JP2003105264A - 熱硬化性粉体塗料及びその製造方法並びに塗膜形成方法 - Google Patents
熱硬化性粉体塗料及びその製造方法並びに塗膜形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐ブロッキング性に優れ、かつ塗膜を形成し
たときの平滑性に優れた熱硬化性粉体塗料を得る。 【解決手段】 熱硬化性樹脂溶液を水溶性高分子を含む
水溶液中に分散して懸濁液を調製し、分散相中の有機溶
剤を留去して分散相を固化し、分散相粒子を懸濁液から
分離して得られる熱硬化性粉体塗料であって、熱硬化性
樹脂溶液に含まれる樹脂A及び樹脂Bが、(a)(樹脂
AのSP値)−(樹脂BのSP値)が0.1〜1.0、
(b)樹脂AのTgが50〜100℃、数平均分子量が
2000〜4000、(数平均分子量/100+Tg)
の値が90以上、(c)樹脂BのTgが20〜70℃、
数平均分子量が1000〜4000、(数平均分子量/
100+Tg)の値が89以下、(d)樹脂A/樹脂B
の固形分重量の比が5/95〜50/50であり、かつ
熱硬化性粉体塗料の140℃昇温試験における粘度が4
0mPa・秒以下であることを特徴としている。
たときの平滑性に優れた熱硬化性粉体塗料を得る。 【解決手段】 熱硬化性樹脂溶液を水溶性高分子を含む
水溶液中に分散して懸濁液を調製し、分散相中の有機溶
剤を留去して分散相を固化し、分散相粒子を懸濁液から
分離して得られる熱硬化性粉体塗料であって、熱硬化性
樹脂溶液に含まれる樹脂A及び樹脂Bが、(a)(樹脂
AのSP値)−(樹脂BのSP値)が0.1〜1.0、
(b)樹脂AのTgが50〜100℃、数平均分子量が
2000〜4000、(数平均分子量/100+Tg)
の値が90以上、(c)樹脂BのTgが20〜70℃、
数平均分子量が1000〜4000、(数平均分子量/
100+Tg)の値が89以下、(d)樹脂A/樹脂B
の固形分重量の比が5/95〜50/50であり、かつ
熱硬化性粉体塗料の140℃昇温試験における粘度が4
0mPa・秒以下であることを特徴としている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱硬化性粉体塗料
及びその製造方法並びにそれを用いた塗膜形成方法に関
するものである。
及びその製造方法並びにそれを用いた塗膜形成方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】粉体塗
料は、大気中に放出される有機溶剤がないことから、環
境に対してやさしい塗料として注目を浴びている。その
中でも、塗膜性能、塗膜物性の観点から、熱硬化性粉体
塗料が用いられている。特に近年、自動車車体の塗装に
適用できるような塗膜外観が非常に良好である熱硬化性
粉体塗料が求められている。
料は、大気中に放出される有機溶剤がないことから、環
境に対してやさしい塗料として注目を浴びている。その
中でも、塗膜性能、塗膜物性の観点から、熱硬化性粉体
塗料が用いられている。特に近年、自動車車体の塗装に
適用できるような塗膜外観が非常に良好である熱硬化性
粉体塗料が求められている。
【0003】熱硬化性粉体塗料においては、粉体塗料を
加熱して溶融することにより塗膜が形成されるが、溶剤
型塗料に比べ、塗膜の平滑性が十分に得られないという
問題があった。塗膜の平滑性を向上させるためには、粉
体塗料に含まれる成分すなわち、原料の溶融粘度を低減
し、加熱溶融による流動性を向上させることが必要とな
る。
加熱して溶融することにより塗膜が形成されるが、溶剤
型塗料に比べ、塗膜の平滑性が十分に得られないという
問題があった。塗膜の平滑性を向上させるためには、粉
体塗料に含まれる成分すなわち、原料の溶融粘度を低減
し、加熱溶融による流動性を向上させることが必要とな
る。
【0004】しかしながら、原料の溶融粘度を低減する
ことを目的として、融点が低い原料や分子量の低い原料
を用いると、得られる塗膜の平滑性は向上するものの、
耐ブロッキング性や耐固相反応性のような貯蔵安定性が
低下するという問題を生じる。従って、良好な平滑性の
塗膜を得ることと、貯蔵安定性とを両立させることは従
来極めて困難であった。
ことを目的として、融点が低い原料や分子量の低い原料
を用いると、得られる塗膜の平滑性は向上するものの、
耐ブロッキング性や耐固相反応性のような貯蔵安定性が
低下するという問題を生じる。従って、良好な平滑性の
塗膜を得ることと、貯蔵安定性とを両立させることは従
来極めて困難であった。
【0005】本発明の目的は、耐ブロッキング性に優
れ、かつ塗膜を形成したときの平滑性に優れた熱硬化性
粉体塗料及びその製造方法並びにそれを用いた塗膜形成
方法を提供することにある。
れ、かつ塗膜を形成したときの平滑性に優れた熱硬化性
粉体塗料及びその製造方法並びにそれを用いた塗膜形成
方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の熱硬化性粉体塗
料は、熱硬化性樹脂及び有機溶剤を含む熱硬化性樹脂溶
液を、水溶性高分子を含む水溶液中に分散して懸濁液を
調製し、該懸濁液の分散相中の有機溶剤を留去して分散
相を固化し、固化した分散相粒子を懸濁液から分離して
得られる熱硬化性粉体塗料であって、上記熱硬化性樹脂
溶液に、熱硬化性樹脂として樹脂A及び樹脂Bが含まれ
ており、樹脂A及び樹脂Bが、(a)(樹脂AのSP
値)−(樹脂BのSP値)が0.1〜1.0、(b)樹
脂Aのガラス転移温度が50〜100℃、数平均分子量
が2000〜4000、(数平均分子量/100+ガラ
ス転移温度)の値が90以上、(c)樹脂Bのガラス転
移温度が20〜70℃、数平均分子量が1000〜40
00、(数平均分子量/100+ガラス転移温度)の値
が89以下、(d)樹脂A/樹脂Bの固形分重量の比が
5/95〜50/50であり、かつ熱硬化性粉体塗料の
140℃昇温試験における粘度が40mPa・秒以下で
あることを特徴とする熱硬化性粉体塗料である。
料は、熱硬化性樹脂及び有機溶剤を含む熱硬化性樹脂溶
液を、水溶性高分子を含む水溶液中に分散して懸濁液を
調製し、該懸濁液の分散相中の有機溶剤を留去して分散
相を固化し、固化した分散相粒子を懸濁液から分離して
得られる熱硬化性粉体塗料であって、上記熱硬化性樹脂
溶液に、熱硬化性樹脂として樹脂A及び樹脂Bが含まれ
ており、樹脂A及び樹脂Bが、(a)(樹脂AのSP
値)−(樹脂BのSP値)が0.1〜1.0、(b)樹
脂Aのガラス転移温度が50〜100℃、数平均分子量
が2000〜4000、(数平均分子量/100+ガラ
ス転移温度)の値が90以上、(c)樹脂Bのガラス転
移温度が20〜70℃、数平均分子量が1000〜40
00、(数平均分子量/100+ガラス転移温度)の値
が89以下、(d)樹脂A/樹脂Bの固形分重量の比が
5/95〜50/50であり、かつ熱硬化性粉体塗料の
140℃昇温試験における粘度が40mPa・秒以下で
あることを特徴とする熱硬化性粉体塗料である。
【0007】本発明の熱硬化性粉体塗料は、熱硬化性樹
脂として樹脂A及び樹脂Bが含まれた熱硬化性樹脂溶液
を、水溶性高分子を含む水溶液中に分散して懸濁液を調
製し、該懸濁液の分散相中の有機溶剤を留去して分散相
を固化し、固化した分散相粒子を懸濁液から分離して得
られる熱硬化性粉体塗料である。上述のように、樹脂A
のSP値は、樹脂BのSP値よりも大きいので、分散相
粒子において、樹脂Aは相対的に粒子の外側に位置し、
樹脂Bは相対的に粒子の内側に位置する。上述のよう
に、樹脂Aの(数平均分子量/100+ガラス転移温
度)の値は90以上であり、樹脂Bの(数平均分子量/
100+ガラス転移温度)の値は89以下であるので、
樹脂Aは、樹脂Bに比べ固い樹脂である。従って、本発
明の熱硬化性粉体塗料は、比較的軟らかな樹脂Bの周囲
に比較的固い樹脂Aが配置している。このため、耐ブロ
