(57)【要約】【課題】薄膜においても塗膜表面にブツが発生せず、外観の平滑性に優れた塗膜を得ることができる粉体塗料用流動化剤と粉体塗料組成物を提供する。【手段】粉体塗料の流動化剤として用いる無機酸化物微粒子であって、解砕処理され、好ましくは表面処理した後に解砕処理され、解砕後の平均凝集粒子径が粉体塗料の粒子径に対して０.００１倍以上であって０.５倍以下であることを特徴とし、好ましくは、最大凝集粒子径が１０μm以下であり、平均一次粒子径が１００nm以下のものである粉体塗料用流動化剤。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体塗料の流動化剤として用いる無機酸化物微粒子であって、解砕処理され、解砕後の平均凝集粒子径が粉体塗料の粒子径に対して０.００１倍以上であって０.５倍以下であることを特徴とする粉体塗料用流動化剤。
【請求項２】
表面処理後に解砕処理された無機酸化物微粒子からなり、平均凝集粒子径が粉体塗料の粒子径に対して０.００１倍以上であって０.５倍以下である請求項１の粉体塗料用流動化剤。
【請求項３】
最大凝集粒子径が１０μm以下である請求項１または２に記載する粉体塗料用流動化剤。
【請求項４】
平均一次粒子径が１００nm以下である請求項１、２または３に記載する粉体塗料用流動化剤。
【請求項５】
ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル、メタクリルシラン、オクチルシラン、シランカップリング剤、環状シロキサンおよび／またはそれらの組み合わせによって疎水化処理され、負の摩擦帯電性を有する請求項１〜４の何れかに記載する粉体塗料用流動化剤。
【請求項６】
アミノシラン、ヘキサメチルジシラザンおよび／またはそれらの組み合わせによって疎水化処理され、正の摩擦帯電性を有する請求項１〜４の何れかに記載する粉体塗料用流動化剤。
【請求項７】
気相法によって製造されたシリカ、アルミナ、チタニア、あるいはそれらの酸化化合物である請求項１〜６の何れかに記載する粉体塗料用流動化剤。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載する流動化剤を含有する粉体塗料組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、粉体塗料用の流動化剤として用いられる無機酸化物微粒子、およびこの無機酸化物微粒子を含有する粉体塗料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機溶剤を含む従来の塗料は、環境問題を引き起こすことから、揮発分を含まない粉体塗料が自動車、自動車部品、家電製品、建材等の分野において利用されるようになっている。一般に、粉体塗料はバインダー樹脂、硬化剤、および必要に応じ顔料や他の添加剤を加えた混合物を溶融混練して冷却し、粉砕分級して製造したものであり、静電スプレー塗装法、流動層浸漬塗法等の手段によって被塗物に塗布され、焼付け工程を経て硬化塗膜が形成される。この粉体塗料には、使用時の凝集を防ぎ、流動性を改善するために無機酸化物粒子が流動化剤として添加されている。この流動化剤としては微粒子のシリカやアルミナが使用され、主に疎水性のものも使用されている。
【０００３】
近年、塗料の薄膜化の要求を受けて、粉体塗料そのものの粒子径が小さくなる方向にある。また、品質特性の改善として、成膜の平滑性や透明性の向上が要求されている。しかしながら、従来の流動化剤では成膜の平滑性が改善されず、薄膜では表面に粒状の凹凸がみられる。また、透明性にも問題があった。
【０００４】
そこで、平均粒子径と比表面を限定した微粉末シリカを粉体塗料に特定量を添加することによって、平均粒子径が比較的小さい粉体塗料でも篩の通過性を高めた塗料組成物が知られている（特開平9-255896号）。また、流動化剤として用いる疎水性シリカ微粉末について、その単位表面積当たりの平衡吸着水分量を減少させたシリカ微粉末を用いることが知られている（特許第２９０９８８１号）。
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】
しかし、これらの流動化剤を用いた粉体塗料組成物においても塗膜表面の性状が依然として不十分であり、成膜の平滑性を高めた粉体塗料が求められている。本発明は、粉体塗料における従来の上記問題を解決したものであって、成膜表面に粒状の凹凸が殆ど無く、しかも平滑性に優れた塗膜を形成することができる粉体塗料組成物とその流動化剤を提供する。
【０００６】
【課題を解決する手段】
本発明によれば、以下の構成からなる粉体塗料用流動化剤と、この流動化剤を含む粉体塗料組成物に関する。
