JP4088065B2

JP4088065B2 - Method for producing glitter powder coating

Info

Publication number: JP4088065B2
Application number: JP2001364817A
Authority: JP
Inventors: 雅好原田; 学妹背; 利雄大越; 浩希武田; 善紀加藤; 健司河津; 昌博中村
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: JP2003165953A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光輝性を有する塗膜を形成できる光輝性粉体塗料の製造方法に関し、特に塗装作業性が良好で、意匠性を満足できる光輝性に富んだ塗膜を得ることができる光輝性粉体塗料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建材、道路資材等の屋外製品、家電製品、鋼製家具等の屋内製品等の表面の意匠性が要求される製品については、メタリック、バンピー、ハンマートーン、スエードトーン、パールトーン、リップル、石目調、サテン調、艶消し等の塗膜を得ることができる塗料が用いられている。光輝な塗膜が得られる光輝性塗料については、揮発性有機物質（ＶＯＣ）対策として、有機溶剤を使用せずに塗装を行うことが可能な粉体塗料への切り替えが検討されている。
【０００３】
光輝性粉体塗料の製造方法としては、現在、塗膜形成用樹脂、光輝な塗膜を形成するために使用される鱗片状顔料、必要に応じて添加する着色顔料及びその他の添加剤を含有する塗料用組成物を溶融混練した後、粉砕する方法（混練粉砕方法）と、予め混練粉砕法により鱗片状顔料を含有しない粉体塗料を製造し、この粉体塗料と鱗片状顔料を混合する方法（ドライブレンド法）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
混練粉砕法の場合、混練、すなわち樹脂が溶融する温度でせん断力を与えながら組成物を混ぜ合わせることにより塗膜形成樹脂中に鱗片状顔料を均一に分散させているため、鱗片状顔料が破損しやすいという問題がある。例えば、鱗片状顔料にアルミ粉を用いた場合、溶融混練時にかけられるせん断力によりアルミ粉が破壊され、アルミ粉が黒色又は灰色に変色してしまう。破損されたアルミ粉を含む光輝性粉体塗料を塗装しても、もはや金属光沢を有するメタリック塗膜を得ることができない。
【０００５】
一方、ドライブレンド法は、樹脂、必要に応じて着色顔料、及び他の添加剤を含有する粉体塗料組成物を予め均一に混練して得た塗料粒子と鱗片状顔料とを、樹脂を溶融させることなく単純に攪拌混合して粉体塗料を製造する方法であり、鱗片状顔料は高温に曝されることがなく、せん断力がかけられることもない。よって、鱗片状顔料を破損することなく、光輝性粉体塗料を製造することができる。しかしながら、この方法で製造された光輝性粉体塗料の塗装作業性、及び得られる塗膜について、いくつかの問題点がある。例えば、鱗片状顔料としてアルミ粉を使用した場合、コロナ荷電方式の静電塗装機を用いると、粉体塗料中の塗料粒子とアルミ粉との帯電特性の違いから、塗料粒子とアルミ粉の分離現象が生じ、コロナ荷電方式の静電塗装機先端に位置する電圧印加ニードル及びその周辺にアルミ粉が付着してしまい、塗膜に含まれるアルミ粉の量が当初光輝性塗料に含まれていた量よりも少なくなり、十分な金属光沢を有する意匠性に優れた塗膜が得られない。パール顔料では、さらに上記現象が顕著になり、意匠性の乏しい塗膜しか形成できない。また、静電塗装機の上記ニードル及びその周辺に付着したアルミ粉からなる付着物が静電塗装機先端から剥がれて被塗物に付着した場合には、塗装面に凸状のブツ（スピット）を形成してしまうといった問題が生じる。
【０００６】
本発明は、製造作業性、塗装作業性の問題を解決し、さらに所望の金属光沢を有する塗膜を得ることができる光輝性粉体塗料の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光輝性粉体塗料の製造方法は、塗料粉末１００質量部と鱗片状顔料０．１〜１２質量部を、該塗料粉末のガラス転移点以上で軟化点未満の温度で混合する工程を含む。
【０００８】
前記混合は、上軸駆動式機械攪拌型混合機を用いて行うことが好ましい。
【０００９】
前記鱗片状顔料は、アルミ粉、ステンレスフレーク、ガラスフレーク、雲母、ＭＩＯ、及びパール顔料よりなる群から選択される１種又は２種以上であることが好ましく、前記塗料粉末は、平均粒径１０〜１００μｍの熱硬化型塗料の粉末であることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の光輝性粉体塗料の製造方法は、塗料粉末１００質量部及び鱗片状顔料０．１〜１２重量部を、前塗料粉末のガラス転移点（Ｔｇ）以上軟化点未満の温度に加温しながら混合する工程を含む方法である。
【００１１】
はじめに、本発明の製造方法で用いる塗料粉末について説明する。
【００１２】
本発明で用いられる塗料粉末は、従来より粉体塗料として用いられるもので、塗膜形成樹脂、及び必要に応じて加えられる着色顔料及びその他の添加剤を含有する塗料用組成物を溶融混練し、粉砕して粉末化したものである。
【００１３】
