(57)【要約】【課題】従来公報に開示された水分散型粉体塗料に見られる欠点を解消し、塗料としての分離安定性やスプレーガンを用いた塗装作業性、廃液処理などの問題を生じることなく、表面がきめ細かで凹凸が少なく優れた塗膜外観を与える水分散型粉体塗料とその製法を提供すること。【解決手段】塗料用樹脂を含む粉体が水に分散された水分散型の粉体塗料において、前記粉体の平均粒径（Ｄ５０）が５〜１５μｍで、且つ２０μｍ以上の粒子の占める比率が１０質量％以下、３μｍ以下の粒子の占める比率が１０質量％以下であり、固形分濃度が３０〜６０質量％である水分散型粉体塗料と、その製法を開示する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料用樹脂を含む粉体が水に分散された水分散型粉体塗料において、前記粉体の平均粒径（Ｄ５０）が５〜１５μｍで、且つ２０μｍ以上の粒子の占める比率が１０質量％以下、３μｍ以下の粒子の占める比率が１０質量％以下であり、固形分濃度が３０〜６０質量％であることを特徴とする水分散型粉体塗料。
【請求項２】
２０℃における分散液の粘度が１００〜１０００ｍＰａ・ｓである請求項１に記載の水分散型粉体塗料。
【請求項３】
粉体のガラス転移温度が３０〜８０℃である請求項１または２に記載の水分散型粉体塗料。
【請求項４】
塗料用樹脂がエポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂よりなる群から選択される少なくとも１種である請求項３に記載の水分散型粉体塗料。
【請求項５】
第三成分として含まれる界面活性剤や沈降防止剤などの水系添加剤の含有量が、塗料固形分に対し総和で３質量％以下である請求項１〜４のいずれかに記載の水分散型粉体塗料。
【請求項６】
前記粉体が、塗料用樹脂と共に顔料を含むものである請求項１〜５のいずれかに記載の水分散型粉体塗料。
【請求項７】
水分散型粉体塗料を製造する方法であって、塗料用樹脂を含む塗料用原料成分を溶融混合し、これを冷却してから粗粉砕した後、該粗粉砕物を０．７〜２．３倍量の水に分散させた状態で循環型ビーズミルにより処理し、固形成分の平均粒径（Ｄ５０）が５〜１５μｍ、２０μｍ以上の粒子の占める比率が１０質量％以下、３μｍ以下の粒子の占める比率が１０質量％以下となる様に微粉砕することを特徴とする水分散型粉体塗料の製法。
【請求項８】
前記溶融混合物をシート状に成形し、これを粗粉砕してから前記循環型ビーズミルで処理する請求項７に記載の製法。
【請求項９】
前記塗料用樹脂と共に顔料を溶融混合して使用する請求項７または８に記載の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水分散型粉体塗料とその製法に関し、特に、塗装作業性や貯蔵安定性に優れ且つ平滑で優れた外観の塗膜を与え、更には廃水処理性にも優れた水分散タイプの粉体塗料と該塗料の製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
塗料としては、有機溶剤を用いた塗料が汎用されてきた。ところが有機溶剤を使用した塗料は、環境問題や火災発生の原因になり得ることから、有機溶剤を使用しない水性塗料や粉体塗料が注目されている。
【０００３】
しかし、水性塗料は十分な塗膜性能が得られ難く、また廃水処理などの問題を有している。これに対し粉体塗料は塗膜性能に優れ、オーバースプレーした塗料は回収装置を利用して循環使用できるため塗料ロスが殆どなく、経済性にも極めて有用なものである。しかし、粉体塗装のために高価な塗装設備を必要とすることや、仕上りが粉体塗料特有のゆず肌となり、薄膜塗装ができないという問題も指摘される。更に粉体塗料は、製造上多品種少量生産には不向きであり、また、異色の粉末や異物が混入するとそれらの除去が殆ど不可能であり、汎用化を妨げる大きな原因になっている。
【０００４】
こうした粉体塗料の難点を克服する他のタイプの塗料として、粉体塗料成分を水に分散させた水分散型の粉体塗料が考えられ、例えば特開平７−１９６９５３号、同１１−３４３４３２号、特表平１１−５０９５６３号などが提案されている。この種の水分散型粉体塗料の多くは、熱硬化性樹脂、またはこれと顔料成分を溶融温度以上、硬化温度未満の温度で溶融混合してから粗粉砕し、更に乾式で微粉砕してから分散剤などを用いて水に分散させる方法、或いは粗粉砕物を分散剤などと共に水に分散させてから湿式で微粉砕する方法、等によって製造される旨記載されている。
【０００５】
前掲の公報を含めて、先行技術に開示されている水分散型粉体塗料の殆どは、分散安定性や塗膜の均一性などを考慮して水分散型粉体塗料を構成する樹脂成分の粒度は極力小さいことが好ましいとされており、具体的には、平均粒径（Ｄ５０）で１０μｍ以下のものを推奨している。
【０００６】
