(57)【要約】【課題】  塗装および植毛を接着剤を使用せずに行うことができる粉体塗料組成物を提供する。【解決手段】  粉体塗料組成物は、粉体塗料と、表面抵抗値が１×１０５Ω以上１×１０１８Ω未満の植毛用有機フィラーと、がドライブレンドされてなる。植毛用有機フィラーは、表面に電着処理膜を有することが望ましい。植毛用有機フィラーは、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、綿繊維、およびポリエチレン繊維から選ばれる一種以上を含むことが望ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体塗料と、表面抵抗値が１×１０５Ω以上１×１０１８Ω未満の植毛用有機フィラーと、がドライブレンドされてなることを特徴とする粉体塗料組成物。
【請求項２】
前記植毛用有機フィラーは、表面に電着処理膜を有する請求項１に記載の粉体塗料組成物。
【請求項３】
前記粉体塗料は、熱硬化性樹脂を含む請求項１または請求項２に記載の粉体塗料組成物。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂とカルボキシ基を有するポリエステル樹脂とからなる請求項３に記載の粉体塗料組成物。
【請求項５】
前記植毛用有機フィラーは、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、綿繊維、およびポリエチレン繊維から選ばれる一種以上を含む請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の粉体塗料組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装および植毛を接着剤を使用せずに行うことができる粉体塗料組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のパワーバックドアなどにはコイルばねが収容されたスプリングアセンブリが用いられる。当該コイルばねには、防錆性および消音性が要求される。このため、コイルばねの表面には、防錆性を付与するための塗装と、消音性を付与するための植毛加工が施される。
【０００３】
植毛加工とは、被加工物の表面に予め接着剤を塗布しておき、その表面に短繊維を植え付ける加工である。植毛加工の方法としては、静電植毛法が知られている。静電植毛法においては、静電力により飛翔させた短繊維を、被加工物の接着剤の塗布面に突き刺すように付着させることにより、被加工物の表面に短繊維をほぼ直立した状態で固定する（例えば特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２４６１２号公報
【特許文献２】特開平５−１３８８１３号公報
【特許文献３】特開平８−２３９５９７号公報
【特許文献４】特開２００７−３１４７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の静電植毛法によると、短繊維を付着させるために接着剤が必要である。しかしながら、接着剤は、防錆性能を有しない。よって、防錆性を付与するためには、植毛加工の前に防錆性能を有する塗膜を形成しておかなければならない。この場合、塗装、接着剤の塗布、植毛という三工程が必要になる。塗装工程においては、後の接着剤の塗布工程の前に、塗膜を乾燥させる時間も必要である。このため従来の方法においては、工程数が多く、処理に時間を要し、製造コストが大きいという問題があった。また、植毛時に脱落した短繊維には接着剤が付着する。接着剤は液状であるため、脱落した短繊維を回収して再利用することは難しい。さらに、接着剤は有機溶剤を含むものが多いため、環境への負荷も大きい。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、塗装および植毛を接着剤を使用せずに行うことができる粉体塗料組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の粉体塗料組成物は、粉体塗料と、表面抵抗値が１×１０５Ω以上１×１０１８Ω未満の植毛用有機フィラーと、がドライブレンドされてなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の粉体塗料組成物は、粉体塗料を含む。粉体塗料は、熱硬化性または熱可塑性の樹脂を含む。植毛用有機フィラーは、例えば静電力により粉体塗料と共に被加工物の表面に付着して、粉体塗料に含まれる樹脂が硬化（熱硬化性樹脂の場合）または固化（熱可塑性樹脂の場合）することにより、塗膜に固定される。この際、植毛用有機フィラーの一部は塗膜に埋設されて固定されるが、それ以外の他部は塗膜から突出する。このように、本発明の粉体塗料組成物によると、接着剤を使用せずに、塗装および植毛の両方を行うことができる。換言すると、本発明の粉体塗料組成物によると、従来の塗装のみの一工程で、植毛まで行うことができる。したがって、従来と比較して、工程数を減らして処理時間を短縮することができる。これにより、製造コストを削減することができる。
