JP2001062385A - 塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】２種以上の色相の異なる流動性の優れた粉体塗
料を用いて、より均一な色相を有する塗膜を形成するこ
とができる塗装方法、該塗装方法に使用される粉体塗料
及び該塗装方法を用いる塗膜の製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】２種以上の色相の異なる粉体塗料の混色に
より均一な色相の塗膜を得る塗装方法であって、用いる
粉体塗料の１種以上に体積平均粒子径が１００ｎｍ以下
の親水性無機微粒子を含有してなる粉体塗料を組み合わ
せて使用する塗装方法、該塗装方法に使用される、親水
性無機微粒子を含有してなる粉体塗料及び該塗装方法を
用いる塗膜の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２種以上の色相の
異なる粉体塗料の混色により均一な色相の塗膜を得る塗
装方法、該塗装方法に使用される粉体塗料及び該塗装方
法を用いる塗膜の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉体塗料は、樹脂、硬化剤、添加剤等に
所望の色相を出すための数色の顔料を加え、混合した
後、溶融混練し、その後、冷却、粉砕、分級することに
より、製造されている。そのため、粉体塗料としては要
求される色相毎に塗料を用意せざるを得ず、その品揃え
は膨大な数にのぼっている。その改善のため、粉体塗料
の粒径を小さくする方法（特表平４−５０４４３１号公
報）や、単独では熱硬化しない粉体塗料を混合塗布する
方法（特開平１０−２１２４３５号公報）が開発されて
いる。しかし、前者の方法は、各粉体塗料の粒径を小さ
くし、さらに造粒する必要があるため、工程が煩雑であ
り、後者の方法は、容易に混色が可能な点で優れた方法
であるが、流動性が不十分な場合があり、さらなる改善
が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、２種以上の
色相の異なる流動性の優れた粉体塗料を用いて、より均
一な色相を有する塗膜を形成することができる塗装方
法、該塗装方法に使用される粉体塗料及び該塗装方法を
用いる塗膜の製造方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１） ２種
以上の色相の異なる粉体塗料の混色により均一な色相の
塗膜を得る塗装方法であって、用いる粉体塗料の１種以
上に体積平均粒子径が１００ｎｍ以下の親水性無機微粒
子を含有してなる粉体塗料を組み合わせて使用する塗装
方法、（２） 前記（１）記載の塗装方法に使用され
る、親水性無機微粒子を含有してなる粉体塗料、並びに
（３） 前記（１）記載の塗装方法を用いる塗膜の製造
方法、に関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明は、親水性無機微粒子を含
有した粉体塗料を用いることに大きな特徴がある。本発
明に用いられる親水性無機微粒子を含有した粉体塗料は
極めて良好な流動性を有し、かつ親水性無機微粒子は樹
脂との相溶性もよく、色相に影響を与えることもないた
め、２種以上の色相の異なる粉体塗料を用いて均一な色
相を有する塗膜を得ることができる。なお、本明細書で
いう“均一”な色相の塗膜とは、形成された塗膜の色相
が均質であるため、混色した各粉体塗料そのもののの色
が５０ｃｍ離れた所からは目視により見分けることがで
きないことを意味する。

【０００６】本発明における親水性無機微粒子として
は、親水性シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等が
挙げられ、これらのなかでは樹脂との相溶性に優れる点
から、親水性シリカ及び酸化チタンが好ましく、親水性
シリカがより好ましい。なお、親水性無機微粒子は単独
でも、２種以上を混合して用いてもよい。

【０００７】本発明における親水性無機微粒子とは、表
面が水に濡れやすい性質を有するものをいい、親水性の
有無は、無機微粒子を水面に落とした時に容易に粉体が
沈降するか否かにより判断できる。具体的には、人造研
削材の親水性試験法（ＪＩＳＲ６１２７）で判断でき
る。