しかし本発明者らが確認したところによると、水分散型粉体塗料の場合、塗装作業性や塗膜特性の点では粒度が小さいほど好ましい訳ではなく、適切な粒度範囲が存在することが明らかになってきた。即ち、水分散型粉体塗料に小さい粒子が多く含まれると、塗料の粘度が高くなってスプレーガン等を用いた吹付け塗装作業性が極端に悪くなるばかりでなく、塗膜肌も悪くなる。また、塗料の固形分濃度を下げて塗料の流動性を改善した場合、塗膜乾燥の際に分散媒の揮発量が多くなるため、いわゆる“塗膜のやせ”が問題となる。
【０００７】
但し、水分散型粉体塗料に粗大粒子が多く含まれると、塗膜がきめの荒いものになるばかりでなく凹凸も顕著になって外観不良となり、更には、塗料の沈降（分離）安定性を高めるのに分散剤や沈降防止剤を多量使用しなければならなくなるため、廃水処理の問題がクローズアップされてくる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、水分散型粉体塗料に見られる前掲の欠点を解消し、塗料としての沈降分離や塗装作業性、廃液処理、塗膜の平滑性不良などの問題を生じることなく、表面凹凸が少なく優れた塗膜外観を与える水分散型粉体塗料を提供すると共に、その様な水分散型粉体塗料を効率よく製造することのできる方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することのできた本発明にかかる水分散型粉体塗料の構成は、塗料用樹脂を含む粉体が水に分散された水分散型粉体塗料において、前記粉体の平均粒径（Ｄ５０）が５〜１５μｍで、且つ２０μｍ以上の粒子の占める比率が１０質量％以下、３μｍ以下の粒子の占める比率が１０質量％以下であり、固形分濃度が３０〜６０質量％であるところに特徴を有している。
【００１０】
上記本発明の水分散型粉体塗料は、スプレー塗装作業性を高めると共に平滑な塗膜の形成を容易にし、且つ塗装後の塗膜のタレを抑えるため、２０℃における分散液の粘度が１００〜１０００ｍＰａ・ｓの範囲のものが好ましく、また、上記塗料用樹脂は貯蔵時における粉体粒子のブロッキングを抑えると共に、適度の温度による焼付処理で平滑性に優れた塗膜の形成を容易にするため、粉体粒子のガラス転移温度が３０〜８０℃の範囲のものを使用することが望ましい。
【００１１】
上記塗料用樹脂として特に好ましいのは、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂であり、本発明の水分散型粉体塗料には、第三成分として界面活性剤、沈降防止剤などの水系添加剤が配合されるが、これら水系添加剤の含有量は塗膜の耐水性や廃液処理性などの観点から極力少なく抑えるのがよく、好ましくは塗料固形分に対し上記添加剤の総和で３質量％以下に抑えることが望ましい。
【００１２】
また本発明の塗料は、顔料なしのクリアー塗料として有効に使用できるが、需要者の要求に応じて任意の顔料を配合すれば、着色塗料としても有効に活用できる。
【００１３】
本発明に係る製法は、上記水分散型粉体塗料を効率よく製造することのできる方法として位置付けられるもので、その構成は、塗料用樹脂を含み、必要により任意の顔料を配合した原料成分を溶融混合し、これを冷却してから粗粉砕した後、該粗粉砕物を０．７〜２．３倍量の水に分散させた状態で循環型ビーズミルによって処理し、固形成分の平均粒径（Ｄ５０：粒度分布曲線における５０％位置での粒径）が５〜１５μｍ、２０μｍ以上の粒子の占める比率が１０質量％以下、３μｍ以下の粒子の占める比率が１０質量％以下となる様に微粉砕するところに特徴を有している。
【００１４】
上記本発明の製法を実施するに当っては、前記溶融混合物をシート状に成形してから粗粉砕し、これを前記循環型ビーズミルにかけて微粉砕する方法を採用すれば、前記粒度や粒度分布の調整が容易になるので好ましい。
【００１５】
またこの方法を実施するに当り、前記粗粉砕物を水に分散させる際には、該粗粉砕物に適量の界面活性剤（分散剤、乳化剤、濡れ性向上剤など）や沈降防止剤、防錆剤などを添加できるが、それらの添加量は、前記粗粉砕物に対し総和で３質量％以下に抑えることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明者らは前述したような課題の下で、沈降安定性や塗装作業性が良好で且つ優れた外観・性状の塗膜を与える水分散型粉体塗料の開発を期して研究を進めてきた。その結果、上記の様に塗料用樹脂、あるいはこれと必要により配合される顔料を含む粉体の平均粒径（Ｄ５０）と粒度分布、並びに固形分濃度を好適範囲に制御し、あるいは更に水系添加剤の含有量を適切に制御してやれば、従来の水分散型粉体塗料にみられる前掲の欠点が解消され、優れた品質の水分散型粉体塗料となり得ることを知り、上記本発明に想到したものである。
【００１７】
まず本発明の水分散型粉体塗料は、熱硬化性樹脂からなる塗料用樹脂を含む粉体が水に分散されたもので、該粉体は平均粒径（Ｄ５０）が５〜１５μｍで、且つ２０μｍ以上の粒子の占める比率が１０質量％以下、３μｍ以下の粒子の占める比率が１０質量％以下であることを必須とする。
