WO2017119373A1 - 粉体塗料、粉体塗料の製造方法、および塗装物品 - Google Patents

粉体塗料、粉体塗料の製造方法、および塗装物品 Download PDF

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俊 齋藤
将崇 相川
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Definitions

  • the present invention relates to a powder coating material, a method for producing a powder coating material, and a coated article.
  • Patent Document 1 discloses that the surface of a powder resin is softened by mixing the powder resin and aluminum powder at 50 to 60 ° C. A method of attaching aluminum powder to the surface, a so-called dry blend method is disclosed (paragraph 0062, etc.).
  • the powder coating obtained by the method described in Patent Document 1 has an insufficient adhesion rate of the bright pigment to the surface of the powder coating resin, and the coating film may be uneven in color.
  • the coating film is required to have few pinholes and to have excellent weather resistance.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a powder coating material that can form a coating film that is excellent in weather resistance and that suppresses the occurrence of color unevenness and pinholes. Another object of the present invention is to provide a method for producing a powder coating material and a coated article.
  • the present inventor has obtained a desired effect by using a powder coating material containing a powder component containing a specific fluorine-containing copolymer and a bright pigment containing a specific plasticizer layer.
  • a powder coating material containing a powder component containing a specific fluorine-containing copolymer and a bright pigment containing a specific plasticizer layer.
  • the present invention was achieved. That is, the present inventor has found that the above problem can be solved by the following configuration.
  • the powder coating material includes resin particles containing the fluorine-containing copolymer and particles of the plasticizer-coated bright pigment, and the plasticizer-coated bright pigment particles are attached to the surface of the resin particles.
  • the particles of the plasticizer-coated bright pigment include a synthetic resin layer containing a synthetic resin between the bright pigment particles and the plasticizer-coated layer.
  • Powder paint [5]
  • the synthetic resin of the synthetic resin layer is a (meth) acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, polyester resin, fluororesin, terpene resin, terpene / phenolic resin, hydrogenated terpene resin, or hydrogenated terpene
  • the powder coating material according to [4] which is a synthetic resin selected from the group consisting of phenolic resins.
  • the powder coating material according to any one of [1] to [5], wherein the bright pigment comprises aluminum particles, mica particles, or pearl particles.
  • the fluorine-containing copolymer has a repeating unit content based on the fluoroolefin of 20 to 70 mol% with respect to all repeating units of the fluorine-containing copolymer, and has no fluorine atom.
  • the powder component further includes at least one resin selected from the group consisting of a polyester resin, a (meth) acrylic resin, and an epoxy resin, and a pigment other than a bright pigment.
  • a method for producing a powder coating material according to any one of [1] to [10] A method for producing a powder paint, wherein the powder component and the bright pigment are mixed at a temperature of less than 50 ° C., and the particles of the plasticizer-coated bright pigment are adhered to the particle surface of the powder component.
  • a coated article comprising a base material and a coating film formed on the base material by the powder paint of any one of [1] to [10].
  • the present invention it is possible to provide a powder coating material that can form a coating film that is excellent in weather resistance and in which the occurrence of color unevenness and pinholes is suppressed. Moreover, according to this invention, the manufacturing method of a powder coating material and a coated article can also be provided.
  • “Melting point” means the temperature at the melting peak measured by the differential scanning calorimetry (DSC) method.
  • Glass transition temperature means the midpoint glass transition temperature measured by the differential scanning calorimetry (DSC) method.
  • “Glass transition temperature” is also referred to as Tg.
  • “Number average molecular weight” and “mass average molecular weight” are values determined in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC). “Number average molecular weight” is also referred to as Mn, and “mass average molecular weight” is also referred to as Mw.
  • “Scaly” means having a flat shape.
  • “Powder paint” is a powder paint
  • “powder resin component” is a powder paint component for forming a coating film.
  • “Dry blend” means mixing two or more powders (powder) without melting the powder (powder) and without adding a solvent.
  • the “molten film” of the powder coating means a film made of a melt of the powder coating formed by coating the powder coating.
  • the “coating film” formed from the powder coating means a film formed by cooling a molten film of the powder coating and curing in some cases.
  • “One coat” means painting only once.
  • “Reactive group” means a functional group that reacts with a curing agent or the like to cause cross-linking between molecules.
  • the “fluorine content” of the fluorinated copolymer means the ratio (mass%) of fluorine atoms to the total atoms (100 mass%) constituting the fluorinated copolymer.
  • “(Meth) acrylate” is a generic term for acrylate and methacrylate
  • “(meth) acrylic resin” is a generic term for “acrylic resin” and “methacrylic resin”.
  • “Repeating unit” is a generic term for a repeating unit directly formed by polymerization of a monomer and a repeating unit obtained by chemical conversion of a part of a repeating unit formed by polymerization of a monomer. It is. The “repeat unit” is also simply referred to as “unit”. The content (mol%) of each unit of the polymer is obtained by analyzing the polymer by a nuclear magnetic resonance spectrum method, but can be estimated from the charged amount of each monomer.
  • the powder coating material of the present invention has a unit based on a fluoroolefin (hereinafter also referred to as “unit Xa”) and a unit based on a monomer having no fluorine atom (hereinafter also referred to as “unit Xb”).
  • a resin powder component hereinafter also referred to as “powder component” containing a fluorine-containing copolymer having a fluorine content of 10% by mass or more and a plasticizer-coated bright pigment are contained.
  • the plasticizer has a melting point of 30 to 200 ° C., a molecular weight of 200 to 1000, and a plasticizer having 1 to 4 ester groups in one molecule.
  • the plasticizer is also referred to as “specific plasticizer”.
  • the resin powder component is made of resin particles, and at least a part of the resin particles is made of resin particles containing a fluorinated copolymer.
  • the resin powder component may contain resin particles that do not contain a fluorine-containing copolymer.
  • the plasticizer-coated bright pigment comprises bright pigment particles coated with a specific plasticizer, and may have a synthetic resin layer between the bright pigment particle surface and the plasticizer coating layer. In the powder coating of the present invention, it is preferable that the particles of the plasticizer-coated bright pigment are attached to the particle surface of the resin powder component. However, there may be plasticizer-coated glitter pigment particles that are not attached to the surface of the resin powder component particles, or resin powder component particles that are not adhered to the plasticizer-coated glitter pigment particles. Good.
  • the powder coating material of the present invention may contain particles other than the resin particles and the plasticizer-coated bright pigment particles.
  • particles such as pigment particles other than plasticizer-coated bright pigment particles and inorganic filler particles may be contained.
  • grain is contained in a powder coating material, the component is contained in a resin particle or a plasticizer coating
  • pigment particles other than the plasticizer-coated bright pigment particles, inorganic filler particles, and the like may be contained in the resin particles and the plasticizer-coated bright pigment particles.
  • the bright pigment coated with the specific plasticizer is also referred to as “bright pigment Z”.
  • the powder coating material of the present invention it is possible to form a coating film having excellent weather resistance and suppressing occurrence of color unevenness and pinholes. Although the details of this reason have not yet been clarified, it is presumed that the reason is as follows.
  • a powder coating containing a powder component and a bright pigment when a powder coating containing a powder component having a bright pigment attached to the surface is applied to a substrate, the powder coating is charged by charging the powder coating.
  • the difference in the charging rate between the powder component and the bright pigment becomes significant, and it becomes difficult to control the coating rate of the powder component and the bright pigment to the base material, that is, the powder component and the bright pigment adhered to the base material.
  • Is different from the blending ratio of the powder component and the luster pigment contained in the powder coating material and color unevenness tends to occur in the obtained coating film.
  • the use of the bright pigment Z can suppress the occurrence of uneven color in the coating film.
  • the specific plasticizer in the present invention and the specific fluorine-containing copolymer in the present invention have high affinity, and the powder component is caused by the interaction generated between the bright pigment Z and the powder component containing the fluorine-containing copolymer. It is presumed that the bright pigment adheres firmly to the surface. Therefore, it is considered that the coating rate between the powder component and the bright pigment is easily controlled, and the occurrence of color unevenness in the obtained coating film is suppressed.
  • a fluorinated polymer is used as a main component constituting the powder component.
  • a phenomenon that is not excellent in weather resistance or an affinity with a specific plasticizer is used.
  • the powder coating material of the present invention since a specific fluorine-containing copolymer is used, it is presumed that a coating film having excellent weather resistance and no color unevenness could be formed.
  • the powder component in the present invention includes a fluorine-containing copolymer having units Xa and units Xb and having a fluorine content of 10% by mass or more.
  • the powder component is preferably curable from the viewpoint that the coating film strength of the obtained coating film becomes better.
  • the content (solid content) of the powder component is preferably 20 to 99 mass%, more preferably 30 to 97 mass%, based on the total mass (solid content) of the powder coating material. When content of a powder component exists in the said range, generation
  • the “solid content” means a component (a raw material of the powder coating material) that does not include a solvent and can constitute the powder coating material.
  • the average particle size of the powder component is not particularly limited, and is preferably 5 to 100 ⁇ m with a 50% average volume particle size distribution.
  • the lower limit is more preferably 15 ⁇ m.
  • the upper limit is more preferably 60 ⁇ m, and further preferably 50 ⁇ m.
  • the average particle diameter is 5 ⁇ m or more, it is easy to mix the powder component and the bright pigment Z uniformly.
  • the cohesiveness of the powder component is lowered, and it is easy to obtain dust of a powder coating of a uniform size at the time of coating.
  • an average particle diameter is 100 micrometers or less, the surface smoothness of a coating film becomes favorable and the coating-film external appearance is excellent.
  • the volume average is calculated from the particle size distribution measured using a known particle size distribution measuring apparatus (eg, Sympatec, trade name “Helos-Rodos”) based on the laser diffraction method. Is required.
  • the fluorine-containing copolymer in the present invention has units Xa and units Xb, and the fluorine content is 10% by mass or more.
  • Unit Xa is a repeating unit derived from a fluoroolefin.
  • a fluoroolefin is a compound in which one or more hydrogen atoms of a hydrocarbon olefin are substituted with fluorine atoms.
  • the carbon number of the fluoroolefin is preferably 2 to 8, and more preferably 2 to 6.
  • the number of fluorine atoms in the fluoroolefin is preferably 2 or more, more preferably 3-4. When the number of fluorine atoms is 2 or more, the coating film is excellent in weather resistance.
  • one or more hydrogen atoms not substituted with fluorine atoms may be substituted with chlorine atoms.
  • the fluoroolefin is preferably CF 2 ⁇ CF 2 , CF 2 ⁇ CFCl, CF 2 ⁇ CFCF 3 or CH 2 ⁇ CF 2, and more preferably CF 2 ⁇ CF 2 or CF 2 ⁇ CFCl.
  • One type of unit Xa may be included alone, or two or more types may be included in combination.
  • the content of the unit Xa is preferably from 20 to 70 mol%, more preferably from 30 to 70 mol%, still more preferably from 30 to 60 mol%, more preferably from 40 to 60 mol%, based on all units of the fluorine-containing copolymer. % Is particularly preferable, and 45 to 55 mol% is most preferable.
  • the content of the unit Xa is not less than the above lower limit value, the weather resistance of the coating film is more excellent. If the content of the unit Xa is not more than the above upper limit value, the fluorine-containing copolymer is likely to be amorphous, and a coating film having excellent adhesion and surface smoothness can be formed.
  • the unit Xb is a repeating unit derived from a monomer having no fluorine atom.
  • the content of the unit Xb is preferably from 30 to 80 mol%, more preferably from 30 to 70 mol%, still more preferably from 30 to 40 mol%, more preferably from 40 to 60 mol%, based on all units of the fluorine-containing copolymer. % Is particularly preferable, and 45 to 55 mol% is most preferable.
  • the monomer having no fluorine atom is not particularly limited, and includes at least one fluorine atom selected from the group consisting of vinyl ether, allyl ether, vinyl ester, allyl ester, ⁇ -olefin, and (meth) acrylate.
  • a monomer having no fluorine atom is preferable, and vinyl ether having no fluorine atom or vinyl ester having no fluorine atom is more preferable in view of improving the affinity with a specific plasticizer present on the surface of the bright pigment Z. Vinyl ether having no fluorine atom is preferable.
  • One preferred embodiment of the monomer having no fluorine atom is a monomer containing a cyclic hydrocarbon group in the side chain (hereinafter also referred to as “monomer I”).
  • the cyclic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having at least one cyclic structure.
  • the number of carbon atoms of the cyclic hydrocarbon group is not particularly limited, preferably 4 to 20, and more preferably 5 to 10.
  • cyclic hydrocarbon group examples include a monocyclic saturated hydrocarbon group such as a cyclobutyl group, a cycloheptyl group, and a cyclohexyl group, a bicyclic saturated hydrocarbon group such as a 4-cyclohexylcyclohexyl group, and a 1-decahydronaphthyl group.
  • Polycyclic saturated hydrocarbon groups such as 2-decahydronaphthyl group, bridged cyclic saturated hydrocarbon groups such as 1-norbornyl group and 1-adamantyl group, spiro hydrocarbon groups such as spiro [3.4] octyl group Etc.
  • Monomer I is preferably cycloalkyl vinyl ether, particularly preferably cyclohexyl vinyl ether or 2-ethylhexyl vinyl ether. Monomer I may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the content of units based on the monomer I is preferably 9.5 to 70 mol%, more preferably 20 to 60 mol%, and more preferably 30 to 50 mol%, based on all units of the fluorine-containing copolymer. Further preferred. If the said content is more than the said lower limit, it will be easy to adjust Tg of a fluorine-containing copolymer to an appropriate range, and it will be easy to manufacture a powder component. When the content is not more than the above upper limit, the adhesion between the fluorine-containing copolymer layer and the other polymer layer in the coating film is excellent in the case of using another polymer described later.
  • the monomer having no fluorine atom is a monomer containing a crosslinkable group (hereinafter also referred to as “monomer II”).
  • a curable powder component can be easily adjusted by using a curing agent described later, and the coating film of the powder coating can be cured.
  • weather resistance, water resistance, chemical resistance, heat resistance and the like can be further improved.
  • a monomer containing a crosslinkable group and a cyclic hydrocarbon group is included in the monomer II.
  • the crosslinkable group is preferably a functional group having an active hydrogen (such as a hydroxy group, a carboxyl group, or an amino group) or a hydrolyzable silyl group (such as an alkoxysilyl group).
  • Monomer II is hydroxyalkyl vinyl ether (2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, cyclohexanedimethanol monovinyl ether, etc.), hydroxyalkyl vinyl ester, hydroxyalkyl allyl ether (hydroxyethyl allyl ether, etc.), hydroxyalkyl allyl Esters or hydroxyalkyl (meth) acrylates (such as hydroxyethyl (meth) acrylate) are preferred, and hydroxyalkyl vinyl ethers are particularly preferred from the viewpoint of excellent weather resistance of the formed coating film.
  • Monomer II may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the content of the unit based on the monomer II is preferably 0.5 to 20 mol%, more preferably 1 to 15 mol%, based on all units of the fluorine-containing copolymer. If the said content is more than the said lower limit, when using resin Y mentioned later, it is excellent in the adhesiveness between the layer of the fluorine-containing copolymer in the coating film, and the layer of resin Y. If the said content is below the said upper limit, the abrasion resistance of a coating film will be excellent.
  • the monomer having no fluorine atom includes a monomer having no cyclic hydrocarbon group and no crosslinkable group (hereinafter also referred to as “monomer III”).
  • monomer III alkyl vinyl ether (nonyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ether, etc.), alkyl allyl ether (ethyl allyl ether, hexyl allyl ether, etc.),
  • Examples include vinyl esters of carboxylic acids (such as acetic acid, butyric acid, pivalic acid, benzoic acid, and propionic acid), allyl esters of carboxylic acids (such as acetic acid, butyric acid, pivalic acid, benzoic acid, and propionic acid), ethylene, propylene, and isobutylene. It is done.
  • the content of units based on the monomer III is preferably 0 to 50 mol%, more preferably 5 to 45 mol%, still more preferably 15 to 40 mol%, based on all units of the fluorine-containing copolymer. .
  • the monomer that can constitute the unit Xb is exemplified, but other than that, for example, the fluorine-containing copolymer has a unit based on a macromonomer having no fluorine atom and having a hydrophilic group. It may be included.
  • the molar ratio of the unit Xa to the unit Xb is preferably 20/80 to 70/30, more preferably 30/70 to 60/40, / 60 to 60/40 is particularly preferable.
  • the Mn of the fluorinated copolymer is preferably 3000 to 50000, more preferably 5000 to 30000. If Mn of a fluorine-containing copolymer is more than the said lower limit, it will be excellent in the water resistance of a coating film, and salt water resistance. If Mn of a fluorine-containing copolymer is below the said upper limit, it will be excellent in the surface smoothness of a coating film.
