JPS6121977B2

JPS6121977B2 -

Info

Publication number: JPS6121977B2
Application number: JP57193379A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tada; Takao Uehara; Masao Hasunuma
Original assignee: Kusumoto Chemicals Ltd
Current assignee: Kusumoto Chemicals Ltd
Priority date: 1982-11-05
Filing date: 1982-11-05
Publication date: 1986-05-29
Also published as: JPS5984954A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、エポキシ系、アクリル系、ポリエス
テル系等の粉体塗料組成物に少量添加することに
よつて塗膜の平滑性を改善する粉体塗料用粉末状
平滑剤に関するものである。粉体塗料は、通常、エポキシ系、アクリル系、
ポリエステル系等の樹脂に硬化剤、顔料、充填剤
及び適当量の添加剤を加えて加工したものであ
る。粉体塗料に使用されている添加剤として、平滑
剤、ピンホール防止剤、溶融粘度低下剤、顔料分
散剤、ブロツキング防止剤、帯電防止剤、光沢附
与剤等があるが、粉体塗料用添加剤として不可欠
なものは平滑剤である。その主な物質は、アクリ
ル重合体系、フツ素化重合体系、ポリシロオキサ
ン系等であるが、これらの大多数は常温で液状物
質であり、またその殆んどが使用する樹脂と不相
溶である為、粉体塗料組成物へ添加する場合に
は、使用する樹脂へあらかじめ高濃度で溶融添加
し、高撹拌下で均一に分散させて調整したマスタ
ーバツチ物を作製しておいて添加しているのが現
状である（マスターバツチ法）。しかし、このマスターバツチ物は、粉体塗料の
混練時に添加しても、顔料や樹脂、硬化剤の固体
系全体に均一に混合することが困難である為、マ
スターバツチ法による平滑剤の効果にバラツキが
出易くなつている。更にまた、このような液状平滑剤は、常温にお
ける粘性の大きさにより、種々の不都合がある。
すなわち、粘性の低いタイプは、容器からの取り
出しなど取り扱いに便利な反面、これを使用した
粉体塗料の粉体流動性が阻害され易く、ブロツキ
ングをおこし易くなる傾向があり、反対に、粘性
の高いタイプでは、容器からの取り出しに加温を
要するなど、取り扱いが不便であるばかりでな
く、過度の加温が液状平滑剤の変質をもたらした
り、これを使用した粉体塗料の硬化塗膜にクレタ
リング（ハジキ等を含む）を発生しやすい。マスターバツチ法のこのような欠点を解消する
方法は、特公昭51−2485及び特公昭53−37094に
開示されている。これらの技術は、液状平滑剤の
“使い勝手”を改善しているが、本発明者等の実
験結果によれば、硬化塗膜の平滑性は充分満足出
来る水準とはいえば、更には、液状平滑剤による
マスターバツチ物を添加した硬化塗膜と比較して
も、卓越した点は何一つ見い出せなかつた。この様な現象は、これらの技術においてアクリ
ル重合体及び可塑剤の担体として使用している固
体担体が、本質的に塗膜を形成する為の樹脂に対
して相容することのないシリカ等の如き無機質微
粒子であつたり、それが樹脂物質である場合にし
ても、塗膜を形成する為の樹脂に対する相溶性に
ついて何ら考慮されておらず、ただ担体の表面に
吸着（浸透）させるところが要点となつていて、
しかも、その固体担体自身硬化塗膜形成上平滑作
用機構には何等貢献することがない為、平滑剤の
持つ表面特性効果が充分に活用されていない結果
れ現われである。本発明の目的は、これ等の不合理を伴うことが
なく、優れた効果を発揮し得る粉体塗料用粉末状
平滑剤を提供することにある。本発明者は、粉末状平滑剤の探索を行つたとこ
ろ、カルボン酸とアミンとの反応から得られる50
℃〜145℃の融点を有するアマイドワツクスと、
平均分子量が1000〜10000でガラス転移温度が20
℃以下のアクリル重合体（重合体を生成する単量
体成分として、アルキル成分が２〜18個の炭素原
子を有するアクリル酸アルキルエステルまたはメ
タアクリル酸アルキルエステルを少なくとも70重
量％以上含み、これらの単量体と共重合可能な単
量体を30重量％以下含むことが出来る単独あるい
は共重合体）との、前者が60に対して後者が40の
重量割合から前者が90に対して後者が10の重量割
合の範囲の混合物を、210℃以下で熱溶解し、冷
却し、粉末化したもの（以下、このようにして作
製した物を共用粉と略称する。）を粉体塗料組成
物に添加することにより、硬化塗膜の平滑性を著
しく改善できることを見い出した。アマイドワツクスをつくるためのカルボン酸と
しては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、ペラ
ルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、ベヘニン酸、オレイン酸、リノール酸、リノ
レン酸、２エチルヘキシル酸、水素添加ひまし油
脂肪酸等の脂肪族カルボン酸類、安息香酸、トル
イル酸、ナフタリン酸等の１価の芳香族カルボン
酸類、コハク酸、グルタン酸、アジピン酸、ピメ
