(57)【要約】フレーク様の色効果顔料粒子およびポリマー結合剤を含有するコーティング組成物を製造する方法。この顔料組成物は、微粒子を含む初期サイズを有する。この顔料組成物を混合し、そして第二の粒度分布を達成するための温度まで加熱すると、初期粒度分布における微粒子は、この顔料組成物中で結合して、より大きい粒子になる。この顔料組成物を結合させる時間および温度は、ポリマー結合剤の化学的特性、およびフレーク様の色効果顔料の負荷を考慮するために、調節され得る。
2008530302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末コーティング組成物を製造する方法であって、該方法は、
（ｉ）フレーク様の色効果顔料粒子およびポリマー結合剤を含有する顔料組成物を提供する工程であって、該顔料組成物は、微粒子を含む初期粒度分布を有する、工程；
（ｉｉ）該顔料組成物を混合し、そして微粒子を実質的に含まない第二の粒度分布を達成する温度まで、該顔料組成物を加熱する工程；ならびに
（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）から得られた顔料組成物を冷却して、該粉末コーティング組成物を製造する工程、
を包含する、方法。
【請求項２】
前記温度が、前記顔料組成物のＴＧより２°Ｆを超えて高い、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記温度が、前記顔料組成物のＴＧよりも１％〜１５％高い、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記微粒子が、５μｍまでのサイズである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
粒度分布が、粒子計数の関数として決定され、前記初期粒度分布は、１つのモードを有し、そして前記第二の粒度分布は、２つのモードを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記初期粒度分布のモードは、５μｍと２０μｍとの間に位置し、そして前記第二の粒度分布の２つのモードは、１０μｍと５０μｍとの間に位置する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記フレーク様の色効果顔料粒子が、金属フレークを含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法に従って製造された、粉末コーティング組成物。
【請求項９】
粉末コーティング組成物を製造するためのプロセスであって、該プロセスは、
（ｉ）  非剥離性顔料粒子およびポリマー結合剤を含有する、ベース組成物を提供する工程；
（ｉｉ）  該ベース組成物を高温で混合する工程；
（ｉｉｉ）  フレーク様の色効果顔料粒子を該ベース組成物に添加して、顔料組成物を製造する工程であって、該顔料組成物は、微粒子を含む初期粒度分布を有する、工程；
（ｉｖ）  該顔料組成物を、微粒子を実質的に含まない第二の粒度分布に達するための温度まで加熱する工程；
（ｖ）  工程（ｉｖ）において製造された該顔料組成物を、該温度で、所定の時間にわたって混合する工程；ならびに
（ｖｉ）  工程（ｖ）から得られた該顔料組成物を冷却して、該粉末コーティング組成物を製造する工程、
を包含する、プロセス。
【請求項１０】
前記温度が、前記顔料組成物のＴＧ  より２°Ｆを超えて高い、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記温度が、前記顔料組成物のＴＧよりも１％〜１５％高い、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記微粒子が、５μｍまでのサイズである、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記粒度分布が、粒子計数の関数として決定され、前記初期粒度分布が、１つのモードを有し、そして前記第二の粒度分布が、２つのモードを有する、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記初期粒度分布のモードが、５μｍと２０μｍとの間に位置し、そして前記第二の粒度分布の２つのモードが、１０μｍと５０μｍとの間に位置する、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記フレーク様の色効果顔料粒子が、金属フレークを含有する、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１６】