【０００８】親水性無機微粒子の体積平均粒子径は、色
相に与える影響の観点から、１００ｎｍ以下、好ましく
は５〜５０ｎｍ、より好ましくは７〜３０ｎｍである。

【０００９】親水性無機微粒子の含有量は、粉体塗料中
の樹脂１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部が
好ましく、０．１〜５重量部がより好ましい。

【００１０】なお、本発明において、親水性無機微粒子
は、粉体塗料を調製する際に、樹脂、着色剤等とともに
親水性無機微粒子を溶融混練することにより、粉体塗料
の内部に包含及び／又は表面に露出した形態であっても
よく、粉体塗料と親水性無機微粒子を混合して、表面に
付着させた形態であってもよいが、より優れた流動性が
得られることから、後者の方法が好ましい。

【００１１】本発明で用いる粉体塗料は、その１種以上
が前記親水性無機微粒子を含有するものであれば、従来
より粉体塗料用に用いられている樹脂、着色剤等を含有
する粉体塗料を、特に限定することなく用いることがで
きるが、樹脂が極性基含有樹脂である場合には、親水性
無機微粒子との相溶性により一層優れるため好ましい。

【００１２】また、本発明では、２種以上の色相の異な
る粉体塗料からより均一な色相の塗膜を得るために、単
独では２５０℃以下で熱硬化しないが、他種の粉体塗料
と混合塗布することにより２５０℃以下で熱硬化する特
性を有する粉体塗料であることが好ましい。なお、「熱
硬化しない」とは示差走査熱量計（ＤＳＣ２１０、セイ
コー電子工業（株）製）を用い、昇温速度１０℃／分で
測定した際、熱硬化に相当する発熱ピークが検出できな
いことを言う。

【００１３】従って、本発明で用いる粉体塗料の組み合
わせとしては、異なる粉体塗料に含有される樹脂同士が
加熱溶融時に溶融混合されることにより、２５０℃以下
で硬化反応を起こす粉体塗料を使用する態様と、樹脂と
樹脂のみでは溶融混合しても２５０℃以下では硬化反応
を起こさないが、それぞれ硬化剤を併用することによ
り、溶融混合されて２５０℃以下で硬化反応を起こす粉
体塗料を使用する態様と、それぞれ単独で熱硬化する粉
体塗料を使用する態様とがある。

【００１４】（１）樹脂同士が硬化反応を起こす態様 この態様は、各粉体塗料Ａ、Ｂに含有される樹脂同士が
溶融混合されることにより、互いの樹脂が有する官能基
同士が硬化反応を生じる態様である。従って、この態様
に使用する粉体塗料Ａと粉体塗料Ｂの組み合わせとして
は、例えば、ポリエステル樹脂等のカルボキシル基を有
する樹脂、ポリアミド樹脂等のアミノ基を有する樹脂、
ノボラック樹脂等のフェノール性水酸基を有する樹脂及
び無水酸系樹脂よりなる群から選ばれる１種以上の樹脂
を含有する１種以上の粉体塗料と、エポキシ樹脂等のエ
ポキシ基を有する樹脂、メタクリル酸グリシジル系アク
リル樹脂等のグリシジル基を有する樹脂及び不飽和結合
を有する樹脂よりなる群から選ばれる１種以上の樹脂を
含有する１種以上の粉体塗料との組み合わせが挙げら
れ、好ましくはカルボキシル基又はアミノ基を有する樹
脂を含有する粉体塗料とエポキシ基を有する樹脂を含有
する粉体塗料の組み合わせである。

【００１５】単独では２５０℃以下で熱硬化しないが、
他種の粉体塗料と混合塗布することにより２５０℃以下
で熱硬化する特性を有する粉体塗料に含有される樹脂
は、従来より知られている各種樹脂が限定されることな
く使用可能であるが、樹脂の溶融温度は２５０℃以下、
好ましくは９０〜１８０℃であり、混合された粉体塗料
の硬化温度以下となるように調整されることが好まし
い。

