(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜厚が４００μｍ以下の塗膜を形成するための流動浸漬塗装用粉体塗料であって、
中位粒子径が９０〜１６０μｍ、嵩比重が０．３５〜０．５０ｇ／ｍｌおよび安息角が２０〜３５度のポリオレフィン系樹脂粉末と、二酸化ケイ素粉末および酸化アルミニウム粉末のうちの少なくとも一つの無機粉末と、ステアリン酸カルシウム粉末とを含み、
前記無機粉末は、平均粒径が０．０１〜２０μｍでありかつ前記ポリオレフィン系樹脂粉末１００重量部に対して０．０１〜０．５０重量部添加されており、前記ステアリン酸カルシウム粉末は、平均粒径が５〜３０μｍでありかつ前記ポリオレフィン系樹脂粉末１００重量部に対して０．０５〜２．０重量部添加されている、
流動浸漬塗装用粉体塗料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体塗料、特に、膜厚が４００μｍ以下の塗膜を形成するための流動浸漬塗装用粉体塗料に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
フェンス、台所用品、自動車部品、ガーデニング用品および鋼管等の基材の被覆用材料として、ポリエチレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂を樹脂成分として含む粉体塗料が広く利用されている。この種のポリオレフィン系樹脂粉体塗料は、通常、流動浸漬塗装法により、上述の各種の基材に対して適用されており、通常、ピンホールの無い塗膜を得るために、その膜厚が５００〜７００μｍ程度の比較的大きな範囲になるよう基材に対して付与されている。
【０００３】
ところで、社会的な省資源、省エネルギーおよびコスト低減等の要請に伴い、薄膜でありながらピンホールの無い塗膜を実現可能な塗装が要求されつつある。ここで、基材の形状が単純な板状等である場合は、その基材を流動浸漬槽に浸漬した場合、基材の表面全体において粉体塗料が均一に流動し易いため、膜厚を小さく設定してもピンホールの少ない塗膜を達成し易い。これに対し、基材の形状が立体的であったり溶接部を含む等の複雑な形状の場合、例えば線材が溶接により網状や格子状に組み合わされたフェンスのような基材の場合は、溶接部等において粉体塗料の流動性が不均一になり易いため、塗膜の膜厚を小さく設定すると当該溶接部に付与される塗膜にピンホールが発生し易くなる。
【０００４】
本発明の目的は、形状が複雑な基材に対しても、薄膜でありながらピンホールの少ない塗膜を付与可能な流動浸漬塗装用粉体塗料を実現することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリオレフィン系樹脂粉末に対して無機粉末及び金属石鹸粉末を添加した場合、形状が複雑な基材に対して薄膜でありながらピンホールの少ない塗膜を付与できること見いだし、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明の流動浸漬塗装用粉体塗料は、膜厚が４００μｍ以下の塗膜を形成するためのものであり、中位粒子径が９０〜１６０μｍ、嵩比重が０．３５〜０．５０ｇ／ｍｌおよび安息角が２０〜３５度のポリオレフィン系樹脂粉末と、二酸化ケイ素粉末および酸化アルミニウム粉末のうちの少なくとも一つの無機粉末と、ステアリン酸カルシウム粉末とを含んでいる。無機粉末は、平均粒径が０．０１〜２０μｍでありかつポリオレフィン系樹脂粉末１００重量部に対して０．０１〜０．５０重量部添加されており、ステアリン酸カルシウム粉末は、平均粒径が５〜３０μｍでありかつポリオレフィン系樹脂粉末１００重量部に対して０．０５〜２．０重量部添加されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の流動浸漬塗装用粉体塗料は、ポリオレフィン系樹脂粉末、無機粉末および金属石鹸粉末の３種類の粉末を含むものである。
【００１０】
本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂粉末は、公知の各種のポリオレフィン系樹脂の粉末であって特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂等の粉末を挙げることができる。なお、ポリオレフィン系樹脂粉末は、２種以上のものが適宜混合して使用されてもよい。
【００１１】