粉末コーティング組成物であって、該粉末コーティング組成物は、
非剥離性の顔料粒子；
フレーク様の色効果顔料粒子；および
ポリマー結合剤、
を含有し、該粉末コーティング組成物は、粒子計数の関数として決定される、２つの計数モードを有する粒度分布を有する、粉末コーティング組成物。
【請求項１７】
前記２つの計数モードが、１０μｍと５０μｍとの間に位置する、請求項１６に記載の粉末コーティング組成物。
【請求項１８】
前記非剥離性の顔料粒子が、有機着色顔料または無機充填剤顔料、あるいはこれらの両方を含有する、請求項１６に記載の粉末コーティング組成物。
【請求項１９】
請求項１６に記載の粉末コーティング組成物でコーティングされた基材を備える物品。
【請求項２０】
前記基材が金属である、請求項１９に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、フレーク様の色効果顔料を含有する粉末コーティング組成物を製造する方法、およびこの方法によって調製されるコーティング組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
自動車の仕上げ剤または産業用塗料において使用される、溶媒ベースのコーティング組成物は、代表的に、ポリマー樹脂基剤を含有し、この基剤中に、フレーク様の顔料（例えば、金属フレーク）が分散しており、これらの顔料が、このコーティング組成物において、色効果（例えば、金属光沢、または角度による色の変化（ｇｏｎｉｏｃｈｒｏｍｉｓｍ））を生じる。これらの金属フレークは、コーティングされる基材の表面に対して平行に整列する傾向があり、これによって、平坦な反射性の表面を提供し、このことは、この塗料が乾燥または焼成される場合に、このコーティングの望ましい外観を与える。
【０００３】
頑丈な耐磨耗性コーティングは、粉末コーティング方法によって製造され得る。しかし、粉末コーティング組成物中のフレーク様顔料が整列して、溶媒ベースのコーティング組成物において達成される色効果と類似の色効果を達成することには、疑問がある。粉末コーティング組成物は、通常、静電噴霧コーティングによって塗布される。静電噴霧プロセスにおいて、コーティング組成物の成分（ポリマー樹脂および添加剤を含む）は、粉砕されて、粉末粒子を製造し、これらの粉末粒子が、空気ストリーム中に分散される。これらの分散された粒子は、高い電場に曝露され、この電場中で、これらの粒子は、電荷を得る。これらの荷電粒子は、荷電した基材に引きつけられて、この基材上に、粉末の薄い層を生じる。このコーティングされた基材は、この粉末コーティングを融解してこの粉末コーティングを流動させるために充分な温度まで加熱され、そして滑らかな、均一な仕上げを提供する。
【０００４】
金属フレークは、これらの金属フレークを、樹脂、および流動制御剤、硬化剤、顔料、充填剤などと混合することによって、コーティング粉末に導入され得、その後、これらの成分が、融解配合される。しかし、この組成物を粉砕してコーティング粉末を製造する間に、これらのフレークは、しばしば、かなり断片化し、そしてこのようなコーティング粉末から得られる仕上げは、曇った、つやのない外観を有する。
【０００５】
金属仕上げの外観を増強させる試みは、フレーク様の顔料をポリマーコーティング粉末粒子と混合する方法に焦点を当てている。しかし、粉末コーティングのプロセスにおいて、このような混合物は、しばしば、調和しないコーティングを生じる。静電コーティングプロセスにおいて、コーティング粉末は、銃を通して噴霧され、この銃において、高電圧のコロナ放電が、電離場を確立するために使用される。粉末粒子がこの電離場を通過するにつれて、これらの粉末粒子は荷電され、そして基材（通常は、コーティングされるべき金属物品）に引きつけられる。この基材上に堆積しない粉末は、再生利用システムに収集され、そして再塗布のために、未使用の材料との混合のために戻される。金属フレークが、ポリマーコーティング粒子と単に混合されるのみである場合、これらのフレークは、同じ程度までは荷電されないか、またはポリマーコーティング粉末粒子と同じ速度で堆積する。スプレーしぶき（ｏｖｅｒｓｐｒａｙ）が連続的に再生利用され、そして未使用の材料と混合される時間にわたって、この金属フレーク顔料は、噴霧される粉末内でさらに濃縮され、得られる仕上げの外観を、実施の開始の際に噴霧から生じる仕上げから変化させる。最終的に、金属フレークの増加する濃度は、荷電機構を妨害し得る。電離場内の粉末が導電性にされすぎる場合、静電銃は、「ショート」し得るか、または爆発を起こし得る。