【００１８】
ちなみに平均粒径（Ｄ５０）が５μｍ未満では、水分散型塗料として沈降安定性（粉体の沈降分離性）などは良好であるが、粒子が微細に過ぎるため構造粘性が高くなって流動性が低下し、スプレーガン等を用いた塗装作業性が劣悪になり、仕上り外観（塗膜の平滑性や均一性）などが劣化傾向を示す様になる。そこで、流動性を確保するには塗料の固形分濃度を下げねばならなくなるが、そうすると固形分濃度の低下に伴って、所謂“塗膜のやせ”や“透け”が問題になる。また、界面活性剤等を加えることで流動性を確保する方法もあるが、塗膜中に残った界面活性剤などの影響により耐水性などの塗膜特性が低下する。
【００１９】
他方、平均粒径（Ｄ５０）が１５μｍを超えて過度に粗大になると、分離安定性が悪くなり保管時などに塗料中の粉体成分が沈降し易く、塗料の取扱い性が劣悪になるばかりでなく、塗膜のきめが荒く且つ凹凸の著しいものとなり、良好な塗膜外観が得られなくなる。
【００２０】
また該粉体の粒度分布も、塗膜の平滑性、濾過性および塗装作業性などに影響を及ぼす重要な特性であり、固形成分（粉体）中に占める２０μｍ以上の粒子の比率が１０質量％以下で且つ３μｍ以下の粒子の占める比率が１０質量％以下でなければならず、その結果として、３μｍ以上２０μｍ以下の好適粒径範囲に納まる粒子の全体中に占める比率は８０質量％以上となる。
【００２１】
ちなみに平均粒径（Ｄ５０）が５〜１５μｍであっても、粒度分布が広い水分散型粉体塗料では、凹凸間隔が短く凹凸高低差が大きい塗膜となり、均一な仕上り塗膜が得られなくなる。更に２０μｍ以上の粗粒物が１０質量％を超えると、塗料製造の濾過工程でフィルターが目詰りを起こし易くなる。他方、３μｍ以下の微粒物が１０質量％を超えると、塗料の流動性が低下し、塗装作業性が悪くなる。
【００２２】
しかし、平均粒径（Ｄ５０）が５μｍ以上１５μｍ以下で且つ２０μｍ以上の粒子の占める比率が１０質量％以下、３μｍ以下の粒子の占める比率が１０質量％以下の水分散型粉体塗料では、塗料粘度が過度に高くなって塗装作業性や取扱い性が劣化するといった問題を生じることなく、しかも形成される塗膜は均一で平滑性に優れた仕上り外観を有するものとなる。更に、塗料製造時の濾過工程でフィルターの目詰りを起こすことなく夾雑物のみを容易に除去することができる。この様なことから、より好ましい粉体の平均粒径（Ｄ５０）は７μｍ以上、１３μｍ以下で、且つ２０μｍ以上の粒子の占める比率は５質量％以下、３μｍ以下の粒子の占める比率は５質量％以下がより好ましい。
【００２３】
本発明にかかる上記塗料の固形分濃度も、塗装作業性や塗膜特性に影響を及ぼす重要な支配要因であり、好ましくは３０〜６０質量％の範囲内に設定することが望ましい。ちなみに、固形分濃度が３０質量％未満の低濃度物では、濃度不足のため塗装時に前述した“塗膜のやせ”や“透け”が生じ易くなる。逆に６０質量％を超えて過度に高濃度になると、塗料粘度が高くなって流動性が低下し、塗装時のレベリング性が悪くなり、仕上り塗膜の平滑性に悪影響を及ぼす。この様なことから、水分散型粉体塗料の固形分濃度は３０質量％以上、６０質量％以下に調整するのがよい。
【００２４】
本発明で使用する塗料用樹脂の種類には特に制限がなく、水分散型粉体塗料用として用いられる公知の樹脂、例えばエポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、アルキド系樹脂、シリコン系樹脂、イソシアネート系樹脂、メラミン系樹脂、フッ素系樹脂などを使用することができ、これらは各々単独で使用し得る他、必要により２種以上を適宜複合して使用することができる。これらの樹脂の中でも特に好ましいのは、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂である。
【００２５】
上記塗料用樹脂の中でも特に好ましいのは、ガラス転移温度が３０℃以上、より好ましくは４０℃以上で、８０℃以下、より好ましくは７０℃以下の樹脂である。ちなみに、樹脂のガラス転移温度が３０℃未満の場合は、貯蔵時や輸送時に塗料中の粉体粒子がブロッキングを起こす恐れがあるだけでなく、機械粉砕時に融着を起こして微粒化し難くなることがあり、逆にガラス転移温度が高すぎる場合は、焼付時の流動性が悪化して仕上り塗膜の平滑性が低下傾向を示す様になる。
【００２６】
なお必要によっては、上記塗料用樹脂に加えて、通常の粉体塗料に配合されることのある硬化剤、硬化促進剤、流動調整剤、発泡防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、防錆剤などを配合し、塗膜特性を更に改善することも勿論可能である。
【００２７】
