JP4104358B2

JP4104358B2 - メタリック粉体塗料用光輝顔料の表面処理方法

Info

Publication number: JP4104358B2
Application number: JP2002086209A
Authority: JP
Inventors: 晴彦岡崎; 義明山本; 明子田上; 昌博中村; 健司河津
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK; Toyota Motor Corp
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK; Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP2003277690A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタリック粉体塗料用光輝顔料の表面処理法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、粉体塗料用光輝顔料を、完全に架橋した樹脂で被覆し、粉体塗料の樹脂粒子とボンディングしたり、樹脂粒子を光輝顔料に付着させる方法がある。
【０００３】
この方法は、粉体塗料の塗装方法である静電塗装機で、粉体塗料の樹脂粒子と混合されている光輝顔料を帯電させ、塗装するには、十分である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の方法によると、粉体塗料に使用している樹脂成分と光輝顔料の表面処理に使用している樹脂組成物とが全く異なり、特に架橋して硬化しているような樹脂表面には、粉体塗料の樹脂の湿潤、平滑性が劣り、塗膜に凹凸が発生しやすい。
【０００５】
また、光輝顔料、特にメタリック塗膜に使用するアルミニウム顔料は、耐薬品性が劣り、この解決策として樹脂層で均一に欠陥なく被覆することが必要であるが、従来の技術では、薄い膜厚で穴などの欠陥の多い状態にしか加工できない。
【０００６】
更に、光輝顔料と粉体塗料の樹脂粒子の帯電性が異なる等の問題点があった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、平滑な塗膜が得られ、穴などの欠陥がなく、しかも、光輝顔料と粉体塗料樹脂粒子の帯電性の相違も解消された、メタリック粉体塗料用光輝顔料の表面処理方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を達成するため、鋭意研究を行った結果、上記の課題を解決し、粉体塗料の樹脂の湿潤、平滑性に優れ、塗膜欠陥の生じない塗膜が得られることを見出した。
【０００９】
即ち、本発明のメタリック粉体塗料用光輝顔料の表面処理方法は、（１）塗膜形成主要素である合成樹脂（Ａ）を、該合成樹脂（Ａ）を溶解する有機溶媒（Ｂ）中に溶解させる工程、（２）光輝顔料を有機溶媒（Ｂ）中に分散させる工程、（３）上記（１）の工程で得られた合成樹脂（Ａ）の溶解液を撹拌しながら、上記（２）の工程で得られた光輝顔料の分散液を、該合成樹脂（Ａ）の溶解液中に加え、混合する工程、（４）上記（３）の工程で得られた混合物を、撹拌している水中に徐々に加え、相転換させ、有機溶媒（Ｂ）を水中に抽出し、合成樹脂層を有する光輝顔料分散液を形成させる工程、（５）上記（４）の工程で得られた合成樹脂層を有する光輝顔料分散液中の合成樹脂層を有する光輝顔料を、水と有機溶媒（Ｂ）の混合液から分離して、乾燥させる工程、を含む。
【００１０】
また、別の態様として、メタリック粉体塗料用光輝顔料の表面処理方法は、上記（４）の工程において、上記（３）の工程で得られた混合物１重量部を、撹拌している５〜１００重量部の水中に徐々に加え、相転換させることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法においては、塗膜形成主要素である合成樹脂（Ａ）として、従来から粉体塗料の製造に用いられている樹脂を特に制限なく用いることができる。そのような合成樹脂の具体例としては、アルキド樹脂、ポリエステル−ウレタン硬化系樹脂、ポリエステル−エポキシ硬化系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、アクリル−ポリエステル系樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ブロックイソシアネート樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、アミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ノボラック樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ケトン樹脂等を挙げることができる。
