JPH10195376A - 熱硬化性エポキシ粉体塗料及びそれを使用した塗装物品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発泡のない塗膜を形成する粉体塗料を開発す
る。 【解決手段】エポキシ粉体樹脂１００重量部に対して、
有機酸ポリヒドラジド硬化剤１〜１０重量部、及びビス
フェノールＳ０．１〜１０重量部を配合してなることを
特徴とする熱硬化性エポキシ粉体塗料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規な熱硬化性エポ
キシ粉体塗料及びそれを使用した塗装物品に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来から水道バルブ等の熱容量の大きな
金属素材には熱間流動浸漬塗装により粉体塗装が行われ
ている。このものに使用されている粉体塗料としては、
水質及び防食性の見地からエポキシ樹脂にアジピン酸ポ
リヒドラジド硬化剤を配合してなるエポキシ系熱硬化型
粉体塗料がある。

【０００３】上記した熱間流動浸漬粉体塗装方法は、金
属素材を前加熱した後、該金属素材が冷めないうちに粉
体塗料浴中で浸漬粉体塗装を行い、この金属素材の予熱
により粉体塗料を溶融、流動、硬化させて塗膜を形成す
る方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のエポキシ系熱硬
化性粉体塗料は、塗膜中に泡が残ったり、金属素材と塗
膜との界面に泡が残ったりするために塗膜の外観、防食
性、加工性などが低下したり、また厚膜にすると垂れ等
を発生し塗膜外観や性能が低下するといった問題点が残
されていた。

【０００５】本発明は、耐食性に優れ、かつ発泡や垂れ
のない硬化塗膜が形成できる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】本発明者等は、上記した
問題点を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、
塗膜の塗膜外観や防食性が低下する原因として、粉体塗
膜を焼付ける際に金属素材に存在する素穴の空気が膨脹
し、そしてその膨張した空気が塗膜表面から大気中に抜
けきれずに泡が塗膜中に残ったり、粉体塗膜と金属素材
との界面で粉体塗膜が発泡したりすることによるもので
あること、及び厚膜による垂れにおいては溶融粘度が低
下し過ぎることによるものであることが分かり、この様
な素穴が存在する金属素材や厚膜が必要とされる金属素
材においては有機酸ポリヒドラジド硬化剤とするエポキ
シ粉体塗料にビスフェノールＳを配合してなるものが発
泡や垂れのない塗膜を形成することを見出し、本発明を
完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明は、 １．エポキシ粉体樹脂１００重量部に対して、有機酸ポ
リヒドラジド硬化剤１〜１０重量部、及びビスフェノー
ルＳ０．１〜１０重量部を配合してなることを特徴とす
る熱硬化性エポキシ粉体塗料、 ２．熱硬化性エポキシ粉体塗料が熱間流動浸漬塗装に使
用される塗料であることを特徴する上記の熱硬化性エポ
キシ粉体塗料、 ３、前加熱した金属素材の表面に、エポキシ粉体樹脂１
００重量部に対して、有機酸ポリヒドラジド硬化剤１〜
１０重量部、及びビスフェノールＳ０．１〜１０重量部
を配合してなる熱硬化性エポキシ粉体塗料を熱間流動浸
漬塗装により塗膜を被覆させてなることを特徴とする塗
装物品に係わる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明粉体塗料は、特に熱間流動
浸漬の粉体塗装においてワキや垂れのない塗膜を形成す
るので塗膜外観及び耐食性等の塗膜性能に優れた効果を
発揮するものである。本発明の粉体塗料を使用するとワ
キのない塗膜を形成する理由としては、次のように推察
される。 粉体塗料に含まれるビスフェノールＳ成分は
エポキシ樹脂と比較して溶融し難いために粉体塗料の溶
融粘度が上昇したり、またビスフェノールＳとエポキシ
樹脂との反応や、エポキシ樹脂とポリヒドラジド硬化剤
の硬化触媒として働いて粉体塗料の硬化速度を早くする
ために、粉体塗膜が膨張した空気を金属素材の素穴や凹
部に封じ込めるのでワキや垂れを発生しないとものと考
えられる。また、ビスフェノールＳはエポキシ樹脂と架
橋することにより強靱で耐食性に優れた塗膜を形成す
る。

