WO2016140145A1 - 粉体塗料、塗装物品および塗装物品の製造方法 - Google Patents
粉体塗料、塗装物品および塗装物品の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016140145A1 WO2016140145A1 PCT/JP2016/055699 JP2016055699W WO2016140145A1 WO 2016140145 A1 WO2016140145 A1 WO 2016140145A1 JP 2016055699 W JP2016055699 W JP 2016055699W WO 2016140145 A1 WO2016140145 A1 WO 2016140145A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- powder
- resin
- fluororesin
- pigment
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/03—Powdery paints
- C09D5/033—Powdery paints characterised by the additives
- C09D5/035—Coloring agents, e.g. pigments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
- B05D1/04—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field
- B05D1/06—Applying particulate materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
- B05D1/12—Applying particulate materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/06—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
- B05D5/067—Metallic effect
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/62—Metallic pigments or fillers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/08—Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/12—Treatment with organosilicon compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C09D127/16—Homopolymers or copolymers of vinylidene fluoride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C09D127/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D157/00—Coating compositions based on unspecified polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C09D157/06—Homopolymers or copolymers containing elements other than carbon and hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/03—Powdery paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
- C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2202/00—Metallic substrate
- B05D2202/10—Metallic substrate based on Fe
- B05D2202/15—Stainless steel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2601/00—Inorganic fillers
- B05D2601/02—Inorganic fillers used for pigmentation effect, e.g. metallic effect
- B05D2601/08—Aluminium flakes or platelets
Definitions
- the present invention relates to a powder coating material, a coated article, and a method for producing a coated article.
- a paint containing a metallic pigment such as aluminum powder (hereinafter also referred to as a metallic paint) is used to form a coating film having a metallic hue.
- the metallic paint is a powder paint
- the metallic pigment is less likely to be arranged in parallel to the base material compared to the case of a solvent-based or water-based paint, and the brightness of the coating film is lowered.
- the hue cannot be obtained.
- a bonding technique also referred to as a bonded method in which a metallic pigment is attached to the surface of powder particles is effective (for example, [0009] of Patent Document 1).
- the following powder coating composition (1) A powder coating obtained by melt-kneading a mixture containing 10 to 50 parts by mass of a fluororesin, 10 to 90 parts by mass of a polyester resin, and 10 to 50 parts by mass of a pigment, and pulverizing after cooling, A layer-separated powder coating composition in which the fluororesin and the polyester resin are not compatibilized and are separated by melting and curing the powder coating (Patent Document 2).
- a layer-separated type powder coating composition By using such a layer-separated type powder coating composition, it is possible to form a coating film having a two-layer structure consisting of a polyester resin layer on the substrate side and a fluororesin layer on the air side by one coating, Has an excellent weather resistance because it has a fluororesin layer on the air side.
- the conventional bonding technique in which a coating film having a single-layer structure is formed cannot sufficiently control the orientation of the metallic pigment, and the metallic hue (brightness sensation) required for the metallic paint is not obtained. ) Is difficult to obtain. There is also a problem of low concealment due to disorder of orientation. Increasing the content of the metallic pigment improves the concealability, but decreases the adhesion of the coating film to the substrate.
- a bright pigment or the like is described as a pigment, and an aluminum powder or the like is described as a bright pigment.
- the orientation of the metallic pigment is not considered.
- the metallic pigment is difficult to be arranged in parallel to the base material, and the metallic tone is similar to the above. Hue and concealment are insufficient.
- the present invention provides a powder coating material, a coated article, and a method for producing them, having the following configurations [1] to [14].
- the powder coating composition includes the following fluororesin (A), the following resin (B), and the following pigment (C), and the content of the pigment (C) is 0.7 to A powder paint characterized by being 23% by mass.
- Fluororesin (A) A fluororesin having a fluorine content of 10% by mass or more.
- Pigment (C) a metallic pigment coated with a coating material, wherein the SP value of the coating material exceeds the SP value of the fluororesin (A) and less than the SP value of the resin (B). Pigments.
- the powder coating is made of powder containing powder particles including the fluororesin (A) and the resin (B) and powder particles including the pigment (C). Powder paint.
- the powder coating is composed of a powder including powder particles including the fluororesin (A), powder particles including the resin (B), and powder particles including the pigment (C). 1].
- the pigment (C) is a metallic pigment composed of scaly aluminum particles coated with a coating substance.
- the powder coating material of the present invention it is possible to form a coating film excellent in metallic hue, concealability and weather resistance.
- the coated article of the present invention includes a coating film excellent in metallic hue, concealment and weather resistance.
- the method for producing a coated article of the present invention it is possible to produce a coated article having a coating film excellent in metallic hue, hiding property and weather resistance.
- FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) image of a cross section of a coating film of a coated article obtained in Example 1.
- FIG. It is a scanning electron microscope (SEM) image of the coating-film cross section of the coated article obtained in Example 8.
- SP value means the value of the solubility parameter, which is a value obtained by multiplying the aggregation energy density, that is, the evaporation energy per unit volume of one molecule by a factor of 1/2, and indicating the magnitude of the polarity per unit volume. .
- the SP value is an SP value calculated by the Fedros method (see: RF Fedros, Polym. Eng. Sci., 14 [2] 147 (1974)).
- the SP value is a value calculated by the following equation.
- SP value ( ⁇ H / V) 1/2
- ⁇ H represents the heat of vaporization (cal)
- V represents the molar volume (cm 3 ).
- ⁇ H and V use the sum of molar evaporation heat ( ⁇ H) and the sum of molar volumes (V) of atomic groups described in the above-mentioned literature.
- the “number average molecular weight” and “mass average molecular weight” of the resin are values determined by gel permeation chromatography (GPC) method in terms of polystyrene.
- the “melting point” of the resin is the temperature at the melting peak measured by the differential scanning calorimetry (DSC) method.
- the “glass transition temperature” of the resin is an intermediate glass transition temperature measured by a differential scanning calorimetry (DSC) method.
- particles constituting the powder are referred to as “powder particles”.
- the powder coating is an aggregate of “powder particles”.
- the “reactive group” of the resin means a functional group that reacts with a curing agent or the like to cause cross-linking between molecules.
- the “dry blend” means that two or more kinds of powders are mixed without melting the powder and without adding a solvent.
- the “molten film” means a film made of a melt of powder coating material.
- One coat means painting only once.
- “(Meth) acrylate” is a general term for acrylate and methacrylate
- “(meth) acryl” is a general term for “acrylic” and “methacrylic”.
- the “unit” means a part derived from a monomer that exists in the polymer and constitutes the polymer.
- a unit derived from an individual monomer is referred to as a name obtained by adding “unit” to the monomer name.
- the powder coating material of the present invention comprises a powder that is an aggregate of at least one kind of powder particles. Regardless of the constituent components of the individual powder particles, the components constituting the entire powder coating material include the fluororesin (A), the resin (B), and the pigment (C), and the pigment with respect to the total amount of the powder coating material. The content of (C) is 0.7 to 23% by mass.
- the powder coating material of the present invention contains components other than the fluororesin (A), the resin (B) and the pigment (C) (hereinafter also referred to as “additives”) as components constituting the entire powder coating material. May be.
- Examples of the additive include a curing agent, a curing catalyst, a pigment other than the pigment (C) (hereinafter also referred to as “other pigment”), and other resin additives.
- Examples of the powder particles constituting the powder coating include powder particles containing a fluororesin (A), powder particles containing a resin (B), and powder containing a fluororesin (A) and a resin (B). Examples thereof include particles, powder particles containing fluororesin (A), resin (B) and pigment (C), powder particles made of pigment (C), and powder particles made of additives.
- the powder coating material of the present invention is an aggregate of powder particles containing one or more of these powder particles, and the fluororesin (A), the resin (B), and the pigment (C ) And optionally further additives.
- Powder particles containing fluororesin (A), powder particles containing resin (B), powder particles containing fluororesin (A) and resin (B), and fluororesin (A) and resin (B) And the powder particles containing the pigment (C) may each contain an additive. Further, the powder particles containing the fluororesin (A), the powder particles containing the resin (B), and the powder particles containing the fluororesin (A) and the resin (B), respectively, contain the pigment (C). May be included.
- the powder particles containing the fluororesin (A) do not contain the resin (B), and the resin (B ) -Containing powder particles do not contain the resin (A).
- the powder particles containing the fluororesin (A), the resin (B), and the pigment (C) are the same even if they are powder particles having different constituent ratios of the three essential components and presence or absence of additives. Considered as a kind of powder particles.
- powder particles containing the fluororesin (A) and the resin (B) the same kind of powder particles, even if they are different in the composition ratio of these two essential components and the presence or absence of additives It is considered.
- the powder particles containing the fluororesin (A) and the resin particles containing the resin (B) are regarded as the same kind of powder particles even if the presence or absence of the additive and the content ratio thereof are different.
- Even for powder particles made of pigment (C), pigments (C) made of different materials, pigments (C) made of different coating materials, and the like are regarded as the same kind of powder particles.
- the powder coating material of the present invention may be composed of one kind of powder particles or may be composed of two or more kinds of powder particles.
- the powder particles are powder particles containing a fluororesin (A), a resin (B), and a pigment (C).
- the powder coating material of the present invention is preferably a powder mixture containing powder particles made of the pigment (C) and one or more kinds of powder particles containing the fluororesin (A) or the resin (B). Without using powder particles containing pigment (C) and resin, by dividing into powder particles containing pigment (C) and powder particles containing resin, the pigment ( C) is easily oriented.
- an aggregate of powder particles containing the fluororesin (A) (hereinafter referred to as “powder (A)”) and an aggregate of powder particles containing the resin (B) (hereinafter referred to as “powder (A)”).
- a powder mixture containing an aggregate of powder particles hereinafter referred to as “powder (AB)” and the powder (C).
- the coating film formed from the powder paint is a layer containing the fluororesin (A) or a cured product thereof (hereinafter referred to as “layer (A)”). And the layer containing the resin (B) and its cured product (hereinafter also referred to as “layer (B)”), and when the layer separation occurs, the layer (B) is on the substrate side.
- the layer (A) is arranged on the air side. By this layer separation, a layer (A) having high surface properties such as weather resistance is disposed on the air side, and a layer (B) having good physical properties such as adhesion to the substrate surface is disposed on the substrate side.
- a coating film having good physical properties as a whole can be obtained as compared with a coating film in which no layer separation occurs.
- a powder mixture containing powder (A), powder (B) and powder (C) is particularly preferable.
- the coating film formed from the powder paint is the layer (A)
- the pigment (C) tends to be unevenly distributed at the interface between the two layers or in the vicinity thereof. Further, the surface of the scaly particles of the pigment (C) can be easily arranged in parallel along the interface.
- the layer containing the pigment (C) is also referred to as “layer (C)”.
- the layer (C) is a layer containing the pigment (C) and the fluororesin (A) functioning as a binder thereof, the resin (B), a cured product thereof, and the like.
- the powder particle which comprises powder (A) contains a fluororesin (A), and may further contain 1 or more types of additives as needed.
- the fluororesin (A) is a fluororesin (A) having a reactive group, it preferably contains a curing agent or a curing catalyst that cures the fluororesin (A).
- the powder particle which comprises powder (B) contains resin (B), and may further contain 1 or more types of additives as needed.
- the resin (B) is a resin (B) having a reactive group, it is preferable to include a curing agent or a curing catalyst that cures the resin (B).
- the powder particles constituting the powder (AB) include the fluororesin (A) and the resin (B), and may further include one or more additives as necessary.
- at least one of the fluororesin (A) and the resin (B) is a resin having a reactive group, it preferably contains a curing agent or a curing catalyst for curing the resin.
- both the fluororesin (A) and the resin (B) are resins having the same type of reactive group, the two types of resins can be cured using one type of curing agent or curing catalyst. it can.
- both the fluororesin (A) and the resin (B) are resins having reactive groups and are reactive groups that are cured by different curing reactions, two or more types that can cure each of the two types of resins. It is preferable to use a curing agent or a curing catalyst.
- fluororesin (A) examples include fluoroolefin homopolymers or copolymers.
- a copolymer a copolymer of a fluoroolefin and a fluorine-containing monomer other than the fluoroolefin and / or a monomer having no fluorine atom is exemplified.
- the fluoroolefin is selected from the group consisting of tetrafluoroethylene (hereinafter also referred to as “TFE”), chlorotrifluoroethylene (hereinafter also referred to as “CTFE”), hexafluoropropylene, vinylidene fluoride, and vinyl fluoride. 1 type or more is preferable, and TFE and CTFE are particularly preferable.
- TFE tetrafluoroethylene
- CTFE chlorotrifluoroethylene
- hexafluoropropylene vinylidene fluoride
- vinyl fluoride vinyl fluoride
- vinyl fluoride vinyl fluoride
- vinyl fluoride vinyl fluoride
- 1 type or more is preferable, and TFE and CTFE are particularly preferable.
- the glass transition temperature of the fluororesin (A) can be designed to be 50 ° C. or higher, and the blocking of the coating film can be suppressed.
- a fluoro olefin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
- the fluoroolefin unit in the fluororesin (A) is preferably a unit directly formed by polymerization of fluoroolefin.
- the ratio of the fluoroolefin unit in the fluororesin (A) is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, and more preferably 20 mol% or more of all units (100 mol%) in the fluororesin (A). Is particularly preferred. When the proportion of the fluoroolefin unit is at least the lower limit value, the weather resistance of the coating film is further improved.
- the upper limit of the ratio of a fluoro olefin unit is not specifically limited, 100 mol% may be sufficient.
- fluororesin (A) Since the fluororesin (A) is likely to be non-crystalline, that is, the fluororesin (A) is difficult to be crystallized, it is easy to form a coating film having good adhesion and a uniform and smooth surface, and baking of the paint. Sometimes 90 mol% or less is preferable, 80 mol% or less is more preferable, and 70 mol% or less is particularly preferable in that a high temperature is unnecessary.
- fluorine-containing monomers other than fluoroolefins include polyfluoro (alkyl vinyl ether). The polyfluoro (alkyl vinyl ether) may be perfluoro (alkyl vinyl ether). The fluorine-containing monomer may have a reactive group.
- the monomer which does not have a fluorine atom As a monomer which does not have a fluorine atom, the monomer which has a reactive group, and the monomer which does not have a fluorine atom and a reactive group are mentioned.
- the monomer having no fluorine atom and reactive group include olefin and vinyl ether having no reactive group.
- the fluororesin (A) may be a fluororesin having no reactive group or a fluororesin having a reactive group.
- the fluororesin having no reactive group include polyvinylidene fluoride (hereinafter also referred to as “PVDF”).
- the fluororesin which does not have a reactive group may further have other monomer units as long as it does not impair the essential characteristics thereof.
- the other monomer is a monomer other than a monomer (for example, vinylidene fluoride in PVDF) that forms an essential unit as a unit constituting the fluororesin.
- PVDF is preferable from the viewpoint of excellent flexibility and impact resistance of the fluororesin (A) layer in the coating film.
- the number average molecular weight of PVDF is preferably 5,000 to 1,000,000.
- the layer (B) may contain an acrylic resin or a cured acrylic resin from the viewpoint of excellent adhesion between the layer (A) and the layer (B) in the coating film. preferable. That is, an acrylic resin is preferably included as the resin (B) of the powder coating component.
- a fluororesin having a reactive group is preferable from the viewpoint of excellent antifouling properties, water resistance, acid resistance, and alkali resistance of the coating film.
- the reactive group is preferably a hydroxyl group, a carboxy group, or an amino group.
- curing agent especially blocked isocyanate type hardening
- curing agent is included as a hardening
- fluororesin (A) having a reactive group a fluororesin composed of a fluoropolymer having a hydroxyl group (hereinafter also referred to as “fluoropolymer (A1)”) or a fluoropolymer having a carboxy group ( Hereinafter, a fluororesin composed of “fluorinated polymer (A2)”) is preferable. Since these fluororesins (A) contain a hydroxyl group or a carboxy group, when the powder coating contains an isocyanate curing agent (particularly a blocked isocyanate curing agent) as a curing agent described later, the curing rate is excellent. . Moreover, it is easy to disperse
- a fluororesin comprising a fluoropolymer (A1) is particularly preferable.
- fluoropolymer (A1)) As the fluoropolymer (A1), a unit derived from a fluoroolefin unit and a monomer having a hydroxyl group (hereinafter referred to as “monomer (m1)”) copolymerizable with the fluoroolefin, A fluoropolymer having a unit derived from a monomer other than the fluoroolefin and the monomer (m1) (hereinafter referred to as “monomer (m2)”) as necessary is preferable.
- the fluorine-containing polymer (A1) may be a fluorine-containing polymer having a hydroxyl group introduced by reactive group conversion of the polymer.
- the fluoropolymer includes a fluoroolefin unit, a monomer unit having a reactive functional group other than a hydroxyl group, and, if necessary, the fluoropolymer having the monomer (m2).
- a fluorine-containing polymer obtained by reacting a compound having a second reactive functional group that reacts with a reactive functional group and a hydroxyl group is preferred.
- Examples of the fluoroolefin are the same as those described above.
- the monomer (monomer (m1), monomer (m2), etc.) to be copolymerized with the fluoroolefin may be a monomer having a fluorine atom other than the fluoroolefin, but does not have a fluorine atom.
- the monomer (m1) is a monomer having a hydroxyl group.
- Monomers (m1) include allyl alcohol, hydroxyalkyl vinyl ether (2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, cyclohexanediol monovinyl ether, etc.), hydroxyalkyl allyl ether (2-hydroxyethyl allyl ether, etc.), hydroxy Examples thereof include vinyl alkanoates (such as vinyl hydroxypropionate) and hydroxyalkyl (meth) acrylates (such as hydroxyethyl (meth) acrylate).
- a monomer (m1) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
- the monomer (m2) is preferably a vinyl monomer, that is, a compound having a carbon-carbon double bond.
- Vinyl monomers are excellent in alternating copolymerization with fluoroolefins and can increase the polymerization yield. Moreover, even when it remains unreacted, it has little influence on the coating film and can be easily removed in the manufacturing process.
- the vinyl monomers include vinyl ethers, allyl ethers, vinyl carboxylates, allyl carboxylates, olefins, unsaturated carboxylic esters and the like that do not have a reactive group.
- vinyl ether examples include cycloalkyl vinyl ether (cyclohexyl vinyl ether (hereinafter also referred to as “CHVE”)), alkyl vinyl ether (nonyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, tert-butyl). Vinyl ether, etc.).
- alkyl ethers examples include alkyl allyl ethers (ethyl allyl ether, hexyl allyl ether, etc.).
- vinyl carboxylates examples include vinyl esters of carboxylic acids (acetic acid, butyric acid, pivalic acid, benzoic acid, propionic acid, etc.). Further, as vinyl ester of carboxylic acid having a branched alkyl group, commercially available Veova-9, Veova-10 (both manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) and the like may be used. Examples of allyl carboxylates include allyl esters of carboxylic acids (acetic acid, butyric acid, pivalic acid, benzoic acid, propionic acid, etc.). Examples of the olefin include ethylene, propylene, isobutylene and the like.
- unsaturated carboxylic acid esters include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert- Examples include butyl (meth) acrylate, n-amyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, isohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, and the like.
- the monomer (m2) is preferably a cycloalkyl vinyl ether from the viewpoint that the glass transition temperature of the hydroxyl group-containing fluoropolymer (A1) can be designed to be 50 ° C. or higher and the blocking of the coating film can be suppressed. Is particularly preferred.
- the monomer (m2) those having a linear or branched alkyl group having 3 or more carbon atoms are preferable from the viewpoint of excellent flexibility of the coating film.
- a monomer (m2) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
- Combination (1) Fluoroolefin: TFE or CTFE, Monomer (m1): Hydroxyalkyl vinyl ether, Monomer (m2): One or more selected from cycloalkyl vinyl ether, alkyl vinyl ether and carboxylic acid vinyl ester.
- Combination (2) Fluoroolefin: TFE, Monomer (m1): Hydroxyalkyl vinyl ether, Monomer (m2): CHVE or tert-butyl vinyl ether.
- Combination (3) Fluoroolefin: CTFE, Monomer (m1): Hydroxyalkyl vinyl ether, Monomer (m2): CHVE or tert-butyl vinyl ether.
- the hydroxyl value of the fluoropolymer (A1) is preferably from 5 to 100 mgKOH / g, more preferably from 10 to 80 mgKOH / g. If the hydroxyl value of a fluoropolymer (A1) is more than the said lower limit, it will be excellent in the adhesiveness between the layer (A) in a coating film and a layer (B). If the hydroxyl value of the fluoropolymer (A1) is not more than the above upper limit, the coating film is excellent in crack resistance under a temperature cycle at a high temperature of 100 ° C. or higher and a low temperature of 10 ° C. or lower. The hydroxyl value is measured according to JIS K1557-1: 2007 (ISO 14900: 2001).
- Fluoropolymer (A2) As the fluoropolymer (A2), a reactive group of a copolymer of a fluoroolefin and a monomer having a carboxy group or a fluoropolymer having a reactive group other than a carboxy group is converted into a carboxy group-containing group. And a fluorine-containing polymer obtained as described above.
- the monomer having a carboxyl group in a copolymer of a fluoroolefin and a monomer having a carboxy group include (meth) acrylic acid, carboxyalkyl vinyl ether, carboxyalkyl allyl ether, and undecylenic acid.
- the copolymer of the fluoroolefin and the monomer having a carboxy group may contain a monomer unit other than those monomer units, and as the monomer unit, the monomer ( Examples thereof include a unit derived from m1) and a unit derived from the monomer (m2).
- the fluorinated polymer having a reactive group includes a fluorine-containing polymer having a hydroxyl group.
- Polymers are preferred, and the fluoropolymer (A1) is particularly preferred.
- a method for converting a hydroxyl group of a fluoropolymer to a carboxy group-containing group a method of reacting a polycarboxylic acid anhydride, a compound having a group capable of reacting with a hydroxyl group (may be a carboxy group) and a carboxy group And a method of reacting a polycarboxylic acid anhydride is particularly preferable.
- a carboxy group-containing fluoropolymer obtained by a method of reacting the fluoropolymer (A1) with a polycarboxylic acid anhydride is preferable.
- Examples of the method of reacting the fluorinated polymer (A1) with the polycarboxylic acid anhydride include the following methods.
- Method (1) A method of forming an ester bond and a carboxyl group by reacting a hydroxyl group of the fluoropolymer (A1) with a polycarboxylic acid anhydride in an organic solvent.
- Method (2) The fluorine-containing polymer (A1) and the polycarboxylic acid anhydride are melt-kneaded, and the hydroxyl group and acid anhydride of the fluorine-containing polymer (A1) are reacted to form an ester bond and a carboxyl group.
- the fluoropolymer (A2) obtained by the above method may have an unreacted hydroxyl group derived from the fluoropolymer (A1). Note that the fluorine-containing polymer (A2) obtained by the above method includes the unreacted raw materials (fluorine-containing polymer (A1), acid anhydrides, etc.) contained therein. Treated as fluoropolymer (A2).
- the polycarboxylic acid anhydride is preferably a dicarboxylic acid anhydride having a molecular weight of 90 to 200 from the viewpoint of excellent reactivity with the fluorinated polymer (A1). From the viewpoint of excellent reactivity with the fluorinated polymer (A1), a dicarboxylic anhydride having 4 to 15 carbon atoms is preferred. A compound having a melting point of 20 to 180 ° C. is preferable from the viewpoint of excellent reactivity with the fluoropolymer (A1).
- Dicarboxylic acid anhydrides include succinic anhydride (molecular weight: 100.1, melting point: 120 ° C., carbon number: 4), glutaric anhydride (molecular weight: 114.1, melting point: 52 ° C., carbon number: 5), anhydrous Itaconic acid (molecular weight: 112.1, melting point: 67 ° C., carbon number: 5), 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride (hexahydrophthalic anhydride) (molecular weight: 154.0, melting point: 35 ° C., carbon number: 8 ), Cis-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride (molecular weight: 152.0, melting point: 66 ° C., carbon number: 8), phthalic anhydride (molecular weight: 148.1, melting point: 131 ° C., carbon number) 8), 4-methylhexahydrophthalic anhydride (molecular weight: 168.0, melting point: 22 °
- the proportion of fluoroolefin units in the fluororesin (A) having a reactive group is preferably 10 to 90 mol%, and preferably 30 to 70 mol%, based on all units (100 mol%) in the fluororesin (A). More preferred is 40 to 60 mol%.
- the proportion of the fluoroolefin unit is at least the lower limit value, the weather resistance of the coating film is further improved. If the ratio of a fluoro olefin unit is 90 mol% or less, a fluororesin (A) will become amorphous easily and the coating film which is excellent in adhesiveness and smoothness can be formed.
- the ratio of units having no fluorine atom and having a reactive group in the fluororesin (A) having a reactive group is 0.5-20% of the total units (100 mol%) in the fluororesin (A). Mol% is preferred, and 1 to 15 mol% is particularly preferred. If the said ratio is more than the said lower limit, it will be excellent in adhesiveness between the layers of resin (B) in a coating film. If the said ratio is below the said upper limit, the abrasion resistance of a coating film is excellent.
- the proportion of units having neither a fluorine atom nor a reactive group in the fluororesin (A) having a reactive group is 9.5 to 70 mol% of all units (100 mol%) in the fluororesin (A).
- the glass transition temperature of a fluororesin (A) is suitable, and it is easy to manufacture a powder coating material. If the said ratio is below the said upper limit, it will be excellent in adhesiveness between the layers of resin (B) in a coating film.
- the number average molecular weight of the fluororesin (A) having a reactive group is preferably 3,000 to 50,000, and more preferably 5,000 to 30,000. If the number average molecular weight of a fluororesin (A) is more than the said lower limit, it will be excellent in the water resistance of a coating film, and salt water resistance. If the number average molecular weight of a fluororesin (A) is below the said upper limit, it will be excellent in the surface smoothness of a coating film.
- the melting point of the fluororesin (A) in the present invention is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, and particularly preferably 180 ° C. or lower.
- the melting point of the fluororesin (A) is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, and further preferably 80 ° C. or higher.
- the glass transition temperature of the fluororesin (A) is preferably 40 to 150 ° C., more preferably 45 to 120 ° C., and particularly preferably 50 to 100 ° C. If the glass transition temperature of a fluororesin (A) is more than the said lower limit, it will be easy to manufacture a powder coating material. If the glass transition temperature of a fluororesin (A) is below the said upper limit, the surface smoothness of a coating film will be excellent.
- the fluorine content of the fluororesin (A) is 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and further preferably 25% by mass or more.
- the fluorine content is preferably 80% by mass or less, and more preferably 70% by mass or less. If the fluorine content of a fluororesin (A) is more than the said lower limit, the weather resistance of a coating film will be excellent. If the fluorine content of a fluororesin (A) is below the said upper limit, the skin smoothness of a coating film is excellent.
- the fluorine content of the fluororesin (A) is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 15 to 80% by mass, further preferably 20 to 70% by mass, and particularly preferably 30 to 70% by mass.