ッキング性に優れるとともに、粒子全体としては溶融粘
度が低くなるため塗膜の平滑性に優れている。
脂として樹脂A及び樹脂Bが含まれた熱硬化性樹脂溶液
を、水溶性高分子を含む水溶液中に分散して懸濁液を調
製し、該懸濁液の分散相中の有機溶剤を留去して分散相
を固化し、固化した分散相粒子を懸濁液から分離して得
られる熱硬化性粉体塗料である。上述のように、樹脂A
のSP値は、樹脂BのSP値よりも大きいので、分散相
粒子において、樹脂Aは相対的に粒子の外側に位置し、
樹脂Bは相対的に粒子の内側に位置する。上述のよう
に、樹脂Aの(数平均分子量/100+ガラス転移温
度)の値は90以上であり、樹脂Bの(数平均分子量/
100+ガラス転移温度)の値は89以下であるので、
樹脂Aは、樹脂Bに比べ固い樹脂である。従って、本発
明の熱硬化性粉体塗料は、比較的軟らかな樹脂Bの周囲
に比較的固い樹脂Aが配置している。このため、耐ブロ
ッキング性に優れるとともに、粒子全体としては溶融粘
度が低くなるため塗膜の平滑性に優れている。
【0008】樹脂Aと樹脂BのSP値の差が0.1より
小さい場合には、貯蔵時における耐ブロッキング性が低
下する。また、SP値の差が1.0より大きい場合に
は、樹脂Aと樹脂Bの相溶性が悪くなるため、得られる
塗膜の外観が低下する。
小さい場合には、貯蔵時における耐ブロッキング性が低
下する。また、SP値の差が1.0より大きい場合に
は、樹脂Aと樹脂Bの相溶性が悪くなるため、得られる
塗膜の外観が低下する。
【0009】樹脂A及び樹脂Bのガラス転移温度及び数
平均分子量は、上記の範囲より低いと、耐ブロッキング
性が低下するおそれがある。また、上記の範囲より高く
なると、溶融粘度が上昇し、塗膜外観が低下するおそれ
がある。また、樹脂A及び樹脂Bのガラス転移温度及び
数平均分子量が上記の範囲を外れると、樹脂A及び樹脂
Bの互いの相溶性が悪くなるため、塗膜外観が低下する
おそれがある。
平均分子量は、上記の範囲より低いと、耐ブロッキング
性が低下するおそれがある。また、上記の範囲より高く
なると、溶融粘度が上昇し、塗膜外観が低下するおそれ
がある。また、樹脂A及び樹脂Bのガラス転移温度及び
数平均分子量が上記の範囲を外れると、樹脂A及び樹脂
Bの互いの相溶性が悪くなるため、塗膜外観が低下する
おそれがある。
【0010】樹脂A/樹脂Bの固形分重量比は、5/9
5〜50/50である。樹脂Aの含有量が低くなると、
耐ブロッキング性が低下するおそれがある。樹脂Aの含
有量が多くなると、溶融粘度が上昇し、塗膜外観が低下
するおそれがある。
5〜50/50である。樹脂Aの含有量が低くなると、
耐ブロッキング性が低下するおそれがある。樹脂Aの含
有量が多くなると、溶融粘度が上昇し、塗膜外観が低下
するおそれがある。
【0011】本発明の熱硬化性粉体塗料の140℃昇温
試験における粘度は、40mPa・秒以下である。この
粘度がこの範囲よりも高くなると、良好な塗膜の平滑性
が得られず、塗膜外観が悪くなる。
試験における粘度は、40mPa・秒以下である。この
粘度がこの範囲よりも高くなると、良好な塗膜の平滑性
が得られず、塗膜外観が悪くなる。
【0012】また、樹脂Aの140℃昇温試験における
粘度は、500mPa・秒以上であることが好ましい。
この粘度がこの範囲よりも低くなると、耐ブロッキング
性が低下するおそれがある。
粘度は、500mPa・秒以上であることが好ましい。
この粘度がこの範囲よりも低くなると、耐ブロッキング
性が低下するおそれがある。
【0013】また、樹脂Bの140℃昇温試験における
粘度は、300mPa・秒以下であることが好ましい。
この粘度がこの範囲よりも高くなると、溶融粘度が上昇
し、塗膜外観が低下するおそれがある。
粘度は、300mPa・秒以下であることが好ましい。
この粘度がこの範囲よりも高くなると、溶融粘度が上昇
し、塗膜外観が低下するおそれがある。
【0014】本発明においては、熱可塑性樹脂溶液に、
硬化剤が固体の状態で分散して含まれていることが好ま
しい。また、樹脂A及び樹脂Bの好ましい具体例として
は、エポキシ基含有アクリル樹脂が挙げられる。また、
硬化剤としては、カルボン酸基またはカルボン酸無水物
基含有化合物が挙げられる。
硬化剤が固体の状態で分散して含まれていることが好ま
しい。また、樹脂A及び樹脂Bの好ましい具体例として
は、エポキシ基含有アクリル樹脂が挙げられる。また、
硬化剤としては、カルボン酸基またはカルボン酸無水物
基含有化合物が挙げられる。
【0015】上記エポキシ基含有アクリル樹脂として
は、具体的には、1分子内に2つ以上のエポキシ基を有
するアクリル樹脂であれば特に限定されず、例えば、グ
リシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、2
−メチルグリシジルメタクリレート等のエポキシ基含有
モノマーを必須として、(メタ)アクリル酸メチル、
(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブ
チル、(メタ)アクリル酸iso−ブチル、(メタ)ア
クリル酸tert−ブチル、ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
ト、ヒドロキシブチルアクリレート、スチレン、ビニル
トルエン、p−クロロスチレンなどの上記エポキシ基含
有モノマーと反応しないモノマーを常法に従って重合さ
せたものが用いられる。
は、具体的には、1分子内に2つ以上のエポキシ基を有
するアクリル樹脂であれば特に限定されず、例えば、グ
リシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、2
−メチルグリシジルメタクリレート等のエポキシ基含有
モノマーを必須として、(メタ)アクリル酸メチル、
(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブ
チル、(メタ)アクリル酸iso−ブチル、(メタ)ア
クリル酸tert−ブチル、ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
ト、ヒドロキシブチルアクリレート、スチレン、ビニル
トルエン、p−クロロスチレンなどの上記エポキシ基含
有モノマーと反応しないモノマーを常法に従って重合さ
せたものが用いられる。
【0016】上記エポキシ基含有アクリル樹脂の樹脂固
形分のエポキシ当量は、100〜1000g/eq、好
ましくは150〜600g/eq、さらに好ましくは2
00〜400g/eqである。上記エポキシ当量が10
0g/eqより小さい場合は、得られる塗料の貯蔵安定
性が低下するおそれがある。また、上記エポキシ当量が
1000g/eqより大きい場合は、得られる塗膜の性
能が低下するおそれがある。
形分のエポキシ当量は、100〜1000g/eq、好
ましくは150〜600g/eq、さらに好ましくは2
00〜400g/eqである。上記エポキシ当量が10
0g/eqより小さい場合は、得られる塗料の貯蔵安定
性が低下するおそれがある。また、上記エポキシ当量が
1000g/eqより大きい場合は、得られる塗膜の性
能が低下するおそれがある。
【0017】上記硬化剤としては、室温で結晶性固体で
ある多価カルボン酸化合物を挙げることができる。ここ
で、「室温」とは、25℃を意味する。上記多価カルボ
ン酸化合物としては、特に限定されず、具体的には、脂
肪族多価カルボン酸、芳香族多価カルボン酸等の多価カ
ルボン酸化合物、及びそれらの酸無水物化合物等を挙げ
ることができる。
ある多価カルボン酸化合物を挙げることができる。ここ
で、「室温」とは、25℃を意味する。上記多価カルボ
ン酸化合物としては、特に限定されず、具体的には、脂
肪族多価カルボン酸、芳香族多価カルボン酸等の多価カ