リン酸、コハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、
ドデカンジカルボキシ酸、フタル酸、マレイン酸
等の多塩基性カルボン酸類及びその混合物が挙げ
られ、アミンとしては、例えば、モノエタノール
アミン、ジエタノールアミン、イソプロパノール
アミン、アミンエチルエタノールアミン、アミン
プロピルエタノールアミン等のアルコールアミン
類、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルア
ミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、２エ
チルヘキシルアミン等のモノアミン、メチレンジ
アミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミ
ン、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジア
ミン、オクタメチレンジアミン、ドデカメチレン
ジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレン
テトラミン、キシレリンジアミン、イソホロンジ
アミン等のポリアミン類、ベンジルアミン及びそ
の混合物が挙げられる。アマイドワツクスの融点が50℃より低い場合
は、目的とする共用粉が作製し難く、145℃より
高い融点の場合は、アクリル重合体と熱溶解性が
悪くなつて共用粉が作製しにくい為、粉体塗料用
粉末状平滑剤としての効力が低下する。平均分子量が1000未満のアクリル重合体は平滑
附与性が認め難く、平均分子量が10000を越るア
クリル重合体はアマイドワツクスとの共用粉が作
製し難い。平均分子量が2000〜8000のアクリル重
合体は、本発明において特に好ましい。本発明の共用方法を、成分それぞれを単独に使
用する場合と比較すると、アクリル重合体単独の
場合については、先のマスターバツチ法に述べた
通りである。一方、アマイドワツクスは、粉体塗
料において一般に使用されるエポキシ系樹脂、ア
クリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等といずれも
可成りの相溶性（150℃において、使用される樹
脂に対して少なくとも約１重量％以上熱溶解す
る）を有しており、粉体塗膜の焼付け温度では、
これらバインダー成分としての樹脂単独の場合に
比較して、粉体塗料の溶融粘度を低下させる働き
があり、これによつて粉体塗料の硬化過程での流
動性を更に改良するばかりでなく、ピンホール防
止効果、顔料分散効果、ブロツキング防止効果等
の点で充分大きな効果を示すが、積極的に平滑性
を改善する性質を持つていない。本発明では、恐らくは、アマイドワツクス自身
が150℃において使用される樹脂に対して少なく
とも１重量％以上熱溶解するものである為、粉体
塗料組成物に添加された粉末状平滑剤が溶融混練
時に熱溶解されて粉末状平滑剤に使用しているア
マイドワツクスが樹脂に熱溶解してゆく時にアク
リル重合体を引きつれて配向してゆき、その結
果、なお均一な分散安定粒子となり易く、硬化塗
膜の平滑性を著しく改善するのである。本発明の共用粉は、アマイドワツクスとアクリ
ル重合体との重量比が前者が60に対し後者が40の
割合から前者が90に対し後者が10の割合の範囲と
なるように配合した混合物を、210℃以下で熱溶
解させ、共融物から、例えばベルトフレーカーの
様な基板上でフレーク（フレークの膜厚は制限す
るものではないが、約0.5〜約５mmの膜厚）を作
製し、次いで、例えば、ピンミルの様な粉砕機で
粉末化し、例えば約32メツシユ以下の粉径に調節
することによつて製造される。その他の粉末化する手段としては、溶融物の噴
霧造粒、あるいはある種の有機溶媒または水の乳
濁液からの墳霧乾燥等種々の方法があるのは当業
界技術者間では周知であり、それらの全てについ
ても適用出来得るものである。本発明の粉体塗料用粉末状平滑剤の添加量は、
要求される効果（クレタリング防止性、ピンホー
ル防止性、レベリング性、ブロツキング防止性
等）、粉体塗料系の性質、粉体塗料の製造条件、
塗装条件等の幾つかの因子に依存するため、制限
的なものではないが、通常0.1〜10％で、好まし
くは、0.25％〜５％の範囲にある。添加時期については、乾式混合時に、また、溶
融混練時に添加しても良く、添加方法及び添加時
期等によつて制約を受けるものではない。次に本発明を製造例、参考例及び実施例によつ
て具体的に説明をする。製造例１（アクリル重合体の合成）本発明で用いるアクリル重合体を製造する方法
としては、乳化重合方法、懸濁重合方法、塊状重
合方法、溶液重合方法等の通常の重合法を用いる
ことができるが、ここでは具体例として溶液重合
方法をとりあげる。撹拌装置、還流冷却器、滴下ロート、温度計及
びN₂ガス吹込み口を備えた反応容器にN₂ガスを
吹込みながら、第１表に示す割合のトルエンを仕
込み、温度が110℃迄達した時に、第１表に示す
割合の単量体、重合開始剤（アゾビスイソブチル
ニトリル、以下AIBNと略称する）及びトルエン
を混合溶解させた溶液を、150RPMの撹拌下で２
時間かけて滴下する。単量体混合液滴下終了後、
４時間撹拌し、反応を終了させる。反応中の温度
は常に110℃一定に保つ。次に反応容器を減圧にして、トルエンを除去し
た後、冷却して第１表に示す様なアクリル重合体
を得た。