本発明の塗料は、上記塗料用樹脂を必須成分として含み、適度の粒径と粒度分布を有する粉体が水に分散されたものであるが、スプレー塗装時に塗料のタレや透け等を生じることなく、レベリング性に優れ、より平滑性の高い塗膜を形成するには、水分散型粉体塗料の粘度を１００ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは３００ｍＰａ・ｓ以上で、１０００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは８００ｍＰａ・ｓ以下に調整することが望ましい。
【００２８】
ちなみに塗料粘度が低すぎる場合は、貯蔵時に粉体塗料が沈降分離し易くなる他、スプレー塗装時にタレを起こし易くなって均質な塗膜が得られ難くなり、逆に塗料粘度が高すぎると、塗装時のレベリング性が悪化し平滑な塗膜が得られ難くなる他、場合によっては塗装自体が困難になることもある。
【００２９】
尚、本発明にかかる塗料の水分散液としての最低限の沈降安定性と塗装作業性を確保するには、上記粒度構成に加えて大抵の場合、分散剤、乳化剤、濡れ性向上剤などの界面活性剤や沈降防止剤、更には被塗装物である金属（特に鉄系合金など）に対して錆止め機能を与えるための防錆剤などの水系添加剤が少量配合される。しかしこれらの水系添加剤を多量配合すると、水分散型粉体塗料を塗装する際に被塗装面以外に飛散した塗料の回収時に、濾過や遠心分離などで粉体成分を回収した後の残液として排出される廃液中に上記水系添加剤が混入し、廃液処理の問題が生じてくる。従って、これら水系添加剤の配合量は極力少なく抑えることが望ましい。そのため本発明では、該水系添加剤の配合量を塗料中の固形分基準で３．０質量％以下、より好ましくは２．０質量％以下に抑えることを推奨する。
【００３０】
ちなみに、水系添加剤の配合量を３．０質量％程度以下に抑えておけば、塗料飛散物を例えば水膜（ウオータースクリーン）等を用いて捕集し、フィルターを通して粉体成分を分離回収した後の廃液中に含まれる前記水系添加剤の量はごく僅かとなり、廃水処理を著しく簡素化乃至省略することができ、或いは塗装設備の洗浄用水などとして再利用することも可能になる。
【００３１】
本発明の水分散型粉体塗料は、上記の様に塗料用樹脂を必須成分として含有するもので、実質的に塗料用樹脂のみからなる粉体を用いた場合は、所謂クリアー塗膜形成用の塗料となる。また塗料用樹脂と共に適量の顔料を配合すれば、当該顔料の有する色調等に応じた色彩の着色塗料として得ることができる。
【００３２】
ここで用いる顔料としては、着色顔料や防錆顔料などが包含され、着色顔料としては例えば、ベンガラなどの酸化鉄、酸化チタン、チタン黄、亜鉛華、硫化亜鉛、リトポン、酸化アンチモン、コバルトブルー、カーボンブラックなどの無機系顔料や、キナクリドンレッド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、パーマネントレッド、ハンザイエロー、インダンスレンブルー、ブリリアントファーストスカーレット、バリオゲンレッドなどの有機顔料が例示され、これらも単独で使用し得る他、必要により２種以上を組み合わせて使用できる。
【００３３】
更に、体質顔料や艶消し剤として、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、クレー、タルク、ケイソウ土、シリカ粉、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナホワイト等を使用したり、塗膜の光輝性向上を目的として配合される光輝性顔料として、パール顔料、アルミニウム粉やステンレス鋼粉などの金属粉や金属フレーク、ガラスビーズやガラスフレーク、雲母、リン片状酸化鉄（ＭＩＯ）等を併用することも有効である。
【００３４】
上記顔料の配合量には一切制限がなく、用いる顔料の種類や塗膜に求められる色調、明度、彩度などに応じて任意に選定すればよいが、標準的な配合量としては、塗料用樹脂１００質量部に対して顔料を２〜７０質量部の範囲から選択される。なお、クリアー塗料とする場合に顔料の配合が省略されることは当然である。また必要によっては、顔料に加えて或いは顔料に代えて任意の染料を使用することも可能である。
【００３５】
更に、例えばアクリル酸系共重合体（アクリル酸とアクリルエステルの共重合体）、セルロース系（メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、プロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースなど）、ポリウレタン系（ポリエーテル変性ウレタン化合物など）、ポリアマイド系、クレー系（ベントナイト、ヘクトライト、サポナイトなど）の増粘剤や、ミネラルオイル系や鉱物系、シリコン系などの消泡剤、更には被塗装物である金属（特に鉄系合金など）に対して錆止め機能を与えるための防錆剤などを添加することも可能である。
【００３６】
次に、上記水分散型粉体塗料の製法について説明する。
【００３７】