ルボン酸化合物、及びそれらの酸無水物化合物等を挙げ
ることができる。
【0018】上記脂肪族多価カルボン酸化合物として
は、例えば、デカンジカルボン酸、アジピン酸、マレイ
ン酸、マロン酸、エチルマロン酸、ブチルマロン酸、ジ
メチルマロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、ジメチル
コハク酸、グルタル酸、メチルグルタル酸、ジメチルグ
ルタル酸、セバチン酸、アゼライン酸、ピメリン酸、ス
ベリン酸、1,11−ウンデカン酸、ドデカンジカルボ
ン酸、ヘキサデカンカルボン酸、3−iso−オクチル
ヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、
ブタントリカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、クエ
ン酸、トリカルバリン酸等を挙げることができる。芳香
族多価カルボン酸化合物としては、例えば、フタル酸等
を用いることができる。また、これらの酸無水物化合物
としては、例えば、コハク酸無水物、テトラヒドロ無水
フタル酸、フタル酸無水物等を挙げることができる。
は、例えば、デカンジカルボン酸、アジピン酸、マレイ
ン酸、マロン酸、エチルマロン酸、ブチルマロン酸、ジ
メチルマロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、ジメチル
コハク酸、グルタル酸、メチルグルタル酸、ジメチルグ
ルタル酸、セバチン酸、アゼライン酸、ピメリン酸、ス
ベリン酸、1,11−ウンデカン酸、ドデカンジカルボ
ン酸、ヘキサデカンカルボン酸、3−iso−オクチル
ヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、
ブタントリカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、クエ
ン酸、トリカルバリン酸等を挙げることができる。芳香
族多価カルボン酸化合物としては、例えば、フタル酸等
を用いることができる。また、これらの酸無水物化合物
としては、例えば、コハク酸無水物、テトラヒドロ無水
フタル酸、フタル酸無水物等を挙げることができる。
【0019】また、多価カルボン酸化合物としては、上
記のもの以外に合成によって得られた多価カルボン酸化
合物も、室温で結晶性固体であれば用いることができ
る。このような合成多価カルボン酸化合物としては、具
体的には、多価アルコールと酸無水物との反応によって
得られるものを挙げることができ、例えば、ブタンジオ
ールとコハク酸無水物から得られるブタンジオールスク
シネート、ヘキサンジオールとコハク酸無水物から得ら
れるヘキサンジオールスクシネート、ノナンジオールと
コハク酸無水物から得られるノナンジオールスクシネー
ト、及びネオペンチルグリコールとトリメリット酸無水
物とコハク酸無水物との1対1対1付加物などを挙げる
ことができる。
記のもの以外に合成によって得られた多価カルボン酸化
合物も、室温で結晶性固体であれば用いることができ
る。このような合成多価カルボン酸化合物としては、具
体的には、多価アルコールと酸無水物との反応によって
得られるものを挙げることができ、例えば、ブタンジオ
ールとコハク酸無水物から得られるブタンジオールスク
シネート、ヘキサンジオールとコハク酸無水物から得ら
れるヘキサンジオールスクシネート、ノナンジオールと
コハク酸無水物から得られるノナンジオールスクシネー
ト、及びネオペンチルグリコールとトリメリット酸無水
物とコハク酸無水物との1対1対1付加物などを挙げる
ことができる。
【0020】また、本発明において用いる硬化剤は、上
記多価カルボン酸化合物と、この多価カルボン酸化合物
と種類の異なるカルボン酸化合物とを混合したものであ
ってもよい。この種類の異なるカルボン酸化合物として
は、上記多価カルボン酸化合物のところで述べた室温で
結晶性固体である多価カルボン酸化合物の他に、室温で
非晶質固体及び液体である多価カルボン酸化合物や室温
での形態が限定されないモノカルボン酸化合物等を挙げ
ることができるが、具体的には、セバチン酸、ラウリル
酸、ステアリル酸や8−エチルオクタデカン酸等の脂肪
族モノカルボン酸化合物、ノナンジオールとヘキサヒド
ロフタル酸無水物との1対2付加物等の室温で液体のも
のを用いることができる。上記カルボン酸化合物は、2
種類以上であってよい。
記多価カルボン酸化合物と、この多価カルボン酸化合物
と種類の異なるカルボン酸化合物とを混合したものであ
ってもよい。この種類の異なるカルボン酸化合物として
は、上記多価カルボン酸化合物のところで述べた室温で
結晶性固体である多価カルボン酸化合物の他に、室温で
非晶質固体及び液体である多価カルボン酸化合物や室温
での形態が限定されないモノカルボン酸化合物等を挙げ
ることができるが、具体的には、セバチン酸、ラウリル
酸、ステアリル酸や8−エチルオクタデカン酸等の脂肪
族モノカルボン酸化合物、ノナンジオールとヘキサヒド
ロフタル酸無水物との1対2付加物等の室温で液体のも
のを用いることができる。上記カルボン酸化合物は、2
種類以上であってよい。
【0021】多価カルボン酸化合物と、この多価カルボ
ン酸化合物と種類の異なるカルボン酸化合物の混合方法
は、特に限定されるものではないが、それぞれの粒径を
小さくして混合する方法や、溶剤などに溶解し液状にし
て混合する方法が好ましい。
ン酸化合物と種類の異なるカルボン酸化合物の混合方法
は、特に限定されるものではないが、それぞれの粒径を
小さくして混合する方法や、溶剤などに溶解し液状にし
て混合する方法が好ましい。
【0022】上記硬化剤のカルボキシル基と上記エポキ
シ基含有アクリル樹脂のエポキシ基とのモル比は、5/
10〜11/10、好ましくは7/10〜10/10で
ある。上記モル比が上記範囲外である場合は、得られた
塗膜の硬化性が充分でないおそれがある。
シ基含有アクリル樹脂のエポキシ基とのモル比は、5/
10〜11/10、好ましくは7/10〜10/10で
ある。上記モル比が上記範囲外である場合は、得られた
塗膜の硬化性が充分でないおそれがある。
【0023】本発明の熱硬化性粉体塗料には、必要に応
じて、顔料、各種添加剤等のその他の成分を含むことが
できる。上記顔料としては、具体的には、二酸化チタ
ン、弁柄、黄色酸化鉄、カーボンブラック、フタロシア
ニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリドン系
顔料、アゾ系顔料などの着色顔料、タルク、シリカ、炭
酸カルシウム、沈降性硫酸バリウムなどの体質顔料など
を挙げることができる。
じて、顔料、各種添加剤等のその他の成分を含むことが
できる。上記顔料としては、具体的には、二酸化チタ
ン、弁柄、黄色酸化鉄、カーボンブラック、フタロシア
ニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリドン系
顔料、アゾ系顔料などの着色顔料、タルク、シリカ、炭
酸カルシウム、沈降性硫酸バリウムなどの体質顔料など
を挙げることができる。
【0024】また、上記添加剤としては、具体的には、
AEROSIL 130、AEROSIL 200(日
本アエロジル株式会社製)等の流動付与剤、ジメチルシ
リコーンやメチルシリコーンなどのシリコーン類及びア
クリルオリゴマー、及びベンゾインやベンゾイン誘導体
などのベンゾイン類等の表面調整剤、硬化促進剤(また
は硬化触媒)、帯電制御剤、紫外線吸収剤、酸化防止
剤、顔料分散剤などを挙げることができる。
AEROSIL 130、AEROSIL 200(日
本アエロジル株式会社製)等の流動付与剤、ジメチルシ
リコーンやメチルシリコーンなどのシリコーン類及びア
クリルオリゴマー、及びベンゾインやベンゾイン誘導体
