JPH09151337A - 粉体塗料 - Google Patents

粉体塗料

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JPH09151337A
JPH09151337A JP33402295A JP33402295A JPH09151337A JP H09151337 A JPH09151337 A JP H09151337A JP 33402295 A JP33402295 A JP 33402295A JP 33402295 A JP33402295 A JP 33402295A JP H09151337 A JPH09151337 A JP H09151337A
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JP
Japan
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coating material
powder coating
acid
produced
suspension polymerization
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Withdrawn
Application number
JP33402295A
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English (en)
Inventor
Masafumi Kamiyama
雅文 上山
Masahiro Maeda
昌宏 前田
Takayuki Hamanaka
孝之 浜中
Katsuhiro Okugawa
克弘 奥川
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Tomoegawa Co Ltd
Original Assignee
Tomoegawa Paper Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、薄膜化を可能ならしめた粉
体塗料を提供し、もって塗面の平滑性の向上、被塗装物
への付着性の向上及び塗膜の薄膜化による作業効率の向
上を可能にすることにある。 【構成】 下記式で定義されたワーデルの実用球形化度
が0.8〜1の形状を有し、かつ懸濁重合法で得られた
ものである粉体塗料。 【数1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜塗装に適し、かつ塗
面の平滑性に優れる粉体塗料に関する。
【0002】
【従来の技術】粉体塗料は、溶剤塗料に比べ揮発分、臭
気とも少なく、公害対策および環境規制の面で非常に有
益であることは周知である。従来上市されている粉体塗
料は、平均粒子径が30μm前後であり、厳密な分級が
なされていないため、粒子径分布は非常にブロードなも
のであった。一方、市場ニーズとしては塗面の平滑性の
向上、30μm以下への塗膜の薄膜化による作業効率の
向上とトータルコストダウン等が要望されている。しか
し前記従来の粉体塗料を使用した塗装においては、粒子
層を2〜3層以上に積層しないと良好な平滑性が得られ
ず、したがって良好な平滑性を有する塗面を得るには5
0μm程度の厚い塗膜を形成する必要があった。また、
粗粒による塗膜面の荒れも発生しやすいため上記の要望
を満足することはできなかった。また、従来の粉体塗料
は溶融混練粉砕法で製造するため、不定型粒子となって
流動性等に劣るため、粉体塗料塗装方式の主流である静
電気力を用いた装置を使用して塗装した場合、粉体塗料
に充分な帯電性を付与することができにくく、被塗装物
への付着性に劣るという問題を有していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は上記の問題を改善し、薄膜化を可能ならしめた粉
体塗料を提供し、もって塗面の平滑性の向上、被塗装物
への付着性の向上及び塗膜の薄膜化による作業効率の向
上を可能ならしめることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記式で定義
されたワーデルの実用球形化度が0.8〜1の形状を有
し、かつ懸濁重合法で得られたものであることを特徴と
する粉体塗料である。
【数2】 以下、本発明を詳細に説明する。本発明の粉体塗料は、
その形状をワーデルの実用球形化度で表した場合、0.