上記水分散型粉体塗料は、その原料となる塗料用樹脂またはこれと顔料を溶融混合し、冷却固化させ、適当なサイズ（通常は１ｍｍ前後）に粗粉砕してから適量の水に分散させ、該水分散体を循環型ビーズミルで処理することによって、所定の平均粒径（Ｄ５０）と粒度分布を満たす様に微粉砕する。
【００３８】
循環型ビーズミルで処理する際の水の使用量は、粗粉砕物に対し質量比で０．７〜２．３倍量の範囲とするのがよく、この範囲の水量とすれば、ビーズミルによる微粉砕を効率よく進めることができ、しかも、微粉砕後は水分散液の濃度調整をせずとも好適濃度の水分散液を得ることができるので好ましい。
【００３９】
なお循環型ビーズミルとは、破砕用メディアとして鋼球やセラミックス球などが装入されたビーズミルと処理液タンクとの間で粗粉砕分散液を循環させ、分散液中の粉体の微細化を進める装置であり、微細化の進行状態は粉砕用メディアの材質、サイズ、充填量、アジテーターシャフトの回転数、分散液の循環流量などによって変わってくるが、何れにしても循環運転時間を調整することで微細化の程度を任意に調整できる。
【００４０】
また、ビーズミルを用いて微粉砕を行う際に、処理液温度が高温になると水分散液中の粉体同士がブロッキング（融着）を起こす恐れがあるが、循環型ビーズミルとして外付け型もしくは内臓型の冷却機構を備えたものを使用し、処理液温度を低温で微粉砕処理を行えば、微粒子同士がブロッキングを起こすことなく円滑に微細化することができる。この際、塗料粘度が高すぎると微粉砕時の温度上昇が著しくなってブロッキングを起こす原因になるので、塗料粘度は常温（２５℃）で１０００ｍＰａ・ｓ程度以下に抑えることが望ましい。
【００４１】
図１は、循環型ビーズミルで微細化処理を行う際の循環運転時間と水分散液中の粉体の粒径との関係を示したグラフであり、循環運転時間を適宜調整することで目標とする粒度構成の水分散液を容易に得ることができる。これに対し、粗粉砕水分散液の微細化にビーズミルを使用したとしても、多パス運転法を採用した場合は、例えば図２に示す如く粒径がパス回数毎に段階的に変化するだけであり、所望する粒径範囲に調整することができない。よって本発明を実施する際には、適正な平均粒径（Ｄ５０）と粒度分布を確保するための要件として、循環型ビーズミルの使用を必須とする。
【００４２】
なお、循環型ビーズミルにかける粗粉砕水分散液の粒度構成は特に制限的でなく、前述した如く塗料用樹脂と必要により配合される顔料の溶融混合物を適当に粗粉砕したものを使用すればよいが、循環型ビーズミルによる微細化処理後の粒径範囲を極力狭くして粒度分布を狭めるには、粗粉砕物の粒径範囲もできるだけ狭くしておくことが望ましく、そのためには、前記溶融混合物を適当な厚さ（好ましくは１ｍｍ前後）のシート状に加工してから破砕した粗粉砕物を使用することが望ましい。しかして、シート状にしてから破砕すると、塊状物を破砕したものに較べて粗粉砕物の粒径が相対的に均一となって粒度分布の狭い粗粉砕物が得られ易くなり、ひいては、循環型ビーズミルで処理することによって得られる微粉砕物の粒度構成もより均一になるからである。
【００４３】
そして、この様な粗粉砕の後、循環型ビーズミルを使用し、粉砕用メディアの材質、サイズ、充填量、アジテーターシャフトの回転数、塗料の循環流量などに応じて循環時間を適宜調整すれば、前掲の好適粒度範囲と粒度分布を有する水分散型粉体塗料を容易に得ることができる。特に、被処理水分散液の循環量で１リットル／分以上、４リットル／分以下を確保し得るような循環型のビーズミルを使用すれば、例えば前記図１でも説明した如く、処理時間を微調整するだけで平均粒径（Ｄ５０）や粒度分布をより簡単且つ確実に調整できるので好ましい。
【００４４】
なお、該粉体塗料中に含有させることのある前記分散剤等の界面活性剤や沈降防止剤などの水系添加剤は、粗粉砕物を得る際に水分散液中に添加してもよく、或いは循環型ビーズミルによる処理の前または処理途中で添加してもよく、更にはビーズミル処理後に添加しても構わないが、その添加量は、使用時の廃水処理性等を考慮して、塗料固形分に対し総量で３質量％以下、より好ましくは２質量％以下に抑えることが望ましい。
【００４５】
かくして得られる微粉砕分散液を、最終工程で、必要により加圧、吸引あるいは超音波加振機構付のスクリーンに通して異物や夾雑物を濾別すると、本発明の水分散型粉体塗料を得ることができる。
【００４６】
かくして得られる本発明の水分散型粉体塗料は、例えば静電塗装（回転式、エア霧化式、エアレス式、エアアシスト式など）や、エアスプレー塗装、エアレス塗装、刷毛塗り、ロール塗り、浸漬塗装など、任意の方法で様々の部材に塗装できる。また本発明の水分散型粉体塗料は、下塗り塗料、中塗り塗料、上塗り塗料の少なくとも１つ以上として、必要により他の塗料と組合せて重ね塗りすることができる。また、被塗物に水分散型粉体塗料を塗装して焼付乾燥させる１コート・１ベーク法を始めとして、被塗物に下塗り塗料を塗装し、加熱または焼付乾燥した後に水分散型塗料を塗り重ねてから焼付乾燥させる２コート・２ベーク法や、下塗り塗料を塗装し、加熱または焼付乾燥を行わずにウエット・オン・ウエットで水分散型粉体塗料を塗り重ねてから焼付乾燥する２コート・１ベーク法などを採用することができる。