【０００６】
フレーク様の顔料を含有する粉末コーティング組成物を製造する際のこの問題の１つの解決策は、これらのフレーク様の顔料を、そのコーティング組成物のベース樹脂に融合または結合させることである。これらのフレーク様顔料を樹脂粒子に接着させることによって、この組成物は、コーティング粉末のスプレーしぶきが再生利用および再導入されるプロセスにおいて、時間が経つにつれて有意には荷電されない。従って、得られる仕上げは、時間が経つにつれて、より均一である。
【０００７】
フレーク様の顔料を樹脂粒子に結合させることは、高せん断混合によって達成され得る。しかし、多くのフレーク様の顔料は、高せん断環境における断片化に対する感受性が高く、これによって、フレークの形状が損傷または破壊され、その結果、得られる粉末コーティング組成物は、低品質の仕上げを与える。
【０００８】
市場でのいくらかの成功を達成した、代替の結合方法は、フレーク様の顔料と樹脂との混合物の、低いせん断混合または中程度のせん断混合を伴う、制御された加熱を包含する。この方法によれば、粉末組成物は、これらの樹脂粒子をわずかに軟化させ、これによって、フレーク様の顔料がこの樹脂粒子に接着するためにちょうど十分なように、加熱される。高温は、フレーク様の顔料の樹脂粒子への結合を増強することが示されたが、この従来の実施は、この結合温度が、ベース樹脂のＴＧより２°Ｆ以下高いことを決定する。この結合温度を、ベース樹脂のＴＧより最大２°Ｆ高く制御することによって、この樹脂は軟化し始め、粒子性を依然として維持し（融解しない）、その結果、この樹脂の粒子の形状を失うことなく、フレーク様の顔料の粒子との結合が起こり得ると考えられる。
【０００９】
ベース樹脂のＴＧのみに基づくこの結合へのブランケットアプローチは、いくらか成功して使用され得るが、このアプローチは、粉末コーティングの全組成（すなわち、樹脂、フレーク様の顔料、充填剤など）における有意な差を考慮しない。組成物による潜在的な熱の取り込みは、そのベース樹脂のみではなく、この組成物の全ての成分によってもまた、決定する。従って、結合プロセスをベース樹脂のＴＧのみに基づいて制御することは、必ずしも、全ての粉末コーティング組成物に対して適切なわけではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、種々のベース樹脂、フレーク様の顔料および充填剤を、粒子のスプレーしぶきが再生利用されて戻されるプロセスにおいて使用する場合に、時間が経つにつれて調和したつやのある金属仕上げを生じる、コーティング粉末を製造する方法に対する必要性が、依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（発明の要旨）
上記必要性は、フレーク様の色効果顔料粒子およびポリマー結合剤を含有する粉末コーティング組成物を製造する、本発明の方法によって、満たされる。この顔料組成物は、微粒子を含む初期粒度分布を有する。この顔料組成物は、混合され、そして微粒子を実質的に含まない第二の粒度分布を達成するための温度まで加熱される。この顔料組成物は、冷却されて、粉末コーティング組成物を製造する。この加熱する工程において、この顔料組成物の温度は、ポリマー結合剤のＴＧより２°Ｆを超えて高い温度まで、上昇される。この上昇した温度は、ポリマー結合剤のＴＧより１％〜１５％高くあり得る。１つの実施形態において、この初期粒度分布において、微粒子は、５ミクロンまでのサイズであり、これらの微粒子は、この顔料組成物中に、この顔料組成物の全体積に基づいて、２体積％〜２０体積％、または４体積％〜８体積％の量で存在する。
【００１２】
別の実施形態において、粒度分布が粒子計数の関数として決定される場合、初期粒度分布は、１つのモードを有する。加熱および混合の工程の完了の際に、この粒度分布は、２つのモードを有する第二の粒度分布にシフトする。初期粒度分布のモードは、５ミクロンと２０ミクロンとに間に位置し、そして第二の粒度分布の２つのモードは、１０ミクロンと５０ミクロンとの間に位置する。この顔料組成物は、フレーク様の色効果顔料粒子、および形状が非剥離性（ｎｏｎ−ｌｅａｆｉｎｇ）である他の顔料粒子を含有し得る。これらの非剥離性の顔料粒子は、有機着色顔料または無機充填剤顔料であり得、そして顔料組成物の全体積に基づいて、１０体積％〜４０体積％を占め得る。