8〜1のものでなくてはならない。ワーデルの実用球形
化度が0.8より小さい粉体塗料では、塗装の薄膜化を
達成することができず、良好な平滑性、流動性及び個々
の粒子に均質な帯電性を得ることができない。ワーデル
の実用球形化度とは、下記式により定義されるものであ
る。
【数3】 この場合、粒子の投影面積に等しい円の直径及び粒子の
投影面積に外接する最小円の直径は、例えば粒子を透過
型電子顕微鏡で撮影して投影像を得、それを画像解析装
置(例えば日本アビオニクス社製 商品名:EXECL
II)を用いて画像解析することにより得ることができ
る。なお、上記式におけるワーデルの実用球形化度は、
粒子が真球に近づけば1に近くなり、不定形になるほど
1より小さい値となる。また、本発明の粉体塗料は平均
粒子径が5〜20μmであって、粉体塗料の全量に対
し、ワーデルの実用球形化度が0.8〜1の形状の粉体
塗料の量は、50重量%以上が好ましく、更に好ましく
は80重量%以上である。50重量%より少ないと良好
な平滑性が得られない場合がある。
【0005】また、本発明の粉体塗料は、懸濁重合法で
得ることを特徴とする。従来より製造されていた溶融混
練粉砕法で得られた粉体塗料では、ワーデルの実用球形
化度を0.8〜1とすることが困難である。また、粉砕
工程や分級工程等において粉体塗料の表面が活性化さ
れ、個々の粒子に均質な帯電性を与えることができず、
塗装の薄膜化を達成することができない問題を生ずるも
のであった。本発明における懸濁重合法とは、少なくと
も重合性単量体、硬化剤からなる分散相を連続相に供給
し、造粒機によって所望の大きさの重合性液滴を有する
懸濁液を得て重合させるものである。この場合の重合性
単量体としては、スチレン、o−メチルスチレン、m−
メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシス
チレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、
3、4−ジクロルスチレン、p−エチルスチレン、2、
4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−
tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレ
ン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレ
ン、p−n−デシルスチレン等のスチレン及びその誘導
体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等
のエチレン不飽和モノオレフィン類;塩化ビニル、塩化
ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化
ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ
酸ビニル等の有機酸ビニルエステル類;メタクリル酸、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イ
ソブチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸n−オ
クチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチ
ルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フ
ェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリ
ル酸ジエチルアミノエチル、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等のメ
タクリル酸及びその誘導体;アクリル酸、アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アク
リル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n
−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチ
ルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ス
テアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フ
ェニル、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等のアクリル酸及びその誘導
体;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビ
ニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニル
メチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロ
ペニルケトン等のビニルケトン類;N−ビニルピロー
ル、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、
N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物;ビニルナ
フフタリン類;メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸
β−メチルグリシジル等メタクリル酸グリシジル類;ア
クリル酸グリシジル、アクリル酸β−メチルグリシジル