【００４７】
更に、トップコートをクリアー仕上げ等にする場合は、同様に３コート・３ベーク法や３コート・２ベーク法、３コート・１ベーク法等を採用することもできる。ここで下塗り塗料とは、電着塗料、水性塗料、溶剤型塗料、粉体塗料、水分散型粉体塗料などが含まれ、また本発明の水分散型粉体塗料を下塗り塗料として使用することも可能である。
【００４８】
塗装対象となる被塗物の種類も一切制限されず、例えば自動車、船舶、電車などに用いる素材や部品、外板材、家電製品や事務機器などの構成素材や外殻体として用いる各種の金属部材やプラスチック部材などの塗装に幅広く適用することができる。金属としては、最も汎用性の高い鋼や合金鋼などの鉄基金属材を始めとして、アルミニウムやチタン、真鍮などの非鉄金属や合金など、更には、亜鉛めっき鋼材や錫めっき鋼材などのめっき金属材；クロメート処理やリン酸塩処理を施した表面処理鋼材；陽極酸化処理や陰極酸化処理、封孔処理などの施されたアルミニウム又はアルミニウム合金材、などに制限なく適用できる。
【００４９】
また本発明を実施する際には、調色された水分散型粉体塗料の耐水性や耐薬品性、耐候性、耐傷付き性などを高めるため、塗料用樹脂として熱硬化性樹脂を使用することが多いため、塗装後は大抵の場合焼付け処理されるが、該焼付けには、例えば電気熱風乾燥炉、ガス熱風乾燥炉（間接熱風、直接熱風）、遠赤外乾燥炉、ジェットヒーター乾燥炉など任意の乾燥炉を使用し、例えば１３０〜３５０℃、より一般的には１４０〜２５０℃で１０秒〜６０分、より一般的には５分〜４０分程度で加熱乾燥すればよい。上記加熱乾燥に先立って、予備乾燥しておくことも有効である。
【００５０】
塗膜の膜厚は、用途や需要者の要望に応じて任意に選定するのがよいが、一般的なのは５〜２００μｍ、より一般的には３０〜１００μｍの範囲であり、厚塗りを行う場合は２回塗りや３回塗りなど多層塗りを採用することも勿論有効である。
【００５１】
更に本発明の水分散型粉体塗料は、前述した如く塗料用樹脂粉体を均一且つ安定に微分散させたもので、特にスプレー塗装法を採用した場合は、被塗物以外に塗料成分がオーバースプレーするが、これらは加熱処理しない限り水への再分散性は良好であるので、これらオーバースプレーした粉体塗料は随時粉体として捕集し、或いは水洗等により水分散体として捕集することで、回収することも可能である。
【００５２】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に包含される。
【００５３】
尚、下記実験で採用した平均粒径（Ｄ５０）および粒度分布、不揮発分濃度、塗料粘度の測定法および塗装作業性、塗膜性能の評価法は下記の通りとした。
【００５４】
［平均粒径（Ｄ５０）および粒度分布］
各水分散型粉体塗料を固形分濃度１〜５質量％まで水で希釈し、日本精機製作所社製の超音波分散機「超音波ホモジナイザー」で２分間処理し、粉体塗料粒子の凝集をほぐした後、日機装社製の粒度分布測定装置「ＭＴ３３００ＥＬ」を用いて測定する。
【００５５】
［Ｔｇ測定］
セイコーインスツルメンツ社製の示差走査熱量分析装置「ＤＳＣ６２００」を用いて測定。
【００５６】
［塗料粘度］
ＪＩＳ　Ｋ５４００（回転粘度計法）に従い、塗料粘度を測定する。測定条件としては、５００ｍｌのビーカーに深さ１００ｍｍになるまで水分散型粉体塗料を入れ、温度を２０℃に保った状態で東機産業社製のＳＡ型粘度計「Ｂ８Ｈ型粘度計」にＳＡ３号ローターを取り付け、回転数２０ｒｐｍで測定する。
【００５７】
［塗装作業性］
水分散型粉体塗料をアネスト岩田社製の重力式スプレーガン「Ｗ−１００」（ノズル口径；１．３ｍｍ）で塗装し、下記ａ）〜ｃ）を評価する。塗装条件は、吹き付け空気圧；０．３ＭＰａ、キャップ内圧力；０．２ＭＰａ、被塗物とのガンとの距離；２００ｍｍ、温度；２０℃、相対湿度；６５％とする。
【００５８】
ａ）スプレー塗装作業性：ノズルからの水分散型塗料の噴出状態を目視観察し、塗装作業に支障がないかを５段階で評価する、
５；極めて良好、４；良好、３；塗装に障害がない程度に良好、
２；やや塗装に障害あり、１；塗装不能。
【００５９】
ｂ）タレ性；ＳＰＣＣ（ブライト）鋼板（１５０×７０×０．８ｍｍ）を垂直に立て掛け、水分散型粉体塗料を連続して３回塗装し、タレの状態を５段階で目視評価する、
５；タレ全くなし、４；タレ殆どなし、３；実用に問題なし、
２；若干のタレが認められる、１；タレが著しく実用不可。
【００６０】
ｃ）レベリング性；上記ｂ）と同じ方法で水分散型粉体塗料を塗装し、試験片を２０℃で１０分間放置してから、塗面の凹凸の大きさを５段階で目視評価する、
５；凹凸全くなし、４；凹凸殆どなし、３；実用に問題なし、
２；若干の凹凸が認められる、１；凹凸が著しく実用不可。
［塗膜性能］