  • the fluorine content of the fluorinated copolymer in the present invention is 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and further preferably 25% by mass or more.
  • the fluorine content is preferably 80% by mass or less, and more preferably 70% by mass or less.
  • the weather resistance of the coating film is more excellent. If the fluorine content of the fluorine-containing copolymer is not more than the above upper limit, the surface smoothness of the coating film is excellent.
  • the fluorine content of the fluorine-containing copolymer is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 15 to 80% by mass, further preferably 20 to 70% by mass, and particularly preferably 25 to 70% by mass.
  • the fluorine content is usually calculated from the content of the unit Xa.
  • the SP value (hereinafter also referred to as “SP 1 ”) of the fluorine-containing copolymer in the present invention is preferably 16.0 to 20.0 (J / cm 3 ) 1/2 , and 16.5 to 19.5 ( J / cm 3 ) 1/2 is more preferable, and 17.0 to 19.0 (J / cm 3 ) 1/2 is more preferable.
  • the SP value is a value calculated by the following formula using the Fedors method.
  • (SP value) ( ⁇ H / V) 1/2 In the formula, ⁇ H represents the heat of vaporization (cal), and V represents the molar volume (cm 3 ).
  • ⁇ H and V should be the sum of molar heat of vaporization ( ⁇ H) and the sum of molar volumes (V) described in “POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, Vol. 14, No. 2, 151-153 (1974)” Can do.
  • the SP value indicates that those having a small numerical difference are easily mixed with each other (high compatibility), and those having a large numerical difference are difficult to mix.
  • the Tg of the fluorinated copolymer is preferably 40 to 150 ° C, more preferably 45 to 120 ° C, and further preferably 50 to 100 ° C. If the Tg of the fluorinated copolymer is not less than the above lower limit, it is easy to produce a powder coating material. When the Tg of the fluorinated copolymer is not more than the above upper limit value, the surface smoothness of the coating film is excellent.
  • fluorinated copolymer examples include products marketed as powder coatings. Specifically, Lumiflon 710, 710F (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Zeffle (trade name, manufactured by Daikin Industries, Ltd.), ZB -F1000 (trade name, manufactured by Dalian Shinshu Co., Ltd.), Eterflon (trade name, manufactured by Eternal), DS203 (trade name, manufactured by Todake Shinfune).
  • the powder component in the present invention may contain a polymer containing no fluorine atom (hereinafter also referred to as “resin Y”), and is selected from the group consisting of a polyester resin, a (meth) acrylic resin, and an epoxy resin. It is preferable to contain at least one kind of resin Y.
  • resin Y a polymer containing no fluorine atom
  • the powder component contains the resin Y, the orientation of the glitter pigment contained in the coating film is improved, and the brightness feeling (brightness feeling) of the coating film is improved.
  • grains of resin Y may be sufficient, and a fluorine-containing copolymer and resin Y are included.
  • grains of mixed resin may be sufficient, and both aspects may be taken. From the viewpoint of improving the surface smoothness of the coating film, at least partially, it is preferable to include a mixed resin particle containing the fluorine-containing copolymer and the resin Y.
  • Resin Y satisfies SP 1 and the following relationship from the viewpoint that a coating film having a two-layer structure in which a layer mainly composed of resin Y and a layer mainly composed of a fluorinated copolymer is easily obtained.
  • the difference (SP 2 ⁇ SP 1 ) between SP 1 and the SP value of resin Y (hereinafter also referred to as “SP 2 ”) is preferably more than 0, and 0.4 to 16 (J / cm 3 ) 1/2 Is more preferable, and 2.0 to 12 (J / cm 3 ) 1/2 is particularly preferable.
  • SP 2 is preferably 18.0 to 30.0 (J / cm 3 ) 1/2, more preferably 18.5 to 29.5 (J / cm 3 ) 1/2 , and 19.0 to 29 0.0 (J / cm 3 ) 1/2 is more preferable.
  • the difference between the SP value among the SP values of the two or more of the fluorine-containing copolymer determining the largest SP value as SP 1. Also, if it contains two or more resins Y calculates the difference between the SP 2 and SP 1 of each resin, respective differences preferably satisfies the above range.
  • the resin Y a polyester resin or a (meth) acrylic resin is preferable from the viewpoint of excellent adhesion to the base material of the coating film and the point that the fluorine-containing copolymer is not easily mixed into the layer formed of the resin Y. Polyester resins are particularly preferred.
  • the mass ratio of the content of the fluorinated copolymer and the content of the resin Y is 0.25 to 4 is preferable, 0.3 to 3.5 is more preferable, and 0.35 to 3 is particularly preferable.
  • the mass ratio is 0.25 or more, the weather resistance of the coating film obtained is more excellent.
  • the mass ratio is 4 or less, the coating film is more excellent in hydrochloric acid resistance, nitric acid resistance, concealment and weather resistance.
  • the polyester resin is a polymer having a unit derived from a polyvalent carboxylic acid compound and a unit derived from a polyhydric alcohol compound, and the former unit and the latter unit are linked by an ester bond.
  • the polyester resin may have a unit or the like derived from a hydroxycarboxylic acid compound (excluding a polyvalent carboxylic acid compound), if necessary.
  • the polyester resin preferably has a carboxy group or a hydroxyl group at the end of the main chain.
  • polyvalent carboxylic acid compound examples include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, phthalic anhydride, and the like. Acid is preferred.
  • the polyhydric alcohol compound is preferably an aliphatic polyhydric alcohol compound or an alicyclic polyhydric alcohol compound from the viewpoint of excellent adhesion between the coating film and the substrate and flexibility of the coating film. Is more preferable.
  • polyhydric alcohol compounds include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and 1,5-pentanediol.
  • the molecular weight of the polyester resin is such that Mn is 5000 or less and Mw is 2000 to 20000, Mn is 5000 or less, and Mw is 2000 to 2000, from the viewpoint that the melt viscosity of the coating film can be appropriately lowered. It is particularly preferably 10,000.
  • Specific examples of the polyester resin include “CRYLCOAT (registered trademark) 4642-3” and “CRYLCOAT (registered trademark) 4890-0” manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd., and “Yupika Coat (registered trademark) GV-250 manufactured by Iupika Japan.
  • the (meth) acrylic resin is a polymer having a unit based on (meth) acrylate as a main unit.
  • the (meth) acrylic resin preferably has a reactive group such as a carboxy group, a hydroxyl group, or a sulfo group from the viewpoint of dispersibility of the pigment when the powder component contains a pigment other than the luster pigment described later.
  • the acid value of the (meth) acrylic resin is preferably 150 to 400 mgKOH / g.
  • the Tg of the (meth) acrylic resin is preferably 30 to 60 ° C. If Tg is more than the said lower limit, the blocking resistance of a coating film will be excellent.
  • the molecular weight of the (meth) acrylic resin is that Mn is 30,000 to 100,000 and Mw is 15,000 to 150,000 from the viewpoint of blocking resistance of the powder coating and surface smoothness of the coating film. preferable.
  • the (meth) acrylic resin examples include “Fine Dick (registered trademark) A-249”, “Fine Dick (registered trademark) A-251”, and “Fine Dick (registered trademark) A-266” manufactured by DIC. “Almatex (registered trademark) PD6200”, “Almatex (registered trademark) PD7310” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., “Sampex PA-55” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., and the like.
  • the epoxy resin is a compound (prepolymer) having two or more epoxy groups in the molecule.
  • the epoxy resin may further have a reactive group other than the epoxy group.
  • examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin.
  • Commercially available epoxy resins include “Epicoat (registered trademark) 1001”, “Epicoat (registered trademark) 1002”, “Epicoat (registered trademark) 4004P” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and “Epicron (registered trademark)” manufactured by DIC.
  • the powder component in the present invention is a viewpoint of coloring the coating film (giving the coating film vividness), preventing corrosion or alteration of the base material, adjusting the coating film properties (high hardness, workability, etc.), etc. Therefore, it is preferable to contain a pigment other than the luster pigment (hereinafter also referred to as “other pigment”).
  • other pigments include rust preventive pigments, colored pigments, extender pigments, and the like.
  • Another pigment may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • the rust preventive pigment is a pigment for preventing the corrosion and alteration of the base material with respect to the base material that requires the antirust property.
  • a lead-free rust preventive pigment having a low environmental load is preferable.
  • lead-free rust preventive pigments include cyanamide zinc, zinc oxide, zinc phosphate, calcium magnesium phosphate, zinc molybdate, barium borate, and calcium cyanamide zinc.
  • the color pigment is a pigment for coloring the coating film.
  • Color pigments include quinacridone, diketopyrrolopyrrole, isoindolinone, indanthrone, perylene, perinone, anthraquinone, dioxazine, benzimidazolone, triphenylmethanequinophthalone, anthrapyrimidine, yellow lead, phthalocyanine, halogenated phthalocyanine, azo Examples thereof include pigments (azomethine metal complexes, condensed azo, etc.), titanium oxide, carbon black, iron oxide, copper phthalocyanine, and condensed polycyclic pigments.
  • the titanium oxide is preferably a titanium oxide that has been surface-treated so that the photocatalytic reaction does not proceed easily.
  • Inorganic components silicon, alumina, zirconia, zirconia, selenium, selenium oxide, etc.
  • Titanium oxide surface-treated with an organic component is more preferable.
  • the titanium oxide is particularly preferably titanium oxide having a titanium oxide content adjusted to 83 to 90% by mass by the surface treatment described above. If the titanium oxide content is not less than the above lower limit, the whiteness of the coating film is excellent. If the titanium oxide content is not more than the above upper limit value, the coating film is unlikely to deteriorate.
  • zirconia or zirconium is preferable from the viewpoint of supplementing radical species generated from titanium oxide.
  • the amount of zirconia or zirconium in 100 parts by mass of the surface-treated titanium oxide is preferably 0.001 to 5.0 parts by mass, more preferably 0.005 to 3.0 parts by mass. 01-1.0 part by mass is particularly preferred.
  • the extender pigment is a pigment for improving the hardness of the coating film and increasing the thickness of the coating film. Moreover, when cut
  • extender pigments include talc, barium sulfate, and calcium carbonate.
  • the content of the other pigment is preferably 0.1 to 30.0% by mass, and 0.5 to 25.0% by mass with respect to 100% by mass of the powder component. More preferred is 1.0 to 20.0% by mass.
  • the powder component in the present invention may contain a curing agent.
  • curing agent is a compound which has 2 or more of functional groups which react with the crosslinkable group (hydroxy group, carboxyl group, amino group, alkoxysilyl group, etc.) mentioned above in 1 molecule.
  • the fluorine-containing copolymer itself contained in the powder component has a crosslinkable group or when the resin Y is included and the fluorine-containing copolymer or resin Y has a crosslinkable group, the powder component contains a curing agent.
  • the softening temperature of the curing agent is preferably 10 to 120 ° C, more preferably 40 to 100 ° C. If the softening temperature is equal to or higher than the above lower limit value, room temperature curing of the powder component can be easily suppressed, and coarsening of the powder component can be suppressed. If the softening temperature is not more than the above upper limit value, the curing agent can be easily dispersed homogeneously in the powder component.
  • the curing agent is appropriately selected depending on the type of crosslinkable group possessed by the fluorine-containing copolymer or resin Y, and is made of blocked isocyanate curing agent, amine curing agent (melamine resin, guanamine resin, sulfoamide resin, urea resin, aniline). Resin), ⁇ -hydroxyalkylamide-based curing agents, and epoxy-based curing agents (triglycidyl isocyanurate, etc.).
  • the curing agent is preferably a blocked isocyanate curing agent from the viewpoint of excellent adhesion between the coating film and the substrate, processability of the coated product, and water resistance of the coating film. .
  • the curing agent is preferably a ⁇ -hydroxyalkylamide curing agent or an epoxy curing agent.
  • curing agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the blocked isocyanate curing agent is preferably a solid curing agent at room temperature.
  • the polyisocyanate obtained by reacting diisocyanate with a low molecular weight compound having active hydrogen is further reacted with a blocking agent for masking. Cured curing agents are preferred.
  • Diisocyanates include tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane isocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 4,4′-methylene bis (cyclohexyl isocyanate), methylcyclohexane diisocyanate, bis (Isocyanate methyl) cyclohexane isophorone diisocyanate, dimer acid diisocyanate, lysine diisocyanate and the like.
  • Low molecular weight compounds having active hydrogen include water, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin, sorbitol, ethylenediamine, ethanolamine, diethanolamine, hexamethylenediamine, isocyanurate, uretidione, a low molecular weight polyester containing a hydroxyl group, Examples include polycaprolactone. *
  • the blocking agent examples include alcohol (methanol, ethanol, benzyl alcohol, etc.), phenol (phenol, crezone, etc.), lactam (caprolactam, butyrolactam, etc.), and oxime (cyclohexanone, oxime, methyl ethyl ketoxime, etc.).
  • the content (solid content) of the curing agent is preferably 0.1 to 50.0 parts by mass, and 1.0 to 40.0 masses per 100 parts by mass (solid content) of the resin component of the powder component. Part is more preferred.
  • the addition amount of the curing agent is within the above range, the above-described effects of the curing agent are easily exhibited.
  • the powder component in the present invention may contain a curing catalyst.
  • the curing catalyst is a component that promotes a crosslinking reaction when a curing agent is included.
  • a tin catalyst tin octylate, tributyltin laurate, dibutyltin dilaurate
  • Etc. is preferably used.
  • a curing catalyst may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the addition amount (solid content) of the curing catalyst is preferably 0.000001 to 0.001 parts by mass with respect to 100 parts by mass (solid content) of the curing agent.
  • the powder component in this invention may contain the other arbitrary component as needed.
  • Other optional components include UV absorbers (various organic UV absorbers, inorganic UV absorbers, etc.), light stabilizers (hindered amine light stabilizers, etc.), matting agents (ultra fine powder synthetic silica, etc.), leveling agents. , Surface conditioner (improves the surface smoothness of the coating film), degassing agent, filler, heat stabilizer, thickener, dispersant, antistatic agent, silane coupling agent, antifouling agent, low contamination And the like.
  • the fluorine-containing copolymer and, if necessary, the resin Y, other pigments, a curing agent, a curing catalyst, and other additives are dry-blended using a mixer or a blender, and then a kneader or the like. Is used to melt knead the mixture at 80 to 120 ° C.
  • the obtained melt-kneaded product is cooled by a cooling roll, a cooling conveyor, or the like to obtain a solidified product of the melt-kneaded product.
  • the solidified product is pulverized using a pulverizer or the like.
  • the solidified product is pulverized to a desired particle size through stepwise pulverization processes such as coarse pulverization and fine pulverization.
  • a desired powder component can be produced by a method of classifying the pulverized product with an airflow classifier.
  • the bright pigment Z in the present invention includes bright pigment particles and a plasticizer layer disposed on the surface of the bright pigment particles.
  • the glitter pigment Z in the present invention is a pigment capable of imparting glitter to a coating film obtained from a powder paint.
  • the bright pigment Z may be a plasticizer-coated bright pigment composed of bright pigment particles having a synthetic resin layer described later between the surface of the bright pigment particles and the plasticizer layer.
  • the particle portion excluding the plasticizer layer in the bright pigment particles having no synthetic resin layer and the particle portion excluding the plasticizer layer in the bright pigment Z having the synthetic resin layer are also referred to as “base particles”.
  • the base particles may be particles that have been surface-treated with a surface treatment agent (for example, a silane coupling agent) other than the synthetic resin.
  • the content of the base particles is preferably 0.01 to 30 parts by mass, more preferably 0.05 to 25.0 parts by mass, and more preferably 0.1 to 20.0 parts per 100 parts by mass of the powder component. Part by mass is particularly preferred.
  • content of a base particle is more than the said lower limit, it can not only suppress generation
  • it is not more than the above upper limit value the orientation of the substrate particles in the resulting coating film becomes good, and the glitter feeling (luminance feeling) is excellent.
  • the average particle size of the substrate particles is preferably 5 to 100 ⁇ m, more preferably 8 to 45 ⁇ m in terms of 50% average volume particle size distribution. If the average particle diameter of the base particles is not less than the above lower limit value, the concealability of the coating film is more excellent. When the average particle diameter of the base particles is not more than the above upper limit value, the glitter (color tone) of the coating film is more excellent.
  • the average particle size of the substrate particles can be measured by the same method as that for the powder component.
  • the base particles in the present invention are metal particles (metals such as aluminum, zinc, copper, bronze, nickel and titanium, alloys such as bronze and stainless steel), mica particles (mica powder), pearl particles, graphite particles, glass flakes, Or, scaly iron oxide particles are preferable, and from the viewpoint of being able to form a coating film with excellent glitter and excellent handleability, metal particles, mica particles or pearl particles are preferable, and aluminum particles, mica particles or pearl particles are particularly preferable.
