(57)【要約】　　　（修正有）【課題】塗料組成物の着色を容易にするコーティング粉末ベース組成物を提供する。【解決手段】粘度が約２〜約８５Ｐａ・ｓであるコーティング粉末ベース組成物に関する。このような組成物は大きなバッチで製造され、そしてその後、このようなバッチのより少量の部分を様々な着色剤と混合されて所望のコーティング粉末の色を得ることができる。所望の粘度は樹脂変性剤を導入することで得ることができる。本発明は、また、このようなベース組成物及び得られるコーティング粉末の製造方法並びにかかるコーティング粉末を用いたコーティング方法にも関する。最後に、２つ以上の樹脂ベース組成物は着色剤と混合されて、所望の光沢及び色を得ることができる。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂、及び、約２〜約８５Ｐａ・ｓの粘度を得るために有効な量で存在する樹脂変性剤を含む、コーティング粉末ベース組成物であって、前記ベース組成物は粘度が約２〜約８５Ｐａ・ｓであり、前記ベース組成物は安定な着色剤と混合することができ、それによって、基材に適用されそして硬化されて基材上に良好な品質のコーティングを生じることができる所望の色のコーティング粉末を生じることができる、コーティング粉末ベース組成物。
【請求項２】
前記樹脂変性剤は多官能性ポリマーのアルキルアンモニウム塩、ポリシロキサンコポリマー、アクリルホモポリマー、アクリルコポリマー、アルキルアミドエステルの塩、上記のいずれかの混合物及び上記のいずれかとシリカの混合物からなる群より選ばれるものである、請求項１記載のコーティング粉末ベース組成物。
【請求項３】
前記樹脂変性剤は約０．１〜約５ｐｈｒの量で存在する、請求項１記載のコーティング粉末ベース組成物。
【請求項４】
前記ベース組成物に色及び不透明性を付与するために有効な量で顔料が存在し、そのため、前記ベース組成物を約４０ｐｈｒ以下の着色剤と混合するときに、次いで色の変更が可能になる、請求項１記載のコーティング粉末ベース組成物。
【請求項５】
前記粘度は約１０〜約５０Ｐａ・ｓである、請求項１記載のコーティング粉末ベース組成物。
【請求項６】
基材に適用しそしてその上に良好な品質のコーティングを生じることができる、コーティング粉末組成物混合物であって、樹脂を含むベース組成物及び前記ベース組成物を着色するために有効な量で存在する安定な着色剤を含み、前記ベース組成物は粘度が約２〜約８５Ｐａ・ｓである、コーティング粉末組成物混合物。
【請求項７】
前記ベース組成物は多官能性ポリマーのアルキルアンモニウム塩、ポリシロキサンコポリマー、アクリルホモポリマー、アクリルコポリマー、アルキルアミドエステルの塩、上記のいずれかの混合物及び上記のいずれかとシリカとの混合物からなる群より選ばれる樹脂変性剤を含む、請求項６記載のコーティング粉末組成物混合物。
【請求項８】
前記樹脂変性剤は約０．１〜約５ｐｈｒの量で存在する、請求項６記載のコーティング粉末組成物混合物。
【請求項９】
前記ベース組成物は粘度が約１０〜約５０Ｐａ・ｓである、請求項６記載のコーティング粉末組成物混合物。
【請求項１０】
前記ベース組成物に色及び不透明性を付与するために有効な量で顔料が存在し、そのため、前記ベース組成物を約４０ｐｈｒ以下の着色剤と混合するときに、次いで色の変更が可能である、請求項６記載のコーティング粉末組成物混合物。
【請求項１１】
前記着色剤は以下の着色剤のうちの少なくとも１種：二酸化チタン、混合金属酸化物又は有機ポリマー可溶性染料を含む、請求項６記載のコーティング粉末組成物混合物。
【請求項１２】
基材に適用されそして良好な品質のコーティングを生じることができるコーティング粉末組成物混合物であって、前記混合物は粘度が約２〜約８５Ｐａ・ｓである樹脂ベース組成物及び前記コーティング粉末組成物混合物のコーティング特性を変更することができる添加剤を含む、コーティング粉末組成物混合物。
【請求項１３】
着色剤をさらに含む、請求項１２記載のコーティング粉末組成物混合物。
【請求項１４】
ａ）樹脂を含みそして粘度が約２〜約８５Ｐａ・ｓである粒状ベース組成物を提供すること、
ｂ）前記ベース組成物の所望の色を得るために有効な量の粒状の安定な着色剤を提供すること、及び、
ｃ）前記粒状ベース組成物と前記粒状着色剤とを混合して所望の色のコーティング粉末混合物を形成すること、
を含む、コーティング粉末組成物混合物の製造方法。
【請求項１５】
前記ベース組成物は樹脂変性剤を含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記樹脂変性剤は約１０ｐｈｒ以下の量で存在する、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記ベース組成物に色及び不透明性を付与するために有効な量で顔料が存在し、そのため、前記ベース組成物を約４０ｐｈｒ以下の着色剤と混合したときに、次いで色を変更することが可能である、請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記粘度が約１０〜約５０Ｐａ・ｓである、請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
前記着色剤は以下の着色剤のうちの少なくとも１種：二酸化チタン、混合金属酸化物又は有機ポリマー可溶性染料を含む、請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
硬化時に所望の光沢を有するコーティング粉末組成物混合物の製造方法であって、
（ａ）樹脂を含みそして粘度が約２〜約８５Ｐａ・ｓである第一の粒状ベース組成物を提供すること、
（ｂ）前記コーティング粉末の硬化時に所望の光沢を得るために有効な量の第二の粒状ベース組成物を提供すること、前記ベース組成物はポリウレタン、アクリル含有ポリマー又はそれらの混合物からなる群より選ばれる成分を含みそして粘度が約５０〜約１５０Ｐａ・ｓであり、硬化時の前記コーティング粉末の所望の特性を得るために有効な量である、及び、
（ｃ）前記第一の粒状ベース組成物と前記第二の粒状ベース組成物とを混合し、前記コーティング粉末の硬化時に所望の光沢を有するコーティング粉末混合物を形成すること、
を含む方法。
【請求項２１】
前記アクリル含有ポリマーはポリエステル／アクリル複合物である、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記アクリル含有ポリマーはエポキシ／アクリル複合物である、請求項２０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明はコーティング粉末組成物及び、混合金属酸化物又は二酸化チタンなどの無機着色剤をコーティング粉末ベース組成物に含有させる、新規の粉末コーティング組成物の製造方法及び使用方法に関する。
【０００２】
発明の背景
最終の着色された塗料組成物を得るために、仕上ベース組成物に対して着色剤を添加することは液体塗料系において知られている。この技術は少数の仕上ベース組成物から形成されうる多くの液体注文カラー塗料の調製を可能にしている。コーティング粉末塗料系において、コーティング粉末ベース組成物に着色剤を添加することはより困難であり、そして一般に、乾燥成分を十分に混合するために、押出、細砕又は篩い分けを行うことが必要である。あるいは、コーティング粉末ベース及び着色剤を混合するときに、流動性の低いコーティングが得られる。コーティング粉末系でよく知られたこの困難さはコーティング粉末ベース組成物の低い湿潤性により生じるものであると信じられている。このように、液体塗料系のために現在使用されている非常に有利な技術を用いて、良好な品質のコーティングを得ることができるコーティング粉末を製造することができることはコーティング粉末産業においての長年の課題である。
【０００３】
本発明は熱硬化性、熱可塑性、放射線硬化性及び、熱硬化／放射線硬化性などのデュアル系及びフルオロカーボンポリマー熱硬化性系を含む、様々なコーティング粉末組成物で有利に使用され得る。粘度により測定されたときに、十分な湿潤特性を有するベースコーティング粉末が製造されると、その後、粒状着色剤はこのような粒状ベースコーティング粉末と混合されて、所望の色を生じる。本発明の重要な商業上の利点は、ベースコーティング粉末を製造し、そしてその後に、貯蔵して、最終の色生成混合工程を待つことができることである。この手順はコーティング粉末産業において現在のところ行われていないものと信じられる。ベースと着色剤との単純な混合で所望の色に着色された粉末を得ることができることで、多量のベースを予備製造し、そしてその後に、このようなベースの一部を使用して、一色のみの製造を行うことができる単一製造運転ではなく、所望の色を得ることができる。明らかに、本発明により、より短時間の製造及び輸送時間が可能である。さらに、もし、コーティング粉末製造者がある色の製造運転の最中であるならば、すばやく異なる色を製造することができる唯一の別の方法は運転を中断し、装置を清浄化し、その後、他の色を製造することである。その後、装置は第一の運転の残りを製造するためにもう一度清浄化する必要がある。この大きな問題は本発明ではなくなり、このため、ベース製造運転を中断することなく様々な色の粉末をすばやく製造しそして輸送することが可能である。
