JPH0726171A - 粉体塗料組成物 - Google Patents

粉体塗料組成物

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JPH0726171A
JPH0726171A JP16787593A JP16787593A JPH0726171A JP H0726171 A JPH0726171 A JP H0726171A JP 16787593 A JP16787593 A JP 16787593A JP 16787593 A JP16787593 A JP 16787593A JP H0726171 A JPH0726171 A JP H0726171A
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powder coating
epoxy group
monomer
various
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Takashi Suzuki
尚 鈴木
Tetsuro Agawa
哲朗 阿河
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 とりわけ、層間付着性、就中、上塗り塗料
と、此の粉体塗料との付着性にも優れるし、しかも、平
滑性ならびに鮮映などに代表されるような、いわゆる塗
膜の仕上がり外観にも優れる、という極めて実用性の高
い粉体塗料組成物を提供しようとするにある。 【構成】 セルロース・アセテート・ブチレートなどに
代表されるようなセルロースエステルの存在下に、エポ
キシ基含有単量体を必須の成分とする単量体混合物を共
重合せしめて得られる、特定のエポキシ基含有ビニル系
共重合体(A)と、さらに、硬化剤成分としての多価カ
ルボン酸(B)とを含有することから成る、粉体塗料組
成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規にして有用なる粉
体塗料組成物に関する。さらに詳細には、本発明は、セ
ルロースエステルの存在下に、エポキシ基含有単量体な
どを共重合せしめて得られる、特定のエポキシ基含有ビ
ニル系共重合体(A)と、さらに、多価カルボン酸
(B)とを含有することから成る、とりわけ、平滑性な
らびに鮮映性などの、いわゆる仕上がり外観の優れた塗
膜を与え得るという、上塗り適性に優れた、熱硬化性の
粉体塗料組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、エポキシ基含有ビニル系重合体を
樹脂成分とする一方で、硬化剤としては、多価カルボン
酸化合物を用いた形の粉体塗料が、特に、耐候性に優れ
た塗膜を形成し得るというものである処から、広く利用
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の粉体塗料は、どうしても、上塗りとして用いられる、
およそ、溶剤系塗料および水系塗料という、その他のタ
イプの塗料を配した際の、いわゆる層間付着性が悪い、
という欠点を有していた。
【0004】しかるに、本発明者らは、上述したような
従来技術における種々の問題、就中、上述したような、
他のタイプの塗料を配した際の、層間付着性の問題を解
決するために、鋭意、研究を開始した。
【0005】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、一にかかって、上塗りとして、溶剤系塗料および
水系塗料なる、粉体塗料以外の他のタイプの塗料を配し
た際の、とりわけ、層間付着性などの、いわゆる実用的
な性能が改善された粉体塗料を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述したような発明が解決しようとする課題に照準を合
わせて、鋭意、検討を重ねた結果、エポキシ基含有ビニ
ル系単量体などを、セルロースエステルの存在下に、溶
液重合せしめることによって、何ら、平滑性ならびに鮮
映性などの、いわゆる仕上がり外観を損なうことなく、
とりわけ、層間付着性などに優れた塗膜を与え得るとい
うことを見出すに及んで、ここに、本発明を完成するに
到った。
【0007】すなわち、本発明は、基本的には、セルロ
ースエステルの存在下に、エポキシ基含有単量体を必須
の単量体とする単量体混合物を共重合せしめて得られ
る、エポキシ基含有ビニル系共重合体(A)と、さらに
は、多価カルボン酸(B)とを含有することから成る、
粉体塗料組成物を提供しようとするものであって、
【0008】具体的には、単量体混合物の総量を基準と
して、0.01〜5重量%のセルロースエステルの存在
下に、5〜60重量%のエポキシ基含有単量体と、95
〜40重量%のエチレン系不飽和単量体との単量体混合
物を共重合せしめて得られるという、特定のエポキシ基
含有ビニル系共重合体(A)と、さらには、多価カルボ
ン酸(B)とを含有することから成る、粉体塗料組成物
を提供しようとするものである。
【0009】ここにおいて、上記したエポキシ基含有ビ
ニル系共重合体(A)とは、その重合の際に、予め、セ
ルロースエステルを存在させた形で以て行うことによっ
て得られるものであって、好ましくは、セルロースエス
テルの存在下に溶液重合を行ったのちに、脱溶剤せしめ
るという方法によって得られる形のものを指称する。