などのベンゾイン類等の表面調整剤、硬化促進剤(また
は硬化触媒)、帯電制御剤、紫外線吸収剤、酸化防止
剤、顔料分散剤などを挙げることができる。
【0025】本発明の熱硬化性粉体塗料の体積平均粒子
径は、特に限定されないが、製造効率及び得られる塗膜
の平滑性の観点から、5〜30μmであることが好まし
い。体積平均粒子径が5μmより小さい場合は、製造効
率や塗装時の塗着効率が低下するおそれがある。また、
30μmより大きい場合は、得られる塗膜の平滑性が低
下するおそれがある。
径は、特に限定されないが、製造効率及び得られる塗膜
の平滑性の観点から、5〜30μmであることが好まし
い。体積平均粒子径が5μmより小さい場合は、製造効
率や塗装時の塗着効率が低下するおそれがある。また、
30μmより大きい場合は、得られる塗膜の平滑性が低
下するおそれがある。
【0026】本発明の熱硬化性粉体塗料の製造方法は、
上記本発明の熱硬化性粉体塗料を製造することができる
方法であり、熱硬化性樹脂及び有機溶剤を含む熱硬化性
樹脂溶液を、水溶性高分子を含む水溶液中に分散して懸
濁液を調製し、該懸濁液の分散相中の有機溶剤を留去し
て分散相を固化し、固化した分散相粒子を懸濁液から分
離することを特徴としている。
上記本発明の熱硬化性粉体塗料を製造することができる
方法であり、熱硬化性樹脂及び有機溶剤を含む熱硬化性
樹脂溶液を、水溶性高分子を含む水溶液中に分散して懸
濁液を調製し、該懸濁液の分散相中の有機溶剤を留去し
て分散相を固化し、固化した分散相粒子を懸濁液から分
離することを特徴としている。
【0027】有機溶剤としては、実質的に水と混和しな
いもの、すなわち水に対する溶解度が10重量%以下の
ものを用いることが好ましい。例えば、キシレン、トル
エン、シクロヘキサン、酢酸エチル等を用いることがで
きる。
いもの、すなわち水に対する溶解度が10重量%以下の
ものを用いることが好ましい。例えば、キシレン、トル
エン、シクロヘキサン、酢酸エチル等を用いることがで
きる。
【0028】熱可塑性樹脂溶液中の樹脂の固形分重量
は、特に限定されるものではないが、例えば、10〜9
0重量%となるように調製することが好ましい。上記の
熱可塑性樹脂溶液を、水溶性高分子を含む水溶液中に分
散して懸濁液を調製する。懸濁液中には、上記硬化性樹
脂溶液が分散され、分散相が形成される。この分散相の
粒子の粒子径は、種々の方法により制御することができ
る。例えば、水溶性高分子の曇点を利用して、分散相粒
子の粒子径を制御することができる。この場合、使用す
る水溶性高分子としては、曇点を示さない水溶性高分子
と、30〜90℃の範囲に曇点を示す水溶性高分子の2
種類が少なくとも用いられる。
は、特に限定されるものではないが、例えば、10〜9
0重量%となるように調製することが好ましい。上記の
熱可塑性樹脂溶液を、水溶性高分子を含む水溶液中に分
散して懸濁液を調製する。懸濁液中には、上記硬化性樹
脂溶液が分散され、分散相が形成される。この分散相の
粒子の粒子径は、種々の方法により制御することができ
る。例えば、水溶性高分子の曇点を利用して、分散相粒
子の粒子径を制御することができる。この場合、使用す
る水溶性高分子としては、曇点を示さない水溶性高分子
と、30〜90℃の範囲に曇点を示す水溶性高分子の2
種類が少なくとも用いられる。
【0029】上記曇点を示さない水溶性高分子の具体例
としては、完全ケン化ポリビニルアルコール、ケン化度
が85%以上の部分ケン化ポリビニルアルコールや、エ
チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエ
チレングリコール等、その水溶液を加温しても、100
℃以下で曇点現象を示さないものを挙げることができ
る。上記曇点を示さない水溶性高分子は、1種類だけで
用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよ
い。
としては、完全ケン化ポリビニルアルコール、ケン化度
が85%以上の部分ケン化ポリビニルアルコールや、エ
チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエ
チレングリコール等、その水溶液を加温しても、100
℃以下で曇点現象を示さないものを挙げることができ
る。上記曇点を示さない水溶性高分子は、1種類だけで
用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよ
い。
【0030】上記30〜90℃の範囲内に曇点を示す水
溶性高分子の具体例としては、ケン化度が85%より小
さいポリビニルアルコール部分ケン化物、部分ホルマー
化物、エチレンービニルアルコール共重合体などの部分
的に疎水性基を含有するポリビニルアルコール系重合
体、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース
のようなセルロース誘導体、ポリエチレングリコールア
ルキルエーテル及び、エチレングリコールプロピレング
リコールブロック共重合体等、その水溶液を加温して3
0〜90℃の範囲内で曇点現象を示すものを挙げること
ができる他、上記曇点を示さない水溶性高分子に対して
電解質を添加することによって30〜90℃の範囲内に
曇点を付与したものを挙げることができる。
溶性高分子の具体例としては、ケン化度が85%より小
さいポリビニルアルコール部分ケン化物、部分ホルマー
化物、エチレンービニルアルコール共重合体などの部分
的に疎水性基を含有するポリビニルアルコール系重合
体、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース
のようなセルロース誘導体、ポリエチレングリコールア
ルキルエーテル及び、エチレングリコールプロピレング
リコールブロック共重合体等、その水溶液を加温して3
0〜90℃の範囲内で曇点現象を示すものを挙げること
ができる他、上記曇点を示さない水溶性高分子に対して
電解質を添加することによって30〜90℃の範囲内に
曇点を付与したものを挙げることができる。
【0031】水溶液中における水溶性高分子の濃度とし
ては、0.02〜20重量%程度が好ましい。また、曇
点を示さない水溶性高分子と30〜90℃の範囲内に曇
点を示す水溶性高分子の固形分重量の比は、99/1〜
10/90の範囲であることが好ましい。曇点を利用し
て粒子径を制御をする場合、以下の工程(1)〜(3)
により熱硬化性粉体塗料を製造することが好ましい。
ては、0.02〜20重量%程度が好ましい。また、曇
点を示さない水溶性高分子と30〜90℃の範囲内に曇
点を示す水溶性高分子の固形分重量の比は、99/1〜
10/90の範囲であることが好ましい。曇点を利用し
て粒子径を制御をする場合、以下の工程(1)〜(3)
により熱硬化性粉体塗料を製造することが好ましい。
【0032】(1)曇点未満の温度で懸濁液を調製する
工程 曇点未満の温度で上記懸濁液を調製する。なお、30〜
90℃の範囲内に曇点を示す水溶性高分子を2種類以上
混合して用いる場合には、温度の低い方の曇点が支配的
になる。従って、使用する水溶性高分子のうち最も低い
曇点未満の温度で、懸濁液を調製する。樹脂A及び樹脂
Bについて、それぞれ熱硬化性樹脂溶液を調製した場合
には、これらを別々に水溶性高分子の水溶液に添加して
もよいが、好ましくは、添加前にそれぞれの熱硬化性樹
脂溶液を混合して1つの溶液とした後、これを水溶性高
分子の水溶液に添加することが好ましい。
工程 曇点未満の温度で上記懸濁液を調製する。なお、30〜
90℃の範囲内に曇点を示す水溶性高分子を2種類以上
混合して用いる場合には、温度の低い方の曇点が支配的
になる。従って、使用する水溶性高分子のうち最も低い
曇点未満の温度で、懸濁液を調製する。樹脂A及び樹脂
Bについて、それぞれ熱硬化性樹脂溶液を調製した場合
