施例1と同じ方法で塗料を製造し、実施例1と同様
に評価し、その結果を表1に示す。表1から明らかなよ
うに、本実施例の組成物は実施例1と同様に良好なトリ
ボ帯電量及び塗着効率を示した。
【0031】実施例4 実施例1と同じエポキシ・ポリエステルハイブリッド系
樹脂1000部に、2−メチルイミダゾール(四国化成
工業(株)製)1部、ベンゾイン(大喜産業(株)製)
5部、アクロナール4Fを6部及び酸化チタン600部
をヘンシェルミキサーで均一に混合した後、PR−46
押出機を使用して実施例1と同様に溶融混練した。
【0032】この溶融混練物を粗粉砕後、粗粉砕品に対
し0.3%の割合でジターシャリーブチルサリチル酸の
Ba塩を添加して、ピンミルを使用して微粉砕を行い、
105μmの篩を使用して分級し、篩下を製品とした。
この製品を使用して塗膜性能、塗装性等を評価し、その
結果を表1に示した。
【0033】表1の結果より明らかなように、ドライブ
レンド法によりジターシャリーブチルサリチル酸のBa
塩をブレンドした本実施例の組成物は、実施例1の組成
物と同様に良好なトリボ帯電量及び塗着効率を示した。
【0034】実施例5〜6、比較例2〜4 実施例4で使用したジターシャリーブチルサリチル酸の
Ba塩の代わりに、ジターシャリーブチルサリチル酸の
Mg塩(実施例5)、同Sr塩(実施例6)、同Cr塩
(比較例2)、同Al塩(比較例3)及び同Zr塩(比
較例4)を使用したこと以外は実施例4と同じ方法で塗
料を製造し、実施例4と同様に評価した結果を表1に示
す。なおここで使用した各金属塩はいずれも保土谷化学
工業(株)製で、粒径はいずれも10μm以下であっ
た。
【0035】表1から明らかなように、本実施例の組成
物は実施例1と同様に良好なトリボ帯電量及び塗着効率
を示した。
【0036】また本比較例の組成物は、トリボ帯電量が
不十分で、このままでは摩擦帯電方式の静電塗装機によ
る塗装は不可能である。またCr塩を使用した比較例2
では、焼き付け時に塗膜が若干黒色に着色を起こした。
【0037】実施例7〜12、比較例5 実施例1〜6及び比較例1で使用した各配合成分を表2
の通りとした以外は、各例の方法に従って塗料を製造
し、評価を行い、その結果を表2に示した。サリチル酸
又はアルキルサルチル酸のBa、Mg又はSrの塩を含
有させない比較例5に比べ、含有させた実施例7〜12
はいずれも良好なトリボ帯電量及び塗着効率を示した。
【0038】実施例13〜18、比較例6 実施例1〜6及び比較例1で使用した各配合成分を表3
の通りとした以外は、各例の方法に従って塗料を製造
し、評価を行い、その結果を表3に示した。サリチル酸
又はアルキルサルチル酸のBa、Mg又はSrの塩を含有させ
ない比較例6に比べ、含有させた実施例13〜18はいずれ
も良好なトリボ帯電量及び塗着効率を示した。
【0039】
【表1】
【0040】
【表2】
【0041】
【表3】
【0042】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物を使用すれば、従来
摩擦帯電方式の静電粉体塗装機で塗装が殆ど不可能であ
った、エポキシ・ポリエステルハイブリッド系、アクリ
ル系及び分子中にカルボキシル基を有するポリエステル
系の粉体塗料が、極めて簡単かつ安価な方法で、コロナ
帯電式の粉体塗装機と同様に、摩擦帯電方式の静電粉体
塗装機で塗装ができるようになる。
【0043】従って、従来は入り組んだ形状、凹部が特
に深い形状等、被塗物の形状から判断して摩擦帯電方式
の静電粉体塗装機の方が好ましい場合でも、塗装性の面
よりコロナ帯電方式の静電粉体塗装機を使用せざるを得
ず、平滑性不良等の問題点を抱えながら塗装を行ってい
たが、本発明の樹脂組成物を用いれば、いずれの帯電方
式の粉体塗装機でも使用可能となるため、粉体塗料塗膜
の品質向上(特に平滑性向上)が達成でき、更に粉体塗
料メーカー及び粉体塗料ユーザーの両者において効率化
が達成できる。
フロントページの続き (72)発明者 安西 光利 東京都北区神谷三丁目7番6号保土谷化 学工業株式会社中央研究所東京分室内 (72)発明者 松浦 裕司 東京都北区神谷三丁目7番6号保土谷化 学工業株式会社中央研究所東京分室内 審査官 藤原 浩子 (56)参考文献 特開 平2−212563(JP,A) 特開 平1−153772(JP,A) 特開 昭63−75077(JP,A) 特開 平3−294868(JP,A) 特開 昭62−163061(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 5/46 C09D 7/12 G03G 9/00 - 9/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サリチル酸又はアルキルサルチル酸のB
    a、Mg又はSr塩を、エポキシ・ポリエステルハイブ
    リッド系、アクリル系又は分子中にカルボキシル基を有
    するポリエステル系の樹脂に含有させたことを特徴とす
    る、摩擦帯電方式の静電粉体塗装用樹脂組成物。
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US5936046A (en) * 1996-12-31 1999-08-10 Shell Oil Company Epoxy resin with monoglycidyl-capped aryl amidopolyamine
US6160040A (en) * 1996-12-31 2000-12-12 Shell Oil Company Water borne capped ester containing epoxy amine adduct curing agents compositions for self-curing epoxy resins at ambient or sub-ambient temperatures

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