【０００４】
本発明の技術とは異なる技術を用いて、当業界においてこの有意な長年にわたる問題を解決する別の試みがなされていた。このような試みのより詳細な説明を以下に示す。
【０００５】
Ｒｉｎｇらに付与された米国特許第５，８５６，３７８号はある外観又は性能特性を有するコーティングを提供するための粉末コーティング組成物を開示している。粉末コーティング組成物は、空気流動化可能でありかつ基材への適用の間に遭遇する機械力及び／又は静電気力下に破壊しない複合粒子へと融着しそして結合した、個々の粒状成分の凝集物である複合体粒子を含む。個々の粒状成分は複合体中に別々の粒子として存在し、第一の固体の粒状成分と、第一の粒状成分とは異なる１種以上の追加の固体の粒状成分とを含む。第一の成分の粒子の各々は固体のポリマーバインダー系を含み、その少なくとも１部は組成物に被覆性を与えるために十分な量の樹脂である。追加の成分の粒子は、第一の成分とともにコーティングへと加工されたときに、コーティングに対して第一の成分といっしょになってある外観又は性能特性を与える少なくとも１種の物質を含み、組成物中の成分、その粒子サイズ及びその割合は、組成物が基材に適用されそして加熱されて連続のコーティングを形成するときに、ある外観又は性能特性を有するコーティングが形成されるように選ばれる。
【０００６】
Ｂｌａｔｔｅｒらに付与された米国特許第６，１３３，３４４号は２種以上の異なる着色剤中に、平均粒子サイズが＞４０μｍである球形粒子を含む、着色された粉末コーティング組成物を開示している。少なくとも１つの着色剤の粒子は有色であり、そして他の着色剤粒子が無色であることができる。混合物で使用される粒子は各々単峰粒子サイズ分布を有し、範囲（ｄ９０‐ｄ１０／ｄ５０）＜２．５であり、粉末コーティング組成物は＜２００℃の温度で溶融して連続のコーティングを形成することができる。異なる色に着色された粒子に由来する色の相違は硬化したコーティングにおいては人間の目に区別されえない。
【０００７】
Ｉｔａｋｕｒａらに付与された米国特許第６，１３３，３４４号は色の適合した粉末コーティングの製造方法を開示している。その方法は着色剤により着色された有色の光透過性粉末コーティングと、着色剤を含有しない無色の光透過性粉末コーティングとを提供することを含む。有色の粉末コーティングと無色の粉末コーティングとの配合比を計算する。その計算工程を基にして有色の粉末コーティングと無色の粉末コーティングとを計量する。粉末コーティングをミキサーを用いてドライブレンドする。
【０００８】
発明の要旨
本発明は、樹脂と、前記樹脂を硬化させるために有効な量の硬化剤と（樹脂が熱可塑性でなければ）、約２〜約８５Ｐａ・ｓ（パスカル秒）のベース組成物の粘度を得るための任意の有効な量の樹脂変性剤と、約５ｐｈｒ以下の任意の量のフロー剤、約５ｐｈｒ以下の任意の量の脱気剤と、約８５ｐｈｒ以下の任意の量の有機及び／又は無機顔料とを含むベースコーティング粉末組成物に関する。用語ｐｈｒは樹脂１００部あたりの成分の部を意味する。ベースと着色剤及び／又は添加剤の均一な混合を可能にし、それにより、高品質のコーティングを生じるように基材に容易に適用されうるコーティング粉末混合物を生じることができる、必要な湿潤特性を達成するために、ベース組成物は粘度が約２〜約８５Ｐａ・ｓの範囲である（１６０℃の設定でＩＣＩコーンプレート粘度計で測定して）。樹脂は上記の特定の粘度に配合されるか、又は、このような粘度はベース組成物中に樹脂変性剤を導入することで得ることができる。着色剤は混合金属酸化物、二酸化チタン、又は、複合有機−無機材料を含む。有機ポリマー可溶性染料（あるいは、「溶剤染料」として知られている）も着色剤として使用されてよい。着色剤は、存在する場合には、ベース組成物を着色するために有効な量で含まれ、通常、ベースの重量の約０．０１％〜約２０％である。
【０００９】
一度、ベース組成物がそれぞれの成分を混合し、混合物を押出し、そして押出物を粉末に細砕し、そしてその後、場合により、コーティング粉末を分類するなどの従来の手段によって製造されると、このように提供されたベース組成物と着色剤とを、好ましくはドライ混合で混合して、所望の色を有する最終のコーティング粉末組成物混合物とする。
【００１０】
本発明の別の態様において、ベース組成物は前記組成物のコーティング特性を変更することができる添加剤と混合されうる。着色剤の添加はこの態様では行われても、行われなくてもよい。
【００１１】
更なる態様において、光沢などの所望の最終の硬化したコーティング粉末の特性は、所望の特性を得るための少なくとも２つのベース組成物を混合することで得ることができる。さらに、着色剤をこれらの２つのベース組成物に添加して、所望の色を得ることができる。このような手順は小バッチのコーティング粉末の製造をさらに容易にする。
【００１２】
コーティング粉末組成物混合物は静電気で帯電されて、基材に適用されて、そして必要ならば硬化されて、良好な品質のコーティングを生じることができる。
【００１３】
発明の詳細な説明
本発明は、混合金属酸化物、二酸化チタン、複合有機−無機材料及び／又は有機ポリマー可溶性染料などの着色剤と、好ましくは乾燥状態で容易に混合されて、最終の粉末コーティング組成物を生じることができるコーティング粉末ベース組成物に関する。従来の粉末コーティング組成物において、着色剤は、予備混合（プレミックス）、押出し、冷却、細砕、分類及び篩い分けなどの加工の前に、他の成分とともにコーティング粉末組成物に添加されねばならない。本発明では、着色剤は最終の状態のコーティング粉末ベース組成物に添加され、次いで短い混合サイクルが行われる。他の加工は必要ない。容易に分解しそしてオフカラーを与える傾向がある有機着色剤とは異なり、本発明の着色剤はコーティング粉末ベース組成物と後混合され、最終のコーティング粉末混合物組成物を生じることができる化合物である。乾燥した着色剤及び／又は添加剤と乾燥したベース組成物とが後混合されうることで、実質的にどの色、光沢、組織、構造、滑性又は伝導性をも有する最終のコーティング粉末を形成することができ、それによって、在庫で貯蔵されるべき所定の色及び数量の仕上ったコーティング粉末を製造するための時間を大きく低減することができる。ベース組成物の特性は色、光沢又は組織の点で種々であるが、後添加法によって乾燥材料が導入されうるように配合される。
【００１４】
本明細書中に使用されるときに、用語「添加剤」は仕上がった粉末コーティングの所望の特性を改良し又は変更するためにコーティング粉末ベースに添加される化学物質を指す。
【００１５】
用語「非晶性ヒュームドシリカ」は、本明細書中に使用されるときに、顕著な結晶構造が存在しないことを特徴とする、天然に生じる又は合成的に製造される（ＳｉＯ２）を指す。
【００１６】
用語「コーティング粉末ベース組成物」は、本明細書中に使用されるときに、相互混合された最終の色の調製のための中間体として使用される、仕上がったコーティング粉末を指す。ベースはコーティング材料として単独で存在してもよいが、本明細書中に規定される着色剤及び添加剤とともに使用されうるものである。
【００１７】
用語「焼成」は、本明細書中に使用されるときに、材料を高温であるがその融解温度よりも低い温度に加熱し、湿分を損失させ又は酸化させ、それにより、物質を安定化させそしてその硬度を増加させる方法を指す。
【００１８】
用語「複合無機金属イオン化合物」又は「混合金属酸化物」は、本明細書中に使用されるときに、ある着色剤を構成する化合物を指す。これらの材料は、焼成により製造され、そして結晶格子内で酸素とイオン結合を形成している異種金属原子からなる。
【００１９】
用語「ポリエステル−ＴＧＩＣ」は、本明細書中に使用されるときに、熱硬化性樹脂が熱の存在下にトリグリシジルイソシアヌレートと反応するカルボキシル官能（‐ＣＯＯ‐）ポリマーを含む、熱硬化性コーティング粉末ベース組成物を指す。
【００２０】