  • the substrate particles may be used alone or in combination of two or more.
  • a bright pigment having metal particles as base particles may be referred to as a metallic pigment.
  • the shape of the base particles is not particularly limited, and is preferably scaly (flakes).
  • scaly aluminum particles not only have excellent metallic luster, but also have a small specific gravity and are easy to handle.
  • the average aspect ratio is preferably 10 to 300, more preferably 50 to 200.
  • “Aspect ratio” refers to the ratio of the longest length to the thickness of the substrate particles (longest length / thickness), and “average aspect ratio” is the value of 50 randomly selected substrate particles. This is the average aspect ratio.
  • the thickness of the substrate particles is measured by an atomic force microscope, and the longest length of the substrate particles is measured by a transmission electron microscope.
  • the plasticizer layer in the bright pigment Z contains a specific plasticizer to be described later, and is disposed (formed) on the substrate particles.
  • the plasticizer layer is formed as the outermost layer of the bright pigment Z.
  • the plasticizer layer is disposed on the base particles as well as an embodiment in which the plasticizer layer is disposed directly on the base particles, and the plasticizer layer is made of another material (for example, a synthetic resin layer described later).
  • positioned through is also included.
  • the plasticizer layer may be formed (attached) on at least a part of the substrate particles, or may be formed (attached) on the entire surface of the substrate particles.
  • the specific plasticizer has a melting point of 30 to 200 ° C., a molecular weight of 200 to 1000, and 1 to 4 ester groups in one molecule.
  • the melting point of the specific plasticizer in the present invention is 30 to 200 ° C., preferably 60 to 180 ° C., more preferably 65 to 160 ° C., and particularly preferably 65 to 140 ° C. If the melting point is not less than the lower limit of the above range, not only can the powder coating be blocked, but the surface of the particles constituting the powder component is softened, so that the bright pigment Z tends to adhere to the surface of the powder component. When the melting point of the specific plasticizer is not more than the upper limit of the above range, the occurrence of coating film pinholes derived from the plasticizer is unlikely to occur during heat curing when forming the coating film. Further, the orientation of the bright pigment when the coating film is formed is improved.
  • the molecular weight of the specific plasticizer is 200 to 1000, preferably 220 to 980, and particularly preferably 240 to 960.
  • the molecular weight of the specific plasticizer is at least the above lower limit, the volatility of the plasticizer is lowered, the melt viscosity of the molten film is reduced, and a coating film excellent in surface smoothness is easily obtained.
  • the molecular weight is not more than the above upper limit, the plastic effect is excessively suppressed and the blocking resistance of the powder coating is excellent.
  • the specific plasticizer is preferably a compound having 1 to 4 ester groups (—C ( ⁇ O) O—) in one molecule and 2 to 4 ester groups.
  • the affinity between the fluorine-containing copolymer contained in the powder component and the plasticizer is improved, and the bright pigment Z tends to adhere to the surface of the powder component. Moreover, when the number of ester groups which a specific plasticizer has is four or less, excessive affinity with a powder component and the luster pigment Z can be suppressed, and the plasticizer to the coating-film surface can suppress bleed-out.
  • the specific plasticizer further has a cyclic hydrocarbon group.
  • the cyclic hydrocarbon group may be an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • the affinity between the fluorine-containing copolymer contained in the powder component and the plasticizer is further improved, and the bright pigment Z is easily attached to the surface of the powder component.
  • the bleeding out of a plasticizer can be suppressed more.
  • the thermal decomposition and photodegradation of the plasticizer in the coating film can be suppressed.
  • plasticizers include dicyclohexyl phthalate (melting point: 68 ° C., molecular weight: 330), tribenzoic acid glyceride (melting point: 68 ° C., molecular weight: 404), tetrabenzoic acid pentaerythritol (melting point: 108 ° C., molecular weight: 552), 1,4-cyclohexanedimethanol dibenzoate (melting point: 118 ° C., molecular weight: 352).
  • a specific plasticizer may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the adhesion amount of the specific plasticizer to the bright pigment particles is preferably 0.01 to 10.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the bright pigment particles (substrate particles) before the plasticizer coating. 0.05 to 8.0 parts by mass, more preferably 0.1 to 5.0 parts by mass.
  • the adhesion amount is equal to or more than the lower limit value, the plasticizer is sufficiently adhered on the base particles, so that the affinity between the fluorine-containing copolymer contained in the powder component and the plasticizer becomes better.
  • the said adhesion amount is below the said upper limit, the excessive affinity with a powder component and a bright face can be suppressed, and the bleed-out of a plasticizer can be suppressed.
  • the amount of the specific plasticizer attached to the base particles can be determined by drawing a calibration curve based on an infrared spectrum (IR spectrum) detected by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR). Calculated based on On the other hand, when it is difficult to calculate the adhesion amount of the plasticizer to the substrate particles based on the IR spectrum, the adhesion amount of the specific plasticizer to the substrate particles is calculated from the charged amounts of the substrate particles and the plasticizer.
  • IR spectrum infrared spectrum
  • FTIR Fourier transform infrared spectrophotometer
  • Examples of the method for attaching the specific plasticizer to the base particles include the following methods.
  • a plasticizer layer is formed in the surface of a synthetic resin layer.
  • a solution in which a specific plasticizer is dissolved in an organic solvent (tetrahydrofuran or the like) is prepared.
  • the content of the plasticizer in the solution is preferably 1 to 50% by mass, for example.
  • the solution and the substrate particles are stirred and mixed to obtain a mixed solution containing the substrate particles and the plasticizer.
  • the conditions in the stirring and mixing are not particularly limited and can be appropriately adjusted depending on the equipment used.
  • the addition amount of the specific plasticizer is not particularly limited, and can be the same as the ratio described in the adhesion amount of the specific plasticizer to the base particles.
  • the organic solvent is removed from the mixed solution to obtain a bright pigment (namely, bright pigment Z) including base particles and a plasticizer layer disposed on the base particles.
  • the method for removing the organic solvent is not particularly limited as long as the organic solvent can be sufficiently removed, and examples thereof include distillation under reduced pressure.
  • the synthetic resin includes (meth) acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, polyester resin, fluororesin, terpene resin, terpene / phenol resin, hydrogenated terpene resin, and At least one synthetic resin selected from the group consisting of hydrogenated terpene / phenolic resins is preferred.
  • luster pigment composed of the base particles on which the synthetic resin layer is formed
  • trade names “PCU1000”, “PCU2000”, “PCA9155”, “PCR901” above, manufactured by Ecart Co.
  • a bright pigment made of aluminum particles to which a synthetic resin layer such as “PCF7620A”, “PCF7601A”, “PCF7130A”, “0100M”, “7620NS” (manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.) is attached can be used.
  • the amount of the synthetic resin attached to the base particles is preferably 2 parts by mass or more, and more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the base particles. Moreover, as for the upper limit of the said adhesion amount, 50 mass parts is preferable. When the said adhesion amount is 2 mass parts or more, the weather resistance of the coating film obtained improves more, and the chemical resistance of a coating film etc. become favorable. Moreover, when the said adhesion amount is 50 mass parts or less, adhesion
  • the SP value of the synthetic resin (hereinafter also referred to as “SP b ”) is preferably larger than SP 1 and smaller than SP 2 from the viewpoint of better weather resistance of the coating film (SP 1 ⁇ SP b ⁇ SP 2 ).
  • the bright pigment Z having the synthetic resin layer having the SP value the bright pigment is unevenly distributed at the interface between the resin Y layer and the fluorine-containing copolymer layer separated from each other, and is almost parallel to the substrate. It becomes easy to arrange. Thereby, the orientation of the luster pigment in the coating film is improved, and the color unevenness, color tone, and concealing property of the coating film are improved. Furthermore, the weather resistance of this coating film is also improved.
  • the SP b of the synthetic resin is preferably 16.0 to 28.0 (J / cm 3 ) 1/2, more preferably 17.0 to 27.0 (J / cm 3 ) 1/2 , and 18 to 26. 0 (J / cm 3 ) 1/2 is particularly preferable.
  • the powder coating material in the present invention may further contain components contained in conventionally known powder coating materials as components other than the powder component and the luster pigment Z, if necessary.
  • the powder coating material of this invention contains the powder component which the bright pigment Z adhered to the surface.
  • the average particle size (50% average volume particle size distribution) of the powder coating is substantially the same as the average particle size of the powder component described above, and is preferably 5 to 100 ⁇ m.
  • the lower limit is more preferably 15 ⁇ m.
  • the upper limit is more preferably 60 ⁇ m, and further preferably 50 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the powder coating is measured by the same method as that for the powder component described above.
  • the method for producing a powder coating material according to the present invention comprises mixing the powder component and the bright pigment Z at a temperature of less than 50 ° C., and attaching the bright pigment Z to the surface of the powder component (one aspect of the dry blend method). Preferably it is manufactured. Thereby, the powder coating material which can form the coating film which was excellent in a weather resistance, and generation
  • the method for producing a powder coating of the present invention is such that the bright pigment Z is sufficiently applied to the surface of the powder component even at a temperature of less than 50 ° C., which is lower than the mixing temperature of the pigment and the powder coating in the conventional dry blend method.
  • the glitter pigment Z can be satisfactorily adhered to the surface of the powder component even at a temperature of less than 50 ° C. due to the action of the plasticizer layer contained in the glitter pigment Z.
  • the pigment and the powder coating are usually mixed at a temperature of 50 ° C. or higher.
  • the powder component and the bright pigment Z can be mixed using a known mixing device, and can be mixed using a high speed mixer, a double cone mixer, a kneader, a dumpler mixer, a mixing shaker, a drum shaker, a rocking shaker, or the like.
  • the temperature at the time of mixing the powder component and the bright pigment Z is less than 50 ° C., preferably 10 ° C. or more and less than 50 ° C., particularly preferably 15 to 45 ° C.
  • the temperature at the time of mixing is less than 50 ° C.
  • the crosslinking of the fluorine-containing copolymer can be suppressed, so that the occurrence of orange peel on the surface of the coating film can be suppressed.
  • the bright pigment Z can be made to adhere more favorably to the surface of a powder component.
  • the mixing time of the powder component and the bright pigment Z is preferably 0.5 to 24 hours, particularly preferably 1.0 to 10.0 hours. When the mixing time is within the above range, the bright pigment Z can be better adhered to the surface of the powder component.
  • the pressure in mixing the powder component and the bright pigment Z is not particularly limited.
  • the adhesion strength of the bright pigment Z to the powder component is appropriate and the orientation of the bright pigment in the coating is improved, it is standard.
  • a pressure in the vicinity of atmospheric pressure (101325 Pa) is preferable.
  • the powder paint obtained by the production method of the present invention may be further classified.
  • As the classification treatment a sieving method, an air classification method or the like can be used.
  • the coated article of this invention has a base material and the coating film formed on the said base material with the said powder coating material.
  • the material for the substrate is not particularly limited, and examples thereof include inorganic materials, organic materials, and organic-inorganic composite materials.
  • the inorganic material include concrete, natural stone, glass, metal (iron, stainless steel, aluminum, copper, brass, titanium, etc.).
  • the organic material include plastic, rubber, adhesive, and wood.
  • the organic / inorganic composite material include fiber reinforced plastic, resin reinforced concrete, and fiber reinforced concrete.
  • the substrate may be subjected to a known surface treatment (for example, chemical conversion treatment).
  • the material of the substrate is preferably a metal, and particularly preferably aluminum.
  • the base material made of aluminum is excellent in corrosion resistance, is lightweight, and is suitable for building material applications such as exterior members.
  • the shape, size, etc. of the substrate are not particularly limited.
  • the base material include composite exterior panels, curtain wall panels, curtain wall frames, architectural exterior members such as window frames, automobile members such as tire wheels, construction machinery, and motorcycle frames.
  • the water contact angle on the surface of the coating film is preferably 1 to 55 degrees, more preferably 3 to 50 degrees. If the water contact angle is equal to or greater than the above lower limit value, the organic acid component derived from bird droppings or dead carcasses is less likely to erode the coating film, and the generation of mold on the coating surface layer is suppressed (molds). Occurrence leads to poor appearance). If a water contact angle is below the said upper limit, it will be excellent in stain resistance.
  • the water contact angle is measured using, for example, “DM-051” (trade name) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.
  • the thickness of the coating film is not particularly limited and is preferably 20 to 1,000 ⁇ m, more preferably 20 to 500 ⁇ m, and still more preferably 20 to 300 ⁇ m.
  • 20 to 90 ⁇ m is preferable.
  • 100 to 200 ⁇ m is preferable.
  • the manufacturing method of the coated article of the present invention is not limited to this, but the powder coating of the present invention is coated on a substrate, a molten film made of a powder coating melt is formed, and then the molten film is cooled.
  • a method of forming a coating film is preferred.
  • the powder coating material of the present invention is applied to a substrate, and a molten film made of a melt of the powder coating material is formed on the substrate.
  • a molten film made of a powder coating melt may be formed at the same time as the powder coating is applied to the substrate. After the powder coating is adhered to the substrate, the powder coating is heated and melted on the substrate. May be formed.
  • the heating temperature and heating maintenance time for heating and melting the powder coating and maintaining the melted state for a predetermined time are appropriately set according to the type and composition of the raw material components of the powder coating, the desired coating thickness, etc. Is done.
  • the heating temperature is usually 120 to 300 ° C.
  • the heating maintenance time is usually 2 to 60 minutes.
  • Examples of the coating method include known methods such as electrostatic coating, electrostatic spraying, electrostatic dipping, spraying, fluidized dipping, spraying, spraying, spraying, and plasma spraying. Even when the molten film is thinned, an electrostatic coating method using a powder coating gun is preferable from the viewpoint of excellent surface smoothness of the molten film and further excellent concealment of the coating film.
  • Examples of the powder coating gun include a corona charging type coating gun and a friction charging type coating gun.
  • the corona charging type coating gun is a coating gun that sprays powder paint by corona discharge treatment
  • the friction charging type coating gun is a coating gun that sprays powder coating by friction charging.
  • the molten film in the molten state is cooled to room temperature (20 to 25 ° C.) to form the coating film. Cooling after baking may be either rapid cooling or slow cooling, and slow cooling is preferred because the coating film is difficult to peel off from the substrate.
  • the other coating conditions are selected from known conditions depending on the components contained in the powder coating material.
  • Fluorine-containing copolymer 1 Fluorine-containing copolymer obtained in the following production example (hydroxyl value: 50 mgKOH / g, fluorine content: 25% by mass, Tg: 51 ° C., Mn: 120,000.
  • CF 2 CFCl, cyclohexyl (It is a copolymer of vinyl ether and hydroxybutyl vinyl ether, and the content of each unit is 50 mol%, 35 mol%, and 15 mol% in this order.)
  • a solution containing 10% by mass of plasticizer 1 was prepared by mixing 3.5 g of plasticizer 1 and 31.5 g of tetrahydrofuran and stirring well. Next, 15 g of the bright pigment 1 is introduced into a three-necked flask having a capacity of 100 ml equipped with a thermometer, a stirrer, and a dropping funnel, and 35.0 g of the above solution is added at room temperature while stirring at 100 rpm. By dropping at a constant rate over 10 minutes, a mixture of the bright pigment 1 and the plasticizer 1 was prepared.
  • the mixture was stirred and mixed at room temperature for 1 hour at 100 pm, and then the tetrahydrofuran was removed from the mixture under vacuum (10 mmHg), and the surface of the aluminum powder (aluminum particles) coated with the acrylic resin was coated with the plasticizer 1.
  • a bright pigment Z1 provided with a layer was obtained.
  • the presence of 1,4-cyclohexanedimethanol dibenzoate was confirmed on the surface of the aluminum powder (aluminum particles) coated with the acrylic resin.
  • a layer made of plasticizer 2 was provided on the surface of aluminum powder (aluminum particles) coated with an acrylic resin in the same manner as in the production example of bright pigment Z1 except that plasticizer 2 was used instead of plasticizer 1.
  • a bright pigment Z2 was obtained.
  • the presence of pentaerythritol tetrabenzoate was confirmed on the surface of the aluminum powder (aluminum particles) coated with the acrylic resin.
  • Powder Component 1 17.2 parts by mass of fluorinated copolymer 1, 40.1 parts by mass of polyester resin, 17.2 parts by mass of titanium oxide, 18.4 parts by mass of curing agent, 0.1 parts by mass of curing catalyst, 0 .5 parts by mass of degassing agent, 1.0 part by mass of surface conditioning agent A, 2.0 parts by mass of surface conditioning agent B, and 3.5 parts by mass of plasticizer 1 were charged into a high-speed mixer. Stir and mix for minutes to obtain a mixture. Thereafter, the mixture was kneaded using a biaxial kneader (Prism) adjusted to 120 ° C., and the discharged kneaded product was cold-rolled with a cooling roll. The obtained plate-like mixture was crushed, further pulverized using a pin mill, and classified with a mesh having an opening of 100 ⁇ m to obtain powder component 1.
