JP2003003122A - 熱硬化型粉体塗料及び熱硬化粉体塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉体塗膜の平滑性に優れた粉体塗料を提供す
る。 【構成】 静電粉体塗装機を使用して塗装される粉体塗
料であって、被塗物に静電粉体塗装された初期の粉体塗
料の帯電量に対して塗装後１分経過後の粉体塗料の帯電
量が８０％以上であることを特徴とする熱硬化型粉体塗
料及び被塗装物に、静電粉体塗装機を使用して粉体塗料
を静電塗装し、次いで被塗物に塗装された初期の粉体塗
料の帯電量に対して塗装後１分経過後の粉体塗料の帯電
量が８０％以上の間に、１００℃以上の加熱により硬化
させることを特徴とする熱硬化粉体塗膜形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な粉体塗料組
成物及び熱硬化粉体塗膜形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】近年、公害防止・地球環境
保護の観点から粉体塗料は溶剤を主とする揮発性物質を
ほとんど含まない塗料として注目されている。また、従
来より、粉体塗料は家電製品、自動車、車両、事務用
品、鋼製家具、建材等の工業用製品分野において屋外又
は屋内用途として広く使用されている。

【０００３】また、このような粉体塗料としては、熱硬
化型アクリル樹脂系粉体塗料、熱硬化型ポリエステル樹
脂系粉体塗料及び熱硬化型エポキシ樹脂系粉体塗料が主
に使用されている。

【０００４】また、近年仕上がり外観の優れた粉体塗料
が要求されているが、従来からの約４０ミクロンの溶剤
型塗膜と同程度の塗面平滑性を得るためには約６０ミク
ロン以上の塗膜厚が必要であり粉体塗料の薄膜での平滑
性の改良が求められている。粉体塗膜の平滑性を改良す
る方法として、粉体塗料の粒子径をできるだけ小さくす
ることが考えられるが、粉体塗料の粒子径を小さくする
ことによって粉体塗料の流動性が低下するために粉体塗
装作業性が悪くなったり、また、粉体塗料をスプレ−ガ
ンによって静電気的に荷電させた場合に粉体塗料に対す
る帯電性が不均一となるために塗着粉末の充填性が低下
するため粉体塗膜の平滑性が悪くなるといった問題点が
あり、粉体塗膜の平滑性を改良するには至っていない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決するため鋭意研究を重ねた。その結果、静電粉
体塗装機を使用して塗装される粉体塗料であって、被塗
物に塗装された初期の粉体塗料の帯電量に対して塗装後
１分経過後の粉体塗料の帯電量が８０％以上であること
を特徴とする熱硬化型粉体塗料が、塗装作業性、塗着効
率、平滑性に優れた粉体塗膜を提供するものであること
を見出し、本発明を完成するに至った。

【０００６】即ち、本発明は、静電粉体塗装機を使用し
て塗装される粉体塗料であって、被塗物に塗装された初
期の粉体塗料の帯電量に対して塗装後１分経過後の粉体
塗料の帯電量が８０％以上であることを特徴とする熱硬
化型粉体塗料及びその塗膜形成方法に関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本明細書において、被塗物に塗装
された粉体塗料の帯電量は、モンローエレクトロニクス
社製表面電位測定機ＭＯＤＥＬー１６９−３等を用いて
表面電位を測定し、帯電量とすることができる。本発明
において、被塗物に塗装された初期の粉体塗料の帯電量
に対して塗装後１分経過後の粉体塗料の帯電量が８０％
以上、特に８５％以上が好ましい。８０％未満では塗装
作業性、塗着効率、平滑性が劣る。

【０００８】また、本発明の粉体塗料は、平均粒子径５
μｍ〜３０μｍ、好ましくは１０μｍ〜２５μｍであ
る。平均粒子径が５μｍ未満になると、塗装作業性が劣
り粉体塗料の静電塗着性が悪くなるために焼付塗膜の仕
上り外観が劣り、一方３０μｍを超えると焼付塗膜の平
滑性が劣るので好ましくない。

【０００９】本発明の粉体塗料は、熱軟化温度３０℃〜
１００℃、好ましくは４０℃〜９０℃である。熱軟化温
度が３０℃未満になると、粉体塗料のブロッキング性が
悪くなり、貯蔵時に塊を形成しやすくなり、一方１００
℃を超えると溶融した粉体塗料の最低溶融粘度が高くな
るために焼付塗膜の平滑性が劣るので好ましくない。ま
た、本発明で使用される粉体塗料としては、従来から公
知の熱硬化型粉体塗料を使用することができる。具体的
には、好ましくはそれ自体加熱により溶融、流動する熱
硬化性粉体基体樹脂に硬化剤を配合してなる熱硬化性粉
体塗料を使用することができる。