用語「ポリオレフィン」は、本明細書中に使用されるときに、重合されるときに、各々のモノマー中に存在する二重結合のために比較的に高い反応性を有する化合物を提供する単純なオレフィン、特にエチレン及びプロピレンから誘導されるポリマーを指す。
【００２１】
用語「沈殿」は、本明細書中に使用されるときに、加えられる熱、冷却又は化学反応による液体溶液からの固体材料の沈降を指す。
【００２２】
用語「スピネルタイプ構造」は、本明細書中に使用されるときに、イオン結合が立方体の側面に平行である立方体結晶配置を指す。このタイプの結晶構造はここに使用される着色剤に一般的であり、非常に安定な着色剤となる。
【００２３】
用語「着色剤」は、本明細書中に使用されるときに、ベース組成物の色を変更するために使用される化合物を指す。
【００２４】
用語「熱可塑性」は、本明細書中に使用されるときに、繰り返して、熱を受けたときに溶融しそして冷却したときに固化するコーティング粉末を指す。
【００２５】
用語「顔料」は、本明細書中に使用されるときに、コーティング粉末中に分散されたときに、色に加えて、不透明性、硬度、耐久性及び耐腐蝕性などの他の特性を提供することができる、微細に粉砕した天然もしくは合成粒子を指す。この用語はエキステンダー並びに白色顔料又は有色顔料を包含するように使用される。
【００２６】
熱硬化性、熱可塑性、特にＵＶ又はＩＲにより硬化されるものなどの放射線硬化性、熱および放射線手段により硬化可能であるものなどのデュアル硬化性コーティングおよびフルオロカーボンを含めたいかなるコーティング粉末も本発明の実施において適切に使用されうる。
【００２７】
本発明で使用されうる熱硬化性樹脂は、着色剤及び／又は添加剤と容易に混合できる熱硬化性コーティング粉末ベース組成物を生じるように十分な湿潤特性を有するいかなる熱硬化性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂は永久に固体でかつ比較的に不融性である状態へと熱の作用によって重合する材料である。高い流動性および低い粘度を有する熱硬化性樹脂は本発明で最も良好な結果をもたらす。制限しない例示の熱硬化性樹脂はアルキッド、アクリル、アミノ（メラミンおよびウレア）、エポキシ、フェノール、ポリエステル（カルボキシル、ヒドロキシルおよびハイブリッド）、シリコーン及びウレタンからなる群より選ばれることができる。
【００２８】
アルキッド樹脂は、多塩基酸の多価アルコールでのエステル化によって、熱硬化性ヒドロキシカルボキシル樹脂を生じることで製造される。グリセロールとペンタエリトリトールはアルキッド樹脂のための最も一般的な多価アルコールである。ペンタエリトリトールとエチレングリコールとの混合物は良好な相溶性、光沢保持性及び耐久性を有するミディアム及びショートオイルアルキッドを製造するために使用されうる。ソルビトール及びジエチレングリコールなどのポリオールも使用されうる。アルキッド樹脂のための最も重要な多塩基酸はフタル酸及びイソフタル酸である。アルキッド樹脂に特殊な特性を付与するのに使用される他の二塩基酸はアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸（可とう性を与える）、テトラクロロフタル酸無水物、クロレンド酸無水物（難燃性を与える）である。
【００２９】
アクリル樹脂は、アクリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メタクリル酸、メチルメタクリレート、グリシドールメタクリレート及びエチルメタクリレートなどのアクリル誘導体の重合により製造される。適切なアクリル樹脂はＲｅｉｃｈｈｏｌｄ　Ａ２４９ａ（Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，　Ｉｎｃ．），　Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ　Ａ２２９−Ａ（Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，　Ｉｎｃ．）及びＡｎｄｅｒｓｏｎ　Ｐ７６１０（Ａｎｄｅｒｓｏｎ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．）である。
【００３０】
アミノ樹脂はホルムアルデヒドと、アニリン、エチレンウレア、ジシアンジアミド、メラミン、スルホンアミド及び尿素などの化合物との付加反応により製造される。尿素及びメラミン化合物は最も広く使用されている。多くのタイプのアミノ樹脂がある。ジメチロールエチレンウレア（１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−２−イミダゾリジノン）をベースとする、エチレンウレアＨ樹脂は、尿素、エチレンジアミン及びホルムアルデヒドから製造される。プロピレンウレア−ホルムアルデヒド樹脂、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−テトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノンは、尿素、１，３−ジアミノプロパン及びホルムアルデヒドから製造される。トリアゾン樹脂は尿素、ホルムアルデヒド及び第一級脂肪族アミン、通常、ヒドロキシエチルアミンから製造される。ウロン樹脂は半量以下のメラミン樹脂とウロンとの混合物であり、支配的にＮ，Ｎ’−ビス（メトキシメチル）ウロン＋１５〜２５％のメチル化されたウレアホルムアルデヒド樹脂である。メタノール基が各々の窒素に結合されているジメチロールジヒドロキシエチレンウレアをベースとする、グリオキサール樹脂は尿素、グリオキサール及びホルムアルデヒドから製造される。メラミン−ホルムアルデヒド樹脂はトリメチロールメラミンのジメチルエーテルを含む。メチロールカルバメート樹脂は尿素及びアルコールから製造される誘導体であり、そのアルキル基はメチルからエチレングリコールモノアルキルエーテルまで様々であることができる。他のアミノ樹脂はアクリルアミド、ヒダントイン及びジシアンジアミドのメチロール誘導体を含む。
【００３１】
エポキシ樹脂は、一般に、エポキシドとアルコールとの反応により製造される。構造的に、エポキシ基は１つの酸素と２つの炭素原子との３員環である。最も一般的なエポキシ樹脂はエピクロロヒドリンをビスフェノールＡなどの多価ヒドロキシ化合物と反応させることで製造される。このように製造されるエポキシ樹脂はビスフェノールＡ（ビス−Ａ）のジグリシジルエーテルと呼ばれる。エピクロロヒドリンとビス−Ａとの比率を変えることで、樹脂を低粘度液体から高融点固体の範囲で変える。フェノール性ヒドロキシル基をグリシジルエーテルに転化させたノボラック樹脂である、エポキシフェノールノボラック樹脂は最も重要である。エポキシ樹脂は、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミン、ジエチルアミノプロピルアミン及びピペラジンなどの架橋剤により硬化される。適切なエポキシ樹脂はＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ　ＧＴ−９０１３（ＶａｎｔｉｃｏＩｎｃ．），　ＧＴ−７０１４（Ｖａｎｔｉｃｏ　Ｉｎｃ．），　ＧＴ−７０７４（Ｖａｎｔｉｃｏ　Ｉｎｃ．）及びＫｕｋｄｏ　２４２Ｇ（Ｋｕｋｄｏ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ．　Ｌｔｄ．）である。
【００３２】
フェノール樹脂はフェノールとアルデヒドとの反応により製造され、しばしば硬化剤としてヘキサメチレンテトラアミンが使用される。フェノール化合物は種々のアルデヒド及び他の化合物と反応して多くの変性ポリマーを生じることができる。フェノールとアルデヒドとの反応（一般に、フェノールとホルムアルデヒドとの反応）により、２つのクラスのフェノール樹脂であるノボラック及びレゾールを形成する。ノボラックは酸触媒及びフェノール１モルあたりに実質的に１モル未満のアルデヒドを用いて製造され、そして熱硬化性となるためには硬化触媒の添加が必要である。レゾールはフェノール１モルあたりに１〜３モルのアルデヒドを用いて製造され、そして塩基性縮合触媒を用い、そして生来的に熱硬化性である。
【００３３】