  • a biaxial kneader Prism
  • a powder component 2 was obtained in the same manner as in the production example of the powder component 1 except that the fluorine-containing copolymer 2 was used instead of the fluorine-containing copolymer 1.
  • the mixture was kneaded using a biaxial kneader (Prism) adjusted to 190 ° C., and the discharged kneaded product was cold-rolled with a cooling roll.
  • the obtained plate-like mixture was crushed, further pulverized using a pin mill, and classified with a mesh having an opening of 100 ⁇ m to obtain powder component 3.
  • Example 1 Into a 500 ml three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a dropping funnel, 100 parts by mass of the powder component 1 and 5 parts by mass of the bright pigment Z1 were introduced, and the mixture was stirred at 100 rpm.
  • the powder coating material 1 was obtained by heating to 45 degreeC under room temperature atmosphere, and also stirring and mixing for 1 hour.
  • a scanning electron microscope (“JSM-5900LV” manufactured by JEOL Ltd., 20 kV, 10,000 times, the same applies hereinafter)
  • the glitter pigment Z1 was observed on the particle surface of the powder component 1. Adhesion was confirmed.
  • Powder coating material 2 was obtained by the same production method as powder coating material 1 except that the heating condition was changed from 45 ° C. to 30 ° C. As a result of observing the particle surface of the powder coating material 2 with a scanning electron microscope, adhesion of the bright pigment Z1 to the particle surface of the powder component 1 was confirmed.
  • Powder coating material 3 was obtained by the same production method as powder coating material 1 except that the bright pigment Z1 was changed to the bright pigment Z2. As a result of observing the particle surface of the powder coating 3 with a scanning electron microscope, adhesion of the bright pigment Z2 to the particle surface of the powder component 1 was confirmed.
  • Example 4 A powder coating material 4 was obtained by the same production method as the powder coating material 1 except that the powder component 1 was changed to the powder component 2. As a result of observing the particle surface of the powder coating 4 with a scanning electron microscope, adhesion of the bright pigment Z1 to the particle surface of the powder component 3 was confirmed.
  • Powder coating material 5 was obtained by the same production method as powder coating material 1 except that the heating condition was changed from 45 ° C. to 55 ° C. As a result of observing the particle surface of the powder coating material 5 with a scanning electron microscope, adhesion of the bright pigment Z1 to the particle surface of the powder component 1 was confirmed. However, many powder component 1 aggregated were also observed.
  • Example 6 Into a 500 ml three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a dropping funnel, 100 parts by mass of powder component 1, 5 parts by mass of bright pigment 1, and 3.5 parts by mass of plasticizer 1 were introduced. While stirring the mixture at 100 rpm, the mixture was heated to 45 ° C. in a room temperature atmosphere and further stirred and mixed for 1 hour to obtain a powder coating material c1. As a result of observing the particle surface of the powder coating material c1 with a scanning electron microscope, adhesion of the bright pigment 1 to the particle surface of the powder component 1 was confirmed.
  • Example 7 35.0 parts by mass of fluorinated copolymer 1, 35.0 parts by mass of polyester resin, 0.5 parts by mass of titanium oxide, 20.0 parts by mass of curing agent, 5.0 parts by mass of surface conditioning agent A
  • the bright pigment 1 was put into a high-speed mixer and mixed for 1 minute to obtain a mixture. Thereafter, the mixture is kneaded using a biaxial kneader (Prism) adjusted to 120 ° C., and the discharged kneaded mixture is cold-rolled with a cooling roll, and then the resulting plate-like mixture lump is obtained.
  • the powder coating material c2 of Comparative Example 2 was obtained by crushing, further crushing using a pin mill, and classifying with a 100 ⁇ m mesh.
  • Example 8> A powder paint c3 was obtained in the same manner as the powder paint of Example 1 except that the powder component 1 was changed to the powder component 2. As a result of observing the particle surface of the powder coating material c3 with a scanning electron microscope, adhesion of the bright pigment Z1 to the particle surface of the powder coating material c3 could not be confirmed.
  • the aluminum plate was washed twice with ion-exchanged water at room temperature (each washing time: 1 minute).
  • the product name “Kemi Bonder 5507” manufactured by Nippon CB Chemical Co., Ltd.
  • the aluminum plate after the etching treatment was immersed in a treatment liquid adjusted to 50 g / L and a temperature of 45 ° C. for 2 minutes to perform a chromium-free chemical conversion treatment on the aluminum plate surface.
  • the surface of the obtained aluminum plate was washed twice using normal temperature ion exchange water (treatment time: 1 minute), and then the aluminum plate was dried in an oven at 70 ° C. for 5 minutes. It was.
  • test piece was prepared as follows using each powder coating. And the following evaluation tests were implemented using each produced test piece. [Preparation of specimen] Each powder coating was electrostatically coated on one surface of the above-mentioned chemical-treated aluminum plate (base material) using an electrostatic coating machine (Onoda Cement, trade name: GX3600C) equipped with a powder coating gun. . Next, the aluminum plate coated with the powder paint is held in an atmosphere of 200 ° C. for 20 minutes, and then the obtained aluminum plate is allowed to stand and cool to room temperature, and a coating film (cured film) having a thickness of 55 to 65 ⁇ m. ) With aluminum plates (I) to (VIII). The obtained coated aluminum plates (I) to (VIII) were evaluated as test pieces (I) to (VIII). The results are shown in Table 1.
  • Luminance of coating film (hue)
  • the state of the coating film surface of the test piece was visually observed and evaluated according to the following criteria. ⁇ (very good): High metallic hue. ⁇ (good): Normal metallic hue. X (defect): Low metallic tone.
  • ⁇ Color unevenness ⁇ About the test piece, the color unevenness of the coating film was visually evaluated according to the following criteria. ⁇ (Good): The ratio of the area of the color unevenness area is 20% or less with respect to the entire area of the coating film. ⁇ (Normal): The ratio of the area where color unevenness occurs to the entire area of the coating film is more than 20% to less than 40%. X (defect): The ratio of the area of the color unevenness area is 40% or more with respect to the entire area of the coating film.
  • the powder coating material of the example containing the powder component containing the fluorinated copolymer 1 and the bright pigment Z is used, the occurrence of color unevenness and pinholes can be suppressed, and the weather resistance A coating film excellent in properties could be formed.
  • the powder coatings of Examples 1 to 5 it was possible to increase the adhesion rate of the bright pigment Z to the particle surface of the powder component without using a binder or a solvent.
  • the luster pigment contained in the coating film was excellent in the orientation and the coating film was excellent in brightness.
  • Example 1 when vinyl ether having no fluorine atom is used as a monomer having no fluorine atom used in the production of the fluorine-containing copolymer, it has no fluorine atom.
  • the orientation of the luster pigment contained in the coating film, the brightness of the coating film, and the weather resistance of the coating film were excellent, and the occurrence of color unevenness in the coating film could be further suppressed.
  • Example 1 and Example 5 when the mixing temperature at the time of producing the powder coating material was less than 50 ° C., the generation of orange peel could be suppressed.
  • the orientation of the luster pigment contained in the coating film, the brightness of the coating film, and the weather resistance of the coating film were more excellent.
  • the powder paint of Example 6 does not use the bright pigment Z of the present invention, and is obtained by adding a plasticizer when kneading the bright pigment and the resin particles.
  • the powder coating material of Example 6 the occurrence of uneven color in the coating film could not be suppressed. The reason for this is presumed that the bright pigment adhered to the fluorine-containing powder coating, but the amount of adhesion was insufficient.