【００１２】
また、塗膜形成主要素である合成樹脂（Ａ）が熱硬化性樹脂である場合には、合成樹脂（Ａ）として、上記で例示した樹脂（主剤）に対する硬化剤を併用することができる。そのような硬化剤としては、例えば、アミド化合物、酸無水物、二塩基酸、グリシジル化合物、アミノプラスト樹脂、ブロックイソシアネートなどを挙げることができ、代表的な硬化剤としては、ジシアンジアミド、酸ヒドラジド、トリグリシジルイソシアヌレート、イソホロンジイソシアネートブロック体などを挙げることができる。例えば、二塩基酸としては、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、１，１２−ドデカンジカルボン酸、１，２０−エイコサンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、フタル酸、シクロヘキセン１，２−ジカルボン酸等を挙げることができる。
【００１３】
本発明の製造方法においては、合成樹脂（Ａ）を溶解する有機溶媒（Ｂ）として、樹脂等を溶解する通常の有機溶媒を使用することができる。
【００１４】
本発明の製造方法においては、上記合成樹脂（Ａ）を溶解する有機溶媒（Ｂ）として、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素系有機溶媒、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテル類などを好適に使用することができる。
【００１５】
本発明の製造方法においては、従来から溶剤型塗料の製造方法で用いられている製造方法と同じ方法によって調製された、塗膜形成主要素である上記合成樹脂（Ａ）の少なくとも１種及び該合成樹脂（Ａ）を溶解する有機溶媒（Ｂ）を含有する塗料組成物（樹脂溶液）、あるいは複数のそれらの塗料組成物を任意の比率で混合して得た塗料組成物を用いることができる。
【００１６】
本発明の製造方法においては、上記の塗料組成物は、塗膜形成副要素及び／又は顔料を含有することができる。
【００１７】
塗膜形成副要素として、通常の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、消泡剤等を用いることができる。
【００１８】
また、顔料として、着色顔料や防錆顔料、その他の機能を与えるための顔料を用いることができる。着色顔料としては、黄色酸化鉄、チタン黄、ベンガラ、酸化チタン、亜鉛華、リトポン、鉛白、硫化亜鉛、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、パリオゲンレッド３９１０等の有機顔料等を用いることができる。
【００１９】
これら着色顔料の添加量は、通常ＰＷＣで０．５％〜６０％程度であるが、クリヤー塗料の様に全く添加しない場合もある。
【００２０】
ここで、ＰＷＣとは Pigment Weight Concentration （顔料重量濃度）のことであり、下記の式により算出される。
【００２１】
ＰＷＣ＝［（含有顔料重量％）／（全塗料固形分重量％）］×１００
これらの顔料の添加量が多い場合には、特に吸油量の高い顔料を用いる場合には、そのような塗料を用いて塗膜を形成すると、塗膜の平滑性が損なわれる傾向がある。
【００２２】
その他に、塗膜の光沢値を調節したり、塗膜の堅さを調節したりする目的で、体質顔料として、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、微粉珪酸、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添加することもできる。また、ツヤ調整の方法としてツヤ消し用顔料を加えることも可能であり、塗料に通常使用されるコロイダルシリカ、アルミナ、タルク等が使用できる。
【００２３】
本発明の製造方法においては、従来から用いられている溶剤型塗料と同じ調製方法で原料樹脂溶液（塗料組成物）、あるいは原色塗料組成物を調製する。この原料樹脂溶液あるいは原色塗料組成物を組み合わせて必要な色、塗膜性能が得られるように塗料組成物を調製する。