【０００９】本発明粉体塗料で使用するエポキシ粉体樹
脂は融点９０〜１４０℃、好ましくは９５〜１３５℃、
平均分子量１０００〜４０００、好ましくは１２００〜
３０００、エポキシ当量８００〜４０００、好ましくは
８５０〜３０００のものが望ましい。融点が９０℃未満
になると粉体塗料を貯蔵している間に粉体粒子が融着し
てブロッキング（固まり）を起こすため粉体塗料の流動
性が悪くなり塗装作業性が低下したり、またこのものが
塗装されることにより塗膜の平滑性が悪くなったりす
る、一方、１４０℃を上回ると塗料が溶融流動する前に
硬化して塗膜の平滑性が悪くなる。平均分子量が１００
０を下回ると溶融粘度が低下し過ぎるため発泡が押さえ
られなくなり、一方、４０００を上回ると塗料が溶融流
動する前に硬化するので塗膜の平滑性が悪くなる。エポ
キシ当量が８００未満になると未反応のエポキシ基が多
くなるので水質の面から良くない、一方、４０００を上
回ると塗膜の硬化性が悪くなる。

【００１０】エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェ
ノ−ルＡ〜エピクロルヒドリン型エポキシ樹脂、脂環式
エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、アクリルエ
ポキシ樹脂など従来から公知のエポキシ樹脂を使用する
ことができるが、硬化性、加工性、防食性、耐水質汚染
性などの観点から、特にビスフェノ−ルＡ〜エピクロル
ヒドリン型エポキシ樹脂を使用することが好ましい。ビ
スフェノ−ルＡ〜エピクロルヒドリン型エポキシ樹脂の
具体例として、商品名として、例えば、エピコ−ト１０
０４、同左１００７（以上、油化シェルエポキシ（株）
社製）、アラルダイト６０８４、同左６０９７、同左６
０９９（以上、チバ・ガイギ−社製）、ＤＥＲ−６６
４、同左６６７（ダウ・ケミカル社製）等のビスフェノ
−ルＡ〜エピクロルヒドリン型エポキシ樹脂を挙げるこ
とができる。

【００１１】本発明粉体塗料で使用する有機酸ポリヒド
ラジド化合物は、１分子中にヒドラジド基（−ＣＯ−Ｎ
Ｈ−ＮＨ２ ）を２個以上含有するものであれば、特に
制限なしに従来から公知のものを使用することができ
る。代表的な具体例としては、例えば蓚酸ジヒドラジ
ド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グ
ルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバ
シン酸ジヒドラジド、エイコ酸二酸ジヒドラジドなどの
Ｃ２〜４０個の脂肪族カルボン酸ジヒドラジド、フタル
酸ジヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド、イソフタ
ル酸ジヒドラジド、ピロメリット酸ジヒドラジド、ピロ
メリト酸トリヒドラジド、ピロメリット酸テトラヒドラ
ジドなどの芳香族ポリヒドラジド、及びマレイン酸ジヒ
ドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラ
ジドなどのモノオレフィン性不飽和ジヒドラジド、ビス
セミカルバジド、ポリアクリル酸ポリヒドラジドなどの
その他のポリヒドラジドなどが挙げられる。

【００１２】有機酸ポリヒドラジド硬化剤の配合割合
は、エポキシ樹脂１００重量部当たり１〜１０重量部、
好ましくは３〜８重量部の範囲が好ましい。配合割合が
１重量部を下回ると耐水性、防食性、加工性、塗膜外観
（泡、発泡等に基づく塗面異常や垂れ）等が劣り、一
方、１０重量部を上回ると塗膜の耐食性が悪くなるとい
った欠点がある。

【００１３】本発明粉体塗料で使用するビスフェノ−ル
Ｓは２個のフェノ−ル分子をＳＯ２基で結合した４，４
´−ジヒドロキシジフェニルスルフホンである。該ビス
フェノ−ルＳは、約２２０℃〜２５０℃の範囲の融点を
有する粉末である。

