JPH11279447A - 粉体塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】薄膜な塗膜でも優れた隠蔽性を有する粉体塗料
を提供すること。 【解決手段】２種以上の粉体塗料を混合塗布する塗装方
法に使用される、少なくとも樹脂及び着色剤を含有する
粉体塗料であって、単独では熱硬化しないが、他種の粉
体塗料と混合塗布することにより２５０℃以下で熱硬化
する特性を有し、前記着色剤の含有量が樹脂１００重量
部に対して５５重量部以上である粉体塗料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２種以上の粉体塗
料を混合塗布する塗装方法に使用される粉体塗料に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】粉体塗料は、樹脂、着色剤、硬化剤、添
加剤等の粉体を溶融混練することにより、着色剤等の分
散を行なうため、溶剤塗料と比較して着色剤の分散性に
欠ける。そのため、粉体塗料を用いて隠蔽性に優れた塗
膜を形成するには、塗膜の膜厚を厚くする必要がある。
しかし、美粧用塗膜は薄膜化傾向にあり、薄膜な塗膜で
あっても、優れた隠蔽性が得られる粉体塗料の開発が望
まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、薄膜な塗膜
でも優れた隠蔽性を有する粉体塗料を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、２種以
上の粉体塗料を混合塗布する塗装方法に使用される、少
なくとも樹脂及び着色剤を含有する粉体塗料であって、
単独では熱硬化しないが、他種の粉体塗料と混合塗布す
ることにより２５０℃以下で熱硬化する特性を有し、前
記着色剤の含有量が樹脂１００重量部に対して５５重量
部以上である粉体塗料に関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の粉体塗料は、２種以上の
粉体塗料を混合塗布する塗装方法に使用される、少なく
とも樹脂及び着色剤を含有する粉体塗料であって、単独
では熱硬化しないが、他種の粉体塗料と混合塗布するこ
とにより２５０℃以下で熱硬化する特性を有するもので
ある。

【０００６】本発明の粉体塗料に含有される樹脂は、従
来より知られている各種タイプの樹脂が限定されること
なく使用可能であるが、樹脂の溶融温度は２５０℃以
下、好ましくは５０〜１８０℃であり、混合された粉体
塗料の硬化温度以下となるように調整される必要があ
る。本発明において、溶融温度とは、軟化点、すなわち
樹脂が液状化する温度である。樹脂の溶融温度は、樹脂
の化学的な構造の変更や分子量分布の変更等により調整
することができる。

【０００７】また、樹脂のガラス転移点は、貯蔵安定性
を考慮して４０℃以上、好ましくは５０℃以上であるこ
とが望ましく、粉体塗料の溶融温度を考慮して９０℃以
下、好ましくは８０℃以下であることが望ましい。

【０００８】本発明では、前記のように単独では２５０
℃以下で熱硬化しない２種以上の粉体塗料のそれぞれに
使用する樹脂の組み合わせを適宜選択し、それぞれの態
様に応じた調製を行うことによって、２種以上の粉体塗
料を混合塗布した場合、互いに溶融混合して２５０℃以
下で熱硬化し、塗膜を形成させることができる。なお、
「熱硬化しない」とは示差走査熱量計（セイコー電子工
業（株）製、ＤＳＣ２１０）を用い、昇温速度１０℃／
分で測定した際、熱硬化に相当する発熱ピークが検出で
きないことを言う。又、本明細書でいう「樹脂」とは数
平均分子量が５００以上、好ましくは１０００以上の高
分子物質で、加熱溶融することにより皮膜を形成する能
力のあるものをいう。

【０００９】本発明には、粉体塗料に含有される樹脂同
士が、溶融混合されることにより、２５０℃以下で硬化
反応を起こす樹脂を使用する態様と、樹脂と樹脂のみで
は２５０℃以下では硬化反応を起こさないが、それぞれ
硬化剤を併用することにより、溶融混合されて２５０℃
以下で硬化反応を起こす態様とがある。以下にそれぞれ
の態様について説明する。

【００１０】（１）樹脂同士が硬化反応を起こす場合 この態様に使用する粉体塗料をそれぞれ粉体塗料Ａ、粉
体塗料Ｂと表示するとき、粉体塗料Ａに使用する樹脂と
粉体塗料Ｂに使用する樹脂には、それぞれ単独では２５
０℃以下で硬化反応を起こし得ないが、溶融混合される
ことにより２５０℃以下にて硬化反応を起こし得る樹脂
が選択される必要がある。硬化反応を起こし得る官能基
の組み合わせとしては、例えば、カルボキシル基、酸無
水物基、アミノ基及びフェノール性水酸基から選ばれる
１種とグリシジル基、エポキシ基、不飽和結合を有する
基及びイソシアネート基から選ばれる１種との組み合わ
せがある。