上記塗料用組成物に用いられる塗膜形成樹脂としては、従来より粉体塗料の塗膜形成樹脂として用いられている熱硬化性樹脂を使用できる。粉体塗料に用いられる熱硬化性樹脂としては、末端が水酸基のポリエステル樹脂等のＯＨ基含有樹脂とアクリル樹脂等のＣＯＯＨ基含有樹脂又はイソシアネート基含有樹脂の組み合わせ；末端がカルボキシル基のポリエステル樹脂やアクリル樹脂等のＣＯＯＨ基含有樹脂とメラミン樹脂等のアミノ基含有樹脂又はエポキシ樹脂の組み合わせ；エポキシ樹脂と硬化剤の組み合わせ；水酸基、エポキシ基、メチロール基等を共重合させてなるアクリル樹脂とデカンジカルボン酸等の硬化剤の組み合わせなどがあり、具体的には、ポリエステル―ウレタン硬化系樹脂、ポリエステル―ヒドロキシアルキルアミド硬化系樹脂、ポリエステル―メラミン硬化系樹脂、アクリル共重合体−硬化系樹脂、アクリル―ポリエステル硬化系樹脂、アクリル―ウレタン硬化系樹脂、アクリル―メラミン硬化系樹脂、エポキシ系樹脂、エポキシ―ポリエステル硬化系樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられ、これらは単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。また、必要に応じて、ブチラール樹脂、ケトン樹脂、ノボラック樹脂等の改質樹脂、ジオクチルフタレート等の可塑剤を適宜使用することができる。
【００１４】
粉体塗料用組成物に用いられる着色顔料としては、二酸化チタン、酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、アゾ系顔料、アセトロン顔料、各種焼成顔料等の有機顔料、亜鉛粉末、炭酸カルシウム、ガラス繊維、シリカ、タルク、硫酸バリウム、カオリン等の体質顔料、トリポリリン酸二水素アルミニウム等の防錆顔料が挙げられる。
【００１５】
添加剤としては、表面調整剤、硬化促進剤、タレ防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤等が挙げられ、必要に応じて使用することができる。
【００１６】
以上のような樹脂、必要に応じて添加される着色顔料、添加剤を含有する塗料組成物を調製し、これらを樹脂が溶融する温度で混練して、均一化する。得られた塗料ペレットを粉砕し、分級して、平均粒径１０〜１００μｍ程度、好ましくは２０〜６０μｍの塗料粉末を製造する。
【００１７】
本発明光輝性粉体塗料の製造方法は、上記で調製した塗料用粉末と、鱗片状顔料を、該塗料粉末のガラス転移点以上軟化点未満で混合する工程を含む。理由は明らかではないが、上記温度で攪拌混合することにより、鱗片状顔料を破壊することなく、塗料粒子表面に化学的親和性をもって鱗片状顔料が付着しているので、電圧が印加された場合でも、鱗片状顔料だけが移動して偏在したり、塗装機の先端に付着することを防止する。
【００１８】
本発明の製造方法で用いられる鱗片状顔料としては、鱗片状に基づいて塗膜に金属光沢を与えるもので、アルミ粉、雲母、ＭＩＯ（マイカシャスアイアンオキサイド）、ステンレスフレーク、ガラスフレーク及びパール顔料よりなる群から選ばれる１種又は２種以上である。ここで、各鱗片状顔料については、樹脂コーティングアルミ粉、シリカコーティングアルミ粉、チタンコーティング雲母、ハステロイドコーティングガラスフレーク等、コーティングされたものも包含する。
【００１９】
混合機には、塗料粉末１００質量部に対して鱗片状顔料を０．１質量部以上、好ましくは０．５質量部以上で、１２質量部以下、好ましくは７質量部以下を配合する。鱗片状顔料が０．１質量部未満では、塗料に含まれる鱗片状顔料の量が不十分で、十分な金属光沢を有する塗膜が得られない。一方、１２重量部を超えると、塗料粉末に対する鱗片状顔料の量が多くなりすぎて、樹脂による鱗片状顔料の安定化を図ることができなくなり、単にドライブレンドを行っただけのものに近くなるからである。
【００２０】
以上のような塗料粉末と鱗片状顔料を含有する容器内を混合しながら、該塗料粉末のＴｇ以上の温度で軟化点未満、好ましくは塗料粉末のＴｇより３〜８℃高い温度まで加温し、常温まで冷却を行する。冷却後、必要に応じて流動性付与剤を添加してもよい。
【００２１】
ここで、従来のドライブレンド法では、混合機の容器の周囲に冷却水を流して、冷却しながら攪拌混合していた。混合による摩擦熱で温度が上昇するのを防止するためである。ガラス転移点未満での混合は、ドライブレンドの場合と同様に、ガラス転移点以下では樹脂の分子鎖が固定されているため、鱗片状顔料は塗料粒子と独立して存在、あるいは塗料粒子表面に単に物理的に付着しているだけである。一方、軟化点以上の温度で混合すると、樹脂が溶融に近い状態になり、混合作業中に塗料粒子同士が融着して、粉体としての性状が失われ、再度、粉体化のための粉砕作業が必要となる。
【００２２】
上記混合工程は、上軸駆動式機械攪拌型混合機を用いて行うことが好ましい。上軸駆動式機械攪拌型混合機は、図１に示すように、逆円錐形の容器１内に設けられている攪拌機２を駆動するモータ３が容器上部に取り付けられていて、下部に混合作業を終了した塗料を排出するための排出口４が設けられている。２ａは攪拌軸に取り付けられた攪拌羽根である。
【００２３】
従来、ドライブレンド法で一般に用いられている混合機としては、図２に示すような下軸駆動式機械攪拌混合機又は図３に示すような下軸横軸併用駆動式機械攪拌混合機である。下軸駆動式機械攪拌混合機は、駆動モータ３が混合容器１´の底面側に設けられており、調製した塗料を排出するための排出口４は容器１´の側壁面下部に設けられている。また、下軸横軸駆動式機械攪拌混合機は、攪拌機２を駆動するモータ３が容器１”の底面及び側壁面に設けられており、調製した塗料を排出するための排出口４は容器１”の側壁面下部に設けられている。このような混合機では、容器１´，１”の周囲が塗料粉末のガラス転移点未満に保持されているにもかかわらず、攪拌機２付近、特に攪拌軸と容器底面（下軸横軸併用駆動式機械攪拌混合機では更に容器側壁面）とが摺動する部分（図2及び図３中、「ｐ」で示す部分）では攪拌による摩擦熱が加わり、樹脂の一部が溶融して軸に融着するようになるため、調製した塗料の排出作業が困難になったり、ひどい場合には、回転が止まって混合作業自体に支障をきたすおそれがある。よって、本発明の製造方法では、上軸駆動式機械攪拌型混合機を用いて混合工程を行うことが好ましい。
