(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂とポリエステル樹脂の組み合わせからなる熱硬化性樹脂と、該熱硬化性樹脂に各々対応する硬化剤とからなる被膜形成成分に、潤滑性成分として前記被膜形成成分と一体構造をなすシリコーン類を配合し、さらに導電性成分を配合してなり、前記シリコーン類は、前記熱硬化性樹脂又は前記硬化剤の官能基と反応する官能基を有しており、被膜形成成分の硬化反応過程でそれらと架橋反応し、被膜形成成分と一体構造となり、前記導電性成分は導電性カーボン、カーボンブラック、グラファイト、微小金属粉から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする粉体塗料組成物。
【請求項２】
エポキシ樹脂とポリエステル樹脂の組み合わせからなる熱硬化性樹脂と、該熱硬化性樹脂に各々対応する硬化剤とからなる被膜形成成分に、潤滑性成分として前記被膜形成成分と一体構造をなすシリコーン類を配合し、さらに導電性成分を配合してなり、前記シリコーン類は、予め前記熱硬化性樹脂又は前記硬化剤の官能基と反応したシリコーン変性樹脂を用い、前記導電性成分は導電性カーボン、カーボンブラック、グラファイト、微小金属粉から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする粉体塗料組成物。
【請求項３】
シリコーン類の平均分子量が５００以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の粉体塗料組成物。
【請求項４】
被膜形成成分と潤滑性成分であるシリコーン類との配合比率が、被膜形成成分１００重量部に対して、シリコーン類が１０重量部以下であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の粉体塗料組成物。
【請求項５】
被膜形成成分と導電性成分との配合比率が、皮膜形成成分１００重量部に対して、導電性成分が１重量部以上５０重量部以下であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の粉体塗料組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体塗料組成物に関し、詳しくは、金属をはじめとする耐熱性を有する各種素材に、塗布、焼き付け乾燥することにより、なめらかで潤滑性があり、なおかつ導電性を併せ持つ被膜を形成することにより、産業用機械部品、一般消費財等に接触する物品と帯電することなく摩擦を低減せしめることで、物品の移動を容易にすることのできる粉体塗料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、接触する物品との摩擦を低減する潤滑性被膜は溶剤型塗料の形態で供されてきた。しかし、潤滑性成分であるシリコーン類は、高分子量になるほど潤滑性が向上する反面、塗料中の他の成分との相溶性は逆に悪くなるという問題があった。
【０００３】
さらに、大気汚染、火災等の問題が重視されるにつれ、潤滑性を有する粉体塗料が市場より求められるようになってきた。しかし、従来の技術では粉体塗料に潤滑性成分を安定して均一に分散させることが難しく、溶剤型の潤滑塗料と同等の性能を出すことができなかった。
【０００４】
また、潤滑性を有する潤滑性被膜であっても、被膜の表面抵抗が高く、静電気の発生により帯電するため、電気的に物品の移動が妨げられ、潤滑性の特徴を十分に活かすことができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、粉体塗料における各成分の分散性を改良することで、なめらかで潤滑性があり、物品との摩擦で静電気を帯電せず、しかも有機溶剤等を使用しないため大気汚染を防止することができ、かつ火災の危険性をも著しく低減することで、上述の欠点を改良した粉体塗料組成物を提供することを課題とす  