ポリエステル樹脂（カルボキシル、ヒドロキシル及び複合）は不飽和二塩基酸（不飽和酸又は酸無水物）と多価アルコールとを反応させることで製造される。好ましいカルボキシルポリエステル樹脂はＣｒｙｌｃｏａｔ　７３０４（ＵＣＢ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｃｏｒｐ．），　Ｃｒｙｌｃｏａｔ　７３０５（ＵＣＢ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｃｏｒｐ．），　Ｃｒｙｌｃｏａｔ　７３０９（ＵＣＢ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｃｏｒｐ．），　Ｃｒｙｌｃｏａｔ　７３３７（ＵＣＢ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｃｏｒｐ．），　Ｒｕｃｏｔｅ　９０５（Ｒｕｃｏ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）及びＲｕｃｏｔｅ　９１５（Ｒｕｃｏ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）である。好ましいヒドロキシルポリエステル樹脂はＲｕｃｏｔｅ１０２（Ｒｕｃｏ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ），　Ｒｕｃｏｔｅ　１０４（Ｒｕｃｏ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ），　Ｒｕｃｏｔｅ　１１２（Ｒｕｃｏ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ），　Ｃｒｙｌｃｏａｔ　２９０（ＵＣＢ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｃｏｒｐ．），　Ｃｒｙｌｃｏａｔ　２９１（ＵＣＢ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｃｏｒｐ．）及びＣｒｙｌｃｏａｔ　６９０（ＵＣＢ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｃｏｒｐ．）である。複合ポリエステル樹脂も使用されてよく、例えば、Ｒｕｃｏｔｅ　５５１（Ｒｕｃｏ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ），　Ｒｕｃｏｔｅ　５６０（Ｒｕｃｏ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ），　Ｒｕｃｏｔｅ　５７０（Ｒｕｃｏ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）及びＣｒｙｌｃｏａｔ　７４０１（ＵＣＢ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｃｏｒｐ．）である。
【００３４】
カルボキシルポリエステル樹脂において使用されうる二及び三塩基酸は、１，２−ベンゼンジカルボン酸（８８−９９−３）、１，３−ベンゼンジカルボン酸（１２１−９１−５）、１，３−ベンゼンジカルボン酸ジメチルエステル（１４５９−９３０４）、１，４−ベンゼンジカルボン酸（１００−２１−０）、１，４−ベンゼンジカルボン酸ジエチルエステル（６３６−０９−９）、１，４−ベンゼンジカルボン酸ジメチルエステル（１２０−６１−６）、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸（５２８−４４−９）、ブタン二酸（１１０−１５−６）、ブタン二酸ジエチルエステル（１２３−２５−１）、ブタン二酸ジメチルエステル（１０６−６５−０）、２−ブテン二酸（Ｅ）−（１１０−１７−８）、ヘキサン二酸（１２４−０４−９）、ヘキサン二酸ジメチルエステル（６２７−９３−０）、ヘキサン二酸ジエチルエステル（１４１−２８−６）を含む。
【００３５】
カルボキシルポリエステル樹脂において使用されうるポリオールは１，３−ブタンジオール（１０７−８８−０）、１，４−ブタンジオール（１１０−６３−４）、１，４−シクロヘキサンジメタノール（１０５−０８−８）、１，２−エタンジオール（１０７−２１−１）、エタノール２，２’−オキシビス−（１１１−４６−６）、１，６−ヘキサンジオール（６２９−１１−８）、１，３−ペンタンジオール、２，２，４−トリメチル−（１４４−１９−４）、１，２−プロパンジオール（５７−５５−６）、１，３−プロパンジオール２，２−ビス（ヒドロキシメチル）‐（１１５−７７−５）、１，３−プロパンジオール２，２−ジメチル−（１２６‐３０−７）、１，３−プロパンジオール２−エチル−２−（ヒドロキシメチル）−（７７‐９９‐６）、１，３−プロパンジオール２−（ヒドロキシメチル）−２−メチル−（７７−８５−０）、１，３−プロパンジオール２−メチル（２１６３−４２−０）、１，２，３−プロパントリオール（５６−８１−５）を含む。
【００３６】
シリコーン樹脂は高度に架橋されたシロキサン系である。シリコーン樹脂化学は、水素化物もしくはシラン、ハロゲン化物、エステル及びアルキルもしくはアリールをベースとする。酸化珪素は、各珪素原子が４つの酸素原子に包囲されそして各酸素原子２つの独立の珪素原子に結合されているように、珪素と酸素とが交互になった原子のネットワークからなる。架橋性成分は、通常、調製の第一の段階で三官能性もしくは四官能性シランとして導入される。シリコーン樹脂の硬化は、通常、シラノールの縮合によりシロキサン結合を形成することで行われる。
【００３７】
ポリウレタン樹脂はポリイソシアネートとポリオールとの反応で製造される。ポリウレタン樹脂はカルバメート基又はウレタン基−ＮＨＣＯＯ−をその主鎖中に含む。例示のポリイソシアネートはエチレンジイソシアネート、エチリデンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、ブチレンジイソシアネート、ヘキサンメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、シクロペンチレン−１，３−ジイソシアネート、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネートシアヌレート、シクロヘキシレン−１，４−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，２−ジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２−ジフェニルプロパン−４，４’−ジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、１，４−ナフタレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ジフェニル−４，４’−ジイソシアネート、アゾベンゼン−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルスルホン−４，４’−ジイソシアネート、ジクロロヘキサメチレンジイソシアネート、フルフリリデンジイソシアネート、１−クロロベンゼン−２，４−ジイソシアネート、４，４’，４”−トリイソシアナト−トルエン及び４，４’−ジメチルジフェニルメタン−２，２’，５，５−テトライソシアネートなどを含む。例示のポリオールはポリヒドロキシエーテル（置換もしくは未置換ポリアルキレンエーテルグリコール又はポリヒドロキシポリアルキレンエーテル）、ポリヒドロキシポリエステル、ポリオールのエチレンもしくはプロピレンオキシド付加物及びグリセロールのモノ置換エステルを含む。
【００３８】
本発明における使用に適切な熱硬化性コーティング粉末は当業界においてよく知られており、そしてエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂及びフルオロカーボン樹脂などの樹脂を含む。
【００３９】
官能的に反応性であるフルオロカーボンポリマー粉末は本発明で使用されうる。このようなポリマーは、通常、半量以下のヒドロキシル化ビニルモノマーと半量以上のフルオロカーボンモノマーを含む、炭素−炭素二重結合不飽和を含有するエチレン系不飽和モノマーの共重合物を含む。このような官能性フルオロカーボンポリマーは、ブロックトイソシアネート架橋性樹脂と架橋されるようになっていることができる。このような樹脂は、粉末の熱硬化時に、ブロックされていないジイソシアネートと共反応することができるヒドロキシル官能性アクリルポリマーもしくはポリエステルポリマーをさらに含むことができる。このようなコーティング粉末はさらに米国特許第４，９１６，１８８号に記載されている。
【００４０】
本発明での使用に適切な熱可塑性コーティング粉末は当業界においてよく知られており、そしてビニル、ポリオレフィン、ナイロン、ポリエステルなどを含む。
【００４１】