【００１６】また、樹脂のガラス転移点は、貯蔵安定性
を考慮して４０℃以上、粉体塗料の溶融温度を考慮して
９０℃以下であることが好ましい。

【００１７】また、この態様の粉体塗料に、硬化剤や硬
化触媒は特に必要とされないが、必要に応じて硬化剤や
硬化触媒が含有されていてもよい。この場合、各粉体塗
料に使用するそれぞれの樹脂に適した硬化剤や硬化触媒
を他方の粉体塗料に添加し、単独では熱硬化しない粉体
塗料を調製する。

【００１８】なお、硬化剤としては公知のブロックトイ
ソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤、アルコキシ
シラン系硬化剤、ポリアジリジン系硬化剤、オキサゾリ
ン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤等を対応する樹脂の
官能基にあわせ適宜選択すればよい。

【００１９】本態様において使用される粉体塗料Ａ、Ｂ
の配合比率（重量比）は、それぞれの樹脂中に存在する
官能基の量にもよるが、１０／９０〜９０／１０である
ことが望ましい。

【００２０】（２）樹脂と樹脂のみでは２５０℃以下で
は硬化反応を起こさない態様 この態様は、各粉体塗料Ｃ、Ｄに使用するそれぞれの樹
脂に適した硬化剤を他方の粉体塗料に添加する態様であ
る。従って、粉体塗料Ｃ及びＤにおける、樹脂と硬化剤
の組み合わせの好ましい具体例としては、例えば、エポ
キシ樹脂及びオキサゾリン系硬化剤を含有した粉体塗料
と、フェノール性以外の末端水酸基のポリエステル樹脂
及びイミダゾール系硬化剤を含有した粉体塗料との組み
合わせが挙げられる。

【００２１】粉体塗料Ｃ、Ｄの配合比率（重量比）は１
０／９０〜９０／１０が好ましく、硬化剤の配合量は、
反応する樹脂の官能基当量に対し、０．８〜１．２倍に
調整することが好ましい。

【００２２】（３）各粉体塗料が単独で熱硬化する態様 この態様は、互いに反応して熱硬化する樹脂と硬化剤を
含有した粉体塗料を組み合わせる態様である。従って、
この態様に使用する粉体塗料としては、ポリエステル樹
脂とトリグリシジルイソシアヌレート（ＴＧＩＣ）とを
含有した粉体塗料の組み合わせ等が挙げられる。

【００２３】本発明に用いられる粉体塗料に含有される
着色剤の基本色としては、イエロー、マゼンタ、シア
ン、白、黒等が挙げられ、それぞれの基本色に使用され
る着色剤としては、例えば、イエローではジスアゾエロ
ー、アセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料、マ
ゼンタではカーミン６Ｂ、ピグメントレッド、シアンで
は銅フタロシアニン、白では酸化チタン、黒ではカーボ
ンブラック等が挙げられる。着色剤の含有量は、樹脂１
００重量部に対して、０．１〜６０重量部が好ましい。

【００２４】粉体塗料には、必要に応じて、アクリレー
ト重合体等の流展剤、各種触媒や有機系スズ化合物等の
架橋促進剤、ベンゾイン等のワキ防止剤等の添加剤等が
含有されていてもよい。

【００２５】粉体塗料は、例えば、樹脂、着色剤、硬化
剤、親水性無機微粒子等を押出機等で溶融混練し、冷却
後、例えば、ハンマーミル、ジェット衝撃ミル等の粉砕
装置を用いて物理的粉砕を行い、ついで空気分級機、マ
イクロン・クラッシファイアー等の分級機を用いて分級
することにより調製してもよく、または樹脂、着色剤、
硬化剤等を溶融混練し、冷却後、粉砕し、分級した後、
得られた粉体の表面に親水性無機微粒子を付着させて調
製してもよい。