【0010】こうしたセルロースエステルとして特に代
表的なもののみを例示するにとどめれば、セルロースア
セテート、セルロースアセテートブチレートまたはセル
ロースアセテートプロピオネートなどであるが、それら
のうちでも、セルロースアセテートブチレートの使用が
望ましい。
【0011】当該セルロースエステルの使用量として
は、単量体混合物の総量を基準として、0.01〜5重
量%なる範囲内が適切であって、0.01重量%よりも
少ないと、どうしても、上塗り塗膜との付着性を増大さ
せるという効果が期待できなくなるし、一方、5重量%
を超えて余りに多量に用いると、どうしても、塗膜の鮮
映性や諸物性などが低下するようになるので、いずれの
場合も好ましくない。
【0012】当該ビニル共重合体(A)中におけるエポ
キシ基含有単量体成分の含有率が全単量体の5重量%未
満となる場合には、どうしても、塗膜強度ならびに金属
への付着性などが低下するようになるし、一方、60重
量%を超えて余りに多量に用いられる場合には、どうし
ても、過度の硬化反応によって、とりわけ、塗面の平滑
性などが低下するようになるので、いずれの場合も好ま
しくない。
【0013】当該ビニル系共重合体(A)としては、好
ましくは、ガラス転移温度が20〜80℃なる範囲内の
ものであって、しかも、数平均分子量が1,000〜2
0,000なる範囲内のものを用いるのが望ましい。
【0014】当該ビニル系共重合体(A)のガラス転移
温度が20℃未満になると、どうしても、粉体塗料の貯
蔵安定性などが低下するようになるし、一方、80℃を
超えて余りに高くなる場合には、どうしても、熱流動性
などが低下し、ひいては、塗面の平滑性などが悪くなり
易いので、いずれの場合も好ましくない。
【0015】また、数平均分子量が1,000未満にな
ると、どうしても、塗膜の強度が低下したりするし、一
方、20,000を超えて余りに大きくなる場合には、
どうしても、塗面の平滑性などが低下するようになるの
で、いずれの場合も好ましくない。
【0016】当該ビニル系共重合体(A)を調製するに
当たって使用される、前記エポキシ基含有単量体として
特に代表的なもののみを例示するにとどめれば、グリシ
ジルアクリレート、β−メチルグリシジルアクリレー
ト、グリシジルメタクリレートもしくはβ−メチルグリ
シジルメタクリレートの如き、各種の(メタ)アクリル
酸の(β−メチル)グリシジルエステルをはじめ、
【0017】アクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシ
ル、アクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシルメチ
ル、メタクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシルもし
くはメタクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシルメチ
ルの如き、各種のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エ
ステル類、またはそれらのε−カプロラクトン変性物;
【0018】あるいは、アリルアルコールの(メチル)
グリシジルエーテル、メタアリルアルコールの(メチ
ル)グリシジルエーテルまたはN−グリシジルアクリル
酸アミドビニルスルフォン酸グリシジルなどである。
【0019】これらは単独使用でも2種以上の併用でも
よいことは勿論である。
【0020】一方、こうしたエポキシ基含有単量体と共
重合性を有する単量体としては、エチレン系不飽和単量
体という領域に属するものであり、しかも、エポキシ基
との反応性の低いものであって、かつ、かかるエポキシ
基含有単量体とラジカル的に共重合し得る単量体を使用
することができる。
【0021】エポキシ基含有単量体と共重合性を有する
エチレン系不飽和単量体として特に代表的なもののみを
例示するにとどめれば、公知慣用の、それぞれ、アクリ
ル酸エステル類またはメタクリル酸エステル類をはじ
め、さらには、公知慣用の、その他のビニル系単量体類
などである。
【0022】これらは単独使用でも2種以上の併用でも
よいことは勿論である。
【0023】アクリル酸またはメタクリル酸のエステル
として特に代表的なもののみを例示するにとどめれば、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−
プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブ
チル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸tert−ブ
チル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチ
ルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸2−エチ
ルオクチル、アクリル酸ドデシルもしくはアクリル酸ベ
ンジル、
【0024】またはメタクリル酸メチル、メタクリル酸
エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソ
プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソ
ブチル、メタクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸
ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸
2−エチルヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリ
ル酸2−エチルオクチル、メタクリル酸ドデシル、メタ
クリル酸ベンジルもしくはメタクリル酸フェニルの如
き、各種の(メタ)アクリル酸エステル類や、
【0025】アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリ
ル酸2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸4−ヒドロキ
シブチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタク
リル酸2−ヒドロキシプロピルもしくはメタクリル酸4
−ヒドロキシブチルの如き、各種の水酸基含有(メタ)
アクリル酸エステル類などである。
【0026】また、その他のエチレン系不飽和単量体と
して特に代表的なもののみを例示するにとどめれば、フ
マル酸ジアルキルエステルもしくはイタコン酸ジアルキ
ルエステルの如き、各種の不飽和ジカルボン酸ジアルキ
ルエステル類;スチレン、ビニルトルエン、α−メチル
スチレンもしくはビニルトルエンの如き、各種の芳香族
ビニル系単量体類;
【0027】またはアクリロニトリルもしくはメタクリ
ロニトリルの如き、各種のシアノ基含有ビニル系単量体
類;アクリルアミドもしくはメタクリルアミドの如き、
各種のアミド結合含有ビニル系単量体類類などであり、
【0028】さらには、ビニルオキサゾリンの如き、各
種のオキサゾリル基含有ビニル系単量体類;酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニルもしくは「ベオバ」(オランダ
国シェル社製の、分岐状脂肪族モノカルボン酸)の如
き、各種のビニルエステル類;ラウリルビニルエーテル
の如き、各種のビニルエーテル類;塩化ビニルもしくは
塩化ビニリデンの如き、各種のハロゲン含有ビニル系単
量体類;またはビニルトリメトキシシランもしくはγ−
メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランの如
き、各種の珪素含有ビニル系単量体類などである。
【0029】本発明において、硬化剤成分として用いら
れる、前記した多価カルボン酸(B)としては、たとえ
ば、脂肪族ないしは芳香族の多価カルボン酸類が特に代
表的なものであるが、それらのうちでも特に代表的なも
ののみを例示するにとどめれば、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、1,12−ドデカン二酸、1,20−アイコサン二
酸もしくは1,24−テトラアイコサン二酸、
【0030】またはマレイン酸、シトラコン酸、イタコ
ン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、ヘキサ
ヒドロフタル酸もしくはシクロヘキセン1,2−ジカル
ボン酸などである。
【0031】また、無水コハク酸、無水セバチン酸、無
水フタル酸、無水イタコン酸もしくは無水トリメリット
酸の如き、各種のカルボン酸無水物であってもよい。就
中、1,12−ドデカン二酸または1,20−アイコサ
ン二酸などが、諸性能のバランスが取り易い処から、特
に望ましいものである。
【0032】当該多価カルボン酸(B)の使用形態とし
ては、任意の組み合わせが可能であるが、当該多価カル
ボン酸(B)の使用割合としては、前述したエポキシ基
含有ビニル系共重合体(A)中のエポキシ基と、当該多
価カルボン酸(B)中のカルボキシル基との当量比が、
0.5〜1.5の範囲内となるような比率で以て使用す
るのが望ましい。
【0033】かくして得られる、本発明の粉体塗料組成
物には、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂またはポリア
ミドなどのような、種々の合成樹脂類;顔料ないしは染
料などのような、種々の着色剤類などをはじめ、
【0034】さらには、流動調整剤、ブロッキング防止
剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤またはベン
ゾインなどのような、通常、用いられている、種々の塗
料用添加剤類を、必要に応じて、1種または2種以上、
加えることができるので、かかる添加剤類を加え、ある
いは、加えずに、粉体塗料として、実用に供せられる。
【0035】本発明の粉体塗料組成物を用いて、目的と
する粉体塗料を製造するには、周知慣用のいずれの方法
をも採用することが出来るが、通常は、以上に掲げた各
種の成分を混合せしめたのち、加熱ロールまたはエクス
トルーダーなどのような、種々の溶融混練機によって、
80〜180℃程度の温度で、充分に溶融混合せしめ、
次いで、冷却せしめたのちに、粉砕せしめる、というよ
うにして、粉体塗料とする方法が採られている。
【0036】また、塗装方法としても、静電吹付法また
は流動浸漬法などのような、周知慣用の塗装方法によっ
て、被塗物に塗装し、次いで、かくして得られた塗装物
を、通常は、150〜210℃なる範囲内の焼付炉で以