但し、ポリオレフィン系樹脂粉末として好ましいものは、中位粒子径が９０μｍ以上１６０μｍ以下（より好ましくは１００μｍ以上１５０μｍ以下）、嵩比重が０．３５ｇ／ｍｌ以上０．５０ｇ／ｍｌ以下（より好ましくは０．３８ｇ／ｍｌ以上０．４５ｇ／ｍｌ以下）および安息角が２０度以上３５度以下（より好ましくは２３度以上３３度以下）の範囲にそれぞれ設定されたものである。中位粒子径などがこれらの範囲外の場合は、本発明の粉体塗料において、粉末粒子間の凝集が顕著になるおそれがある。その結果、本発明の粉体塗料を基材に対して流動浸漬塗装する場合、粉体の流動性が悪化し、薄膜、特に、膜厚が４００μｍ以下の塗膜を形成するのが困難になるおそれがあり、また、仮にそのような塗膜を形成できたとしても、塗膜にピンホールが発生し易くなるおそれがある。また、表面平滑性の良好な塗膜を形成しにくくなる可能性もある。
【００１２】
このようなポリオレフィン系樹脂粉末は、ポリオレフィン系樹脂からなるペレットを製造し、このペレットを機械粉砕法や冷凍粉砕法等の公知の粉砕方法で粉砕して粉末状にした後に、篩を用いて適宜分級すると調製することができる。
【００１３】
なお、本発明において、中位粒子径とは、ポリオレフィン系樹脂粉末を５０ｇ秤量し、これをＪＩＳ標準篩を使用して篩分けした後に篩い毎に秤量し、その結果に基づいて積算重量が５０％になる粒子径を次式により算出したものをいう。
【００１４】
【数１】
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【００１５】
式中、Ａは、粒度分布の粗い方から順次重量を積算し、積算重量が５０％未満でありかつ５０％に最も近い点の積算値（ｇ）である。Ｂは、Ａの積算値を求めたときの篩目開き（μｍ）である。Ｃは、粒度分布の粗い方から順次重量を積算し、積算重量が５０％以上でありかつ５０％に最も近い点の積算値（ｇ）である。Ｄは、Ｃの積算値を求めたときの篩目開き（μｍ）である。
【００１６】
また、嵩比重とは、内容積１００ｍｌ、直径４０ｍｍの円筒形の容器内にポリオレフィン系樹脂粉末６０ｇを漏斗を用いて静かに落下させ、容器から盛り上がったポリオレフィン系樹脂粉末をガラス棒ですり落とした後に当該ポリオレフィン系樹脂粉末の入った容器の質量を測定し、この質量から容器の質量を引いた重量を容器の内容積で割った数値をいう。
【００１７】
さらに、安息角とは、水平に配置された直径１０ｃｍの円台上にポリオレフィン系樹脂粉末６０ｇを漏斗を用いて静かに落下させて円錐状に堆積させた場合の、円錐状の堆積物の母線と円台の水平面とにより形成される角度をいう。
【００１８】
一方、本発明で用いられる無機粉末は、特に限定されるものではないが、例えばケイ素、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、カルシウムおよびチタンなどの金属の酸化物の粉末、より具体的には二酸化ケイ素粉末、酸化アルミニウム粉末、酸化マグネシウム粉末、酸化亜鉛粉末、酸化カルシウム粉末および酸化チタン粉末等を挙げることができる。なお、無機粉末は、２種以上のものが適宜併用されてもよい。
【００１９】
無機粉末の平均粒径は、特に限定されるものではないが、通常、０．０１〜２０μｍが好ましく、０．０１５〜１０μｍがより好ましい。平均粒径が０．０１μｍ未満の場合は、無機粉末が二次凝集等し易くなり、ポリオレフィン系樹脂粉末等と均一に混合するのが困難になるおそれがある。その結果、本発明の粉体塗料の粉体流動性が損なわれ、薄膜の塗膜、特に膜厚が４００μｍ以下の塗膜の形成が困難になるおそれがある。また、仮にそのような薄膜の塗膜が形成できたとしても、塗膜にピンホールが発生する可能性がある。逆に、平均粒径が２０μｍを超える場合は、ポリオレフィン系樹脂粉末等との均一な混合は可能であるが、本発明の粉体塗料の粉体流動性が悪化し、同様に薄膜の塗膜の形成が困難であったり、塗膜にピンホールが発生する可能性がある。
【００２０】
本発明の流動浸漬塗装用粉体塗料において、無機粉末として上述のような平均粒径のものを用いる場合、その含有量は、ポリオレフィン系樹脂粉末１００重量部に対し、通常、０．０１〜０．５０重量部に設定するのが好ましく、０．０５〜０．３０重量部に設定するのがより好ましい。無機粉末の含有量が０．０１重量部未満の場合は、薄膜の塗膜、特に膜厚が４００μｍ以下の塗膜の形成が困難になるおそれがある。逆に、０．５０重量部を超える場合は、ポリオレフィン系樹脂粉末の溶融性が低下し、表面平滑性が良好な塗膜を形成しにくくなる可能性がある。
【００２１】