（１）粉体塗料の流動化剤として用いる無機酸化物微粒子であって、解砕処理され、解砕後の平均凝集粒子径が粉体塗料の粒子径に対して０.００１倍以上であって０.５倍以下であることを特徴とする粉体塗料用流動化剤。
（２） 表面処理後に解砕処理された無機酸化物微粒子からなり、平均凝集粒子径が粉体塗料の粒子径に対して０.００１倍以上であって０.５倍以下である上記(1)の粉体塗料用流動化剤。
（３）最大凝集粒子径が１０μm以下である上記(1)または(2)に記載する粉体塗料用流動化剤。
（４）平均一次粒子径が１００nm以下である上記(1)、(2)または(3)に記載する粉体塗料用流動化剤。
（５）ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル、メタクリルシラン、オクチルシラン、シランカップリング剤、環状シロキサンおよび／またはそれらの組み合わせによって疎水化処理され、負の摩擦帯電性を有する上記(1)〜(4)の何れかに記載する粉体塗料用流動化剤。
（６）アミノシラン、ヘキサメチルジシラザンおよび／またはそれらの組み合わせによって疎水化処理され、正の摩擦帯電性を有する上記(1)〜(4)の何れかに記載する粉体塗料用流動化剤。
（７）気相法によって製造されたシリカ、アルミナ、チタニア、あるいはそれらの酸化化合物である上記(1)〜(6)の何れかに記載する粉体塗料用流動化剤。
（８）上記(1)〜(7)の何れかに記載する流動化剤を含有する粉体塗料組成物。
【０００７】
【具体的な説明】
本発明の流動化剤は、粉体塗料の流動化剤として用いる無機酸化物微粒子であって、解砕処理され、解砕後の平均凝集粒子径が粉体塗料の粒子径に対して０.００１倍以上であって０.５倍以下であることを特徴とし、好ましくは、表面処理した後に解砕処理されたものであり、最大凝集粒子径が１０μm以下であり、平均一次粒子径が１００nm以下のものである。
【０００８】
シリカ等の無機酸化物微粒子を疎水化処理したものは概ね凝集体を形成している。また、表面処理しない無機酸化物微粒子も通常は凝集体を形成している。このため、無機酸化物が塗料粉体の粒子径より大きい凝集体を形成している場合がある。本発明は、このような凝集体を解砕処理し、粉体塗料に対して所定の大きさの平均凝集粒子径に整える。具体的には、解砕処理することによって、解砕後の平均凝集粒子径を粉体塗料の粒子径に対して、０.００１倍以上であって０.５倍以下に整える。すなわち、解砕後の平均凝集粒子径(Ｄ)が、流動化剤未添加の粉体塗料の粒子径(Ａ)に対して、０.００１×Ａ≦Ｄ≦０.５×Ａを満たす大きさになるように解砕処理する。
【０００９】
流動化剤の平均凝集粒子径(Ｄ)が粉体塗料の粒子径(Ａ)に対して０.５倍を上回ると流動化剤としての効果がなく、また、塗膜表面に粒状の凹凸(ブツ)が発生し、平滑性が劣化する。一方、流動化剤の平均凝集粒子径(Ｄ)が粉体塗料の粒子径(Ａ)に対して０.００１倍未満であると、粉体塗料の製造時あるいは使用時に流動化剤が小さすぎるために樹脂に埋め込まれる現象が発生し、流動性が低下する。
【００１０】
また流動化剤の最大凝集粒子径が１０μm以上であると塗料粉体の粒子径よりも大きくなる場合があり、塗膜表面にブツが発生し、平滑性が劣化する。さらに流動化剤の平均一次粒子径が１００nmより大きいと、流動化剤としての効果がなく、しかも透明性に問題を生じる。
【００１１】
流動剤の無機酸化物微粒子は気相法によって製造されたシリカ、アルミナ、チタニア、あるいはそれらの酸化化合物が適当である。有機酸化物は機械的強度が小さいので流動化剤として適さない。気相法で製造したシリカ、アルミナ、チタニア等は微粒子として製造しやすく安価であるので好ましい。これらの表面処理剤としては疎水化剤が用いられる。親水性のものは水分の吸着によって粒子が凝集しやすく、流動性が低下する。
【００１２】
疎水化剤の具体例としては、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル、メタクリルシラン、オクチルシラン、シランカップリング剤などが用いられる、これらは組み合わせて用いても良い。これらの疎水化処理によって無機酸化物微粒子は負の摩擦帯電性を有するようになる。負の摩擦帯電性を有するものはコロナ式静電粉体塗装に適する。
【００１３】
また、疎水化剤の他の例としては、アミノシラン、ヘキサメチルジシラザン、これらの組み合わせを用いることができる。これらの疎水化処理によって無機酸化物微粒子は正の摩擦帯電性を有するようになる。正の摩擦帯電性を有するものは摩擦帯電式塗装に適する。
【００１４】
本発明の粉体塗料は、例えば次にようにして製造される。すなわち、エポキシ樹脂、硬化剤、顔料、各種添加剤などの原料をミキサー或いはブレンダー等を用いて乾式混合し、この混合物をエクストルーダー、ニーダー等により溶融混練した後に冷却する。次いで、これを機械式または気流式の粉砕機を用いて粉砕した後に分級して粉体塗料を得る。一方、流動化剤として用いる無機微粒子を好ましくは疎水化処理した後に、ピンミル、ファインミル等の解砕機を使用して本発明の平均凝集粒子径になるように解砕処理して分級する。これを上記粉体塗料にブレンダー、ミキサー等を用いて乾式混合する。なお、粉体塗料の製造方法は上記方法に限らない。