【００１１】従って、粉体塗料Ａに使用する樹脂と粉体
塗料Ｂに使用する樹脂の組み合わせとしては、例えば、
カルボキシル基を有する樹脂、アミノ基を有する樹脂、
フェノール性水酸基を有する樹脂及び無水酸系樹脂より
なる群から選ばれる樹脂とエポキシ基を有する樹脂、グ
リシジル基を有する樹脂及び不飽和結合を有する樹脂よ
りなる群から選ばれる樹脂の組み合わせがある。なお、
カルボキシル基を有する樹脂としては、ポリエステル樹
脂、ポリエステルポリアミド樹脂、（メタ）アクリル酸
系アクリル樹脂などが、アミノ基を有する樹脂として
は、ポリアミド樹脂、ポリエステルポリアミド樹脂など
が、フェノール性水酸基を有する樹脂としては、ノボラ
ック樹脂などが、無水酸系樹脂としては、ブタジエン−
無水マレイン酸共重合体などが挙げられ、エポキシ基を
有する樹脂としてはエポキシ樹脂などが、グリシジル基
を有する樹脂としては、メタクリル酸グリシジル系アク
リル樹脂などが、不飽和結合を有する樹脂としては、不
飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。この場合、ポ
リエステル樹脂、ポリエステルポリアミド樹脂、ポリア
ミド樹脂及び無水酸系樹脂は、末端にアミノ基、カルボ
キシル基又は酸無水物基を有していることがより好まし
い。

【００１２】また、この態様においては、前記の組み合
わせの樹脂を使用する場合、硬化剤を特に必要としない
が、必要に応じて硬化剤を使用してもよい。この場合、
従来より知られている各種硬化剤が特に限定されること
なく使用可能であるが、樹脂と硬化剤の配合組み合わせ
は単独の粉体塗料が２５０℃以下で熱硬化しないように
適宜選択する必要がある。すなわち、粉体塗料Ａ、Ｂ中
の樹脂をそれぞれ樹脂ａ、樹脂ｂと表示し、樹脂ａと反
応するが樹脂ｂとは反応しない硬化剤を硬化剤ａ’、樹
脂ｂと反応するが樹脂ａとは反応しない硬化剤を硬化剤
ｂ’と表示した場合、粉体塗料中の樹脂と硬化剤の組み
合わせは、 粉体塗料Ａ＝樹脂ａ ＋ 硬化剤ｂ’ 粉体塗料Ｂ＝樹脂ｂ ＋ 硬化剤ａ’ となるように樹脂と硬化剤を選択する必要がある。即
ち、各粉体塗料に使用するそれぞれの樹脂に適した硬化
剤を他方の粉体塗料に添加する態様であり、単独では熱
硬化しない粉体塗料を調製することができる。また、硬
化剤を使用する場合の別の態様として、次に示す一方の
粉体塗料にのみ硬化剤を使用する態様であってもよい。 粉体塗料Ａ＝樹脂ａ 粉体塗料Ｂ＝樹脂ｂ ＋ 硬化剤ａ’ この態様は、樹脂ａと樹脂ｂ、及び樹脂ａと硬化剤ａ’
のそれぞれの反応により硬化反応が進行する態様であ
る。なお、硬化剤としては公知のブロックトイソシアネ
ート系硬化剤、エポキシ系硬化剤、アルコキシシラン系
硬化剤、ポリアジリジン系硬化剤、オキサゾリン系硬化
剤等を対応する樹脂の官能基にあわせ適宜選択すればよ
い。

【００１３】粉体塗料Ａ及びＢにおける、樹脂と硬化剤
の組み合わせの好ましい具体例としては、例えば、表１
に示す組み合わせが挙げられる。

【００１４】

【表１】

【００１５】本態様において使用される樹脂ａ、ｂの配
合比率（重量比）は、樹脂中に存在する官能基の量にも
よるが、１０／９０〜９０／１０、好ましくは２５／７
５〜７５／２５であることが望ましく、官能基比では
０．８〜１．２であることが好ましい。また、硬化剤の
配合量は、通常の熱硬化反応に必要な程度の量であれば
よく、同じ粉体塗料中に含有される樹脂が有する同種の
官能基の量とあわせて、反応する樹脂の官能基当量に対
し、０．８〜１．２倍となる程度に調整することが好ま
しい。