【００２４】
本発明において、塗膜形成主要素である合成樹脂を溶解する有機溶媒中に該合成樹脂を溶解させ、別に光輝顔料を該有機溶剤に分散させ、該合成樹脂の溶解液を撹拌しながら、光輝顔料の分散液を混合し、混合物を撹拌している水中に徐々に加え、相転換させ、該有機溶媒を水中に抽出し、合成樹脂層を有する光輝顔料分散液から合成樹脂層を有する光輝顔料を、水と有機溶媒の混合液から分離し、乾燥させてなる。
【００２５】
ここで、合成樹脂の溶解液と光輝顔料の分散液の混合物を水中に徐々に加えて相転換させるが、前記混合物1重量部にたいし、５〜１００重量部の水中に徐々に加えて、相転換させるのが好ましい。これは、水比が大きいほど相転換は、し易いが、水中からの溶媒の回収が難しくなるためである。
【００２６】
【実施例】
以下に、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。
【００２７】
尚、実施例、比較例中の「部」及び「％」は重量基準で示した値である。
【００２８】
＜実施例１＞
平均粒子径１３μｍ、金属含有量６５％のアルミニウム顔料ペースト（ウェット剤、５０℃から９０℃での留出分が９０％以上のナフサ）１００重量部を溶媒メチルエチルケトン２００部で分散し、アルミニウム顔料を溶媒とウェット剤のナフサに溶解する。この溶媒を吸引分離し、さらに残りの金属顔料に溶媒２００部を加え、溶媒を吸引分離した。この操作をさらに２回繰り返し、金属顔料をウェットさせていたナフサの残量を０．５％以下にした。
【００２９】
他方、下記で述べるアクリル樹脂粉体塗料のアクリル樹脂（グリシジル基当量＝４５０）をメチルエチルケトンに溶解し５０％の濃度にした。
【００３０】
このアクリル樹脂溶液６．５部を先に金属顔料に加え、更にメチルエチルケトンを６０部加え、混合して均一にした。
【００３１】
１０Ｌ容器に水６Ｌを入れ、高速撹拌機で撹拌し、その撹拌している中に、上記金属顔料の分散液を徐々に加え、相転換法によってメチルエチルケトンを水に抽出し、金属顔料表面に樹脂層を形成した。この樹脂層で覆われた金属顔料を、水と溶媒の混合液より遠心分離し、更に同量の水で洗浄し、遠心分離した後、乾燥した。
【００３２】
この表面処理金属顔料は、アルミニウム顔料の表面を平均膜厚０．０１〜５μｍに樹脂層で覆った形状であった。
【００３３】
他方、アクリル樹脂（グリシジル基当量＝４５０、不揮発分＝１００）８５部、ドデカン２カルボン酸１４部、表面調整剤（アクリルオリゴマー）１部を混合し溶融練合機で均一に分散し樹脂ペレットにした。この樹脂ペレット１００部にシリカのヒドロゾル０．３部を混合し、高速粉砕機で平均粒子径２５μｍのアクリル樹脂クリヤー粉体塗料を作成した。
【００３４】
このアクリル樹脂クリヤー粉体塗料９３部に前記表面処理金属顔料７部を混合し、アクリル樹脂メタリック粉体塗料にした。このアクリル樹脂メタリック粉体塗料を粉体塗料静電塗装機（印可電圧＝−６５ＫＶ）で、ノンクロム酸系表面処理をしたアルミホイールに膜厚７０μｍに塗装し、１６０℃で３０分焼付硬化し、メタリック塗装アルミホイールを作成した。
【００３５】
このアルミホイールは表にまとめる様に塗装作業性、塗料の塗着効率、塗膜の仕上がり外観、意匠、塗膜の耐久性、耐薬品性とも極めて良好であった。
【００３６】
＜実施例２＞
アクリル樹脂（水酸基当量＝１０５０）７９部、ブロックイソシアネート樹脂（イソシアネート当量＝３５０）の硬化剤１８部、カーボンブラック顔料２部、及びアクリルオリゴマーの表面調整剤１部を混合し、実施例１と同様に溶融練合機で分散してアクリル／ウレタン系樹脂ペレットを作成した。
【００３７】
このペレット１００部にシリカのエアロゾル０．５部を加え、高速粉砕機で平均粒子径３０μｍのアクリル／ウレタン系黒色粉体塗料を作成した。
【００３８】
他方、アクリル／ウレタン系樹脂ペレットを酢酸エチルエステルに溶解し不揮発分５０％の溶液を作成した。
【００３９】
平均粒子径２０μｍのグラファイト顔料１００部を、１００部の酢酸エチルエステルでウェットさせ、上記アクリル／ウレタン系樹脂溶液５０部加え、均一に混合した。
【００４０】
この混合溶液を実施例１と同様の相転換法で、樹脂被膜に覆われた表面処理グラファイト顔料を作成した。
【００４１】
表面処理グラファイト顔料５部、実施例１乃表面処理アルミニウム顔料１部、及びアクリル／ウレタン系黒色粉体塗料９４部を均一に混合して黒色メタリック粉体塗料を調製した。