【０００９】
粉体塗料は有機溶剤を含まない。本発明の粉体塗料組成物によると、植毛用有機フィラーを固定するための接着剤は不要である。よって、本発明の粉体塗料組成物を用いると、有機溶剤を使用しないで済む。このため、本発明の粉体塗料組成物を使用しても、環境への負荷が小さい。粉体塗料は、液体塗料と比較して、塗料の飛散が少なく回収が容易である。また、粉体塗料に配合される樹脂の種類、添加剤などを適宜選択することにより、所望の特性を塗膜に付与することができる。例えば、防錆性能が高い樹脂を選択することにより、塗膜の防錆性を高めることができる。
【００１０】
本発明の粉体塗料組成物において、粉体塗料と植毛用有機フィラーとは、ドライブレンドされている。「ドライブレンドされてなる」とは、混練、溶融混練などとは異なり、溶剤、熱、せん断力が加えられることなく材料が混合されている状態を意味する。このため、植毛用有機フィラーがカールしたり屈曲するおそれは小さい。よって、直線状の形状を維持したまま、植毛用有機フィラーを植毛することができる。また、植毛用有機フィラーが予め粉体塗料と混合されていることにより、粉体塗料と植毛用有機フィラーとが絡み合って固定される。このため、付着後にフィラーが脱落しにくい。よって、植毛状態を所望の密度に調整しやすく、植毛による性能が低下しにくい。また、乾いた状態で使用されるため、脱落した粉体塗料および植毛用有機フィラーを回収しやすく、再利用することも容易である。
【００１１】
植毛用有機フィラーは、無機フィラーと比較して、柔軟である。このため、触感に優れるだけでなく、塗装時に折れにくく植毛状態を維持しやすい。植毛用有機フィラーの表面抵抗値は、１×１０５Ω以上１×１０１８Ω未満である。これにより、塗装時における植毛用有機フィラーの飛翔性、粉体塗料および植毛用有機フィラーの付着性などが良好になり、所望の膜厚、植毛密度を実現することができる。
【００１２】
ちなみに、特許文献３には、粉体塗料と体質顔料および／または繊維状組成物とをドライブレンドした粉体塗料組成物が開示されている。しかしながら、特許文献３に開示されている粉体塗料組成物は、塗膜表面の凹凸を大きくして摩擦係数を大きくするためのものであり、植毛するためのものではない。このため、特許文献３には、繊維状組成物として、β型ウォラストナイトなどの無機材料しか記載されておらず、それらの表面抵抗値の検討はされていない。したがって、特許文献３に開示されている粉体塗料組成物では、植毛加工することはできない。
【００１３】
特許文献４には、樹脂、硬化剤、繊維状フィラー、および熱膨張性樹脂粒子を含む熱硬化性粉体塗料組成物が開示されている。しかしながら、特許文献４に開示されている熱硬化性粉体塗料組成物は、塗膜の耐チッピング性などを向上するためのものであり、植毛するためのものではない。このため、特許文献４に開示されている熱硬化性粉体塗料組成物は、加熱されると膨張する熱膨張性樹脂粒子を含み、各材料を加熱ロール、エクストルーダーなどを用いて溶融混練して製造されている。したがって、特許文献４に開示されている熱硬化性粉体塗料組成物では、植毛加工することはできない。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の粉体塗料組成物の実施の形態について説明する。なお、本発明の粉体塗料組成物は、以下の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良などを施した種々の形態にて実施することができる。
【００１５】
本発明の粉体塗料組成物は、粉体塗料と、表面抵抗値が１×１０５Ω以上１×１０１８Ω未満の植毛用有機フィラーと、がドライブレンドされてなる。
【００１６】
粉体塗料は、塗膜形成のベース材料である樹脂、硬化剤、顔料などを含む。樹脂としては、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の中から選択すればよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、メタクリル樹脂、ナイロン樹脂などが挙げられる。例えば、塗膜による防錆性を高めたい場合には、エポキシ樹脂を選択することが望ましい。また、防錆性に加えて、本発明の植毛粉体塗装物を屋外で使用する場合などで塗膜に耐候性を付与したい場合には、エポキシ樹脂と、カルボキシ基を有するポリエステル樹脂と、を組み合わせて用いることが望ましい。
【００１７】