【００１３】
フレーク様の色効果顔料は、剥離性顔料であっても非剥離性顔料であってもよく、これらの顔料としては、金属フレーク（例えば、アルミニウム）または金属酸化物をコーティングされた雲母が挙げられる。ポリマー結合剤は、熱硬化性組成物（例えば、エポキシ基含有材料）および硬化剤であり得る。本発明はまた、これらの方法に従って製造された粉末コーティング組成物、および本発明の方法を使用してコーティングされた基材を包含する。本発明は、自動車の構成要素などの金属基材をコーティングするために、特に適切である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（発明の詳細な説明）
本発明は、樹脂粉末コーティング中のフレーク様の色効果顔料の外観および金属的な効果の均一性を改善するための方法に関する。これらの樹脂粉末コーティングは、伝統的に、粉末コーティングのフィルムにおけるフレーク様の顔料の不適切な配向、ならびに非剥離性顔料および他の顔料の、コーティング全体にわたる不均一な分布を生じていた。具体的には、フレーク様の色効果顔料（代表的に金属である）と樹脂粒子とでは、密度と導電性との両方が異なる。密度および導電性のこれらの差は、従来の粉末コーティング中のそれぞれの粒子の不均一な分布に寄与する。粒子の分離が、基材に塗布される粉末コーティングの不均一な外観をもたらすのみでなく、フレーク様の顔料（一般に、金属）の個々の不連続な粒子の存在は、コーティングされるべき基材上に粉末を静電噴霧する間に、粉末組成物が電荷（すなわち、スパーク）を生じる機会を提供する。フレーク様の顔料をポリマー結合剤に結合させて、得られるコーティングの均一性を改善しようとする、以前の試みは、フレーク様の顔料の一体性および外観の均一性を補助および維持したが、これらのプロセスは、必ずしも、粉末コーティング組成物の成分（金属粒子と樹脂粒子との両方）の粒度分布を制御しない。本発明は、粒度分布（特に、５ミクロン以下のサイズの微粒子の存在）が制御される、粉末コーティング組成物を製造する方法に関する。
【００１５】
本発明の方法に従って製造される粉末コーティング組成物は、フレーク様の色効果顔料粒子およびポリマー結合剤を含有する、顔料組成物から製造される。この顔料組成物は、他の非剥離性顔料（例えば、有機着色顔料および／または無機充填剤顔料）を、さらに含有し得る。他の従来の添加剤（例えば、流動化剤、潤滑剤など）が、この粉末コーティング組成物に含有され得る。ポリマー結合剤は、架橋剤および／または硬化触媒と組み合わせて使用される、熱硬化性樹脂であり得る。本発明においてポリマー結合剤として使用するために適切な樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ／ポリエステルハイブリッド樹脂、およびアクリル樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。この樹脂は、この樹脂の粒子が、輸送および貯蔵の間に焼結または融合することを防止するために充分に高いが、樹脂と架橋剤および／または硬化触媒との間の反応が樹脂のかなりの硬化を起こすより低い温度で、これらの樹脂粒子が融解配合されるために充分に低い、軟化点を有するように選択される。一般に、軟化点および融点は、樹脂のモノマーおよび分子量によって変動する。
【００１６】
架橋剤および／または硬化触媒は、使用される樹脂のために適切であるように、そして樹脂の融点より高い温度のみでかなりの硬化を提供するように、選択される。エポキシ樹脂は、ジシアナミドまたは無水物によって、硬化され得る。ヒドロキシル官能性ポリエステル樹脂は、多官能性イソシアネートで硬化されて、ウレタンポリエステルを形成し得る。酸官能性ポリエステル樹脂は、イソシアヌレートで硬化され得る。エポキシ−ポリエステルハイブリッドは、互いとの反応によって硬化し得、そしてヒドロキシル官能性アクリル樹脂は、多官能性イソシアネートで硬化され得る。硬化を引き起こすために充分な架橋剤および／または硬化可能物質の量は、使用される樹脂の特定の化学特性および化学量論に依存し、そして樹脂の５重量％〜２０重量％であり得る。
【００１７】