には、これらを別々に水溶性高分子の水溶液に添加して
もよいが、好ましくは、添加前にそれぞれの熱硬化性樹
脂溶液を混合して1つの溶液とした後、これを水溶性高
分子の水溶液に添加することが好ましい。
【0033】(2)上記懸濁液を曇点未満の温度範囲内
で昇温し、分散相の一次粒子を形成する工程 曇点未満の温度範囲内で昇温することにより、分散相の
一次粒子を形成する。この時の一次粒子の体積平均粒子
径は、15μm以下であることが好ましい。一次粒子の
粒子径は、任意にサンプリングして測定することができ
る。
で昇温し、分散相の一次粒子を形成する工程 曇点未満の温度範囲内で昇温することにより、分散相の
一次粒子を形成する。この時の一次粒子の体積平均粒子
径は、15μm以下であることが好ましい。一次粒子の
粒子径は、任意にサンプリングして測定することができ
る。
【0034】(3)一次粒子を含んだ懸濁液を、曇点以
上の温度に昇温し、一次粒子を凝集させて二次粒子を形
成するとともに、二次粒子中の有機溶剤を系外に留去し
て粒子を固化する工程 曇点以上の温度に昇温することにより、一次粒子を凝集
させて、二次粒子を形成する。これによって、粒子径を
所望の粒子径に制御する。二次粒子中の有機溶剤を系外
に留去して粒子を固化させ、固化した粒子を懸濁液から
分離する。有機溶剤の留去は、昇温及び/または減圧に
よって行うことができる。粒子中には熱硬化性樹脂が含
有されているので、有機溶剤を留去する温度をできるだ
け低くすることが好ましい。このような観点からは、減
圧により、有機溶剤を留去する温度を低くして行うこと
が好ましい。
上の温度に昇温し、一次粒子を凝集させて二次粒子を形
成するとともに、二次粒子中の有機溶剤を系外に留去し
て粒子を固化する工程 曇点以上の温度に昇温することにより、一次粒子を凝集
させて、二次粒子を形成する。これによって、粒子径を
所望の粒子径に制御する。二次粒子中の有機溶剤を系外
に留去して粒子を固化させ、固化した粒子を懸濁液から
分離する。有機溶剤の留去は、昇温及び/または減圧に
よって行うことができる。粒子中には熱硬化性樹脂が含
有されているので、有機溶剤を留去する温度をできるだ
け低くすることが好ましい。このような観点からは、減
圧により、有機溶剤を留去する温度を低くして行うこと
が好ましい。
【0035】なお、工程(2)において、有機溶剤の一
部を予め留去しておくことが好ましい。留去する方法と
しては、工程(3)と同様に系を減圧することにより、
有機溶剤を留去する温度を低くして行うことが好まし
い。分散相粒子内の有機溶剤の量が、30重量%以下に
なるように留去しておくことが好ましい。
部を予め留去しておくことが好ましい。留去する方法と
しては、工程(3)と同様に系を減圧することにより、
有機溶剤を留去する温度を低くして行うことが好まし
い。分散相粒子内の有機溶剤の量が、30重量%以下に
なるように留去しておくことが好ましい。
【0036】固化して得られた粒子は、濾過または遠心
分離のような通常の固液分離の方法を用いて分離するこ
とができる。分離後、粒子を水洗・乾燥することによ
り、最終的な熱硬化性粉体塗料を得ることができる。
分離のような通常の固液分離の方法を用いて分離するこ
とができる。分離後、粒子を水洗・乾燥することによ
り、最終的な熱硬化性粉体塗料を得ることができる。
【0037】なお、曇点を利用しない場合は、曇点未満
の温度で懸濁液を調製し、分散相中の有機溶剤を留去し
て分散相を固化した後、固化した分散相粒子を懸濁液か
ら分離して、熱硬化性粉体塗料を製造することができ
る。なお、使用する水溶性高分子は、曇点を示さない水
溶性高分子であってもよいし、30〜90℃の範囲内に
曇点を示す水溶性高分子であってもよい。さらには、こ
れらを混合して用いてもよい。
の温度で懸濁液を調製し、分散相中の有機溶剤を留去し
て分散相を固化した後、固化した分散相粒子を懸濁液か
ら分離して、熱硬化性粉体塗料を製造することができ
る。なお、使用する水溶性高分子は、曇点を示さない水
溶性高分子であってもよいし、30〜90℃の範囲内に
曇点を示す水溶性高分子であってもよい。さらには、こ
れらを混合して用いてもよい。
【0038】本発明の塗膜形成方法は、上記本発明の熱
硬化性粉体塗料を被塗装物の上に塗布して付着させる工
程と、被塗装物上の熱硬化性粉体塗料を加熱することに
よって溶融し硬化させて塗膜を形成する工程とを備えて
いる。
硬化性粉体塗料を被塗装物の上に塗布して付着させる工
程と、被塗装物上の熱硬化性粉体塗料を加熱することに
よって溶融し硬化させて塗膜を形成する工程とを備えて
いる。
【0039】熱硬化性粉体塗料を塗布する前に、ベース
塗料を塗布してベース塗膜を形成し、このベース塗膜上
に、本発明の熱硬化性粉体塗料を塗布してもよい。この
場合、ベース塗膜と熱硬化性粉体塗料の塗膜を同時に加
熱することによって硬化させてもよい。
塗料を塗布してベース塗膜を形成し、このベース塗膜上
に、本発明の熱硬化性粉体塗料を塗布してもよい。この
場合、ベース塗膜と熱硬化性粉体塗料の塗膜を同時に加
熱することによって硬化させてもよい。
【0040】また、被塗装物には、下塗りまたは下塗り
及び中塗りが施されていてもよい。被塗装物としては、
プラスチック、鉄板、鋼板、アルミニウム板及びそれら
に表面処理を施したものなどを挙げることができる。加
熱する温度は、用いた熱硬化性粉体塗料に応じて適宜設
定されるが、例えば、100〜200℃である。また、
加熱時間は、上記加熱温度に応じて適宜調節される。
及び中塗りが施されていてもよい。被塗装物としては、
プラスチック、鉄板、鋼板、アルミニウム板及びそれら
に表面処理を施したものなどを挙げることができる。加
熱する温度は、用いた熱硬化性粉体塗料に応じて適宜設
定されるが、例えば、100〜200℃である。また、
加熱時間は、上記加熱温度に応じて適宜調節される。
【0041】粉体塗料の塗装方法は、一般的な塗装方法
を採用することができ、例えば、静電塗装法等により塗
装することができる。下塗り及び中塗りを施すために用
いられる塗料としては、電着塗料やプライマーなどの公
知のものを用いることができる。
を採用することができ、例えば、静電塗装法等により塗
装することができる。下塗り及び中塗りを施すために用
いられる塗料としては、電着塗料やプライマーなどの公
知のものを用いることができる。
【0042】また、ベース塗料としては、溶剤系、水性
等種々のものを用いることができる。本発明の積層塗膜
の形成方法は、下塗りまたは下塗り及び中塗りが施され
た被塗装物の上に、ベース塗料を塗布する工程と、ベー
ス塗料が塗布された被塗装物の上に、本発明の熱硬化性
粉体塗料を塗布する工程と、ベース塗料及び熱硬化性粉
体塗料が塗布された被塗装物を加熱する工程とを備えて
いる。
等種々のものを用いることができる。本発明の積層塗膜
の形成方法は、下塗りまたは下塗り及び中塗りが施され
た被塗装物の上に、ベース塗料を塗布する工程と、ベー
ス塗料が塗布された被塗装物の上に、本発明の熱硬化性
粉体塗料を塗布する工程と、ベース塗料及び熱硬化性粉
体塗料が塗布された被塗装物を加熱する工程とを備えて
いる。
【0043】加熱温度は、熱硬化性粉体塗料に応じて適
宜設定されるが、上述のように、100〜200℃が好
ましく、さらに好ましくは120〜180℃であり、さ
らに好ましくは140〜160℃である。また、加熱時
間は、上記加熱温度に応じて適宜調整することができる
が、好ましくは5〜40分、さらに好ましくは10〜2
5分である。
宜設定されるが、上述のように、100〜200℃が好
ましく、さらに好ましくは120〜180℃であり、さ
らに好ましくは140〜160℃である。また、加熱時
間は、上記加熱温度に応じて適宜調整することができる
が、好ましくは5〜40分、さらに好ましくは10〜2
5分である。
【0044】