  • the coating film excellent in a light-luminance feeling was not obtained. This is presumably due to the high affinity between the fluorinated copolymer and the plasticizer and the progress of adhesion even at room temperature. Furthermore, pinholes were generated in the coating film obtained using the powder coating material of Example 7.
  • the powder coating material of Example 7 was manufactured by a method of melting and kneading raw materials at once without using a plasticizer. According to the powder coating material of Example 7, the occurrence of uneven color in the coating film is suppressed, but the bright pigment in the coating film is not neatly oriented, and deformation and oxidation of the aluminum pigment occur during kneading. As a result, the glitter of the coating film was low. Moreover, the weather resistance was also insufficient.
  • the powder coating material of Comparative Example 3 was produced without using the fluorine-containing powder coating material of the present invention, although the bright pigment Z of the present invention was used.

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Abstract

本発明の課題は、耐候性に優れ、色ムラおよびピンホールの発生の抑制された塗膜を形成できる粉体塗料の提供にある。また、本発明の課題は、粉体塗料の製造方法および塗装物品の提供にもある。 本発明の粉体塗料は、フルオロオレフィンに基づく繰り返し単位およびフッ素原子を有さない単量体に基づく繰り返し単位を有し、フッ素含有量が10質量%以上の含フッ素共重合体を含む粉末成分と可塑剤被覆光輝顔料とを含有し、上記可塑剤は、融点が30~200℃であり、分子量が200~1000であり、1分子中に1~4個のエステル基を有する。

Description

粉体塗料、粉体塗料の製造方法、および塗装物品
 本発明は、粉体塗料、粉体塗料の製造方法、および塗装物品に関する。
 近年、地球温暖化や環境破壊が国際的な問題となっており、環境保護の観点から各国で様々な排出規制されている。なかでも、有機溶剤等の揮発性有機化合物(VOC)の大気への排出問題は重大であり、VOC排出規制による脱VOC化が進められている。
 塗料領域においても、脱VOC化の観点から、粉体塗料が広く用いられるようになっている。粉体塗料は、有機溶剤を含まないか有機溶剤の含有量が少なく、使用に際して排気や溶剤廃液の管理が容易であり、さらには塗料自体の回収再利用も可能であるため、環境負荷が極めて低い。
 一方で、近年、建築、自動車等の種々の分野で、メタリック調の色相(光輝色)を呈する塗膜への需要が高まっている。光輝色の塗膜形成には、アルミニウム粉やマイカ粉等の光輝顔料を含む粉体塗料が用いられている。
 このような粉体塗料として、表面に光輝顔料が付着した粉末塗料樹脂からなる粉体塗料が知られている。粉末塗料樹脂の表面に光輝顔料を付着させる方法としては、特許文献1には、粉末樹脂とアルミニウム粉とを50~60℃で混合することで、粉末樹脂の表面を軟化させて、粉末樹脂の表面にアルミニウム粉を付着させる方法、いわゆる、ドライブレンド法の一形態が開示されている(段落0062等)。
米国特許出願公開第2007/0251420号明細書
 しかし、特許文献1に記載の方法で得られる粉体塗料は、粉末塗料樹脂の表面への光輝顔料の付着率が不充分であり、その塗膜に色ムラが生じる場合がある。
 また、粉体塗料は、上述したように種々の用途に使用されるため、その塗膜には、ピンホールの発生が少なく、耐候性にも優れることが求められている。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、耐候性に優れ、色ムラおよびピンホールの発生が抑制された塗膜を形成できる粉体塗料の提供を目的とする。また、本発明は、粉体塗料の製造方法と塗装物品の提供も目的とする。
 本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、特定の含フッ素共重合体を含む粉末成分と、特定の可塑剤層を含む光輝顔料とを含有する粉体塗料を用いることで、所望の効果が得られることを見出し、本発明に至った。
 すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
 [1]フルオロオレフィンに基づく繰り返し単位およびフッ素原子を有さない単量体に基づく繰り返し単位を有し、フッ素含有量が10質量%以上の含フッ素共重合体を含む樹脂粉末成分と、表面が可塑剤で被覆されている光輝顔料粒子から構成されている可塑剤被覆光輝顔料と、を含有し、前記可塑剤が、融点が30~200℃であり、分子量が200~1000であり、1分子中に1~4個のエステル基を有する可塑剤であることを特徴とする粉体塗料。
 [2]前記粉体塗料が、前記含フッ素共重合体を含む樹脂粒子と前記可塑剤被覆光輝顔料の粒子とを含み、前記樹脂粒子の表面に前記可塑剤被覆光輝顔料粒子が付着している、[1]の粉体塗料。
 [3]前記可塑剤被覆光輝顔料における可塑剤被覆量が、可塑剤被覆前の光輝顔料に対して0.01~10.0質量%である、[1]または[2]の粉体塗料。
 [4]前記可塑剤被覆光輝顔料の粒子が、前記光輝顔料粒子と前記可塑剤被覆層との間に、合成樹脂を含有する合成樹脂層を含む、[1]~[3]のいずれかの粉体塗料。
 [5]前記合成樹脂層の合成樹脂が、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、テルペン系樹脂、テルペン・フェノール系樹脂、水素添加テルペン系樹脂および水素添加テルペン・フェノール系樹脂からなる群より選択される合成樹脂である、[4]の粉体塗料。
 [6]前記光輝顔料が、アルミニウム粒子、マイカ粒子またはパール粒子からなる、[1]~[5]のいずれかの粉体塗料。
 [7]前記含フッ素共重合体が、含フッ素共重合体が有する全繰り返し単位に対して、前記フルオロオレフィンに基づく繰り返し単位の含有量が20~70モル%、前記フッ素原子を有さない単量体に基づく繰り返し単位の含有量が30~80モル%の含フッ素共重合体である、[1]~[6]のいずれかの粉体塗料。
 [8]前記フッ素原子を有さない単量体に基づく繰り返し単位が、フッ素原子を有さないビニルエーテルである、[1]~[7]のいずれかの粉体塗料。
 [9]前記可塑剤被覆光輝顔料の含有量が、前記粉末成分の含有量100質量部に対して、0.1~30質量部である、[1]~[8]のいずれかの粉体塗料。
 [10]前記粉末成分が、ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル樹脂およびエポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂と、光輝顔料以外の顔料と、をさらに含む、[1]~[9]のいずれかの粉体塗料。
 [11]前記[1]~[10]のいずれかの粉体塗料の製造方法であって、
 前記粉末成分と前記光輝顔料とを50℃未満の温度で混合して、前記粉末成分の粒子表面に前記可塑剤被覆光輝顔料の粒子を付着させる、粉体塗料の製造方法。
 [12]基材と、[1]~[10]のいずれかの粉体塗料により前記基材上に形成された塗膜と、を有する、塗装物品。
 本発明によれば、耐候性に優れ、色ムラおよびピンホールの発生の抑制された塗膜を形成できる粉体塗料を提供できる。また、本発明によれば、粉体塗料の製造方法と塗装物品も提供できる。
 本発明における用語の意味は以下の通りである。
 「融点」とは、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した融解ピークにおける温度を意味する。
 「ガラス転移温度」とは、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した中間点ガラス転移温度を意味する。「ガラス転移温度」は、Tgとも記す。
 「数平均分子量」および「質量平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法によってポリスチレン換算で求められる値である。「数平均分子量」をMnと、「質量平均分子量」をMwとも記す。
 「鱗片状」とは、扁平な形状を有することを意味する。
 「粉体塗料」は粉末状の塗料であり、「粉末樹脂成分」は塗膜を形成するための粉末状の塗料成分である。
 「ドライブレンド」とは、粉体(粉末)を溶融することなく、また、溶媒を添加することなく、2種以上の粉体(粉末)を混合することを意味する。
 粉体塗料の「溶融膜」とは、粉体塗料を塗装して形成された該粉体塗料の溶融物からなる膜を意味する。
 粉体塗料から形成された「塗膜」とは、粉体塗料の溶融膜を冷却し、場合によっては硬化することにより形成される膜を意味する。
 「1コート」とは、1回だけ塗装することを意味する。
 「反応性基」とは、硬化剤等と反応して分子間の架橋を引き起こす官能基を意味する。
 含フッ素共重合体の「フッ素含有量」とは、含フッ素共重合体を構成する全原子(100質量%)に対するフッ素原子の割合(質量%)を意味する。
 「(メタ)アクリレート」とはアクリレートおよびメタクリレートの総称であり、「(メタ)アクリル樹脂」とは「アクリル樹脂」と「メタクリル樹脂」の総称である。
 「繰り返し単位」とは、単量体が重合することで直接形成される繰り返し単位と、単量体の重合によって形成される繰り返し単位の一部を化学変換することで得られる繰り返し単位とを総称である。なお、「繰り返し単位」は、単に「単位」とも称する。また、重合体の各単位の含有量(モル%)は、重合体を核磁気共鳴スペクトル法により分析して求められるが、各モノマーの仕込量から推算することもできる。
 本発明の粉体塗料は、フルオロオレフィンに基づく単位(以下、「単位Xa」とも称する)およびフッ素原子を有さない単量体に基づく単位(以下、「単位Xb」とも称する)を有し、フッ素含有量が10質量%以上の含フッ素共重合体を含む樹脂粉末成分(以下、「粉末成分」とも称する)と、可塑剤被覆光輝顔料とを含有する。
 上記可塑剤は、融点が30~200℃であり、分子量が200~1000であり、1分子中に1~4個のエステル基を有する可塑剤である。以下、上記可塑剤を「特定可塑剤」ともいう。
 樹脂粉末成分は樹脂粒子からなり、樹脂粒子の少なくとも一部は含フッ素共重合体を含む樹脂の粒子からなる。樹脂粉末成分は、含フッ素共重合体を含まない樹脂の粒子を含有していてもよい。
 可塑剤被覆光輝顔料は、特定可塑剤で被覆された光輝顔料粒子からなり、光輝顔料粒子表面と可塑剤被覆層との間には、合成樹脂層を有していてもよい。
 本発明の粉体塗料において、可塑剤被覆光輝顔料の粒子は、樹脂粉末成分の粒子表面に付着していることが好ましい。ただし、樹脂粉末成分の粒子表面に付着していない可塑剤被覆光輝顔料の粒子が存在していてもよく、可塑剤被覆光輝顔料粒子が付着していない樹脂粉末成分の粒子が存在していてもよい。
 本発明の粉体塗料は、上記樹脂粒子および可塑剤被覆光輝顔料粒子以外の粒子を含有していてもよい。たとえば、可塑剤被覆光輝顔料粒子以外の顔料粒子、無機質充填剤粒子等の粒子を含有していてもよい。なお、粉体塗料中に粒子として存在しない成分が含有される場合、その成分は樹脂粒子や可塑剤被覆光輝顔料粒子中に含有される。上記可塑剤被覆光輝顔料粒子以外の顔料粒子、無機質充填剤粒子等は、同様に、樹脂粒子や可塑剤被覆光輝顔料粒子中に含有されてもよい。
 なお、以下、特定可塑剤で被覆された光輝顔料を「光輝顔料Z」とも称する。
 本発明の粉体塗料によれば、耐候性に優れ、色ムラおよびピンホールの発生の抑制された塗膜を形成できる。この理由の詳細は未だ明らかになっていないが、概ね以下の理由によると推測される。
 粉末成分と光輝顔料とを含有する粉体塗料であって、表面に光輝顔料が付着した粉末成分を含む粉体塗料を基材に塗装するに際しては、粉体塗料の帯電により、粉末樹脂等の粉末成分と光輝顔料との帯電率の差が顕著になってしまい、粉末成分と光輝顔料との基材への塗着率が制御しにくくなる、つまり、基材に付着した粉末成分と光輝顔料との付着割合が、粉体塗料に含まれていた粉末成分と光輝顔料との配合割合と異なってしまうため、得られる塗膜に色ムラが生じやすくなる。
 このような問題に対して、本発明者らが検討した結果、光輝顔料Zを用いれば、塗膜の色ムラの発生を抑制できることを見出した。すなわち、本発明における特定可塑剤と本発明における特定の含フッ素共重合体とは親和性が高く、光輝顔料Zと含フッ素共重合体を含む粉末成分との間に生じる相互作用により、粉末成分の表面に光輝顔料が強固に付着していると推測される。
 そのため、粉末成分と光輝顔料との塗着率が制御しやすくなり、得られる塗膜の色ムラの発生が抑制されると考えられる。
 一方で、後述する比較例1で示すように、可塑剤層を有していない光輝顔料を用いた場合には、粉体塗料を製造するタイミングで特定可塑剤を添加しても、粉末成分の表面に光輝顔料が充分に付着せず、得られる塗膜には色ムラが発生してしまう。さらに、この場合には、塗膜にピンホールが発生しやすい。
 塗膜のピンホールは、粉体塗料の製造時に添加した特定可塑剤の影響により生じたと推測される。これに対して、本発明の粉体塗料によれば、光輝顔料Zを用いるため、塗膜のピンホールの発生を抑制できたと推測される。
 また、塗膜の耐候性を向上するために、粉末成分を構成する主たる成分として、含フッ素重合体を用いられるが、その種類によっては、耐候性に優れない現象や、特定可塑剤との親和性が劣り、得られる塗膜の色ムラの発生を抑制できない現象がある。この現象は、後述する比較例3でも示されている。これに対して、本発明の粉体塗料によれば、特定の含フッ素共重合体を用いているため、耐候性に優れた色ムラのない塗膜を形成できたと推測される。
 本発明における粉末成分は、単位Xaおよび単位Xbを有し、フッ素含有量が10質量%以上の含フッ素共重合体を含む。
 粉末成分は、得られる塗膜の塗膜強度がより優れたものになるという観点から、硬化性であることが好ましい。
 粉末成分の含有量(固形分)は、粉体塗料の全質量(固形分)に対して、20~99質量%が好ましく、30~97質量%がより好ましい。粉末成分の含有量が上記範囲内にある場合、得られる塗膜の色ムラの発生を一層抑制できたり、塗膜の隠蔽性が優れる。なお、「固形分」とは、溶剤などを含まず、粉体塗料を構成し得る成分(粉体塗料の原料)を意図する。
 粉末成分の平均粒子径は、特に限定されず、50%平均体積粒度分布で5~100μmが好ましい。下限値は、15μmがより好ましい。また、上限値は60μmがより好ましく、50μmがさらに好ましい。
 平均粒子径が5μm以上である場合、粉末成分と光輝顔料Zとを均一に混合しやすい。また、粉末成分の凝集性が低くなり、その塗装に際して、均一な大きさの粉体塗料の粉塵が得られやすい。また、平均粒子径が100μm以下である場合、塗膜の表面平滑性が良好になり、塗膜外観が優れる。
 粉末成分の平均粒子径は、レーザー回折法を測定原理とした公知の粒度分布測定装置(例えば、Sympatec社製、商品名「Helos-Rodos」)を用いて測定された粒度分布より体積平均を算出して求められる。
 本発明における含フッ素共重合体は、単位Xaおよび単位Xbを有し、フッ素含有量が10質量%以上である。
 単位Xaは、フルオロオレフィン由来の繰り返し単位である。
 フルオロオレフィンは、炭化水素オレフィンの水素原子の1個以上がフッ素原子で置換された化合物である。
 フルオロオレフィンの炭素数は、2~8が好ましく、2~6がより好ましい。
 フルオロオレフィンにおけるフッ素原子の数は、2以上が好ましく、3~4がより好ましい。フッ素原子の数が2以上であれば、塗膜が耐候性に優れる。
 フルオロオレフィンにおいては、フッ素原子で置換されていない水素原子の1個以上が塩素原子で置換されていてもよい。
 フルオロオレフィンは、CF=CF、CF=CFCl、CF=CFCFまたはCH=CFが好ましく、CF=CFまたはCF=CFClがより好ましい。
 単位Xaは、1種が単独で含まれていてもよく、2種以上が組み合わせて含まれていてもよい。
 単位Xaの含有量は、含フッ素共重合体が有する全単位に対して、20~70モル%が好ましく、30~70モル%がより好ましく、30~60モル%がさらに好ましく、40~60モル%が特に好ましく、45~55モル%が最も好ましい。単位Xaの含有量が上記下限値以上であれば、塗膜の耐候性がより優れる。単位Xaの含有量が上記上限値以下であれば、含フッ素共重合体が非結晶性になりやすく、密着性、表面平滑性に優れる塗膜が形成できる。
 単位Xbは、フッ素原子を有さない単量体由来の繰り返し単位である。
 単位Xbの含有量は、含フッ素共重合体が有する全単位に対して、30~80モル%が好ましく、30~70モル%がより好ましく、30~40モル%がさらに好ましく、40~60モル%が特に好ましく、45~55モル%が最も好ましい。
 フッ素原子を有さない単量体は、特に限定されず、ビニルエーテル、アリルエーテル、ビニルエステル、アリルエステル、α-オレフィン、および(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種以上のフッ素原子を有さない単量体が好ましく、光輝顔料Zの表面に存在する特定可塑剤との親和性が向上するという点から、フッ素原子を有さないビニルエーテル、またはフッ素原子を有さないビニルエステルがより好ましく、フッ素原子を有さないビニルエーテルが特に好ましい。
 フッ素原子を有さない単量体の好適態様の一つとしては、側鎖に環状炭化水素基を含む単量体(以後、「単量体I」とも称する)が挙げられる。
 環状炭化水素基としては、環状構造を少なくとも1つ有する炭化水素基である。
 環状炭化水素基の炭素数は、特に制限されず、4~20が好ましく、5~10がより好ましい。
 環状炭化水素基の具体例としては、シクロブチル基、シクロヘプチル基、シクロヘキシル基等の単環式飽和炭化水素基、4-シクロヘキシルシクロヘキシル基等の複環式飽和炭化水素基、1-デカヒドロナフチル基、2-デカヒドロナフチル基等の多環式飽和炭化水素基、1-ノルボルニル基、1-アダマンチル基等の架橋環式飽和炭化水素基、スピロ[3.4]オクチル基等のスピロ炭化水素基等が挙げられる。