【００１６】（２）樹脂と樹脂のみでは２５０℃以下で
は硬化反応を起こさない態様 この態様に使用する粉体塗料をそれぞれ粉体塗料Ｃ、粉
体塗料Ｄと表示するとき、粉体塗料Ｃに使用する樹脂と
粉体塗料Ｄに使用する樹脂としては、これらを溶融混合
しても２５０℃以下では硬化反応を起こさない樹脂が選
択される必要がある。

【００１７】すなわち、この態様において、粉体塗料
Ｃ、Ｄ中の樹脂をそれぞれ樹脂ｃ、樹脂ｄと表示（ただ
し、樹脂ｃと樹脂ｄは、溶融混合しても２５０℃以下で
は硬化反応を起こさない関係にある）し、樹脂ｃと反応
するが樹脂ｄとは反応しない硬化剤を硬化剤ｃ’、樹脂
ｄと反応するが樹脂ｃとは反応しない硬化剤を硬化剤
ｄ’と表示した場合、粉体塗料中の樹脂と硬化剤の組み
合わせは、 粉体塗料Ｃ＝樹脂ｃ ＋ 硬化剤ｄ’ 粉体塗料Ｄ＝樹脂ｄ ＋ 硬化剤ｃ’ となるように樹脂と硬化剤を選択する必要がある。即
ち、各粉体塗料に使用するそれぞれの樹脂に適した硬化
剤を他方の粉体塗料に添加する態様であり、単独では熱
硬化しない粉体塗料を調製することができる。

【００１８】粉体塗料Ｃ及びＤにおける、樹脂と硬化剤
の組み合わせは、前記に説明したような関係を有するも
のであれば、特に限定されない。

【００１９】従って、粉体塗料Ｃ及びＤにおける、樹脂
と硬化剤の組み合わせの好ましい具体例としては、例え
ば、表２に示す組み合わせが挙げられる。

【００２０】

【表２】

【００２１】樹脂ｃ、ｄの配合比率（重量比）は１０／
９０〜９０／１０が好ましく、硬化剤の配合量は、反応
する樹脂の官能基当量に対し、０．８〜１．２倍となる
程度に調整することが好ましい。

【００２２】本発明の粉体塗料に含有される着色剤とし
ては、従来より知られている着色剤が特に限定されるこ
となく使用可能であり、粉体塗料の色調に合わせて適宜
選択される。例えば、酸化チタン、カーミン６Ｂ、カー
ボンブラック、銅フタロシアニン、アセト酢酸アリール
アミド系モノアゾ黄色顔料、ジスアゾエロー、ピグメン
トレッド等が挙げられる。また、組み合わされる各粉体
塗料の着色剤は、同色であっても、異なる色彩であって
もよい。

【００２３】本発明においては、従来の粉体塗料と比較
して着色剤が大量に配合されている点に１つの特徴があ
る。即ち、着色剤の含有量は、樹脂１００重量部に対し
て、隠蔽性を確保する観点から、５５重量部以上、好ま
しくは６０重量部以上、より好ましくは６５重量部以上
であり、塗膜強度の保持の観点から、好ましくは４００
重量部以下、より好ましくは２００重量部以下、特に好
ましくは１００重量部以下である。

【００２４】粉体塗料に、大量の着色剤を配合しようと
すると、十分な混練が必要であり、長時間粉体塗料が高
温にされされることになる。従って、従来の粉体塗料で
は、硬化反応を生じ、十分な混練を行なうことができな
い。一方、本発明の粉体塗料は、単独では２５０℃以下
で硬化反応を生じないため、混練時間等を考慮すること
なく、大量の着色剤を配合して十分な混練を行なうこと
ができ、着色剤が十分に分散した隠蔽性に優れたものと
なる。

【００２５】本発明の粉体塗料には、必要に応じて、各
種添加剤等が含有されていてもよい。各種添加剤として
は、塗料組成物に用いられるものとして従来より知られ
ている添加剤が特に限定されることなく使用可能であ
る。例えば、アクリレート重合体等の流展剤、各種触媒
や有機系スズ化合物等の架橋促進剤、ベンゾイン等のピ
ンホール防止剤等が挙げられる。これらの添加剤の含有
量は、それぞれ樹脂１００重量部に対して０．１〜５重
量部程度であることが好ましい。

【００２６】本発明の粉体塗料は、例えば、前記の各種
成分をニーダー等で溶融混練し、冷却後、例えば、ハン
マーミル、ジェット衝撃ミル等の粉砕装置を用いて物理
的粉砕を行い、ついで空気分級機、マイクロン・クラッ
シファイアー等の分級機を用いて分級することにより、
調製することができる。更に、粉体の表面には、シリ
カ、アルミナ、チタニア、又はジルコニア等の流動性調
整剤が添加されていてもよい。