【００２６】このようにして得られる粉体塗料の体積平
均粒子径は、好ましくは３〜８０μｍ、より好ましくは
７〜５０μｍである。なお、３〜１０μｍの小粒径の粉
体塗料は、これらを混合して凝集させ、２０〜５０μｍ
の粒子径とした凝集粒子として用いてもよい。

【００２７】本発明の塗装方法は、本発明により組み合
わせた粉体塗料を塗布し、焼き付け、塗膜を形成させる
方法であれば、特に限定されない。粉体塗料を塗布する
方法としては、静電スプレー、電子ガン等を用いる塗布
方法、流動浸漬法、プラスチック溶射法等の方法があげ
られる。焼き付けの際の温度、時間等は、粉体塗料に含
有される樹脂の種類、組み合わせた粉体塗料の混合物の
硬化開始温度等によって異なるため、一概には決定でき
ないが、温度は１２０〜２００℃程度、時間は１０〜３
０分程度が好ましい。組み合わせた粉体塗料は、塗装時
に混合しながら被塗装物に塗布してもよいが、より均一
な色相の塗膜を得るために、予め混合された状態で塗布
することが好ましい。２種以上の粉体塗料を混合する方
法としては、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等
の高速攪拌機で乾式混合する方法等の従来より知られて
いる方法がすべて使用可能である。なお、混色に供され
る各粉体塗料の使用量は、混色により得られる所望の色
相に応じて適宜選択される。

【００２８】以上説明した本発明の塗装方法を用いて、
容易に均一な色相の塗膜を製造することができる。

【００２９】

【実施例】樹脂製造例１ エチレングリコール１８６ｇ、ネオペンチルグリコール
７２８ｇ、テレフタル酸１４９４ｇ、無水トリメリット
酸１９２ｇ及び酸化ジブチル錫２ｇを窒素雰囲気下、２
２０℃で攪拌しつつ、ＡＳＴＭ Ｅ２８−６７による軟
化点が９０℃に達するまで反応させて、樹脂Ａを得た。
ＪＩＳ Ｋ００７０の方法により測定した樹脂Ａの酸価
は５２．４ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

【００３０】 粉体塗料の製造例１ 樹脂Ａ １００重量部 酸化チタン １０重量部 （タイペークＣＲ−５０、石原産業社製；体積平均粒子径：２５０ｎｍ） ジスアゾエロー ４重量部 （ピグメントイエローＥＣＹ−２１０、大日精化社製） ＴＧＩＣ（アラルダイトＰＴ−８１０、チバガイギー社製） １５重量部 流展剤（Ａｃｒｏｎａｌ ４Ｆ、ＢＡＳＦ社製） ２重量部

【００３１】上記原料組成物を、スーパーミキサーにて
良く混合した後、ブスーコニーダー（ブス社製）を使用
して混練し、冷却したのちＰＪＭ粉砕機（日本ニューマ
チック社製）を使用して粉砕し、体積平均粒子径２５μ
ｍの粉体塗料（１）を得た。

【００３２】粉体塗料の製造例２ ジスアゾエローの代わりに、銅フタロシアニン（シアニ
ンブルーＫＲＳ、山陽色素社製）４重量部を使用した以
外は、粉体塗料の製造例１と同様にして、粉体塗料
（２）を得た。

【００３３】粉体塗料の製造例３ ＴＧＩＣを使用しなかった以外は、粉体塗料の製造例１
と同様にして、粉体塗料（３）を得た。

【００３４】粉体塗料の製造例４ 樹脂Ａの代わりにエポキシ樹脂（エピコート１００４Ａ
Ｆ、油化シェル社製）１００重量部を使用し、ＴＧＩＣ
を使用しなかった以外は、粉体塗料の製造例２と同様に
して、粉体塗料（４）を得た。