本発明において使用される、フレーク様の色効果顔料は、代表的に、金属フレーク（例えば、アルミニウムフレーク）または金属酸化物をコーティングされた雲母フレーク、あるいはこれらの両方である。本明細書中で使用される場合、フレークは、少なくとも２であり、そして代表的には、１０〜２，０００の範囲に入る、幅対厚さの比（アスペクト比と称する）を有する。従って、フレークは、実質的に平坦な構造体である。アルミニウムフレークは、通常のフレーク様の色効果顔料である。使用され得る他の金属としては、ニッケル、青銅、亜鉛、およびステンレス鋼が挙げられる。ポリマー結合剤の重量基準の量に対する、フレーク様の色効果顔料の重量基準の量は、種々の要因に依存して、広い範囲にわたって変動し得る。これらの要因としては、フレーク様の色効果顔料とポリマー結合剤の粒子との相対密度、望ましい仕上げ、フレーク様の色効果顔料が均一な外観の表面（例えば、鏡様の表面）を提供するのか、またはフレーク様の色効果顔料が強調のために提供されるのか（例えば、このフレーク様の色効果顔料のきらめきおよび厚さ）が挙げられる。本発明の１つの実施形態において、フレーク様の色効果顔料は、ポリマー結合剤の重量に対して、０．５重量％〜２０重量％で含有され、そして１重量％〜５重量％の量で含有され得る。
【００１８】
本発明において使用される顔料組成物は、代表的に０．５ミクロン〜１００ミクロンのサイズの粒子が存在する、初期粒度分布を有する。本発明は、粉末コーティング組成物を製造する方法を包含し、この方法において、フレーク様の色効果顔料粒子をポリマー結合剤中に含有する顔料組成物が、混合および加熱されて、この顔料組成物の初期粒度分布を、微粒子を実質的に含まない第二の粒度分布に変化させる。微粒子は、本明細書中で、５ミクロンまでのサイズであると定義される。ポリマー結合剤と、フレーク様の色効果顔料との両方が、初期サイズ分布において、微粒子を有する。１つの実施形態において、微粒子は、顔料組成物中に、顔料組成物の全体積に基づいて２体積％〜２０体積％の量で存在し、そして顔料組成物の初期粒度分布において、顔料組成物の全体積の４体積％〜８体積％の量で存在し得る。
【００１９】
この顔料組成物を、ポリマー結合剤のＴＧより２°Ｆを超えて高い温度まで加熱すると、５ミクロンまでのサイズの微粒子を示す初期粒度分布は、微粒子を実質的に含まない第二の粒度分布に変化する。
【００２０】
本発明の１つの実施形態において、顔料組成物の初期粒度分布が、第二の粒度分布と比較される場合に、この初期粒度分布は、１つのモードを有する。一方で、この第二の粒度分布は、２つのモードを有し、これらの２つのモードは、初期粒度分布の１つのモードよりも大きい粒子サイズに中心を有する。初期粒度分布における顔料組成物に存在する粒子の数と、第二の粒度分布における顔料組成物に存在する粒子の数との、この集団分析によれば、５ミクロンまでのサイズの微粒子は、より大きい粒子（例えば、８ミクロン〜２０ミクロンのサイズの粒子）に付着し、これによって、粒度分布の下限の粒子計数を減少させ、そして８ミクロン〜２０ミクロンのサイズの粒子に付着した微粒子についての、新たなモード（第二のモード）を作製すると考えられる。本発明の１つの実施形態において、初期粒度分布のモードは、５ミクロンと２０ミクロのとの間に位置する。顔料組成物の加熱および混合後、この顔料組成物の第二の粒度分布は、１０ミクロンと５０ミクロンとの間に位置する、２つのモードを有する。この様式で、フレーク様の色効果顔料の、ポリマー結合剤への結合は、粒子計数の関数として決定される粒度分布の変化によって、証明される。本発明の１つの実施形態において、結合は、粒度が双峰である第二のサイズ分布を証拠にすれば、達成されると考えられる。別の実施形態において、第二の粒度分布は、必ずしも双峰ではないが、第一のサイズ分布とは異なる。この場合、結合は、第二の粒度分布を証拠にすれば、達成されると決定される。
【００２１】
顔料組成物中の、フレーク様の色効果顔料およびポリマー結合剤に加えて、この顔料組成物はまた、他の非剥離性顔料粒子を含有し得る。適切な非剥離性顔料粒子としては、有機着色顔料および無機充填剤顔料、ならびに他の充填剤（例えば、流動制御添加剤など）が挙げられる。非剥離顔料および他の材料は、顔料組成物の全体積に基づいて、粉末コーティング組成物の１０体積％〜２０体積％を構成し得る。
【００２２】