る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する請求項１記載の発明は、エポキシ樹脂とポリエステル樹脂の組み合わせからなる熱硬化性樹脂と、該熱硬化性樹脂に各々対応する硬化剤とからなる被膜形成成分に、潤滑性成分として前記被膜形成成分と一体構造をなすシリコーン類を配合し、さらに導電性成分を配合してなり、前記シリコーン類は、前記熱硬化性樹脂又は前記硬化剤の官能基と反応する官能基を有しており、被膜形成成分の硬化反応過程でそれらと架橋反応し、被膜形成成分と一体構造となり、前記導電性成分は導電性カーボン、カーボンブラック、グラファイト、微小金属粉から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする粉体塗料組成物である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、エポキシ樹脂とポリエステル樹脂の組み合わせからなる熱硬化性樹脂と、該熱硬化性樹脂に各々対応する硬化剤とからなる被膜形成成分に、潤滑性成分として前記被膜形成成分と一体構造をなすシリコーン類を配合し、さらに導電性成分を配合してなり、前記シリコーン類は、予め前記熱硬化性樹脂又は前記硬化剤の官能基と反応したシリコーン変性樹脂を用い、前記導電性成分は導電性カーボン、カーボンブラック、グラファイト、微小金属粉から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする粉体塗料組成物である。
【０００８】
請求項３記載の発明は、シリコーン類の平均分子量が５００以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の粉体塗料組成物である。
【０００９】
請求項４記載の発明は、被膜形成成分と潤滑性成分であるシリコーン類との配合比率が、被膜形成成分１００重量部に対して、シリコーン類が１０重量部以下であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の粉体塗料組成物である。
【００１０】
請求項５記載の発明は、被膜形成成分と導電性成分との配合比率が、皮膜形成成分１００重量部に対して、導電性成分が１重量部以上５０重量部以下であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の粉体塗料組成物である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳述する。
【００１４】
本発明は基本的には被膜形成成分と潤滑性成分、導電性成分から構成される。
【００１５】
本発明に用いられる被膜形成成分は、エポキシ樹脂とポリエステル樹脂の組み合わせからなる熱硬化性樹脂と、該熱硬化性樹脂に各々対応する硬化剤とからなる。
【００１７】
硬化剤としては、Ｐｒｉｍｉｄ（β−ヒドロキシアルキルアミド）、ＴＧＩＣ（トリグリシジルイソシアヌレート）、イソシアネート、アミン、二塩基酸等が挙げられ、上記熱硬化性樹脂群の中から選ばれた一種又は二種以上の熱硬化性樹脂に各々対応する硬化剤を選択して使用することができる。
【００１８】
これら熱硬化性樹脂と硬化剤との各々が架橋反応することで強固な被膜構造を形成する。
【００１９】
本発明に用いられる潤滑性成分であるシリコーン類は、上記被膜形成成分と一体構造をなすものが使用される。この目的で好ましく使用できるシリコーン類には、被膜形成成分の硬化反応過程でそれらと架橋反応することで、被膜形成成分と一体構造となる官能基を有する反応性シリコーンと、それら反応性シリコーンを用いて各種有機ポリマーを変性したシリコーン変性樹脂とに大別することができ、本発明においてはいずれも好ましく用いることができる。
【００２０】
これらのシリコーンは、架橋反応することによりシリコーン類が被膜形成成分と一体構造となり、潤滑性成分が均一に分散した粉体塗料組成物を得ることができるようになる。
【００２１】
反応性シリコーンは、主鎖にポリシロキサン構造を有しており、片末端若しくは両末端に、被膜形成成分を構成する熱硬化性樹脂又は硬化剤の官能基と反応することができる官能基を有している。
【００２２】
反応性シリコーンの有する官能基の種類としては、アミノ基、水酸基、エポキシ基、カルボキシル基等が挙げられる。
【００２３】
アミノ基を官能基とする反応性シリコーンの例としては、Ｈ2Ｎ-(ＣＨ2)3-[Ｓｉ-(Ｍｅ)2]-[(ＯＳｉ)-(Ｍｅ)2]n-Ｏ-[Ｓｉ-(Ｍｅ)2]- (ＣＨ2)3-ＮＨ2（-Ｍｅはメチル基である。）等が挙げられ、水酸基を官能基とする反応性シリコーンの例としては、ＨＯＣ2Ｈ4-Ｏ-(ＣＨ2)3-[Ｓｉ-(Ｍｅ)2]-[(ＯＳｉ)-(Ｍｅ)2]n-Ｏ-[Ｓｉ-(Ｍｅ)2]- (ＣＨ2)3Ｏ-Ｃ2Ｈ4-ＯＨ（-Ｍｅはメチル基である。）等が挙げられ、エポキシ基を官能基とする反応性シリコーンの例としては[ＣＨ2ＣＨＯ]ＣＨ2-Ｏ-(ＣＨ2)3-[Ｓｉ-(Ｍｅ)2]-[(ＯＳｉ)-(Ｍｅ)2]n-Ｏ-[Ｓｉ-(Ｍｅ)2]- (ＣＨ2)3Ｏ-ＣＨ2-[ＯＣＨＣＨ2] （-Ｍｅはメチル基、[ＣＨ2ＣＨＯ]はエポキシ基である。）等が挙げられ、カルボキシル基を官能基とする反応性シリコーンの例としてはＣＯＯＨ(ＣＨ2)10-[Ｓｉ-(Ｍｅ)2]-[(ＯＳｉ)-(Ｍｅ)2]n-Ｏ-[Ｓｉ-(Ｍｅ)2]- (ＣＨ2)10Ｏ-ＣＯＯＨ（-Ｍｅはメチル基である。）等が挙げられる。但し、上記の例示はすべて官能基が両末端に存する例である。官能基が片末端に存する場合は官能基の一つが任意の置換又は無置換のアルキル基（例えばメチル基、エチル基、ブチル基等）で置き換えられる。