- the fluorine content is usually related to the proportion of fluoroolefin units. However, once the fluororesin is produced, the content can be increased or decreased by a polymer reaction.
- the fluorine content in the fluororesin (A) can be measured by nuclear magnetic resonance (NMR) analysis.
- the SP value of the fluororesin (A) is preferably 16.0 to 20.0 (J / cm 3 ) 1/2, more preferably 16.5 to 19.5 (J / cm 3 ) 1/2 , 17.0 to 19.0 (J / cm 3 ) 1/2 is particularly preferable.
- any fluororesin that can be used as a powder coating can be used as appropriate.
- Lumiflon 710, 710F (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Zeffle (trade name, manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Kyner (trade name, manufactured by Arkema Co., Ltd.), ZB-F1000 (trade name, manufactured by Dalian Shinkoku Co., Ltd.) Product), etalon (trade name, manufactured by Eternal Co., Ltd.), and DS203 (trade name, manufactured by Todake Shinshu Co., Ltd.).
- the resin (B) is a resin having a larger SP value than the fluororesin (A).
- (B) -SP value (A)) is 0.4 (J / cm 3 ) 1/2 or more, preferably 0.4 to 16 (J / cm 3 ) 1/2 , 0.8 to 14 (J / cm 3 ) 1/2 is more preferable, 1.0 to 14 (J / cm 3 ) 1/2 is more preferable, 1.2 to 12 (J / cm 3 ) 1/2 is particularly preferable, and 2 0.0-12 (J / cm 3 ) 1/2 is most preferable.
- the difference in SP value is equal to or greater than the lower limit, when the molten film is formed on the substrate, the molten fluororesin (A) and the molten resin (B) are easily separated into layers.
- the resin (B) layer is disposed on the substrate side, and the fluororesin (A) layer is disposed on the air side.
- the pigment (C) is likely to be unevenly distributed at the interface between these layers, and the scaly particles of the pigment (C) are likely to be arranged in parallel to the substrate. Therefore, it is easy to obtain a coating film having a three-layer structure in which the layer (B), the layer (C), and the layer (A) are laminated in this order from the base material side with one coat. If the difference of SP value is below the said upper limit, it will be excellent in the adhesiveness between the layer (A) and layer (B) in a coating film.
- the SP value of the resin (B) is preferably 18.0 to 30.0 (J / cm 3 ) 1/2, more preferably 18.5 to 29.5 (J / cm 3 ) 1/2 , 0.0 to 29.0 (J / cm 3 ) 1/2 is particularly preferable.
- the difference (SP value (B) ⁇ SP value (A)) is the most of the SP values of the two or more kinds of fluororesins. A large SP value is obtained as the SP value (A).
- the resin (B) contains two or more resins
- the difference between the SP value and the SP value (A) of each of the two or more resins is 0.4 (J / cm 3 ) 1/2 or more.
- Resin (B) includes a non-fluorine resin and a fluororesin having a fluorine content of less than 10% by mass. As the difference in fluorine content between the fluororesin (A) and the resin (B) increases, the difference in SP value between them tends to increase. Therefore, as the resin (B), a non-fluorine resin or a fluorine resin having a fluorine content of 5% by mass or less is preferable, and a non-fluorine resin is particularly preferable.
- the fluororesin as the resin (B) may be the same as the fluororesin (A) except that the fluorine content is less than 10% by mass.
- the fluororesin (A) and You may select suitably according to the difference of SP value.
- non-fluorine resins include polyester resins, acrylic resins, epoxy resins, and urethane resins. At least one selected from the group consisting of a polyester resin, an acrylic resin and an epoxy resin is preferable in that the layer can be easily separated without being compatible with the fluororesin (A) in the melting and curing process of the powder coating material.
- polyester resins and acrylic resins are preferable, and polyester resins are particularly preferable because they are excellent in adhesion to the base material and the fluororesin (A) is not easily mixed into the layer formed of the non-fluorine resin.
- the non-fluororesin preferably contains an acrylic resin from the viewpoint of excellent adhesion between the layer (A) and the layer (B) in the coating film.
- the polyester resin is a polymer having a polyvalent carboxylic acid unit and a polyhydric alcohol unit, and the polyvalent carboxylic acid unit and the polyhydric alcohol unit are linked by an ester bond.
- the polyester resin may have units other than these two types of units (for example, a hydroxymonocarboxylic acid unit, etc.) as necessary.
- the polyester resin has at least either a carboxy group or a hydroxyl group at the end of the polymer chain.
- polyvalent carboxylic acid examples include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, phthalic anhydride, and the like. preferable.
- the polyhydric alcohol an aliphatic polyhydric alcohol or an alicyclic polyhydric alcohol is preferable, and an aliphatic polyhydric alcohol is more preferable from the viewpoint of excellent adhesion to the substrate and flexibility of the cured film.
- polyhydric alcohol examples include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, Neopentyl glycol, spiro glycol, 1,10-decanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, trimethylolethane, trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol and the like can be mentioned.
- neopentyl glycol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol, trimethylolpropane and the like are preferable, and neopentylglycol or trimethylolpropane is particularly preferable from the viewpoint of easy availability.
- the number average molecular weight of the polyester resin is preferably 5,000 or less because the melt viscosity of the molten film can be lowered appropriately.
- the mass average molecular weight of the polyester resin is preferably from 2,000 to 20,000, and particularly preferably from 2,000 to 10,000, from the viewpoint that the melt viscosity of the molten film can be appropriately lowered.
- the polyester resin preferably has a number average molecular weight of 5,000 or less and a mass average molecular weight of 2,000 to 20,000, a number average molecular weight of 5,000 or less, and a mass average molecular weight of Those having a molecular weight of 2,000 to 10,000 are particularly preferred.
- polyester resins examples include “CRYLCOAT (registered trademark) 4642-3” and “CRYLCOAT (registered trademark) 4890-0” manufactured by Daicel Ornex Corporation, and “Iupica Coat (registered trademark) GV-110 manufactured by Iupika Japan. ”,“ Iupica Coat (registered trademark) GV-250 ”,“ Iupica Coat (registered trademark) GV-740 ”,“ Iupica Coat (registered trademark) GV-175 ”,“ Uralac® (registered trademark) 1680 ”manufactured by DSM, etc. It is done.
- the acrylic resin is a polymer having units derived from (meth) acrylate.
- an acrylic resin what has reactive groups, such as a carboxy group, a hydroxyl group, and a sulfo group, is preferable.
- the acrylic resin improves the dispersibility of other pigments.
- the glass transition temperature of the acrylic resin is preferably 30 to 60 ° C. When the glass transition temperature is equal to or higher than the lower limit, the coating film is difficult to block. If the glass transition temperature of an acrylic resin is below the said upper limit, the surface smoothness of a coating film will be further excellent.
- the number average molecular weight of the acrylic resin is preferably 5,000 to 100,000, particularly preferably 30,000 to 100,000.
- the coating film is difficult to block. If the number average molecular weight of the acrylic resin is not more than the upper limit, the surface smoothness of the coating film is excellent.
- the mass average molecular weight of the acrylic resin is preferably 6,000 to 150,000, more preferably 10,000 to 150,000, and particularly preferably 15,000 to 150,000. If the mass average molecular weight of the acrylic resin is not less than the lower limit, the coating film is difficult to block. If the mass average molecular weight of the acrylic resin is not more than the above upper limit value, the surface smoothness of the coating film is excellent.
- the acid value of the acrylic resin is preferably 150 to 400 mgKOH / g.
- the acid value of the acrylic resin is not less than the lower limit, there is an effect of improving the dispersibility of the other pigment (F). If the acid value of an acrylic resin is below the said upper limit, a coating film is excellent in moisture resistance.
- the acrylic resin is obtained, for example, by a method of polymerizing (meth) acrylic acid esters such as methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate by known radical polymerization.
- Commercially available acrylic resins include “Fine Dick (registered trademark) A-249”, “Fine Dick (registered trademark) A-251”, “Fine Dick (registered trademark) A-266” manufactured by DIC, Mitsui Chemicals, Inc. “Almatex (registered trademark) PD6200”, “Almatex (registered trademark) PD7310” manufactured by the company, “Sanpex PA-55” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., and the like.
- the epoxy resin is a compound having two or more epoxy groups in the molecule.
- the epoxy resin may further have a reactive group other than the epoxy group.
- Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin.
- Commercially available epoxy resins include “Epicoat (registered trademark) 1001”, “Epicoat (registered trademark) 1002”, “Epicoat (registered trademark) 4004P” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and “Epicron (registered trademark)” manufactured by DIC.
- urethane resin examples include solid hydroxyl-terminated prepolymers and isocyanate group-terminated prepolymers obtained by reacting polyols (acrylic polyols, polyester polyols, polyether polyols, etc.) and isocyanate compounds. These prepolymers are used in combination with a curing agent. It is also preferable to use a solid polyol (acrylic polyol, polyester polyol, polyether polyol) instead of the hydroxyl group-terminated prepolymer, in combination with a solid curing agent having an isocyanate group or a block isocyanate group.
- the metallic pigment is a pigment giving a metallic texture
- the pigment (C) is composed of a metallic pigment coated with a coating material.
- the metallic pigment particles are composed of scaly metal particles or scaly nonmetallic particles having a metal surface. Examples of the scaly nonmetallic particles having a metal surface include metal-plated mica particles and glass flake particles.
- the pigment (C) is preferably composed of scale-like metal particles coated with a coating substance. Examples of the scaly metal particles include scaly aluminum particles, nickel particles, stainless steel particles, copper particles, bronze particles, gold particles, and silver particles. In particular, scaly aluminum particles are preferred. Since the scaly particles of the pigment (C) are coated with a coating substance, they are easily oriented when formed into a coating film, and easily mixed with a powder composed of powder particles containing a resin. Etc. are excellent.
- the coating material is preferably at least one selected from the group consisting of resins, aliphatic compounds, aromatic compounds, and silane compounds.
- the resin include a phosphate group-containing resin, an acrylic resin, a silicone resin, and a polyethylene resin.
- the aliphatic compound include fatty acids and aliphatic amines.
- the fatty acid a long-chain fatty acid having 4 to 18 carbon atoms is preferable, and examples thereof include oleic acid.
- the aromatic compound include styrene, ⁇ -methylstyrene, vinyl toluene, divinyl benzene, divinyl benzene monooxide, allyl benzene, diallyl benzene and the like.
- a silane coupling agent etc. are mentioned as a silane compound.
- an acrylic resin is preferable.
- the coating method using a coating substance include coating treatment with a resin or the like, surface treatment with a long chain fatty acid or a silane coupling agent, and the like.
- the coating that the scaly particles have on the surface may be a single layer or multiple layers.
- the SP value of the coating material on the surface of the pigment (C) exceeds the SP value (A) and is less than the SP value (B). Since the SP value of the coating substance is within the above range, when the powder coating material of the present invention is applied, the layer (B), the layer (C) and the layer (A) are coated with one coat from the base material side. It is considered that a coating film having a three-layer structure is obtained in this order.
- the SP value of the coating material is higher than the SP value (A).
- 0.2 (J / cm 3 ) 1/2 or more is preferable, 0.4 (J / cm 3 ) 1/2 or more is more preferable, and 0.6 (J / cm 3 ) 1/2 or more is preferable.
- a large size is particularly preferred.
- it is preferably smaller than the SP value (B) by 0.2 (J / cm 3 ) 1/2 or more, more preferably 0.4 (J / cm 3 ) 1/2 or more, and 0.6 ( J / cm 3 ) It is particularly preferable that it is 1/2 or smaller.
- the SP value of the coating material is the largest SP value among the SP values of the two or more kinds of fluororesins
- the resin (B) contains two or more kinds.
- the SP value of the coating substance is set with the smallest SP value of the SP values of the two or more resins as the SP value (B).
- the SP of the outermost layer coating material may be in the range of the SP value of the present invention.
- the average aspect ratio of the scaly particles that are easily oriented at the liquid-liquid interface of the scaly particles of the pigment (C) is preferably 10 to 300, and more preferably 50 to 200.
- “Aspect ratio” means the ratio of the longest length to the thickness of the particles (longest length / thickness), and “average aspect ratio” is the average of the aspect ratios of 50 randomly selected particles Value.
- the thickness of the particles is measured by an atomic force microscope (hereinafter also referred to as AFM), and the longest length is measured by a transmission electron microscope (hereinafter also referred to as TEM).
- the average particle size of the scaly particles of the pigment (C) is preferably 5 to 50 ⁇ m, more preferably 8 to 45 ⁇ m, with a 50% average volume particle size distribution. If the average particle diameter of the scaly particles is equal to or greater than the lower limit value, the coating film has excellent base concealability. If the average particle diameter of the scaly particles is not more than the above upper limit value, the glitter of the coating film is excellent.
- the pigment (C) can be appropriately selected from commercially available metallic pigments according to the SP values of the fluororesin (A) and the resin (B).
- a metallic pigment produced by a known method may be used.
- Commercially available metallic pigments include trade names “PCU1000”, “PCU2000”, “PCA9155”, “PCR901”, “PCF7620A” (above, manufactured by Ecart) “PCF7601A”, “PCF7130A”, “0100M”, “7620NS”. ”,“ Metax Neo NME0205T ”(above, manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.) and the like.
- the curing agent is contained in the powder coating when one or both of the fluororesin (A) and the resin (B) has a reactive group (hydroxyl group, carboxy group, etc.), and reacts with the reactive group by heating. It is possible. By reacting the reactive group and the curing agent, one or both of the fluororesin (A) and the resin (B) are cured by crosslinking or increasing the molecular weight.
- a curing agent that easily reacts with the reactive group at room temperature for example, a curing agent having an isocyanate group is not preferable.
- the curing agent is typically a functional group capable of reacting with a reactive group possessed by one or both of the fluororesin (A) and the resin (B) by heating (hereinafter also referred to as “heat-reactive group”). .)).
- a blocked isocyanate group is preferable. The blocked isocyanate group is released from the blocking agent when the powder coating is heated and melted to form an isocyanate group, and the isocyanate group acts as a reactive group.
- the softening temperature of the curing agent is preferably 10 to 120 ° C, particularly preferably 40 to 100 ° C.
- the softening temperature is equal to or higher than the lower limit, the powder coating is difficult to cure at room temperature, and it is difficult to form a granular lump. If the softening temperature is equal to or lower than the above upper limit, when producing a powder by melting and kneading a resin containing a curing agent, it is easy to uniformly disperse the curing agent in the powder, and the resulting powder coating has a smooth surface. Excellent in properties, strength and moisture resistance.
- the curing agent a known compound can be used.
- blocked isocyanate curing agent amine curing agent (melamine resin, guanamine resin, sulfoamide resin, urea resin, aniline resin, etc.), ⁇ -hydroxyalkyl
- amine curing agent melamine resin, guanamine resin, sulfoamide resin, urea resin, aniline resin, etc.
- ⁇ -hydroxyalkyl examples include amide-based curing agents and triglycidyl isocyanurate-based curing agents.
- a blocked isocyanate curing agent is preferable from the viewpoint of excellent adhesion to the coating, workability of the product after coating, and water resistance of the powder coating film.
- the curing agent is ⁇ -Hydroxyalkylamide type curing agents and triglycidyl isocyanurate type curing agents are preferred.
- curing agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
- the blocked isocyanate curing agent is preferably a solid at room temperature.
- a polyisocyanate obtained by reacting an aliphatic, aromatic or araliphatic diisocyanate with a low molecular weight compound having active hydrogen is reacted with a blocking agent, Those produced by masking are preferred.
- Diisocyanates include tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane isocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 4,4′-methylene bis (cyclohexyl isocyanate), methylcyclohexane diisocyanate, bis (Isocyanate methyl) cyclohexane, isophorone diisocyanate, dimer acid diisocyanate, lysine diisocyanate and the like.
- Low molecular weight compounds having active hydrogen include water, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin, sorbitol, ethylenediamine, ethanolamine, diethanolamine, hexamethylenediamine, isocyanurate, uretidione, a low molecular weight polyester containing a hydroxyl group, Examples include polycaprolactone.
- the blocking agent examples include alcohols (methanol, ethanol, benzyl alcohol, etc.), phenols (phenol, crezone, etc.), lactams (caprolactam, butyrolactam, etc.), and oximes (cyclohexanone, oxime, methyl ethyl ketoxime, etc.).
- the curing catalyst accelerates the curing reaction and imparts good chemical performance and physical performance to the coating film.
- a tin catalyst such as tin octylate, tributyltin laurate, dibutyltin dilaurate
- a curing catalyst may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
- examples of other pigments include bright pigments other than the pigment (C), rust preventive pigments, colored pigments, extender pigments, and the like.
- the bright pigment is a pigment for brightening the coating film.
- Examples of bright pigments other than the pigment (C) include mica powder, graphite powder, glass flakes, and scale-like iron oxide powder.
- the rust preventive pigment is a pigment for preventing the corrosion and alteration of the base material with respect to the base material that requires the antirust property.
- a lead-free rust preventive pigment having a low environmental load is preferable.
- lead-free rust preventive pigments include cyanamide zinc, zinc oxide, zinc phosphate, calcium magnesium phosphate, zinc molybdate, barium borate, and calcium cyanamide zinc.
- the color pigment is a pigment for coloring the coating film.
- examples of the color pigment include titanium oxide, carbon black, iron oxide, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, quinacridone, isoindolinone, benzimidazolone, and dioxazine.
- the titanium oxide is preferably one that has been surface-treated so that the photocatalytic reaction does not proceed easily.
- the titanium oxide is surface-treated with silica, alumina, zirconia, selenium, organic components (polyol, etc.), etc.
- a titanium oxide pigment whose titanium oxide content is adjusted to 83 to 90% by mass by these surface treatments is particularly preferable. If titanium oxide content is more than the said lower limit, it will be excellent in the whiteness of a coating film. When the titanium oxide content is not more than the above upper limit value, the coating film is unlikely to deteriorate.
- the extender pigment is a pigment for improving the hardness of the coating film and increasing the thickness of the coating film. It is also preferable to add it because the cut surface of the coating film can be cleaned when a coated article such as a building exterior member is cut.
- extender pigments include talc, barium sulfate, mica, and calcium carbonate.
- additives include, for example, ultraviolet absorbers (various organic ultraviolet absorbers, inorganic ultraviolet absorbers, etc.), light stabilizers (hindered amine light stabilizers, etc.), matting agents (ultrafine powder synthetic silica, etc.), Surfactant (nonionic, cationic or anionic), leveling agent, surface conditioner (improves surface smoothness of coating film), plasticizer, degassing agent (air entrained in powder, curing agent Blocking agent, moisture, etc. coming out of the coating film has the effect of moving it out of the coating so that it does not stay inside the coating.
- Stabilizers, thickeners, dispersants, antistatic agents, rust preventives, silane coupling agents, antifouling agents, antifouling treatment agents and the like can be mentioned.
- a binder can also be used as another additive.
- the binder is used by treating the powder and adhering it to the surface of the powder particles. It is used to improve the surface properties of the powder particles and to make it easier to combine multiple powder particles. Is done.
- the binder include a cationic surfactant, an anionic surfactant, an amphoteric surfactant, a nonionic surfactant, and a silane coupling agent.
- the cationic surfactant include amine salts and quaternary ammonium salts.
- anionic surfactant examples include aromatic sulfonates, higher alcohol sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, ⁇ -sulfo fatty acid esters, ⁇ -olefin sulfonates, monoalkyl phosphate esters, Examples include alkane sulfonates.
- amphoteric surfactants include alkyl betaines, alkylamino fatty acid salts, and alkylamine oxides.
- nonionic surfactant examples include sugar ester surfactants such as sorbitan fatty acid ester and polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, and fatty acid ester surfactants such as polyoxyethylene resin acid ester and polyoxyethylene fatty acid diethyl.
- ether surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene / polypropylene glycol, and the like.
- silane coupling agent examples include amino silane silane coupling agents, epoxy silane silane coupling agents, ureido silane silane coupling agents, and isocyanate silane silane coupling agents.
- a binder solution prepared by adding a solvent to the binder can be used.
- the solvent used in the binder solution is not particularly limited, but examples thereof include alkanes such as pentane, hexane, heptane, and octane, isoparaffins such as isopentane, isohexane, isoheptane, and isooctane, alcohols such as methanol and ethanol, 1, 1,1,3,3-pentafluorobutane, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-decafluoropentane, 1,1,1,2,2,3,3 Fluorinated solvents such as 4,4,5,5,6,6-tridecafluorohexane, 1,1,2,2-tetrafluoro-1- (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, organopoly
- the content of the pigment (C) with respect to the total amount of the powder coating material of the present invention is 0.7 to 23% by mass, preferably 0.7 to 20% by mass, and particularly preferably 1 to 15% by mass. If the content of the pigment (C) is not less than the lower limit of the above range, in the coating film to be formed, light is incident on the layer (B) by the oriented pigment (C) present in the layer (C). It is sufficiently suppressed and the weather resistance of the layer (B) is excellent. Also, the metallic hue of the coating film and the hiding property are excellent.
- the content of the pigment (C) is an amount including the coating substance.
- the content of the pigment (C) with respect to the total amount of the powder coating is the powder (C) with respect to the total amount of the powder coating. Is equal to the content of
- the mass ratio of the fluororesin (A) to the resin (B) is preferably 90/10 to 10/90, 85/15 to 15/85 is more preferable, and 80/20 to 20/80 is particularly preferable. If the ratio of a fluororesin (A) is more than the said lower limit, the weather resistance of a coating film will be excellent. If the ratio of resin (B) is more than the said lower limit, the cost of a powder coating material can be suppressed.
- the fluororesin (A) is a fluororesin having a reactive group and the powder coating contains a curing agent that cures the fluororesin (A)
- the content of the curing agent is 100 parts by mass of the fluororesin (A).
- the amount is preferably 1 to 50 parts by weight, particularly preferably 3 to 30 parts by weight.
- the fluororesin (A) is a fluororesin (A1) and the curing agent is a blocked isocyanate curing agent
- the content of the blocked isocyanate curing agent is the isocyanate to the hydroxyl group in the fluororesin (A1).
- an amount in which the molar ratio of the nate groups is 0.05 to 1.5 is preferable, and an amount in which the molar ratio is 0.8 to 1.2 is particularly preferable.
- the molar ratio is at least the lower limit, the degree of curing of the powder coating is high, and the hardness and chemical resistance of the coating film are excellent.
- the molar ratio is less than or equal to the upper limit, the coating film is difficult to become brittle, and the heat resistance, chemical resistance, moisture resistance, and the like are excellent.
- the resin (B) is a resin having a reactive group and the powder coating contains a curing agent that cures the resin (B)
- the content of the curing agent is 100 mass of the resin (B) as described above.
- the amount is preferably 1 to 50 parts by weight, and particularly preferably 3 to 30 parts by weight with respect to parts.
- the resin (B) is a resin having a hydroxyl group or a carboxy group and the curing agent is a blocked isocyanate curing agent
- the molar ratio of the isocyanate group to the total amount of hydroxyl groups and carboxy groups in the resin (B) is also For the same reason as described above, an amount of 0.05 to 1.5 is preferable, and an amount of 0.8 to 1.2 is particularly preferable.
- both the fluororesin (A) and the resin (B) are resins having reactive groups, and the powder coating contains a curing agent that cures both resins
- the content of the curing agent is the same as that of the fluororesin (
- the amount is preferably 1 to 50 parts by weight, particularly preferably 3 to 30 parts by weight, based on a total of 100 parts by weight of A) and resin (B). The same applies to the molar ratio of the blocked isocyanate curing agent.
- the content of the curing catalyst is 0.0001 to 100 parts by mass of the total of components other than the pigment (pigment (C) and other pigments) in the powder coating. 10.0 parts by mass is preferred. If the content of the curing catalyst is not less than the lower limit value, the catalytic effect can be sufficiently obtained. If the content of the curing catalyst is less than or equal to the above upper limit value, the heat of the coating film generated by the gas remaining as it is easy for gas such as air entrained in the powder coating during the melting and curing process of the powder coating. There is little decrease in water resistance, weather resistance and water resistance.
- the content of other pigments is 0.5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the fluororesin (A) and the resin (B) in the powder paint. It is preferably 5 to 40 parts by mass.
- the content of other pigments is not more than the above upper limit value, the weather resistance and adhesion of the coating film are more excellent.
- the content of the other pigment is equal to or more than the lower limit, the coating film has better concealability.
- the content of other additives (the total when there are multiple types) with respect to the total mass of the fluororesin (A) and the resin (B) in the powder coating
- the ratio is preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or less.
- examples of the powder constituting the powder coating material of the present invention include powder (A), powder (B), powder (AB), and powder (C).
- the powder coating material of the present invention may contain powder other than these powders.
- examples of the powder that may optionally be included in the powder coating material of the present invention include a powder composed of one or more of the components exemplified above. Specifically, a powder made of a curing agent, a powder made of another pigment, and the like can be given. The content of these powders in the powder coating is equivalent to the content of the components in the powder coating, or the powder component may be included as a component of other powders, It is preferable that the amount is less than that.
- the other pigment may be contained in the powder coating as powder particles different from the powder particles of the powder (A) to the powder (C).
- the powder coating of the present invention is a powder mixture containing powder (A), powder (B), and powder (C), or powder (AB) and powder ( A powder mixture containing C) is preferred.
- the fluororesin (A) in the powder (A) is a fluororesin having a reactive group
- the powder particles of the powder (A) include a curing agent or a curing catalyst that cures the fluororesin (A).
- the resin (B) in the powder (B) is a resin having a reactive group
- the powder particles of the powder (B) preferably contain a curing agent or a curing catalyst that cures the resin (B).
- the powder particles of the powder (AB) are a curing agent or a curing agent that cures the resin.
- a catalyst is preferably included.
- Part of the pigment (C) may be contained in at least one of the powder particles of the powder (A), the powder (B), and the powder (AB), but is not included in the powder particles. Is preferred.
- At least a part of the other pigment may be contained in at least one of the powder particles of the powder (A), the powder (B), and the powder (AB), and is also contained in the powder (C). It may be.
- pigments may be contained in the powder coating as powder particles different from the powder particles of the powder (A) to the powder (C). In the case of other pigments that are too small, they are preferably contained in at least one of the powder particles of the powder (A), the powder (B), and the powder (AB). The other additive is preferably contained in at least one of the powder particles of powder (A), powder (B), and powder (AB).
- the total of the resin-containing powder (powder (A) and powder (B), or powder (AB)) and powder (C) is the total amount of the powder coating (100% by mass)
- 10 mass% or more is preferable, 20 mass% or more is more preferable, and 50 mass% or more is more preferable.
- An upper limit is not specifically limited, 100 mass% may be sufficient.
- the layer ( A coating film having a three-layer structure obtained by separating the layer into B), layer (C) and layer (A) is obtained.