本発明によって粉末コーティング組成物を製造する結果として、非剥離性顔料粒子、フレーク様の色効果顔料粒子、およびポリマー結合剤を含有する、粉末コーティング組成物が得られる。この得られる粉末コーティング組成物は、粒子計数の関数として決定される粒度分布を有し、この粒度分布は、５ミクロンまでのサイズの微粒子を示した初期粒度分布とは異なり、そして１０ミクロンと５０ミクロンとの間に位置する２つの計数モードを有し得る。本発明は、金属基材（例えば、自動車の構成要素）または他の金属製の産業構成要素（例えば、装置の構成要素）をコーティングするために、特に適切である。
【００２３】
本発明の方法、および本発明に従って調製されたコーティング組成物は、以下の実施例において説明される。以下の実施例は、単に、本発明の例示であり、そして限定であることは意図されない。他に示されない限り、全ての部は、重量に基づく。本明細書中で使用される場合、他に明白に言及されない限り、全ての数字（例えば、値、範囲、量および百分率を表す数字）は、単語「約」が先行するかのように読まれ得る。本明細書中に記載されるあらゆる数値範囲は、その範囲に含まれる全ての部分範囲を含むことが意図される。複数形は、単数形を包含し、そしてその逆もまたそうである。本明細書中で使用される場合、用語「ポリマー」は、プレポリマーまたはオリゴマー、およびホモポリマーとコポリマーとの両方をいうことを意味する。接頭語「ポリ」とは、２以上をいう。
【００２４】
本発明の方法を実施する目的で、最初に、ポリマー結合剤の開始ＴＧ（ガラス転移温度）を決定し、そしてこのポリマー結合剤の温度を上昇させることによってポリマー結合剤の５ミクロンまでのサイズの微粒子が除去される温度を決定することが役に立つ。開始ＴＧとは、ポリマー分子内のポリマーセグメントのセグメント移動度をポリマーが示す、ポリマー結合剤の温度を意味する。ある温度未満で、ポリマーセグメントが互いを通過して移動するために十分なエネルギーを有さない、その温度が、ＴＧである。示差走査熱分析（ＤＳＣ）は、熱の投入を、温度の関数として決定する。開始ＴＧは、熱流対温度のグラフにおける変曲点である。ポリマー結合剤のＴＧより２°Ｆを超えて高い、適切な上昇温度を決定したら、次に、ポリマー結合剤の混合物をフレーク様の色効果顔料と混合することによって結合を試験し、ポリマー結合剤およびフレーク様の色効果顔料を含有する顔料組成物を加熱して、この顔料組成物から微粒子を除去するために必要とされる時間の長さを決定する。適切な操作温度（ＴＧより２°Ｆを超えて高い）および特定の顔料組成物の時間の長さを決定したら、これらの予め決定された温度および時間のパラメータを確実に使用することによって、その後のコーティング組成物が調製され得る。以下の実施例は、このようなプロセスを記載する。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
カルボン酸基含有ポリエステルとヒドロキシアルキルアミドとの反応生成物を含有するポリマー結合剤は、ＤＳＣによって、１０９°Ｆの開始ＴＧを有することを決定した。従来の実施によれば、１０９°Ｆの開始ＴＧを有するこのポリマーの結合は、１１１°Ｆにおいて実施され、そしてフレーク様の顔料は、このポリマーと、この温度で、実験的に決定された長さの時間にわたって混合される。しかし、本発明において、ベース材料の粒度分布は、ポリマー結合剤の開始ＴＧ、および開始ＴＧより高い温度（例えば、ＴＧより１５％まで高い温度）において決定される。
【００２６】
以下の試験において、ポリマー結合剤を、Ｐｌａｓｍｅｃ機械ミキサー内で、開始ＴＧより高い温度まで２分間加熱し、そして粒度を決定した。図１に示されるように、開始ＴＧ  （１０９°Ｆ）および開始ＴＧより２°Ｆ高い温度（１１１°Ｆ）において、粒度分布は、１１３°Ｆにおいての粒度分布と同じであった。しかし、温度をさらに上昇させると、粒度分布は、より大きい粒子を受け入れて、右にシフトし始めた。図１は、１１３ °Ｆ、１１５ °Ｆ、１１７ °Ｆおよび１１９°Ｆの温度における、結合材料についての曲線を示す。温度が上昇するにつれて、この粒度分布は変化した。微粒子（５ミクロン以下のサイズ）が消滅し、そして粒度分布のピークのモードが狭くなった。この粒度分布を、中点の温度（この場合には、１１５°Ｆ）を使用し、そしてポリマー結合剤を高温に曝露する時間を増加させて、再度試験した。図２は、１１５°Ｆまで上昇させたポリマー結合剤についての、６０秒、６００秒および１０００秒における粒度分布を示す。加熱前のポリマー結合剤の粒度分布を、コントロールとして示す。試験されたサンプルについて、微粒子（５ミクロン以下）が、加熱時間の増加とともに次第に減少し、そしてピークの粒子サイズは、このピークにおける粒度分布の狭小化とともに増加する。その温度における時間が増加すると、粒度分布のピークを次第に狭くし得、そして上方にシフトさせ得るが、いくつかのポリマー系は、尚早な融解を起こしやすく、そして／またはこのポリマー結合剤と組み合わせられたフレーク様の色効果顔料は、長い混合時間に耐え得ない。