【００１０】該熱硬化性粉体基体樹脂としては、熱によ
り硬化剤と反応する官能基を有する樹脂が使用できる。
具体的には、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル系
樹脂、エポキシ系樹脂及びこれらのハイブリッド系樹脂
などが好適である。官能基としては、水酸基、カルボキ
シル基、エポキシ基、ブロックされたイソシアネート基
等が挙げられる。また、硬化剤としては、該硬化剤に含
まれる官能基が該基体樹脂中の官能基と反応し硬化塗膜
を形成するものであり、例えば、水酸基を含有する基体
樹脂ではアミノ基を含有するアミノ樹脂（ヘキサメトキ
シメラミン樹脂等）、ブロックポリイソシアネート基を
含有するブロックイソシアネート化合物（カプロラクタ
ムブロックジイソシアネート等）等の硬化剤、カルボキ
シル基含有基体樹脂ではエポキシ基を含有するポリエポ
キシド（トリグリシジルイソシアネート等）及びβ−ヒ
ドロキシエチルアルキルアミド等の硬化剤、エポキシ基
含有基体樹脂ではカルボキシル基を含有するポリカルボ
ン酸（ドデカン二酸、エイコサン二酸、セバシン酸、ア
ジピン酸、トリメリット酸等）、それらポリカルボン酸
の無水物、それらポリカルボン酸のジヒドラジド等の硬
化剤、イミダゾール類等の重合開始剤、ブロックされた
イソシアネート基含有基体樹脂では水酸基を含有するポ
リオール（トリメチロールプロパン等）の硬化剤及びベ
ンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘ
キサフルオロアンチモネート重合開始剤等が挙げられ
る。

【００１１】本発明において、必要に応じて顔料（例え
ば有機顔料（例えばキナクリドン等のキナクリドン系、
ピグメントレッド等のアゾ系、フタロシアニンブルー、
フタロシアニンブルー等のフタロシアニン系等）、無機
顔料（例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム、バリタ、
クレー、タルク、シリカ等）、炭素系顔料（例えば、カ
ーボンブラック、グラファイト等）、メタリック粉末
（例えば、雲母状酸化鉄、アルミニウム等）及び防錆顔
料（例えば、ベンガラ、ストロンチウムクロメート、リ
ン酸亜鉛など等）など）、硬化触媒（ジブチル錫ジアセ
テート、ジブチル錫ジラウレート、トリエチルアミン、
又はジエタノ−ルアミン等）、紫外線吸収剤（ベンゾフ
ェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリシ
レート系化合物、蓚酸アニリド系化合物など）、紫外線
安定剤（ヒンダードアミン系化合物など）、酸化防止剤
（フェノール系化合物、有機イオウ系化合物、ホスファ
イト系化合物など）、表面調整剤、ワキ防止剤等の添加
剤を配合することができる。

【００１２】本発明の粉体塗料は、従来からの方法、例
えば、基体樹脂、硬化剤及び必要に応じてその他の成分
を配合しミキサーでドライブレンドした後、加熱溶融混
練し、冷却、粗粉砕、微粉砕、濾過する溶融混練り方法
や凍結乾燥方法などにより製造することができる。

【００１３】本発明の粉体塗料は、コロナ式静電粉体ス
プレー、摩擦帯電粉体スプレーで塗装することが好まし
い。

【００１４】本発明の粉体塗料は、導電性基材（例え
ば、金属、表面処理された金属、これらの金属に電着塗
装や中塗り塗装された塗装物等）の表面に上記した粉体
塗装により塗装（通常、膜厚３０μｍ〜１５０μｍ）
し、次いで通常、１４０℃〜３００℃で１分〜６０分間
の範囲で焼きつけることにより塗膜が形成できる。

【００１５】本発明方法は、被塗装物に、静電粉体塗装
機を使用して粉体塗料を静電塗装し、次いで被塗物に塗
装された初期の粉体塗料の帯電量に対して塗装後１分経
過後の粉体塗料の帯電量が８０％以上の間に、１００℃
以上の加熱により硬化させることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明する。なお、以下「部」および「％」はそれぞれ「重
量部」および「重量％」を示す。