 単量体Iは、シクロアルキルビニルエーテルが好ましく、シクロヘキシルビニルエーテルまたは2-エチルへキシルビニルエーテルが特に好ましい。
 単量体Iは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 単量体Iに基づく単位の含有量は、含フッ素共重合体が有する全単位に対して、9.5~70モル%が好ましく、20~60モル%がより好ましく、30~50モル%がさらに好ましい。上記含有量が上記下限値以上であれば、含フッ素共重合体のTgを適切な範囲に調整しやすく、粉末成分を製造しやすい。上記含有量が上記上限値以下であれば、後述する他の重合体を用いる場合において、塗膜中の含フッ素共重合体の層と他の重合体の層との間の密着性が優れる。
 フッ素原子を有さない単量体の他の好適態様としては、架橋性基を含む単量体(以後、「単量体II」とも称する)が挙げられる。後段で詳述するように、含フッ素共重合体が架橋性基を有する場合、後述する硬化剤を併用することで、硬化性の粉末成分を容易に調整でき、粉体塗料の塗膜を硬化させて、耐候性、耐水性、耐薬品性、耐熱性等をより向上させることができる。なお、本明細書においては、架橋性基と環状炭化水素基とを含む単量体は、上記単量体IIに含まれる。
 架橋性基は、活性水素を有する官能基(ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基等)、または加水分解性シリル基(アルコキシシリル基等)等が好ましい。
 単量体IIは、ヒドロキシアルキルビニルエーテル(2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル等)、ヒドロキシアルキルビニルエステル、ヒドロキシアルキルアリルエーテル(ヒドロキシエチルアリルエーテル等)、ヒドロキシアルキルアリルエステル、またはヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート(ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等)が好ましく、形成される塗膜の耐候性に優れる点から、ヒドロキシアルキルビニルエーテルが特に好ましい。
 単量体IIは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 単量体IIに基づく単位の含有量は、含フッ素共重合体が有する全単位に対して、0.5~20モル%が好ましく、1~15モル%がより好ましい。上記含有量が上記下限値以上であれば、後述する樹脂Yを用いる場合、塗膜中の含フッ素共重合体の層と樹脂Yの層との間の密着性に優れる。上記含有量が上記上限値以下であれば、塗膜の耐擦傷性が優れる。
 フッ素原子を有さない単量体の他の好適態様としては、環状炭化水素基および架橋性基を有さない単量体(以後、「単量体III」とも称する)が挙げられる。
 単量体IIIとしては、アルキルビニルエーテル(ノニルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、tert-ブチルビニルエーテル等)、アルキルアリルエーテル(エチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等)、カルボン酸(酢酸、酪酸、ピバリン酸、安息香酸、プロピオン酸等)のビニルエステル、カルボン酸(酢酸、酪酸、ピバリン酸、安息香酸、プロピオン酸等)のアリルエステル、エチレン、プロピレン、イソブチレン等が挙げられる。
 単量体IIIは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 
 単量体IIIに基づく単位の含有量は、含フッ素共重合体が有する全単位に対して、0~50モル%が好ましく、5~45モル%がより好ましく、15~40モル%がさらに好ましい。
 上記では、単位Xbを構成し得る単量体を例示したが、それ以外にも、例えば、含フッ素共重合体には、フッ素原子を有さず、親水性基を有するマクロモノマーに基づく単位が含まれていてもよい。
 本発明における含フッ素共重合体において、単位Xaと単位Xbとのモル比(単位Xa/単位Xb)は、20/80~70/30が好ましく、30/70~60/40がより好ましく、40/60~60/40が特に好ましい。
 含フッ素共重合体のMnは、3000~50000が好ましく、5000~30000がより好ましい。含フッ素共重合体のMnが上記下限値以上であれば、塗膜の耐水性、耐塩水性に優れる。含フッ素共重合体のMnが上記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性に優れる。
 本発明における含フッ素共重合体のフッ素含有量は、10質量%以上であり、15質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、25質量%以上がさらに好ましい。また、該フッ素含有量は、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましい。含フッ素共重合体のフッ素含有量が10質量%以上であれば、塗膜の耐候性がより優れる。含フッ素共重合体のフッ素含有量が上記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性が優れる。
 したがって、含フッ素共重合体のフッ素含有量は、10~80質量%が好ましく、15~80質量%がより好ましく、20~70質量%がさらに好ましく、25~70質量%が特に好ましい。なお、フッ素含有量は、通常は、単位Xaの含有量から計算される。
 本発明における含フッ素共重合体のSP値(以下、「SP」とも称する)は、16.0~20.0(J/cm1/2が好ましく、16.5~19.5(J/cm1/2がより好ましく、17.0~19.0(J/cm1/2がさらに好ましい。
 SP値は、Fedors法によって下式によって計算される値である。
 (SP値)=(ΔH/V)1/2
 ただし、式中、ΔHはモル蒸発熱(cal)を、Vはモル体積(cm)を表わす。ΔHおよびVは「POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE,Vol.14,No.2,151-153(1974)」に記載の原子団のモル蒸発熱の合計(ΔH)とモル体積の合計(V)を用いることができる。
 SP値は、数値の差が小さいもの同士はお互いに混ざりやすく(相溶性が高い)、数値の差が大きいもの同士では混ざり難いことを示す。
 含フッ素共重合体のTgは、40~150℃が好ましく、45~120℃がより好ましく、50~100℃がさらに好ましい。含フッ素共重合体のTgが上記下限値以上であれば、粉体塗料を製造しやすい。含フッ素共重合体のTgが上記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性が優れる。
 含フッ素共重合体としては、粉体塗料として市販される製品も挙げられ、具体的には、ルミフロン710、710F(商品名、旭硝子社製)、ゼッフル(商品名、ダイキン工業社製)、ZB-F1000(商品名、大連振邦社製)、エターフロン(商品名、エターナル社製)、DS203(商品名、東岳神舟社製)が挙げられる。
 本発明における粉末成分には、フッ素原子を含まない重合体(以下、「樹脂Y」とも称する)が含まれていてもよく、ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、およびエポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂Yを含有することが好ましい。粉末成分が樹脂Yを含有する場合、塗膜に含まれる光輝顔料の配向性が良好になり、塗膜の輝度感(光輝感)が良好になる。
 本発明における粉末成分が樹脂Yを含有する場合の態様としては、含フッ素共重合体の粒子と樹脂Yの粒子とを含む態様であってもよく、含フッ素共重合体と樹脂Yとを含む混合樹脂の粒子を含む態様であってもよく、両方の態様をとっていてもよい。塗膜の表面平滑性が良好になるという観点から、少なくとも部分的には、含フッ素共重合体と樹脂Yとを含む混合樹脂の粒子を含む態様であるのが好ましい。
 樹脂Yは、樹脂Yを主とする層と含フッ素共重合体を主とする層とが積層した2層構造の塗膜が得られやすくなるという点から、SPと、以下の関係を満たすのが好ましい。
 すなわち、SPと樹脂YのSP値(以下、「SP」とも称する)との差(SP-SP)は0超が好ましく、0.4~16(J/cm1/2がより好ましく、2.0~12(J/cm1/2が特に好ましい。
 上記SP値との差が0超である場合、粉体塗料を基材に塗装して該粉体塗料の溶融物からなる溶融膜を形成した際に、溶融した含フッ素共重合体と、溶融した樹脂Yとが層分離しやすい。この際、基材側には樹脂Yの層が、空気側には含フッ素共重合体の層が配置されやすい。
 上記SP値との差が上記上限値以下であれば、塗膜中の含フッ素共重合体の層と樹脂Yの層との間の密着性に優れる。
 なお、SPは、18.0~30.0(J/cm1/2が好ましく、18.5~29.5(J/cm1/2がより好ましく、19.0~29.0(J/cm1/2がさらに好ましい。
 なお、2種以上の含フッ素共重合体を含む場合は、上記SP値との差は、上記2種以上の含フッ素共重合体のSP値のうち、最も大きいSP値をSPとして求める。また、2種以上の樹脂Yを含む場合は、それぞれの樹脂のSPとSPとの差を求め、それぞれの差が上記範囲を満たすことが好ましい。
 樹脂Yとしては、塗膜の基材への密着性に優れる点、樹脂Yにより形成される層に含フッ素共重合体が混入しにくい点から、ポリエステル樹脂、または(メタ)アクリル樹脂が好ましく、ポリエステル樹脂が特に好ましい。
 粉末成分が樹脂Yを含有する場合、含フッ素共重合体の含有量と樹脂Yの含有量との質量比(含フッ素共重合体の含有質量/樹脂Yの含有質量)は、0.25~4が好ましく、0.3~3.5がより好ましく、0.35~3が特に好ましい。前記質量比が0.25以上である場合、得られる塗膜の耐候性がより優れる。前記質量比が4以下である場合、塗膜の耐塩酸性、耐硝酸性、隠蔽性および耐候性がより優れる。
 ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸化合物に由来する単位と、多価アルコール化合物に由来する単位とを有する重合体であり、前者の単位と後者の単位とはエステル結合で連結している。ポリエステル樹脂は、必要に応じて、ヒドロキシカルボン酸化合物(ただし、多価カルボン酸化合物を除く。)に由来する単位等を有していてもよい。ポリエステル樹脂は、主鎖末端にカルボキシ基または水酸基を有することが好ましい。
 多価カルボン酸化合物としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、フタル酸無水物等が挙げられ、塗膜の耐候性がより優れる点から、イソフタル酸が好ましい。
 多価アルコール化合物は、塗膜と基材との密着性および塗膜の柔軟性が優れる点から、脂肪族多価アルコール化合物、または脂環族多価アルコール化合物が好ましく、脂肪族多価アルコール化合物がより好ましい。
 多価アルコール化合物としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、スピログリコール、1,10-デカンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
 ポリエステル樹脂の分子量は、塗膜の溶融粘度を適度に低くできる点から、Mnが5000以下であり、かつMwが2000~20000であるのが好ましく、Mnが5000以下であり、かつMwが2000~10000であるのが特に好ましい。
 ポリエステル樹脂の具体例としては、ダイセル・オルネクス社製の「CRYLCOAT(登録商標) 4642-3」、「CRYLCOAT(登録商標) 4890-0」、日本ユピカ社製の「ユピカコート(登録商標) GV-250」、「ユピカコート(登録商標) GV-740」、「ユピカコート(登録商標) GV-175」、DSM社製の「Uralac(登録商標) 1680」等が挙げられる。
 (メタ)アクリル樹脂は、(メタ)アクリレートに基づく単位を主たる単位として有する重合体である。(メタ)アクリル樹脂は、粉末成分が後述する光輝顔料以外の顔料を含有する場合には、前記顔料の分散性の観点から、カルボキシ基、水酸基、スルホ基等の反応性基を有することが好ましい。たとえば、(メタ)アクリル樹脂がカルボキシ基を有する場合、(メタ)アクリル樹脂の酸価は、150~400mgKOH/gが好ましい。
 (メタ)アクリル樹脂のTgは、30~60℃が好ましい。Tgが上記下限値以上であれば、塗膜の耐ブロッキング性が優れる。(メタ)アクリル樹脂のTgが上記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性がより優れる。
 (メタ)アクリル樹脂の分子量は、粉体塗料の耐ブロッキング性と塗膜の表面平滑性の観点から、Mnが3万~10万であり、Mwが1.5万~15万であるのが好ましい。
 (メタ)アクリル樹脂の具体例としては、DIC社製の「ファインディック(登録商標) A-249」、「ファインディック(登録商標) A-251」、「ファインディック(登録商標) A-266」、三井化学社製の「アルマテックス(登録商標) PD6200」、「アルマテックス(登録商標) PD7310」、三洋化成工業社製の「サンペックス PA-55」等が挙げられる。
 エポキシ樹脂は、分子内にエポキシ基を2つ以上有する化合物(プレポリマー)である。エポキシ樹脂は、エポキシ基以外の他の反応性基をさらに有してもよい。
 エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられる。
 エポキシ樹脂の市販品としては、三菱化学社製の「エピコート(登録商標) 1001」、「エピコート(登録商標) 1002」、「エピコート(登録商標) 4004P」、DIC社製の「エピクロン(登録商標) 1050」、「エピクロン(登録商標) 3050」、新日鉄住金化学社製の「エポトート(登録商標) YD-012」、「エポトート(登録商標) YD-014」、ナガセケムテックス社製の「デナコール(登録商標) EX-711」、ダイセル社製の「EHPE3150」等が挙げられる。
 本発明における粉末成分は、塗膜を着色させる(塗膜に鮮やかさを付与する)、基材の腐食や変質を防止する、塗膜物性を調整(高硬度や加工性等)する等の観点から、光輝顔料以外の顔料(以下、「他の顔料」とも称する)を含有することが好ましい。
 他の顔料としては、防錆顔料、着色顔料、体質顔料等が挙げられる。
 他の顔料は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 防錆顔料は、防錆性が必要な基材に対して、基材の腐食や変質を防止するための顔料である。防錆顔料としては、環境への負荷が少ない無鉛防錆顔料が好ましい。無鉛防錆顔料としては、シアナミド亜鉛、酸化亜鉛、リン酸亜鉛、リン酸カルシウムマグネシウム、モリブデン酸亜鉛、ホウ酸バリウム、シアナミド亜鉛カルシウム等が挙げられる。
 着色顔料は、塗膜を着色するための顔料である。着色顔料としては、キナクリドン、ジケトピロロピロール、イソインドリノン、インダンスロン、ペリレン、ペリノン、アントラキノン、ジオキサジン、ベンゾイミダゾロン、トリフェニルメタンキノフタロン、アントラピリミジン、黄鉛、フタロシアニン、ハロゲン化フタロシアニン、アゾ顔料(アゾメチン金属錯体、縮合アゾなど)、酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、銅フタロシアニン、縮合多環類顔料等が挙げられる。
 他の顔料として酸化チタンを用いる場合、酸化チタンは、光触媒反応が進行しにくくなるような表面処理がなされた酸化チタンが好ましく、無機成分(シリカ、アルミナ、ジルコニア、ジルコニア、セレン、酸化セレン等)、有機成分(ポリオール等)等で表面処理された酸化チタンがより好ましい。さらに具体的には、酸化チタンは、上述した表面処理によって、酸化チタン含有量が83~90質量%に調整された酸化チタンが特に好ましい。酸化チタン含有量が上記下限値以上であれば、塗膜の白色度に優れる。酸化チタン含有量が上記上限値以下であれば、塗膜が劣化しにくい。
 表面処理に使用する成分としては、ジルコニアまたはジルコニウムが、酸化チタンから発生するラジカル種を補足する観点から好ましい。具体的には、表面処理された酸化チタン100質量部中のジルコニアまたはジルコニウムの量は、0.001~5.0質量部が好ましく、0.005~3.0質量部がより好ましく、0.01~1.0質量部が特に好ましい。
 体質顔料は、塗膜の硬度を向上させ、かつ塗膜の厚さを増すための顔料である。また、建築外装部材等の塗装物品を切断した場合に、塗膜の切断面をきれいに保持する観点から、好適に使用される。体質顔料としては、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。
 粉末成分が他の顔料を含有する場合、他の顔料の含有量は、粉末成分100質量%に対して、0.1~30.0質量%が好ましく、0.5~25.0質量%がより好ましく、1.0~20.0質量%が特に好ましい。
 本発明における粉末成分は、硬化剤を含んでいてよい。なお、硬化剤とは、前述した架橋性基(ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基、アルコキシシリル基等)と反応する官能基を1分子中に2個以上有する化合物である。
 粉末成分に含まれる含フッ素共重合体自体が架橋性基を有する場合や、および樹脂Yを含み、含フッ素共重合体または樹脂Yが架橋性基を有する場合は、粉末成分に硬化剤を含まれることにより、架橋反応による硬化性を粉体塗料に付与しやすい。結果、その塗膜形成における塗膜硬度等の物性を調整しやすい。
 硬化剤の軟化温度は、10~120℃が好ましく、40~100℃がより好ましい。軟化温度が上記下限値以上であれば、粉末成分の室温硬化を抑制しやすく、粉末成分の粗大化を抑制できる。軟化温度が上記上限値以下であれば、粉末成分中に、硬化剤を均質分散させやすい。
 硬化剤は、含フッ素共重合体または樹脂Yが有する架橋性基の種類によって適宜選択され、ブロック化イソシアナート系硬化剤、アミン系硬化剤(メラミン樹脂、グアナミン樹脂、スルホアミド樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂等)、β-ヒドロキシアルキルアミド系硬化剤、エポキシ系硬化剤(トリグリシジルイソシアヌレート等)が挙げられる。
 例えば、架橋性基が水酸基である場合、硬化剤は、塗膜と基材との密着性、塗装製品の加工性、塗膜の耐水性に優れる点から、ブロック化イソシアナート系硬化剤が好ましい。架橋性基がカルボキシ基である場合、硬化剤は、β-ヒドロキシアルキルアミド系硬化剤、またはエポキシ系硬化剤が好ましい。
 硬化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 ブロック化イソシアナート系硬化剤は、室温で固体の硬化剤が好ましく、ジイソシアナートと活性水素を有する低分子化合物とを反応させて得られたポリイソシアナートを、さらにブロック剤と反応させてマスキングさせた硬化剤が好ましい。
 ジイソシアナートとしては、トリレンジイソシアナート、4,4’-ジフェニルメタンイソシアナート、キシリレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアナート)、メチルシクロヘキサンジイソシアナート、ビス(イソシアナートメチル)シクロヘキサンイソホロンジイソシアナート、ダイマー酸ジイソシアナート、リジンジイソシアナート等が挙げられる。