- the fluororesin (A) and its cured product are excellent in weather resistance, and the coating layer is excellent in weather resistance because the layer containing the fluororesin (A) as a main component is disposed on the outermost layer on the air side. It also has excellent chemical resistance such as acid resistance. Since the pigment (C) is arranged in parallel to the substrate, the coating film is excellent in metallic tone.
- the metallic pigment (C) is not exposed on the surface of the coating film, discoloration of the pigment (C) due to the influence of oxygen, chemicals and the like is unlikely to occur. Moreover, even if the blending amount of other pigments (titanium oxide or the like) is less than that of the prior art or when no other pigment is blended, sufficient concealing property can be obtained with the pigment (C). If the content of other pigments is small, most of the surface of the coating film in contact with the substrate is occupied by the resin (B) or a cured product thereof, so that the adhesion of the coating film to the substrate is excellent.
- the respective powders in the present invention are produced by mixing the constituent components of the respective powders into powder.
- the powder containing the resin component is preferably produced by melting and mixing the resin component and other components, cooling the molten mixture, and pulverizing the obtained mixture solid.
- a powder composed of a solid component that does not contain a melting component such as a resin component is adjusted to a size and shape suitable as a constituent particle of the powder coating by pulverizing and classifying the solid component.
- a powder suitable as a raw material powder can be obtained. In some cases, commercially available powders can be used as they are as raw material powders for powder coatings. Components that are not solid at room temperature can be used by being included in a powder containing a resin component.
- a commercially available metallic pigment powder can be used as it is, and a commercially available metallic pigment powder can be classified and used as necessary. Moreover, when using the powder (C) containing a some metallic pigment, it can mix and use commercially available metallic pigment powder. Further, when a metallic pigment not coated with a coating substance is used, the pigment particles are coated with the coating substance to obtain a pigment (C), and the obtained pigment (C) powder is designated as a powder (C). Can be used.
- the powder (A) is a solid obtained by mixing the fluororesin (A) with components such as a curing agent and a curing catalyst, if necessary, and melt-kneading the mixture and cooling it. It is preferable to obtain a powder (A) composed of powder particles having a size and shape suitable as constituent particles of a powder coating material by pulverizing the solid kneaded material and classifying as necessary. Powder (B) and powder (AB) can be produced in the same manner.
- melt-knead in the production of a powder containing a resin component, when the powder contains a reactive component such as a curing agent, it is necessary to melt-knead under conditions where the reactive component does not react during melt-kneading.
- a powder (A) containing a fluororesin (A1) and a block isocyanate curing agent the temperature at which the fluororesin (A1) melts and deblocking of the block isocyanate curing agent does not occur. Melt kneading is performed at a temperature.
- each component is melt-kneaded and cooled to obtain a solid kneaded material, whereby a solid kneaded material in which each component is homogenized can be obtained.
- Each component is preferably pulverized and powdered before mixing.
- the apparatus used for mixing include a high-speed mixer, a V-type mixer, and an inverting mixer.
- Examples of the apparatus used for melt kneading include a single screw extruder, a twin screw extruder, and a planetary gear.
- the kneaded product is preferably a solid kneaded product in the form of pellets after cooling.
- Examples of the apparatus used for pulverizing the solid kneaded material include pulverizers such as a pin mill, a hammer mill, and a jet mill.
- the classification method include a screening method and an air classification method.
- the average particle size of the powder (A), the powder (B), and the powder (AB) is preferably, for example, 25 to 50 ⁇ m with a 50% average volume particle size distribution.
- the preferable range of the average particle size of the powder (C) is the same as the preferable range of the average particle size of the pigment (C).
- Measurement of the particle size of the powder is usually performed using a particle size measuring machine such as a type that captures a potential change when passing through the pores, a laser diffraction method, an image determination format, a sedimentation velocity measurement method, and the like.
- the powder coating material of this invention can be manufactured by mixing each said powder so that content of each said component may become the said content. After preparing the powder mixture, as described above, the powder mixture can be treated with a binder solution to obtain the powder coating material of the present invention. Moreover, the powder processed with the binder solution can also be mixed and it can also be set as a powder coating material.
- the powder paint of the present invention is a powder paint obtained by mixing powder (A), powder (B) and powder (C), or a mixture of powder (AB) and powder (C). It is preferable that it is the powder coating material obtained by doing this.
- Examples of the mixing method include a dry blend method, a bond method using heat fusion, and a bond method using a binder solution. Examples of the apparatus used for mixing include a high speed mixer, a double cone mixer, a kneader, a dampler mixer, a mixing shaker, a drum shaker, and a rocking shaker.
- the coated article of the present invention has a coating film formed from the above-described powder coating of the present invention on the surface of a substrate.
- the material for the substrate is not particularly limited, and examples thereof include inorganic materials, organic materials, and organic-inorganic composite materials.
- examples of the inorganic material include concrete, natural stone, glass, metal (iron, stainless steel, aluminum, copper, brass, titanium, etc.).
- examples of the organic material include plastic, rubber, adhesive, and wood.
- examples of the organic / inorganic composite material include fiber reinforced plastic, resin reinforced concrete, and fiber reinforced concrete.
- metal is preferable and aluminum is particularly preferable.
- the base material made of aluminum is excellent in corrosion resistance, is lightweight, and has excellent performance for building material applications such as exterior members.
- the shape, size, etc. of the substrate are not particularly limited.
- base materials include composite panels, curtain wall panels, curtain wall frames, architectural exterior members such as window frames, automobile members such as tire wheels (aluminum wheels), construction machinery, and motorcycle frames. Is mentioned.
- the water contact angle on the surface of the coating film is preferably 1 to 55 degrees, particularly preferably 3 to 50 degrees.
- the water contact angle is equal to or greater than the lower limit, the organic acid component derived from bird droppings or dead carcasses is less likely to be eroded and the generation of mold on the coating surface layer is suppressed (molds). Occurrence leads to poor appearance). If a water contact angle is below the said upper limit, it will be excellent in stain resistance.
- the thickness of the coating film is not particularly limited, but is preferably 20 to 1,000 ⁇ m, more preferably 20 to 500 ⁇ m, and further preferably 20 to 300 ⁇ m.
- 20 to 90 ⁇ m is preferable.
- 100 to 200 ⁇ m is preferable.
- the coated article of the present invention can be produced by forming a molten film of the powder coating of the present invention on a substrate and cooling the molten film to form a solid coating film. As described above, layer separation occurs in the molten film, and the layer (B), the layer (C), and the layer (A) are likely to be generated from the substrate side. Further, when the powder coating is a powder coating containing a resin having a reactive group and a curing agent, the resin is reacted and cured in the molten film, and the powder coating becomes a coating film containing a cured resin.
- the molten film can be made to adhere a powder coating to the surface of the substrate, and the adhered powder can be melted to form a molten film.
- the powder coating is melted before the powder coating adheres to the substrate. It can also be attached to a substrate to form a molten film.
- the powder coating contains a reactive component such as a curing agent
- the curing reaction of the reactive component in the composition may start almost simultaneously with the heating and melting of the powder coating.
- the body paint is heated and melted and adhered to the substrate almost simultaneously, or the powder paint is heated and melted after the powder paint is adhered to the substrate.
- the molten powder paint is attached to the base material, it is necessary to make the powder paint adhere to the base material within a short time after melting.
- a method of spraying paint and melting it before reaching the substrate is used.
- the powder coating material of the present invention is adhered to a substrate to form a powder film, and the powder film is heated to form a film made of a powder melt.
- membrane consisting of the said melt and forming a coating film is preferable.
- the heating temperature (hereinafter also referred to as baking temperature) and the heating maintenance time (hereinafter also referred to as baking time) for heating and melting the powder coating material and maintaining the molten state for a predetermined period of time are determined as follows. It is appropriately set depending on the type and composition of the raw material components, the desired thickness of the coating film, and the like.
- the baking temperature is preferably 160 to 300 ° C.
- the baking temperature is preferably set according to the reaction temperature of the curing agent.
- the baking temperature is preferably 120 to 240 ° C.
- the reaction temperature of the curing agent can be determined by measuring the change in elastic modulus of the powder coating material. The change in elastic modulus can be measured using a rheometer such as a rheometer ARES manufactured by TA Instruments.
- the baking time is preferably 2 to 60 minutes.
- the powder coating does not contain a curing agent, it is more preferably 5 to 60 minutes, and particularly preferably 10 to 50 minutes.
- the powder coating contains a curing agent, it is more preferably 2 to 50 minutes, particularly preferably 5 to 40 minutes.
- the baking time is at least the lower limit, the pigment (C) is well oriented at the liquid-liquid interface (interface between the layer (A) and the layer (B)) in the molten film. If baking time is below the said upper limit, reaction of a hardening
- Examples of the coating method include known methods such as electrostatic coating, electrostatic spraying, electrostatic dipping, spraying, fluidized dipping, spraying, spraying, spraying, and plasma spraying. Even when the molten film is thinned, an electrostatic coating method using a powder coating gun is preferable from the viewpoint of excellent surface smoothness of the molten film and excellent concealability of the coating film.
- Examples of the powder coating gun used in the electrostatic coating method include a corona charging type coating gun and a friction charging type coating gun.
- the corona electrification type coating gun sprays powder paint after corona discharge treatment.
- the friction charging type coating gun sprays a powder coating after friction charging.
- the coating conditions may be appropriately selected from known conditions according to the types of the fluororesin (A) and the resin (B).
- the molten film in the molten state is cooled to room temperature (20 to 25 ° C.) to form a coating film.
- a cured film is formed as a coating film. Cooling after baking may be either rapid cooling or slow cooling, and slow cooling is preferred in that the coating film is difficult to peel off from the substrate.
- Examples 1 to 18 described later examples 1 to 7, 13, 15 to 16, and 19 to 22 are examples, and Examples 8 to 12, 14, and 17 to 18 are comparative examples. The materials used in each example are shown below.
- Fluororesin (A)> Fluororesin (A-1): chlorotrifluoroethylene (CTFE) / cyclohexyl vinyl ether (CHVE) / 4-hydroxybutyl vinyl ether (HBVE) obtained in Production Example 1 below 50/35/15 (molar ratio) Copolymer.
- CTFE chlorotrifluoroethylene
- CHVE cyclohexyl vinyl ether
- HBVE 4-hydroxybutyl vinyl ether
- the SP value of the fluororesin (A-2) was 17.8 (J / cm 3 ) 1/2 , the number average molecular weight was 12,000, and the fluorine content was 25% by mass.
- Fluororesin (A-3) PVDF (manufactured by Todake Corporation, PVDF DS203).
- the SP value of the fluororesin (A-3) was 17.6 (J / cm 3 ) 1/2 , the number average molecular weight was 270,000, and the fluorine content was 33% by mass.
- Resin (B) > Resin (B-1): Polyester resin.
- Product name “CRYLCOAT (registered trademark) 4890-0” manufactured by Daicel Ornex.
- Mn number average molecular weight of the resin (B-1) was 2,500, and the SP value was 22.8 (J / cm 3 ) 1/2 .
- Resin (B-2) Polyester resin.
- Product name “Yupika Coat (registered trademark) GV-740” manufactured by Japan Eupika.
- the number average molecular weight (Mn) of the resin (B-2) was 3,700, and the SP value was 28.8 (J / cm 3 ) 1/2 .
- Resin (B-3) Acrylic resin.
- Product name “ARUFON (registered trademark) UH-2170” manufactured by Toagosei Co., Ltd.
- the number average molecular weight (Mn) of the resin (B-3) was 15,500, and the SP value was 18.8 (J / cm 3 ) 1/2 .
- Resin (B-4) Epoxy resin.
- Product name “Epototo (registered trademark) YDCN704” manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.
- the number average molecular weight (Mn) of the resin (B-4) was 1,300, and the SP value was 22.0 (J / cm 3 ) 1/2 .
- Pigment (C-1) Aluminum-based metallic pigment.
- Product name “PCF7620A” manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.
- Coating material acrylic resin (SP value: 21.8 (J / cm 3 ) 1/2 ).
- Pigment (C-2) Aluminum-based metallic pigment.