【００１４】ビスフェノ−ルＳの配合割合は、エポキシ
樹脂１００重量部当たり０．１〜１０重量部、好ましく
は０．５〜５重量部の範囲が好ましい。配合割合が０．
１重量部を下回ると塗膜外観（泡、発泡等に基づく塗面
異常や垂れ）等が劣り、一方、１０重量部を上回ると塗
膜外観（塗膜平滑性等）が悪くなるといった欠点があ
る。

【００１５】本発明粉体塗料は、上記した成分以外に
も、必要に応じて着色剤、充填剤、流動性調整剤、ハジ
キ防止剤、垂れ止め剤等のその他の添加剤が配合でき
る。

【００１６】本発明粉体塗料は、エポキシ樹脂、有機酸
ポリヒドラジド硬化剤、ビスフェノ−ルＳ、及び必要に
応じてその他の添加剤をヘンシェルミキサ−などの分散
機により乾式混合したのち、２軸エクストル−ダなどの
分散機により溶融混練りし、次いで冷却、粗粉砕、微粉
砕、及び濾過（通常、１００メッシュ）により製造する
ことができる。

【００１７】本発明粉体塗料の塗装方法は、静電粉体塗
装、摩擦帯電粉体塗装、流動浸漬粉体塗装などによって
粉体塗装を行うことができるが、特に流動浸漬粉体塗装
が好ましい。

【００１８】流動浸漬粉体塗装方法は、例えば被塗物を
粉体塗料が溶融、硬化する温度（例えば約１２０℃〜２
５０℃）になるように炉で加熱し、次いでこのものを流
動タンク中の粉体塗料に所定の膜厚が得られるまで浸漬
塗装（通常０．５秒〜６０秒）したのち、タンクから取
り出し、被塗物に堆積した余分な粉体塗料をエア−ブロ
−等により除去し、次いで被塗物を自然放冷することに
より塗装を行うことができる。被塗物の余熱で塗膜の硬
化を完結することができない場合には、必要に応じて後
加熱を行うことができる。

【００１９】また、静電や摩擦帯電の粉体塗装方法は、
例えば被塗物に粉体塗装を行った後、約１５０〜３００
℃の加熱温度で、約５〜６０分間焼き付けにより行うこ
とができる。

【００２０】被塗物としては、例えば水道管、集合住宅
の給水管、給湯管、冷温水管などの鋳鉄管、亜鉛被覆管
等の金属管、異形管、継ぎ手、フランジ、バルブ等に適
用することが好ましい。これらのものに表面処理（ショ
ットブラスト処理等の物理的処理や燐酸亜鉛、燐酸鉄等
の化学的処理等）を施したものも使用できる。該被塗物
は表面が凸凹であっても錆等が発生していても構わな
い。

【００２１】塗装膜厚は、必要に応じて適宜選択すれば
良いが、通常、約１００μｍ〜２ｍｍ、特に２００μｍ
〜１．５ｍの範囲である。厚膜と呼ばれる膜厚は、一般
的には、５００μｍ以上と考える。

【００２２】

【実施例】次ぎに、実施例を挙げて、更に詳細に説明す
る。

【００２３】実施例１ エピコ−ト１００４（油化シェルエポキシ株式会社製、
商品名、ビスフェノ−ルＡ〜エピクロルヒドリン、エポ
キシ当量８７５〜１０２５、分子量１４００、融点９７
〜１０３℃）１０００ｇにアジピン酸ジヒドラジドを５
５ｇ、ビスフェノールＳを１０ｇ、二酸化チタン顔料３
００ｇ、沈降性硫酸バリウム２００ｇ、及びカ−ボンブ
ラック顔料３ｇを配合してヘンシェルミキサ−で乾式分
散混合した後、２軸溶融混合分散し、冷却後、粗粉砕、
微粉砕、濾過（１５０メッシュ）を行って実施例１の粉
体塗料を得た。

【００２４】実施例２ 実施例１において、ビスフェノールＳの１０ｇを５ｇに
代えた以外は実施例１と同様にして実施例２の粉体塗料
を得た。

【００２５】比較例１ 実施例１において、ビスフェノールＳを使用しない以外
は実施例１と同様にして比較例１の粉体塗料を得た。

【００２６】比較例２ 実施例１において、ビスフェノールＳの１０ｇに代えて
２ーメチルーイミダゾール５ｇを使用した以外は実施例
１と同様にして比較例２の粉体塗料を得た。