水分散型粉体塗料をＳＰＣＣ（ブライト）鋼板（１５０×７０×０．８ｍｍ）に上記と同じ塗装条件を採用して３回塗りでスプレー塗装し、１９０℃で２０分間の焼付乾燥を行い、得られた塗膜を下記のａ）〜ｃ）によって評価する。
【００６１】
ａ）膜厚；ケット科学研究所製の膜厚計「ＬＺ−３００」によって測定、
ｂ）塗膜外観；塗膜の艶、はじき、ぶつ、平滑性を、目視観察によって５段階評価する、
５；極めて良好、４；良好、３；普通、２；やや不良、１；劣悪、
ｃ）表面粗度；小坂研究所製の「サーフコーダＳＥ３５００」を使用し、ＪＩＳＢ０６０１−１９９４に従って塗膜の平均表面粗さ（Ｒａ）を求める（カットオフ；０．８ｍｍ、フィルター；ガウス、測定長さ；４ｍｍ）
［塗料の貯蔵安定性］
水分散型粉体塗料０．５ｋｇを１リットルの密封容器に入れ、３５℃で５００時間静置状態で貯蔵し、使用に適する状態を保っているかどうかを、上記の「塗装作業性」評価法と同様にして５段階評価する。
５；極めて良好、４；良好、３；塗装に支障がない程度に良好、
２；やや塗装に障害あり、１；塗装不可。
【００６２】
実施例１
［ポリエステル系樹脂粗粉砕物の作成］
原料を下記配合１に示す比率で使用し、高速ミキサーで均一に混合した後、溶融押出機を用いて熱溶融混練すると共に押出し、厚さ約１ｍｍのシート状に冷却固化させる。このシート状物を破砕機に通して粗粉砕した後、篩目が１．０ｍｍのフィルターに通してポリエステル系樹脂粗粉砕物を得る。
【００６３】
配合１：
「ファインディックＭ−８０２０」（注１）　　　　　５５．０（質量部）
「クラレンＴＰ　ＬＳ２２５６」（注２）　　　　　　　８．２
ベンゾイン（注３）　　　　　　　　　　　　　　　　　０．４
「ＡＥＲ−６００２」（注４）　　　　　　　　　　　　１．５
「アクロナール４Ｆ」（注５）　　　　　　　　　　　　０．５
「酸化チタンＣＲ９７」（注６）　　　　　　　　　　３４．４
合計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００．０
（注１）　大日本インキ工業社製のポリエステル系樹脂
（注２）　住友バイエルウレタン社製のブロックイソシアネート樹脂
（注３）　ＭＩＷＯＮ　ＣＯＭＭＥＲＣＩＡＬ社製の脱ガス剤
（注４）　旭化成エポキシ社製のエポキシ樹脂
（注５）　ＢＡＳＦ社製の流動調整剤
（注６）　石原産業社製の酸化チタン。
【００６４】
［水分散型粉体塗料の作製］
下記配合２に示す比率で用いた原料配合物１０．０ｋｇをディスパーによって混合し、この混合物を冷却機構内蔵型の湿式循環型ビーズミル［分散メディア；直径１．０ｍｍのニッカトー社製ジルコニアボール「ＹＴＺ」を、ベッセル容積に対して８０％（４．４ｋｇ）装入したもの］に連結した循環槽に投入し、アジテーターディスクを周速１０ｍ／ｓで回転させながら、循環流量２リットル／分で６０分間循環させることによって微粉砕処理を行う。次いで、５０μｍフィルターを通して濾過することによって水分散型粉体塗料を得る。得られた水分散型粉体塗料の性状・特性を表１に示す。尚、粉体粒子のＴｇは６５℃であった。
【００６５】
配合２：
ポリエステル系樹脂粗粉砕物（注１）　　　　　　　　５０．０（質量部）
「サーフィノール４４０」（注２）　　　　　　　　　　０．２
「アデカノールＵＨ−７５２」（注３）　　　　　　　　０．５
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　　４９．３
合計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００．０
（注１）　上記配合１によって得たポリエステル系樹脂粗粉砕物（Ｔｇ；６５℃）
（注２）　エアープロダクツ社製の界面活性剤
（注３）　旭電化工業社製の増粘剤。
【００６６】
実施例２、比較例１〜５
上記実施例１において、水分散型粉体塗料の固形分濃度、添加剤［粗粉砕物と分散媒（水）以外の成分］の総添加量、循環型ビーズミルによる分散時間をそれぞれ下記表１に示す様に変更した以外は、前記実施例１と同様にして水分散粉体塗料を調製する。なお、各塗料中に含まれる塗料粉体の平均粒径（Ｄ５０）と粒度分布を表１に一括して示す。
【００６７】
実施例３
［エポキシ系樹脂粗粉砕物の作成］
原料を下記配合３に示す比率で使用し、高速ミキサーで均一に混合した後、溶融押出機を用いて熱溶融混練すると共に押出し、厚さ約１ｍｍのシート状に冷却固化させる。このシート状物を破砕機に通して粗粉砕した後、篩目が１．０ｍｍのフィルターに通してエポキシ系樹脂粗粉砕物を得る。
【００６８】
配合３：
「ＡＥＲ−６０１４」（注７）　　　　　　　　　　　６１．３（質量部）
「ＡＤＨ」（注８）　　　　　　　　　　　　　　　　　２．８
ベンゾイン（注３）　　　　　　　　　　　　　　　　　０．４
「アクロナール４Ｆ」（注５）　　　　　　　　　　　　０．５
「酸化チタンＣＲ９７」（注６）　　　　　　　　　　３５．０