【００２７】このようにして得られる本発明の粉体塗料
の平均粒子径は、凝集を防ぎ、２種以上の粉体塗料を均
一に混合するために１μｍ以上、好ましくは５μｍ以
上、より好ましくは１０μｍ以上であることが望まし
く、また得られる塗膜の膜厚が厚くなりすぎることを防
ぐために５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下である
ことが望ましい。

【００２８】本発明の粉体塗料を混合塗布する際の硬化
温度は、混合塗料の保存安定性の観点から、８０℃以
上、好ましくは１００℃以上であることが望ましく、エ
ネルギー効率の観点から、２５０℃以下、好ましくは２
００℃以下であることが望ましい。ここで、硬化温度
は、示差走査熱量計を使用して、１０℃／分で昇温した
時に測定される発熱ピークトップの温度より算出する。

【００２９】本発明において、「混合塗布」とは２種以
上の粉体塗料を混合して塗布することを意味する。その
混合塗布によって、２種以上の粉体塗料が熱により互い
に溶融し、熱硬化して塗膜を与える。なお、２種以上の
粉体塗料を混合塗布する場合は、２種以上の粉体塗料を
予め混合したものを用いてもよく、電子ガン等を用い
て、２種以上の粉体塗料を塗装時に混合しながら塗装し
てもよい。この際、２種以上の粉体塗料を予め混合する
方法としては、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー
等の高速攪拌機で乾式混合する等の、従来より知られて
いる方法が挙げられる。また、ここでいう塗布とは被塗
装物に塗装したのち２５０℃以下で焼付け工程を経て塗
膜を形成させる一連の処理を指すものであり、塗装の方
法としては、例えば、静電スプレーを用いる塗装方法、
流動浸漬法、プラスチック溶射法等があげられる。

【００３０】なお、本発明の粉体塗料は、本発明の粉体
塗料と同様の熱特性、即ち単独では熱硬化しないが、他
種の粉体塗料と混合塗布することにより２５０℃以下で
熱硬化する特性を有する粉体塗料であれば、着色剤を含
有しない透明の粉体塗料又は着色剤の含有量が樹脂１０
０重量部に対して５５重量部未満である粉体塗料と組み
合わせて混合塗布して、隠蔽性の向上をはかることもで
きる。

【００３１】

【実施例】実施例１〜１０及び比較例１〜８ 表３及び表４に示す組成物を、スーパーミキサーで混合
し、ブスーコニーダーで十分に混練し、冷却した後、Ｐ
ＪＭ粉砕機（日本ニューマチック社製）で粉砕し、平均
粒子径２６μｍの粉体塗料を得た。ただし、比較例４に
おいては、混練中にポリエステルの単独硬化が生じたた
め、十分な混練を行なうことができず、粉体塗料は得ら
れなかった。得られた粉体塗料１００重量部と、疎水性
シリカ（日本アエロジル社製、Ｒ９７２）０．３重量部
とをヘンシェルミキサーで均一に混合し、粉体塗料１〜
１０及び比較粉体塗料１〜３、５〜８を得た。

【００３２】

【表３】

【００３３】

【表４】

【００３４】試験例１〜１４ 表５に示す組み合わせで粉体塗料をそれぞれ５０重量部
ずつ使用し、ヘンシェルミキサーで混合した。得られた
粉体塗料の混合物を、脱脂したスチール板（リン酸亜鉛
処理金属板）に静電スプレーにて塗装した後、１８０℃
で２０分間焼付けて、膜厚が７０μｍと３５μｍの２種
類の塗膜を得た。ただし、スチール板の塗布面には、予
めマジックで上から中央に線を引いておき、塗膜を形成
後、線が明確に見えれば「×」、僅かに見えれば
「△」、見えなければ「○」として隠蔽性を評価した。
得られた塗膜の隠蔽性及び色相について、表５に示す。

【００３５】

【表５】

【００３６】以上の結果から、試験例１〜１０のよう
に、少なくとも１種の実施例の粉体塗料を混合塗布して
得られた塗膜は、薄膜であっても優れた隠蔽性を有して
いることがわかる。

【００３７】

【発明の効果】本発明により、薄膜な塗膜においても優
れた隠蔽性を有する粉体塗料を提供することが可能とな
った。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 克敏 和歌山市湊1334番地 花王株式会社研究所 内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２種以上の粉体塗料を混合塗布する塗装
   方法に使用される、少なくとも樹脂及び着色剤を含有す
   る粉体塗料であって、単独では熱硬化しないが、他種の
   粉体塗料と混合塗布することにより２５０℃以下で熱硬
   化する特性を有し、前記着色剤の含有量が樹脂１００重
   量部に対して５５重量部以上である粉体塗料。