さらに、本発明で用いられる金属石鹸粉末は、飽和脂肪酸の金属塩の粉末であり、例えば、ステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸およびベヘン酸等の各種金属塩、具体的には、カルシウム塩、亜鉛塩、マグネシウム塩等を挙げることができる。このうち、塗装時の熱的安定性に優れている点でステアリン酸カルシウムの粉末が特に好ましい。なお、金属石鹸粉末は、２種以上のものが適宜併用されてもよい。
【００２２】
金属石鹸粉末の平均粒径は、特に限定されるものではないが、通常、５〜３０μｍが好ましく、１０〜２０μｍがより好ましい。平均粒径が５μｍ未満の場合は、金属石鹸粉末がブロッキングし易くなり、粉体塗料の流動性が損なわれるおそれがある。逆に、平均粒径が３０μｍを超える場合は、本発明の粉体塗料を用いて形成された塗膜の表面平滑性が損なわれる可能性がある。
【００２３】
また、本発明の流動浸漬塗装用粉体塗料において、金属石鹸粉末として上述のような平均粒径のものを用いる場合、その含有量は、ポリオレフィン系樹脂粉末１００重量部に対し、通常、０．０５〜２．０重量部に設定するのが好ましく、０．１〜１．０重量部に設定するのがより好ましい。金属石鹸粉末の含有量が０．０５重量部未満の場合は、本発明の粉体塗料を基材に対して塗布する場合に、基材上において粉体塗料の滑り性が不十分になる結果、基材に対して必要以上の粉体塗料が付着し易くなり、膜厚の小さな塗膜、特に、膜厚が４００μｍ以下の薄膜状の塗膜を形成するのが困難になるおそれがある。逆に、２．０重量部を超える場合は、ポリオレフィン系樹脂粉末の溶融性が低下し、表面平滑性が良好な塗膜を形成しにくくなる可能性がある。
【００２４】
本発明の流動浸漬塗装用粉体塗料は、上述の必須成分に加え、必要な塗膜特性に応じて他の粉末状成分、例えば、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、帯電防止剤等の粉末が適時添加・混合されても良い。
【００２５】
本発明の流動浸漬塗装用粉体塗料は、通常、上述のポリオレフィン系樹脂粉末、無機粉末、金属石鹸粉末および必用に応じて上述の他の粉末状成分をそれぞれ用意し、これらを所要の割合で十分に均一に混合することによって製造することができる。ちなみに、混合方法としては、ヘンシェルミキサー等を用いた乾式混合法を採用することができる。
【００２６】
本発明の流動浸漬塗装用粉体塗料は、ポリオレフィン系樹脂粉末に無機粉末と金属石鹸粉末とを添加したものであるため、これまでの流動浸漬塗装用粉体塗料に比べて流動性が著しく改善される。このため、本発明の粉体塗料は、従来の粉体塗料に比べ、流動浸漬塗装法により、基材に対して薄膜の塗膜、特に、膜厚が４００μｍ以下の塗膜であって、しかもピンホールの少ない緻密な塗膜を形成することができる。また、本発明の粉体塗料は、ポリオレフィン系樹脂粉末の中位粒子径、嵩比重および安息角が上述の範囲に設定されている場合、さらに表面平滑性が良好な塗膜を形成することができる。
【００２７】
なお、本発明の流動浸漬塗装用粉体塗料は、金属、例えば鉄、鉄合金、亜鉛またはそれらのメッキ品からなる基材、特に、立体形状や溶接部を有するような複雑な形状の基材に対して薄膜状の塗膜を付与する場合に特に有効である。
【００２８】
【実施例】
実施例１、２
低密度ポリエチレン樹脂（住友化学工業株式会社の商品名“Ｇ８０１”：密度＝０.９１８ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ＝２０ｇ／１０分）を常温で高速回転式粉砕機を用いて粉末状に粉砕し、分級機により分級した。これにより、中位粒子径が１１０μｍ、嵩比重が０.４５ｇ／ｍｌ、安息角が２５度の樹脂粉末を得た。
【００２９】
次に、得られた樹脂粉末１００重量部に対し、無機粉末としてシリカ粉末（日本アエロジル株式会社の商品名“アエロジルＲ９７２”：平均粒径＝０.０１６μｍ）と、金属石鹸粉末としてステアリン酸カルシウム粉末（川研ファインケミカル株式会社製：平均粒径＝１６μｍ）とを表１に示す割合でそれぞれ添加し、ヘンシェルミキサーを用いて１分間混合して流動浸漬塗装用粉体塗料を調製した。
【００３０】
実施例３
実施例１の過程で得られた樹脂粉末１００重量部に対し、無機粉末として酸化アルミニウム粉末（日本アエロジル株式会社の商品名“アルミニウムオキサイドＣ”：平均粒径＝０．０２０μｍ）と、金属石鹸粉末としてステアリン酸カルシウム粉末（川研ファインケミカル株式会社製：平均粒径＝１６μｍ）とを表１に示す割合でそれぞれ添加し、ヘンシェルミキサーを用いて１分間混合して流動浸漬塗装用粉体塗料を調製した。