- Product name “PCR901” manufactured by Ecart Co.
- Coating material silica and aliphatic amine (SP value: 19.2 (J / cm 3 ) 1/2 ).
- Pigment (C-3) Aluminum-based metallic pigment.
- Product name “0100M” manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.).
- Coating material stearic acid (SP value: 18.2 (J / cm 3 ) 1/2 ).
- Pigment (C-4) Aluminum-based metallic pigment.
- Product name “7620NS” manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.
- Coating material oleic acid (SP value: 18.4 (J / cm 3 ) 1/2 ).
- Pigment (C-5) Aluminum-based metallic pigment.
- Product name “PCU1000” Ecarto).
- Coating material acrylic resin and silica (SP value: 21.0 (J / cm 3 ) 1/2 ).
- Pigment (C-6) Aluminum-based metallic pigment.
- Product name “Metax Neo NME0205T” manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.).
- Coating material polyethylene resin and stearic acid (SP value: 18.8 (J / cm 3 ) 1/2 ).
- Curing catalyst (E-1) Dibutyltin dilaurate in xylene (10,000-fold diluted product).
- Titanium oxide pigment Taipure R960 (trade name, manufactured by DuPont, titanium oxide content 89% by mass).
- Binder solution 1 7.0 parts by mass of a nonionic surfactant (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., trade name: NAROACTY CL-400) and a fluorinated solvent (1,1,2,2-tetrafluoro-1) A solution comprising 97.0 parts by weight of (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane).
- Binder solution 2 7.0 parts by mass of isocyanate silane coupling agent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KBE-9007) and 97 of silicone oil (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KBE-9007) A solution consisting of 0.0 part by mass.
- pellets are pulverized at room temperature using a pulverizer (manufactured by FRITSCH, product name: rotor speed mill P14), classified by 150 mesh, and powders (A-1) to (A) having an average particle diameter of about 40 ⁇ m. -3), (B-1) to (B-4), (AB-1) and (ABC-1) were obtained.
- the amounts of the components described in Tables 1 to 3 are pure component values.
- “Powder (ABC)” refers to a powder composed of powder particles containing a fluororesin (A), a resin (B), and a pigment (C).
- Examples 1 to 22 In examples other than the following, the powder (C) comprising the pigment (C), and the powder (A), the powder (B) and the powder (AB) described in Tables 1 to 3, Dry blending was performed in the amount described in 5 (unit: part by mass) to obtain a powder coating material. Dry blending was performed by mixing with a spatula. In Examples 2, 3, 13, 14, 21, and 22, the powders listed in Tables 1 to 3 were mixed in the amount (unit: parts by mass) listed in Tables 4 and 5 in a 1 liter volumetric flask, Further, the binder solutions described in Tables 4 and 5 were added in the amounts (unit: parts by mass) described in the table. After rotating and mixing the flask with an evaporator at 25 ° C.
- Example 19 the powder (ABC-1) shown in Table 3 was used as a powder coating.
- the powder (C) composed of the pigment (C) and the powder (AB) listed in Table 3 were heat-sealed and blended in the amounts (unit: parts by mass) listed in Table 5 to obtain a powder. A paint was obtained.
- the heat fusion blending was performed by filling a 1 liter volumetric flask with powder (C) and powder (AB), and mixing by rotating the flask with an evaporator at 40 ° C. for 30 minutes. .
- the powder obtained after mixing was classified with a mesh (aperture 100 ⁇ m) to obtain a powder coating material.
- Tables 6-8 show the evaluation of the powder coating material of the example
- Table 8 shows the evaluation of the powder coating material of the comparative example.
- the units of SP values in Tables 6 to 8 are (J / cm 3 ) 1/2 .
- SP (BA) represents the difference in SP value between the resin (B) and the fluororesin (A)
- SP (CA) represents the SP between the pigment (C) and the fluororesin (A)
- SP (BC) represents the difference in SP value between the resin (B) and the pigment (C).
- Electrostatic coating using an electrostatic coating machine (trade name: GX3600C, manufactured by Onoda Cement Co., Ltd.) equipped with a powder coating gun on one surface of an aluminum plate (base material) subjected to chromate treatment using the above powder coating. And kept in an atmosphere at 200 ° C. for 20 minutes, and then left to cool to room temperature to obtain an aluminum plate with a coating film (cured film) having a thickness of 55 to 65 ⁇ m.
- the powder coating is applied to a black and white steel panel (manufactured by METOPAC PANEL) for the hiding power test in the same manner as in the above ⁇ preparation of test piece>, and the L value on the white board and the L value on the blackboard are calculated. It was measured. From the result, the concealment rate (%) was calculated by L value on blackboard / L value on white board ⁇ 100. Colorimetry was measured using a spectrocolorimeter SC-T manufactured by Suga Test Instruments. From the results, the concealability was evaluated according to the following criteria. ⁇ (Good): Concealment rate of 90% or more. X (defect): Concealment rate is less than 90%.
- the test piece was subjected to an accelerated weathering test using an accelerated weathering tester in accordance with JIS B 7753: 2007 (Sunshine Weatherometer system) with a test time of 3,000 hours. Taking the 60 ° specular gloss value of the coating film before the test as 100%, the retention rate (gloss retention rate) (%) of the 60 ° specular gloss value of the coating film after the test was determined. The 60 ° specular gloss value was measured with a gloss meter (manufactured by micro-TRI-gloss BYK: incident reflection angle 60 °). Further, the color difference ⁇ E before and after the test was measured with a color difference meter (manufactured by Minolta: CR-300).
- the coating films of Examples 1 to 7, 13, 15 to 16, and 19 to 22 were not disturbed in the arrangement direction of the metallic pigment, and were excellent in metallic hue and hiding property. Moreover, it was excellent also in acid resistance, weather resistance, and the adhesiveness with respect to a base material. In addition, there was little color unevenness.
- the SP value of the coating material of the pigment (C) is not more than the SP value of the fluororesin (A) or not less than the SP value of the resin (B), Examples 8 to 10, and 14, and the fluororesin (A) and the resin (B).
- the coating films of Examples 11 to 12 which do not contain any one of them, and the coating film of Example 17 in which the content of the pigment (C) is less than 0.7% by mass are evaluated with one or more of metallic hue, hiding property and weather resistance. The result was bad. Moreover, there were many color irregularities.
- the coating film of Example 18 having a pigment (C) content of more than 23% by mass caused bleed-out, so no evaluation other than hue and adhesion was made, but the pigment (C) was exposed on the coating film surface. Therefore, the weather resistance is low.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
Abstract
メタリック調の色相、隠蔽性および耐候性に優れた塗膜を形成できる粉体塗料の提供。 粉体塗料の構成成分として、下記フッ素樹脂(A)と下記樹脂(B)と下記顔料(C)を含み、粉体塗料の全量に対する前記顔料(C)の含有量が0.7~23質量%であることを特徴とする粉体塗料。 フッ素樹脂(A): フッ素含有量が10質量%以上のフッ素樹脂。 樹脂(B): 前記フッ素樹脂(A)よりもSP値が大きく、そのSP値とフッ素樹脂(A)のSP値との差が0.4(J/cm3)1/2以上である、樹脂。 顔料(C): 被覆物質で被覆されたメタリック顔料であって、被覆物質のSP値が、前記フッ素樹脂(A)のSP値を超え、かつ、前記樹脂(B)のSP値未満である、顔料。
Description
本発明は、粉体塗料、塗装物品および塗装物品の製造方法に関する。
近年の地球温暖化、オゾン層破壊、酸性雨等の地球的規模の環境破壊は、国際的な問題である。地球環境汚染対策が急務となっており、現在、環境保護の観点から各国で様々な排出規制が行われている。中でも、有機溶剤等の揮発性有機化合物(VOC)の大気中への排出問題は重大であることから、VOC排出規制強化の下、脱VOC化が進められている。
従来、塗料には有機溶剤が用いられてきたが、脱VOC化が推し進められる中で、最近では、粉体塗料が広く用いられるようになっている。粉体塗料は、有機溶剤を含まないため、塗装に際して排気処理、廃水処理が要らず、さらには回収再利用も可能であり、環境負荷が極めて低い。
従来、塗料には有機溶剤が用いられてきたが、脱VOC化が推し進められる中で、最近では、粉体塗料が広く用いられるようになっている。粉体塗料は、有機溶剤を含まないため、塗装に際して排気処理、廃水処理が要らず、さらには回収再利用も可能であり、環境負荷が極めて低い。
近年、建築、自動車等の種々の分野で、メタリック調の色相の塗膜に対する需要が高まっている。メタリック調の色相の塗膜の形成には一般に、アルミニウム粉等のメタリック顔料を含む塗料(以下、メタリック塗料ともいう。)が用いられている。
しかし、メタリック塗料が粉体塗料である場合、溶剤系や水系の場合に比べて、メタリック顔料が基材に対して平行に配列しにくく、塗膜の輝度感が低くなり、充分なメタリック調の色相が得られない問題がある。
このような問題の軽減に、粉体粒子表面にメタリック顔料を付着させるボンディング技術(ボンデッド法ともいう。)が有効とされている(たとえば特許文献1の[0009])。
しかし、メタリック塗料が粉体塗料である場合、溶剤系や水系の場合に比べて、メタリック顔料が基材に対して平行に配列しにくく、塗膜の輝度感が低くなり、充分なメタリック調の色相が得られない問題がある。
このような問題の軽減に、粉体粒子表面にメタリック顔料を付着させるボンディング技術(ボンデッド法ともいう。)が有効とされている(たとえば特許文献1の[0009])。
一方、粉体塗料としては、アクリル樹脂系粉体塗料、ポリエステル樹脂系粉体塗料、またはエポキシ樹脂系粉体塗料が主に用いられている。しかし、これらの粉体塗料により形成された硬化膜は、耐候性に劣る。
このような問題に対し、たとえば以下の(1)の粉体塗料組成物が提案されている。
(1)フッ素樹脂10~50質量部、ポリエステル樹脂10~90質量部、および顔料10~50質量部を含有する混合物を溶融混練し、冷却後粉砕することにより得られる粉体塗料であって、該粉体塗料を溶融・硬化することにより、上記フッ素樹脂と上記ポリエステル樹脂が相溶化せず層分離する層分離タイプの粉体塗料組成物(特許文献2)。
かかる層分離タイプの粉体塗料組成物を用いることによって、1コート塗装で、基材側のポリエステル樹脂層と空気側のフッ素樹脂層とからなる2層構造の塗膜が形成でき、該塗膜は、空気側にフッ素樹脂層を有するため、耐候性に優れるとされている。
このような問題に対し、たとえば以下の(1)の粉体塗料組成物が提案されている。
(1)フッ素樹脂10~50質量部、ポリエステル樹脂10~90質量部、および顔料10~50質量部を含有する混合物を溶融混練し、冷却後粉砕することにより得られる粉体塗料であって、該粉体塗料を溶融・硬化することにより、上記フッ素樹脂と上記ポリエステル樹脂が相溶化せず層分離する層分離タイプの粉体塗料組成物(特許文献2)。
かかる層分離タイプの粉体塗料組成物を用いることによって、1コート塗装で、基材側のポリエステル樹脂層と空気側のフッ素樹脂層とからなる2層構造の塗膜が形成でき、該塗膜は、空気側にフッ素樹脂層を有するため、耐候性に優れるとされている。
本発明者らの検討によれば、1層構造の塗膜が形成される従来のボンディング技術では、メタリック顔料の配向を充分には制御できず、メタリック塗料に求められるメタリック調の色相(輝度感)を有する塗膜を得ることは難しい。また、配向の乱れから、隠蔽性が低い問題もある。メタリック顔料の含有量を多くすれば隠蔽性は向上するが、塗膜の基材に対する密着性が低くなる。
特許文献2では、顔料として光輝顔料等が記載され、光輝顔料としてアルミニウム粉等が記載されている。しかし、メタリック顔料の配向については考慮されていない。本発明者らの検討によれば、(1)の粉体塗料組成物における顔料としてメタリック顔料を用いた場合、メタリック顔料が基材に対して平行に配列しにくく、上記と同様、メタリック調の色相、隠蔽性が不充分である。
特許文献2では、顔料として光輝顔料等が記載され、光輝顔料としてアルミニウム粉等が記載されている。しかし、メタリック顔料の配向については考慮されていない。本発明者らの検討によれば、(1)の粉体塗料組成物における顔料としてメタリック顔料を用いた場合、メタリック顔料が基材に対して平行に配列しにくく、上記と同様、メタリック調の色相、隠蔽性が不充分である。
本発明の目的は、メタリック調の色相、隠蔽性および耐候性に優れた塗膜を形成できる粉体塗料およびその製造方法の提供である。
本発明の他の目的は、メタリック調の色相、隠蔽性および耐候性に優れた塗膜を備える塗装物品およびその製造方法の提供である。
本発明の他の目的は、メタリック調の色相、隠蔽性および耐候性に優れた塗膜を備える塗装物品およびその製造方法の提供である。
本発明は、以下の[1]~[14]の構成を有する、粉体塗料、塗装物品およびそれらの製造方法を提供する。
[1]粉体塗料の構成成分として下記フッ素樹脂(A)と下記樹脂(B)と下記顔料(C)を含み、粉体塗料の全量に対する前記顔料(C)の含有量が0.7~23質量%であることを特徴とする粉体塗料。
フッ素樹脂(A):フッ素含有量が10質量%以上のフッ素樹脂。
樹脂(B):前記フッ素樹脂(A)よりもSP値が大きく、そのSP値とフッ素樹脂(A)のSP値との差が0.4(J/cm3)1/2以上である、樹脂。
顔料(C):被覆物質で被覆されたメタリック顔料であって、被覆物質のSP値が、前記フッ素樹脂(A)のSP値を超え、かつ、前記樹脂(B)のSP値未満である、顔料。
[2]前記粉体塗料が、前記フッ素樹脂(A)と前記樹脂(B)とを含む粉体粒子および前記顔料(C)からなる粉体粒子を含む粉体からなる、[1]に記載の粉体塗料。
[3]前記粉体塗料が、前記フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子、前記樹脂(B)を含む粉体粒子および前記顔料(C)からなる粉体粒子を含む粉体からなる、[1]に記載の粉体塗料。
[1]粉体塗料の構成成分として下記フッ素樹脂(A)と下記樹脂(B)と下記顔料(C)を含み、粉体塗料の全量に対する前記顔料(C)の含有量が0.7~23質量%であることを特徴とする粉体塗料。
フッ素樹脂(A):フッ素含有量が10質量%以上のフッ素樹脂。
樹脂(B):前記フッ素樹脂(A)よりもSP値が大きく、そのSP値とフッ素樹脂(A)のSP値との差が0.4(J/cm3)1/2以上である、樹脂。
顔料(C):被覆物質で被覆されたメタリック顔料であって、被覆物質のSP値が、前記フッ素樹脂(A)のSP値を超え、かつ、前記樹脂(B)のSP値未満である、顔料。
[2]前記粉体塗料が、前記フッ素樹脂(A)と前記樹脂(B)とを含む粉体粒子および前記顔料(C)からなる粉体粒子を含む粉体からなる、[1]に記載の粉体塗料。
[3]前記粉体塗料が、前記フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子、前記樹脂(B)を含む粉体粒子および前記顔料(C)からなる粉体粒子を含む粉体からなる、[1]に記載の粉体塗料。
[4]前記フッ素樹脂(A)が、ポリビニリデンフルオリドである、[1]~[3]のいずれかに記載の粉体塗料。
[5]前記フッ素樹脂(A)が、水酸基またはカルボキシ基を有するフッ素樹脂である、[1]~[3]のいずれかに記載の粉体塗料。
[6]前記フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子がさらに硬化剤を含む、[5]に記載の粉体塗料。
[7]前記樹脂(B)が、フッ素含有量が10質量%未満のフッ素樹脂またはフッ素原子を有しない樹脂である、[1]~[6]のいずれかに記載の粉体塗料。
[8]前記樹脂(B)が、反応性基を有する樹脂である、[7]に記載の粉体塗料。
[9]前記樹脂(B)が、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂である、[8]に記載の粉体塗料。
[10]前記樹脂(B)を含む粉体粒子がさらに硬化剤を含む、[8]または[9]に記載の粉体塗料。
[5]前記フッ素樹脂(A)が、水酸基またはカルボキシ基を有するフッ素樹脂である、[1]~[3]のいずれかに記載の粉体塗料。
[6]前記フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子がさらに硬化剤を含む、[5]に記載の粉体塗料。
[7]前記樹脂(B)が、フッ素含有量が10質量%未満のフッ素樹脂またはフッ素原子を有しない樹脂である、[1]~[6]のいずれかに記載の粉体塗料。
[8]前記樹脂(B)が、反応性基を有する樹脂である、[7]に記載の粉体塗料。
[9]前記樹脂(B)が、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂である、[8]に記載の粉体塗料。
[10]前記樹脂(B)を含む粉体粒子がさらに硬化剤を含む、[8]または[9]に記載の粉体塗料。
[11]前記顔料(C)における被覆物質が、樹脂、脂肪族化合物、芳香族化合物およびシラン化合物からなる群から選択される少なくとも1種からなる、[1]~[10]のいずれかに記載の粉体塗料。
[12]前記顔料(C)が、被覆物質で被覆された鱗片状アルミニウム粒子からなるメタリック顔料である、[1]~[11]のいずれかに記載の粉体塗料。
[12]前記顔料(C)が、被覆物質で被覆された鱗片状アルミニウム粒子からなるメタリック顔料である、[1]~[11]のいずれかに記載の粉体塗料。
[13]基材の表面に、[1]~[12]のいずれかに記載の粉体塗料から形成された塗膜を有する塗装物品。
[14]基材の表面に塗膜を有する塗装物品を製造する方法であって、[1]~[12]のいずれかに記載の粉体塗料を基材に付着させて粉体の膜を形成し、前記粉体の膜を加熱して前記粉体の溶融物からなる膜を形成し、前記溶融物からなる膜を冷却して塗膜を形成することを特徴とする塗装物品の製造方法。
[14]基材の表面に塗膜を有する塗装物品を製造する方法であって、[1]~[12]のいずれかに記載の粉体塗料を基材に付着させて粉体の膜を形成し、前記粉体の膜を加熱して前記粉体の溶融物からなる膜を形成し、前記溶融物からなる膜を冷却して塗膜を形成することを特徴とする塗装物品の製造方法。
本発明の粉体塗料によれば、メタリック調の色相、隠蔽性および耐候性に優れた塗膜を形成できる。
本発明の塗装物品は、メタリック調の色相、隠蔽性および耐候性に優れた塗膜を備える。
本発明の塗装物品の製造方法によれば、メタリック調の色相、隠蔽性および耐候性に優れた塗膜を備える塗装物品を製造できる。
本発明の塗装物品は、メタリック調の色相、隠蔽性および耐候性に優れた塗膜を備える。
本発明の塗装物品の製造方法によれば、メタリック調の色相、隠蔽性および耐候性に優れた塗膜を備える塗装物品を製造できる。
本発明における用語の意味は以下の通りである。
「SP値」は溶解パラメータの値を意味し、凝集エネルギー密度、すなわち1分子の単位体積当たりの蒸発エネルギーを1/2乗した値であり、単位体積当たりの極性の大きさを示す指標である。2つのものを混合した場合、それらのSP値の差が小さい場合にはお互いに混ざりやすく(相溶性が高い)、それらのSP値の差が大きい場合は混ざり難い(相溶性が低い)こと示す。
本発明において、SP値は、フェドロス(Fedros)法により算出したSP値である(文献:R.F.Fedros,Polym.Eng.Sci.,14[2]147(1974)を参照)。
具体的には、SP値は下式によって計算される値である。
SP値=(ΔH/V)1/2
ただし、式中、ΔHはモル蒸発熱(cal)を、Vはモル体積(cm3)を表わす。ΔHおよびVは上記文献に記載の原子団のモル蒸発熱の合計(ΔH)とモル体積の合計(V)を用いる。
「SP値」は溶解パラメータの値を意味し、凝集エネルギー密度、すなわち1分子の単位体積当たりの蒸発エネルギーを1/2乗した値であり、単位体積当たりの極性の大きさを示す指標である。2つのものを混合した場合、それらのSP値の差が小さい場合にはお互いに混ざりやすく(相溶性が高い)、それらのSP値の差が大きい場合は混ざり難い(相溶性が低い)こと示す。
本発明において、SP値は、フェドロス(Fedros)法により算出したSP値である(文献:R.F.Fedros,Polym.Eng.Sci.,14[2]147(1974)を参照)。
具体的には、SP値は下式によって計算される値である。
SP値=(ΔH/V)1/2
ただし、式中、ΔHはモル蒸発熱(cal)を、Vはモル体積(cm3)を表わす。ΔHおよびVは上記文献に記載の原子団のモル蒸発熱の合計(ΔH)とモル体積の合計(V)を用いる。
樹脂の「数平均分子量」および「質量平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法によってポリスチレン換算で求めた値である。
樹脂の「融点」とは、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した融解ピークにおける温度である。
樹脂の「ガラス転移温度」とは、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した中間点ガラス転移温度である。
樹脂の「融点」とは、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した融解ピークにおける温度である。
樹脂の「ガラス転移温度」とは、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した中間点ガラス転移温度である。
本明細書において、粉体を構成する粒子を「粉体粒子」という。粉体塗料は、「粉体粒子」の集合体である。
本明細書において、樹脂の「反応性基」とは、硬化剤等と反応して分子間の架橋を引き起こす官能基を意味する。
本明細書において、「ドライブレンド」とは、粉体を溶融することなく、また、溶媒を添加することなく、2種以上の粉体を混合することを意味する。
「溶融膜」とは、粉体塗料の溶融物からなる膜を意味する。
「1コート」とは、1回だけ塗装することを意味する。
「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートの総称で、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」と「メタクリル」の総称である。
「単位」とは、重合体中に存在して重合体を構成する、単量体に由来する部分を意味する。なお、以下、場合により、個々の単量体に由来する単位をその単量体名に「単位」を付した名称で呼ぶ。
本明細書において、樹脂の「反応性基」とは、硬化剤等と反応して分子間の架橋を引き起こす官能基を意味する。
本明細書において、「ドライブレンド」とは、粉体を溶融することなく、また、溶媒を添加することなく、2種以上の粉体を混合することを意味する。
「溶融膜」とは、粉体塗料の溶融物からなる膜を意味する。
「1コート」とは、1回だけ塗装することを意味する。
「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートの総称で、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」と「メタクリル」の総称である。
「単位」とは、重合体中に存在して重合体を構成する、単量体に由来する部分を意味する。なお、以下、場合により、個々の単量体に由来する単位をその単量体名に「単位」を付した名称で呼ぶ。
〔粉体塗料〕
本発明の粉体塗料は、少なくとも1種類の粉体粒子の集合体である粉体からなる。また、個々の粉体粒子の構成成分とはかかわりなく、粉体塗料全体を構成する成分は、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含み、粉体塗料の全量に対する顔料(C)の含有量が0.7~23質量%であることを特徴とする。