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、結晶性エポキシ樹脂などが挙げられる。また、ポリエステル樹脂としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオールなどの多価アルコールと、テレフタル酸、マレイン酸、イソフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸などのカルボン酸と、をエステル交換または重縮合反応させた樹脂が挙げられる。
【００１８】
硬化剤としては、例えば、芳香族アミン、酸無水物、ブロックイソシアネート、ヒドロキシアルキルアミド（ＨＡＡ）、トリグリシジルイソシアヌレート（ＴＧＩＣ）、脂肪族二塩基酸、ジシアンジアミドの誘導体、有機酸ジヒドラジドの誘導体などが挙げられる。樹脂として、エポキシ樹脂とカルボキシ基を有するポリエステル樹脂とを組み合わせて用いる場合は、カルボキシ基を有するポリエステル樹脂が、エポキシ樹脂の硬化剤としての役割を果たす。
【００１９】
顔料としては、例えば、着色顔料として、カーボンブラック、二酸化チタン、ベンガラ、黄土などの無機系顔料、キナクリドンレッド、フタロシアニンブルー、ベンジジンエローなどの有機系顔料が挙げられる。また、体質顔料として、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、シリカ、硫酸バリウムなどが挙げられる。体質顔料の粒子径、粒子形状により、塗膜の屈曲性、耐衝撃性などの機械的性質を調整することができる。
【００２０】
粉体塗料は、上述した成分以外にも必要に応じて種々の添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、表面調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電抑制剤、難燃剤などが挙げられる。粉体塗料は、公知の方法により製造すればよい。例えば、樹脂などの材料を溶融混練した後、粉砕して製造することができる。
【００２１】
植毛用有機フィラー（以下、単に「フィラー」と称す場合がある）としては、表面抵抗値が１×１０５Ω以上１×１０１８Ω未満のフィラーを用いる。本明細書においては、表面抵抗値として、日置電機（株）製の超絶縁計「ＳＭ−８２２０」により測定された値を採用する。植毛用有機フィラーの表面抵抗値が１×１０５Ω未満の場合には、導電性が高く放電しやすくなるためフィラーの飛翔性が悪くなる。このため、静電塗装による植毛が難しくなる。より好適な表面抵抗値は、１×１０８Ω以上である。反対に、表面抵抗値が１×１０１８Ω以上になると、帯電しすぎてフィラーの飛翔性が悪くなる。このため、静電塗装による植毛が難しくなる。より好適な表面抵抗値は、１×１０１７Ω未満、さらには１×１０１１Ω未満である。
【００２２】
植毛用有機フィラーの種類は、特に限定されない。例えば、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、綿繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、フッ素繊維などが挙げられる。なかでも、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、綿繊維、およびポリエチレン繊維から選ばれる一種以上を含むことが望ましい。
【００２３】
植毛用有機フィラーとしては、分散性の向上や過剰な帯電を抑制することを目的として、電着処理、吸水処理、撥水処理、プライマー処理などの種々の表面処理が施された繊維を使用することができる。例えば、植毛用有機フィラーは、表面に電着処理膜を有することが望ましい。電着処理膜を有することにより、フィラーの表面抵抗値が所望の値に調整される。これにより、フィラーの過剰な帯電が抑制され静電塗装の際の飛翔力が向上する。また、繊維は凝集しやすいため、そのままでは絡まりやすく塊状になりやすい。この点、表面に電着処理膜を有すると、繊維（植毛用有機フィラー）の分散性が向上する。これにより、フィラーの凝集が抑制され、ほぼ均一な植毛状態を実現することができる。
【００２４】
電着処理膜は、植毛用有機フィラーとして使用する繊維の表面を電着処理して形成される。電着処理としては、繊維をタンニン、吐酒石などで処理して、繊維の表面にタンニン化合物などを生成させる方法がある。また、塩化バリウム、硫酸マグネシウム、珪酸ソーダ、硫酸ナトリウムなどの無機塩類、第四級アンモニウム塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ベタイン型などの界面活性剤、および有機珪素化合物（コロイダルシリカ）を適宜混合した溶液で繊維を処理して、繊維の表面にシリコン系化合物を付着させる方法がある。