合計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００．０
（注７）　旭化成エポキシ社製のエポキシ樹脂
（注８）　大塚化学社製の硬化剤
（注３，５，６）　前記と同じ
上記で得たエポキシ系樹脂粗粉砕物を使用し、以下は前記実施例１と同様にして水分散型粉体塗料を得た。得られた水分散型粉体塗料の性状・特性を表１に示す。尚、粉体粒子のＴｇは６２℃であった。
【００６９】
実施例４
［アクリル系樹脂粗粉砕物の作成］
原料を下記配合４に示す比率で使用し、高速ミキサーで均一に混合した後、溶融押出機を用いて熱溶融混練すると共に押出し、厚さ約１ｍｍのシート状に冷却固化させる。このシート状物を破砕機に通して粗粉砕した後、篩目が１．０ｍｍのフィルターに通してアクリル系樹脂粗粉砕物を得る。
【００７０】
配合４：
「アルマテックスＰＤ７３１０」（注９）　　　　　　５３．０（質量部）
デカンジカルボン酸（注１０）　　　　　　　　　　　１１．５
ベンゾイン（注３）　　　　　　　　　　　　　　　　　０．４
「アクロナール４Ｆ」（注５）　　　　　　　　　　　　０．５
「酸化チタンＣＲ９７」（注６）　　　　　　　　　　３５．０
合計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００．０
（注９）　三井化学社製のアクリル系樹脂
（注１０）　宇部興産社製の硬化剤
（注３，５，６）　前記と同じ
上記で得たアクリル系樹脂粗粉砕物を使用し、以下は前記実施例１と同様にして水分散型粉体塗料を得た。得られた水分散型粉体塗料の性状・特性を表１に示す。尚、粉体粒子のＴｇは６０℃であった。
【００７１】
実施例５
［エポキシ・ポリエステル系樹脂粗粉砕物の作成］
原料を下記配合５に示す比率で使用し、高速ミキサーで均一に混合した後、溶融押出機を用いて熱溶融混練すると共に押出し、厚さ約１ｍｍのシート状に冷却固化させる。このシート状物を破砕機に通して粗粉砕した後、篩目が１．０ｍｍのフィルターに通してエポキシ・ポリエステル系樹脂粗粉砕物を得る。
【００７２】
配合５：
「エピコートＧＶ−２３０」（注１１）　　　　　　３８．０（質量部）
「エピコート１００３Ｆ」（注１２）　　　　　　　　２８．０
ベンゾイン（注３）　　　　　　　　　　　　　　　　　０．４
「アクロナール４Ｆ」（注５）　　　　　　　　　　　　０．５
イミダゾール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．１
「酸化チタンＣＲ９７」（注６）　　　　　　　　　　３３．０
合計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００．０
（注１１）　日本ユピカ社製のポリエステル系樹脂
（注１２）　油化シェルエポキシ社製のエポキシ樹脂
（注３，５，６）　前記と同じ
上記で得たエポキシ・ポリエステル系樹脂粗粉砕物を使用し、以下は前記実施例１と同様にして水分散型粉体塗料を得た。得られた水分散型粉体塗料の性状・特性を表１に示す。尚、粉体粒子のＴｇは６５℃であった。
【００７３】
【表１】
2004002707.tif 000002
【００７４】
得られた各水分散型粉体塗料を使用し、アネスト岩田社製のスプレーガン「Ｗ−１００」（ノズル口径１．３ｍｍ）を用いて、ＳＰＣＣ鋼板（同前）に３回塗りでスプレー塗装し、次いで熱風乾燥機内に装入して、ポリエステル系樹脂の場合は１９０℃で２０分間、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ・ポリエステル系樹脂の場合は１８０℃で２０分間焼付処理してから塗膜性能を評価し、下記表２に示す結果を得た。
【００７５】
【表２】
2004002707.tif 000003
【００７６】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、水分散型粉体塗料における粉体の平均粒径（Ｄ５０）と粒度分布、更には固形分濃度を特定することによって、塗料としての分離安定性やスプレーガンを用いた塗装作業性、廃液処理などの問題を生じることなく、表面がきめ細かで凹凸が少なく優れた塗膜外観を与える水分散型粉体塗料を提供し得ることになった。
【００７７】
また本発明の方法によれば、塗料用樹脂又はこれと顔料を溶融混合し、好ましくはシート状に加工してから粗粉砕した後、循環型ビーズミルを用いて微粉砕することによって、上記平均粒径（Ｄ５０）と粒度分布の要件を満たす水分散型粉体塗料を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】循環型ビーズミルを用いた場合の粒度と循環時間の関係を示すグラフである。
【図２】多パス運転型ビーズミルを使用したときのパス回数と粒度の関係を示すグラフである。
【図１】
2004002707.tif 000004
【図２】
2004002707.tif 000005