て焼き付けを行い、粉体塗装による塗膜を得ることが出
来る。
【0037】本発明の粉体塗料組成物は、主として、鋼
鉄製品の塗料用に供されるものであり、たとえば、自動
車用、建材用、家電製品用または自動販売機用などの、
種々の用途に差し向けられる。
【0038】それも、前述したように、溶剤系塗料およ
び水系塗料という、粉体塗料以外のタイプの塗料を、上
塗り塗料として配した際の、いわゆる層間付着性などが
求められるような処に、極めて大きな用途が期待され得
る。
【0039】
【実施例】次に、本発明を参考例、実施例または比較例
により、一層、具体的に説明することにするが、以下に
おいて、部および%は、特に断りの無い限り、すべて重
量基準であるものとする。
【0040】参考例1(セルロースエステル含有ビニル
系共重合体の調製例) 温度計、撹拌機、還流冷却機および窒素導入口を備えた
反応容器に、第1表に示すような量のセルロースエステ
ルを仕込み、さらに、キシレンの66.7部を加えて加
温し、加熱還流させた。
【0041】次いで、そこへ、第1表に示すような量の
単量体と、重合開始剤とからなる混合物を、4時間に亘
って加えた。さらに、還流下に1時間のあいだ保持した
のちに冷却し、アゾビスイソブチロニトリルの0.5部
を加え、80〜100℃で残りの単量体の共重合を行っ
て、此の共重合を完結せしめた。
【0042】しかるのち、溶剤を除去せしめることによ
って、固形のビニル系共重合体を得た。
【0043】
【表1】
【0044】《第1表の脚注》 「CAB 551−0.01」、「CAB 551−
0.2」および「CAB 381−0.5」は、いずれ
も、アメリカ国イーストマン・ケミカル社製のセルロー
ス・アセテート・ブチレートである。
【0045】「HEA」…………「アクリル酸2−ヒド
ロキシエチル」の略記 「AIBN」………「アゾビスイソブチロニトリル」の
略記
【0046】
【表2】
【0047】実施例1〜3ならびに比較例1〜4 第2表に示すような組成割合で以て、「ブス・コニーダ
ー PR−46型」(スイス国ブス社製の単軸押し出し
機)を用いて、常法により、種々の粉体塗料組成物を調
製した。
【0048】応用例1〜3ならびに比較応用例1〜4 これらの各例は、各種の粉体塗料組成物を、実際に、粉
体塗料として用いて、それぞれの粉体塗料組成物の諸性
能を、比較検討するためのものである。これによって、
粉体塗料としての応用特性が明らかになろう。
【0049】まず、第2表に示すような、それぞれの粉
体塗料組成物を、粉体塗料用静電スプレー塗装機で以
て、燐酸亜鉛処理を施した、0.8mm厚の梨地鋼板
に、第3表に示すような膜厚となるように塗装し、20
0℃×20分間という条件で焼き付けを行って、試験板
を得た。
【0050】次いで、それぞれの焼き付け塗膜たる試験
板について、第3表に示すような各項目に関しての、塗
膜の評価検討を行った。それらの結果を、まとめて、同
表に示す。
【0051】
【表3】
【0052】
【表4】
【0053】《第2表の脚注》 「1,12−DDJA」………「1,12−ドデカン二
酸」の略記 「CAB」………………………「CAB 550−0.
01」の略記
【0054】なお、層間付着性の試験は、上塗り塗料と
して、それぞれ、「ベッコゾールER−3653」[大
日本インキ化学工業(株)製の短油アルキド樹脂;NV
=60%]/「スーパー・ベッカミン G−821」
(同上社製のブチル化メラミン樹脂;NV=60%)=
70/30(固形分重量比)なるベース樹脂−硬化剤系
に対して、「タイペーク R−820」[石原産業
(株)製のルチル型酸化チタン系顔料]を、PWCが5
0%となるように配合せしめ、
【0055】次いで、キシレン/n−ブタノール=70
/30(重量比)なる組成のシンナーを用いて、「フォ
ード・カップ No.4」で以て、24秒となるように
調整した塗料を作製し、30ミクロン(μm)の膜厚に
なるように、叙上のようにして得られた、それぞれの粉
体塗料板(試験板)上に塗装し、140℃×20分間な
る条件で以て焼き付けしたのちの層間付着性を、碁盤目
剥離テストで以て評価判定した。
【0056】
【表5】
【0057】《第3表の脚注》膜厚の測定は、電磁膜厚
測定法に依った。
【0058】A………極めて、平滑性に優れている B………普通程度の平滑性 C………平滑性が悪い
【0059】
【表6】
【0060】本実施例1品に比較して、比較例1品は、
セルロースエステルを使用していないという形のもので
ある処から、とりわけ、平滑性ならびに層間付着性など
に劣るし、配合時において、此のセルロースエステルを
添加した形の、比較例2品の場合には、層間付着性の改
良効果こそ認められるものの、その反面で、とりわけ、
鮮映性の低下が認められる。
【0061】したがって、仕上がり外観ならびに層間付
着性などの向上化には、是非とも、此のセルロースエス
テルを、ビニル系共重合体の調製時点で以て、予め、添
加しておくということが、有効なる手段である、と言い
得よう。
【0062】
【発明の効果】以上に詳説したように、本発明の粉体塗
料組成物は、とりわけ、層間付着性にも優れるし、塗面
の平滑性ならびに鮮映性などの、いわゆる塗膜の仕上が
り外観にも優れる、という極めて実用性の高いものであ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年1月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0026