【００２４】
より具体的には商品名「ＤＣ３０３７」、「ＤＣ３０７４」（以上、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）、商品名「サイラプレーンシリーズ」（チッソ社製）等が挙げられる。
【００２５】
反応性シリコーンの官能基が片末端の場合には被膜形成成分の架橋構造の側鎖として、反応性シリコーンの官能基が両末端の場合には被膜形成成分の架橋構造の一部となって、被膜形成成分に潤滑性を付与するが、片末端又は両末端のいずれかを単独で用いた場合、或いはそれぞれを適当な割合でブレンドして用いた場合のいずれの場合であっても本発明の効果を得ることができる。
【００２６】
反応性シリコーンを用いて各種有機ポリマーを変成したシリコーン変性樹脂は、アクリル樹脂、メタクリル樹脂を変性して側鎖に反応性シリコーンを櫛形に架橋したものであり、熱硬化反応するために複数の官能基を持っているものである。さらに、潤滑性を補助するためシリコーン変性に加え、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）構造を併せて変性した樹脂を用いることもできる。
この場合、シリコーン変成樹脂が被膜形成成分の樹脂成分であっても硬化剤成分であっても本発明上問題はない。
【００２７】
より具体的には、商品名「ダイアロマーシリーズ」（大日精化工業社製）、商品名「ＳＲ２２１５」、「ＳＲ２１４５」（以上、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）、商品名「ＴＳＦ４１０」、「ＴＳＦ４４２０」（以上、東芝シリコーン社製）、商品名「サイラコートシリーズ」（チッソ社製）等が挙げられる。
【００２８】
これらシリコーン類の平均分子量については、平均分子量が５００以上であれば本発明上特に制約はないが、好ましくは、分子量５，０００〜数万の範囲である。
【００２９】
シリコーン類の平均分子量が５００未満であっては、粉体塗料の溶融粘度の低下を招き、焼き付け乾燥工程で被膜のタレを生じるばかりか、保存安定性にも影響を及ぼす恐れがある。
【００３０】
本発明において、潤滑性成分であるシリコーン類の添加量は、被膜形成成分１００重量部に対して、シリコーン類が１０重量部以下が好ましく、より好ましくは１重量部以下である。シリコーン類の配合比率が１０重量部を超えると、未反応シリコーンの残存量が多くなり、シリコーン汚染等が問題となり、被膜物性が相対的に低下する恐れがある。
【００３１】
本発明では、潤滑性成分であるシリコーン類を単独で用いることで、本発明における効果は十分得られるが、必要に応じて潤滑補助成分としてパウダー類を添加することができる。
【００３２】
潤滑補助成分であるパウダー類は有機パウダー類と無機パウダー類に大別することができる。
【００３３】
有機パウダー類としては、潤滑性に優れるポリテトラフッ化エチレンパウダー、ポリトリフロロクロロエチレンパウダー、ポリフッ化ビニリデンパウダー等が好ましいが、必ずしもこれらに限定される必要はなく、被膜形成成分との相溶性、潤滑付与性等を勘案して、ウレタンパウダー、アクリルパウダー、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）パウダー、ナイロンパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリエチレンパウダー等でもかまわない。
【００３５】
本発明に用いられる導電性成分は、導電性カーボン、カーボンブラック、グラファイト、微小金属粉から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。何れの成分を用いるかは、導電性付与性、被膜を形成する樹脂成分との分散容易性等を勘案して決めればよく、何れかを単独で用いた場合、或いはそれぞれを適当な割合でブレンドして用いた場合の何れの場合であっても本発明の効果を得ることができる。
【００３６】