【００４２】
リン酸亜鉛系化成処理をした軟鋼板に黒色メタリック粉体塗料を膜厚８０μｍに連続的に自動静電塗装機で塗装し、１７０℃で１５分焼付、塗膜を形成した。
【００４３】
この粉体塗料の塗着効率は約７５％で、オーバースプレー粉体塗料は、回収し１００メッシュの濾過篩を通過させ、回収粉体塗料２５部に新粉体塗料７５部を混合して塗装した。
【００４４】
この回収粉体塗料を混合して塗装した被塗装物と新粉体塗料のみで塗装した被塗装物の塗膜外観、色の差はほとんどなく、良好であった。
【００４５】
＜実施例３＞
ポリエステル樹脂（酸価＝１５）５７部とエポキシ樹脂（エポキシ当量＝７５０）３５部、フタロシアニン系青色顔料４部、イミダゾール系硬化促進剤１部と、セルロース樹脂２部とシリコン系表面調整剤１部を均一に混合し、実施例２と同様に溶融練合してポリエステル／エポキシ系青色樹脂ペレットを作成した。
【００４６】
このポリエステル／エポキシ系樹脂青色ペレット９９部にアルミナゾル１部を混合し、微粉際して、平均粒子径１５μｍのポリエステル／エポキシ系青色粉体塗料を作成した。
【００４７】
他方、ポリエステル／エポキシ系樹脂ペレットを酢酸エチルエステルに溶解し、不揮発分５０％のポリエステル／エポキシ系樹脂溶液を作成した。
【００４８】
銀メッキガラスフレーク顔料（平均粒子径３５μｍ）５０部を、１００部の酢酸エチルエステルでウェットさせ、上記ポリエステル／エポキシ系樹脂溶液６部を加え、均一に混合した。
【００４９】
この顔料溶液を実施例１と同様に相転換法で処理し、樹脂被覆に覆われた表面処理ガラスフレーク顔料を作成した。
【００５０】
この表面処理ガラスフレーク顔料８部にポリエステル／エポキシ系樹脂青色粉体塗料９２部を混合し、メタリック粉体塗料を調製した。
【００５１】
このメタリック粉体塗料を摩擦帯電塗装機で研磨処理したマグネシウムダイキャストに膜厚２５μｍに塗布し、１６０℃で２０分焼付、塗膜を形成した。
【００５２】
この塗膜の上に、更に実施例１のアクリル樹脂クリヤー粉体塗料を膜厚５０μｍに塗布し、１５０℃で２０分焼付硬化し、塗膜を形成した。
【００５３】
＜比較例１＞
実施例１において使用したアクリル樹脂溶液６．５部を加えることにした以外は、全く同様の操作をして、表面を樹脂被覆していない無処理のアルミニウム顔料を作成した。
【００５４】
このアルミニウム顔料を実施例１乃表面処理金属顔料の代わりに使用した以外は、実施例１と全く同様に粉体塗料を調製し、塗装してアルミホイールを作成した。
【００５５】
＜比較例２＞
実施例３で作成した表面処理ガラスフレーク顔料を、気流で噴霧し、４００℃で約１秒表面を加熱し、直ぐ冷気で冷却処理をした。
【００５６】
この処理によって、表面の樹脂層は完全に硬化し、成膜し緻密な塗膜を形成した。
【００５７】
この加熱処理ガラスフレーク顔料を実施例３の表面処理ガラスフレーク顔料に置き換えた以外は、実施例３と全く同様に処理して塗膜を形成した。
【００５８】
【表１】

【００５９】
【発明の効果】
本発明の表面処理法によるメタリック粉体塗料用光輝顔料を用いると、粉体塗料の樹脂の湿潤、平滑性に優れ、塗膜欠陥の生じない塗膜が得られた。

Claims

（１）塗膜形成主要素である合成樹脂（Ａ）を、該合成樹脂（Ａ）を溶解する有機溶媒（Ｂ）中に溶解させる工程、
（２）光輝顔料を有機溶媒（Ｂ）中に分散させる工程、
（３）上記（１）の工程で得られた合成樹脂（Ａ）の溶解液を撹拌しながら、上記（２）の工程で得られた光輝顔料の分散液を、該合成樹脂（Ａ）の溶解液中に加え、混合する工程、
（４）上記（３）の工程で得られた混合物を、撹拌している水中に徐々に加え、相転換させ、有機溶媒（Ｂ）を水中に抽出し、合成樹脂層を有する光輝顔料分散液を形成させる工程、
（５）上記（４）の工程で得られた合成樹脂層を有する光輝顔料分散液中の合成樹脂層を有する光輝顔料を、水と有機溶媒（Ｂ）の混合液から分離して、乾燥させる工程、を含むメタリック粉体塗料用光輝顔料の表面処理方法。
前記（５）の工程において、混合液から分離する工程は、遠心分離で行われることを特徴とする請求項１に記載のメタリック粉体塗料用光輝顔料の表面処理方法。
上記（４）の工程において、上記（３）の工程で得られた混合物１重量部を、撹拌している５〜１００重量部の水中に徐々に加え、相転換させることを特徴とする請求項１又は２に記載のメタリック粉体塗料用光輝顔料の表面処理方法。