本発明の粉体塗料は、粉体塗料全体を構成する成分として、フッ素樹脂(A)、樹脂(B)および顔料(C)以外の成分(以下、「添加剤」ともいう。)を含んでいてもよい。添加剤としては、たとえば、硬化剤、硬化触媒、顔料(C)以外の顔料(以下、「他の顔料」ともいう。)、それら以外の樹脂添加剤等が挙げられる。
粉体塗料を構成する粉体粒子としては、たとえば、フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子、樹脂(B)を含む粉体粒子、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)とを含む粉体粒子、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含む粉体粒子、顔料(C)からなる粉体粒子、添加剤からなる粉体粒子等が挙げられる。本発明の粉体塗料は、これら粉体粒子の1種類以上を含む粉体粒子の集合体であり、その集合体全体の構成成分として、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含み、さらに任意に添加剤を含む。
フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子、樹脂(B)を含む粉体粒子、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)とを含む粉体粒子、および、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含む粉体粒子は、それぞれ、添加剤を含んでいてもよい。また、フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子、樹脂(B)を含む粉体粒子、および、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)とを含む粉体粒子は、それぞれ、顔料(C)を含んでいてもよい。
なお、以下、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)とを含む粉体粒子と区別するために、フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子は樹脂(B)を含まないものとし、樹脂(B)を含む粉体粒子は樹脂(A)を含まないものとする。また、たとえば、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含む粉体粒子は、それら必須3成分の構成割合や添加剤の有無等が異なる粉体粒子であっても、同じ種類の粉体粒子とみなす。同様に、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)とを含む粉体粒子では、それら必須2成分の構成割合や添加剤の有無等が異なる粉体粒子であっても、同じ種類の粉体粒子とみなす。フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子や樹脂(B)を含む粉体粒子においても添加剤の有無やその含有割合等が異なっても同じ種類の粉体粒子とみなす。顔料(C)からなる粉体粒子であっても、材質が異なる顔料(C)や被覆物質が異なる顔料(C)等も同じ種類の粉体粒子とみなす。
本発明の粉体塗料は、少なくとも1種類の粉体粒子の集合体である粉体からなる。また、個々の粉体粒子の構成成分とはかかわりなく、粉体塗料全体を構成する成分は、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含み、粉体塗料の全量に対する顔料(C)の含有量が0.7~23質量%であることを特徴とする。
本発明の粉体塗料は、粉体塗料全体を構成する成分として、フッ素樹脂(A)、樹脂(B)および顔料(C)以外の成分(以下、「添加剤」ともいう。)を含んでいてもよい。添加剤としては、たとえば、硬化剤、硬化触媒、顔料(C)以外の顔料(以下、「他の顔料」ともいう。)、それら以外の樹脂添加剤等が挙げられる。
粉体塗料を構成する粉体粒子としては、たとえば、フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子、樹脂(B)を含む粉体粒子、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)とを含む粉体粒子、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含む粉体粒子、顔料(C)からなる粉体粒子、添加剤からなる粉体粒子等が挙げられる。本発明の粉体塗料は、これら粉体粒子の1種類以上を含む粉体粒子の集合体であり、その集合体全体の構成成分として、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含み、さらに任意に添加剤を含む。
フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子、樹脂(B)を含む粉体粒子、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)とを含む粉体粒子、および、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含む粉体粒子は、それぞれ、添加剤を含んでいてもよい。また、フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子、樹脂(B)を含む粉体粒子、および、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)とを含む粉体粒子は、それぞれ、顔料(C)を含んでいてもよい。
なお、以下、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)とを含む粉体粒子と区別するために、フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子は樹脂(B)を含まないものとし、樹脂(B)を含む粉体粒子は樹脂(A)を含まないものとする。また、たとえば、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含む粉体粒子は、それら必須3成分の構成割合や添加剤の有無等が異なる粉体粒子であっても、同じ種類の粉体粒子とみなす。同様に、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)とを含む粉体粒子では、それら必須2成分の構成割合や添加剤の有無等が異なる粉体粒子であっても、同じ種類の粉体粒子とみなす。フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子や樹脂(B)を含む粉体粒子においても添加剤の有無やその含有割合等が異なっても同じ種類の粉体粒子とみなす。顔料(C)からなる粉体粒子であっても、材質が異なる顔料(C)や被覆物質が異なる顔料(C)等も同じ種類の粉体粒子とみなす。
本発明の粉体塗料は、1種類の粉体粒子から構成されていてもよく、2種類以上の粉体粒子から構成されていてもよい。1種類の粉体粒子から構成されている場合、その粉体粒子はフッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含む粉体粒子である。
本発明の粉体塗料としては、顔料(C)からなる粉体粒子と、フッ素樹脂(A)や樹脂(B)を含む1種類以上の粉体粒子とを含む粉体混合物が好ましい。顔料(C)と樹脂を含む粉体粒子を用いず、顔料(C)からなる粉体粒子と樹脂を含む粉体粒子とに分けることにより、粉体塗料から形成される塗膜中の顔料(C)は配向しやすい。
本発明の粉体塗料としては、フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子の集合体(以下、「粉体(A)」という。)と樹脂(B)を含む粉体粒子の集合体(以下、「粉体(B)」いう。)と顔料(C)からなる粉体粒子の集合体(以下、「粉体(C)」という。)を含む粉体混合物、および、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)とを含む粉体粒子の集合体(以下、「粉体(AB)」という。)と粉体(C)とを含む粉体混合物、が好ましい。
本発明の粉体塗料としては、顔料(C)からなる粉体粒子と、フッ素樹脂(A)や樹脂(B)を含む1種類以上の粉体粒子とを含む粉体混合物が好ましい。顔料(C)と樹脂を含む粉体粒子を用いず、顔料(C)からなる粉体粒子と樹脂を含む粉体粒子とに分けることにより、粉体塗料から形成される塗膜中の顔料(C)は配向しやすい。
本発明の粉体塗料としては、フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子の集合体(以下、「粉体(A)」という。)と樹脂(B)を含む粉体粒子の集合体(以下、「粉体(B)」いう。)と顔料(C)からなる粉体粒子の集合体(以下、「粉体(C)」という。)を含む粉体混合物、および、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)とを含む粉体粒子の集合体(以下、「粉体(AB)」という。)と粉体(C)とを含む粉体混合物、が好ましい。
フッ素樹脂(A)と樹脂(B)のSP値が異なることより、粉体塗料から形成される塗膜がフッ素樹脂(A)やその硬化物を含む層(以下、「層(A)」ともいう。)と樹脂(B)やその硬化物を含む層(以下、「層(B)」ともいう。)に層分離しやすくなり、層分離が生じると層(B)が基材側に、層(A)が空気側に配置される。この層分離により、耐候性等の表面物性の高い層(A)が空気側に配置され、基材表面との密着性等の物性が良好な層(B)が基材側に配置されることにより、層分離が生じていない塗膜と比較して全体としての物性が良好な塗膜が得られる。
本発明の粉体塗料としては、特に、粉体(A)と粉体(B)と粉体(C)とを含む粉体混合物が好ましい。顔料(C)における被覆物質のSP値をフッ素樹脂(A)のSP値と樹脂(B)のSP値の間の値にすることにより、粉体塗料から形成される塗膜が層(A)と層(B)に層分離した際にその2つの層の界面やその近傍に顔料(C)が偏在しやすくなる。また、顔料(C)の鱗片状粒子の面がその界面に沿って平行に配列しやすくなる。顔料(C)を含む層を以下「層(C)」ともいう。層(C)は、顔料(C)とそのバインダーとして機能しているフッ素樹脂(A)、樹脂(B)、それらの硬化物等を含む層である。
粉体(A)を構成する粉体粒子は、フッ素樹脂(A)を含み、必要に応じて、添加剤のうちの1種以上をさらに含んでもよい。フッ素樹脂(A)が、反応性基を有するフッ素樹脂(A)である場合は、フッ素樹脂(A)を硬化させる、硬化剤や硬化触媒を含むことが好ましい。
粉体(B)を構成する粉体粒子は、樹脂(B)を含み、必要に応じて、添加剤のうちの1種以上をさらに含んでもよい。樹脂(B)が、反応性基を有する樹脂(B)である場合は、樹脂(B)を硬化させる、硬化剤や硬化触媒を含むことが好ましい。
本発明の粉体塗料としては、特に、粉体(A)と粉体(B)と粉体(C)とを含む粉体混合物が好ましい。顔料(C)における被覆物質のSP値をフッ素樹脂(A)のSP値と樹脂(B)のSP値の間の値にすることにより、粉体塗料から形成される塗膜が層(A)と層(B)に層分離した際にその2つの層の界面やその近傍に顔料(C)が偏在しやすくなる。また、顔料(C)の鱗片状粒子の面がその界面に沿って平行に配列しやすくなる。顔料(C)を含む層を以下「層(C)」ともいう。層(C)は、顔料(C)とそのバインダーとして機能しているフッ素樹脂(A)、樹脂(B)、それらの硬化物等を含む層である。
粉体(A)を構成する粉体粒子は、フッ素樹脂(A)を含み、必要に応じて、添加剤のうちの1種以上をさらに含んでもよい。フッ素樹脂(A)が、反応性基を有するフッ素樹脂(A)である場合は、フッ素樹脂(A)を硬化させる、硬化剤や硬化触媒を含むことが好ましい。
粉体(B)を構成する粉体粒子は、樹脂(B)を含み、必要に応じて、添加剤のうちの1種以上をさらに含んでもよい。樹脂(B)が、反応性基を有する樹脂(B)である場合は、樹脂(B)を硬化させる、硬化剤や硬化触媒を含むことが好ましい。
粉体(AB)を構成する粉体粒子は、フッ素樹脂(A)および樹脂(B)を含み、必要に応じて、添加剤のうちの1種以上をさらに含んでもよい。フッ素樹脂(A)および樹脂(B)の少なくとも一方が反応性基を有する樹脂である場合は、その樹脂を硬化させる硬化剤や硬化触媒を含むことが好ましい。また、フッ素樹脂(A)および樹脂(B)がいずれも同種の反応性基を有する樹脂である場合は、1種類の硬化剤や硬化触媒を使用してそれら2種の樹脂を硬化させることができる。また、フッ素樹脂(A)および樹脂(B)がいずれも反応性基を有する樹脂であって、異なる硬化反応で硬化する反応性基の場合は、2種類の樹脂それぞれを硬化しうる2種類以上の硬化剤や硬化触媒を使用することが好ましい。
<フッ素樹脂(A)>
フッ素樹脂(A)としては、フルオロオレフィンの単独重合体または共重合体が挙げられる。共重合体の場合は、フルオロオレフィンと、フルオロオレフィン以外の含フッ素単量体および/またはフッ素原子を有しない単量体との共重合体が挙げられる。
フッ素樹脂(A)としては、フルオロオレフィンの単独重合体または共重合体が挙げられる。共重合体の場合は、フルオロオレフィンと、フルオロオレフィン以外の含フッ素単量体および/またはフッ素原子を有しない単量体との共重合体が挙げられる。
フルオロオレフィンとしては、テトラフルオロエチレン(以下、「TFE」とも記す。)、クロロトリフルオロエチレン(以下、「CTFE」とも記す。)、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフルオリドおよびビニルフルオリドからなる群から選ばれる1種以上が好ましく、TFE、CTFEが特に好ましい。フルオロオレフィンが塩素原子を有すると、フッ素樹脂(A)のガラス転移温度を50℃以上に設計でき、塗膜のブロッキングを抑えることができる。また、フッ素樹脂(A)に、必要に応じて配合される他の顔料等(特に、シアニンブルー、シアニングリーン等の有色の有機顔料)を分散させやすい。
フルオロオレフィンは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
フッ素樹脂(A)中のフルオロオレフィン単位としては、フルオロオレフィンの重合により直接形成される単位が好ましい。
フルオロオレフィンは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
フッ素樹脂(A)中のフルオロオレフィン単位としては、フルオロオレフィンの重合により直接形成される単位が好ましい。
フッ素樹脂(A)中のフルオロオレフィン単位の割合は、フッ素樹脂(A)中の全単位(100モル%)のうち、5モル%以上が好ましく、10モル%以上がより好ましく、20モル%以上が特に好ましい。フルオロオレフィン単位の割合が前記下限値以上であれば、塗膜の耐候性がさらに優れる。
フルオロオレフィン単位の割合の上限は、特に限定されず、100モル%であってもよい。フッ素樹脂(A)が非結晶性になりやすく、すなわちフッ素樹脂(A)が結晶になり難いため、密着性がよく、均一で平滑な表面を有する塗膜を形成しやすくなる上、塗料の焼付時に高温が不要な点では、90モル%以下が好ましく、80モル%以下がより好ましく、70モル%以下が特に好ましい。
フルオロオレフィン以外の含フッ素単量体としては、ポリフルオロ(アルキルビニルエーテル)等が挙げられる。ポリフルオロ(アルキルビニルエーテル)は、ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)であってもよい。含フッ素単量体は、反応性基を有していてもよい。
フッ素原子を有しない単量体としては、反応性基を有する単量体と、フッ素原子および反応性基を有しない単量体が挙げられる。フッ素原子および反応性基を有しない単量体としては、たとえば、オレフィン、反応性基を有しないビニルエーテル等が挙げられる。
フルオロオレフィン単位の割合の上限は、特に限定されず、100モル%であってもよい。フッ素樹脂(A)が非結晶性になりやすく、すなわちフッ素樹脂(A)が結晶になり難いため、密着性がよく、均一で平滑な表面を有する塗膜を形成しやすくなる上、塗料の焼付時に高温が不要な点では、90モル%以下が好ましく、80モル%以下がより好ましく、70モル%以下が特に好ましい。
フルオロオレフィン以外の含フッ素単量体としては、ポリフルオロ(アルキルビニルエーテル)等が挙げられる。ポリフルオロ(アルキルビニルエーテル)は、ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)であってもよい。含フッ素単量体は、反応性基を有していてもよい。
フッ素原子を有しない単量体としては、反応性基を有する単量体と、フッ素原子および反応性基を有しない単量体が挙げられる。フッ素原子および反応性基を有しない単量体としては、たとえば、オレフィン、反応性基を有しないビニルエーテル等が挙げられる。
フッ素樹脂(A)は、反応性基を有しないフッ素樹脂でも反応性基を有するフッ素樹脂でもよい。反応性基を有しないフッ素樹脂としては、たとえば、ポリビニリデンフルオリド(以下、「PVDF」とも記す。)等が挙げられる。
反応性基を有しないフッ素樹脂は、必要に応じて、その本質的な特性を損なわない範囲で、他の単量体単位をさらに有していてもよい。他の単量体は、フッ素樹脂を構成する単位として必須の単位を形成する単量体(たとえばPVDFにおけるビニデンフルオリド)以外の単量体である。
反応性基を有しないフッ素樹脂としては、塗膜中のフッ素樹脂(A)の層の柔軟性や耐衝撃性に優れる点からは、PVDFが好ましい。PVDFの数平均分子量は5千~100万が好ましい。
フッ素樹脂(A)としてPVDFを用いる場合、塗膜中の層(A)と層(B)との間の密着性に優れる点から、層(B)はアクリル樹脂や硬化アクリル樹脂を含むことが好ましい。すなわち、粉体塗料成分の樹脂(B)としてアクリル樹脂を含むことが好ましい。
反応性基を有しないフッ素樹脂は、必要に応じて、その本質的な特性を損なわない範囲で、他の単量体単位をさらに有していてもよい。他の単量体は、フッ素樹脂を構成する単位として必須の単位を形成する単量体(たとえばPVDFにおけるビニデンフルオリド)以外の単量体である。
反応性基を有しないフッ素樹脂としては、塗膜中のフッ素樹脂(A)の層の柔軟性や耐衝撃性に優れる点からは、PVDFが好ましい。PVDFの数平均分子量は5千~100万が好ましい。
フッ素樹脂(A)としてPVDFを用いる場合、塗膜中の層(A)と層(B)との間の密着性に優れる点から、層(B)はアクリル樹脂や硬化アクリル樹脂を含むことが好ましい。すなわち、粉体塗料成分の樹脂(B)としてアクリル樹脂を含むことが好ましい。
本発明におけるフッ素樹脂(A)としては、塗膜の防汚性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性に優れる点から、反応性基を有するフッ素樹脂も好ましい。
反応性基としては、水酸基、カルボキシ基、アミノ基が好ましい。なかでも、後述する硬化剤としてイソシアナート系硬化剤(特にブロック化イソシアナート系硬化剤)を含む場合に、硬化速度に優れることから、水酸基、カルボキシ基が好ましい。
反応性基を有するフッ素樹脂(A)としては、水酸基を有する含フッ素重合体(以下、「フッ素重合体(A1)」とも記す。)からなるフッ素樹脂、またはカルボキシ基を有する含フッ素重合体(以下、「含フッ素重合体(A2)」とも記す。)からなるフッ素樹脂が好ましい。これらのフッ素樹脂(A)は、水酸基またはカルボキシ基を含むため、粉体塗料が後述する硬化剤としてイソシアナート系硬化剤(特にブロック化イソシアナート系硬化剤)を含む場合に、硬化速度に優れる。また、必要に応じて配合される他の顔料等を分散させやすく、高光沢(60度光沢度が60%以上)の塗膜が得られやすい。
反応性基を有するフッ素樹脂(A)としては、含フッ素重合体(A1)からなるフッ素樹脂が特に好ましい。
反応性基としては、水酸基、カルボキシ基、アミノ基が好ましい。なかでも、後述する硬化剤としてイソシアナート系硬化剤(特にブロック化イソシアナート系硬化剤)を含む場合に、硬化速度に優れることから、水酸基、カルボキシ基が好ましい。
反応性基を有するフッ素樹脂(A)としては、水酸基を有する含フッ素重合体(以下、「フッ素重合体(A1)」とも記す。)からなるフッ素樹脂、またはカルボキシ基を有する含フッ素重合体(以下、「含フッ素重合体(A2)」とも記す。)からなるフッ素樹脂が好ましい。これらのフッ素樹脂(A)は、水酸基またはカルボキシ基を含むため、粉体塗料が後述する硬化剤としてイソシアナート系硬化剤(特にブロック化イソシアナート系硬化剤)を含む場合に、硬化速度に優れる。また、必要に応じて配合される他の顔料等を分散させやすく、高光沢(60度光沢度が60%以上)の塗膜が得られやすい。
反応性基を有するフッ素樹脂(A)としては、含フッ素重合体(A1)からなるフッ素樹脂が特に好ましい。
(含フッ素重合体(A1))
含フッ素重合体(A1)としては、フルオロオレフィン単位と、フルオロオレフィンと共重合可能な、水酸基を有する単量体(以下、「単量体(m1)」と記す。)に由来する単位と、必要に応じてフルオロオレフィンおよび単量体(m1)以外の単量体(以下、「単量体(m2)」と記す。)に由来する単位とを有する含フッ素重合体が好ましい。
含フッ素重合体(A1)は、重合体の反応性基変換で水酸基を導入した含フッ素重合体であってもよい。該含フッ素重合体としては、フルオロオレフィン単位と、水酸基以外の反応性官能基を有する単量体単位と、必要に応じて前記単量体(m2)とを有する含フッ素重合体に、前記反応性官能基と反応する第2の反応性官能基と水酸基とを有する化合物を反応させて得られる含フッ素重合体が好ましい。
フルオロオレフィンとしては、前記と同様のものが挙げられる。
フルオロオレフィンと共重合させる単量体(単量体(m1)、単量体(m2)等)は、フルオロオレフィン以外のフッ素原子を有する単量体であってもよいが、フッ素原子を有しない単量体が好ましい。
単量体(m1)は、水酸基を有する単量体である。
単量体(m1)としては、アリルアルコール、ヒドロキシアルキルビニルエーテル(2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、シクロヘキサンジオールモノビニルエーテル等)、ヒドロキシアルキルアリルエーテル(2-ヒドロキシエチルアリルエーテル等)、ヒドロキシアルカン酸ビニル(ヒドロキシプロピオン酸ビニル等)、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート(ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等)等が挙げられる。
単量体(m1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
含フッ素重合体(A1)としては、フルオロオレフィン単位と、フルオロオレフィンと共重合可能な、水酸基を有する単量体(以下、「単量体(m1)」と記す。)に由来する単位と、必要に応じてフルオロオレフィンおよび単量体(m1)以外の単量体(以下、「単量体(m2)」と記す。)に由来する単位とを有する含フッ素重合体が好ましい。
含フッ素重合体(A1)は、重合体の反応性基変換で水酸基を導入した含フッ素重合体であってもよい。該含フッ素重合体としては、フルオロオレフィン単位と、水酸基以外の反応性官能基を有する単量体単位と、必要に応じて前記単量体(m2)とを有する含フッ素重合体に、前記反応性官能基と反応する第2の反応性官能基と水酸基とを有する化合物を反応させて得られる含フッ素重合体が好ましい。
フルオロオレフィンとしては、前記と同様のものが挙げられる。
フルオロオレフィンと共重合させる単量体(単量体(m1)、単量体(m2)等)は、フルオロオレフィン以外のフッ素原子を有する単量体であってもよいが、フッ素原子を有しない単量体が好ましい。
単量体(m1)は、水酸基を有する単量体である。
単量体(m1)としては、アリルアルコール、ヒドロキシアルキルビニルエーテル(2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、シクロヘキサンジオールモノビニルエーテル等)、ヒドロキシアルキルアリルエーテル(2-ヒドロキシエチルアリルエーテル等)、ヒドロキシアルカン酸ビニル(ヒドロキシプロピオン酸ビニル等)、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート(ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等)等が挙げられる。
単量体(m1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体(m2)としては、ビニル系単量体、すなわち、炭素-炭素二重結合を有する化合物が好ましい。ビニル系単量体は、フルオロオレフィンとの交互共重合性に優れ、重合収率が高くできる。また、未反応で残存した場合でも、塗膜への影響が少なく、かつ、製造工程で容易に除去できる。
ビニル系単量体としては、たとえば、反応性基を有しない、ビニルエーテル、アリルエーテル、カルボン酸ビニル、カルボン酸アリル、オレフィン、不飽和カルボン酸エステル等が挙げられる。
ビニルエーテルとしては、たとえば、シクロアルキルビニルエーテル(シクロヘキシルビニルエーテル(以下、「CHVE」とも記す。)等)、アルキルビニルエーテル(ノニルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、tert-ブチルビニルエーテル等)が挙げられる。
アリルエーテルとしては、たとえば、アルキルアリルエーテル(エチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等)が挙げられる。
カルボン酸ビニルとしては、たとえば、カルボン酸(酢酸、酪酸、ピバリン酸、安息香酸、プロピオン酸等)のビニルエステルが挙げられる。また、分枝鎖状のアルキル基を有するカルボン酸のビニルエステルとして、市販されているベオバ-9、ベオバ-10(いずれもシェル化学社製、商品名)等を用いてもよい。
カルボン酸アリルとしては、たとえば、カルボン酸(酢酸、酪酸、ピバリン酸、安息香酸、プロピオン酸等)のアリルエステルが挙げられる。
オレフィンとしては、たとえば、エチレン、プロピレン、イソブチレン等が挙げられる。
不飽和カルボン酸エステルとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、イソヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
単量体(m2)としては、水酸基含有含フッ素重合体(A1)のガラス転移温度を50℃以上に設計でき、塗膜のブロッキングを抑えることができる点からは、シクロアルキルビニルエーテルが好ましく、CHVEが特に好ましい。
単量体(m2)としては、塗膜の柔軟性に優れる点からは、炭素数3以上の直鎖状または分岐状のアルキル基を有するものが好ましい。
単量体(m2)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
ビニル系単量体としては、たとえば、反応性基を有しない、ビニルエーテル、アリルエーテル、カルボン酸ビニル、カルボン酸アリル、オレフィン、不飽和カルボン酸エステル等が挙げられる。
ビニルエーテルとしては、たとえば、シクロアルキルビニルエーテル(シクロヘキシルビニルエーテル(以下、「CHVE」とも記す。)等)、アルキルビニルエーテル(ノニルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、tert-ブチルビニルエーテル等)が挙げられる。
アリルエーテルとしては、たとえば、アルキルアリルエーテル(エチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等)が挙げられる。
カルボン酸ビニルとしては、たとえば、カルボン酸(酢酸、酪酸、ピバリン酸、安息香酸、プロピオン酸等)のビニルエステルが挙げられる。また、分枝鎖状のアルキル基を有するカルボン酸のビニルエステルとして、市販されているベオバ-9、ベオバ-10(いずれもシェル化学社製、商品名)等を用いてもよい。
カルボン酸アリルとしては、たとえば、カルボン酸(酢酸、酪酸、ピバリン酸、安息香酸、プロピオン酸等)のアリルエステルが挙げられる。
オレフィンとしては、たとえば、エチレン、プロピレン、イソブチレン等が挙げられる。
不飽和カルボン酸エステルとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、イソヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
単量体(m2)としては、水酸基含有含フッ素重合体(A1)のガラス転移温度を50℃以上に設計でき、塗膜のブロッキングを抑えることができる点からは、シクロアルキルビニルエーテルが好ましく、CHVEが特に好ましい。
単量体(m2)としては、塗膜の柔軟性に優れる点からは、炭素数3以上の直鎖状または分岐状のアルキル基を有するものが好ましい。
単量体(m2)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
含フッ素重合体(A1)を構成する単量体の組み合わせとしては、耐候性、密着性、柔軟性、耐ブロッキング性の点から、下記の組み合わせ(1)が好ましく、組み合わせ(2)または(3)が特に好ましい。
組み合わせ(1)
フルオロオレフィン:TFEまたはCTFE、
単量体(m1):ヒドロキシアルキルビニルエーテル、
単量体(m2):シクロアルキルビニルエーテル、アルキルビニルエーテルおよびカルボン酸ビニルエステルから選ばれる1種以上。
組み合わせ(2)
フルオロオレフィン:TFE、
単量体(m1):ヒドロキシアルキルビニルエーテル、
単量体(m2):CHVEまたはtert-ブチルビニルエーテル。
組み合わせ(3)
フルオロオレフィン:CTFE、
単量体(m1):ヒドロキシアルキルビニルエーテル、
単量体(m2):CHVEまたはtert-ブチルビニルエーテル。
組み合わせ(1)
フルオロオレフィン:TFEまたはCTFE、
単量体(m1):ヒドロキシアルキルビニルエーテル、
単量体(m2):シクロアルキルビニルエーテル、アルキルビニルエーテルおよびカルボン酸ビニルエステルから選ばれる1種以上。
組み合わせ(2)
フルオロオレフィン:TFE、
単量体(m1):ヒドロキシアルキルビニルエーテル、
単量体(m2):CHVEまたはtert-ブチルビニルエーテル。
組み合わせ(3)
フルオロオレフィン:CTFE、
単量体(m1):ヒドロキシアルキルビニルエーテル、
単量体(m2):CHVEまたはtert-ブチルビニルエーテル。
含フッ素重合体(A1)の水酸基価は、5~100mgKOH/gが好ましく、10~80mgKOH/gがより好ましい。含フッ素重合体(A1)の水酸基価が前記下限値以上であれば、塗膜中の層(A)と層(B)との間の密着性に優れる。含フッ素重合体(A1)の水酸基価が前記上限値以下であれば、100℃以上の高温と10℃以下の低温での温度サイクル下での塗膜の耐クラック性が優れる。
水酸基価の測定は、JIS K 1557-1:2007(ISO 14900:2001)に準じて行われる。
水酸基価の測定は、JIS K 1557-1:2007(ISO 14900:2001)に準じて行われる。
(含フッ素重合体(A2))
含フッ素重合体(A2)としては、フルオロオレフィンとカルボキシ基を有する単量体との共重合体やカルボキシ基以外の反応性基を有する含フッ素重合体の反応性基をカルボキシ基含有基に変換して得られる含フッ素重合体が挙げられる。
フルオロオレフィンとカルボキシ基を有する単量体との共重合体におけるカルボキシル基を有する単量体としては、(メタ)アクリル酸、カルボキシアルキルビニルエーテル、カルボキシアルキルアリルエーテル、ウンデシレン酸等が挙げられる。また、フルオロオレフィンとカルボキシ基を有する単量体との共重合体はそれらの単量体単位以外の単量体単位を含んでいてもよく、その単量体単位としては、前記単量体(m1)に由来する単位や前記単量体(m2)に由来する単位が挙げられる。
上記反応性基を有する含フッ素重合体の反応性基をカルボキシ基含有基に変換して得られる含フッ素重合体の場合、反応性基を有する含フッ素重合体としては、水酸基を有する含フッ素重合体が好ましく、特に前記含フッ素重合体(A1)が好ましい。含フッ素重合体の水酸基をカルボキシ基含有基に変換する方法としては、ポリカルボン酸無水物を反応させる方法、水酸基と反応しうる基(カルボキシ基であってもよい)とカルボキシ基とを有する化合物を反応させる方法が挙げられ、特にポリカルボン酸無水物を反応させる方法が好ましい。
含フッ素重合体(A2)としては、フルオロオレフィンとカルボキシ基を有する単量体との共重合体やカルボキシ基以外の反応性基を有する含フッ素重合体の反応性基をカルボキシ基含有基に変換して得られる含フッ素重合体が挙げられる。