【００３１】
実施例４
低密度ポリエチレン樹脂（住友化学工業株式会社の商品名“Ｇ８０１”：密度＝０.９１８ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ＝２０ｇ／１０分）を常温で高速回転式粉砕機を用いて粉末状に粉砕し、分級機により分級した。これにより、中位粒子径が１４０μｍ、嵩比重が０.４０ｇ／ｍｌ、安息角が３３度の樹脂粉末を得た。
【００３２】
得られた樹脂粉末１００重量部に対し、無機粉末としてシリカ粉末（日本アエロジル株式会社の商品名“アエロジルＲ９７２”：平均粒径＝０.０１６μｍ）と、金属石鹸粉末としてステアリン酸カルシウム粉末（川研ファインケミカル株式会社製：平均粒径＝１６μｍ）とを表１に示す割合で添加し、ヘンシェルミキサーを用いて１分間混合して、流動浸漬塗装用粉体塗料を調製した。
【００３３】
実施例５
エチレン−アクリル酸共重合体樹脂（三菱化学株式会社の商品名“ノバテックＡ２２０Ｓ”：密度＝０.９３５ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ＝１７ｇ／１０分）を常温で高速回転式粉砕機を用いて粉末状に粉砕し、分級機により分級した。これにより、中位粒子径が１２０μｍ、嵩比重が０.４２ｇ／ｍｌ、安息角が３１度の樹脂粉末を得た。
【００３４】
得られた樹脂粉末１００重量部に対し、無機粉末としてシリカ粉末（日本アエロジル株式会社の商品名“アエロジルＲ９７２”：平均粒径＝０.０１６μｍ）と、金属石鹸粉末としてステアリン酸カルシウム粉末（川研ファインケミカル株式会社製：平均粒径＝１６μｍ）とを表１に示す割合で添加し、ヘンシェルミキサーを用いて１分間混合して、流動浸漬塗装用粉体塗料を調製した。
【００３５】
実施例６
プロピレン９５重量％とエチレン５重量％とのランダム共重合体樹脂であるポリプロピレン樹脂（住友化学工業株式会社の商品名“ノーブレンＺ１３１”）を液体窒素を使用して粉末状に冷凍粉砕し、分級機により分級した。これにより、中位粒子径が１３０μｍ、嵩比重が０.４５ｇ／ｍｌ、安息角が２９度の樹脂粉末を得た。
【００３６】
得られた樹脂粉末１００重量部に対し、無機粉末としてシリカ粉末（日本アエロジル株式会社の商品名“アエロジルＲ９７２”：平均粒径＝０.０１６μｍ）と、金属石鹸粉末としてステアリン酸カルシウム粉末（川研ファインケミカル株式会社製：平均粒径＝１６μｍ）とを表１に示す割合で添加し、ヘンシェルミキサーを用いて１分間混合して、流動浸漬塗装用粉体塗料を調製した。
【００３７】
比較例１〜４
低密度ポリエチレン樹脂（住友化学工業株式会社の商品名“Ｇ８０１”：密度＝０.９１８ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ＝２０ｇ／１０分）を常温で高速回転式粉砕機を用いて粉末状に粉砕し、分級機により分級した。これにより、中位粒子径、嵩比重および安息角が表１に示す通りに設定された樹脂粉末（流動浸漬塗装用粉体塗料）を得た。
【００３８】
評価
基材に対し、各実施例および各比較例で得られた流動浸漬塗装用粉体塗料を流動浸漬塗装した。ここで用いた基材は、図１に示すように、直径の異なる３種類の線材Ａ（直径＝３ｍｍ）、Ｂ（直径＝４ｍｍ）およびＣ（直径＝５ｍｍ）を格子状に組み合わせて交叉部をスポット溶接したものである。また、流動浸漬塗装は、基材を３８０℃で６分間の前加熱処理した後に浸漬時間を６秒に設定して実施し、その後、基材に対して２００℃で２分間の後加熱処理を施した。基材に付与された塗膜について、線材の交叉部のスポット溶接部におけるピンホール発生の有無および膜厚を調べた。ピンホール発生の有無は肉眼で観察し、また、膜厚はノギスで測定した。結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
0004953336.tif 000003
【００４０】
【発明の効果】
本発明の流動浸漬塗装用粉体塗料は、ポリオレフィン系樹脂粉末に対して二酸化ケイ素粉末および酸化アルミニウム粉末のうちの少なくとも一つの無機粉末とステアリン酸カルシウム粉末とを混合したものであるため、形状が複雑な基材に対しても、膜厚が４００μｍ以下の薄膜でありながらピンホールの少ない塗膜を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例および比較例で調製された流動浸漬塗装用粉体塗料の評価用に用いた基材を示す図。
【図１】
0004953336.tif 000004