等アクリル酸グリシジル類;アクリロニトリル、メタク
リロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、マ
レイン酸、フマル酸、イタコン酸等を挙げることがで
き、これらの単量体を単独で、または2種以上を用いる
ことができる。
【0006】また、硬化剤としては、トリレンジイソシ
アネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシレ
ンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;テト
ラメチルレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート等の
脂肪族ジイソシアネート;イソホロンジイソシアネー
ト、メチルシクロヘキサン−2,4−ジイソシアネー
ト、メチルシクロヘキサン−2,6−ジイソシアネー
ト、4,4’−メチレンビス(ヘキシルイソシアネー
ト)、1,3−ジ(イソシアネートメチル)−シクロヘ
キサン等の脂環族ジイソシアネート等のポリイソシアネ
ート類;テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、トリ
メリット酸、ピロメリット酸、コハク酸、アジピン酸、
アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン2酸、アイコサン
2酸、レイン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロ
フタル酸等の酸無水物;アミン、ポリアミド、ポリフェ
ニルド、三フッ化ホウ素酸、酸ジヒドラジド、イミダゾ
ール、尿素−ホルムアルデヒド樹脂等を挙げることがで
きる。
【0007】また、分散相には必要に応じて重合開始
剤、着色剤、その他の各種添加剤を用いることができ
る。本発明に用いることのできる重合開始剤は重合性単
量体に可溶であることが好ましい。このような重合開始
剤としては、2、2′−アゾビスイソブチロニトリル、
2、2′−アゾビス−(2、4−ジメチルバレロニトリ
ル)、2、2′−アゾビス−4−メトキシ−2、4−ジ
メチルバレロニトリル、その他のアゾ系またはジアゾ系
重合開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチル
ケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキシカーボ
ネート、その他の過酸化物系重合開始剤等が挙げられ
る。また、着色剤としては、カーボンブラック、各種カ
ラー用顔料、染料等を適宜用いることができる。
【0008】次に、本発明における連続相は、水性媒質
よりなる連続層成分によって形成され、懸濁安定剤やそ
の助剤等の添加剤が適宜含有されている。懸濁安定剤と
しては、一般に懸濁重合で用いられる懸濁安定剤を用い
ることができ、その分子中に親水性基と疎水性基を有す
る水溶性ポリマーが多く用いられる。懸濁安定剤は親水
性基として水酸基、カルボキシル基及びその塩、スルホ
ン基及びその塩等の極性基を有し、疎水性基として、脂
肪族及び芳香族等の無極性基で構成されており、造粒工
程により形成された単量体組成物粒子の合一を防ぎ、安
定化する能力を有する化合物である。このような懸濁安
定剤は、例えば、ポリビニルアルコール、カゼイン、ゼ
ラチン、メチルセルロース、メチルハイドロキシプロピ
ルセルロース、エチルセルロース等のセルロース誘導
体、澱粉及びその誘導体、ポリ(メタ)アクリル酸及び
それらの塩等が用いられる。またそのほかにもリン酸カ
ルシウム、微粉末シリカ等の無機粉体も用いられる。こ
れらの懸濁安定剤は、重合中は、液滴表面を被覆し液滴
の合一、集塊を防止する働きを有している。さらに懸濁
安定剤の助剤として界面活性剤、例えばドデシルスルフ
ォン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナト
リウム等を加えることも可能である。そのほか連続相に
塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の中性塩を乳化防止
の目的で加えてもよい。また造粒工程により形成された
単量体組成物粒子の合一を防ぐ目的で、グリセリン、エ
チレングリコール等の増粘剤を加えてもよい。
【0009】
【作用】本発明の粉体塗料は、ワーデルの実用球形化度
が0.8〜1の形状を有するため、塗装時の充填密度が
向上し、塗装の薄膜化が容易となり、塗面に対して良好
な平滑性を付与することができる。また、粒子形状が球
形であり、懸濁重合法によって得られるものであるから
均質な粒子帯電が得られ、粒子の大きさが5〜20μm
という小粒子径であっても良好な流動性が得られる。
【0010】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。な
お、実施例において部とは重量部を示す。 実施例1〜実施例5 表1に記載された実施例1〜実施例5の単量体成分を容
器中で混合撹拌した後、該表に基づいて所定量の硬化剤
を加え、ホモミキサー(M型、特殊機化工業社製)によ
り毎分10000回転で10分間攪拌分散させた。その
後、該表に基づいて所定量の開始剤及び連鎖移動剤を加
え溶解させ、分散相を作製した。一方、ドデシルスルフ
ォン酸ソーダ0.05重量%水溶液に、5重量%の炭酸
カルシウムを加え、上記ホモミキサーにて毎分1000
0回転で5分間撹拌し、炭酸カルシウムを水中に分散さ
せ、連続相を作製した。次に容量10リットルの反応容