【００３５】粉体塗料の製造例５ 原料組成物に親水性シリカ（Ｍ５、キャボット社製；体
積平均粒子径：１２ｎｍ）５重量部を加えた以外は、粉
体塗料の製造例３と同様にして粉体塗料（５）を得た。

【００３６】粉体塗料の製造例６ 原料組成物に親水性シリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ２００、日
本アエロジル社製；体積平均粒子径：１２ｎｍ）５重量
部を加えた以外は、粉体塗料の製造例４と同様にして粉
体塗料（６）を得た。

【００３７】実施例１ 粉体塗料（１）及び粉体塗料（２）１００重量部のそれ
ぞれと、親水性シリカ（Ｍ５、キャボット社製、体積平
均粒子径：１２ｎｍ）０．３重量部とをヘンシェルミキ
サーを使用して均一に混合し、粉体塗料（１ａ）及び粉
体塗料（２ａ）を得た。

【００３８】同重量の粉体塗料（１ａ）と粉体塗料（２
ａ）を混合して、粉体塗料組成物を得た。得られた粉体
塗料組成物を脱脂したスチール板に静電スプレーにて塗
装し、その後１８０℃で２０分間焼き付け、塗膜を得
た。

【００３９】実施例２ 親水性シリカの代わりに親水性酸化チタン（Ｐ２５、日
本アエロジル社製、体積平均粒子径：２１ｎｍ）０．３
重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして、粉体塗
料組成物を調製し、塗膜を得た。

【００４０】実施例３ 粉体塗料（１）及び粉体塗料（２）の代わりに、粉体塗
料（３）及び粉体塗料（４）をそれぞれ１００重量部用
いた以外は、実施例１と同様にして、粉体塗料組成物を
調製し、塗膜を得た。

【００４１】実施例４ 親水性シリカの代わりに親水性酸化チタン（Ｐ２５、日
本アエロジル社製、体積平均粒子径：２１ｎｍ）０．３
重量部を用いた以外は、実施例３と同様にして、粉体塗
料組成物を調製し、塗膜を得た。

【００４２】実施例５ 同重量の粉体塗料（５）と粉体塗料（６）を混合して、
粉体塗料組成物を得た。得られた粉体塗料組成物を脱脂
したスチール板に静電スプレーにて塗装し、その後１８
０℃で２０分間焼き付け、塗膜を得た。

【００４３】実施例６ 体積平均粒子径を３μｍとした粉体塗料（１）及び粉体
塗料（２）を用いた以外は、実施例１と同様にして、粉
体塗料組成物を調製し、塗膜を得た。

【００４４】比較例１ 親水性シリカの代わりに疎水性シリカ（Ｒ８１２、日本
アエロジル社製、体積平均粒子径：７ｎｍ）０．３重量
部を用いた以外は、実施例１と同様にして、粉体塗料組
成物を調製し、塗膜を得た。

【００４５】比較例２ 親水性シリカの代わりに疎水性シリカ（Ｒ８１２、日本
アエロジル社製、体積平均粒子径：７ｎｍ）０．３重量
部を用いた以外は、実施例３と同様にして、粉体塗料組
成物を調製し、塗膜を得た。

【００４６】比較例３ 親水性シリカを使用しなかった以外は、実施例１と同様
にして、粉体塗料組成物を調製し、塗膜を得た。

【００４７】比較例４ 親水性シリカを使用しなかった以外は、実施例３と同様
にして、粉体塗料組成物を調製し、塗膜を得た。

【００４８】試験例１ 実施例１〜６及び比較例１〜４で調製した粉体塗料組成
物の安息角を、「ＰＯＷＤＥＲ ＴＥＳＴＥＲ ＴＹＰ
Ｅ ＰＴ−Ｅ」（ホソカワミクロン社製）を用いて測定
し、以下の評価基準に従って各粉体塗料組成物の流動性
を評価した。結果を表１に示す。