【００２４】
上軸駆動式機械攪拌混合機を用いた混合条件は、塗料粉末と鱗片状顔料を均一に混合することができて、且つ鱗片状顔料を損傷させない条件である。羽根の回転速度が遅い場合は十分な均一混合を行うことが困難であり、逆に回転速度が速い場合は鱗片状顔料が羽根のせん断力により破壊されやすくなる。よって、混合機の攪拌機の回転速度は、周速３〜６ｍ／ｓが好ましい。
【００２５】
上軸駆動式機械攪拌型混合機を用いて周速３〜６ｍ／ｓで混合する場合、容器１の底面付近（図１中、「ｄ」で示す部分）はデッドスペースとなり、比重が重い鱗片状顔料が均一に分散されないおそれがある。よって、均一混合させるために容器１の底面と攪拌軸の間のスペースにエアーを流入しつつ攪拌することが好ましい。
【００２６】
上軸駆動式機械攪拌混合機の加温は、容器周囲に温水を流すことにより行ってもよいし、電熱ヒーターで容器を加温することにより行ってもよい。
【００２７】
以上のようにして製造される光輝性粉体塗料は、静電塗装法、流動浸漬法、吹き付け法、インモールド等で被塗物に塗布し、熱風炉、赤外炉、誘導加熱炉等で焼き付けることにより、硬化塗膜を形成することができる。本発明の製造方法で製造される光輝性粉体塗料は、鱗片状顔料が安定に塗料粒子表面に付着したり、さらには塗料粒子内に存在し得るので、静電塗装法によって塗装する際にも、鱗片状顔料が塗装機、特に塗装機先端部分に付着したりすることなく、安定に塗装作業を行うことができる。また、被塗物に塗装された塗料は、調製した光輝性粉体塗料の組成と同様の組成、すなわち鱗片状顔料が破損することなく含まれているので、期待するような光輝性を有する意匠性に富んだ塗膜が得られる。
【００２８】
【実施例】
尚、実施例中に示す「部」は質量を基準とする。
【００２９】
〔評価方法〕
▲１▼製造作業性
ａ）融着性
塗料粉末と鱗片状顔料とを攪拌型混合機を用いて混合し、調製した光輝性粉体塗料を排出した後に、攪拌軸における塗料の付着状況を目視で観察した。
攪拌軸に融着がない場合を「○」、攪拌軸に融着があった場合を「×」とした。
ｂ）排出性
粉体塗料組成物と鱗片状顔料とを攪拌型混合機を用いて混合し、調製した粉体塗料を排出した後に、混合容器内の塗料の残存状態を目視にて観察し、塗料が残存していない場合を「○」、塗料が残存している場合を「×」とした。
【００３０】
▲２▼塗装作業性
静電粉体塗装機ＧＸ１０８（日本パーカライジング社製）を用いて、下記条件で、１５０×３００ｍｍのブリキ板に塗装した。
印加電圧 −７０ｋＶ
メインエアー圧０．６ｋｇｆ／ｃｍ²
パターンエアー圧１．０ｋｇｆ／ｃｍ²
ガン−被塗物間距離２００ｍｍ
膜厚６０〜８０μｍ
塗装後、塗装機先端の電圧印加ニードルにおける鱗片状顔料の付着の程度を目視で観察した。付着がほとんどない場合を「○」、若干付着している場合を「△」、かなり付着している場合を「×」とした。
【００３１】
▲３▼塗膜の性状
ａ）平滑性
得られた塗膜の平滑性を目視にて観察し、平滑と判断できる場合を「○」、やや平滑性に欠けると判断される場合を「△」とした。
ｂ）意匠性
得られた塗膜を目視で観察し、塗膜の光輝性、鱗片状顔料の偏在度合いについて評価し、均質に鱗片状顔料が存在し、白っぽく光り輝いている場合を「○」、光輝性あるいは均質度がやや劣る場合を「△」、光輝性が不十分あるいは鱗片状顔料が偏在している場合を「×」とした。
ｃ）白色度
塗膜の白色度を目視にて比色判定した。白色と判断できる場合を「○」、やや黒いと判断できる場合を「△」、黒いと判定される場合を「×」とした。鱗片状顔料が破損した場合、金属光沢が得られず、塗膜は黒っぽい色になる。
【００３２】
〔塗料の製造〕
表１に示す各化合物を表１に示す量だけ配合して、表１に示す温度で溶融混練して、ペレット状の粉体塗料組成物Ａ，Ｂ，Ｃを調製した。
【００３３】
塗料組成物Ａ及び粉体塗料組成物Ｂのペレットを粉砕した後、それぞれ８４μｍの篩を用いて分級し、平均粒径４３μｍの塗料粉末Ａ又は塗料粉末Ｂをえた。塗料組成物Ｃのペレットを粉砕した後、７４μｍの篩を用いて分級し、平均粒径３５μｍの塗料粉末Ｃをえた。
【００３４】
得られた各塗料粉末１００部に、アルミ粉（東洋アルミニウム社製の「ＰＣＦ−７６７０Ａ」）、パール（メルクジャパン社製の「イリオジン１０３ＷII」）、又はステンレスフレーク（東洋アルミニウム社製の「ステンレスフレークＲＦＡ４０００」）を表２に示す量だけ添加して、上軸駆動式機械攪拌型混合機（ホソカワミクロン社製の「サイクロミックス」）又は下軸駆動式攪拌型混合機（三井鉱産社製の「ヘンシェルミキサー」）又は下軸横軸併用駆動式攪拌型混合機（深江工業社製の「ハイスピードミキサー」）を用いて、周速４ｍ／ｓで且つ表２に示す温度で攪拌混合し、光輝性粉体塗料Ｎｏ．１〜１０を調製した。Ｎｏ．１０は、上軸駆動式機械攪拌型混合機を用いて、従来のドライブレンド法に準じて製造したもので、混合容器の周囲に冷却水を流し、摩擦熱による昇温を防止して、室温を維持した。一方、混合容器の加温は、容器周囲に温水を流すことにより、あるいはヒーターにより行った。
【００３５】