器に連続相を3Kg、分散相を1Kg加え、ホモミキサ
ーを用いて毎分10000回転で2分間攪拌し、分散相
を連続相中に懸濁させた。その後、ホモミキサーの回転
数を毎分3000回転にて攪拌しながら反応液を80℃
まで昇温し、そのまま7時間保った。反応液を冷却後、
遠心脱水機にて脱水しスラリーを得、これを振動流動乾
燥器を用いて減圧しながら60℃で乾燥し、本発明の実
施例1〜実施例5の粉体塗料を得た。
【0011】
【表1】
【0012】比較例1 前記表1の実施例1における単量体成分、重合開始剤、
連鎖移動剤及び硬化剤を使用して次のように比較用の粉
体塗料を得た。すなわち、単量体成分、重合開始剤及び
連鎖移動剤の混合液1Kgと、前記実施例の連続相3K
gを容量10リットルの反応容器内に加え、径10cm
のパドル翼を用いて毎分250回転で攪拌した。次に攪
拌を維持しながら混合液を80℃に昇温し、7時間保っ
た。反応液を冷却した後、沈殿した重合粒子を濾別し、
乾燥して樹脂固体を得た。そして、得られた樹脂固体を
温度条件90℃の熱ロールで混練し、硬化剤を入れて溶
融混合した。冷却後、粉砕機で粉砕し、100メッシュ
の篩で篩別、通過した成分を集めて分級し粉体塗料を得
た。
【0013】比較例2 前記表1の実施例2における単量体成分、重合開始剤、
連鎖移動剤及び硬化剤を使用して比較例1と同様にして
比較用の粉体塗料を得た。
【0014】前記実施例1〜5及び比較例1〜2の粉体
塗料についてワーデルの実用球形化度及び平均粒子径を
求めた結果を表2に示す。なお、ワーデルの実用球形化
度は、粉体塗料を任意に採取し、画像解析装置(日本ア
ビオニクス社製 商品名:EXECLII)を用いて画
像解析し、平均粒子径はコールターカウンターTA−I
I型(コールター社製)で体積50%径を測定したもの
である。
【0015】
【表2】
【0016】次にトリボ帯電方式のスプレーガン(松尾
社製)を使用し、300mm四方のブライト仕上げされ
たリン酸亜鉛処理鋼鈑(SPCC−SB板)に前記実施
例1〜5及び比較例1〜2の粉体塗料をそれぞれ吹き付
け塗着させた。そして、塗着されたリン酸亜鉛処理鋼鈑
を200℃で10分間焼き付けを行った。このようにし
て得られた粉体塗料が塗装されたリン酸亜鉛処理鋼鈑の
塗膜厚を電磁膜厚計により測定し、またその塗面の平滑
性を目視にて観察した結果、及び碁盤目クロスカットテ
ストの評価結果について表3に示した。なお、碁盤目ク
ロスカットテストとは、塗膜に1mm間隔に100個の
ます目ができるようにナイフで筋をいれ、その塗膜面上
にセロハンテープを貼着して剥離して、塗膜のはがれる
様子を観察したものである。表3における塗面状態は、
○が平滑性が良好なもの、×が波状の凹凸を有する表面
状態であるものを表す。また、碁盤目クロスカットテス
トでは、○が全くはがれが生じなかったもの、×が1ま
す以上はがれが生じたものを表す。
【0017】
【表3】
【0018】表3の評価結果から明らかなように本発明
の粉体塗料は、塗膜厚が20〜25μmという薄膜にも
かかわらず、塗面の平滑性が良好であり、金属との密着
性においても優れているものであった。これに対し、比
較例1〜2の粉体塗料では塗膜厚が実施例のものに比較
し厚く、塗面が波だったような状態であって、金属との
密着性にも劣るものであった。
【0019】
【発明の効果】本発明は、塗膜が薄膜であっても塗面の
平滑性が優れ、被塗装物への付着性が優れた粉体塗料を
提供することができる。また、塗膜が薄膜であるため、
少量の粉体塗料で塗装することが可能となり作業効率を
向上することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥川 克弘 静岡県静岡市用宗巴町3番1号 株式会社 巴川製紙所技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式で定義されたワーデルの実用球形
    化度が0.8〜1の形状を有し、かつ懸濁重合法で得ら
    れたものであることを特徴とする粉体塗料。 【数1】
JP33402295A 1995-11-28 1995-11-28 粉体塗料 Withdrawn JPH09151337A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9464206B2 (en) 2014-06-09 2016-10-11 Fuji Xerox Co., Ltd. Thermosetting powder coating material comprising powder particles having specific amount of divalent or polyvalent metal ions, and coated article
US10894893B2 (en) 2017-03-13 2021-01-19 Tiger Coatings Gmbh & Co. Kg Curable coating material for non-impact printing

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US11787960B2 (en) 2017-03-13 2023-10-17 Tiger Coatings Gmbh & Co. Kg Curable coating material for non-impact printing

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Effective date: 20030204