放射線硬化性コーティング粉末は当業界においてよく知られている。放射線硬化性コーティング粉末の１つの重要なクラスはＵＶ硬化性粉末である。ＵＶ硬化性粉末は伝統的な熱硬化性コーティング粉末で以前に可能であったよりもずっと低い温度で流動し、硬化しそして滑らかなコーティングを生じることができる。この能力は、主として、熱ではなく光開始放射線により引き起こされる硬化反応によるものである。通常、ＵＶ粉末は不飽和ポリエステルなどの低いＴｇを有する固体の不飽和ベース樹脂、ビニルエーテルなどの不飽和共重合性架橋剤樹脂、光開始剤、流動及びレベリング剤、性能改良剤、及び、必要ならば、顔料及び充填材から配合される。ベース樹脂又は架橋剤の全て又は一部を結晶性材料で置き換えて、より低い溶融粘度及びより良好な流動挙動を有する粉末を提供することもコーティング粉末技術において一般的である。
【００４２】
熱硬化性コーティング粉末の場合には、ＵＶ硬化性コーティング粉末は静電スプレイ技術を用いて、通常の様式で基材に適用され、その後、放射線により硬化され得る。
【００４３】
別のタイプの硬化において、コーティングされた基材は基材の揮発分を追い出しそして粉末を滑らかな溶融コーティングへと溶融させるために必要な時間加熱される。溶融の直後に、溶融コーティングは、適用された粉末を耐久性のある極端に滑らかな魅力あるコーティングへと即座に硬化させるＵＶ光に暴露される。この場合に、熱硬化と放射線硬化との両方を含むデュアル硬化が用いられている。
【００４４】
コーティング粉末ベース組成物に使用される樹脂の量は、使用される特定の樹脂並びにコーティング粉末ベース組成物の特定の最終用途によって変更されうる。一般に、樹脂はコーティング粉末ベース組成物の重量の約４０％〜約９５％、好ましくは約５０％〜約８５％、より好ましくは約５５％〜約７５％、そして最も好ましくは約６０％〜約７０％の量でコーティング粉末ベース組成物中に通常に存在する。
【００４５】
本発明で使用されうる硬化剤は硬化のための十分な架橋を提供するいかなる硬化剤であってもよい。熱硬化性樹脂のための制限しない例示の硬化剤はＴＧＩＣ−Ａｒａｌｄｉｔｅ　ＰＴ−８１０（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）、ポリウレタン−Ａｌｃｕｒｅ　４４００（Ｅａｓｔｍａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ），　Ｃｒｅａｎｏｖａ　Ｂ−１５３０（Ｃｒｅａｎｏｖａ），Ｃｒｅａｎｏｖａ　Ｂ−１５４０（Ｃｒｅａｎｏｖａ），エポキシ−Ｄｉｃｙ　ＣＧ−１２００（４６１−５８−５）（Ａｌｄｒｉｃｈ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ．，　Ｉｎｃ．）　Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ　ＨＴ−２８４４（９３−６９−６）（Ｖａｎｔｉｃｏ），　Ｃｒｅｎｏｖａ　Ｂ−６８（Ｃｒｅａｎｏｖａ）及びＣｒｅａｎｏｖａ　Ｂ−５５（Ｃｒｅａｎｏｖａ）を含む。
【００４６】
熱硬化性コーティング及び／又は放射線硬化性粉末ベース組成物において使用される硬化剤の量は、使用される特定の硬化剤及び樹脂、並びに、コーティング粉末ベース組成物の最終用途によって変更されうる。硬化剤は、硬化剤が使用されるならば、通常、樹脂を硬化させるために有効な量で熱硬化性コーティング粉末ベース組成物中に存在し、通常には約２〜約４０ｐｈｒ、好ましくは約５〜約３５ｐｈｒ、より好ましくは約１０〜約２５ｐｈｒ、そして最も好ましくは約１５〜約２０ｐｈｒである。
【００４７】
熱可塑性コーティング粉末は硬化剤を必要とせず、そのような粉末が基材に適用されそしてその後、加熱により溶融されてコーティングを形成する。
【００４８】
本発明において場合により使用されうる樹脂変性剤は、樹脂の粘度を下げ、そしてそれにより、着色剤及び添加剤と容易に混合されうるコーティング粉末ベース組成物を生じるように十分な湿潤特性を提供するいかなる変性剤をも含む。本発明における使用に適切な樹脂変性剤は以下のものを含む：多官能性ポリマーのアルキルアンモニウム塩、ポリシロキサンコポリマー、アクリルホモポリマー、アクリルコポリマー、アルキルアミドエステルの塩、及び、シリカと混合された又は混合されていない全ての上記の樹脂変性剤。シリカは変性剤を粉末の形態とするのに有用である。制限しない例示の樹脂変性剤の例は、Ｓｙｎｔｈｒｏｗｅｔ　ＰＡ−１００（Ｓｙｎｔｈｒｏｎ），　Ｃｒａｙｖａｌｌａｃ　ＰＣ　（Ｒａｙ　Ｖａｌｌｅｙ　Ｌｔｄ．）及びＰｉｉｏｅｓｔｅｒ　４３６０−４０（Ｐｉｏｎｅｅｒ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ，　Ｉｎｃ．）から選ばれることができる。
【００４９】
約２〜約８５Ｐａ・ｓの粘度範囲は適切であり、約１０〜約５０Ｐａ・ｓの粘度範囲は好ましく、約１５〜約３０Ｐａ・ｓの粘度範囲は最も好ましい。上記の選好は最適化されたコーティング特性を有するコーティング粉末をもたらす。より低い粘度では、より多量の着色剤の導入が可能になる。しかしながら、約２〜約８５Ｐａ・ｓの下限での粘度は過度の流動性のために、より品質の低いコーティングを生じさせる傾向がある。
【００５０】
本発明のコーティング粉末ベース組成物中に使用される樹脂変性剤の量はベース組成物に所望の粘度を得るために有効な量である。通常、約１０ｐｈｒ以下は、乾燥状態で着色剤及び添加剤と容易に混合されそして良好な品質のコーティングを形成することができるコーティング粉末ベース組成物を生じるために十分な粘度を提供するのに有効である。コーティング粉末ベース組成物中に使用される樹脂変性剤の量は、使用される特定の樹脂変性剤及び樹脂並びにコーティング粉末ベース組成物の特定の最終用途によって変更しうる。所望の粘度を得るために有効な量でコーティング粉末ベース組成物中に存在する樹脂変性剤は、通常、１０ｐｈｒ以下である。通常、樹脂変性剤は約０．１〜約５ｐｈｒで存在し、好ましくは約０．５〜約４ｐｈｒであり、より好ましくは約０．８〜約３ｐｈｒであり、そして最も好ましくは約１〜約２ｐｈｒである。
【００５１】
本発明において場合により使用されうる流動添加剤はコーティング粉末ベース組成物の流動性を促進し、それにより、結果的に良好なコーティング特性を提供するいかなる流動添加剤であってもよい。制限しない例示のよく知られた流動添加剤はＭｏｄａｆｌｏｗ　ＩＩＩ（９００３−０１−４）（Ｓｏｌｕｔｉａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，　Ｉｎｃ．），　Ｍｏｄａｆｌｏｗ　２０００（Ｓｏｌｕｔｉａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，　Ｉｎｃ．）及びＳｉｌｗｅｔ　Ｌ６７０５（ＯＳＩ　Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，　Ｉｎｃ．）を含む。
【００５２】
本発明のコーティング粉末ベース組成物中に使用される流動添加剤の量はコーティング粉末ベース組成物の流動性を促進し、それによって、良好な混合特性を提供するために有効な量である。コーティング粉末ベース組成物中に使用される流動添加剤の量は使用される特定の流動添加剤及び樹脂並びにコーティング粉末ベース組成物の最終用途によって変更しうる。通常、流動添加剤は、コーティング粉末ベース組成物中に存在する場合には、約５ｐｈｒ以下の量であり、好ましくは約０．２〜約５ｐｈｒであり、より好ましくは約０．３〜約４ｐｈｒであり、さらにより好ましくは約０．５〜約３ｐｈｒであり、そして最も好ましくは約１〜約２ｐｈｒである。
【００５３】
本発明において場合により使用されてよい脱気剤はコーティング粉末ベース組成物の脱気を促進し、それによって、滑らかなコーティング特性を提供するいかなる脱気剤をも含む。制限しない例示の脱気剤はベンゾイン、Ｕｌｔｒａｆｌｏｗ　Ｂ（Ａｌｄｒｉｃｈ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ．，　Ｉｎｃ．）及びＴｒｏｙ　ＥＸ−５４２（Ｔｒｏｙ　Ｃｏｒｐ，　ＵＳＡ）を含む。好ましくは、脱気剤はベンゾイン又はＴｒｏｙ　ＥＸ−５４２である。
【００５４】
本発明のコーティング粉末ベース組成物中に使用される脱気剤の量はコーティング粉末ベース組成物の脱気を促進し、それによって、滑らかなコーティング特性を提供するために有効な量である。コーティング粉末ベース組成物中に使用される脱気剤の量は使用される特定の脱気剤及び樹脂並びにコーティング粉末ベース組成物の特定の最終用途によって変更されうる。通常、脱気剤は約２ｐｈｒ以下でコーティング粉末ベース組成物中に存在し、好ましくは約０．２〜約１．５ｐｈｒであり、より好ましくは約０．４〜約１．２ｐｈｒであり、そして最も好ましくは約０．５〜約１ｐｈｒである。