表１の塗料組成物Ａに示す各化合物に、アルミ粉を５部添加した後、溶融混練してペレットを得、このペレットを粉砕した後、８４μｍの篩を用いて分級し、平均粒径４３μｍの光輝性粉体塗料Ｎｏ．１１を得た。すなわち、Ｎｏ．１１は、従来の溶融混練法に基づいて製造したものである。
【００３６】
以上のようにして製造した光輝性粉体塗料について、上記評価方法に基づいて、製造作業性、塗装作業性、塗膜性状を評価した。結果を表２に示す。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１中、熱硬化性ポリエステル樹脂１としては、大日本インキ化学工業社製の「ファインディックＭ−８０５０」（水酸基価４９ｍｇＫＯＨ／ｇ）を用いた。ポリイソシアネート樹脂としては、Ｈｕｌｓ社製の「Ｂ‐１５３０」（イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）ε−カプロラクタムブロックのポリイソシアネート樹脂）を用いた。アクリルオリゴマ−としては、共栄化学社製の「ポリフローＳ」を用いた。熱硬化性ポリエステル樹脂２としては、日本ユピカ社製の「ユピカコートＧＶ−２３０」（酸価５３ｍｇＫＯＨ／ｇ）を用いた。エポキシ樹脂としては、旭化成エポキシ社製の「ＡＥＲ−６０１４」（エポキシ当量９８０ｇ／ｅｑ）、硬化促進剤としてはトリフェニルフォスフィンを用いた。熱硬化性アクリル樹脂としては、三井東圧化学社製の「アルマテックスＰＤ３４１３」（エポキシ当量４７０ｇ／ｅｑ）、発泡防止剤としてはベンゾインを用いた。
【００３９】
【表２】

【００４０】
Ｎｏ．１０は、従来のドライブレンド法による製造である。上軸駆動型機械攪拌混合器を用いており、しかも攪拌時の摩擦熱による温度上昇を抑制しているので、製造時には特に問題はなかったが、鱗片状顔料が安定化していないため、鱗片状顔料が分離して塗装作業性が悪かった。また、鱗片状顔料が分離したため、得られる塗膜の意匠性も劣っていた。
【００４１】
一方、Ｎｏ．１１は、従来の溶融混練法による製造である。アルミ粉が溶融混練時に破壊されたため、得られた塗膜には金属光沢が少なく、黒っぽい塗膜となっていた。
【００４２】
Ｎｏ．４は塗料粉末のガラス転移点未満で混合した場合であり、鱗片状顔料の安定化が十分ではないために、塗装作業性が良くなく、得られる塗膜の金属光沢も不十分であった。
【００４３】
Ｎｏ．５は、塗料粉末の軟化点で混合した場合である。混合時の摩擦熱による温度上昇が加わって、混合時に樹脂の一部が攪拌軸や攪拌羽根に融着し、また容器側壁面では軟化点以上の温度となっているため樹脂の一部が融着したため、製造した塗料の排出を十分にできなかった。
【００４４】
Ｎｏ．８は、鱗片状顔料たるアルミ粉の含有量が十分でないために、塗膜に関して金属光沢が不十分であった。逆に、Ｎｏ．９は、鱗片状顔料たるステンレスフレークの含有量が多すぎる場合であり、鱗片状顔料を十分に安定化することができなかったため、安定化されなかった鱗片状顔料が分離して塗装機先端に付着していた。また、鱗片状顔料の含有量が多すぎると吸油量が多くなって、塗膜の平滑性に欠けていた。
【００４５】
Ｎｏ．１〜３の比較から、上軸駆動式攪拌混合機を用いた場合（Ｎｏ．１）には、製造時に樹脂の融着や排出不良はなかったが、下軸駆動式攪拌混合機を用いた場合（Ｎｏ．２）及び下軸横軸併用駆動式攪拌混合機を用いた場合（Ｎｏ．３）には、軟化点未満の温度であったが、回転軸と容器底面及び／又は側壁面といった摺動部分で、樹脂の融着が認められ、塗料の排出を十分に行えなかった。
【００４６】
Ｎｏ．６，７は、塗膜形成樹脂の種類を変えた場合、あるいはパール顔料を用いた場合である。上軸駆動式攪拌混合機を用いて、ガラス転移点以上、軟化点未満で混合しているので、Ｎｏ．１と同様に、製造作業性、塗装作業性、塗膜性状を満足することができた。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の光輝性粉体塗料の製造方法は、鱗片状顔料を破損させない条件で、しかも樹脂のポリマー鎖の運動を可能にできる温度で、塗料粉末と鱗片状顔料との混合を行っているので、鱗片状顔料の分散安定性を高めることができ、塗装時の鱗片状顔料の分離を防止し、期待する金属光沢を有する塗膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法で用いられる上軸駆動式攪拌混合機の構成を示す模式図である。
【図２】従来より用いられている下軸駆動式攪拌混合機の構成を示す模式図である。
【図３】従来より用いられている下軸横軸併用駆動式攪拌混合機の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１容器
２攪拌機
３駆動モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a glittering powder coating material capable of forming a coating film having a glittering property, and in particular, a glittering property capable of obtaining a coating film rich in glittering with satisfactory coating workability and satisfactory design properties. The present invention relates to a method for producing a powder coating material.