【表】製造例２（アマイドワツクスの合成）アクリル重合体の合成とほぼ同様な反応容器中
に、第２表に示す割合のカルボン酸及びその混合
物に当量のアミンとキシレン50部を仕込み、N₂
ガス気流中で、150℃〜210℃の範囲内の反応温度
で、生成する水をキシレンと一緒に取り除くよう
にしながら10時間反応を行うことにより、第２表
に示す様な融点のアマイドワツクスを得た。

【表】参考例エポキシ樹脂（GT−7004：日本チバガイギー
株式会社製品）、アクリル樹脂（PO−6200：三井
東圧化学株式会社製品）又はポリエステル樹脂
（Ｍ−6103、Ｍ−6105：大日本インキ化学工業株
式会社製品）とこれら樹脂に対して１重量％の第
２表に示すアマイドワツクス（Ｓ−１〜Ｓ−16）
とを、大型試験管（直径30mm）に採り、150℃に
保つた油浴中で配合物を均一に撹拌させ拡散昼光
の下で肉眼により観察した。その結果、アマイド
ワツクスはすべて上記粉体塗料用樹脂に透明に溶
解した。実施例１（粉末状平滑剤の製造）製造例１及び２で得たアクリル重合体及びアマ
イドワツクスから成る第３表で示す割合の混合物
（No.1〜No.17）を両者が溶解し合う温度まで撹
拌しながら昇温し、溶融物を冷却されたステンレ
ス板上に流し込み、約２mmの膜厚のフレークを作
成した。このフレークが充分に冷却された後、ピ
ンミルで約32メツシユ以下に粉砕し、共用粉を得
た。また、比較品を、Ｓ−107をメチレンクロライ
ドに溶解し、これに第３表に示す割合で無水コロ
イド性シリカを加え、混合物を噴霧乾燥可能な粘
度までメチレンクロライドで稀釈し、噴霧乾燥す
ることによつて調製した。

【表】実施例２実施例１に示す操作で粉末化された粉末状平滑
剤を、第４表の配合の標準的なエポキシ系粉体塗
料に添加して乾式混合の後、105℃〜115℃に保つ
たエクストルーダーにて溶解混練した。冷却後、
ピンミルにて粉砕し、200メツシユ篩を通過する
白色粉末を得た。また、比較例として、第１表に示すアクリル重
合体の10％エポキシ樹脂マスターバツチ物単独、
及び第２表に示すアマイドワツクスの単独を、ピ
ンミルにて32メツシユ以下に粉砕（以下のアクリ
ル系、ポリエステル系粉体塗料の実施例で添加さ
れるアクリル重合体及びアマイドワツクスは同様
に調節されている。）し、次いで乾式混合を行
い、上記の方法により白色粉末を得た。

【表】次に、得られた粉末を、硬化膜厚が50μ又は60
μになる様に、静電粉体塗装法によつてリン酸亜
鉛化成処理板（0.8×70×150mm）に吹き付け、次
いで180℃で15分間焼付け、塗膜の平滑性（クレ
タリング、ピンホール、レベリング）を評価し
た。その結果を第５表及び第６表に示す（第５表
は膜厚50μ、第６表は膜厚60μの塗膜）。表中の平滑性の評価は、次の様に行つた。クレタリング：個数０（値５）〜個数20以上（値
１）の５段階評価。ピンホール：個数０（値５）〜個数20以上（値
１）の５段階評価。レベリング：レベリング極めて良好（値５）から
凸凹な塗膜（値１）まで５段階の標準塗膜板を
用意し評価。尚、光沢の測定は、JIS Ｋ−54006.7「60度鏡
面光沢度測定法」に準じ、グロスメーターを使用
して行つた。