【００５５】
有機もしくは無機顔料は本発明のベース組成物中に場合により含まれてよい。このような顔料はホワイト、グレー、ブラック、レッド、オレンジ、イエロー、ブルー、バイオレット又は他のいかなる所望の色であってもよい。このような顔料はよく知られておりそして市販されている。
【００５６】
有機顔料はＰＶ　Ｆａｓｔ　Ｂｌｕｅ　Ａ２Ｒ，　ＰＶ　Ｆａｓｔ　Ｂｌｕｅ　Ａ４Ｒ，　ＰＶ　Ｆａｓｔ　Ｂｌｕｅ　ＢＧ，　ＰＶ　ＦａｓｔＢｌｕｅ　Ｂ２ＧＡ，　Ｐａｌｉｏｇｅｎ　Ｂｌｕｅ　Ｌ６３８５，　Ｐａｌｉｏｇｅｎ　Ｂｌｕｅ　Ｌ６４７０，　ｋ　Ｈｅｌｉｏｇｅｎ　Ｂｌｕｅ　Ｌ６８７５Ｆ，　Ｈｅｌｉｏｇｅｎ　Ｂｌｕｅ　Ｌ６９８９Ｆ，　Ｉｒｇａｌｉｔｅ　Ｂｌｕｅ　ＢＣＦＲ，　Ｉｒｇａｌｉｔｅ　Ｂｌｕｅ　２ＧＷ，　Ｉｒｇａｌｉｔｅ　Ｂｌｕｅ　ＰＤＳ６，　Ｉｒｇａｌｉｔｅ　Ｂｌｕｅ　ＧＬＳＭ，　Ｈｅｌｉｏｇｅｎ　Ｇｒｅｅｎ　Ｌ８６０５，　Ｈｅｌｉｏｇｅｎ　Ｇｒｅｅｎ　Ｌ８７３０，　Ｈｅｌｉｏｇｅｎ　Ｇｒｅｅｎ　Ｌ９３６１，　ＰＶ　Ｆａｓｔ　Ｇｒｅｅｎ　ＧＮＸ，　Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ　Ｇｒｅｅｎ　ＧＧ−０１，　ＰＶ　Ｆａｓｔ　Ｒｅｄ　ＨＦ４Ｂ，　Ｎｏｖａｐｅｒｍ　Ｆ５ＲＫ，　Ｎｏｖａｐｅｒｍ　Ｆ３Ｒｋ−７０，　Ｎｏｖａｐｅｒｍ　Ｒｅｄ　ＢＬＳ０２，　Ｐａｌｉｏｇｅｎ　Ｒｅｄ　Ｌ３８８５，　Ｐａｌｉｏｇｅｎ　Ｒｅｄ　Ｌ３９１０ＨＤ，　Ｉｒｇａｚｉｎ　Ｒｅｄ　ＢＰＴ，　Ｉｒｇａｌｉｔｅ　Ｒｅｄ　ＦＢＬ，　Ｃｒｏｍｏｐｈｔａｌ　Ｒｅｄ　Ａ２Ｂ，　Ｃｒｏｍｏｐｈｔａｌ　Ｏｒａｎｇｅ　２ｇ，　Ｉｒｇａｚｉｎ　Ｏｒａｎｇｅ　５Ｒ，　ＰａｌｉｏｔｏｌＬ２９３０ＨＤ，　Ｓｉｃｏ　Ｏｒａｎｇｅ　Ｌ３０５２ＨＤ，　Ｎｏｖａｐｅｒｍ　Ｏｒａｎｇｅ　Ｈ５Ｇ７０，　Ｎｏｖａｐｅｒｍ　Ｏｒａｎｇｅ　ＨＬ，　Ｎｏｖａｐｅｒｍ　Ｙｅｌｌｏｗ　ＦＧＬ，　Ｈａｎｓｏ　Ｙｅｌｌｏｗ　１０Ｇ，　Ｎｏｖａｐｅｒｍ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｍ２Ｒ７０，　ＮｏｖａｐｅｒｍＹｅｌｌｏｗ　４ＴＧ，　Ｐａｌｉｏｔｏｌ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｌ１９７０，　Ｐａｌｉｏｔｏｌ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｌ０９６０，　Ｃｒｏｍｏｐｈｔａｌ　Ｙｅｌｌｏｗ　８ＧＮ，　Ｉｒｇａｚｉｎ　Ｙｅｌｌｏｗ　５ＧＴ，　Ｍｏｎａｓｔｒａｌ　Ｍａｇｅｎｔａ　ＲＴ２４３Ｄ，　Ｍｏｎａｓｔｒａｌ　ＶｉｏｌｅｔＲ　ＲＴ２０１Ｄ，　ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｂｏｒｄｅａｕｘ　ＦＧＲ，　ＰＶ　Ｆａｓｔ　Ｖｉｏｌｅｔ　ＥＲ，　Ｐａｌｉｏｔｏｌ　Ｂｌａｃｋ　Ｌ００８６，　Ｂｌａｃｋ　Ｐｅａｒｌｓ　２０００，　Ｒａｖｅｎ　１４，　Ｒａｖｅｎ　１２５５，　Ｍｏｎａｒｃｈ　１３００，　Ｂｌａｃｋ　ＦＷ−２００，Ｂｌａｃｋ　Ｏｘｉｄｅ　Ｆ６３３１及びＯｒａｓｏｌ　Ｂｌａｃｋ　ＣＮを含む。ホワイト有機着色剤はＲ−７００　Ｗｈｉｔｅ，　Ｒ−７０６　Ｗｈｉｔｅ，　Ｒ−９６０　Ｗｈｉｔｅ，　Ｋｒｏｎｏｓ　２３１０，　Ｔｉｏｘｉｄｅ　ＲＬ−６及びＷｈｉｔｅ　ＴＲ−９３を含むことができる。
【００５７】
無機顔料はリトポン、酸化亜鉛及び二酸化チタン、混合金属酸化物、ウンバー（ｕｍｂｅｒｓ）、オーカー、シェナー及びその他を含む。
【００５８】
このような顔料はベース組成物に色を与え、このため、着色剤とベース組成物とを混合したときに、続いて色の変更が可能である。このような顔料と着色剤との組み合わせは色度を変更させることを可能にする。もしも、顔料がベース組成物中に含まれていないならば、着色剤は色度の低い半透明の色を生じる。色の加色原理を適用することで、均一なモノクロ色を達成することができる。コーティング粉末ベース組成物に小さいサイズの着色性化合物が添加されると、微視的マトリックスが形成され、裸眼で見る色がベースとの組み合わせでの異なる着色剤粒子の合計である。例えば、ホワイトのベースが小さいブラックの着色粒子で埋められている場合に、裸眼はグレーであると見るであろう。この原理は、異なる色のベースと着色剤とで、この技術により生じる色の形成を可能にしている。
【００５９】
本発明のコーティング粉末ベース組成物中に使用される顔料の量はコーティンング粉末ベース組成物に所望の色及び不透明性を提供するために有効な量である。コーティング粉末ベース組成物中に使用される顔料の量は使用される特定の樹脂並びにコーティング粉末ベース組成物の最終用途によって変更されうる。通常、顔料は約４０ｐｈｒ以下の量でコーティング粉末ベース組成物中に存在し、好ましくは約１０〜約３０ｐｈｒであり、より好ましくは約１５〜約２５であり、そして最も好ましくは約１７〜約２３ｐｈｒである。
【００６０】
硫酸バリウム（７７２７−４３−７）、炭酸カルシウム（１３１７−６５−３）及び二酸化チタン（１３４−６７−７，１３１７−８０−２）などのエキステンダー顔料もコーティング粉末ベース組成物中に場合により含まれてよい。このような顔料は所望ならば充填材として使用されてよい。
【００６１】
以下の比較の例はベース組成物に対する粘度の重要性を例示する。以下のベース組成物を調製した。
【００６２】
【表１】
2004035876.tif 000002
【００６３】
ベース組成物Ａ及びベース組成物Ｂはその粘度に関してのみ異なった。各ベース組成物はＴｉＯ２と後混合され、９０ｗｔ％のベース組成物及び１０ｗｔ％のＴｉＯ２のコーティング粉末組成物となった。この有色ベース組成物は明るく、ホットピンクの目標コ−ティング粉末混合物となった。このコーティング粉末混合物を静電的に帯電させ、基材に適用し、そして硬化させてコーティングを形成した。より低い粘度の組成物ＡはＴｉＯ２の優れた分散性を示し、コーティングの滑らかさに影響を及ぼさなかった。他方、組成物ＢはＴｉＯ２の乾燥作用により大きく影響を受けた。コーティングの滑らかさが悪く、そして分散性は低かった。パネルは２つのトーンであり、そのため、美観的に心地よいものではなかった。上記コメントを反映する試験結果を以下に示す。
【００６４】
【表２】
2004035876.tif 000003
【００６５】
本発明の典型的な予備混合された熱硬化性コーティング粉末ベース組成物を以下に示す。
【００６６】
【表３】
2004035876.tif 000004
【００６７】
予備混合された熱硬化性コーティング粉末ベース組成物は従来の方法によって製造されうる。熱硬化性コーティング粉末ベース組成物中の成分を最初に集めそしてその後混合する。その後、混合物を押出機にとおし、そこで混合物を溶融混合する。メルト混合物をピンチローラで冷却し、そこで、薄く脆いチップとなり、その後、それを細砕し、そして粒子又は粉末の形態に篩い分けする。
【００６８】
上記のとおり、粒状の着色剤、例えば、混合金属酸化物、二酸化チタン、複合有機−無機材料及び／又は有機ポリマー可溶性染料を、粒状の予備混合された熱硬化性コーティング粉末ベース組成物と後混合する。以下に示す着色剤の詳細な説明に記載されるとおり、それぞれの製造手順は非常に安定な化合物を生じさせる。着色剤の安定性は得られるコーティングに物理的及び化学的な一体性を得るために必要である。
【００６９】
本発明の着色剤は予備混合された熱硬化性コーティング粉末ベース組成物の色を変更するために使用される化合物である。着色剤は正の色値を有し、そして乾燥粉末の形態である。上記のとおり、着色剤は混合金属酸化物、二酸化チタン、複合有機−無機材料及び／又は有機ポリマー可溶性染料であることができる。着色剤は上記の着色剤の混合物を含むことができる。
【００７０】
幾つかの着色剤は化学的に安定であることが重要である。というのは、コーティングされた表面の他の化学物質との相互作用はコーティングの表面に又はその近傍にある着色剤に悪影響を及ぼすからである。例えば、指紋、溶剤又は他の物質は着色剤と反応しうる。焼成された無機成分は好ましい。というのは、このような化合物は非常に高い温度で形成され、そしてこのような着色剤を殆どの化学物質に対して不透過性とする結晶格子配列を有するからである。他方、幾つかの有機顔料又は着色剤は多くの化学物質と容易に反応し、それにより、顔料又は着色剤を本発明の結果に適合させなくなるであろう。