【００２７】
（実施例２）
フレーク様の色効果顔料の初期粒度分布は、本発明による粉末コーティング組成物を製造する際に重要な要因であり得る。フレーク様の色効果顔料は、１２ミクロンという非常に小さい中央値から、８０ミクロンという非常に大きい中央値までの、様々なサイズで市販されている。図３は、種々のフレーク様の色効果顔料の粒度分布である。代表的に、より薄いフレーク様の顔料は、加工に対する復元力が高く、そしてより微細な粒度のフレーク様の顔料は、同様に、加工に対する復元力が高い。フレーク様の色効果顔料が、混合および加熱のデバイス中での結合プロセスに耐える能力は、この結合プロセスを最大限に活用するために重要である。フレーク様の色効果顔料が破れやすい場合、微細な粒子をより大きい粒子に付着させるか、またはより大きい粒子を作製することによって、ベース樹脂およびフレーク様の色効果顔料から十分な微細物質を除去することを可能にする目的で、より短く、かつより高温での結合サイクルが実施されるべきである。他方で、フレーク様の色効果顔料が、結合機内での混合条件に対して比較的復元力が高い場合、望ましい結果を得るために、より長い結合サイクルが、より低い温度で実施され得る。以下の実施例は、Ｓｉｌｂｅｒｌｉｎｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．（Ｔａｍａｑｕａ，ＰＡ）製の、Ｔｕｆｆｌａｋｅというアルミニウム製のフレーク様の色効果顔料を利用する。この顔料は、（図３に示されるように）約１９の粒子分布の中央値、および加工に対する高い復元力を有する。
【００２８】
（実施例３）
実施例１のポリマー結合剤を、ポリマーとアルミニウムとの全組成物に基づいて８重量％のアルミニウムの量で、実施例２のアルミニウム製のフレーク様の色効果顔料と混合した。図１のデータは、このポリマーが１１９°Ｆまで加熱され得ることを示すが、このポリマー混合物にアルミニウム顔料を組み込むと、得られる顔料組成物の温度の上限は、さらに高くなり、この顔料組成物中のフレーク様の色効果顔料の濃度に依存して、５°Ｆ〜７°Ｆ高くなる。この場合、１２３°Ｆの結合温度が適切であることがわかった。図４に示されるように、６０秒の時点で、微粒子の多くが減少したことにより示されるように、わずかな結合が起こり、そして４８０秒以上の時点で、粒度分布のピークの狭小化により示されるように、かなりの結合が起こった。この実施例は、フレーク様の色効果顔料を含有する顔料組成物についての結合温度が、開始ＴＧより２°Ｆをかなり超えて高いことを実証する。
【００２９】
図４は、結合の際の粒度分布の体積シフトを示すが、図５は、粒度分布の集団分析を示す。図５は、１２０°Ｆにおける、６０秒間、１８０秒間、２４０秒間、３００秒間、４８０秒間および５４０秒間の結合の後の、各粒子サイズの粒子の数を示す。図４に提供される体積データは、結合した組成物中の微細物質の高い集団によって、歪んでいる。これらの組成物中には、微細物質の高い集団が存在するが、全体の百分率としてのそれらの体積は、比較的小さく、そして体積百分率の変化は、確認できるが、依然としてわずかである。逆に、特定の粒子直径を有する粒子の数の分析は、図５に示されるように、本発明の結合プロセスの間に達成された粒度のシフトをより明白に示す。種々の長さの時間にわたって処理された顔料組成物の粒子計数は、結合の時間が増加するにつれて、１つのモードの組成物から、２つのモードの組成物へと、粒度分布のシフトを示す。粒子計数の妥当な基礎として測定される、１つのモードから２つのモードへの、この粒度分布のシフトは、この結合プロセスが成功していること、および多くの微粒子が、ポリマー結合剤に結合し、従って、組成物全体から効果的に除去されることを示す。
【００３０】
（実施例４）
実施例１および実施例２を、ＤＳＣによって決定される場合に１１８°Ｆの開始ＴＧを有するアクリル−ウレタンポリマー結合剤を使用して、繰り返した。フレーク様の色効果アルミニウム顔料を、顔料組成物全体に基づいて３．５重量％で、ポリマー組成物に添加した。図６は、ポリマー結合剤単独での粒度分布の体積研究を表す。温度が上昇するにつれての、このポリマー結合剤の双峰の性質および微細物質の減少が明らかである。このデータは、微細物質の結合が、開始ＴＧより約２５％高い温度で起こることを示す。５ミクロン未満の微細物質を１６％より多く含有させることは、これらの微細物質の結合を達成するために必要とされる高い温度に寄与する。完全な結合は、１５６°Ｆにおいて起こると考えられる。