【００２５】
植毛用有機フィラーは、繊維状を呈している。フィラーの長手方向の長さは特に限定されないが、フィラーが短すぎると、フィラーが粉体塗料に埋もれてしまい所望の植毛状態を実現できなくなる。例えば、フィラーの長さは５０μｍ以上であることが望ましい。２００μｍ以上、さらには５００μｍ以上であるとより好適である。一方、フィラーが長すぎると、フィラーが倒れて所望の植毛状態を実現できなくなる。例えば、フィラーの長さは２０００μｍ以下であることが望ましい。１０００μｍ以下、さらには６００μｍ以下であるとより好適である。フィラーの短手方向の最大長さ（太さ）は、特に限定されないが、フィラーが細すぎると、自重でカールしてしまい所望の植毛状態を実現できなくなる。例えば、フィラーの太さは５μｍ以上であることが望ましい。１０μｍ以上、さらには２０μｍ以上であるとより好適である。一方、フィラーが太すぎると、触感が悪くなる。例えば、フィラーの太さは５０μｍ以下であることが望ましい。４０μｍ以下、さらには３０μｍ以下であるとより好適である。
【００２６】
本発明の粉体塗料組成物は、粉体塗料および植毛用有機フィラーを容器に入れ、人力または機械力により振とう、撹拌して製造すればよい。植毛用有機フィラーの含有割合は、粉体塗料組成物の全体を１００質量％とした場合に、１質量％以上８０質量％以下であることが望ましい。１質量％未満の場合には、フィラーが少ないため、例えば消音性などの植毛による効果が充分に得られない。植毛用有機フィラーのより好適な含有割合は、１０質量％以上、さらには２０質量％以上である。反対に、植毛用有機フィラーの含有割合が８０質量％を超えると、粉体塗料の量が少なくなり、フィラーを固定することができなくなる。より好適な含有割合は、７０質量％以下、さらには６０質量％以下である。
【００２７】
本発明の粉体塗料組成物は、静電力により被加工物に付着される（いわゆる静電塗装）。静電塗装は、例えば静電塗装ガン、静電流動浸漬槽を用いて行うことができる。付着させた後は、粉体塗料に含まれる樹脂が熱硬化性樹脂である場合には加熱して硬化させ、熱可塑性樹脂である場合には加熱して溶融した後、冷却して固化させて、塗膜を形成すればよい。この時、植毛用有機フィラーの一部は塗膜に埋設されて固定され、それ以外の他部は塗膜から突出する。加熱温度、加熱時間などは、樹脂の種類に応じて適宜決定すればよい。また、加熱は、通常使用される電気炉、熱風乾燥機などを用いて行えばよい。
【実施例】
【００２８】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２９】
＜粉体塗料組成物の製造＞
［粉体塗料Ａ〜Ｆ］
Ａ〜Ｆの６種類の粉体塗料を製造した。表１に、各粉体塗料の製造に使用した原料およびその配合量を示す。まず、表１に示す原料を同表の配合量で混合し、溶融混練した。次に、混練物を微粉砕し、分級することにより、粉体塗料を得た。表１中、原料の詳細は以下の通りである。
エポキシ樹脂−１：三菱化学（株）製「ｊＥＲ（登録商標）１００２」。
エポキシ樹脂−２：三菱化学（株）製「ｊＥＲ（登録商標）１００３」。
カルボキシ基含有ポリエステル樹脂−１：ダイセル・オルネクス（株）製「ＣＲＹＬＣＯＡＴ（登録商標）１６３１−０」。
カルボキシ基含有ポリエステル樹脂−２：ダイセル・オルネクス（株）製「ＣＲＹＬＣＯＡＴ（登録商標）２６８９−０」。
カルボキシ基含有ポリエステル樹脂−３：ダイセル・オルネクス（株）製「ＣＲＹＬＣＯＡＴ（登録商標）２４４１−２」。
水酸基含有ポリエステル樹脂：ダイセル・オルネクス（株）製「ＣＲＹＬＣＯＡＴ（登録商標）２８９０−０」。
水酸基含有フッ素樹脂：旭硝子（株）製「ルミフロン（登録商標）ＬＦ７１０Ｆ」
触媒−１（イミダゾール）：四国化成工業（株）製「キュアゾール（登録商標）Ｃ１１Ｚ」。
触媒−２（スズ系化合物）：日東化成（株）製「ネオスタン（登録商標）Ｕ８７０」。
触媒−３（アルキルアンモニウム塩とポリエステルの混合物）：Ｈｕｎｔｓｍａｎ社製「ＤＴ３１２６−２」。
硬化剤−１（芳香族アミン）：四国化成工業（株）製「キュアゾール（登録商標）２ＭＺ−Ｈ」。
硬化剤−２（ブロックイソシアネート）：Ｅｖｏｎｉｋ社製「ＶＥＳＴＡＧＯＮ（登録商標）  Ｂ１５３０」。
硬化剤−３（ＨＡＡ）：ＥＭＳ−Ｃｈｅｍｉｅ社製「Ｐｒｉｍｉｄ（登録商標）  ＸＬ５５２」。
硬化剤−４（ＴＧＩＣ）：日産化学工業（株）製「ＴＥＰＩＣ（登録商標）−Ｇ」。
ワキ防止剤（ベンゾイン）：美源スペシャリティケミカル（株）製。
フロー剤：楠本化成（株）製「ディスパロン（登録商標）ＰＬ５２５」。
着色顔料（カーボンブラック）：三菱化学（株）製「三菱（登録商標）カーボンブラックＭＡ１００」。
体質顔料（炭酸カルシウム）：丸尾カルシウム（株）製「スーパーＳ」。
【表１】