【００７１】
本発明の着色剤を使用する別の理由は以下のとおりである。このような着色剤は、結果として信頼できる粒子サイズ分布を有する、およそ５ミクロン又はそれ以下の粒子サイズを得るように微細粉砕されることができるからである。およそ３ミクロン又はそれ以下の粒子サイズを得ることは好ましい。個々の粒子は、硬化し又は固化したコーティング中に一度配置されると、裸眼で見ることが困難であるから、粒子サイズ及び分布は重要である。さらに、本発明の着色剤は非常に良好な紫外線（ＵＶ）安定性を示し、それにより、良好な耐候性をもたらす。
【００７２】
一般に、混合金属酸化物は以下の９つの群のうちの１つに分類されうる。各群は複数の着色剤を含むことができる。
【００７３】
１．ピロリン酸マンガンアンモニウム：ＮＩＩ４ＭｎＰ２Ｏ７（レッドシェードバイオレット）
ピロリン酸マンガンアンモニウムは溶融状態での成分の反応により製造される無機化合物である。使用される成分は二酸化マンガン、リン酸二アンモニウム及びリン酸である。高温反応器中で成分を徹底的に混合する。温度が上がるにつれて、材料はスラリーを形成し、そのスラリーは６００°Ｆの反応温度で増粘する。反応時に、材料の色は紫色になる。その後、材料は約０．７〜約１．５ミクロンのサイズの微細粉末に細砕されることができる。
【００７４】
２．アイロンブルー；ＦｅＮＨ４Ｆｅ（ＣＮ）６（ダークブルー）
アイロンブルーは、硫酸アンモニウムの存在下にフェロシアン化ナトリウムと硫酸第一鉄とを反応させて、ロイコフェリシアン化物を生じさせることで製造される。中間体であるベルリンホワイトをその後、硫酸中に溶解し、そして重クロム酸ナトリウムで酸化し、アイロンブルー沈殿物を生じる。この沈殿物を、その後、洗浄し、ろ過し、乾燥しそして粉砕して約０．０５〜約０．２ミクロンの粒子サイズとする。
【００７５】
３．バナジン酸／モリブデン酸ビスマス；４ＢｉＶＯ４３ＢｉＭｏＯ６（ブライトイエロー）
バナジン酸ビスマスは硝酸中でビスマス、バナジウム及びモリブデン塩を沈澱させ、その後、６００℃程度の温度で結晶を焼成することで製造される。バナジン酸ビスマスは緑がかった黄色であり、そして約０．３ミクロンに粉砕される。バナジン酸ビスマスはスピナルタイプの構造を有し、このため、金属イオンを実質的に皆無にし、そしてそれは焼成されるので、その安定性は優れている。
【００７６】
４．硫化セリウム（セリウムレッド着色剤）；Ｃｅ２Ｓ３（レッド）
硫化セリウムは希土類をベースとする無機着色剤であり、その色はレッドである。比重は５．０２であり、分解温度は７５２°Ｆである。
【００７７】
５．銅クロマイトブラックスピネル；ＣｕＣｒ２Ｏ４（ブラック）
銅クロマイトブラックスピネルは炭酸銅と重クロム酸ナトリウムとを乾燥形態または水性スラリー形態のいずれかで混合することで製造される。ブレンドされた混合物は、その後、反応が完了するまで（約１時間）、１５００〜１６００°Ｆの温度で炉内で焼成される。その後、生成物は洗浄され、乾燥され、そして微粉砕を受けて、約０．６〜約０．８ミクロンのサイズを達成する。
【００７８】
６．アルミン酸コバルトブルースピネル；ＣｏＯ：Ａｌ２Ｏ３（レッドシェードブルー）、チタン酸コバルトグリーンスピネル；ＣｏＴｉＯ４（グリーン）、コバルトクロマイトブルー−グリーンスピネル；ＣｏＣｒ２Ｏ４（グリーンシェードブルー／トルコ青）
これらのコバルト混合金属酸化物は予め決められた比率の金属イオンを用いて標準的な焼成方法で製造される。最初に金属イオンは混合され、その後、炉内で２４００°Ｆで焼成される。製造された未精製の材料は、その後、微粉末に粉砕され、それは約０．４〜約１．８ミクロンの範囲であることができる。これらの生成物は亜鉛及びリチウムなどの多種の異なる金属イオンで変性されることができ、それにより、多くの異なる色の材料を生じることができる。他の材料はコバルトクロムアルミネート（クロムコバルトアルミナ）；２ＣＯ：Ｃｒ２Ｏ３Ａｌ２Ｏ３を含む。非常にバイオレットシェードのブルーからトルコ青まで色が様々であることができる。
【００７９】
７．鉄チタネートブラウンスピネル；Ｆｅ２ＴｉＯ４、鉄クロマイトブラウンスピネル；ＦｅＣｏＣｒ２Ｏ４、亜鉛クロマイトブラウンスピネル；（Ｚｎ，Ｆｅ）（Ｆｅ，Ｃｒ）２Ｏ４
これらの混合金属酸化物はカテゴリー７について上記に記載されたように製造される。これらの材料は８００〜１１００℃で焼成される。それらは褐色（タン）からラセットブラウンの範囲である。粒子サイズは約０．８〜約１．９ミクロンである。
【００８０】
８．リン酸コバルト；ＣｏＯ：ＰＯ４（ブルーシェードバイオレット）
リン酸コバルトは上記アルミン酸コバルト（カテゴリー６）の製造について記載された焼成方法で製造される。
【００８１】
９．クロムアンチモンチタネートバフ；Ｃｒ２Ｏ３：Ｓｂ２Ｏ５：３１ＴｉＯ２（ゴールデンロッドイエロー）、ニッケルアンチモンチタネートバフルチル；ＮｉＳｂ２Ｏ５：３１ＴｉＯ２（ブライトライトイエロー）
正確な比率によって、これらの混合金属酸化物はライトブラウンからライトイエローまでの範囲の色を生じる。これらの混合酸化物は二酸化チタン、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）及び酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）の存在下に焼成し、約１０００°Ｆの温度で反応させて、これらのスピネルタイプの結晶構造を形成する。その結晶構造は約０．５〜約１．０ミクロンに細砕される。クロムニオブチタネート（Ｃｒ２Ｏ３；Ｎｂ２Ｏ３：３１ＴｉＯ２）及びクロムタングステンチタネート（Ｃｒ２Ｏ３；Ｗ２Ｏ６：３１ＴｉＯ２）などの化合物を生じるように他の置換も行われて良い。
【００８２】
混合金属酸化物は合成混合金属酸化物であってもよい。典型的な混合金属酸化物はＮＨ４ＭｎＰ２Ｏ７、ＦｅＮＨ４Ｆｅ（ＣＮ）６、４ＢｉＶＯ４：３ＢｉＭｏＯ６、Ｃｅ２Ｓ３、ＣｕＣｒ２Ｏ４、ＣｏＯ：Ａｌ２Ｏ３、Ｃｏ２ＴｉＯ４、ＣｏＣｒ２Ｏ４、Ｆｅ２ＴｉＯ４、ＦｅＣｏＣｒ２Ｏ４、（Ｚｎ，Ｆｅ）（Ｆｅ，Ｃｒ）２Ｏ４、ＣｏＯ：ＰＯ４、Ｃｒ２Ｏ３：Ｓｂ２Ｏ５：３１ＴｉＯ２及びＮｉ：Ｓｂ２Ｏ５：３１ＴｉＯ２、２Ｃｏ：Ｃｒ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３及びＣｒ２Ｏ３：Ｎｂ２Ｏ３：３１ＴｉＯ２及びＣｒ２Ｏ３：Ｗ２Ｏ６：３１ＴｉＯ２からなる群より選ばれることができる。好ましい混合金属酸化物はＮＨ４ＭｎＰ２Ｏ７、４ＢｉＶＯ４：３ＢｉＭｏＯ６、Ｃｅ２Ｓ３、ＣｏＯ：Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２ＴｉＯ４及び（Ｚｎ，Ｆｅ）（Ｆｅ，Ｃｒ）２Ｏ４からなる群より選ばれることができる。
【００８３】
上記に示したとおり、着色剤は、また、二酸化チタン（チタン無水物（ｔｉｔａｎｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、チタン酸無水物、チタン酸化物、チタンホワイト、チタニア、ＴｉＯ２）であってもよい。二酸化チタンは、一般に、ミネラルルチル又は精製済み鉱物をコークの存在下に約１２００℃で気体塩素と反応させて、液体の四塩化チタンを形成する塩素化物法によって製造される。蒸留の後に、蒸留物を気相で酸化させ、未精製の顔料二酸化チタンを生じる。処理後に、有機及び無機成分は特定の特性を達成するために添加されることができる。この材料は、通常、約０．１８〜約０．２４ミクロンの粒子サイズにまで細砕されることができる。
【００８４】
着色剤として利用されうる有機ポリマー可溶性染料は、Ｓａｎｄｏｐｌａｓｔ，　Ｓｏｌｖａｐｅｒｍ，　Ｈｏｓｔａｓｏｌ，　Ｅｓｔｏｆｉｌ及びＰｏｌｙｓｙｎｔｈｒｅｎの商品名でＣｌａｒｉａｎｔから販売されている。このような材料は可溶性によってポリマーコーティングに色を与える化合物である。このような化合物は、これらの染料がコーティングの樹脂系のマトリックス内に完全に溶解する点で顔料とは異なる。上記の染料は本発明のベース組成物と混合されたときに分離せず、均一な色が最終製品において得られるので、上記の染料は本発明のベース組成物と適合性がある。
【００８５】
有機ポリマー可溶性染料の化学分類は「溶剤染料」と呼ばれる。レッドの染料、例えば、ｓａｎｄｏｐｌａｓｔ　Ｒｅｄ　Ｇはペリノン着色剤（ｓｙｎ：Ｓｏｌｖｅｎｔ　Ｒｅｄ　１３５，　ＣＡＳ＃２０７４９−６８）として知られている。このような溶剤染料の例は、限定するわけではないが、Ｓａｎｄｏｐｌａｓｔ　Ｒｅｄ　ＦＧ，　Ｓａｎｄｏｐｌａｓｔ　Ｒｅｄ　ＢＢ，　Ｐｏｌｙｓｙｎｔｈｒｅｎ　Ｂｌｕｅ及びＰｏｌｙｓｙｎｔｈｒｅｎ　Ｇｒｅｅｎを含む。