 活性水素を有する低分子化合物としては、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ソルビトール、エチレンジアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソシアヌレート、ウレチジオン、水酸基を含有する低分子量ポリエステル、ポリカプロラクトン等が挙げられる。 
 ブロック剤としては、アルコール(メタノール、エタノール、ベンジルアルコール等)、フェノール(フェノール、クレゾーン等)、ラクタム(カプロラクタム、ブチロラクタム等)、オキシム(シクロヘキサノン、オキシム、メチルエチルケトオキシム等)が挙げられる。
 硬化剤の含有量(固形分)は、粉末成分の樹脂成分の合計量100質量部(固形分)に対して、0.1~50.0質量部が好ましく、1.0~40.0質量部がより好ましい。硬化剤の添加量が上記範囲内にある場合、上述した硬化剤の効果が発揮されやすい。
 本発明における粉末成分は、硬化触媒を含んでいてもよい。
 硬化触媒は、硬化剤を含む場合の架橋反応を促進する成分であり、例えば、硬化剤としてブロック化イソシアナート系硬化剤を用いる場合には、スズ触媒(オクチル酸スズ、トリブチルスズラウレート、ジブチルスズジラウレート等)を用いるのが好ましい。
 硬化触媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 硬化触媒の添加量(固形分)は、硬化剤の添加量100質量部(固形分)に対して、0.000001~0.001質量部が好ましい。
 本発明における粉末成分は、必要に応じて、さらに他の任意成分を含んでいてもよい。
 他の任意成分としては、紫外線吸収剤(各種の有機系紫外線吸収剤、無機系紫外線吸収剤等)、光安定剤(ヒンダードアミン光安定剤等)、つや消し剤(超微粉合成シリカ等)、レベリング剤、表面調整剤(塗膜の表面平滑性を向上させる。)、脱ガス剤、充填剤、熱安定剤、増粘剤、分散剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、防汚剤、低汚染化処理剤等が挙げられる。
 本発明における粉末成分の製造方法としては、以下の方法が挙げられる。
 まず、含フッ素共重合体と、必要に応じて、樹脂Y、他の顔料、硬化剤、硬化触媒、および他の添加剤とをミキサーやブレンダー等を用いてドライブレンドし、つぎに、ニーダー等を用いて、混合物を80~120℃にて溶融混練する。
 次いで、得られた溶融混練物を冷却ロールや冷却コンベヤー等で冷却し、溶融混練物の固化物を得る。つぎに、粉砕機等を用いて、固化物を粉砕する。粉砕においては、粗粉砕、微粉砕等の段階的な粉砕工程を経て、所望の粒径に固化物を粉砕する。つぎに、気流式分級機により、粉砕物を分級する方法によって、所望の粉末成分を製造できる。
 また、上記方法以外の方法、例えば、スプレードライ法や重合法によって、粉末成分を製造してもよい。
 本発明における光輝顔料Zは、光輝顔料粒子と、上記光輝顔料粒子表面上に配置された可塑剤層と、を含む。本発明における光輝顔料Zとは、粉体塗料から得られる塗膜に光輝性を付与できる顔料である。
 光輝顔料Zは、光輝顔料粒子表面と可塑剤層の間に後述の合成樹脂層を有する光輝顔料粒子からなる可塑剤被覆光輝顔料であってもよい。合成樹脂層を有しない光輝顔料粒子における可塑剤層を除いた粒子部分、および合成樹脂層を有する光輝顔料Zにおける可塑剤層を除いた粒子部分を、以下、「基体粒子」とも称する。基体粒子は、合成樹脂以外の表面処理剤(たとえば、シランカップリング剤等)で表面処理された粒子であってもよい。
 基体粒子の含有量は、上記粉末成分の含有量100質量部に対して、0.01~30質量部が好ましく、0.05~25.0質量部がより好ましく、0.1~20.0質量部が特に好ましい。基体粒子の含有量が、上記下限値以上である場合、得られる塗膜の色ムラの発生をより抑制できるだけでなく、塗膜の隠蔽性が優れる。上記上限値以下である場合は、得られる塗膜における基体粒子の配向が良好になり、光輝感(輝度感)に優れる。
 基体粒子の平均粒子径は、50%平均体積粒度分布で5~100μmが好ましく、8~45μmがより好ましい。基体粒子の平均粒子径が上記下限値以上であれば、塗膜の隠蔽性がより優れる。基体粒子の平均粒子径が上記上限値以下であれば、塗膜の光輝性(色調)がより優れる。基体粒子の平均粒子径は、粉末成分の粒子径と同様の方法により測定できる。
 以下において、本発明における光輝顔料Zを構成する材料について説明する。
 本発明における基体粒子は、金属粒子(アルミニウム、亜鉛、銅、ブロンズ、ニッケル、チタン等の金属、ブロンズ、ステンレス等の合金。)、マイカ粒子(雲母粉)、パール粒子、グラファイト粒子、ガラスフレーク、または鱗片状酸化鉄粒子が好ましく、光輝性に優れた塗膜を形成でき、取扱い性に優れるという観点から、金属粒子、マイカ粒子またはパール粒子が好ましく、アルミニウム粒子、マイカ粒子またはパール粒子が特に好ましい。基体粒子は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。また、本明細書において、金属粒子を基体粒子とする光輝顔料をメタリック顔料と呼称する場合もある。
 基体粒子の形状は、特に限定されず、鱗片状(フレーク状)であることが好ましい。例えば、鱗片状のアルミニウム粒子は、金属光沢に優れるだけでなく、比重が小さく扱いやすい。
 基体粒子が鱗片状である場合、その平均アスペクト比は、10~300が好ましく、50~200がより好ましい。「アスペクト比」は、基体粒子の厚さに対する最長の長さの比(最長の長さ/厚さ)を意味し、「平均アスペクト比」は、無作為に選択された50個の基体粒子のアスペクト比の平均値である。基体粒子の厚さは原子間力顕微鏡によって測定され、基体粒子の最長の長さは、透過型電子顕微鏡によって測定される。
 光輝顔料Zにおける可塑剤層は、後述する特定可塑剤を含有し、上記基体粒子上に配置(形成)されている。可塑剤層は、光輝顔料Zの最外層として形成されている。
 可塑剤層が基体粒子上に配置されているとは、可塑剤層が基体粒子の直上に配置されている態様のみならず、可塑剤層が他の材料(例えば、後述する合成樹脂層)を介して配置されている態様も含まれる。
 可塑剤層は、基体粒子上の少なくとも一部に形成されて(付着して)いればよく、基体粒子上の全面に形成されて(付着して)いてもよい。
 特定可塑剤は、融点が30~200℃であり、分子量が200~1000であり、1分子中に1~4個のエステル基を有する。
 本発明における特定可塑剤の融点は、30~200℃であり、60~180℃が好ましく、65~160℃がより好ましく、65~140℃が特に好ましい。
 融点が上記範囲の下限値以上であれば、粉体塗料のブロッキングを抑制できるだけでなく、粉末成分を構成する粒子の表面を軟化させるので、光輝顔料Zが粉末成分の表面に付着しやすくなる。
 特定可塑剤の融点が上記範囲の上限値以下であれば、塗膜を形成する際の加熱硬化時に、可塑剤に由来する塗膜ピンホールの発生が生じにくい。また、塗膜を形成したときの光輝顔料の配向性が向上する。
 特定可塑剤の分子量は、200~1000であり、220~980が好ましく、240~960が特に好ましい。
 特定可塑剤の分子量が上記下限値以上であれば、可塑剤の揮発性が低くなり、溶融膜の溶融粘度が低減し、表面平滑性に優れた塗膜が得られやすい。分子量が上記上限値以下であれば、可塑効果の過度に発現が抑制され、粉体塗料の耐ブロッキングが優れる。
 特定可塑剤は、1分子中に1~4個のエステル基(-C(=O)O-)を有し、2~4個のエステル基を有する化合物が好ましい。
 特定可塑剤が有するエステル基の数が1個以上であれば、粉末成分に含まれる含フッ素共重合体と可塑剤との親和性が向上し、光輝顔料Zが粉末成分の表面に付着しやすい。
 また、特定可塑剤が有するエステル基の数が4個以下である場合、粉末成分と光輝顔料Zとの過度の親和性を抑制でき、塗膜表面への可塑剤がブリードアウトを抑制できる。
 特定可塑剤は、さらに、環状炭化水素基を有していることが好ましい。環状炭化水素基は、脂環式炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
 可塑剤が環状炭化水素基を有することによって、粉末成分に含まれる含フッ素共重合体と可塑剤との親和性がより向上し、光輝顔料Zを粉末成分の表面に付着させやすい。また、可塑剤のブリードアウトをより抑制できる。さらに、塗膜中での可塑剤の熱分解や光劣化も抑制できる。
 特定可塑剤としては、ジシクロヘキシルフタレート(融点:68℃、分子量:330)、トリ安息香酸グリセリド(融点:68℃、分子量:404)、テトラ安息香酸ペンタエリスリトール(融点:108℃、分子量:552)、1,4-シクロヘキサンジメタノールジベンゾエート(融点:118℃、分子量:352)等が挙げられる。
 特定可塑剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 光輝顔料Zにおいて、光輝顔料粒子に対する特定可塑剤の付着量は、可塑剤被覆前の光輝顔料粒子(基体粒子)の含有量100質量部に対して、0.01~10.0質量部が好ましく、0.05~8.0質量部がより好ましく、0.1~5.0質量部が特に好ましい。上記付着量が上記下限値以上である場合、基体粒子上に可塑剤が充分に付着するため、粉末成分に含まれる含フッ素共重合体と可塑剤との親和性がより良好になる。上記付着量が上記上限値以下である場合、粉末成分と光輝顔との過度の親和性を抑制でき、可塑剤のブリードアウトを抑制できる。
 なお、基体粒子に対する特定可塑剤の付着量は、フーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)により検出される赤外スペクトル(IRスペクトル)に基づいて検量線を引いて定量できる場合には、これに基づいて算出される。一方、IRスペクトルに基づいて基体粒子に対する可塑剤の付着量を算出することが困難である場合には、基体粒子に対する特定可塑剤の付着量は、基体粒子および可塑剤の仕込み量から算出する。
 特定可塑剤を基体粒子に付着させる方法は、以下の方法が挙げられる。なお、基体粒子の表面に後述する合成樹脂層が形成されている場合には、可塑剤層は、合成樹脂層の表面に形成される。
 まず、特定可塑剤を有機溶剤(テトラヒドロフラン等)で溶解させた溶液を調製する。溶液中の可塑剤の含有量は、例えば、1~50質量%が好ましい。
 次に、溶液と基体粒子とを撹拌混合して、基体粒子および可塑剤を含有する混合液を得る。撹拌混合における条件は、特に限定されず、使用機器によって適宜調節できる。
 特定可塑剤の添加量は、特に限定されず、上記基体粒子に対する特定可塑剤の付着量に記載した比率と同様とすることができる。
 次いで、上記混合液から上記有機溶剤を除去して、基体粒子と、基体粒子上に配置された可塑剤層とを含む光輝顔料(すなわち、光輝顔料Z)が得られる。有機溶剤の除去方法は、有機溶剤が充分に除去できる方法であれば、特に限定されず、減圧留去等が挙げられる。
 基体粒子が合成樹脂層を有する場合、その合成樹脂としては、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、テルペン系樹脂、テルペン・フェノール系樹脂、水素添加テルペン系樹脂および水素添加テルペン・フェノール系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の合成樹脂が好ましい。
 合成樹脂層の形成された基体粒子からなる光輝顔料としては、市販品の使用も可能であり、商品名「PCU1000」、「PCU2000」、「PCA9155」、「PCR901」、(以上、エカルト社製)、「PCF7620A」、「PCF7601A」、「PCF7130A」「0100M」、「7620NS」(以上、東洋アルミニウム社製)等の合成樹脂層が付着したアルミニウム粒子からなる光輝顔料を使用できる。
 基体粒子に対する合成樹脂の付着量は、基体粒子100質量部に対して、2質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。また、上記付着量の上限値は、50質量部が好ましい。
 上記付着量が2質量部以上である場合、得られる塗膜の耐候性がより向上し、塗膜の耐薬品性等が良好となる。また、上記付着量が50質量部以下である場合、粉末成分と光輝顔料Zとの接着がより良好になる。
 合成樹脂のSP値(以下、「SP」とも称する)は、塗膜の耐候性がより優れる観点から、SPよりも大きく、SPよりも小さいことが好ましい(SP<SP<SP)。このSP値を有する合成樹脂層を有する光輝顔料Zを用いることにより、光輝顔料が2層分離した樹脂Yの層と含フッ素共重合体の層の界面に偏在し、基材に対してほぼ平行に配列しやすくなる。これにより、本塗膜中での光輝顔料の配向が良好になり、本塗膜の、色ムラ、色調および隠蔽性が向上する。さらに、本塗膜の耐候性も向上する。
 合成樹脂のSPは、16.0~28.0(J/cm1/2が好ましく、17.0~27.0(J/cm1/2がより好ましく、18~26.0(J/cm1/2が特に好ましい。
 本発明における粉体塗料は、粉末成分および光輝顔料Z以外の成分として、必要に応じて従来公知の粉体塗料に含まれる成分を、さらに含有していてもよい。
 本発明の粉体塗料は、表面に光輝顔料Zが付着した粉末成分を含むことが好ましい。
 粉体塗料の平均粒子径(50%平均体積粒度分布)は、上述した粉末成分の平均粒子径とほぼ同様であり、5~100μmが好ましい。下限値は、15μmがより好ましい。また、上限値は60μmがより好ましく、50μmがさらに好ましい。
 粉体塗料の平均粒子径は、上述した粉末成分と同様の方法で測定される。
 本発明の粉体塗料の製造方法は、粉末成分と光輝顔料Zとを50℃未満の温度で混合して、粉末成分の表面に光輝顔料Zを付着させること(ドライブレンド法の一態様)により製造されるのが好ましい。これにより、耐候性に優れ、色ムラおよびピンホールの発生の抑制された塗膜を形成できる粉体塗料が得られる。
 本発明の粉体塗料の製造方法は、従来のドライブレンド法における顔料と粉体塗料との混合温度よりも低い50℃未満という温度であっても、光輝顔料Zが粉末成分の表面に充分に付着し、かつ、得られた粉体塗料を用いて形成される塗膜の表面にオレンジピールやゆず肌などと呼ばれる微細な凹凸の発生を抑制できる。
 その理由は、未だ明らかになっていないが、概ね以下の理由によると推測される。
 すなわち、光輝顔料Zに含まれる可塑剤層の作用によって、50℃未満という温度であっても、光輝顔料Zを粉末成分の表面に良好に付着できたと推測される。
 一方、従来のドライブレンド法においては、通常、50℃以上の温度にて、顔料と粉体塗料とを混合する。しかし、本発明者らが検討した結果、加熱温度や各成分同士の摩擦熱によって、含フッ素共重合体の一部が架橋してしまい、得られる塗膜の表面にオレンジピールが発生することを見出した。このような問題に対して、混合温度を50℃未満にすることで、含フッ素共重合体の架橋が抑制でき、オレンジピールの発生を抑制できたと推測される。
 以下、本発明の粉体塗料の製造方法について詳細に説明する。
 粉末成分と光輝顔料Zとの混合は、公知の混合装置を使用でき、ハイスピードミキサー、ダブルコーンミキサー、ニーダー、ダンプラーミキサー、ミキシングシェーカー、ドラムシェーカー、ロッキングシェーカー等を使用して混合できる。
 粉末成分と光輝顔料Zとの混合時の温度は、50℃未満であり、10℃以上50℃未満が好ましく、15~45℃が特に好ましい。混合時の温度が50℃未満である場合、含フッ素共重合体の架橋を抑制できるので、塗膜の表面におけるオレンジピールの発生を抑制できる。また、10℃以上である場合、光輝顔料Zを粉末成分の表面により良好に付着させられる。
 粉末成分と光輝顔料Zとの混合時間は、0.5~24時間が好ましく、1.0~10.0時間が特に好ましい。混合時間が上記範囲内である場合、光輝顔料Zを粉末成分の表面により良好に付着させられる。
 粉末成分と光輝顔料Zとの混合における圧力は、特に限定されず、粉末成分に対する光輝顔料Zの付着強度が適度であり、塗膜中の光輝顔料の配向性が向上するという観点からは、標準気圧(101325Pa)近傍の圧力が好ましい。
 本発明の製造方法で得られた粉体塗料は、さらに分級処理してもよい。分級処理としては、ふるい分け法、空気分級法等を使用できる。
 本発明の塗装物品は、基材と、上記粉体塗料により上記基材上に形成された塗膜と、を有する。
 基材の材質としては、特に限定されず、無機物、有機物、有機無機複合材等が挙げられる。無機物としては、コンクリート、自然石、ガラス、金属(鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、真鍮、チタン等)等が挙げられる。有機物としては、プラスチック、ゴム、接着剤、木材等が挙げられる。有機無機複合材としては、繊維強化プラスチック、樹脂強化コンクリート、繊維強化コンクリート等が挙げられる。
 また、基材には、公知の表面処理(例えば、化成処理など)がされていてもよい。
 基材の材質は、金属が好ましく、アルミニウムが特に好ましい。アルミニウム製の基材は、防食性に優れ、軽量で、外装部材等の建築材料用途に適する。
 基材の形状、サイズ等は、特に限定はされない。
 基材の具体例としては、コンポジットパネル、カーテンウォール用パネル、カーテンウォール用フレーム、ウィンドウフレーム等の建築用の外装部材、タイヤホイール等の自動車部材、建機、自動2輪のフレーム等が挙げられる。
 塗膜の表面の水接触角は、1~55度が好ましく、3~50度がより好ましい。水接触角が上記下限値以上であれば、鳥の糞や虫の死骸に由来する有機酸成分により、塗膜が浸食されにくく、また、塗膜表層でのカビの発生が抑制される(カビの発生は、外観不良につながる)。水接触角が上記上限値以下であれば、耐汚染性に優れる。
 水接触角は、例えば、協和界面科学社製の「DM-051」(商品名)を用いて測定される。
 塗膜の厚さは、特に制限されず、20~1,000μmが好ましく、20~500μmがより好ましく、20~300μmがさらに好ましい。アルミニウムカーテンウォール等の高層ビル用の部材等の用途では、20~90μmが好ましい。海岸沿いに設置してあるエアコンの室外機、信号機のポール、標識等の耐候性の要求が高い用途では、100~200μmが好ましい。
 本発明の塗装物品の製造方法は、これに限定されないが、本発明の粉体塗料を基材に塗装し、粉体塗料の溶融物からなる溶融膜を形成し、その後溶融膜を冷却して塗膜を形成する方法が好ましい。
 溶融膜の形成においては、本発明の粉体塗料を基材に塗装して、該基材上に粉体塗料の溶融物からなる溶融膜を形成する。
 粉体塗料の溶融物からなる溶融膜は、基材への粉体塗料の塗装と同時に形成してもよく、基材に粉体塗料を付着させた後に基材上で粉体塗料を加熱溶融させて形成してもよい。
 粉体塗料を加熱して溶融し、その溶融状態を所定時間維持するための加熱温度と加熱維持時間は、粉体塗料の原料成分の種類や組成、所望する塗膜の厚さ等により適宜設定される。加熱温度は通常120~300℃であり、加熱維持時間は通常2~60分間である。
 塗装方法は、静電塗装法、静電吹付法、静電浸漬法、噴霧法、流動浸漬法、吹付法、スプレー法、溶射法、プラズマ溶射法等の公知の方法が挙げられる。
 溶融膜を薄膜化した場合でも、溶融膜の表面平滑性に優れ、さらに塗膜の隠蔽性により優れる点からは、粉体塗装ガンを用いた静電塗装法が好ましい。
 粉体塗装ガンは、コロナ帯電型塗装ガンまたは摩擦帯電型塗装ガンが挙げられる。コロナ帯電型塗装ガンは粉体塗料をコロナ放電処理して吹き付ける塗装ガンであり、摩擦帯電型塗装ガンは粉体塗料を摩擦帯電処理して吹き付ける塗装ガンである。