【００２７】実施例及び比較例の結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１において、塗料及び塗膜の性能試験は
下記の方法で行った。

【００３０】粉体塗料貯蔵性：粉体塗料を４０℃で３日
間貯蔵した後、耐ブロッキングを調べた。○は固まりが
全くなく良好、△は柔らかい固まりを生じるが指で軽く
ほぐすことができるもの、×は固まりを生じ、ほぐすの
に手間がかかるもの。

【００３１】粉体塗装物の調整 直径５０ｍｍ水道用バルブ弁箱（被塗物）を雰囲気温度
２００℃の熱風循環加熱炉に入れて表面温度が１６０℃
になるまで加熱した。次いで加熱炉からバルブ弁箱を取
り出し、流動浸漬塗装用タンクの粉体塗料浴に２秒間浸
漬し、次いで被塗物に堆積した余分な粉体塗料をエアー
ブローで除去し、室温（２０℃）で自然放冷して塗膜厚
が２００μｍ〜４００μｍの粉体塗装物を得た。該塗装
物を下記塗膜外観及び塗膜性能に使用した。また、上記
と同様の方法で塗膜厚が約１ｍｍになるように温度及び
浸漬時間を調整して粉体塗装物を得た。このものは下記
塗膜外観（垂れ）を調べた。

【００３２】塗膜外観及び塗膜性能 平滑性：塗膜表面のユズ肌を目視で観察した。○はユズ
肌がなく良好なもの、△はユズ肌が認められ若干劣るも
の、×は劣るもの ピンホ−ル：塗膜表面のピンホ−ルを目視で観察した。
○はピンホ−ルが全くないもの、△はピンホ−ルが認め
られるもの、×はピンホ−ルが非常に多く認められるも
の 塗膜内部の発泡：塗膜内部の発泡を目視で観察した。○
は発泡が全くないもの、△は発泡が認められるもの、×
は発泡が非常に多く認められるもの 境界部の発泡：塗膜と被塗物との境界部の発泡を目視で
観察した。○は発泡が全くないもの、△は発泡が認めら
れるもの、×は発泡が非常に多く認められるもの。

【００３３】耐塩水噴霧性：ＪＩＳ Ｋ−５４００に準
じて２４０時間試験を行った。試験片の錆やフクレの発
生程度について評価した。○は錆やフクレが全くないも
の、△は錆やフクレが若干発生して劣るもの、×は錆や
フクレが多く発生して著しく劣るもの。

【００３４】耐温水性：試験片を４０℃の温水に１カ月
浸漬した。試験片の錆やフクレの発生程度について評価
した。○は錆やフクレが全くないもの、△は錆やフクレ
が若干発生して劣るもの、×は錆やフクレが多く発生し
て著しく劣るもの。

【００３５】塗膜外観（垂れ） 塗膜の垂れ程度を目視で観察した。○は全く垂れのない
もの、△は垂れが発生して劣るもの、×は垂れが著しく
発生して劣るもの。

【００３６】

【発明の効果】本発明粉体塗料は、塗膜中に泡がなく、
そして被塗物と粉体塗膜との界面に泡が存在しない塗膜
及び垂れのない塗膜が形成できるといった顕著な効果が
ある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エポキシ粉体樹脂１００重量部に対して、
   有機酸ポリヒドラジド硬化剤１〜１０重量部、及びビス
   フェノールＳ０．１〜１０重量部を配合してなることを
   特徴とする熱硬化性エポキシ粉体塗料。
2. 【請求項２】熱硬化性エポキシ粉体塗料が熱間流動浸漬
   塗装に使用される塗料であることを特徴する請求項１に
   記載の熱硬化性エポキシ粉体塗料。
3. 【請求項３】前加熱した金属素材の表面に、エポキシ粉
   体樹脂１００重量部に対して、有機酸ポリヒドラジド硬
   化剤１〜１０重量部、及びビスフェノールＳ０．１〜１
   ０重量部を配合してなる熱硬化性エポキシ粉体塗料を熱
   間流動浸漬塗装により塗膜を被覆させてなることを特徴
   とする塗装物品。