より具体的には、商品名「Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋシリーズ」（デグサ・ジャパン社製）、商品名「シーストシリーズ」（東海カーボン社製）、商品名「ＭＡシリーズ」（三菱化学社製）、商品名「カーボンビーズシリーズ」（三井鉱山マテリアル社製）、商品名「ＶＵＬＣＡＮシリーズ」（キャボット・スペシャリティ・ケミカルズ社製）、商品名「ＵＦＧシリーズ」（昭和電工社製）商品名「ＫＥＴＪＥＮＢＬＡＣＫシリーズ」（ライオン社製）、商品名「Ｒａｖｅｎシリーズ」、「ＣＯＮＤＵＣＴＥＸシリーズ」（以上、コロンビアン・カーボン日本社製）、商品名「ＳＰ−２０」、「ＣＳＳＰ」（以上、日本黒鉛社製）、商品名「ＢＦ−５Ａ」、「ＢＦ−８Ａ」（以上、中越黒鉛社製）、商品名「アルミパウダーシリーズ」（東洋アルミ社製）、商品名「アルミペーストシリーズ」（旭化成社製）、商品名「ＥＴシリーズ」、「ＦＴシリーズ」、［ＳＮシリーズ］（以上、石原産業社製）等が挙げられる。
【００３７】
導電性成分の添加量については、静電気の帯電を抑えるために被膜の表面抵抗が１０7Ω／ｃｍ2以下になるように、被膜形成成分１００重量部に対して少なくとも１重量部以上添加する必要があるが、５０重量部を越えて添加した場合には混練の作業性の低下、被膜物性の低下などが考えられるので、５０重量部以下が好ましく、より好ましくは導電性能、分散性等を勘案して、２０重量部以下の添加が適当である。
【００３８】
なお、本発明に係る粉体塗料組成物は、上述の被膜形成成分、潤滑性成分、導電性成分、潤滑性補助成分のほかに、顔料、硬化促進剤、流動調整剤、その他、従来から用いられている各種添加剤を任意の適当量含有することができる。
【００３９】
本発明に係る粉体塗料組成物を製造するには、上述の被膜形成成分、潤滑性成分、導電性成分、必要に応じて潤滑補助成分、その他の任意の添加剤を計量し、例えばスーパーミキサー等で混合し、押出機で主として被膜形成成分の溶融温度以上、硬化温度以下の温度範囲で混練して押し出し、冷却後、アトマイザー等で平均粒径５〜６０μｍに粉砕し、任意のメッシュで分級した後、本発明に係る粉体塗料組成物を得ることができる。
【００４０】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳述するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
【００４１】
（実施例１）
以下の成分をスーパーミキサーで均一に混合した。
【００４２】
0003819219.tif 000002
【００４３】
次いで、得られた混合物を押出機に充填して１２０℃の温度で加熱溶融し、混練して押し出し、冷却後、アトマイザーで平均粒径約２０μｍまで粉砕して、更にこの粉末１００重量部当たり、流動調整剤（微粉末シリカ）０．２重量部を加え、均一に混合して本発明に係る粉体塗料組成物を得た。
【００４４】
得られた粉体塗料組成物を、スズメッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板に粉体塗装用ハンドガン（ＯＮＯＤＡ製ＧＸ−１０７）で塗布し、１８０℃／２０分間硬化させ、膜厚約５０μｍの被膜を形成した。これらの被膜について、被膜外観、動摩擦係数、静摩擦係数の評価を行い、結果を表１に示した。さらに表面抵抗の評価を行い、前記の結果と併せて結果を表２に示した。
【００４５】
（実施例２）
実施例１において、混合物の成分を以下の通りに代えた以外は実施例１と同様にして粉体塗料組成物の製造及び被膜形成を行い、その被膜について被膜外観、動摩擦係数、静摩擦係数の評価を行い、結果を表１に示した。
【００４６】
0003819219.tif 000003
【００４９】
（実施例３）実施例１において、混合物の成分を以下の通りに代えた以外は実施例１と同様にして粉体塗料組成物の製造及び被膜形成を行い、その被膜について被膜外観、動摩擦係数、静摩擦係数の評価を行い、結果を表１に示した。
【００５０】
0003819219.tif 000004
【００５１】
（実施例４）実施例１において、混合物の成分を以下の通りに代えた以外は実施例１と同様にして粉体塗料組成物の製造及び被膜形成を行い、その被膜について被膜外観、動摩擦係数、静摩擦係数、表面抵抗の評価を行い、結果を表２に示した。
【００５２】
0003819219.tif 000005
【００５３】
（実施例５）実施例１において、混合物の成分を以下の通りに代えた以外は実施例１と同様にして粉体塗料組成物の製造及び被膜形成を行い、その被膜について被膜外観、動摩擦係数、静摩擦係数、表面抵抗の評価を行い、結果を表２に示した。
【００５４】
0003819219.tif 000006
【００５５】
（比較例１）
実施例１において、混合物の成分を以下の通りに代えた以外は実施例１と同様にして粉体塗料組成物の製造及び被膜形成を行い、その被膜について被膜外観、動摩擦係数、静摩擦係数の評価を行い、結果を表１に示した。