【発明の実施の形態】(樹脂A及び樹脂Bの調製)攪拌
装置、温度調節器、及び還流管を備えた反応容器に、キ
シレン63重量部を仕込み、130℃に加熱し、窒素雰
囲気下で3時間かけて、表1及び表2に示す配合組成の
モノマー及び開始剤の混合物を滴下した。
装置、温度調節器、及び還流管を備えた反応容器に、キ
シレン63重量部を仕込み、130℃に加熱し、窒素雰
囲気下で3時間かけて、表1及び表2に示す配合組成の
モノマー及び開始剤の混合物を滴下した。
【0045】表1及び表2に示す記号は以下のとおりで
ある。 GMA:グリシジルメタクリレート St:スチレン MMA:メチルメタクリレート HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート NBMA:n−ブチルメタクリレート NBA:n−ブチルアクリレート IBMA:イソブチルメタクリレート t−BPO:t−ブチルパーオクトエート 表1及び表2に示す配合量の単位は重量部である。
ある。 GMA:グリシジルメタクリレート St:スチレン MMA:メチルメタクリレート HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート NBMA:n−ブチルメタクリレート NBA:n−ブチルアクリレート IBMA:イソブチルメタクリレート t−BPO:t−ブチルパーオクトエート 表1及び表2に示す配合量の単位は重量部である。
【0046】滴下後3時間保温した後、室温まで冷却し
て、樹脂AとしてのS1〜S4の樹脂、及び樹脂Bとし
てのC1〜C4の樹脂を得た。各樹脂の固形分濃度が6
5重量%となるようにキシレンの留去等により調整し
た。
て、樹脂AとしてのS1〜S4の樹脂、及び樹脂Bとし
てのC1〜C4の樹脂を得た。各樹脂の固形分濃度が6
5重量%となるようにキシレンの留去等により調整し
た。
【0047】また、各樹脂について、SP値、ガラス転
移温度(Tg)、数平均分子量(Mn)、140℃昇温
試験における粘度をそれぞれ測定した。SP値は、濁度
法により測定した。Tgは、DSC220C(セイコー
電子工業社製、昇温条件5℃/分)で測定した。数平均
分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラ
フィー)により測定した。
移温度(Tg)、数平均分子量(Mn)、140℃昇温
試験における粘度をそれぞれ測定した。SP値は、濁度
法により測定した。Tgは、DSC220C(セイコー
電子工業社製、昇温条件5℃/分)で測定した。数平均
分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラ
フィー)により測定した。
【0048】なお、140℃昇温試験における粘度は、
粘度測定機(レオロジー社製、MR30D)を用いて測
定した。具体的には、樹脂溶液から有機溶剤を除去して
固形化した樹脂サンプルを作製し、これを0.5g用
い、表3に示す昇温条件に従い加熱を開始し、塗料が溶
融開始した時点(約100〜110℃)から粘度測定を
行い、140℃までの間における最低粘度を測定した。
この値を140℃昇温試験における粘度とした。
粘度測定機(レオロジー社製、MR30D)を用いて測
定した。具体的には、樹脂溶液から有機溶剤を除去して
固形化した樹脂サンプルを作製し、これを0.5g用
い、表3に示す昇温条件に従い加熱を開始し、塗料が溶
融開始した時点(約100〜110℃)から粘度測定を
行い、140℃までの間における最低粘度を測定した。
この値を140℃昇温試験における粘度とした。
【0049】以上のようにして測定した特性値を表1及
び表2に示す。なお、表1及び表2には、(数平均分子
量/100+ガラス転移温度)の値も示した。
び表2に示す。なお、表1及び表2には、(数平均分子
量/100+ガラス転移温度)の値も示した。
【0050】
【表1】
【0051】
【表2】
【0052】
【表3】
【0053】(硬化剤分散液の調製)1,10−デカン
ジカルボン酸75重量部及びセバチン酸25重量部を混
合し、これをキシレンに分散させた後、サンドグライン
ドミルにて粉砕して、硬化剤分散液(固形分30重量
%)を調製した。
ジカルボン酸75重量部及びセバチン酸25重量部を混
合し、これをキシレンに分散させた後、サンドグライン
ドミルにて粉砕して、硬化剤分散液(固形分30重量
%)を調製した。
【0054】(熱硬化性粉体塗料の製造)表4に示す塗
料配合で、熱硬化性粉体塗料を製造した。実施例1〜5
及び比較例1及び3〜5においては、表4に示す塗料配
合の原料を、サンドグラインドミルで混合し、原料溶液
を調製した後、これをゴーセノールGH−20(日本合
成化学社製ポリビニルアルコール、ケン化度88%、曇
点なし)6重量部、ゴーセノールKL−05(日本合成
化学社製ポリビニルアルコール、ケン化度80%、曇点
約80℃)3重量部、ヒドロキシプロピルセルロース
(曇点約50℃)1重量部、及びイオン交換水90重量
部からなる高分子水溶液に添加した。得られた混合物を
ホモジナイザーを用いて25℃にてさらに攪拌混合し、
体積平均粒子径が5.0μmの分散相の粒子を含む懸濁
液を調製した。
料配合で、熱硬化性粉体塗料を製造した。実施例1〜5
及び比較例1及び3〜5においては、表4に示す塗料配
合の原料を、サンドグラインドミルで混合し、原料溶液
を調製した後、これをゴーセノールGH−20(日本合
成化学社製ポリビニルアルコール、ケン化度88%、曇
点なし)6重量部、ゴーセノールKL−05(日本合成
化学社製ポリビニルアルコール、ケン化度80%、曇点
約80℃)3重量部、ヒドロキシプロピルセルロース
(曇点約50℃)1重量部、及びイオン交換水90重量
部からなる高分子水溶液に添加した。得られた混合物を
ホモジナイザーを用いて25℃にてさらに攪拌混合し、
体積平均粒子径が5.0μmの分散相の粒子を含む懸濁
液を調製した。
【0055】得られた懸濁液にイオン交換水300重量
部を加えて希釈し、これを攪拌装置、温度調節器、還流
管、及び減圧装置を備えた容器に移した。上記懸濁液を
30Torrまで減圧した後35℃まで加熱した。その
後さらに140Torrまで減圧した後、60℃まで加
熱して一次粒子を凝集させ二次粒子とした。その後、二
次粒子である分散相中の有機溶剤を系外に完全に留去す
ることによって分散相を固化した。
部を加えて希釈し、これを攪拌装置、温度調節器、還流
管、及び減圧装置を備えた容器に移した。上記懸濁液を
30Torrまで減圧した後35℃まで加熱した。その
後さらに140Torrまで減圧した後、60℃まで加
熱して一次粒子を凝集させ二次粒子とした。その後、二
次粒子である分散相中の有機溶剤を系外に完全に留去す
ることによって分散相を固化した。
【0056】この懸濁液を冷却した後、吸引濾過によ
り、粒子を分離し、得られた粒子を真空乾燥器を用いて
30℃で乾燥して熱硬化性粉体塗料を得た。得られた粉
体塗料について、コールターカウンター(コールターエ
レクトリクス社製)によって、体積平均粒子径(dw)
及び個数平均粒子径(dn)を測定した。測定結果を表
4に示す。
り、粒子を分離し、得られた粒子を真空乾燥器を用いて
30℃で乾燥して熱硬化性粉体塗料を得た。得られた粉
体塗料について、コールターカウンター(コールターエ
レクトリクス社製)によって、体積平均粒子径(dw)
及び個数平均粒子径(dn)を測定した。測定結果を表
4に示す。
【0057】なお、表4における「YF3919」は、
東芝シリコーン社製ポリシロキサン系表面調整剤であ
る。また、「硬化剤分散液」は、上記の硬化剤分散液の
調製で作製したものである。
東芝シリコーン社製ポリシロキサン系表面調整剤であ
る。また、「硬化剤分散液」は、上記の硬化剤分散液の
調製で作製したものである。
【0058】表4においてΔSPは、樹脂AのSP値と