フルオロオレフィンとカルボキシ基を有する単量体との共重合体におけるカルボキシル基を有する単量体としては、(メタ)アクリル酸、カルボキシアルキルビニルエーテル、カルボキシアルキルアリルエーテル、ウンデシレン酸等が挙げられる。また、フルオロオレフィンとカルボキシ基を有する単量体との共重合体はそれらの単量体単位以外の単量体単位を含んでいてもよく、その単量体単位としては、前記単量体(m1)に由来する単位や前記単量体(m2)に由来する単位が挙げられる。
上記反応性基を有する含フッ素重合体の反応性基をカルボキシ基含有基に変換して得られる含フッ素重合体の場合、反応性基を有する含フッ素重合体としては、水酸基を有する含フッ素重合体が好ましく、特に前記含フッ素重合体(A1)が好ましい。含フッ素重合体の水酸基をカルボキシ基含有基に変換する方法としては、ポリカルボン酸無水物を反応させる方法、水酸基と反応しうる基(カルボキシ基であってもよい)とカルボキシ基とを有する化合物を反応させる方法が挙げられ、特にポリカルボン酸無水物を反応させる方法が好ましい。
含フッ素重合体(A2)としては、前記含フッ素重合体(A1)にポリカルボン酸無水物を反応させる方法で得られるカルボキシ基含有含フッ素重合体が好ましい。含フッ素重合体(A1)にポリカルボン酸無水物を反応させる方法としては、たとえば、下記の方法が挙げられる。
方法(1):有機溶媒中、含フッ素重合体(A1)の水酸基とポリカルボン酸無水物とを反応させてエステル結合およびカルボキシル基を形成させる方法。
方法(2):含フッ素重合体(A1)とポリカルボン酸無水物とを溶融混練し、含フッ素重合体(A1)の水酸基と酸無水物とを反応させてエステル結合およびカルボキシル基を形成させる方法。
上記方法によって得られる含フッ素重合体(A2)は、含フッ素重合体(A1)に由来する未反応の水酸基を有していてもよい。なお、上記方法によって得られる含フッ素重合体(A2)は、その中に未反応の原料(含フッ素重合体(A1)、酸無水物等)が含まれる場合であっても、本発明における含フッ素重合体(A2)として取り扱う。
ポリカルボン酸無水物としては、含フッ素重合体(A1)との反応性に優れる点から、分子量が90~200のジカルボン酸無水物が好ましい。含フッ素重合体(A1)との反応性に優れる点から、炭素数が4~15のジカルボン酸無水物が好ましい。含フッ素重合体(A1)との反応性に優れる点から、融点が20~180℃の化合物が好ましい。
ジカルボン酸無水物としては、無水コハク酸(分子量:100.1、融点:120℃、炭素数:4)、無水グルタル酸(分子量:114.1、融点:52℃、炭素数:5)、無水イタコン酸(分子量:112.1、融点:67℃、炭素数:5)、無水1,2-シクロヘキサンジカルボン酸(ヘキサヒドロ無水フタル酸)(分子量:154.0、融点:35℃、炭素数:8)、無水cis-4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸(分子量:152.0、融点:66℃、炭素数:8)、無水フタル酸(分子量:148.1、融点:131℃、炭素数:8)、4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(分子量:168.0、融点:22℃、炭素数:9)、無水1,8-ナフタル酸(分子量:198.2、融点:17℃、炭素数:11)、無水マレイン酸(分子量:98.1、融点:52.6℃、炭素数:4)、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物(分子量:164.2、融点:165~167℃、炭素数:9)等が挙げられる。
ジカルボン酸無水物としては、溶解性および水酸基との反応しやすい点から、無水コハク酸が好ましい。
方法(1):有機溶媒中、含フッ素重合体(A1)の水酸基とポリカルボン酸無水物とを反応させてエステル結合およびカルボキシル基を形成させる方法。
方法(2):含フッ素重合体(A1)とポリカルボン酸無水物とを溶融混練し、含フッ素重合体(A1)の水酸基と酸無水物とを反応させてエステル結合およびカルボキシル基を形成させる方法。
上記方法によって得られる含フッ素重合体(A2)は、含フッ素重合体(A1)に由来する未反応の水酸基を有していてもよい。なお、上記方法によって得られる含フッ素重合体(A2)は、その中に未反応の原料(含フッ素重合体(A1)、酸無水物等)が含まれる場合であっても、本発明における含フッ素重合体(A2)として取り扱う。
ポリカルボン酸無水物としては、含フッ素重合体(A1)との反応性に優れる点から、分子量が90~200のジカルボン酸無水物が好ましい。含フッ素重合体(A1)との反応性に優れる点から、炭素数が4~15のジカルボン酸無水物が好ましい。含フッ素重合体(A1)との反応性に優れる点から、融点が20~180℃の化合物が好ましい。
ジカルボン酸無水物としては、無水コハク酸(分子量:100.1、融点:120℃、炭素数:4)、無水グルタル酸(分子量:114.1、融点:52℃、炭素数:5)、無水イタコン酸(分子量:112.1、融点:67℃、炭素数:5)、無水1,2-シクロヘキサンジカルボン酸(ヘキサヒドロ無水フタル酸)(分子量:154.0、融点:35℃、炭素数:8)、無水cis-4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸(分子量:152.0、融点:66℃、炭素数:8)、無水フタル酸(分子量:148.1、融点:131℃、炭素数:8)、4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(分子量:168.0、融点:22℃、炭素数:9)、無水1,8-ナフタル酸(分子量:198.2、融点:17℃、炭素数:11)、無水マレイン酸(分子量:98.1、融点:52.6℃、炭素数:4)、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物(分子量:164.2、融点:165~167℃、炭素数:9)等が挙げられる。
ジカルボン酸無水物としては、溶解性および水酸基との反応しやすい点から、無水コハク酸が好ましい。
反応性基を有するフッ素樹脂(A)中のフルオロオレフィン単位の割合は、フッ素樹脂(A)中の全単位(100モル%)のうち、10~90モル%が好ましく、30~70モル%がより好ましく、40~60モル%が特に好ましい。フルオロオレフィン単位の割合が前記下限値以上であれば、塗膜の耐候性がさらに優れる。フルオロオレフィン単位の割合が90モル%以下であれば、フッ素樹脂(A)が非結晶性になりやすく、密着性、平滑性に優れる塗膜が形成できる。
反応性基を有するフッ素樹脂(A)中のフッ素原子を有しないかつ反応性基を有する単位の割合は、フッ素樹脂(A)中の全単位(100モル%)のうち、0.5~20モル%が好ましく、1~15モル%が特に好ましい。前記割合が前記下限値以上であれば、塗膜中の樹脂(B)の層との間の密着性に優れる。前記割合が前記上限値以下であれば、塗膜の耐擦り傷性が優れる。
反応性基を有するフッ素樹脂(A)中のフッ素原子も反応性基も有しない単位の割合は、フッ素樹脂(A)中の全単位(100モル%)のうち、9.5~70モル%が好ましく、20~60モル%がより好ましく、30~50モル%が特に好ましい。前記割合が前記下限値以上であれば、フッ素樹脂(A)のガラス転移温度が適切で、粉体塗料を製造しやすい。前記割合が前記上限値以下であれば、塗膜中の樹脂(B)の層との間の密着性に優れる。
反応性基を有するフッ素樹脂(A)中のフッ素原子を有しないかつ反応性基を有する単位の割合は、フッ素樹脂(A)中の全単位(100モル%)のうち、0.5~20モル%が好ましく、1~15モル%が特に好ましい。前記割合が前記下限値以上であれば、塗膜中の樹脂(B)の層との間の密着性に優れる。前記割合が前記上限値以下であれば、塗膜の耐擦り傷性が優れる。
反応性基を有するフッ素樹脂(A)中のフッ素原子も反応性基も有しない単位の割合は、フッ素樹脂(A)中の全単位(100モル%)のうち、9.5~70モル%が好ましく、20~60モル%がより好ましく、30~50モル%が特に好ましい。前記割合が前記下限値以上であれば、フッ素樹脂(A)のガラス転移温度が適切で、粉体塗料を製造しやすい。前記割合が前記上限値以下であれば、塗膜中の樹脂(B)の層との間の密着性に優れる。
反応性基を有するフッ素樹脂(A)の数平均分子量は、3,000~50,000が好ましく、5,000~30,000がより好ましい。フッ素樹脂(A)の数平均分子量が前記下限値以上であれば、塗膜の耐水性、耐塩水性に優れる。フッ素樹脂(A)の数平均分子量が前記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性に優れる。
本発明におけるフッ素樹脂(A)の融点は、300℃以下が好ましく、200℃以下がより好ましく、180℃以下が特に好ましい。フッ素樹脂(A)の融点が前記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性に優れる。フッ素樹脂(A)の融点は、60℃以上が好ましく、70℃以上がより好ましく、80℃以上がさらに好ましい。
本発明におけるフッ素樹脂(A)のガラス転移温度は、40~150℃が好ましく、45~120℃がより好ましく、50~100℃が特に好ましい。フッ素樹脂(A)のガラス転移温度が前記下限値以上であれば、粉体塗料を製造しやすい。フッ素樹脂(A)のガラス転移温度が前記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性が優れる。
(フッ素含有量)
フッ素樹脂(A)のフッ素含有量は、10質量%以上であり、15質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、25質量%以上がさらに好ましい。また、該フッ素含有量は、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましい。フッ素樹脂(A)のフッ素含有量が前記下限値以上であれば、塗膜の耐候性が優れる。フッ素樹脂(A)のフッ素含有量が前記上限値以下であれば、塗膜の肌平滑性が優れる。
したがって、フッ素樹脂(A)のフッ素含有量は、10~80質量%が好ましく、15~80質量%がより好ましく、20~70質量%がさらに好ましく、30~70質量%が特に好ましい。
フッ素含有量は、通常は、フルオロオレフィン単位の割合に関係する。ただし一旦フッ素樹脂を製造してからポリマー反応によりこの含有量を増減させることもできる。
フッ素樹脂(A)中のフッ素含有量は、核磁気共鳴(NMR)分析により測定できる。
フッ素樹脂(A)のフッ素含有量は、10質量%以上であり、15質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、25質量%以上がさらに好ましい。また、該フッ素含有量は、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましい。フッ素樹脂(A)のフッ素含有量が前記下限値以上であれば、塗膜の耐候性が優れる。フッ素樹脂(A)のフッ素含有量が前記上限値以下であれば、塗膜の肌平滑性が優れる。
したがって、フッ素樹脂(A)のフッ素含有量は、10~80質量%が好ましく、15~80質量%がより好ましく、20~70質量%がさらに好ましく、30~70質量%が特に好ましい。
フッ素含有量は、通常は、フルオロオレフィン単位の割合に関係する。ただし一旦フッ素樹脂を製造してからポリマー反応によりこの含有量を増減させることもできる。
フッ素樹脂(A)中のフッ素含有量は、核磁気共鳴(NMR)分析により測定できる。
(フッ素樹脂のSP値)
フッ素樹脂(A)のSP値としては、16.0~20.0(J/cm3)1/2が好ましく、16.5~19.5(J/cm3)1/2がより好ましく、17.0~19.0(J/cm3)1/2が特に好ましい。
フッ素樹脂(A)のSP値としては、16.0~20.0(J/cm3)1/2が好ましく、16.5~19.5(J/cm3)1/2がより好ましく、17.0~19.0(J/cm3)1/2が特に好ましい。
フッ素樹脂(A)としては、粉体塗料として使用できるフッ素樹脂であれば、適宜用いることができる。具体的には、ルミフロン710、710F(商品名、旭硝子社製)、ゼッフル(商品名、ダイキン工業社製)、カイナー(商品名、アルケマ社製)、ZB-F1000(商品名、大連振邦社製)、エターフロン(商品名、エターナル社製)、DS203(商品名、東岳神舟社製)が挙げられる。
<樹脂(B)>
樹脂(B)は、フッ素樹脂(A)よりもSP値が大きい樹脂である。
フッ素樹脂(A)のSP値(以下、「SP値(A)」とも記す。)と樹脂(B)のSP値(以下、「SP値(B)」とも記す。)との差(SP値(B)-SP値(A))は、0.4(J/cm3)1/2以上であり、0.4~16(J/cm3)1/2が好ましく、0.8~14(J/cm3)1/2がより好ましく、1.0~14(J/cm3)1/2がさらに好ましく、1.2~12(J/cm3)1/2が特に好ましく、2.0~12(J/cm3)1/2が最も好ましい。
SP値の差が前記下限値以上であれば、基材上に溶融膜を形成した際に、溶融したフッ素樹脂(A)と、溶融した樹脂(B)とが層分離しやすい。この層分離が生じることにより、基材側には樹脂(B)の層が、空気側にはフッ素樹脂(A)の層が配置される。また、これらの層の界面に顔料(C)が偏在しやすく、顔料(C)の鱗片状粒子が基材に対して平行に配列しやすい。そのため、1コートで、基材側から、層(B)と層(C)と層(A)とがこの順に積層した3層構成の塗膜が得られやすい。
SP値の差が前記上限値以下であれば、塗膜中の層(A)と層(B)との間の密着性に優れる。
樹脂(B)のSP値としては、18.0~30.0(J/cm3)1/2が好ましく、18.5~29.5(J/cm3)1/2がより好ましく、19.0~29.0(J/cm3)1/2が特に好ましい。
なお、フッ素樹脂(A)が2種以上のフッ素樹脂を含む場合、前記の差(SP値(B)-SP値(A))は、前記2種以上のフッ素樹脂のSP値のうち、最も大きいSP値をSP値(A)として求めるものとする。
樹脂(B)が2種以上の樹脂を含む場合、該2種以上の樹脂それぞれのSP値とSP値(A)との差が0.4(J/cm3)1/2以上である。
樹脂(B)は、フッ素樹脂(A)よりもSP値が大きい樹脂である。
フッ素樹脂(A)のSP値(以下、「SP値(A)」とも記す。)と樹脂(B)のSP値(以下、「SP値(B)」とも記す。)との差(SP値(B)-SP値(A))は、0.4(J/cm3)1/2以上であり、0.4~16(J/cm3)1/2が好ましく、0.8~14(J/cm3)1/2がより好ましく、1.0~14(J/cm3)1/2がさらに好ましく、1.2~12(J/cm3)1/2が特に好ましく、2.0~12(J/cm3)1/2が最も好ましい。
SP値の差が前記下限値以上であれば、基材上に溶融膜を形成した際に、溶融したフッ素樹脂(A)と、溶融した樹脂(B)とが層分離しやすい。この層分離が生じることにより、基材側には樹脂(B)の層が、空気側にはフッ素樹脂(A)の層が配置される。また、これらの層の界面に顔料(C)が偏在しやすく、顔料(C)の鱗片状粒子が基材に対して平行に配列しやすい。そのため、1コートで、基材側から、層(B)と層(C)と層(A)とがこの順に積層した3層構成の塗膜が得られやすい。
SP値の差が前記上限値以下であれば、塗膜中の層(A)と層(B)との間の密着性に優れる。
樹脂(B)のSP値としては、18.0~30.0(J/cm3)1/2が好ましく、18.5~29.5(J/cm3)1/2がより好ましく、19.0~29.0(J/cm3)1/2が特に好ましい。
なお、フッ素樹脂(A)が2種以上のフッ素樹脂を含む場合、前記の差(SP値(B)-SP値(A))は、前記2種以上のフッ素樹脂のSP値のうち、最も大きいSP値をSP値(A)として求めるものとする。
樹脂(B)が2種以上の樹脂を含む場合、該2種以上の樹脂それぞれのSP値とSP値(A)との差が0.4(J/cm3)1/2以上である。
樹脂(B)としては、非フッ素樹脂、フッ素含有量が10質量%未満のフッ素樹脂が挙げられる。フッ素樹脂(A)と樹脂(B)との間のフッ素含有量の差が大きいほど、それらの間のSP値の差が大きくなる傾向がある。そのため、樹脂(B)としては、非フッ素樹脂、またはフッ素含有量が5質量%以下のフッ素樹脂が好ましく、非フッ素樹脂が特に好ましい。
樹脂(B)としてのフッ素樹脂としては、フッ素含有量が10質量%未満であること以外はフッ素樹脂(A)と同様であってよく、公知のフッ素樹脂のなかから、フッ素樹脂(A)とのSP値の差に応じて適宜選択してもよい。
非フッ素樹脂としては、たとえば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。粉体塗料の溶融、硬化過程においてフッ素樹脂(A)と相溶することなく層分離しやすい点で、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂およびエポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。中でも、基材への密着性に優れる点、その非フッ素樹脂により形成される層にフッ素樹脂(A)が混入しにくい点から、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂が好ましく、ポリエステル樹脂が特に好ましい。
フッ素樹脂(A)としてPVDFを用いる場合、塗膜中の層(A)と層(B)との間の密着性に優れる点から、非フッ素樹脂としては、アクリル樹脂を含むことが好ましい。
フッ素樹脂(A)としてPVDFを用いる場合、塗膜中の層(A)と層(B)との間の密着性に優れる点から、非フッ素樹脂としては、アクリル樹脂を含むことが好ましい。
(ポリエステル樹脂)
ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸単位と、多価アルコール単位とを有する重合体であり、多価カルボン酸単位と多価アルコール単位とはエステル結合で連結している。ポリエステル樹脂は、必要に応じて、これら2種の単位以外の単位(たとえば、ヒドロキシモノカルボン酸単位等)を有していてもよい。ポリエステル樹脂は、重合鎖の末端に少なくともカルボキシ基または水酸基のいずれかを有する。
ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸単位と、多価アルコール単位とを有する重合体であり、多価カルボン酸単位と多価アルコール単位とはエステル結合で連結している。ポリエステル樹脂は、必要に応じて、これら2種の単位以外の単位(たとえば、ヒドロキシモノカルボン酸単位等)を有していてもよい。ポリエステル樹脂は、重合鎖の末端に少なくともカルボキシ基または水酸基のいずれかを有する。
多価カルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、フタル酸無水物等が挙げられ、硬化膜が耐候性に優れる点から、イソフタル酸が好ましい。
多価アルコールとしては、基材との密着性および硬化膜の柔軟性に優れる点から、脂肪族多価アルコール、または脂環族多価アルコールが好ましく、脂肪族多価アルコールがより好ましい。
多価アルコールとしては、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、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、スピログリコール、1,10-デカンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールとしては、ネオペンチルグリコール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、トリメチロールプロパン等が好ましく、入手容易の点で、ネオペンチルグリコール、またはトリメチロールプロパンが特に好ましい。
多価アルコールとしては、基材との密着性および硬化膜の柔軟性に優れる点から、脂肪族多価アルコール、または脂環族多価アルコールが好ましく、脂肪族多価アルコールがより好ましい。
多価アルコールとしては、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、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、スピログリコール、1,10-デカンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールとしては、ネオペンチルグリコール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、トリメチロールプロパン等が好ましく、入手容易の点で、ネオペンチルグリコール、またはトリメチロールプロパンが特に好ましい。
ポリエステル樹脂の数平均分子量は、溶融膜の溶融粘度を適度に低くできる点から、5,000以下が好ましい。ポリエステル樹脂の質量平均分子量は、溶融膜の溶融粘度を適度に低くできる点から、2,000~20,000が好ましく、2,000~10,000が特に好ましい。
ポリエステル樹脂としては、数平均分子量が5,000以下であり、かつ質量平均分子量が2,000~20,000であるものが好ましく、数平均分子量が5,000以下であり、かつ質量平均分子量が2,000~10,000であるものが特に好ましい。
ポリエステル樹脂としては、数平均分子量が5,000以下であり、かつ質量平均分子量が2,000~20,000であるものが好ましく、数平均分子量が5,000以下であり、かつ質量平均分子量が2,000~10,000であるものが特に好ましい。
ポリエステル樹脂の市販品としては、ダイセル・オルネクス社製の「CRYLCOAT(登録商標) 4642-3」、「CRYLCOAT(登録商標) 4890-0」、日本ユピカ社製の「ユピカコート(登録商標) GV-110」、「ユピカコート(登録商標) GV-250」、「ユピカコート(登録商標) GV-740」、「ユピカコート(登録商標) GV-175」、DSM社製の「Uralac (登録商標)1680」等が挙げられる。
(アクリル樹脂)
アクリル樹脂は、(メタ)アクリレートに由来する単位を有する重合体である。
アクリル樹脂としては、カルボキシ基、水酸基、スルホ基等の反応性基を有するものが好ましい。該アクリル樹脂は、他の顔料の分散性を向上させる。
アクリル樹脂は、(メタ)アクリレートに由来する単位を有する重合体である。
アクリル樹脂としては、カルボキシ基、水酸基、スルホ基等の反応性基を有するものが好ましい。該アクリル樹脂は、他の顔料の分散性を向上させる。
アクリル樹脂のガラス転移温度は、30~60℃が好ましい。ガラス転移温度が前記下限値以上であれば、塗膜がブロッキングしにくい。アクリル樹脂のガラス転移温度が前記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性がさらに優れる。
アクリル樹脂の数平均分子量は、5,000~10万が好ましく、3万~10万が特に好ましい。アクリル樹脂の数平均分子量が前記下限値以上であれば、塗膜がブロッキングしにくい。アクリル樹脂の数平均分子量が前記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性が優れる。
アクリル樹脂の質量平均分子量は、6,000~15万が好ましく、1万~15万がより好ましく、1.5万~15万が特に好ましい。アクリル樹脂の質量平均分子量が前記下限値以上であれば、塗膜がブロッキングしにくい。アクリル樹脂の質量平均分子量が前記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性が優れる。
アクリル樹脂がカルボキシ基を有する場合、アクリル樹脂の酸価は、150~400mgKOH/gが好ましい。アクリル樹脂の酸価が前記下限値以上であれば、他の顔料(F)の分散性向上効果がある。アクリル樹脂の酸価が前記上限値以下であれば、塗膜が耐湿性に優れる。
アクリル樹脂は、たとえば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等の(メタ)アクリル酸エステルを公知のラジカル重合等で重合する方法により得られる。
アクリル樹脂の市販品としては、DIC社製の「ファインディック(登録商標) A-249」、「ファインディック(登録商標) A-251」、「ファインディック(登録商標) A-266」、三井化学社製の「アルマテックス(登録商標) PD6200」、「アルマテックス(登録商標) PD7310」、三洋化成工業社製の「サンペックス
PA-55」等が挙げられる。
アクリル樹脂の市販品としては、DIC社製の「ファインディック(登録商標) A-249」、「ファインディック(登録商標) A-251」、「ファインディック(登録商標) A-266」、三井化学社製の「アルマテックス(登録商標) PD6200」、「アルマテックス(登録商標) PD7310」、三洋化成工業社製の「サンペックス
PA-55」等が挙げられる。
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂は、分子内にエポキシ基を2つ以上有する化合物である。エポキシ樹脂は、エポキシ基以外の反応性基をさらに有してもよい。
エポキシ樹脂としては、たとえば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられる。
エポキシ樹脂の市販品としては、三菱化学社製の「エピコート(登録商標) 1001」、「エピコート(登録商標) 1002」、「エピコート(登録商標) 4004P」、DIC社製の「エピクロン(登録商標) 1050」、「エピクロン(登録商標) 3050」、新日鉄住金化学社製の「エポトート(登録商標) YD-012」、「エポトート(登録商標) YD-014」、ナガセケムテックス社製の「デナコール(登録商標) EX-711」、ダイセル社製の「EHPE3150」等が挙げられる。
エポキシ樹脂は、分子内にエポキシ基を2つ以上有する化合物である。エポキシ樹脂は、エポキシ基以外の反応性基をさらに有してもよい。
エポキシ樹脂としては、たとえば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられる。
エポキシ樹脂の市販品としては、三菱化学社製の「エピコート(登録商標) 1001」、「エピコート(登録商標) 1002」、「エピコート(登録商標) 4004P」、DIC社製の「エピクロン(登録商標) 1050」、「エピクロン(登録商標) 3050」、新日鉄住金化学社製の「エポトート(登録商標) YD-012」、「エポトート(登録商標) YD-014」、ナガセケムテックス社製の「デナコール(登録商標) EX-711」、ダイセル社製の「EHPE3150」等が挙げられる。
(ウレタン樹脂)
ウレタン樹脂としては、ポリオール(アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等)と、イソシアナート化合物とを反応させて得られた、固体状の水酸基末端プレポリマーやイソシアナート基末端プレポリマーが挙げられる。これらプレポリマーは硬化剤と組み合わせて使用される。水酸基末端プレポリマーの代わりに固体のポリオール(アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール)を用い、イソシアナート基やブロックイソシアナート基を有する固体状硬化剤を組合わせて用いることも好ましい。
ウレタン樹脂としては、ポリオール(アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等)と、イソシアナート化合物とを反応させて得られた、固体状の水酸基末端プレポリマーやイソシアナート基末端プレポリマーが挙げられる。これらプレポリマーは硬化剤と組み合わせて使用される。水酸基末端プレポリマーの代わりに固体のポリオール(アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール)を用い、イソシアナート基やブロックイソシアナート基を有する固体状硬化剤を組合わせて用いることも好ましい。
<顔料(C)>
メタリック顔料は、金属的質感を与える顔料であり、顔料(C)は被覆物質で被覆されたメタリック顔料からなる。メタリック顔料の粒子は、鱗片状金属粒子や金属表面を有する鱗片状非金属粒子からなる。金属表面を有する鱗片状非金属粒子としては、金属メッキされたマイカ粒子やガラスフレーク粒子等が挙げられる。顔料(C)としては、被覆物質で被覆された、鱗片状金属粒子からなることが好ましい。鱗片状金属粒子としては、鱗片状の、アルミニウム粒子、ニッケル粒子、ステンレス粒子、銅粒子、ブロンズ粒子、金粒子、銀粒子等が挙げられる。特に、鱗片状アルミニウム粒子が好ましい。
顔料(C)の鱗片状粒子は、被覆物質で被覆されていることで、塗膜となった際の配向のしやすさ、樹脂を含む粉体粒子からなる粉体との混合のしやすさ等が優れる。
メタリック顔料は、金属的質感を与える顔料であり、顔料(C)は被覆物質で被覆されたメタリック顔料からなる。メタリック顔料の粒子は、鱗片状金属粒子や金属表面を有する鱗片状非金属粒子からなる。金属表面を有する鱗片状非金属粒子としては、金属メッキされたマイカ粒子やガラスフレーク粒子等が挙げられる。顔料(C)としては、被覆物質で被覆された、鱗片状金属粒子からなることが好ましい。鱗片状金属粒子としては、鱗片状の、アルミニウム粒子、ニッケル粒子、ステンレス粒子、銅粒子、ブロンズ粒子、金粒子、銀粒子等が挙げられる。特に、鱗片状アルミニウム粒子が好ましい。
顔料(C)の鱗片状粒子は、被覆物質で被覆されていることで、塗膜となった際の配向のしやすさ、樹脂を含む粉体粒子からなる粉体との混合のしやすさ等が優れる。
被覆物質としては、樹脂、脂肪族化合物、芳香族化合物およびシラン化合物からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
樹脂としては、リン酸基含有樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂等が挙げられる。脂肪族化合物としては、脂肪酸、脂肪族アミン等が挙げられる。脂肪酸としては、炭素数4~18の長鎖脂肪酸が好ましく、たとえばオレイン酸が挙げられる。芳香族化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、ジビニルベンゼンモノオキシド、アリルベンゼン、ジアリルベンゼン等が挙げられる。シラン化合物としては、シランカップリング剤等が挙げられる。これらの中でも、アクリル樹脂が好ましい。
被覆物質による被覆方法としては、樹脂等によるコーティング処理、長鎖脂肪酸やシランカップリング剤による表面処理等が挙げられる。
鱗片状粒子が表面に有する被覆は単層でも複層でもよい。
樹脂としては、リン酸基含有樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂等が挙げられる。脂肪族化合物としては、脂肪酸、脂肪族アミン等が挙げられる。脂肪酸としては、炭素数4~18の長鎖脂肪酸が好ましく、たとえばオレイン酸が挙げられる。芳香族化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、ジビニルベンゼンモノオキシド、アリルベンゼン、ジアリルベンゼン等が挙げられる。シラン化合物としては、シランカップリング剤等が挙げられる。これらの中でも、アクリル樹脂が好ましい。
被覆物質による被覆方法としては、樹脂等によるコーティング処理、長鎖脂肪酸やシランカップリング剤による表面処理等が挙げられる。
鱗片状粒子が表面に有する被覆は単層でも複層でもよい。
顔料(C)の表面の被覆物質(被覆が複層の場合は最外層の被覆物質)のSP値は、SP値(A)を超え、かつ、SP値(B)未満である。
被覆物質のSP値が前記の範囲内であることにより、本発明の粉体塗料を塗装したときに、1コートで、基材側から、層(B)と層(C)と層(A)とがこの順に積層した3層構成の塗膜が得られると考えられる。
被覆物質のSP値が前記の範囲内であることにより、本発明の粉体塗料を塗装したときに、1コートで、基材側から、層(B)と層(C)と層(A)とがこの順に積層した3層構成の塗膜が得られると考えられる。
基材上に溶融膜を形成すると、溶融したフッ素樹脂(A)と、溶融した樹脂(B)とが層分離した場合、該溶融膜中に液-液界面が形成される。このとき、SP値が、SP値(A)を超え、かつ、SP値(B)未満である被覆物質で被覆されている顔料(C)は、液-液界面へ移動する。元々原子が持つ特性としてフッ素原子は電気陰性度が高く、メタリック顔料の金属原子は陽イオンを持つ。そのため、液-液界面へ移動した顔料(C)は、フッ素樹脂(A)の層の表面に吸着し、吸着平衡状態になる。そのため、1コートで上記のような3層構成の塗膜が得られると考えられる。
被覆物質のSP値がSP値(A)やSP値(B)と近い場合には層分離や配向が不十分となる場合があるため、被覆物質のSP値は、SP値(A)よりも0.2(J/cm3)1/2以上大きいことが好ましく、0.4(J/cm3)1/2以上大きいことがより好ましく、0.6(J/cm3)1/2以上大きいことが特に好ましい。また、SP値(B)よりも0.2(J/cm3)1/2以上小さいことが好ましく、0.4(J/cm3)1/2以上小さいことがより好ましく、0.6(J/cm3)1/2以上小さいことが特に好ましい。被覆物質のSP値と、SP値(A)またはSP値(B)との差が大きいほど、顔料(C)が、層(B)と層(A)との界面に配向しやすい。