【００３１】
図７は、３５％のアルミニウム製のフレーク様の色効果顔料で処理されたアクリルウレタンポリマーの体積粒度分布である。結合温度は、１５６°Ｆであり、そして粒度分布を、開始時、１２０秒および２４０秒の時点で試験した。１２０秒（ｒｅｃｏｒｄ）および２４０秒についてのグラフは、体積分析による、微細物質の完全な除去を示す。しかし、図８（これは、集団粒度分布分析である）に示されるように、さらなる微細物質が、１２０秒と比較して、２４０秒において減少した。従って、この系について推奨される結合条件は、１５６°Ｆで２４０秒間である。
【００３２】
（実施例５）
ヒドロキシ基含有ポリエステルとイソホロンジイソシアネートとから生成されたポリウレタンを含有する、既存の産業用粉末コーティング組成物を、さらなる熱処理に供して、この製品中に残っているあらゆる微細物質を再結合させた。この産業用粉末コーティングの再結合前の集団粒度分布分析が、１つのモードを有するとして、図９に示される。産業用粉末コーティング組成物を、実施例１においてと同様に、Ｐｌａｓｍｅｃ機械ミキサー内で加熱した。開始ＴＧを決定し、次いで、この組成物を、この開始ＴＧより高温に、２°Ｆの増分で、微細物質が充分に除去されるまで加熱した。図９は、既存の産業用粉末コーティング組成物中に残っていた微細物質が、再結合後に除去されたことを示す。
【００３３】
このプロセスを、従来の自動車用粉末コーティング組成物を用いて繰り返した。この組成物は、カルボン酸基含有ポリエステルとヒドロキシアルキルアミドとの反応生成物を含有し、従来の実施に従って、開始ＴＧよりも２°Ｆ高い温度で結合されている。この従来の自動車用粉末コーティング組成物を、１２０ °Ｆまで加熱することによって、再結合させた。図１０に示されるように、予め結合していた自動車用組成物の１つのモードは、二重モードの粒度分布にシフトした。
【００３４】
完全に加工されていたと従来考えられていた粉末コーティング組成物を再結合させる、これらの実施例は、本発明が、最終製品にいかなる有害な影響も引き起こさずに、微粒子をさらに除去し得、そして粉末コーティング組成物のより粗い画分を増加させ得ることを示す。
【００３５】
上記説明に開示された概念から逸脱することなく、本発明に対して改変がなされ得ることが、当業者に容易に理解される。従って、本明細書中に詳細に記載された特定の実施形態は、例示のみであり、そして本発明の範囲に対する限定ではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲、およびそのあらゆる全ての均等物の全範囲を与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、次第に増加する温度で処理された、実施例１のエポキシポリマー結合剤の体積粒度分布のグラフである。
【図２】図２は、様々な時間にわたって処理された、実施例１の結合剤の体積粒度分布のグラフである。
【図３】図３は、実施例２の種々のフレーク様の色効果顔料についての体積サイズ分布のグラフである。
【図４】図４は、様々な時間にわたって処理された、実施例１のポリマー結合剤および実施例２の顔料についての体積サイズ分布のグラフである。
【図５】図５は、実施例３の組成物の集団粒度分布である。
【図６】図６は、次第に増加する温度で処理された、実施例４のアクリルウレタンポリマー結合剤の体積粒度分布である。
【図７】図７は、様々な時間にわたって処理された、実施例４のポリマー結合剤の体積サイズ分布である。
【図８】図８は、様々な時間にわたって処理された、実施例４のポリマー結合剤の集団粒度分布である。
【図９】図９は、本発明の方法に従って再結合された産業用粉末コーティング組成物の体積サイズ分布のグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の方法に従って再結合された、自動車用粉末コーティング組成物の体積サイズ分布のグラフである。
【図１】
2008530302.tif 000003
【国際調査報告】
2008530302.tif 000004
2008530302.tif 000005