【００８６】
本発明のコーティング粉末ベース組成物中に使用される着色剤の量はコーティング粉末ベース組成物を着色して所望の色を得るために有効な量である。コーティング粉末ベース組成物中に使用される着色剤の量は、使用される特定の着色剤並びにコーティング粉末ベース組成物の特定の最終用途によって変更されうる。典型的な態様において、着色剤はコーティング粉末ベース組成物中に約２５％以下の量で存在しうる。
【００８７】
本発明のさらなる態様において、本発明の予備混合されたコーティング粉末ベース組成物に添加剤が後混合されてもよい。このような添加剤は上記の着色剤を伴って又は伴わないで含まれてよい。添加剤は、予備混合されたコーティング粉末ベース組成物と混合されてベース組成物のコーティング特性を変える薬剤であり、例えば、光沢を下げ、耐損傷性を上げ、オウトガス性を最小にし、所望の組織化された表面を得、所望の構造化された表面を得、又は導電性を上げる。本発明で使用されうる添加剤は種々の化合物からなり、微粉砕された非晶性シリカ、低分子量ポリオレフィン、高度に枝分かれした高分子量ポリマー、例えば、グリシジルメタクリレートアクリル硬化ポリエステルを含み、ベース組成物と後混合されたときに、望ましいコーティング特性を提供することができるものである。添加剤は単位質量あたりの合計表面積を最大化するために約０．１〜２．５ミクロンの小さい粒子径を望ましくは有する。しかしながら、約３５ミクロン以下又はそれ以上の粒子は光沢などの物理コーティング特性を達成するために使用できる。添加剤は、このように、所望の特性を求めて粉末コーティングベース組成物を変性するのにより効率的である。制限しない例示の添加剤は脱光沢剤、耐損傷性改良剤、アウトガス剤、組織化剤、構造化剤及び導電剤を含む。例えば、微粉砕された粉末のポリエチレンワックス（＜１ミクロン）はベース組成物に特定の割合で添加され、例えば、滑性、低減された光沢又は脱気性などの特性を付与することができる。さらに、２つの化学物質の非相溶性のために、ミクロン化された透明ポリウレタンコーティング粉末はポリエステル−ＴＧＩＣベース粉末を脱光沢するのに有効であることができる。これらの添加剤は着色剤との組み合わせで使用されてよく、それにより、コーティング特性の全てが所与の目的を達成するように調整されうる。
【００８８】
本発明の別の態様は、硬化後の光沢などの所望の特性を有するコーティング粉末の製造を含む。本明細書中において議論されるとおり、光沢は６０°ガードナーヘイズ光沢試験により測定されるものである。
【００８９】
このような態様において、２種以上のベース組成物は組み合わされて所望の光沢を得る。この方法は、約２〜約８５Ｐａ・ｓの粘度を有する第一の樹脂粒状ベース組成物を提供し、その後、約５０〜約１５０Ｐａ・ｓの粘度を有する第二の樹脂粒状ベース組成物を添加することを含む。ウレタンポリマー、アクリル含有ポリマー及び／又はそれらの混合物を含む第二のベース組成物の添加で、第一のベース組成物のみを用いて製造されたものとは異なる光沢になる。ベース組成物のこのような組み合わせで、各々異なる光沢を有する、複数の小さいバッチのコーティング粉末の製造が容易になる。
【００９０】
光沢と、第一のベース組成物と第二のベース組成物との比率との関係は数学的に線形であることが信じられる。例えば、もし第一の組成物が９５の光沢値を有しそして第二の組成物が５の光沢値を有し、これらの組成物を１：１の比率で混合するならば、得られる光沢値は５０であろう（（９５＋５）／２）。このように、種々の光沢は少なくとも２種のベース組成物を都合よく混合することで容易に得ることができる。
【００９１】
第二のベース組成物は、ウレタンポリマー、アクリル含有ポリマーおよびそれらの混合物を含むことができる。適切なアクリル含有ポリマーはポリエステル／アクリル複合ポリマー及びエポキシ／アクリル複合ポリマーである。ポリエステル／アクリル複合ポリマーは好ましい。というのは、このようなポリマーは非常に低い光沢を有し、そしてより高い光沢を有する他のアクリル含有ポリマーよりも広範囲の光沢の可能性を提供するからである。このような第二のベース組成物は第一のベース組成物と少なくともある程度、非相溶性であり、それにより、第二のベース組成物の添加は第一のベース組成物単独を硬化させることで得られる光沢から光沢（硬化した状態で）を変えるように作用する。混合されたコーティング粉末中の所望の光沢は第一のベース組成物と第二のベース組成物との割合を制御することで得られる。第二のベース組成物の量は所望の光沢を有する混合コーティング粉末を生じるのに有効な量である。このような有効な量は混合コーティング粉末の合計重量に対して非常に低いパーセンテージから非常に高いパーセンテージの範囲であることができる。
【００９２】
以下により詳細に議論するように、ベース組成物は着色剤と混合されて、所望の色を得ることができ、また、所望の光沢を得ることができる。
【００９３】
光沢の制御のための第二のベース組成物の使用を以下に例示する。
【００９４】
以下に示す第一のベース組成物は使用されうる。
【表４】
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【００９５】
以下に示す範囲の第二のベース組成物は使用されうる。
【表５】
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【００９６】
上記のベース組成物は同一の色であってよい。第一のベース組成物は９０〜９５の光沢値を有し、そして第二のベース組成物は３〜７の光沢値を有する。混合組成物はそれぞれのベース組成物の様々な比率を用いて得ることができ、それにより、３〜９５の範囲の光沢値を有する混合された製品を得ることができる。混合物に着色剤を添加してその色を変化させることもできる。比率は所望の光沢値を得るように選択される。これらの成分の分散性をさらに増大させるために、また、全体としての移送効率を上げそしてコーティング粉末の流動化性を改良するために、処理されたサブミクロンの非晶性ヒュームドシリカの少量の有効量を着色剤及び添加剤とともに導入してもよい。
【００９７】
着色剤及び添加剤は材料にせん断作用を与え、それにより均質混合物を生じる従来の混合容器によってコーティング粉末ベース組成物と混合されうる。適切な高強度ミキサーはＨｅｎｓｃｈｅｌから市販されている。ベース粉末の流体様の性質のために、ベース粉末は液体に非常に類似の挙動をし、比較的に短時間で完全な分散がなされる。機械せん断に加えて非常に高温でのみで分散が行われる別法の押出を考えると、この分散方法は非常に有効である。というのは、製品は混合後に使用できる状態であり、そして細砕又は篩い分けを全く必要としないからである。
【００９８】
さらなる例として、良好な流動化特性を有する６０の光沢値のパステルイエローの組成物を下記に示す。下記の表において、３つの試行を行い、それらはこの技術を用いた色の適合に典型的であることができる。試行Ａは出発組成物である。成分は混合装置で合わされて、特定の時間混合される。試行Ｂは第一の調整であって、ここでは、色が赤すぎ、そして光沢は若干高すぎた。このことは、色を補正するために緑色の着色剤を添加しそして光沢を微調整するために脱光沢剤を２０％増加させることで修正された。試行Ａを含むミキサーにこれらの成分を単純に添加し、試行Ａと同一の時間混合した。試行Ｂの評価は、色は適切に調節されたが、色は若干暗くなったことを示す。光沢はこれで許容されるものになったので、色を若干薄めるという１つの目的で試行Ｃを行った。白色の着色剤を試行Ｂ組成物に添加し、そして特定の時間混合した。試行Ｃは６０の光沢値のパステルイエローの最終製品である。
【００９９】
【表６】
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【０１００】
この系で使用される添加剤は、化学反応性以外、同一の前提で作用する。幾つかの添加剤は、ベース粉末コーティングと反応し、脱光沢性又は組織化などの変化を生じることでその役割を担う。
【０１０１】
本明細書をとおして、種々の刊行物を参照した。現状技術水準をより完全に記載するように、参照によりこれらの刊行物中の開示を本明細書中に取り込む。
【０１０２】
本発明をこのように記載してきたが、本発明は多くの方法で変更されうることが明確である。このような変更は本発明の精神及び範囲を逸脱するものと考えられるべきでなく、全てのこのような変更は特許請求の範囲に含まれること意図される。
【外国語明細書】
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