【００１５】
本発明の流動化剤を含有する粉体塗料は、流動浸漬法、静電流動浸漬法、静電スプレー法等、いずれの方法においても通常どうり使用することができる。この粉体塗料は特定の凝集粒子径を有するように解砕処理された流動化剤を含有しているので、流動性が良く、しかも成膜後の塗膜表面にブツが無く、平滑性に優れている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例および比較例によって具体的に示す。なお、本発明の適用範囲はこれらに限定されない。
【００１７】
〔流動化剤の調製〕
表２に示す無機酸化物微粒子について、表面処理した後に解砕処理して流動化剤を調製した。この原体組成、平均一次粒子径、表面処理剤、解砕方式、摩擦帯電特性、平均凝集粒子径、粒径１０μm以上の凝集粒子の有無を表２に示した。また、表３に示す無機酸化物微粒子を表面処理し、解砕処理を行わずに流動化剤を調製した。この原体組成、平均一次粒子径、表面処理剤、解砕方式、摩擦帯電特性、平均凝集粒子径、粒径１０μm以上の凝集粒子の有無を表３に示した。これらの無機微粒子はすべて気相法で製造したものである。なお、平均凝集粒子径および粒径１０μm以上の凝集粒子の有無はおのおの次のように測定した。
(イ)平均凝集粒子径の測定：粒度分布計（堀場製作所製：LA-910）を用い、エタノールに分散した流動化剤の流動分布を測定し、体積基準で平均凝集粒子径を測定した。
(ロ)粒径１０μm以上の凝集粒子の測定：エアージェットシーブ（ホソカワミクロン製200LS-N）を用い、１０μmの篩いに残る凝集物の有無とその重量を求めた。
【００１８】
〔粉体塗料の調製〕
表１に示す材料をスーパーミキサーにて混合した後、１１０℃の温度下で、ニーダーで溶融混合し、冷却後、気流式の粉砕機を用いて微粉砕を行い、平均粒子径約１０μmの粉体塗料を得た。この粉体塗料１重量部に対して表２に示す流動化剤を０.５重量部加えてヘンシェルミキサーにてブレンド処理を行い、実施例に係る試料１〜２１の粉体塗料組成物を得た。一方、上記実施例と同一の粉体塗料１重量部に対して、解砕処理を行わない表３の無機酸化物微粒子を０.５重量部加えてヘンシェルミキサーにてブレンド処理を行い比較試料Ｂ１〜Ｂ６の粉体塗料を得た。
【００１９】
〔塗膜の形成〕
実施例の試料１〜１０、１４〜１７、２０、比較例１〜３、５の粉体塗料をコロナ式静電粉体装置に適用し、ブライト仕上げされたリン酸亜鉛処理鋼板(SPCC-SB板)吹き付け、１５０℃で１時間焼き付けを行い、膜厚２０μmの塗膜を形成した。また、実施例１１〜１３、１８、１９、２１、比較例４、６の粉体塗料をトリボ帯電方式（摩擦帯電式）のスプレーガンに適用し、ブライト仕上げされたリン酸亜鉛処理鋼板(SPCC-SB板)に吹き付け、１５０℃で１時間で焼き付けを行い、膜厚３０μmの塗膜を形成した。これらの塗膜について、塗膜表面のブツの有無、光の反射率による外観の評価を調査した。この結果を表２、表３に示した。
なお、塗膜は次のように評価した。
(ハ)ブツの評価：塗膜表面の一定範囲(10cm×10cm)を目視観察し、ブツの個数を数えて評価した。評価基準は、ブツ０個を優良◎、ブツ１〜２個を良○、ブツ３個以上を不可×とした。
(ハ)外観の評価：反射角を２０度に設定し、光を照射しその反射率を測定した（20度グロス）。この数値が高いほど表面の平滑性が高い。
【００２０】
実施例の試料１〜２１の流動化剤は、何れも１０μm以上の凝集粒子が存在せず、平均凝集粒子径は０.４μm以下であり、粉体塗料の粒径１０μmに対して１/２５以下（０.０４倍以下）である。この実施例１〜２１の塗膜は何れも塗膜表面に殆どブツが存在せず、外観反射率(20度ク゛ロス)は約６０％以上であり、高い平滑性を有する。
一方、比較試料Ｂ１〜Ｂ６の流動化剤には全て１０μm以上の凝集粒子が含まれており、塗膜表面にブツが３個以上存在している。また、外観反射率も５４％以下と低い。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の流動化剤を含有する粉体塗料は、薄膜を形成した場合でも塗膜表面にブツが殆ど発生せず、平滑性に優れた外観の塗膜を得ることができる。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
【表２】
2004210875.tif 000003
【００２４】
【表３】
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