【００１７】製造例１（ポリエステル樹脂系粉体塗料
（ブロックポリイソシアネ−ト架橋）の製造） 材料として、ファインデックＭ８０３２（大日本インキ
株式会社製、商品名、軟化温度７０℃、水酸基価３０ｍ
ｇＫＯＨ／ｇ）７７０部、ε−カプロラクタムブロック
化イソホロンジイソシアネ−ト（ブロック化ポリイソシ
アネ−ト架橋剤）２３０部、ディスパロンＰＬ５４０
（楠本化成株式会社製、粉末化ビニル系重合物、商品
名）３０部、チタン白３００部を室温で三井鉱山株式会
社製のヘンシェルミキサ−ＦＭ１０Ｃを用いてドライブ
レンドし、エクストル−ダ−ＡＰＶ社製ＭＰ−３０で溶
融混練りした。これを冷却して粗粉砕した後、微粉砕機
（ホソカワミクロン株式会社製、ＡＣＭ５）で微粉砕し
た後、気流分級機（日本ニューマチック工業株式会社
製、ＤＳＸ−２）で分級して微小粒子と粗大粒子を除去
して平均粒径２４μｍのポリエステル系粉体塗料Ａを得
た。なお、平均粒径は粒度分布計（日機装株式会社製、
商品名マイクロトラックＨＲＡ）を用いて測定した値で
ある。

【００１８】製造例２ 製造例１で得た塗料にアルミニウムオキサイドＣ（日本
アエロジル社製、商品名）を０．１％添加し、ヘンシェ
ルミキサーで混合してポリエステル系粉体塗料Ｂを得
た。

【００１９】製造例３ 製造例１で得た塗料にＲ−９７２（日本アエロジル社
製、商品名）を０．１％添加し、ヘンシェルミキサーで
混合してポリエステル系粉体塗料Ｃを得た。

【００２０】塗装試験 上記した実施例及び比較例の粉体塗料を脱脂したＳＰＣ
Ｃ−ＳＢ鋼板（０．８×７０×１５０ｍｍ）に各種静電
粉体塗装機で塗装し、被塗物に塗装された粉体塗料の帯
電量（表面電位）を求めた。又、加熱して得られたそれ
ぞれの焼付け塗板について種々の試験を行なった。

【００２１】実施例及び比較例の試験結果を表１に示
す。

【００２２】試験方法 帯電量率：被塗物に塗装された初期の粉体塗料の表面電
位と塗装後１分経過後の粉体塗料の表面電位を測定し、
以下の計算式にて算出した。 （塗装後１分経過後の粉体塗料の表面電位）／（被塗物
に塗装された初期の粉体塗料の表面電位）×１００ 目視仕上り外観：塗膜の目視仕上り外観をツヤ感、平滑
感から次の基準で評価した。○：良好、△：やや不良、
×：不良 仕上り外観（Ｌ値）：ＢＹＫ社製のＷａｖｅＳｃａｎＰ
ｌｕｓでＬ値を測定した。数値が小さいほど平滑性が良
い。 鏡面反射率：ＪＩＳ Ｋ−５４００の６０度鏡面光沢度
を測定した。

【００２３】

【表１】表１

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D075 AA09 AA87 BB26Z BB93Z CA48 EA02 EA19 4J038 CG001 DA162 DB001 DD001 DG102 DG302 GA03 GA06 GA07 GA11 JA21 JA35 JB12 JB17 JB36 MA02 MA13 MA14 NA01 NA23 NA27 PA19 PB02 PB05 PB07 PB09 PC02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電粉体塗装機を使用して塗装される粉
   体塗料であって、被塗物に静電粉体塗装された初期の粉
   体塗料の帯電量に対して塗装後１分経過後の粉体塗料の
   帯電量が８０％以上であることを特徴とする熱硬化型粉
   体塗料。
2. 【請求項２】 粉体塗料が、平均粒子径５μｍ〜３０μ
   ｍであることを特徴とする請求項１に記載の熱硬化型粉
   体塗料。
3. 【請求項３】 粉体塗料が、熱軟化温度３０℃〜１００
   ℃であることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱硬
   化型粉体塗料。
4. 【請求項４】 静電粉体塗装機が、コロナ帯電式静電粉
   体塗装機又は摩擦帯電式静電粉体塗装機であることを特
   徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱硬化
   型粉体塗料。
5. 【請求項５】 被塗装物に、静電粉体塗装機を使用して
   粉体塗料を静電塗装し、次いで被塗物に塗装された初期
   の粉体塗料の帯電量に対して塗装後１分経過後の粉体塗
   料の帯電量が８０％以上の間に、１００℃以上の加熱に
   より硬化させることを特徴とする熱硬化粉体塗膜形成方
   法。