【００４９】〔評価基準〕 ○：安息角が４０°未満で良好な流動性を有する。 △：安息角が４０°以上、４３°未満だが塗装上問題は
ない。 ×：安息角が４３°以上で塗装上問題が生じる。

【００５０】試験例２ 実施例１〜６及び比較例１〜４で得られた塗膜の色相の
均一性を以下の評価基準に従って評価した。結果を表１
に示す。

【００５１】〔評価基準〕 視力１．０の観察者が塗膜から３０〜１００ｃｍ離れて
観察した際に、 ◎：３０ｃｍでも均一に見える。 ○：３０ｃｍでは不均一に見えるが、５０ｃｍでは均一
に見える。 △：５０ｃｍでは不均一に見えるが、１００ｃｍでは均
一に見える。 ×：１００ｃｍでも不均一に見える。

【００５２】

【表１】

【００５３】以上の結果より、実施例１〜６で用いた粉
体塗料は良好な流動性を有し、得られる塗膜も、均一な
色相を有していることが分かる。これに対して比較例
１、２で用いた疎水性無機微粒子を含有した粉体塗料
は、流動性には優れるものの、得られる塗膜は色相の均
一性に欠けており、比較例３、４で用いた親水性無機微
粒子を含有していない粉体塗料は、流動性に欠け、塗膜
の色相の均一性にもやや欠けることが分かる。

【００５４】

【発明の効果】本発明により、２種以上の色相の異なる
流動性に優れた粉体塗料を用いて、より均一な色相を有
する塗膜を形成することが可能となった。従って、原色
を含む数種の色調の粉体を用意することで、あらゆる色
調の粉体を容易に得ることができ、従来のように、数多
くの色調の粉体塗料を品揃えする必要がなくなった。

フロントページの続き (72)発明者 末永 憲一 和歌山市湊1334番地 花王株式会社研究所 内 (72)発明者 柳 秀樹 和歌山市湊1334番地 花王株式会社研究所 内 Ｆターム(参考） 4D075 AA09 BB26Z CB36 DA06 DB02 EA02 EB33 EB35 EB39 EB53 EC02 EC03 EC37 EC53 EC54 4J038 CG142 CH171 CH172 DA031 DA032 DB001 DB002 DB221 DB222 DD001 DD002 DG141 DH001 DH002 GA01 GA03 GA06 GA07 GA09 HA216 HA446 KA02 KA20 MA02 MA14 NA01 NA06 PA02 PA19

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２種以上の色相の異なる粉体塗料の混色
   により均一な色相の塗膜を得る塗装方法であって、用い
   る粉体塗料の１種以上に体積平均粒子径が１００ｎｍ以
   下の親水性無機微粒子を含有してなる粉体塗料を組み合
   わせて使用する塗装方法。
2. 【請求項２】 親水性無機微粒子が親水性シリカ又は酸
   化チタンである請求項１記載の塗装方法。
3. 【請求項３】 組み合わされる粉体塗料が、単独では２
   ５０℃以下で熱硬化しないが、他種の粉体塗料と混合塗
   布することにより２５０℃以下で熱硬化する特性を有す
   る請求項１又は２記載の塗装方法。
4. 【請求項４】 カルボキシル基を有する樹脂、アミノ基
   を有する樹脂、フェノール性水酸基を有する樹脂及び無
   水酸系樹脂よりなる群から選ばれる１種以上の樹脂を含
   有する１種以上の粉体塗料と、エポキシ基を有する樹
   脂、グリシジル基を有する樹脂及び不飽和結合を有する
   樹脂よりなる群から選ばれる１種以上の樹脂を含有する
   １種以上の粉体塗料とを組み合わせる請求項１〜３いず
   れか記載の塗装方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４いずれか記載の塗装方法に
   使用される、親水性無機微粒子を含有してなる粉体塗
   料。
6. 【請求項６】 請求項１〜４いずれか記載の塗装方法を
   用いる塗膜の製造方法。