JP2001104873A - 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、２００
℃における各粉体塗料のチキソトロピー係数の差が３０
Ｐａ・ｓ以内であり、かつ２００℃における各粉体塗料
のチキソトロピー係数が５０Ｐａ・ｓ以下である塗装方
法、並びに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。

【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
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、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、２００℃における各粉体塗料のチ
キソトロピー係数の差が３０Ｐａ・ｓ以内であり、かつ
２００℃における各粉体塗料のチキソトロピー係数が５
０Ｐａ・ｓ以下である塗装方法、並びに該塗装方法を用
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、２００℃における各粉
体塗料のチキソトロピー係数の差を、いずれも、３０Ｐ
ａ・ｓ以内、好ましくは２０Ｐａ・ｓ以内、より好まし
くは１５Ｐａ・ｓ以内に調整し、かつ２００℃における
各粉体塗料のチキソトロピー係数を５０Ｐａ・ｓ以下、
好ましくは３０Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは２０Ｐａ
・ｓ以下に調整することにより、２種以上の色相の異な
る粉体塗料を用いて均一な色相の塗膜を得る塗装方法で
ある。本発明では、粉体塗料間のチキソトロピー係数を
前記範囲内に調整することにより、加熱溶融時に粉体塗
料を十分に溶け合わせて、均一な色相の塗膜を得ること
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】なお、本発明におけるチキソトロピー係数
（ＴＩ）とは、非ニュートン性の程度を評価する尺度で
あり、式（Ｉ）： ＴＩ＝（η１−η２）／ｌｏｇ（Ω１／Ω２） （Ｉ） （式中、η１、η２はそれぞれずり速度がΩ１、Ω２に
おける粘度を示す。）で定義される。ここで、Ω１とΩ
２のずり速度比を１０倍にすると、右辺の分母は１とな
り、それぞれのずり速度の差として求められる。回転数
を１０倍にしたときの粘度の比をＴＩ値とすることもあ
るが、本発明では、式（Ｉ）に従う。

【０００７】本発明において、粉体塗料のチキソトロピ
ー係数は、例えば、樹脂の種類、分子量、分子量分布、
さらには増粘剤、可塑剤、顔料分散剤の添加、顔料の表
面処理の方法等により調整することができる。

【０００８】本発明で用いる粉体塗料は、各粉体塗料間
のチキソトロピー係数の差が前記範囲以内に調整されて
いれば、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、樹脂と硬化剤を含有して単独で熱硬化
する粉体塗料であってもよい。また、より均一な色相
で、優れた光沢の塗膜が容易に得られる点からは、特開
平１０−２１２４３５号公報に記載されているような、
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。

【０００９】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。

【００１０】（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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】本態様において使用される粉体塗料Ａ、Ｂ
の配合比率は、官能基の当量比で３０／７０〜７０／３
０、重量比で１０／９０〜９０／１０が好ましい。

【００１６】（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。

【００１７】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。

【００１８】（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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】

【実施例】〔粉体塗料のチキソトロピー係数〕「ＲＤＡ
−II ダイナミックアナライザー」（レオメトリックス
社製）を用いて、以下の測定条件下で測定する。ただ
し、粉体塗料に硬化剤が含まれる場合は硬化剤を除いて
測定する。

【００２６】〈測定条件〉 ジオメトリー：コーンプレート 測定温度 ：２００℃ ずり速度Ω１：１０．８ｓｅｃ^-1 ずり速度Ω２：１０８ｓｅｃ^-1

【００２７】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。

【００２８】樹脂製造例２ 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１７４３ｇ及び酸化ジブチル錫
２ｇを窒素雰囲気下、２２０℃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Ｂを得た。ＪＩＳ Ｋ００７０の方法によ
り測定した樹脂Ｂの酸価は５２．５ｍｇＫＯＨ／ｇであ
った。