樹脂BのSP値の差を示している。また、相溶性は、室
温で樹脂Aと樹脂Bとを4/1(=樹脂A/樹脂B)の
固形分重量比で混合し、ガラス板に塗布して24時間放
置乾燥、塗膜を形成した後、目視にて塗膜の濁りを観察
した。濁りのないものを合格(○)とし、濁りのあるも
のを不合格(×)とした。
樹脂BのSP値の差を示している。また、相溶性は、室
温で樹脂Aと樹脂Bとを4/1(=樹脂A/樹脂B)の
固形分重量比で混合し、ガラス板に塗布して24時間放
置乾燥、塗膜を形成した後、目視にて塗膜の濁りを観察
した。濁りのないものを合格(○)とし、濁りのあるも
のを不合格(×)とした。
【0059】なお、比較例2においては、従来の乾式法
により熱硬化性粉体塗料を製造した。具体的には、樹脂
S1及び樹脂C1の有機溶剤を留去して、固形樹脂と
し、この固形樹脂を原料として、表4に示す塗料配合の
各原料をヘンシェルミキサーを用いて混合し、さらに溶
融混練機コニーダー(ブス社製)を用いて設定温度約9
5℃で溶融混練した。その後、得られた溶融混練物を室
温まで冷却して再びヘンシェルミキサーで粗粉砕し、次
いでハンマーミルで粉砕した後、ジェットミルを用いて
微粉砕した。
により熱硬化性粉体塗料を製造した。具体的には、樹脂
S1及び樹脂C1の有機溶剤を留去して、固形樹脂と
し、この固形樹脂を原料として、表4に示す塗料配合の
各原料をヘンシェルミキサーを用いて混合し、さらに溶
融混練機コニーダー(ブス社製)を用いて設定温度約9
5℃で溶融混練した。その後、得られた溶融混練物を室
温まで冷却して再びヘンシェルミキサーで粗粉砕し、次
いでハンマーミルで粉砕した後、ジェットミルを用いて
微粉砕した。
【0060】得られた粉体を200メッシュの篩を用い
て分級し、微小粒子と粗大粒子を除去し、熱硬化性粉体
塗料とした。なお、比較例2の塗料配合で用いた「硬化
剤」は、1,10−デカンジカルボン酸を体積平均粒子
径3μmに粉砕したものである。
て分級し、微小粒子と粗大粒子を除去し、熱硬化性粉体
塗料とした。なお、比較例2の塗料配合で用いた「硬化
剤」は、1,10−デカンジカルボン酸を体積平均粒子
径3μmに粉砕したものである。
【0061】(熱硬化性粉体塗料の評価)
<耐ブロッキング性>30℃における耐ブロッキング性
を評価した。評価方法としては、得られた各熱硬化性粉
体塗料をインキュベータにて30℃で2週間保管したも
のについて、振動ふるいを用いてふるい通過試験を行っ
た。150メッシュを90%以上通過したものを合格
(○)とし、90%未満のものを不合格(×)とした。
なお、耐ブロッキング性の評価が「×」のものは、「塗
装不可」として、以下の評価項目については評価を行わ
なかった。
を評価した。評価方法としては、得られた各熱硬化性粉
体塗料をインキュベータにて30℃で2週間保管したも
のについて、振動ふるいを用いてふるい通過試験を行っ
た。150メッシュを90%以上通過したものを合格
(○)とし、90%未満のものを不合格(×)とした。
なお、耐ブロッキング性の評価が「×」のものは、「塗
装不可」として、以下の評価項目については評価を行わ
なかった。
【0062】<140℃昇温試験における粘度>上記の
表3に示した昇温条件で、粉体塗料を上記と同様に14
0℃まで昇温し、その際の最低粘度を、140℃昇温試
験における粘度とした。
表3に示した昇温条件で、粉体塗料を上記と同様に14
0℃まで昇温し、その際の最低粘度を、140℃昇温試
験における粘度とした。
【0063】<40μm膜厚での平滑性>平滑性評価用
基板として、リン酸亜鉛処理したダル鋼板に、パワート
ップU−50(日本ペイント社製自動車用カチオン電着
塗料)を乾燥膜厚が約25μmとなるように電着塗装
し、160℃で30分間焼き付けた後、オルガP−2
(日本ペイント社製溶剤型中塗り塗料)を乾燥膜厚が約
40μmになるように静電塗装し、140℃で30分間
焼き付けたものを作製した。この平滑性評価用基板の上
に、各粉体塗料を静電塗装により塗装し、145℃で2
5分間焼き付けて、膜厚が40μmの塗膜を形成した。
基板として、リン酸亜鉛処理したダル鋼板に、パワート
ップU−50(日本ペイント社製自動車用カチオン電着
塗料)を乾燥膜厚が約25μmとなるように電着塗装
し、160℃で30分間焼き付けた後、オルガP−2
(日本ペイント社製溶剤型中塗り塗料)を乾燥膜厚が約
40μmになるように静電塗装し、140℃で30分間
焼き付けたものを作製した。この平滑性評価用基板の上
に、各粉体塗料を静電塗装により塗装し、145℃で2
5分間焼き付けて、膜厚が40μmの塗膜を形成した。
【0064】この塗膜表面の平滑性を、ウェーブスキャ
ン(WS)測定機(ビッグケミー社製)を用いて測定し
W1値を求めた。表4に示す「W1」は、この値であ
る。また、W1値が10以下のものを平滑性の評価で合
格(○)、W1値が10を超えるものを不合格(×)と
した。
ン(WS)測定機(ビッグケミー社製)を用いて測定し
W1値を求めた。表4に示す「W1」は、この値であ
る。また、W1値が10以下のものを平滑性の評価で合
格(○)、W1値が10を超えるものを不合格(×)と
した。
【0065】
【表4】
【0066】表4から明らかなように、本発明に従う実
施例1〜5の熱硬化性粉体塗料は、耐ブロッキング性に
優れ、かつ塗膜の平滑性が良好である。樹脂Bとして本
発明の範囲外であるC4を用いた比較例1では、良好な
塗膜の平滑性が得られていない。また、従来の乾式法で
作製した比較例2の粉体塗料においては、良好な耐ブロ
ッキング性が得られていない。
施例1〜5の熱硬化性粉体塗料は、耐ブロッキング性に
優れ、かつ塗膜の平滑性が良好である。樹脂Bとして本
発明の範囲外であるC4を用いた比較例1では、良好な
塗膜の平滑性が得られていない。また、従来の乾式法で
作製した比較例2の粉体塗料においては、良好な耐ブロ
ッキング性が得られていない。
【0067】また、ΔSPにおいて本発明の範囲外とな
る樹脂Aと樹脂Bの組み合わせを用いた比較例3では、
良好な耐ブロッキング性が得られていない。樹脂Aのみ
を用いた比較例4では、良好な塗膜平滑性が得られてい
ない。また、樹脂Bのみを用いた比較例5では、良好な
耐ブロッキング性が得られていない。
る樹脂Aと樹脂Bの組み合わせを用いた比較例3では、
良好な耐ブロッキング性が得られていない。樹脂Aのみ
を用いた比較例4では、良好な塗膜平滑性が得られてい
ない。また、樹脂Bのみを用いた比較例5では、良好な
耐ブロッキング性が得られていない。
【0068】
【発明の効果】本発明によれば、耐ブロッキング性に優
れ、かつ塗膜を形成したときの平滑性に優れた熱硬化性
粉体塗料とすることができる。
れ、かつ塗膜を形成したときの平滑性に優れた熱硬化性
粉体塗料とすることができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 佐藤 晴彦
大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ
イント株式会社内
(72)発明者 横井 誠治
愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 児玉 敏
愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動
車株式会社内
Fターム(参考) 4J038 CG001 CG002 CG141 CH031
CH041 CH121 CH171 CJ031
CJ131 DB451 DB452 GA07
JA35 KA03 MA13 MA14 PA02
PB07 PC02
Claims (13)
- 【請求項1】 熱硬化性樹脂及び有機溶剤を含む熱硬化
性樹脂溶液を、水溶性高分子を含む水溶液中に分散して
懸濁液を調製し、該懸濁液の分散相中の有機溶剤を留去