【００５６】
ポリエステル樹脂（Ｕｒａｌａｃ Ｐ２５０４ ＤＳＭ社製）  ６０．２重量部
エポキシ樹脂（アラルダイトＡＥＲ６０５４ 旭チバ社製）     ３．９重量部
硬化剤（アルキュアー４４００ ＭｃＷｈｏｒｔｅｒ社製）   １５．０重量部
流動調整剤（Byk３６２P Byk-Ｃｈｅｍｉｅ社製）             ０．５重量部
ベンゾイン                                                ０．５重量部
沈降性硫酸バリウム                                        ４．０重量部
導電剤（９７５−Ｂ  コロンビアン社製：導電性カーボン）    ９．１重量部
顔料類（ＴＩＰＡＱＵＥ ＣＲ−５０ 石原産業社製）          ６．７重量部
【００５７】
（比較例２）
実施例１において、混合物の成分を以下の通りに代えた以外は実施例１と同様にして粉体塗料組成物の製造及び被膜形成を行い、その被膜について被膜外観、動摩擦係数、静摩擦係数の評価を行い、結果を表１に示した。
【００５８】
ポリエステル樹脂（Ｕｒａｌａｃ Ｐ２６１２ ＤＳＭ社製）  ４７．１重量部
エポキシ樹脂（エピコート１００４油化・シェル化学社製）  ３１．４重量部
流動調整剤（アクロナール４Ｆ ＢＡＳＦ社製）               １．２重量部
ベンゾイン                                                ０．５重量部
沈降性硫酸バリウム                                        ４．０重量部
導電剤（９７５−Ｂ  コロンビアン社製：導電性カーボン）    ９．１重量部
顔料類（ＴＩＰＡＱＵＥ ＣＲ−５０ 石原産業社製）          ６．７重量部
【００５９】
（比較例３）
実施例１において、混合物の成分を以下の通りに代えた以外は実施例１と同様にして粉体塗料組成物の製造及び被膜形成を行い、その被膜について被膜外観、動摩擦係数、静摩擦係数の評価を行い、結果を表１に示した。
【００６０】
0003819219.tif 000007
【００６１】
（比較例４）
実施例１において、混合物の成分を以下の通りに代えた以外は実施例１と同様にして粉体塗料組成物の製造及び被膜形成を行い、その被膜について被膜外観、動摩擦係数、静摩擦係数、表面抵抗の評価を行い、結果を表２に示した。
【００６２】
0003819219.tif 000008
【００６３】
（測定方法及び評価方法）
摩擦係数は、静・動摩擦係数摩耗測定装置ＤＦ−ＳＳ型（協和界面社製）を用いて測定した。
【００６４】
表面抵抗は、ＭＯＤＥＬ／ＤＧ−５０Ｍ（ＳＡＮＷＡ社製：測定電圧５００Ｖ）を用いて測定した。
【００６５】
被膜外観の評価は目視外観試験を行い、以下の基準に従って評価した。
◎：特に優れている。
○：優れている。
△：やや劣っている。
×：外観上問題がある。
【００６６】
【表１】
0003819219.tif 000009
【００６７】
表１において、実施例１〜３は潤滑性成分を添加したものであるが、潤滑性成分未添加である比較例１、２と比べ、いずれも潤滑性が向上していることがわかる。また実施例１〜３から、シリコーンの形態にかかわらず、潤滑性が発現し、被膜外観も優れていることがわかる。
【００６８】
比較例３は架橋性を持たないシリコーンを添加した例である。被膜形成成分と一体構造を有しないため、シリコーンが均一に分散せず、潤滑性が劣る。更に、被膜外観においても表面が荒れるため、評価が低かった。
【００６９】
この結果より、被膜と潤滑性成分が一体構造となることにより本発明の効果が実証された。
【００７０】
【表２】
0003819219.tif 000010
【００７１】
表２において、実施例１、４、５は導電性成分を添加したものであるが、導電性成分未添加である比較例４と比べて、いずれも表面抵抗が低く、帯電防止のための目安である１×１０7Ω／ｃｍ2以下であることがわかる。また、実施例１、４、５から、導電性成分の形態にかかわらず、表面電気抵抗値が小さくなり、被膜外観も優れていることがわかる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、金属をはじめとする耐熱性を有する各種素材に、塗布、焼き付け乾燥することにより、なめらかで潤滑性があり、なおかつ導電性を併せ持つ被膜を形成でき、接触する物品との摩擦を帯電することなく低減せしめることで、物品の移動を容易にすることができる。