[0002]
[Prior art]
Metallic, bumpy, hammer tone, suede tone, pearl tone, ripple, stone texture for products that require surface design such as outdoor products such as building materials and road materials, household appliances, and indoor products such as steel furniture Paints capable of obtaining coatings such as tone, satin tone, and matte are used. With regard to the glittering paint from which a glittering coating film can be obtained, switching to a powder paint that can be applied without using an organic solvent is being studied as a measure against volatile organic substances (VOC).
[0003]
As a manufacturing method of glittering powder coating, it currently contains resin for coating film formation, scaly pigment used to form glittering coating film, colored pigment added as necessary, and other additives After melt-kneading the coating composition to be kneaded and then pulverizing (kneading and pulverizing method), a powder coating containing no scaly pigment is produced in advance by kneading and crushing, and the powder coating and the scaly pigment are mixed. A method (dry blend method) is known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the kneading and pulverization method, the scaly pigment is damaged because the scaly pigment is uniformly dispersed in the coating film forming resin by mixing the composition while applying shearing force at the temperature at which the resin melts. There is a problem that it is easy to do. For example, when aluminum powder is used for the scaly pigment, the aluminum powder is destroyed by the shearing force applied during melt kneading, and the aluminum powder turns black or gray. Even if a glittering powder coating containing broken aluminum powder is applied, it is no longer possible to obtain a metallic coating having a metallic luster.
[0005]
On the other hand, in the dry blend method, the resin is melted by coating particles obtained by uniformly kneading a powder coating composition containing a resin, and if necessary, a color pigment, and other additives, and a scaly pigment. This is a method for producing a powder coating material by simply stirring and mixing without causing the scaly pigment to be exposed to a high temperature and without being subjected to a shearing force. Therefore, a glittering powder coating material can be produced without damaging the scaly pigment. However, there are some problems with the coating workability of the glittering powder coating produced by this method and the coating film obtained. For example, when aluminum powder is used as a scaly pigment, if a corona charging type electrostatic coating machine is used, the paint particles and aluminum powder are separated due to the difference in charging characteristics between the paint particles in the powder paint and the aluminum powder. When the phenomenon occurs, aluminum powder adheres to and around the voltage application needle located at the tip of the corona charging electrostatic coating machine, and the amount of aluminum powder contained in the coating was initially included in the glitter paint A coating film with a sufficient metallic luster and excellent design properties cannot be obtained. With pearl pigments, the above phenomenon becomes more remarkable, and only a coating film with poor design can be formed. In addition, when the deposit made of aluminum powder attached to the needle and its periphery of the electrostatic coating machine is peeled off from the tip of the electrostatic coating machine and adheres to the object to be coated, This causes the problem of forming a film.
[0006]
An object of this invention is to provide the manufacturing method of the glittering powder coating material which can solve the problem of manufacturing workability and coating workability, and can obtain the coating film which has desired metal luster.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing a glittering powder paint according to the present invention comprises a step of mixing 100 parts by weight of paint powder and 0.1 to 12 parts by weight of scaly pigment at a temperature above the glass transition point of the paint powder and below the softening point. Including.
[0008]
The mixing is preferably performed using an upper shaft driven mechanical stirring mixer.
[0009]
The scaly pigment is preferably one or more selected from the group consisting of aluminum powder, stainless steel flakes, glass flakes, mica, MIO, and pearl pigments, and the coating powder has an average particle size of 10 It is preferably a powder of a thermosetting paint of ˜100 μm.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the method for producing the glittering powder coating material of the present invention, 100 parts by mass of coating powder and 0.1 to 12 parts by weight of scaly pigment are heated to a temperature not lower than the glass transition point (Tg) of the pre-coating powder and lower than the softening point. While mixing.
[0011]
First, the paint powder used in the production method of the present invention will be described.
[0012]
The coating powder used in the present invention is conventionally used as a powder coating, and melt-kneads a coating composition containing a coating film-forming resin, and a color pigment and other additives added as necessary. , Pulverized into powder.