フッ素樹脂(A)が2種以上のフッ素樹脂を含む場合は、該2種以上のフッ素樹脂のSP値のうち最も大きいSP値をSP値(A)とし、樹脂(B)が2種以上の樹脂を含む場合は、該2種以上の樹脂のSP値のうち最も小さいSP値をSP値(B)として、被覆物質のSP値が設定される。また、被覆物質が複層構造となっている場合には、最外層の被覆物質のSPが本発明のSP値の範囲であればよい。
フッ素樹脂(A)が2種以上のフッ素樹脂を含む場合は、該2種以上のフッ素樹脂のSP値のうち最も大きいSP値をSP値(A)とし、樹脂(B)が2種以上の樹脂を含む場合は、該2種以上の樹脂のSP値のうち最も小さいSP値をSP値(B)として、被覆物質のSP値が設定される。また、被覆物質が複層構造となっている場合には、最外層の被覆物質のSPが本発明のSP値の範囲であればよい。
顔料(C)の鱗片状粒子は、液-液界面により配向しやすい鱗片状粒子の平均アスペクト比は、10~300が好ましく、50~200がより好ましい。
「アスペクト比」は、粒子の厚さに対する最長長さの比(最長長さ/厚さ)を意味し、「平均アスペクト比」は、無作為に選択された50個の粒子のアスペクト比の平均値である。粒子の厚さは原子間力顕微鏡(以下、AFMとも記す。)によって測定され、最長長さは、透過型電子顕微鏡(以下、TEMとも記す。)によって測定される。
「アスペクト比」は、粒子の厚さに対する最長長さの比(最長長さ/厚さ)を意味し、「平均アスペクト比」は、無作為に選択された50個の粒子のアスペクト比の平均値である。粒子の厚さは原子間力顕微鏡(以下、AFMとも記す。)によって測定され、最長長さは、透過型電子顕微鏡(以下、TEMとも記す。)によって測定される。
顔料(C)の鱗片状粒子の平均粒子径は、50%平均体積粒度分布で5~50μmが好ましく、8~45μmがより好ましい。鱗片状粒子の平均粒子径が前記下限値以上であれば、塗膜の下地隠蔽性に優れる。鱗片状粒子の平均粒子径が前記上限値以下であれば、塗膜の光輝性に優れる。
顔料(C)としては、市販のメタリック顔料のなかから、フッ素樹脂(A)、樹脂(B)それぞれのSP値に応じて適宜選択できる。公知の方法により製造したメタリック顔料を用いてもよい。メタリック顔料の市販品としては、商品名「PCU1000」、「PCU2000」、「PCA9155」、「PCR901」、「PCF7620A」、(以上、エカルト社製)「PCF7601A」、「PCF7130A」「0100M」、「7620NS」、「メタックス ネオ NME0205T」(以上、東洋アルミニウム社製)等が挙げられる。
<硬化剤>
硬化剤は、フッ素樹脂(A)および樹脂(B)のいずれか一方または両方が反応性基(水酸基、カルボキシ基等)を有する場合に粉体塗料に含まれ、加熱によって前記反応性基と反応し得るものである。前記反応性基と硬化剤とが反応することで、フッ素樹脂(A)および樹脂(B)のいずれか一方または両方が架橋または高分子量化によって硬化する。硬化剤として、常温で前記反応性基に反応しやすいもの(たとえばイソシアナート基を有する硬化剤)は好ましくない。
硬化剤は、典型的には、加熱によって、フッ素樹脂(A)および樹脂(B)のいずれか一方または両方が有する反応性基に反応し得る官能基(以下、「加熱反応性基」とも記す。)を2個以上有する化合物である。加熱反応性基としては、ブロック化イソシアナート基が好ましい。ブロック化イソシアナート基は、粉体塗料が加熱溶融された際にブロック剤が脱離してイソシアナート基となり、該イソシアナート基が反応性基として作用する。
硬化剤は、フッ素樹脂(A)および樹脂(B)のいずれか一方または両方が反応性基(水酸基、カルボキシ基等)を有する場合に粉体塗料に含まれ、加熱によって前記反応性基と反応し得るものである。前記反応性基と硬化剤とが反応することで、フッ素樹脂(A)および樹脂(B)のいずれか一方または両方が架橋または高分子量化によって硬化する。硬化剤として、常温で前記反応性基に反応しやすいもの(たとえばイソシアナート基を有する硬化剤)は好ましくない。
硬化剤は、典型的には、加熱によって、フッ素樹脂(A)および樹脂(B)のいずれか一方または両方が有する反応性基に反応し得る官能基(以下、「加熱反応性基」とも記す。)を2個以上有する化合物である。加熱反応性基としては、ブロック化イソシアナート基が好ましい。ブロック化イソシアナート基は、粉体塗料が加熱溶融された際にブロック剤が脱離してイソシアナート基となり、該イソシアナート基が反応性基として作用する。
硬化剤の軟化温度は、10~120℃が好ましく、40~100℃が特に好ましい。軟化温度が前記下限値以上であれば、粉体塗料が室温で硬化しにくく、粒状の塊ができにくい。軟化温度が前記上限値以下であれば、硬化剤を含む樹脂を溶融混練して粉体を製造する際、硬化剤を粉体中に均質に分散させやすく、得られる粉体塗膜の表面平滑性、強度および耐湿性等に優れる。
硬化剤としては、公知の化合物を用いることができ、たとえば、ブロック化イソシアナート系硬化剤、アミン系硬化剤(メラミン樹脂、グアナミン樹脂、スルホアミド樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂等)、β-ヒドロキシアルキルアミド系硬化剤、トリグリシジルイソシアヌレート系硬化剤が挙げられる。
フッ素樹脂(A)および樹脂(B)のいずれか一方または両方が反応性基として水酸基を有する場合(たとえばフッ素樹脂(A)がフッ素樹脂(A1)である場合)、硬化剤としては、基材との密着性、塗装後の製品の加工性、粉体塗膜の耐水性に優れる点から、ブロック化イソシアナート系硬化剤が好ましい。
フッ素樹脂(A)および樹脂(B)のいずれか一方または両方が反応性基としてカルボキシ基を有する場合(たとえばフッ素樹脂(A)がフッ素樹脂(A2)である場合)、硬化剤としては、β-ヒドロキシアルキルアミド系硬化剤、トリグリシジルイソシアヌレート系硬化剤が好ましい。
硬化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
フッ素樹脂(A)および樹脂(B)のいずれか一方または両方が反応性基として水酸基を有する場合(たとえばフッ素樹脂(A)がフッ素樹脂(A1)である場合)、硬化剤としては、基材との密着性、塗装後の製品の加工性、粉体塗膜の耐水性に優れる点から、ブロック化イソシアナート系硬化剤が好ましい。
フッ素樹脂(A)および樹脂(B)のいずれか一方または両方が反応性基としてカルボキシ基を有する場合(たとえばフッ素樹脂(A)がフッ素樹脂(A2)である場合)、硬化剤としては、β-ヒドロキシアルキルアミド系硬化剤、トリグリシジルイソシアヌレート系硬化剤が好ましい。
硬化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ブロック化イソシアナート系硬化剤としては、室温で固体のものが好ましい。
ブロック化イソシアナート系硬化剤としては、脂肪族、芳香族または芳香脂肪族のジイソシアナートと、活性水素を有する低分子化合物とを反応させて得たポリイソシアナートを、ブロック剤と反応させ、マスキングすることによって製造したものが好ましい。
ブロック化イソシアナート系硬化剤としては、脂肪族、芳香族または芳香脂肪族のジイソシアナートと、活性水素を有する低分子化合物とを反応させて得たポリイソシアナートを、ブロック剤と反応させ、マスキングすることによって製造したものが好ましい。
ジイソシアナートとしては、トリレンジイソシアナート、4,4’-ジフェニルメタンイソシアナート、キシリレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアナート)、メチルシクロヘキサンジイソシアナート、ビス(イソシアナートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアナート、ダイマー酸ジイソシアナート、リジンジイソシアナート等が挙げられる。
活性水素を有する低分子化合物としては、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ソルビトール、エチレンジアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソシアヌレート、ウレチジオン、水酸基を含有する低分子量ポリエステル、ポリカプロラクトン等が挙げられる。
ブロック剤としては、アルコール類(メタノール、エタノール、ベンジルアルコール等)、フェノール類(フェノール、クレゾーン等)、ラクタム類(カプロラクタム、ブチロラクタム等)、オキシム類(シクロヘキサノン、オキシム、メチルエチルケトオキシム等)が挙げられる。
<硬化触媒>
硬化触媒は、硬化反応を促進し、塗膜に良好な化学性能および物理性能を付与するものである。
ブロック化イソシアナート系硬化剤を用いる場合、硬化触媒としては、スズ触媒(オクチル酸スズ、トリブチルスズラウレート、ジブチルスズジラウレート等)が好ましい。
硬化触媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
硬化触媒は、硬化反応を促進し、塗膜に良好な化学性能および物理性能を付与するものである。
ブロック化イソシアナート系硬化剤を用いる場合、硬化触媒としては、スズ触媒(オクチル酸スズ、トリブチルスズラウレート、ジブチルスズジラウレート等)が好ましい。
硬化触媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<他の顔料>
他の顔料としては、顔料(C)以外の光輝顔料、防錆顔料、着色顔料、体質顔料等が挙げられる。
他の顔料としては、顔料(C)以外の光輝顔料、防錆顔料、着色顔料、体質顔料等が挙げられる。
光輝顔料は、塗膜を光輝かせるための顔料である。顔料(C)以外の光輝顔料としては、雲母粉、グラファイト粉、ガラスフレーク、鱗片状酸化鉄粉等が挙げられる。
防錆顔料は、防錆性が必要な基材に対して、基材の腐食や変質を防止するための顔料である。防錆顔料としては、環境への負荷が少ない無鉛防錆顔料が好ましい。無鉛防錆顔料としては、シアナミド亜鉛、酸化亜鉛、リン酸亜鉛、リン酸カルシウムマグネシウム、モリブデン酸亜鉛、ホウ酸バリウム、シアナミド亜鉛カルシウム等が挙げられる。
着色顔料は、塗膜を着色するための顔料である。着色顔料としては、酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリドン、イソインドリノン、ベンズイミダゾロン、ジオキサジン等が挙げられる。
酸化チタンとしては、光触媒反応が進行しにくくなるような表面処理がなされたものが好ましく、具体的には、シリカ、アルミナ、ジルコニア、セレン、有機成分(ポリオール等)等で表面処理された酸化チタンが好ましく、これらの表面処理によって、酸化チタン含有量が83~90質量%に調整された酸化チタン顔料が特に好ましい。酸化チタン含有量が前記下限値以上であれば、塗膜の白色度に優れる。酸化チタン含有量が前記上限値以下であれば、塗膜が劣化しにくい。
体質顔料は、塗膜の硬度を向上させ、かつ塗膜の厚さを増すための顔料である。建築外装部材等の塗装物品を切断した場合に、塗膜の切断面をきれいにできることからも配合することが好ましい。体質顔料としては、タルク、硫酸バリウム、マイカ、炭酸カルシウム等が挙げられる。
<他の添加剤>
他の添加剤としては、たとえば、紫外線吸収剤(各種の有機系紫外線吸収剤、無機系紫外線吸収剤等)、光安定剤(ヒンダードアミン光安定剤等)、つや消し剤(超微粉合成シリカ等)、界面活性剤(ノニオン系、カチオン系、またはアニオン系)、レベリング剤、表面調整剤(塗膜の表面平滑性を向上させる。)、可塑剤、脱ガス剤(粉体に巻き込まれる空気、硬化剤から出てくるブロック剤、水分等が塗膜内部に留まらないよう、塗膜外へ出す作用がある。なお、通常は、固体だが、溶融すると非常に低粘度になる。)、充填剤、熱安定剤、増粘剤、分散剤、帯電防止剤、防錆剤、シランカップリング剤、防汚剤、低汚染化処理剤等が挙げられる。
他の添加剤としては、たとえば、紫外線吸収剤(各種の有機系紫外線吸収剤、無機系紫外線吸収剤等)、光安定剤(ヒンダードアミン光安定剤等)、つや消し剤(超微粉合成シリカ等)、界面活性剤(ノニオン系、カチオン系、またはアニオン系)、レベリング剤、表面調整剤(塗膜の表面平滑性を向上させる。)、可塑剤、脱ガス剤(粉体に巻き込まれる空気、硬化剤から出てくるブロック剤、水分等が塗膜内部に留まらないよう、塗膜外へ出す作用がある。なお、通常は、固体だが、溶融すると非常に低粘度になる。)、充填剤、熱安定剤、増粘剤、分散剤、帯電防止剤、防錆剤、シランカップリング剤、防汚剤、低汚染化処理剤等が挙げられる。
他の添加剤として結着剤を使用することもできる。結着剤は粉体を処理して粉体粒子の表面に付着させて使用されるものであり、粉体粒子の表面特性を改良するためや複数の粉体粒子を結合しやすくするために使用される。
結着剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤および非イオン性界面活性剤、シランカップリング剤等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤としては、アミン塩、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、芳香族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、α-スルホ脂肪酸エステル、α-オレフィンスルホン酸塩、モノアルキルリン酸エステル塩、アルカンスルホン酸塩等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、アルキルベタイン、アルキルアミノ脂肪酸塩、アルキルアミンオキシド等が挙げられる。
非イオン性界面活性剤としては、例えば、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等の糖エステル系界面活性剤、ポリオキシエチレン樹脂酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエチル等の脂肪酸エステル系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリプロピレングリコール等のエーテル系界面活性剤等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、アミノシラン系シランカップリング剤 、エポキシシラン系シランカップリング剤、ウレイドシラン系シランカップリング剤、イソシアネートシラン系シランカップリング剤等が挙げられる。
結着剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤および非イオン性界面活性剤、シランカップリング剤等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤としては、アミン塩、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、芳香族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、α-スルホ脂肪酸エステル、α-オレフィンスルホン酸塩、モノアルキルリン酸エステル塩、アルカンスルホン酸塩等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、アルキルベタイン、アルキルアミノ脂肪酸塩、アルキルアミンオキシド等が挙げられる。
非イオン性界面活性剤としては、例えば、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等の糖エステル系界面活性剤、ポリオキシエチレン樹脂酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエチル等の脂肪酸エステル系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリプロピレングリコール等のエーテル系界面活性剤等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、アミノシラン系シランカップリング剤 、エポキシシラン系シランカップリング剤、ウレイドシラン系シランカップリング剤、イソシアネートシラン系シランカップリング剤等が挙げられる。
粉体を結着剤で処理する場合、結着剤に溶媒を加えて調製した結着剤溶液を用いることができる。結着剤溶液を用いた場合には、処理後の粉体から加熱等の処理により溶媒を除去することが好ましい。
結着剤液に用いる溶媒は、特に限定されないが、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等のアルカン類、イソペンタン、イソヘキサン、イソヘプタン、イソオクタン等のイソパラフィン類、メタノール、エタノール等のアルコール類、1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロヘキサン、1,1,2,2-テトラフルオロ-1-(2,2,2-トリフルオロエトキシ)エタン等のフッ素系溶媒、オルガノポリシロキサン等のシリコーンオイル等を挙げることができる。特に、フッ素樹脂(A)等や樹脂に対する溶解性の低く、結着剤に対する溶解性が良好であるという観点から、フッ素系溶媒やシリコーンオイルが好ましい。
結着剤液に用いる溶媒は、特に限定されないが、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等のアルカン類、イソペンタン、イソヘキサン、イソヘプタン、イソオクタン等のイソパラフィン類、メタノール、エタノール等のアルコール類、1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロヘキサン、1,1,2,2-テトラフルオロ-1-(2,2,2-トリフルオロエトキシ)エタン等のフッ素系溶媒、オルガノポリシロキサン等のシリコーンオイル等を挙げることができる。特に、フッ素樹脂(A)等や樹脂に対する溶解性の低く、結着剤に対する溶解性が良好であるという観点から、フッ素系溶媒やシリコーンオイルが好ましい。
<粉体塗料の構成成分の組成>
本発明の粉体塗料の全量に対する顔料(C)の含有量は、0.7~23質量%であり、0.7~20質量%が好ましく、1~15質量%が特に好ましい。顔料(C)の含有量が前記範囲の下限値以上であれば、形成される塗膜において、層(C)中に存在する配向した顔料(C)によって層(B)への光の入射が充分に抑制され、層(B)の耐候性が優れる。また、塗膜のメタリック調の色相、隠蔽性も優れる。顔料(C)の含有量が前記範囲の上限値以下であれば、形成される塗膜の表面から顔料(C)が浮き出るブリードアウトを抑制できる。顔料(C)のブリードアウトが抑制されることで、塗膜の耐候性が優れる。
顔料(C)の含有量は、被覆物質を含めた量である。
なお、粉体塗料中の顔料(C)が全て粉体(C)に含まれる場合は、粉体塗料の全量に対する顔料(C)の含有量は、粉体塗料の全量に対する粉体(C)の含有量に等しい。
本発明の粉体塗料の全量に対する顔料(C)の含有量は、0.7~23質量%であり、0.7~20質量%が好ましく、1~15質量%が特に好ましい。顔料(C)の含有量が前記範囲の下限値以上であれば、形成される塗膜において、層(C)中に存在する配向した顔料(C)によって層(B)への光の入射が充分に抑制され、層(B)の耐候性が優れる。また、塗膜のメタリック調の色相、隠蔽性も優れる。顔料(C)の含有量が前記範囲の上限値以下であれば、形成される塗膜の表面から顔料(C)が浮き出るブリードアウトを抑制できる。顔料(C)のブリードアウトが抑制されることで、塗膜の耐候性が優れる。
顔料(C)の含有量は、被覆物質を含めた量である。
なお、粉体塗料中の顔料(C)が全て粉体(C)に含まれる場合は、粉体塗料の全量に対する顔料(C)の含有量は、粉体塗料の全量に対する粉体(C)の含有量に等しい。
本発明の粉体塗料において、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)との質量比(フッ素樹脂(A)/樹脂(B))は、90/10~10/90が好ましく、85/15~15/85がより好ましく、80/20~20/80が特に好ましい。フッ素樹脂(A)の割合が前記下限値以上であれば、塗膜の耐候性が優れる。樹脂(B)の割合が前記下限値以上であれば、粉体塗料のコストを抑えることができる。
フッ素樹脂(A)が反応性基を有するフッ素樹脂であり、粉体塗料がフッ素樹脂(A)を硬化させる硬化剤を含む場合、硬化剤の含有量は、フッ素樹脂(A)の100質量部に対して、1~50質量部が好ましく、3~30質量部が特に好ましい。
フッ素樹脂(A)がフッ素樹脂(A1)であり、硬化剤がブロック化イソシアナート系硬化剤である場合、ブロック化イソシアナート系硬化剤の含有量は、フッ素樹脂(A1)中の水酸基に対するイソシアナート基のモル比が0.05~1.5となる量が好ましく、0.8~1.2となる量が特に好ましい。該モル比が前記下限値以上であれば、粉体塗料の硬化度が高く、塗膜の硬度および耐薬品性等が優れる。該モル比が前記上限値以下であれば、塗膜が脆くなりにくく、しかも、耐熱性、耐薬品性、耐湿性等が優れる。
樹脂(B)が反応性基を有する樹脂であり、粉体塗料が樹脂(B)を硬化させる硬化剤を含む場合、上記と同様に、硬化剤の含有量は、樹脂(B)の100質量部に対して、1~50質量部が好ましく、3~30質量部が特に好ましい。樹脂(B)が水酸基やカルボキシ基を有する樹脂であり、硬化剤がブロック化イソシアナート系硬化剤である場合、樹脂(B)中の水酸基とカルボキシ基の合計量に対するイソシアナート基のモル比もまた上記と同様の理由で0.05~1.5となる量が好ましく、0.8~1.2となる量が特に好ましい。
フッ素樹脂(A)と樹脂(B)がいずれも反応性基を有する樹脂であり、粉体塗料が両樹脂を硬化させる硬化剤を含む場合も同様に、硬化剤の含有量は、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)の合計100質量部に対して、1~50質量部が好ましく、3~30質量部が特に好ましい。ブロック化イソシアナート系硬化剤のモル比もまた同様である。
フッ素樹脂(A)がフッ素樹脂(A1)であり、硬化剤がブロック化イソシアナート系硬化剤である場合、ブロック化イソシアナート系硬化剤の含有量は、フッ素樹脂(A1)中の水酸基に対するイソシアナート基のモル比が0.05~1.5となる量が好ましく、0.8~1.2となる量が特に好ましい。該モル比が前記下限値以上であれば、粉体塗料の硬化度が高く、塗膜の硬度および耐薬品性等が優れる。該モル比が前記上限値以下であれば、塗膜が脆くなりにくく、しかも、耐熱性、耐薬品性、耐湿性等が優れる。
樹脂(B)が反応性基を有する樹脂であり、粉体塗料が樹脂(B)を硬化させる硬化剤を含む場合、上記と同様に、硬化剤の含有量は、樹脂(B)の100質量部に対して、1~50質量部が好ましく、3~30質量部が特に好ましい。樹脂(B)が水酸基やカルボキシ基を有する樹脂であり、硬化剤がブロック化イソシアナート系硬化剤である場合、樹脂(B)中の水酸基とカルボキシ基の合計量に対するイソシアナート基のモル比もまた上記と同様の理由で0.05~1.5となる量が好ましく、0.8~1.2となる量が特に好ましい。
フッ素樹脂(A)と樹脂(B)がいずれも反応性基を有する樹脂であり、粉体塗料が両樹脂を硬化させる硬化剤を含む場合も同様に、硬化剤の含有量は、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)の合計100質量部に対して、1~50質量部が好ましく、3~30質量部が特に好ましい。ブロック化イソシアナート系硬化剤のモル比もまた同様である。
粉体塗料が硬化触媒を含む場合、硬化触媒の含有量は、粉体塗料中の顔料(顔料(C)と他の顔料)以外の成分の合計の100質量部に対して、0.0001~10.0質量部が好ましい。硬化触媒の含有量が前記下限値以上であれば、触媒効果が充分に得られやすい。硬化触媒の含有量が前記上限値以下であれば、粉体塗料の溶融、硬化過程で粉体塗料中に巻き込まれた空気等の気体が抜けやすく、気体が残存することで生じる塗膜の耐熱性、耐候性および耐水性の低下が少ない。
粉体塗料が他の顔料を含む場合、他の顔料の含有量は、粉体塗料中のフッ素樹脂(A)と樹脂(B)の合計100質量部に対して、0.5~50質量部が好ましく、5~40質量部が特に好ましい。他の顔料の含有量が前記上限値以下であれば、塗膜の耐候性、密着性がより優れる。他の顔料の含有量が前記下限値以上であれば、塗膜の隠蔽性がより優れる。
また、粉体塗料が他の添加剤を含む場合、粉体塗料中のフッ素樹脂(A)と樹脂(B)の合計質量に対する他の添加剤(複数種を含む場合はそれらの合計)の含有割合は、30質量%以下が好ましく、20質量%以下が特に好ましい。
また、粉体塗料が他の添加剤を含む場合、粉体塗料中のフッ素樹脂(A)と樹脂(B)の合計質量に対する他の添加剤(複数種を含む場合はそれらの合計)の含有割合は、30質量%以下が好ましく、20質量%以下が特に好ましい。
<粉体塗料を構成する粉体>
前記のように、本発明の粉体塗料を構成する粉体としては、粉体(A)、粉体(B)、粉体(AB)および粉体(C)が挙げられる。本発明の粉体塗料は、場合により、これら粉体以外の粉体を含んでいてもよい。
本発明の粉体塗料に任意に含まれてよい、粉体としては、先に例示した成分の1種以上からなる粉体が挙げられる。具体的には、硬化剤からなる粉体、他の顔料からなる粉体等が挙げられる。粉体塗料におけるこれらの粉体の含有量は、前記粉体塗料における成分の含有量と同等の量であるか、その粉体成分は他の粉体の成分として含まれてもよいことより、それ以下の量であることが好ましい。たとえば、他の顔料は粉体(A)~粉体(C)の粉体粒子とは別の粉体粒子として粉体塗料に含まれていてもよい。
前記のように、本発明の粉体塗料を構成する粉体としては、粉体(A)、粉体(B)、粉体(AB)および粉体(C)が挙げられる。本発明の粉体塗料は、場合により、これら粉体以外の粉体を含んでいてもよい。
本発明の粉体塗料に任意に含まれてよい、粉体としては、先に例示した成分の1種以上からなる粉体が挙げられる。具体的には、硬化剤からなる粉体、他の顔料からなる粉体等が挙げられる。粉体塗料におけるこれらの粉体の含有量は、前記粉体塗料における成分の含有量と同等の量であるか、その粉体成分は他の粉体の成分として含まれてもよいことより、それ以下の量であることが好ましい。たとえば、他の顔料は粉体(A)~粉体(C)の粉体粒子とは別の粉体粒子として粉体塗料に含まれていてもよい。
前記のように、本発明の粉体塗料としては、粉体(A)と粉体(B)と粉体(C)を含む粉体混合物であるか、または粉体(AB)と粉体(C)とを含む粉体混合物であることが好ましい。
粉体(A)中のフッ素樹脂(A)が反応性基を有するフッ素樹脂である場合、粉体(A)の粉体粒子はフッ素樹脂(A)を硬化させる硬化剤や硬化触媒を含むことが好ましい。粉体(B)中の樹脂(B)が反応性基を有する樹脂である場合、粉体(B)の粉体粒子は樹脂(B)を硬化させる硬化剤や硬化触媒を含むことが好ましい。粉体(AB)中のフッ素樹脂(A)と樹脂(B)の少なくとも一方が反応性基を有する樹脂である場合、粉体(AB)の粉体粒子はそれら樹脂を硬化させる硬化剤や硬化触媒を含むことが好ましい。
顔料(C)の一部は粉体(A)、粉体(B)および粉体(AB)の少なくともいずれかの粉体粒子に含まれていてもよいが、それら粉体粒子に含まれない方が好ましい。他の顔料の少なくとも一部は粉体(A)、粉体(B)および粉体(AB)の少なくともいずれかの粉体粒子に含まれていてもよく、また粉体(C)に含まれていてもよい。また、他の顔料は粉体(A)~粉体(C)の粉体粒子とは別の粉体粒子として粉体塗料に含まれていてもよいが、粉体塗料の粉体粒子としては小さすぎる他の顔料の場合は粉体(A)、粉体(B)および粉体(AB)の少なくともいずれかの粉体粒子に含まれていることが好ましい。
他の添加剤は、粉体(A)、粉体(B)および粉体(AB)の少なくともいずれかの粉体粒子に含まれていることが好ましい。
粉体(A)中のフッ素樹脂(A)が反応性基を有するフッ素樹脂である場合、粉体(A)の粉体粒子はフッ素樹脂(A)を硬化させる硬化剤や硬化触媒を含むことが好ましい。粉体(B)中の樹脂(B)が反応性基を有する樹脂である場合、粉体(B)の粉体粒子は樹脂(B)を硬化させる硬化剤や硬化触媒を含むことが好ましい。粉体(AB)中のフッ素樹脂(A)と樹脂(B)の少なくとも一方が反応性基を有する樹脂である場合、粉体(AB)の粉体粒子はそれら樹脂を硬化させる硬化剤や硬化触媒を含むことが好ましい。
顔料(C)の一部は粉体(A)、粉体(B)および粉体(AB)の少なくともいずれかの粉体粒子に含まれていてもよいが、それら粉体粒子に含まれない方が好ましい。他の顔料の少なくとも一部は粉体(A)、粉体(B)および粉体(AB)の少なくともいずれかの粉体粒子に含まれていてもよく、また粉体(C)に含まれていてもよい。また、他の顔料は粉体(A)~粉体(C)の粉体粒子とは別の粉体粒子として粉体塗料に含まれていてもよいが、粉体塗料の粉体粒子としては小さすぎる他の顔料の場合は粉体(A)、粉体(B)および粉体(AB)の少なくともいずれかの粉体粒子に含まれていることが好ましい。
他の添加剤は、粉体(A)、粉体(B)および粉体(AB)の少なくともいずれかの粉体粒子に含まれていることが好ましい。
粉体塗料中、樹脂含有粉体(粉体(A)と粉体(B)、または粉体(AB))と粉体(C)との合計は、粉体塗料の全量(100質量%)に対し、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、50質量%以上がより好ましい。上限は特に限定されず、100質量%であってもよい。
<作用効果>
本発明の粉体塗料にあっては、特定のSP値の関係を有するフッ素樹脂(A)、樹脂(B)、顔料(C)を用いることにより、1コートで、基材側から、層(B)と層(C)と層(A)とに層分離した3層構成の塗膜が得られる。
フッ素樹脂(A)やその硬化物は耐候性に優れており、これを主成分とする層が空気側の最表層に配置されることで、塗膜の耐候性が優れる。また、耐酸性等の耐薬品性にも優れる。
顔料(C)が基材に対して平行に配列していることで、塗膜がメタリック調の色相に優れる。また、塗膜表面にメタリック顔料(C)が露出していないため、酸素、薬品等の影響による顔料(C)の変色が生じにくい。また、他の顔料(酸化チタン等)の配合量を従来よりも少なくしても、または他の顔料を配合しなくても、顔料(C)によって充分な隠蔽性が得られる。他の顔料の含有量が少なければ、塗膜の基材と接する面の多くが樹脂(B)やその硬化物で占められるため、塗膜の基材に対する密着性が優れる。
本発明の粉体塗料にあっては、特定のSP値の関係を有するフッ素樹脂(A)、樹脂(B)、顔料(C)を用いることにより、1コートで、基材側から、層(B)と層(C)と層(A)とに層分離した3層構成の塗膜が得られる。
フッ素樹脂(A)やその硬化物は耐候性に優れており、これを主成分とする層が空気側の最表層に配置されることで、塗膜の耐候性が優れる。また、耐酸性等の耐薬品性にも優れる。
顔料(C)が基材に対して平行に配列していることで、塗膜がメタリック調の色相に優れる。また、塗膜表面にメタリック顔料(C)が露出していないため、酸素、薬品等の影響による顔料(C)の変色が生じにくい。また、他の顔料(酸化チタン等)の配合量を従来よりも少なくしても、または他の顔料を配合しなくても、顔料(C)によって充分な隠蔽性が得られる。他の顔料の含有量が少なければ、塗膜の基材と接する面の多くが樹脂(B)やその硬化物で占められるため、塗膜の基材に対する密着性が優れる。
〔粉体の製造方法〕
本発明における前記各粉体は、前記各粉体の構成成分を混合し粉体化して製造される。樹脂成分を含む粉体は、樹脂成分と他の成分とを溶融混合し、溶融混合物を冷却し、得られた混合物固体を粉体化して製造されることが好ましい。樹脂成分等の溶融する成分を含まない固体状成分からなる粉体は、その固体状成分を粉砕分級化等で粉体塗料の構成粒子として適した大きさや形状に調整して、粉体塗料の原料粉体として適した粉体とすることができる。場合により、市販の粉体をそのまま粉体塗料の原料粉体として使用することもできる。常温で固体ではない成分は樹脂成分を含む粉体に含有させて用いることができる。
粉体(C)としては市販のメタリック顔料粉体をそのまま用いることができ、また、必要に応じ、市販のメタリック顔料粉体を分級して使用することができる。また、複数のメタリック顔料を含む粉体(C)を用いる場合は、市販のメタリック顔料粉体を混合して用いることができる。さらに、被覆物質で被覆されていないメタリック顔料を使用する場合は、その顔料粒子を被覆物質で被覆して顔料(C)とし、得られた顔料(C)の粉体を粉体(C)として使用することができる。