【表】

【表】第５表及び第６表に見られる如く、本発明に従
う共用方法を、成分それぞれを単独使用する場合
及び併用する（両成分を別々に使用する）場合と
比較すると、本発明の粉末状平滑剤の効果が著し
く有用であり、比較品については、アクリル重合
体のマスターバツチ物と比較すると、同レベルで
アクリル重合体そのものの効果が発揮されている
にすぎず、本発明の共用粉が硬化塗膜の平滑性を
著しく改善していることが明らかである。更に、第６表から、本発明の共用粉はピンホー
ル防止性においても卓越した効果を発揮している
ことが明らかである。これと同様のことは、以下に示される実施例４
及び６のアクリル系及びポリエステル系粉体塗料
についてもいえる。尚、第５表及び第６表で得られた塗膜の上塗り
性を、以下の実施例３で示した。実施例３

【表】第７表に示す配合物を三本ロールミルで塗料化
し、キシレン／ｎ−ブタノール＝９／１でストー
マー粘度計を用いて70KU／25℃になる様に稀釈
し、次いでトルエン／酢酸エチル／ソルベツソ
150／ｎ−ブタノール＝30／30／30／10の混合溶
剤でフオードカツプ＃４を用いて18秒／20℃にな
る様に粘度調整した。次いで、この塗料を実施例２で得られた焼付塗
膜にスプレー塗装し、150℃で30分官焼付乾燥し
た。その結果、第４表で示される配合の種類の(イ)〜
(ニ)の塗膜は、上塗り性についてはなんら問題なか
つたが、配合の種類(ホ)の比較品の塗膜のみクレタ
リングが発生した。実施例４実施例１に示す操作で粉末化された粉末状平滑
剤を、第８表の配合の標準的なアクリル系粉体塗
料に添加して乾式混合の後、115℃〜125℃に保つ
たエクストルーダーにて溶融混練した。そ後の操
作は実施例２に準じて塗料化を行つた。得られたアクリル系粉体塗料を180℃で30分間
焼付した。焼付後の膜厚はいずれも50μであり、
その結果を第９表に示す。第８表重量部アクリル樹脂（PD−6200） 83.5 エポキシ樹脂（エピコート＃1001） 5.0 ドデカンジカルボン酸 11.5 二酸化チタン 25.0 註：エピコート＃1001は、シエル化学(株)社製品で
ある。

【表】実施例５第９表で観察した塗膜に、実施例３で用いた塗
料をスプレー塗りし、上塗り性を評価した。その結果、比較品のみ塗膜層間密着性が不良で
あつた。実施例６実施例１に示す操作で粉末化された粉末状平滑
剤を、第10表の配合の標準的なポリエステル系粉
体塗料に添加し、その後の操作は実施例４に準じ
て塗料化を行つた。

【表】

【表】得られたポリエステル系粉体塗料を、配合(イ)は
190℃で20分、配合(ロ)は180℃で30分、焼付した。
焼付後の膜厚はいずれも50μである。結果をそれぞれ第11表及び第12表に示す。

【表】

【表】実施例７第11表及び第12表で観察した塗膜に、実施例３
で用いた塗料をスプレー塗りし、上塗り性を評価
した。その結果、エポキシ系粉体塗料の場合と同様
に、配合(イ)及び配合(ロ)のどちらの塗料において
も、比較品のみにクレタリングが発生した。

Claims

【特許請求の範囲】

１カルボン酸とアミンとの反応から得られる50
℃〜145℃の融点を有するアマイドワツクスと、
平均分子量が1000〜10000でガラス転移温度が20
℃以下のアクリル重合体（重合体を生成する単量
体成分として、アルキル成分が２〜18個の炭素原
子を有するアクリル酸アルキルエステルまたはメ
タアクリル酸アルキルエステルを70重量％以上含
み、これらの単量体と共重合可能な単量体を30重
量％以下含むことが出来る単独あるいは共重合
体）との、前者が60に対し後者が40の重量割合か
ら前者が90に対し後者が10の重量割合の範囲の混
合物を、210℃以下で熱溶解し、共融物を冷却
し、粉末化して得られたものであることを特徴と
する粉体塗料用粉末状平滑剤。