2017088874.tif 000002
【００３０】
［植毛用有機フィラーａ〜ｊ］
ａ〜ｊの１０種類の植毛用有機フィラーを準備した。表２に、各植毛用有機フィラーの素材、表面抵抗値などを示す。電着処理膜は、いずれも素材の繊維を、珪酸ソーダ、コリダルシリカ、硫酸ナトリウム、および界面活性剤を含む溶液に入れ、温度５０±５℃下で３０分処理して形成されたものである。
【表２】
2017088874.tif 000003
【００３１】
［粉体塗料組成物］
粉体塗料と植毛用有機フィラーとを一種類ずつ組み合わせてビニール袋に入れ、上下方向に２０回振り混ぜることにより、粉体塗料組成物を製造した。表３〜表５に、各粉体塗料組成物における粉体塗料と植毛用有機フィラーとの組み合わせおよび配合量を示す。表３〜表５に示す粉体塗料組成物のうち、実施例１〜１６の粉体塗料組成物は、本発明の粉体塗料組成物に含まれる。
【表３】
2017088874.tif 000004
【表４】
2017088874.tif 000005
【表５】
2017088874.tif 000006
【００３２】
＜塗装物の評価＞
製造した粉体塗料組成物を用いて、基材に植毛粉体塗装を行った。基材には、日本テストパネル（株）製の冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ−ＳＤ、縦７０ｍｍ×横１５０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの長方形板状）を使用した。植毛粉体塗装は、次のようにして行った。まず、ハンドコロナガンにより粉体塗料組成物を基材の表面に吹き付けた。吹き付け条件は、電圧６０ｋＶ、エアー圧０．１ＭＰａ、ワーク間距離１５０ｍｍ、吹き付け時間１５秒とし、全体が均一になるように吹き付けた。それから、基材を熱風乾燥機に入れ、１７０℃で２０分間焼き付けた。このようにして得られた塗装物を、使用した粉体塗料組成物に対応させて番号付けした。
【００３３】
得られた塗装物について、植毛状態、触感、およびフィラーの付着性を評価した。表６、表７に、植毛状態、触感、およびフィラーの付着性の評価結果を示す。植毛状態については、塗膜断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真によりフィラーの植え付け状態を確認し、フィラー植え付け状態が均一であれば良（表６、表７中、〇印で示す）、やや均一性に劣るが用途により充分使用可能であれば可（同表中、△印で示す）、不均一で使用できなければ不可（同表中、×印で示す）と評価した。触感については、塗膜表面を手で触り、滑らかであれば良好と評価した。フィラーの付着性については、塗膜表面を手で擦った時に、フィラーが取れない、またはほとんど取れない場合を優（表６、表７中、◎印で示す）、若干取れる場合を良（同表中、〇印で示す）、やや取れやすいが用途により充分使用可能であれば可（同表中、△印で示す）、と評価した。
【表６】
2017088874.tif 000007
【表７】
2017088874.tif 000008
【００３４】
表６、表７に示すように、表面抵抗値が１０５Ω台および１０１０Ω台の植毛用有機フィラーを含む粉体塗料組成物を塗装した実施例１〜１６の塗装物においては、使用可能なレベル以上の良好な植毛状態を実現することができた。また、フィラーの表面抵抗値が小さい実施例５、フィラーが電着処理膜を有しない実施例６、フィラーの含有割合が小さい実施例１２、フィラーが太い実施例１５、１６の塗装物の触感は、若干ざらつきを感じたが概ね良好であった。それ以外の実施例の塗装物の触感は良好であった。また、実施例１３の塗装物においては、粉体塗料の量が少ないためフィラーの付着性が若干低下したが、それ以外の実施例の塗装物においては、フィラーの付着性は良好であった。
実施例１〜４においては、フィラーの素材のみが異なるが、いずれの塗装物においても良好な結果が得られた。実施例１、７〜１１においては、粉体塗料の樹脂系のみが異なるが、いずれの塗装物においても良好な結果が得られた。実施例１、１２、１３を比較すると、フィラーの含有割合が小さい実施例１２の塗装物において触感が若干低下したが、反対にフィラーの付着性は向上した。フィラーの含有割合が大きい実施例１３の塗装物においてはフィラーの付着性が若干低下した。実施例１、１４〜１６を比較すると、フィラーが太い実施例１５、１６の塗装物において植毛状態および触感が若干低下したが、反対にフィラーの付着性は向上した。
一方、表面抵抗値が１０４Ω台の植毛用有機フィラーを含む粉体塗料組成物を塗装した比較例１の塗装物においては、植毛状態が不均一であり、触感もざらざらとしていた。以上より、本発明の粉体塗料組成物によると、接着剤を使用せずに従来の塗装のみの一工程により、植毛状態が良好で触感に優れた塗装物を得ることができる。