して分散相を固化し、固化した分散相粒子を懸濁液から
分離して得られる熱硬化性粉体塗料であって、 前記熱硬化性樹脂溶液に、熱硬化性樹脂として樹脂A及
び樹脂Bが含まれており、 前記樹脂A及び前記樹脂Bが、 (a)(樹脂AのSP値)−(樹脂BのSP値)が0.
1〜1.0、 (b)樹脂Aのガラス転移温度が50〜100℃、数平
均分子量が2000〜4000、(数平均分子量/10
0+ガラス転移温度)の値が90以上、 (c)樹脂Bのガラス転移温度が20〜70℃、数平均
分子量が1000〜4000、(数平均分子量/100
+ガラス転移温度)の値が89以下、 (d)樹脂A/樹脂Bの固形分重量の比が5/95〜5
0/50であり、かつ熱硬化性粉体塗料の140℃昇温
試験における粘度が40mPa・秒以下であることを特
徴とする熱硬化性粉体塗料。 - 【請求項2】 前記樹脂Aの140℃昇温試験における
粘度が500mPa・秒以上であることを特徴とする請
求項1に記載の熱硬化性粉体塗料。 - 【請求項3】 前記樹脂Bの140℃昇温試験における
粘度が300mPa・秒以下であることを特徴とする請
求項1または2に記載の熱硬化性粉体塗料。 - 【請求項4】 前記熱硬化性樹脂溶液に、硬化剤が固体
の状態で分散して含まれていることを特徴とする請求項
1〜3のいずれか1項に記載の熱硬化性粉体塗料。 - 【請求項5】 前記樹脂A及び前記樹脂Bがエポキシ基
含有アクリル樹脂であり、前記硬化剤がカルボン酸基ま
たはカルボン酸無水物基含有化合物であることを特徴と
する請求項4に記載の熱硬化性粉体塗料。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱
硬化性粉体塗料を製造する方法であって、 熱硬化性樹脂及び有機溶剤を含む熱硬化性樹脂溶液を、
水溶性高分子を含む水溶液中に分散して懸濁液を調製
し、該懸濁液の分散相中の有機溶剤を留去して分散相を
固化し、固化した分散相粒子を懸濁液から分離すること
を特徴とする熱硬化性粉体塗料の製造方法。 - 【請求項7】 前記水溶性高分子が、曇点を示さない水
溶性高分子と、30〜90℃の範囲に曇点を示す水溶性
高分子との混合物であり、 (1)前記曇点未満の温度で前記懸濁液を調製する工程
と、 (2)前記懸濁液を前記曇点未満の温度範囲内で昇温
し、分散相の一次粒子を形成する工程と、 (3)前記一次粒子を含んだ懸濁液を、前記曇点以上の
温度に昇温し、一次粒子を凝集させて二次粒子を形成す
るとともに、二次粒子中の有機溶剤を系外に留去して粒
子を固化する工程とを備えることを特徴とする請求項6
に記載の熱硬化性粉体塗料の製造方法。 - 【請求項8】 前記工程(2)において、分散相中の有
機溶剤の一部を昇温の際系外に留去することを特徴とす
る請求項7に記載の熱硬化性粉体塗料の製造方法。 - 【請求項9】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱
硬化性粉体塗料または請求項6〜8のいずれか1項に記
載の方法で製造された熱硬化性粉体塗料を、被塗装物の
上に塗布して付着させる工程と、 前記被塗装物上の前記熱硬化性粉体塗料を加熱すること
によって溶融し硬化させて塗膜を形成する工程とを備え
る塗膜形成方法。 - 【請求項10】 前記熱硬化性粉体塗料を塗布する前
に、ベース塗料を塗布してベース塗膜を形成する工程を
さらに備える請求項9に記載の塗膜形成方法。 - 【請求項11】 前記ベース塗膜と前記熱硬化性粉体塗
料の塗膜を同時に加熱することによって硬化させること
を特徴とする請求項10に記載の塗膜形成方法。 - 【請求項12】 前記被塗装物が、下塗りまたは下塗り
及び中塗りが施された被塗装物であることを特徴とする
請求項9〜11のいずれか1項に記載の塗膜形成方法。 - 【請求項13】 下塗りまたは下塗り及び中塗りが施さ
れた被塗装物の上に、ベース塗料を塗布する工程と、 前記ベース塗料が塗布された被塗装物の上に、請求項1
〜5のいずれか1項に記載の熱硬化性粉体塗料または請
求項6〜8のいずれか1項に記載の方法で製造された熱
硬化性粉体塗料を塗布する工程と、 前記ベース塗料及び前記熱硬化性粉体塗料が塗布された
被塗装物を加熱する工程とを備える積層塗膜の形成方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001300001A JP2003105264A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 熱硬化性粉体塗料及びその製造方法並びに塗膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001300001A JP2003105264A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 熱硬化性粉体塗料及びその製造方法並びに塗膜形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003105264A true JP2003105264A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=19120653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001300001A Pending JP2003105264A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 熱硬化性粉体塗料及びその製造方法並びに塗膜形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003105264A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005118664A1 (en) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Nippon Paint Co., Ltd. | Thermosetting powder coating and process for producing the same |
JP2006111853A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-04-27 | Sanyo Chem Ind Ltd | 塗料組成物 |
JP2007269844A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Dainippon Ink & Chem Inc | 熱硬化型粉体塗料用樹脂組成物及びアルミホイール用粉体塗料用樹脂組成物 |
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---|---|---|---|---|
JPH04149288A (ja) * | 1990-10-12 | 1992-05-22 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 粉体塗料用樹脂組成物 |
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JP2001139874A (ja) * | 1999-08-31 | 2001-05-22 | Nippon Paint Co Ltd | 熱硬化性粉体塗料組成物 |
-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001300001A patent/JP2003105264A/ja active Pending
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