[0013]
As the film-forming resin used in the coating composition, a thermosetting resin conventionally used as a film-forming resin for powder coatings can be used. The thermosetting resin used for the powder coating is a combination of an OH group-containing resin such as a polyester resin having a terminal hydroxyl group and a COOH group-containing resin or an isocyanate group-containing resin such as an acrylic resin; Combination of COOH group-containing resin such as acrylic resin and amino group-containing resin or epoxy resin such as melamine resin; Combination of epoxy resin and curing agent; Acrylic resin and decanedicarbon obtained by copolymerizing hydroxyl group, epoxy group, methylol group, etc. There are combinations of curing agents such as acids, etc. Specifically, polyester-urethane curing resin, polyester-hydroxyalkylamide curing resin, polyester-melamine curing resin, acrylic copolymer-curing resin, acrylic Polyester cured resin, acrylic-urea Curable resin, acrylic-melamine curable resin, epoxy resin, epoxy-polyester curable resin, fluorine resin, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. Good. If necessary, modified resins such as butyral resin, ketone resin and novolac resin, and plasticizers such as dioctyl phthalate can be used as appropriate.
[0014]
Coloring pigments used in powder coating compositions include titanium dioxide, iron oxide, bengara, carbon black, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, quinacridone pigments, isoindolinone pigments, azo pigments, acetron pigments, and various firings. Examples include organic pigments such as pigments, zinc powder, calcium carbonate, glass fiber, silica, talc, barium sulfate, extender pigments such as kaolin, and rust preventive pigments such as aluminum dihydrogen phosphate.
[0015]
Examples of the additive include a surface conditioner, a curing accelerator, an anti-sagging agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, and an antioxidant, which can be used as necessary.
[0016]
A coating composition containing the resin as described above, a color pigment added as necessary, and an additive is prepared, and these are kneaded at a temperature at which the resin melts to be uniform. The obtained paint pellets are pulverized and classified to produce paint powder having an average particle size of about 10 to 100 μm, preferably 20 to 60 μm.
[0017]
The manufacturing method of the glittering powder coating material of the present invention includes a step of mixing the coating powder prepared above and a scaly pigment at a glass transition point or more and less than a softening point of the coating powder. The reason is not clear, but when the voltage is applied because the scaly pigment adheres to the paint particle surface with chemical affinity without destroying the scaly pigment by stirring and mixing at the above temperature However, it prevents only the scaly pigment from moving and being unevenly distributed or adhering to the tip of the coating machine.
[0018]
The scaly pigment used in the production method of the present invention is to give a metallic luster to the coating film based on the scaly shape. Aluminum powder, mica, MIO (Micacious Iron Oxide), stainless flake, glass flake and pearl pigment It is 1 type, or 2 or more types chosen from the group which consists of. Here, as for each scaly pigment, coated ones such as resin-coated aluminum powder, silica-coated aluminum powder, titanium-coated mica, and hasteroid-coated glass flakes are also included.
[0019]
In the mixer, the scaly pigment is blended in an amount of 0.1 parts by mass or more, preferably 0.5 parts by mass or more, and 12 parts by mass or less, preferably 7 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the coating powder. If the scale pigment is less than 0.1 part by mass, the amount of the scale pigment contained in the paint is insufficient, and a coating film having a sufficient metallic luster cannot be obtained. On the other hand, when the amount exceeds 12 parts by weight, the amount of scaly pigment to the coating powder increases so much that it becomes impossible to stabilize the scaly pigment by the resin, and it is close to that obtained simply by dry blending. Because.
[0020]
While mixing the inside of the container containing the paint powder and the scaly pigment as described above, the mixture is heated to a temperature above the Tg of the paint powder and below the softening point, preferably 3 to 8 ° C higher than the Tg of the paint powder. Cool down to room temperature. After cooling, a fluidity-imparting agent may be added as necessary.
[0021]
Here, in the conventional dry blend method, cooling water is allowed to flow around the container of the mixer, and stirring and mixing are performed while cooling. This is to prevent the temperature from rising due to frictional heat due to mixing. In the case of mixing below the glass transition point, as in the case of dry blending, since the resin molecular chain is fixed below the glass transition point, the scaly pigment is present independently of the paint particles or on the surface of the paint particles. They are simply physically attached. On the other hand, when mixing at a temperature above the softening point, the resin is in a state close to melting, the paint particles are fused together during the mixing operation, and the properties as a powder are lost. Grinding work is required.
[0022]
The mixing step is preferably performed using an upper shaft driven mechanical stirring mixer. As shown in FIG. 1, the upper shaft drive type mechanical stirring type mixer has a motor 3 for driving a stirrer 2 provided in an inverted conical container 1 attached to the upper part of the container, and a mixing operation at the lower part. A discharge port 4 is provided for discharging the paint that has finished. 2a is a stirring blade attached to the stirring shaft.
[0023]
Conventionally, the mixer generally used in the dry blend method is a lower shaft driven mechanical stirring mixer as shown in FIG. 2 or a lower shaft horizontal shaft combined driving mechanical stirring mixer as shown in FIG. . In the lower shaft driven mechanical mixer, the drive motor 3 is provided on the bottom surface side of the mixing container 1 ′, and the discharge port 4 for discharging the prepared paint is provided on the lower side of the side wall surface of the container 1 ′. Yes. Further, in the lower-axis horizontal-axis-driven mechanical stirring mixer, the motor 3 for driving the stirrer 2 is provided on the bottom surface and the side wall surface of the container 1 ″, and the discharge port 4 for discharging the prepared paint is the container 1 ”Is provided at the lower portion of the side wall surface. In such a mixer, the periphery of the container 1 ′, 1 ″ is kept below the glass transition point of the paint powder, but in the vicinity of the stirrer 2, particularly the stirring shaft and the bottom of the container (lower shaft horizontal axis combined drive) In a mechanical stirrer-mixer, the frictional heat from stirring is applied to the part that slides with the side wall of the container (the part indicated by “p” in FIGS. 2 and 3), and a part of the resin melts into the shaft. Since it comes to melt | fuse, when the discharge | emission operation | work of the prepared coating material becomes difficult or it is severe, there exists a possibility that rotation may stop and it may interfere with mixing operation itself. Therefore, in the manufacturing method of this invention, it is preferable to perform a mixing process using an upper-axis drive type mechanical stirring type mixer.