【補正方法】変更
【補正内容】
【0026】また、その他のエチレン系不飽和単量体と
して特に代表的なもののみを例示するにとどめれば、フ
マル酸ジアルキルエステルもしくはイタコン酸ジアルキ
ルエステルの如き、各種の不飽和ジカルボン酸ジアルキ
ルエステル類;スチレン、α−メチルスチレンもしくは
ビニルトルエンの如き、各種の芳香族ビニル系単量体
類;
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】さらには、ビニルオキサゾリンの如き、各
種のオキサゾリン基含有ビニル系単量体類;酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニルもしくは「ベオバ」(オランダ
国シェル社製の、分枝状脂肪族モノカルボン酸のビニル
エステル)の如き、各種のビニルエステル類;ラウリル
ビニルエーテルの如き、各種のビニルエーテル類;塩化
ビニルもしくは塩化ビニリデンの如き、各種のハロゲン
含有ビニル系単量体類;またはビニルトリメトキシシラ
ンもしくはγ−メタクリロイルオキシプロピルトリメト
キシシランの如き、各種の珪素含有ビニル系単量体類な
どである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】本発明において、硬化剤成分として用いら
れる、前記した多価カルボン酸(B)としては、たとえ
ば、脂肪族ないしは芳香族の多価カルボン酸類が特に代
表的なものであるが、それらのうちでも特に代表的なも
ののみを例示するにとどめれば、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、1,10−デカンジカルボン酸(以後、「ドデカン
二酸」ともいう。)、1,12−ドデカンジカルボン
酸、1,20−アイコサンジカルボン酸もしくは1,2
4−テトラアイコサンジカルボン酸、
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】また、無水コハク酸、無水セバチン酸、無
水フタル酸、無水イタコン酸もしくは無水トリメリット
酸の如き、各種のカルボン酸無水物であってもよい。就
中、ドデカン二酸または1,20−アイコサンジカルボ
ン酸などが、諸性能のバランスが取り易いという処か
ら、特に望ましいものである。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0051
【補正方法】変更
【補正内容】
【0051】
【表3】
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0052
【補正方法】変更
【補正内容】
【0052】
【表4】
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0053
【補正方法】変更
【補正内容】
【0053】《第2表の脚注》 「CAB」………「CAB 550−0.01」の略記
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0055
【補正方法】変更
【補正内容】
【0055】次いで、キシレン/n−ブタノール=70
/30(重量比)なる組成のシンナーを用いて、「フォ
ード・カップ No.4」で以て、24秒となるように
調整した塗料を作製し、30ミクロン(μm)の膜厚と
なるように、叙上のようにして得られた、それぞれの粉
体塗装板(試験板)上に塗装し、140℃において、2
0分間という条件で以て焼き付けしたのちの層間付着性
を、碁盤目剥離テストで以て評価判定した。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0056
【補正方法】変更
【補正内容】
【0056】
【表5】
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0059
【補正方法】変更
【補正内容】
【0059】
【表6】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セルロースエステルの存在下に、エポキ
    シ基含有単量体を必須の単量体とする単量体混合物を共
    重合せしめて得られる、エポキシ基含有ビニル系共重合
    体(A)と、多価カルボン酸(B)とを含有することを
    特徴とする、粉体塗料組成物。
  2. 【請求項2】 前記したエポキシ基含有ビニル系単量体
    (A)が、単量体混合物の総量を基準として、0.01
    〜5重量%のセルロースエステルの存在下に、5〜60
    重量%のエポキシ基含有単量体と、95〜40重量%の
    エチレン系不飽和単量体との単量体混合物を共重合せし
    めて得られるものである、請求項1に記載の組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140078895A (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 현대자동차주식회사 분체도료 조성물

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