 塗膜の形成においては、溶融状態の溶融膜を室温(20~25℃)まで冷却して塗膜を形成する。
 焼付け後の冷却は、急冷および徐冷のいずれでもよく、基材から塗膜がはがれにくい点で、徐冷が好ましい。
 なお、他の塗装条件は、粉末塗料に含まれる成分により、公知の条件から選定される。
 以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。ただし本発明はこれらの実施例に限定されない。なお、後述する表中における各成分の配合量は、質量基準を示す。
[使用材料]
 各実施例および比較例で用いた材料を以下に示す。
〔含フッ素共重合体〕
 含フッ素共重合体1:下記の製造例で得た含フッ素共重合体(水酸基価:50mgKOH/g、フッ素含有量:25質量%、Tg:51℃、Mn:120000。CF=CFCl、シクロヘキシルビニルエーテルおよびヒドロキシブチルビニルエーテルの共重合体であり、それぞれの単位の含有量は、順に50モル%、35モル%、15モル%である。)
 含フッ素共重合体2:Sino-Rich社製、製品名「Richflon SRF-750P」(水酸基価:54mgKOH/g、フッ素含有量:22質量%、Tg:41.3℃。CF=CFCl、ヒドロキシエチルアリルエーテル、ビニルバーサテートおよびビニルアセテートの共重合体であり、それぞれの単位の含有量は、順に43モル%、11モル%、10モル%、36モル%である。)
 PVDF:SHENZHOU NEWMATERIAL CO.,Ltd(東岳社製)、製品名「PVDF DS203」(Mw:270000、Mn:160000、融点:170.0℃、190℃における溶融粘度:3100Pa・s、CH=CFの単独重合体、水酸基価:0mgKOH/g)
〔樹脂Y〕
 ポリエステル樹脂:ダイセル・オルネクス社製、CRYLCOAT(登録商標)4890-0、Mn:2500、軟化点:120℃。
 (メタ)アクリル樹脂:ダウ・ケミカル社製、商品名:PARALOID B-44
〔他の顔料〕
 酸化チタン:デュポン社製、Ti-Pure(登録商標)R960、酸化チタン含有量:89質量%
〔可塑剤〕
 可塑剤1:1,4-シクロヘキサンジメタノールジベンゾエート(イーストマンケミカル社製、Benzoflex(登録商標)352、融点:118℃、分子量:352)
 可塑剤2:テトラ安息香酸ペンタエリスリトール(東京化成工業社製、融点:108℃、分子量:552)
〔他の成分〕
 硬化剤:ブロック化イソシアネート系硬化剤(エボニック社製、ベスタゴン(登録商標)B1530)
 硬化触媒:ジブチルスズジラウレートのキシレン溶液(10000倍希釈品)
 脱ガス剤:ベンゾイン
 表面調整剤A:ビックケミー社製、BYK(登録商標)-360P
 表面調整剤B:ビックケミー社製、CERAFLOUR(登録商標)960、マイクロナイズド変性アマイドワックス、融点145℃
〔光輝顔料〕
 光輝顔料1:アクリル樹脂で表面が被覆されたアルミニウム粉(製品名「PCF7620A」、東洋アルミニウム社製)
 光輝顔料2:アルミニウム粉(東洋アルミニウム社製)
[含フッ素共重合体の製造例]
 内容積250mLのステンレス鋼製撹拌機付きオートクレーブに、51.2gのシクロヘキシルビニルエーテル、13.3gの4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、55.8gのキシレン、15.7gのエタノール、1.1gの炭酸カリウム、0.7gのtert-ブチルペルオキシピバレート(重合開始剤)の50質量%キシレン溶液、および、63.0gのCF=CFClを導入した。次に、混合物を徐々に昇温し、55℃に達した後、20時間保持した。次いで、混合物を65℃に昇温し5時間保持した。その後、混合物を冷却し、ろ過を行って残渣を除去し、含フッ素共重合体1を得た。
〔光輝顔料Z1の製造例〕
 3.5gの可塑剤1と、31.5gのテトラヒドロフランと混合して、よく撹拌して10質量%の可塑剤1を含む溶液を調製した。
 次に、温度計、撹拌機、滴下ロートを備えた容量100mlの3つ口フラスコに、光輝顔料1の15gを導入し、100rpmで撹拌させながら、室温雰囲気下で、35.0gの上記溶液を10分かけて等速滴下して、光輝顔料1と可塑剤1の混合物を調製した。
 混合物を常温で1時間、100pmで撹拌混合し、その後、真空(10mmHg)下で、テトラヒドロフランを混合物中から除去して、アクリル樹脂で被覆されたアルミニウム粉(アルミニウム粒子)の表面に可塑剤1からなる層が設けられた光輝顔料Z1を得た。
 光輝顔料Z1の表面をIR測定により確認した結果、アクリル樹脂で被覆されたアルミニウム粉(アルミニウム粒子)の表面に、1,4-シクロヘキサンジメタノールジベンゾエートの存在を確認した。
〔光輝顔料Z2の製造〕
 可塑剤1のかわりに可塑剤2を用いる以外は、光輝顔料Z1の製造例と同様にして、アクリル樹脂で被覆されたアルミニウム粉(アルミニウム粒子)の表面に可塑剤2からなる層が設けられた光輝顔料Z2を得た。
 光輝顔料Z2の表面をIR測定により確認した結果、アクリル樹脂で被覆されたアルミニウム粉(アルミニウム粒子)の表面に、テトラ安息香酸ペンタエリスリトールの存在を確認した。
〔粉末成分1の製造例〕
 17.2質量部の含フッ素共重合体1、40.1質量部のポリエステル樹脂、17.2質量部の酸化チタン、18.4質量部の硬化剤、0.1質量部の硬化触媒、0.5質量部の脱ガス剤、1.0質量部の表面調整剤A、2.0質量部の表面調整剤B、3.5質量部の可塑剤1を高速ミキサー内に投入して、1分間撹拌混合して、混合物を得た。その後、120℃に温度調整した2軸練合機(Prism社製)を用いて上記混合物を混練して、吐出された混練物を冷却ロールで冷延した。得られた延べ板状混合物を塊砕し、さらにピンミルを用いて粉砕し、100μm目開きの網で分級して、粉末成分1を得た。
〔粉末成分2の製造例〕
 含フッ素共重合体1のかわりに含フッ素共重合体2を用いる以外は、粉末成分1の製造例と同様にして、粉末成分2を得た。
〔粉末成分3の製造例〕
 70.0質量部のPVDF、30.0質量部のアクリル樹脂、40.0質量部の酸化チタン顔料、0.4質量部の脱ガス剤、1.0質量部の表面調整剤A、2.0gの表面調整剤Bを高速ミキサー内に投入して、1分間撹拌混合して、混合物を得た。その後、190℃に温度調整した2軸練合機(Prism社製)を用いて上記混合物を混練して、吐出された混練物を冷却ロールで冷延した。得られた延べ板状混合物を塊砕し、さらにピンミルを用いて粉砕し、100μm目開きの網で分級して、粉末成分3を得た。
〔粉体塗料の製造例〕
<例1>
 温度計、撹拌機、滴下ロートを備えた容量500mlの3つ口フラスコに、100質量部の粉末成分1と、5質量部の光輝顔料Z1とを導入し、その混合物を100rpmで撹拌させながら、室温雰囲気下、45℃に加温し、さらに、1時間撹拌混合することで、粉体塗料1を得た。
 粉体塗料1の粒子表面を、走査電子顕微鏡(日本電子社製「JSM-5900LV」、20kV、10,000倍。以下同様。)により観察した結果、粉末成分1の粒子表面に光輝顔料Z1の付着を確認した。
<例2>
 加温条件を45℃から、30℃に変更した以外は、粉体塗料1と全て同様の製造方法により、粉体塗料2を得た。
 粉体塗料2の粒子表面を、走査電子顕微鏡により観察した結果、粉末成分1の粒子表面に光輝顔料Z1の付着を確認した。
<例3>
 光輝顔料Z1を光輝顔料Z2に変更した以外は、粉体塗料1と全て同様の製造方法により、粉体塗料3を得た。
 粉体塗料3の粒子表面を、走査電子顕微鏡により観察した結果、粉末成分1の粒子表面に光輝顔料Z2の付着を確認した。
<例4>
 粉末成分1を粉末成分2に変更した以外は、粉体塗料1と全て同様の製造方法により、粉体塗料4を得た。
 粉体塗料4の粒子表面を、走査電子顕微鏡により観察した結果、粉末成分3の粒子表面に光輝顔料Z1の付着を確認した。
<例5>
 加温条件を45℃から55℃に変更した以外は、粉体塗料1と全て同様の製造方法により、粉体塗料5を得た。
 粉体塗料5の粒子表面を、走査電子顕微鏡により観察した結果、粉末成分1の粒子表面に光輝顔料Z1の付着を確認したが、粉末成分1が凝集しているものも多数見られた。
<例6>
 温度計、撹拌機、滴下ロートを備えた容量500mlの3つ口フラスコに、100質量部の粉末成分1と、5質量部の光輝顔料1と、3.5質量部の可塑剤1を導入し、その混合物を100rpmで撹拌させながら、室温雰囲気下、45℃に加温し、さらに、1時間撹拌混合することで、粉体塗料c1を得た。
 粉体塗料c1の粒子表面を、走査電子顕微鏡により観察した結果、粉末成分1の粒子表面に光輝顔料1の付着を確認した。
<例7>
 35.0質量部の含フッ素共重合体1、35.0質量部のポリエステル樹脂、0.5質量部の酸化チタン、20.0質量部の硬化剤、5.0質量部の表面調整剤A、光輝顔料1を高速ミキサー内に投入して1分間混合して、混合物を得た。
 その後、120℃に温度調整した2軸練合機(Prism社製)を用いて上記混合物の混練を行い、吐出された混練物を冷却ロールで冷延後、得られた延べ板状混合物の塊砕を行い、さらにピンミルを用いて粉砕し、100μm目開きの網で分級することで、比較例2の粉体塗料c2を得た。
<例8>
 粉末成分1を粉末成分2に変更した以外は、実施例1の粉体塗料と全て同様の方法により、粉体塗料c3を得た。
 粉体塗料c3の粒子表面を、走査電子顕微鏡により観察した結果、粉体塗料c3の粒子表面に光輝顔料Z1の付着を確認できなかった。
〔アルミニウム板の表面処理(化成処理)〕
 製品名「ケミクリーナー514A」(日本シー・ビー・ケミカル社製)を水で希釈して、濃度30g/L、温度55℃に調整された処理液中に、サイズ150mm×70mm、厚み2mmのアルミニウム板(JIS A6063S-T5)を、5分間浸漬することで、アルミニウム板表面を脱脂処理した。
 その後、常温のイオン交換でアルミニウム板を1分間洗浄した。
 さらに、製品名「シービー B-21dL」(日本シー・ビー・ケミカル社製)を水で希釈して、濃度250g/L、温度25℃に調整された処理液中に、脱脂処理後のアルミニウム板を3分間浸漬して、アルミニウム板表面を酸エッチング処理した。エッチング量は、3.5g/mであった。
 その後、常温のイオン交換水でアルミニウム板を2回洗浄した(各洗浄時間:1分間) 次に、製品名「ケミボンダー5507」(日本シー・ビー・ケミカル社製)を水で希釈して、濃度50g/L、温度45℃に調整された処理液に、エッチング処理後のアルミニウム板を2分間浸漬して、アルミニウム板表面に対するクロムフリー化成皮膜処理をした。
 その後、得られたアルミニウム板表面に対して常温のイオン交換水を用いた洗浄処理(処理時間:1分間)を2回実施し、次に、アルミニウム板を70℃のオーブン中で5分間乾燥させた。
[評価試験]
 それぞれの粉体塗料を用いて、以下のようにして試験片を作製した。そして、作製した各試験片を用いて以下の評価試験を実施した。
〔試験片の作成〕
 上述の化成処理したアルミニウム板(基材)の一面に、粉体塗装ガンを備える静電塗装機(小野田セメント社製、商品名:GX3600C)を用いて、それぞれの粉体塗料を静電塗装した。次に、粉体塗料を塗装したアルミニウム板を200℃雰囲気中で20分間保持し、その後、得られたアルミニウム板を静置して室温まで冷却し、厚さ55~65μmの塗膜(硬化膜)付きアルミニウム板(I)~(VIII)を得た。
 得られた塗膜付きアルミニウム板(I)~(VIII)を試験片(I)~(VIII)として評価を行った。結果を第1表に示す。
〔オレンジピール(ゆず肌)の発生の有無〕
 試験の塗膜表面の状態を目視し、オレンジピール(ゆず肌)の発生の有無を判定した。 
〔ピンホール発生の有無〕
 試験片の塗膜表面の状態を目視し、以下の基準に従って評価した。
 ○(良好):塗膜表面にピンホールは発生していない。
 ×(不良):塗膜表面にピンホールが発生している。
〔塗膜の輝度感(色相)〕
 試験片の塗膜表面の状態を目視し、以下の基準で評価した。
 ○(非常に良好):高いメタリック調の色相。
 △(良好)   :普通のメタリック調の色相。
 ×(不良)   :低いメタリック調の色相。
〔色ムラ〕
 試験片について、目視で塗膜の色ムラを下記の基準で評価した。
 ○(良好):塗膜の全体面積に対して、色ムラが発生している領域の面積の割合が20%以下である。
 △(普通):塗膜の全体面積に対して、色ムラが発生している領域の面積の割合が20%超~40%未満である。
 ×(不良):塗膜の全体面積に対して、色ムラが発生している領域の面積の割合が40%以上である。
〔光輝顔料の配向性〕
 試験片を切断し、その塗膜断面をマイクロスコープ(キーエンス社)により観察し、塗膜内部において光輝顔料の配向の乱れを評価した。結果を以下の基準で評価した。
 ○(良好):メタリック顔料が2層の間に、基材(アルミニウム板)の表面に対して平行に配列している。
 △(普通):メタリック顔料が2層の間に、基材(アルミニウム板)の表面に対して平行に配列している箇所と配列に乱れがある箇所の両方がある。
 ×(不良):メタリック顔料の配列する方向に乱れがある。
〔耐候性(曝露試験)〕
 沖縄県那覇市の屋外に、作製した試験片を設置し、3年間暴露することで、塗膜の耐候性を評価した。
 試験前の塗膜の60°鏡面光沢値を100%として、試験後の塗膜の60°鏡面光沢値の保持率(光沢保持率)(%)を求めた。60°鏡面光沢値は、光沢計(micro-TRI-gross BYK社製:入反射角60゜)にて測定した。また、試験前後の色差ΔEを色差計(ミノルタ社製:CR-300)にて測定した。
〔評価結果〕
 以上の評価試験の結果を第1表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 第1表に示すように、含フッ素共重合体1を含む粉末成分と、光輝顔料Zと、を含有する実施例の粉体塗料を用いれば、色ムラおよびピンホールの発生を抑制でき、耐候性に優れた塗膜を形成できた。また、例1~5の粉体塗料によれば、結合剤や溶媒を使用することなく、粉末成分の粒子表面への光輝顔料Zの付着率を高くできた。また、例1~5の粉体塗料によれば、塗膜に含まれる光輝顔料の配向性に優れ、塗膜の輝度感にも優れていた。
 また、例1と例4との対比から、含フッ素共重合体の製造に用いられるフッ素原子を有さない単量体として、フッ素原子を有さないビニルエーテルを用いると、フッ素原子を有さないビニルエステルを用いた場合と比較して、塗膜に含まれる光輝顔料の配向性、塗膜の輝度感および塗膜の耐候性により優れ、塗膜の色ムラの発生もより抑制できた。
 また、例1と例5との対比から、粉体塗料の製造時の混合温度を50℃未満にすれば、オレンジピールの発生を抑制できた。また、塗膜に含まれる光輝顔料の配向性、塗膜の輝度感および塗膜の耐候性がより優れた。
 一方、例6の粉体塗料は、本発明の光輝顔料Zを使用せず、光輝顔料および樹脂粒子の混練時に可塑剤を添加したものである。例6の粉体塗料によれば、塗膜の色ムラの発生が抑制できなかった。この理由としては、光輝顔料が含フッ素粉体塗料に付着したものの、その付着量が不十分であったためと推測される。また、光輝度感に優れた塗膜も得られなかった。これは、含フッ素共重合体と可塑剤との親和性が高く、常温環境でも、付着が進行したことによるものと推測される。さらに、例7の粉体塗料を用いて得られる塗膜は、ピンホールが発生した。
 例7の粉体塗料は、可塑剤を使用せず、原材料を一括で溶融混練する方法で製造されたものである。例7の粉体塗料によれば、塗膜の色ムラの発生は抑制されるが、塗膜中の光輝顔料がきれいに配向しておらず、さらに、混練中にアルミ顔料の変形や酸化が生じ、結果的に、塗膜の光輝感は低かった。また、耐候性も不充分であった。
 比較例3の粉体塗料は、本発明の光輝顔料Zを使用したものの、本発明の含フッ素粉体塗料を使用せずに製造されたものである。比較例3の粉体塗料によれば、樹脂粒子の表面に光輝顔料を付着させることが困難であり、結果的に、塗膜の色ムラの発生が抑制できなかった。また、光輝度感に優れた塗膜も得ることができなかった。また、塗膜中の光輝顔料がきれいに配向していなかった。
 なお、2016年01月04日に出願された日本特許出願2016-000186号の明細書、特許請求の範囲および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (12)

  1.  フルオロオレフィンに基づく繰り返し単位およびフッ素原子を有さない単量体に基づく繰り返し単位を有し、フッ素含有量が10質量%以上の含フッ素共重合体を含む樹脂粉末成分と、表面が可塑剤で被覆されている光輝顔料粒子から構成されている可塑剤被覆光輝顔料と、を含有し、
     前記可塑剤が、融点が30~200℃であり、分子量が200~1000であり、1分子中に1~4個のエステル基を有する可塑剤であることを特徴とする粉体塗料。
  2.  前記粉体塗料が、前記含フッ素共重合体を含む樹脂粒子と前記可塑剤被覆光輝顔料の粒子とを含み、前記樹脂粒子の表面に前記可塑剤被覆光輝顔料粒子が付着している、請求項1に記載の粉体塗料。
  3.  前記可塑剤被覆光輝顔料における可塑剤被覆量が、可塑剤被覆前の光輝顔料に対して0.01~10.0質量%である、請求項1または2に記載の粉体塗料。
  4.  前記可塑剤被覆光輝顔料の粒子が、前記光輝顔料粒子と前記可塑剤被覆層との間に、合成樹脂を含有する合成樹脂層を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の粉体塗料。
  5.  前記合成樹脂層の合成樹脂が、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、テルペン系樹脂、テルペン・フェノール系樹脂、水素添加テルペン系樹脂および水素添加テルペン・フェノール系樹脂からなる群より選択される合成樹脂である、請求項4に記載の粉体塗料。
  6.  前記光輝顔料が、アルミニウム粒子、マイカ粒子またはパール粒子からなる、請求項1~5のいずれか1項に記載の粉体塗料。
  7.  前記含フッ素共重合体が、含フッ素共重合体が有する全繰り返し単位に対して、前記フルオロオレフィンに基づく繰り返し単位の含有量が20~70モル%、前記フッ素原子を有さない単量体に基づく繰り返し単位の含有量が30~80モル%の含フッ素共重合体である、請求項1~6のいずれか1項に記載の粉体塗料。
  8.  前記フッ素原子を有さない単量体に基づく繰り返し単位が、フッ素原子を有さないビニルエーテルである、請求項1~7のいずれか1項に記載の粉体塗料。
  9.  前記可塑剤被覆光輝顔料の含有量が、前記粉末成分の含有量100質量部に対して、0.1~30質量部である、請求項1~8のいずれか1項に記載の粉体塗料。
  10.  前記粉末成分が、ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル樹脂およびエポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂と、光輝顔料以外の顔料と、をさらに含む、請求項1~9のいずれか1項に記載の粉体塗料。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載の粉体塗料の製造方法であって、
     前記粉末成分と前記光輝顔料とを50℃未満の温度で混合して、前記粉末成分の粒子表面に前記可塑剤被覆光輝顔料の粒子を付着させる、粉体塗料の製造方法。
  12.  基材と、請求項1~10のいずれか1項に記載の粉体塗料により前記基材上に形成された塗膜と、を有する、塗装物品。
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