[0024]
The mixing condition using the upper shaft driven mechanical stirring mixer is a condition in which the coating powder and the scaly pigment can be uniformly mixed and the scaly pigment is not damaged. When the blade rotation speed is slow, it is difficult to perform sufficient uniform mixing. Conversely, when the blade rotation speed is high, the scaly pigment is easily broken by the shearing force of the blade. Therefore, the rotational speed of the agitator of the mixer is preferably 3 to 6 m / s.
[0025]
When mixing at a peripheral speed of 3 to 6 m / s using an upper shaft driven mechanical stirring type mixer, the vicinity of the bottom surface of the container 1 (the part indicated by “d” in FIG. 1) is a dead space, and the scale has a high specific gravity. There is a possibility that the pigments are not uniformly dispersed. Therefore, it is preferable to stir while flowing air into the space between the bottom surface of the container 1 and the stirring shaft in order to achieve uniform mixing.
[0026]
Warming of the upper shaft driven mechanical stirring mixer may be performed by flowing warm water around the container, or by heating the container with an electric heater.
[0027]
The glittering powder coating produced as described above is applied to the object by electrostatic coating, fluid dipping, spraying, in-mold, etc., and then in a hot air furnace, infrared furnace, induction heating furnace, etc. A cured coating film can be formed by baking. The glittering powder paint produced by the production method of the present invention is capable of stably attaching scaly pigments to the surface of paint particles or even being present in the paint particles. However, it is possible to perform the coating operation stably without the scaly pigment adhering to the coating machine, particularly the tip of the coating machine. In addition, the paint applied to the object to be coated contains the same composition as that of the prepared glitter powder paint, that is, the scaly pigment is contained without being damaged, so that the design having the glitter as expected is expected. A coating film rich in properties can be obtained.
[0028]
【Example】
In addition, "part" shown in an Example is based on mass.
[0029]
〔Evaluation methods〕
(1) Manufacturability a) Fusing paint powder and scaly pigment are mixed using a stirrer-type mixer, and after the prepared glitter powder paint is discharged, the state of adhesion of the paint on the stirring shaft is visually observed. Observed with.
The case where there was no fusion on the stirring shaft was “◯”, and the case where the stirring shaft was fused was “x”.
b) The dischargeable powder coating composition and the scaly pigment are mixed using a stirring mixer, and after the prepared powder coating is discharged, the remaining state of the coating in the mixing container is visually observed, The case where no paint remained was indicated as “◯”, and the case where paint remained was indicated as “x”.
[0030]
(2) Coating workability An electrostatic powder coating machine GX108 (manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.) was used to coat a tin plate of 150 × 300 mm under the following conditions.
Applied voltage -70kV
Main air pressure 0.6kgf / cm ²
Pattern air pressure 1.0kgf / cm ²
Gun-to-coating distance 200mm
Film thickness 60-80μm
After coating, the degree of adhesion of the scaly pigment on the voltage application needle at the tip of the coating machine was visually observed. The case where there was almost no adhesion was designated as “◯”, the case where there was slight adhesion as “Δ”, and the case where there was considerable adhesion as “X”.
[0031]
(3) Properties of the coating film a) Smoothness When the smoothness of the obtained coating film is visually observed and judged to be smooth, “◯”, and when judged as slightly lacking in smoothness, “△” It was.
b) Design properties The obtained coating film is visually observed and evaluated for the glossiness of the coating film and the degree of uneven distribution of the scaly pigment. When the scaly pigment is homogeneously present and whitish and shines, The case where the brightness or homogeneity is slightly inferior is indicated by “Δ”, and the case where the brightness is insufficient or the scaly pigment is unevenly distributed is indicated by “X”.
c) Whiteness The color of the whiteness of the coating film was visually determined. The case where it can be judged as white is “◯”, the case where it is judged that it is slightly black is “Δ”, and the case where it is judged that it is black is “x”. When the scaly pigment is damaged, the metallic luster is not obtained and the coating film becomes a blackish color.
[0032]
[Manufacture of paints]
Each compound shown in Table 1 was blended in the amount shown in Table 1, and melt-kneaded at the temperature shown in Table 1 to prepare pellet-shaped powder coating compositions A, B, and C.
[0033]
After the pellets of the coating composition A and the powder coating composition B were pulverized, each was classified using a 84 μm sieve to obtain coating powder A or coating powder B having an average particle size of 43 μm. The pellets of the coating composition C were pulverized and classified using a 74 μm sieve to obtain coating powder C having an average particle size of 35 μm.
[0034]
To 100 parts of each paint powder obtained, aluminum powder ("PCF-7670A" manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.), pearl ("Iriodin 103WII" manufactured by Merck Japan Co., Ltd.), or stainless steel flakes ("Stainless steel flakes manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.). RFA4000 ") is added in the amount shown in Table 2, and an upper shaft driven mechanical stirring mixer (" Cyclomix "manufactured by Hosokawa Micron) or a lower shaft driven stirring mixer (" Henschel manufactured by Mitsui & Co., Ltd.) " Mixer ") or lower shaft horizontal axis combined drive stirring mixer (" High Speed Mixer "manufactured by Fukae Kogyo Co., Ltd.) and stirring and mixing at a peripheral speed of 4 m / s and at the temperature shown in Table 2. Powder coating No. 1-10 were prepared. No. 10 is manufactured according to a conventional dry blend method using an upper shaft driven mechanical stirring type mixer, and a cooling water is flowed around the mixing container to prevent a temperature rise due to frictional heat. Maintained. On the other hand, the mixing container was heated by flowing warm water around the container or by a heater.