【００２９】粉体塗料の製造例 表１に示す原料を、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２５μｍの粉体を得
た。得られた粉体１００重量部と、シリカ（アエロジル
Ｒ９７２、日本アエロジル社製）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（Ｅ
１）〜（Ｅ３）、（Ｐ１）〜（Ｐ７）を得た。得られた
粉体塗料のη１、η２、チキソトロピー係数（ＴＩ）を
表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】 エポキシ樹脂Ａ ：エピコート１００２、油化シェルエポキシ社製 エポキシ樹脂Ｂ ：エピコート１００４ＡＦ、油化シェルエポキシ社製 エポキシ樹脂Ｃ ：エピコート１００７、油化シェルエポキシ社製 ポリエステル樹脂Ａ：樹脂製造例１で得られた樹脂Ａ ポリエステル樹脂Ｂ：樹脂製造例２で得られた樹脂Ｂ ポリエステル樹脂Ｃ：ＥＲ−８１２３、日本エステル社製 分散剤Ａ ：デモールＲＮ、花王社製 分散剤Ｂ ：ＰＢ−８２１、味の素ファインテクノ社製 酸化チタン ：タイペークＣＲ−５０、石原産業社製 マゼンタ顔料 ：ＥＣＲ１８６、大日精化工業社製 シアン顔料 ：ＫＲＧ、山陽色素社製 イエロー顔料 ：Ｈ４Ｇ、クラリアント社製 硬化剤 ：ＴＥＰＩＣ−Ｓ、日産化学工業社製 流展剤 ：Ｐ−２０００、ＢＡＳＦ社製 わき防止剤 ：ベンゾイン

【００３２】実施例１〜４及び比較例１〜４ 表２に示す組み合わせの粉体塗料を同重量ずつ用い、ヘ
ンシェルミキサーで混合した。得られた混合物を脱脂し
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。組み合わせた粉体
塗料間のチキソトロピー係数（ＴＩ）の差を表２に示
す。

【００３３】試験例１ 実施例１〜４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２
に示す。

【００３４】〔評価基準〕視力１．０の観察者が塗膜か
ら３０〜５０ｃｍ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でも不均一に見える。

【００３５】試験例２ 実施例１〜４及び比較例１〜４で得られた塗膜につい
て、光沢計（ＧＭ−６０、ミノルタ（株）製）を使用
し、ＡＳＴＭ ３３６３−７４に準拠した方法に従って
光沢を測定した。結果を表２に示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】以上の結果より、実施例１〜４により得ら
れた塗膜は、５０ｃｍ離れた所から見ても均一な色相を
有し、かつ優れた光沢を有するのに対して、比較例１〜
４により得られた塗膜は、粉体塗料が十分に混ざり合わ
ずに硬化しているため、各粉体塗料の粒子の色相が５０
ｃｍ離れた所から見ると目視で判断できるほど、色相が
不均一で、光沢も実施例１〜４により得られた塗膜より
劣ることがわかる。

【００３８】

【発明の効果】本発明により、２種以上の色相の異なる
粉体塗料を用いて、均一な色相を有し、かつ優れた光沢
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 (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｄ 163/00 Ｃ０９Ｄ 163/00 167/00 167/00 175/04 175/04 177/00 177/00 201/00 201/00 (72)発明者 鈴木 祥一 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 AA86 AA90 AB07 BB26Z BB65X CB40 DA06 DB02 EA02 EB32 EB33 EB35 EC11 EC31 EC37 EC60 4J038 CG081 CG082 CG141 CG142 CH171 CH172 DA041 DA042 DB001 DB002 DD001 DD002 DH001 DH002 GA01 GA03 GA06 GA07 GA09 LA03 MA02 MA15 NA01 NA23 PA02 PA19

Claims (4)

【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、２０
   ０℃における各粉体塗料のチキソトロピー係数の差が３
   ０Ｐａ・ｓ以内であり、かつ２００℃における各粉体塗
   料のチキソトロピー係数が５０Ｐａ・ｓ以下である塗装
   方法。
2. 【請求項２】 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記載の塗装方法。
3. 【請求項３】 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又は２記
   載の塗装方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３いずれか記載の塗装方法を
   用いる塗膜の製造方法。