[0035]
After adding 5 parts of aluminum powder to each compound shown in the coating composition A in Table 1, the mixture was melt-kneaded to obtain pellets, and the pellets were pulverized and classified using an 84 μm sieve to obtain an average particle size of 43 μm. No bright powder coating No. 11 was obtained. That is, no. 11 is manufactured based on the conventional melt-kneading method.
[0036]
About the glittering powder coating material manufactured as described above, manufacturing workability, coating workability, and coating film properties were evaluated based on the above evaluation methods. The results are shown in Table 2.
[0037]
[Table 1]

[0038]
In Table 1, as the thermosetting polyester resin 1, “Fine Dick M-8050” (hydroxyl value 49 mgKOH / g) manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. was used. As the polyisocyanate resin, “B-1530” (isophorone diisocyanate (IPDI) ε-caprolactam block polyisocyanate resin) manufactured by Huls was used. As the acrylic oligomer, “Polyflow S” manufactured by Kyoei Chemical Co., Ltd. was used. As the thermosetting polyester resin 2, “Iupica Coat GV-230” (acid value 53 mgKOH / g) manufactured by Nippon Iupika Co., Ltd. was used. “AER-6014” (epoxy equivalent 980 g / eq) manufactured by Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd. was used as the epoxy resin, and triphenylphosphine was used as the curing accelerator. As the thermosetting acrylic resin, “Almatex PD3413” (epoxy equivalent: 470 g / eq) manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd. was used, and benzoin was used as the foam inhibitor.
[0039]
[Table 2]

[0040]
No. 10 is the manufacture by the conventional dry blend method. There is no particular problem at the time of manufacture because it uses an upper shaft driven mechanical stirring mixer and suppresses the temperature rise due to frictional heat during stirring, but the scale-like pigment is not stabilized, The pigment was separated and the paint workability was poor. Moreover, since the scaly pigment was separated, the design of the resulting coating film was also inferior.
[0041]
On the other hand, no. 11 is production by the conventional melt-kneading method. Since the aluminum powder was destroyed during melt-kneading, the obtained coating film had a low metallic luster and was a blackish coating film.
[0042]
No. No. 4 is a case of mixing below the glass transition point of the coating powder. Since the scaly pigment is not sufficiently stabilized, the coating workability is not good, and the metallic gloss of the resulting coating film is insufficient.
[0043]
No. 5 is the case of mixing at the softening point of the coating powder. A temperature rise due to frictional heat at the time of mixing is added, a part of the resin is fused to the stirring shaft and the stirring blade during mixing, and a part of the resin is melted because the temperature on the side wall of the container is above the softening point. The produced paint could not be discharged sufficiently.
[0044]
No. No. 8 had insufficient metal luster with respect to the coating film because the content of aluminum powder as a scaly pigment was not sufficient. Conversely, no. No. 9 is a case where the content of the stainless flakes, which are the scaly pigments, is too large. Since the scaly pigments could not be sufficiently stabilized, the unstabilized scaly pigments were separated and appeared at the tip of the coating machine. It was attached. Moreover, when there was too much content of a scaly pigment, the oil absorption amount increased and the smoothness of the coating film was missing.
[0045]
No. From the comparison of 1 to 3, when the upper shaft driven stirring mixer was used (No. 1), there was no resin fusion or discharge failure during production, but the lower shaft driven stirring mixer was used. In the case (No. 2) and the case where the lower shaft horizontal axis combined drive type agitating mixer was used (No. 3), the temperature was lower than the softening point. Resin fusion was observed at the sliding part, and the paint could not be discharged sufficiently.
[0046]
No. 6 and 7 are the cases where the kind of the coating film-forming resin is changed or the pearl pigment is used. Since the upper shaft driven stirring mixer is used for mixing at a glass transition point or more and less than a softening point, In the same manner as in No. 1, manufacturing workability, painting workability, and coating film properties could be satisfied.
[0047]
【The invention's effect】
In the method for producing the glittering powder coating material of the present invention, the coating powder and the scaly pigment are mixed under conditions that do not damage the scaly pigment and at a temperature that enables the movement of the polymer chain of the resin. The dispersion stability of the scaly pigment can be improved, the scaly pigment can be prevented from being separated during coating, and a coating film having the expected metallic luster can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of an upper shaft driven stirring mixer used in the production method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a conventionally used lower shaft driven stirring mixer.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional stirring / mixing machine using a lower shaft and a horizontal shaft.
[Explanation of symbols]
1 Container 2 Stirrer 3 Drive motor

Claims

A step of mixing 100 parts by mass of the coating powder and 0.1 to 12 parts by mass of the scaly pigment at a temperature not lower than the glass transition point of the coating powder and lower than the softening point, using an upper shaft driven mechanical stirring type mixer. A method for producing a glittering powder coating.

The said scaly pigment is 1 type (s) or 2 or more types selected from the group which consists of aluminum powder, stainless steel flakes, glass flakes, mica, MIO, and a pearl pigment, The manufacture of the glittering powder coating material of Claim 1 Method.

The method for producing a glittering powder paint according to claim 1 or 2 , wherein the paint powder is a powder of a thermosetting paint having an average particle diameter of 10 to 100 µm.