本発明における前記各粉体は、前記各粉体の構成成分を混合し粉体化して製造される。樹脂成分を含む粉体は、樹脂成分と他の成分とを溶融混合し、溶融混合物を冷却し、得られた混合物固体を粉体化して製造されることが好ましい。樹脂成分等の溶融する成分を含まない固体状成分からなる粉体は、その固体状成分を粉砕分級化等で粉体塗料の構成粒子として適した大きさや形状に調整して、粉体塗料の原料粉体として適した粉体とすることができる。場合により、市販の粉体をそのまま粉体塗料の原料粉体として使用することもできる。常温で固体ではない成分は樹脂成分を含む粉体に含有させて用いることができる。
粉体(C)としては市販のメタリック顔料粉体をそのまま用いることができ、また、必要に応じ、市販のメタリック顔料粉体を分級して使用することができる。また、複数のメタリック顔料を含む粉体(C)を用いる場合は、市販のメタリック顔料粉体を混合して用いることができる。さらに、被覆物質で被覆されていないメタリック顔料を使用する場合は、その顔料粒子を被覆物質で被覆して顔料(C)とし、得られた顔料(C)の粉体を粉体(C)として使用することができる。
樹脂成分を含む粉体として、たとえば粉体(A)は、フッ素樹脂(A)を、必要に応じて、硬化剤、硬化触媒等の成分と混合し、その混合物を溶融混練し冷却して固体状混練物とし、固体状混練物を粉砕し、必要に応じ分級して、粉体塗料の構成粒子として適した大きさや形状の粉体粒子からなる粉体(A)を得ることが好ましい。粉体(B)や粉体(AB)も同様にして製造できる。
樹脂成分を含む粉体の製造において、粉体が硬化剤等の反応性成分を含む場合は、溶融混練の際その反応性成分が反応しない条件で溶融混練することが必要である。たとえば、フッ素樹脂(A1)とブロックイソシアナート系硬化剤とを含む粉体(A)を製造する場合は、フッ素樹脂(A1)が溶融する温度かつブロックイソシアナート系硬化剤の脱ブロックが生じない温度で溶融混練を行う。
各成分を混合し混合物を調製した後、該混合物を溶融混練し冷却して固体状混練物とすることにより、各成分が均一化された固体状混練物を得ることができる。
各成分は、あらかじめ粉砕して粉末状にした後に混合することが好ましい。
混合に用いる装置としては、高速ミキサ、V型ミキサ、反転ミキサ等が挙げられる。
溶融混練に用いる装置としては、1軸押出機、2軸押出機、遊星ギア等が挙げられる。
混練物は、冷却後、ペレット等の形状の固体状混練物とすることが好ましい。
固体状混練物の粉砕に用いる装置としては、ピンミル、ハンマーミル、ジェットミル等の粉砕機が挙げられる。
樹脂成分を含む粉体の製造において、粉体が硬化剤等の反応性成分を含む場合は、溶融混練の際その反応性成分が反応しない条件で溶融混練することが必要である。たとえば、フッ素樹脂(A1)とブロックイソシアナート系硬化剤とを含む粉体(A)を製造する場合は、フッ素樹脂(A1)が溶融する温度かつブロックイソシアナート系硬化剤の脱ブロックが生じない温度で溶融混練を行う。
各成分を混合し混合物を調製した後、該混合物を溶融混練し冷却して固体状混練物とすることにより、各成分が均一化された固体状混練物を得ることができる。
各成分は、あらかじめ粉砕して粉末状にした後に混合することが好ましい。
混合に用いる装置としては、高速ミキサ、V型ミキサ、反転ミキサ等が挙げられる。
溶融混練に用いる装置としては、1軸押出機、2軸押出機、遊星ギア等が挙げられる。
混練物は、冷却後、ペレット等の形状の固体状混練物とすることが好ましい。
固体状混練物の粉砕に用いる装置としては、ピンミル、ハンマーミル、ジェットミル等の粉砕機が挙げられる。
粒子径の大きすぎる粉体や粒子径の小さすぎる粉体を除去するために、粉砕後に分級を行うことが好ましい。分級を行う場合、粒子径が10μm未満の粒子および粒子径が100μmを超える粒子の少なくともいずれかを除去することが好ましい。分級後の粒度分布は、20~80μm程度とすることが好ましい。
分級方法としては、ふるい分けによる方法、空気分級法等が挙げられる。
分級方法としては、ふるい分けによる方法、空気分級法等が挙げられる。
粉体(A)、粉体(B)および粉体(AB)の平均粒子径は、たとえば、50%平均体積粒度分布で25~50μmが好ましい。
粉体(C)の平均粒子径の好ましい範囲は、顔料(C)の平均粒子径の好ましい範囲と同様である。
粉体の粒子径の測定は、通常、細孔通過時の電位変化を捉える形式、レーザー回折方式、画像判断形式、沈降速度測定方式等の粒子径測定機を用いて行われる。
粉体(C)の平均粒子径の好ましい範囲は、顔料(C)の平均粒子径の好ましい範囲と同様である。
粉体の粒子径の測定は、通常、細孔通過時の電位変化を捉える形式、レーザー回折方式、画像判断形式、沈降速度測定方式等の粒子径測定機を用いて行われる。
〔粉体塗料の製造方法〕
本発明の粉体塗料は、前記各構成成分の含有量が前記含有量となるように前記各粉体を混合することにより製造できる。粉体混合物とした後、前記のように、粉体混合物を結着剤溶液で処理して本発明の粉体塗料とすることもできる。また、結着剤溶液で処理した粉体を混合して粉体塗料とすることもできる。
本発明の粉体塗料は、粉体(A)、粉体(B)および粉体(C)を混合して得られる粉体塗料、または、粉体(AB)および粉体(C)を混合して得られる粉体塗料であることが好ましい。
混合する方法としては、ドライブレンド法、熱融着によるボンディド法、結着剤液によるボンディド法等が挙げられる。混合に用いられる装置としては、ハイスピードミキサ、ダブルコーンミキサ、ニーダ、ダンプラーミキサ、ミキシングシェーカ、ドラムシェーカ、ロッキングシェーカ等が挙げられる。
本発明の粉体塗料は、前記各構成成分の含有量が前記含有量となるように前記各粉体を混合することにより製造できる。粉体混合物とした後、前記のように、粉体混合物を結着剤溶液で処理して本発明の粉体塗料とすることもできる。また、結着剤溶液で処理した粉体を混合して粉体塗料とすることもできる。
本発明の粉体塗料は、粉体(A)、粉体(B)および粉体(C)を混合して得られる粉体塗料、または、粉体(AB)および粉体(C)を混合して得られる粉体塗料であることが好ましい。
混合する方法としては、ドライブレンド法、熱融着によるボンディド法、結着剤液によるボンディド法等が挙げられる。混合に用いられる装置としては、ハイスピードミキサ、ダブルコーンミキサ、ニーダ、ダンプラーミキサ、ミキシングシェーカ、ドラムシェーカ、ロッキングシェーカ等が挙げられる。
〔塗装物品〕
本発明の塗装物品は、基材の表面に、上述の本発明の粉体塗料から形成された塗膜を有する。
本発明の塗装物品は、基材の表面に、上述の本発明の粉体塗料から形成された塗膜を有する。
基材の材質としては、特に限定されず、無機物、有機物、有機無機複合材等が挙げられる。無機物としては、コンクリート、自然石、ガラス、金属(鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、真鍮、チタン等)等が挙げられる。有機物としては、プラスチック、ゴム、接着剤、木材等が挙げられる。有機無機複合材としては、繊維強化プラスチック、樹脂強化コンクリート、繊維強化コンクリート等が挙げられる。
上記の中でも、金属が好ましく、アルミニウムが特に好ましい。アルミニウム製の基材は、防食性に優れ、軽量で、外装部材等の建築材料用途に優れた性能を有する。
基材の形状、サイズ等は、特に限定はされない。
上記の中でも、金属が好ましく、アルミニウムが特に好ましい。アルミニウム製の基材は、防食性に優れ、軽量で、外装部材等の建築材料用途に優れた性能を有する。
基材の形状、サイズ等は、特に限定はされない。
基材の例としては、コンポジットパネル、カーテンウォール用パネル、カーテンウォール用フレーム、ウィンドウフレーム等の建築用の外装部材、タイヤホイール(アルミホイール)等の自動車部材、建機、自動2輪のフレーム等が挙げられる。
塗膜の表面の水接触角は、1~55度が好ましく、3~50度が特に好ましい。水接触角が前記下限値以上であれば、鳥の糞や虫の死骸に由来する有機酸成分により、塗膜が浸食されにくく、また、塗膜表層へのカビの発生が抑制される(カビの発生は、外観不良につながる)。水接触角が前記上限値以下であれば、耐汚染性に優れる。
塗膜の厚さは、特に制限されないが、20~1,000μmが好ましく、20~500μmがより好ましく、20~300μmがさらに好ましい。アルミニウムカーテンウォール等の高層ビル用の部材等の用途では、20~90μmが好ましい。海岸沿いに設置してあるエアコンの室外機、信号機のポール、標識等の耐候性の要求が高い用途では、100~200μmが好ましい。
〔塗装物品の製造方法〕
本発明の塗装物品は、基材上に前記本発明の粉体塗料の溶融膜を形成し、該溶融膜を冷却して固体の塗膜とすることにより製造できる。前記のように、溶融膜中で層分離が生じて基材側から層(B)、層(C)および層(A)が生じやすい。また、粉体塗料が反応性基を有する樹脂と硬化剤を含む粉体塗料である場合、溶融膜中で樹脂を反応硬化して、その粉体塗料は硬化樹脂を含む塗膜となる。
溶融膜は基材表面に粉体塗料を付着させ、付着した粉体を溶融させて溶融膜とすることができ、粉体塗料が基材に付着する前に溶融させ、溶融した粉体塗料を基材に付着させて溶融膜とすることもできる。
粉体塗料が硬化剤等の反応成分を含む場合、粉体塗料が加熱溶融されるとほぼ同時に、組成物中の反応成分の硬化反応が開始する場合があるため、そのような場合は、粉体塗料の加熱溶融と基材への付着はほぼ同時に行うか、粉体塗料の基材への付着の後に粉体塗料の加熱溶融を行うことが好ましい。
溶融した粉体塗料を基材に付着させる場合は、溶融後短時間のうちに基材に付着させる必要があることより、たとえば、粉体塗料を溶融した直後に基材に付着させる、粉体塗料を吹き付けて基材に達する前に溶融させる、等の方法を用いる。
本発明の塗装物品の製造方法としては、本発明の粉体塗料を基材に付着させて粉体の膜を形成し、粉体の膜を加熱して粉体の溶融物からなる膜を形成し、前記溶融物からなる膜を冷却して塗膜を形成する方法が好ましい。
本発明の塗装物品は、基材上に前記本発明の粉体塗料の溶融膜を形成し、該溶融膜を冷却して固体の塗膜とすることにより製造できる。前記のように、溶融膜中で層分離が生じて基材側から層(B)、層(C)および層(A)が生じやすい。また、粉体塗料が反応性基を有する樹脂と硬化剤を含む粉体塗料である場合、溶融膜中で樹脂を反応硬化して、その粉体塗料は硬化樹脂を含む塗膜となる。
溶融膜は基材表面に粉体塗料を付着させ、付着した粉体を溶融させて溶融膜とすることができ、粉体塗料が基材に付着する前に溶融させ、溶融した粉体塗料を基材に付着させて溶融膜とすることもできる。
粉体塗料が硬化剤等の反応成分を含む場合、粉体塗料が加熱溶融されるとほぼ同時に、組成物中の反応成分の硬化反応が開始する場合があるため、そのような場合は、粉体塗料の加熱溶融と基材への付着はほぼ同時に行うか、粉体塗料の基材への付着の後に粉体塗料の加熱溶融を行うことが好ましい。
溶融した粉体塗料を基材に付着させる場合は、溶融後短時間のうちに基材に付着させる必要があることより、たとえば、粉体塗料を溶融した直後に基材に付着させる、粉体塗料を吹き付けて基材に達する前に溶融させる、等の方法を用いる。
本発明の塗装物品の製造方法としては、本発明の粉体塗料を基材に付着させて粉体の膜を形成し、粉体の膜を加熱して粉体の溶融物からなる膜を形成し、前記溶融物からなる膜を冷却して塗膜を形成する方法が好ましい。
粉体塗料を加熱して溶融し、その溶融状態を所定時間維持するための加熱温度(以下、焼付け温度とも記す。)と加熱維持時間(以下、焼付け時間とも記す。)は、粉体塗料の原料成分の種類や組成、所望する塗膜の厚さ等により適宜設定される。
粉体塗料が硬化剤を含まない場合、焼付け温度は、160~300℃が好ましい。粉体塗料が硬化剤を含む場合、焼付け温度は、硬化剤の反応温度に応じて設定することが好ましい。たとえば硬化剤としてブロック化イソシアナート系硬化剤を用いた場合の焼付け温度は、120~240℃が好ましい。
硬化剤の反応温度は、粉体塗料の弾性率の変化を測定することで求められる。弾性率の変化は、ティー・エイ・インスツルメント社製レオメーターARES等のレオメーターを使用して測定できる。
粉体塗料が硬化剤を含まない場合、焼付け温度は、160~300℃が好ましい。粉体塗料が硬化剤を含む場合、焼付け温度は、硬化剤の反応温度に応じて設定することが好ましい。たとえば硬化剤としてブロック化イソシアナート系硬化剤を用いた場合の焼付け温度は、120~240℃が好ましい。
硬化剤の反応温度は、粉体塗料の弾性率の変化を測定することで求められる。弾性率の変化は、ティー・エイ・インスツルメント社製レオメーターARES等のレオメーターを使用して測定できる。
焼付け時間は、2~60分間が好ましい。粉体塗料が硬化剤を含まない場合は、5~60分間がより好ましく、10~50分間が特に好ましい。粉体塗料が硬化剤を含む場合は、2~50分間がより好ましく、5~40分間が特に好ましい。焼付け時間が前記下限値以上であれば、溶融膜中の液-液界面(層(A)と層(B)との界面)に顔料(C)が良好に配向する。焼付け時間が前記上限値以下であれば、硬化剤の反応が進み密着性が良好である。
塗装方法としては、静電塗装法、静電吹付法、静電浸漬法、噴霧法、流動浸漬法、吹付法、スプレー法、溶射法、プラズマ溶射法等の公知の方法が挙げられる。
溶融膜を薄膜化した場合でも、溶融膜の表面平滑性に優れ、さらに塗膜の隠蔽性に優れる点からは、粉体塗装ガンを用いた静電塗装法が好ましい。
溶融膜を薄膜化した場合でも、溶融膜の表面平滑性に優れ、さらに塗膜の隠蔽性に優れる点からは、粉体塗装ガンを用いた静電塗装法が好ましい。
静電塗装法に用いられる粉体塗装ガンとしては、コロナ帯電型塗装ガンまたは摩擦帯電型塗装ガンが挙げられる。コロナ帯電型塗装ガンは、粉体塗料をコロナ放電処理して吹き付けるものである。摩擦帯電型塗装ガンは、粉体塗料を摩擦帯電処理して吹き付けるものである。
塗装条件は、フッ素樹脂(A)、樹脂(B)の種類に応じて、公知の条件から適宜選定すればよい。
塗装条件は、フッ素樹脂(A)、樹脂(B)の種類に応じて、公知の条件から適宜選定すればよい。
溶融状態の溶融膜を室温(20~25℃)まで冷却して塗膜を形成する。粉体塗料が硬化剤を含む場合、塗膜として硬化膜が形成される。
焼付け後の冷却は、急冷、徐冷いずれでもよく、基材から塗膜がはがれにくい点で、徐冷が好ましい。
焼付け後の冷却は、急冷、徐冷いずれでもよく、基材から塗膜がはがれにくい点で、徐冷が好ましい。
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。ただし本発明はこれらの実施例に限定されない。
後述の例1~18のうち、例1~7、13、15~16、19~22は実施例であり、例8~12、14、17~18は比較例である。
各例で用いた材料を以下に示す。
後述の例1~18のうち、例1~7、13、15~16、19~22は実施例であり、例8~12、14、17~18は比較例である。
各例で用いた材料を以下に示す。
〔使用材料〕
<フッ素樹脂(A)>
フッ素樹脂(A-1):以下の製造例1で得た、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)/シクロヘキシルビニルエーテル(CHVE)/4-ヒドロキシブチルビニルエーテル(HBVE)=50/35/15(モル比)の共重合体。フッ素樹脂(A-1)のSP値は18.4(J/cm3)1/2で、数平均分子量は12,000であり、フッ素含有量は25質量%であった。
<フッ素樹脂(A)>
フッ素樹脂(A-1):以下の製造例1で得た、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)/シクロヘキシルビニルエーテル(CHVE)/4-ヒドロキシブチルビニルエーテル(HBVE)=50/35/15(モル比)の共重合体。フッ素樹脂(A-1)のSP値は18.4(J/cm3)1/2で、数平均分子量は12,000であり、フッ素含有量は25質量%であった。
フッ素樹脂(A-2):以下の製造例2で得た、CTFE/tert-ブチルビニルエーテル(t-BuVE)/HBVE/ピバリン酸ビニル(VPV)=50/11/4/35(モル比)の共重合体。フッ素樹脂(A-2)のSP値は17.8(J/cm3)1/2であり、数平均分子量は12,000であり、フッ素含有量は25質量%であった。
フッ素樹脂(A-3):PVDF(東岳社製、PVDF DS203)。フッ素樹脂(A-3)のSP値は17.6(J/cm3)1/2であり、数平均分子量は270,000であり、フッ素含有量は33質量%であった。
[製造例1:フッ素樹脂(A-1)の製造]
内容積250mLのステンレス鋼製撹拌機付きオートクレーブに、CHVEの51.2g、HBVEの13.3g、キシレンの55.8g、エタノールの15.7g、炭酸カリウムの1.1g、tert-ブチルパーオキシピバレート(PBPV)の50質量%キシレン溶液の0.7g、およびCTFEの63.0gを導入した。次いで徐々に昇温し、55℃に達した後、20時間保持した。その後65℃に昇温し5時間保持した。その後冷却し、ろ過を行って残渣を除去し、フッ素樹脂(A-1)を得た。
内容積250mLのステンレス鋼製撹拌機付きオートクレーブに、CHVEの51.2g、HBVEの13.3g、キシレンの55.8g、エタノールの15.7g、炭酸カリウムの1.1g、tert-ブチルパーオキシピバレート(PBPV)の50質量%キシレン溶液の0.7g、およびCTFEの63.0gを導入した。次いで徐々に昇温し、55℃に達した後、20時間保持した。その後65℃に昇温し5時間保持した。その後冷却し、ろ過を行って残渣を除去し、フッ素樹脂(A-1)を得た。
[製造例2:フッ素樹脂(A-2)の製造]
内容積250mLのステンレス鋼製撹拌機付きオートクレーブに、t-BuVEの10.4g、HBVEの13.2g、VPVの38.5g、キシレンの55.0g、エタノールの15.7g、炭酸カリウムの1.1g、PBPVの50質量%キシレン溶液の0.7g、およびCTFEの63.0gを導入した。次いで徐々に昇温し、55℃に達した後、20時間保持した。その後65℃に昇温し5時間保持した。その後冷却し、ろ過を行って残渣を除去し、フッ素樹脂(A-2)を得た。
内容積250mLのステンレス鋼製撹拌機付きオートクレーブに、t-BuVEの10.4g、HBVEの13.2g、VPVの38.5g、キシレンの55.0g、エタノールの15.7g、炭酸カリウムの1.1g、PBPVの50質量%キシレン溶液の0.7g、およびCTFEの63.0gを導入した。次いで徐々に昇温し、55℃に達した後、20時間保持した。その後65℃に昇温し5時間保持した。その後冷却し、ろ過を行って残渣を除去し、フッ素樹脂(A-2)を得た。
<樹脂(B)>
樹脂(B-1):ポリエステル樹脂。製品名「CRYLCOAT(登録商標)4890-0」(ダイセルオルネクス社製)。樹脂(B-1)の数平均分子量(Mn)は2,500、SP値は22.8(J/cm3)1/2であった。
樹脂(B-1):ポリエステル樹脂。製品名「CRYLCOAT(登録商標)4890-0」(ダイセルオルネクス社製)。樹脂(B-1)の数平均分子量(Mn)は2,500、SP値は22.8(J/cm3)1/2であった。
樹脂(B-2):ポリエステル樹脂。製品名「ユピカコート(登録商標)GV-740」(日本ユピカ社製)。樹脂(B-2)の数平均分子量(Mn)は3,700、SP値は28.8(J/cm3)1/2であった。
樹脂(B-3):アクリル樹脂。製品名「ARUFON(登録商標)UH-2170」(東亜合成社製)。樹脂(B-3)の数平均分子量(Mn)は15,500、SP値は18.8(J/cm3)1/2であった。
樹脂(B-4):エポキシ樹脂。製品名「エポトート(登録商標)YDCN704」(東都化成社製)。樹脂(B-4)の数平均分子量(Mn)は1,300、SP値は22.0(J/cm3)1/2であった。
<顔料(C)>
顔料(C-1):アルミニウム系メタリック顔料。製品名「PCF7620A」(東洋アルミニウム社製)。被覆物質:アクリル樹脂(SP値:21.8(J/cm3)1/2)。
顔料(C-2):アルミニウム系メタリック顔料。製品名「PCR901」(エカルト社製)。被覆物質:シリカおよび脂肪族アミン(SP値:19.2(J/cm3)1/2)。
顔料(C-3):アルミニウム系メタリック顔料。製品名「0100M」(東洋アルミニウム社製)。被覆物質:ステアリン酸(SP値:18.2(J/cm3)1/2)。
顔料(C-4):アルミニウム系メタリック顔料。製品名「7620NS」(東洋アルミニウム社製)。被覆物質:オレイン酸(SP値:18.4(J/cm3)1/2)。
顔料(C-5):アルミニウム系メタリック顔料。製品名「PCU1000」(エカルト社製)。被覆物質:アクリル樹脂およびシリカ(SP値:21.0(J/cm3)1/2)。
顔料(C-6):アルミニウム系メタリック顔料。製品名「メタックス ネオ NME0205T」(東洋アルミニウム社製)。被覆物質:ポリエチレン樹脂およびステアリン酸(SP値:18.8(J/cm3)1/2)。
<硬化剤>
硬化剤(D-1):製品名「VESTAGON(登録商標)B-1530」(EVONIK社製)。ブロック化イソシアナート系硬化剤、反応温度160℃。
顔料(C-1):アルミニウム系メタリック顔料。製品名「PCF7620A」(東洋アルミニウム社製)。被覆物質:アクリル樹脂(SP値:21.8(J/cm3)1/2)。
顔料(C-2):アルミニウム系メタリック顔料。製品名「PCR901」(エカルト社製)。被覆物質:シリカおよび脂肪族アミン(SP値:19.2(J/cm3)1/2)。
顔料(C-3):アルミニウム系メタリック顔料。製品名「0100M」(東洋アルミニウム社製)。被覆物質:ステアリン酸(SP値:18.2(J/cm3)1/2)。
顔料(C-4):アルミニウム系メタリック顔料。製品名「7620NS」(東洋アルミニウム社製)。被覆物質:オレイン酸(SP値:18.4(J/cm3)1/2)。
顔料(C-5):アルミニウム系メタリック顔料。製品名「PCU1000」(エカルト社製)。被覆物質:アクリル樹脂およびシリカ(SP値:21.0(J/cm3)1/2)。
顔料(C-6):アルミニウム系メタリック顔料。製品名「メタックス ネオ NME0205T」(東洋アルミニウム社製)。被覆物質:ポリエチレン樹脂およびステアリン酸(SP値:18.8(J/cm3)1/2)。
<硬化剤>
硬化剤(D-1):製品名「VESTAGON(登録商標)B-1530」(EVONIK社製)。ブロック化イソシアナート系硬化剤、反応温度160℃。
<硬化触媒>
硬化触媒(E-1):ジブチルスズジラウレートのキシレン溶液(10,000倍希釈品)。
硬化触媒(E-1):ジブチルスズジラウレートのキシレン溶液(10,000倍希釈品)。
<他の顔料>
酸化チタン顔料:タイピュアR960(商品名、デュポン社製、酸化チタン含有量89質量%)。
酸化チタン顔料:タイピュアR960(商品名、デュポン社製、酸化チタン含有量89質量%)。
<他の添加剤>
脱ガス剤:ベンゾイン。
表面調整剤1:ビックケミー社製、商品名:BYK-360P。
表面調整剤2:ビックケミー社製、商品名:CERAFLOUR 960(マイクロナイズド変性アマイドワックス、融点:145℃)。
結着剤溶液1:非イオン性界面活性剤(三洋化成社製、商品名:ナロアクティー CL-400)の7.0質量部とフッ素系溶媒(1,1,2,2-テトラフルオロ-1-(2,2,2-トリフルオロエトキシ)エタン)の97.0質量部からなる溶液。
結着剤溶液2:イソシアネートシラン系シランカップリング剤(信越化学社製、商品名:KBE-9007)の7.0質量部とシリコーンオイル(信越化学社製、商品名:KBE-9007)の97.0質量部からなる溶液。
脱ガス剤:ベンゾイン。
表面調整剤1:ビックケミー社製、商品名:BYK-360P。
表面調整剤2:ビックケミー社製、商品名:CERAFLOUR 960(マイクロナイズド変性アマイドワックス、融点:145℃)。
結着剤溶液1:非イオン性界面活性剤(三洋化成社製、商品名:ナロアクティー CL-400)の7.0質量部とフッ素系溶媒(1,1,2,2-テトラフルオロ-1-(2,2,2-トリフルオロエトキシ)エタン)の97.0質量部からなる溶液。
結着剤溶液2:イソシアネートシラン系シランカップリング剤(信越化学社製、商品名:KBE-9007)の7.0質量部とシリコーンオイル(信越化学社製、商品名:KBE-9007)の97.0質量部からなる溶液。
〔製造例:粉体、粉体塗料の製造〕
表1~3に記載の成分を、表1~3に記載の量(単位:質量部)で、高速ミキサー(佑崎有限公司社製)を用いて10~30分程度混合し、粉末状の混合物を得た。該混合物を、2軸押出し機(サーモプリズム社製、16mm押出し機)を用いて、120℃のバレル設定温度にて溶融混練を行い、ペレットを得た。該ペレットを粉砕機(FRITSCH社製、製品名:ロータースピードミルP14)を用いて常温で粉砕し、150メッシュによる分級を行い、平均粒子径が約40μmの粉体(A-1)~(A-3)、(B-1)~(B-4)、(AB-1)および(ABC-1)を得た。なお、表1~3に記載の各成分の量は、成分の純分の値である。なお、「粉体(ABC)」は、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含む粉体粒子からなる粉体をいう。
表1~3に記載の成分を、表1~3に記載の量(単位:質量部)で、高速ミキサー(佑崎有限公司社製)を用いて10~30分程度混合し、粉末状の混合物を得た。該混合物を、2軸押出し機(サーモプリズム社製、16mm押出し機)を用いて、120℃のバレル設定温度にて溶融混練を行い、ペレットを得た。該ペレットを粉砕機(FRITSCH社製、製品名:ロータースピードミルP14)を用いて常温で粉砕し、150メッシュによる分級を行い、平均粒子径が約40μmの粉体(A-1)~(A-3)、(B-1)~(B-4)、(AB-1)および(ABC-1)を得た。なお、表1~3に記載の各成分の量は、成分の純分の値である。なお、「粉体(ABC)」は、フッ素樹脂(A)と樹脂(B)と顔料(C)を含む粉体粒子からなる粉体をいう。
〔例1~22〕
下記以外の例においては、顔料(C)からなる粉体(C)、および表1~3に記載の粉体(A)と粉体(B)と粉体(AB)とを、表4、5に記載の量(単位:質量部)でドライブレンドして粉体塗料を得た。ドライブレンドは、スパチュラーにて混合することにより行った。
例2、3、13、14、21、22においては、表1~3に記載の粉体を、表4、5に記載の量(単位:質量部)で1リットルのメスフラスコで混合し、さらに表4、5に記載の結着剤溶液を表に記載の量(単位:質量部)添加した。25℃にて、30分間、エバポレーターを用いてフラスコを回転させて混合した後に、さらに20分間、真空乾燥させて粉末を得た。得られた粉末を網(目開き100μm)で分級して、粉体塗料を得た。なお、結着剤溶液を用いた例2、3、13、14、21、22においては、フッ素系溶媒やシリコーンオイルは除去され、得られた粉体塗料中にこれら溶媒は実質的に含まれていなかった。
例19では、表3記載の粉体(ABC-1)を、そのまま粉体塗料とした。
例20においては、顔料(C)からなる粉体(C)および表3に記載の粉体(AB)を、表5に記載の量(単位:質量部)で熱融着ブレンドさせて粉体塗料を得た。熱融着ブレンドは、1リットルのメスフラスコに粉体(C)と粉体(AB)を充填し、40℃にて、30分間、エバポレーターを用いてフラスコを回転させて混合させる方法によって実施した。混合後に得られた粉末を網(目開き100μm)で分級して、粉体塗料を得た。
下記以外の例においては、顔料(C)からなる粉体(C)、および表1~3に記載の粉体(A)と粉体(B)と粉体(AB)とを、表4、5に記載の量(単位:質量部)でドライブレンドして粉体塗料を得た。ドライブレンドは、スパチュラーにて混合することにより行った。
例2、3、13、14、21、22においては、表1~3に記載の粉体を、表4、5に記載の量(単位:質量部)で1リットルのメスフラスコで混合し、さらに表4、5に記載の結着剤溶液を表に記載の量(単位:質量部)添加した。25℃にて、30分間、エバポレーターを用いてフラスコを回転させて混合した後に、さらに20分間、真空乾燥させて粉末を得た。得られた粉末を網(目開き100μm)で分級して、粉体塗料を得た。なお、結着剤溶液を用いた例2、3、13、14、21、22においては、フッ素系溶媒やシリコーンオイルは除去され、得られた粉体塗料中にこれら溶媒は実質的に含まれていなかった。
例19では、表3記載の粉体(ABC-1)を、そのまま粉体塗料とした。
例20においては、顔料(C)からなる粉体(C)および表3に記載の粉体(AB)を、表5に記載の量(単位:質量部)で熱融着ブレンドさせて粉体塗料を得た。熱融着ブレンドは、1リットルのメスフラスコに粉体(C)と粉体(AB)を充填し、40℃にて、30分間、エバポレーターを用いてフラスコを回転させて混合させる方法によって実施した。混合後に得られた粉末を網(目開き100μm)で分級して、粉体塗料を得た。
例1~22で得られた粉体塗料について、以下の評価を実施した。結果を表6~8に示す。表6および表7は実施例の粉体塗料の評価であり、表8は比較例の粉体塗料の評価である。
表6~8中のSP値の単位は(J/cm3)1/2である。また、「SP(B-A)」は樹脂(B)とフッ素樹脂(A)のSP値の差を表し、「SP(C-A)」は顔料(C)とフッ素樹脂(A)のSP値の差を表し、「SP(B-C)」は樹脂(B)と顔料(C)のSP値の差を表す。
表6~8中のSP値の単位は(J/cm3)1/2である。また、「SP(B-A)」は樹脂(B)とフッ素樹脂(A)のSP値の差を表し、「SP(C-A)」は顔料(C)とフッ素樹脂(A)のSP値の差を表し、「SP(B-C)」は樹脂(B)と顔料(C)のSP値の差を表す。
(試験片の作製)
上記粉体塗料を用い、クロメート処理を行ったアルミニウム板(基材)の一面に、粉体塗装ガンを備える静電塗装機(小野田セメント社製、商品名:GX3600C)を用いて静電塗装を行い、200℃雰囲気中で20分間保持し、次いで、放置して室温まで冷却し、厚さ55~65μmの塗膜(硬化膜)付きアルミニウム板を得た。
上記粉体塗料を用い、クロメート処理を行ったアルミニウム板(基材)の一面に、粉体塗装ガンを備える静電塗装機(小野田セメント社製、商品名:GX3600C)を用いて静電塗装を行い、200℃雰囲気中で20分間保持し、次いで、放置して室温まで冷却し、厚さ55~65μmの塗膜(硬化膜)付きアルミニウム板を得た。
(塗膜の色相(輝度感))
試験片の塗膜表面の状態を目視し、以下の基準で評価した。
○(非常に良好):高いメタリック調の色相。
△(良好) :普通のメタリック調の色相。
×(不良) :低いメタリック調の色相。
試験片の塗膜表面の状態を目視し、以下の基準で評価した。
○(非常に良好):高いメタリック調の色相。
△(良好) :普通のメタリック調の色相。
×(不良) :低いメタリック調の色相。
(耐塩酸性、耐硝酸性)
イオン交換水および試薬特級の塩酸により10%塩酸水溶液を作製した。また、イオン交換水および試薬特級の硝酸により10%硝酸水溶液を作製した。
次に、上記塩酸水溶液、硝酸水溶液をそれぞれ、試験片の塗膜上に5mLずつ滴下し蓋をし、4時間保持した後、水洗した。その後、塗膜上のスポット跡を目視観察し、以下の基準に基づいて耐塩酸性、耐硝酸性を評価した。
○(良好):塗膜変化なし。
×(不良):白化、フクレが著しいもの。
イオン交換水および試薬特級の塩酸により10%塩酸水溶液を作製した。また、イオン交換水および試薬特級の硝酸により10%硝酸水溶液を作製した。
次に、上記塩酸水溶液、硝酸水溶液をそれぞれ、試験片の塗膜上に5mLずつ滴下し蓋をし、4時間保持した後、水洗した。その後、塗膜上のスポット跡を目視観察し、以下の基準に基づいて耐塩酸性、耐硝酸性を評価した。
○(良好):塗膜変化なし。
×(不良):白化、フクレが著しいもの。
(メタリック配向)
試験片を切断し、その塗膜断面をマイクロスコープ(キーエンス社)により観察し、塗膜内部に顔料(C)の配向の乱れがないかを評価した。また、該塗膜断面を走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製超高分解能分析走査電子顕微鏡SU-70)により観察した。結果を以下の基準で評価した。また、例1、例8における塗膜断面の走査電子顕微鏡像をそれぞれ図1、図2に示す。
○(良好):メタリック顔料が2層の界面に、基材(アルミニウム板)の表面に対して平行に配列している。
×(不良):メタリック顔料の配列する方向に乱れがある。
試験片を切断し、その塗膜断面をマイクロスコープ(キーエンス社)により観察し、塗膜内部に顔料(C)の配向の乱れがないかを評価した。また、該塗膜断面を走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製超高分解能分析走査電子顕微鏡SU-70)により観察した。結果を以下の基準で評価した。また、例1、例8における塗膜断面の走査電子顕微鏡像をそれぞれ図1、図2に示す。
○(良好):メタリック顔料が2層の界面に、基材(アルミニウム板)の表面に対して平行に配列している。
×(不良):メタリック顔料の配列する方向に乱れがある。
(隠蔽性)
粉体塗料を、隠ぺい力試験用の白黒スチール製パネル(METOPAC PANELS社製)上に、上記<試験片の作製>と同様の手順で塗装し、白板上のL値と黒板上のL値を測定した。その結果から、黒板上L値/白板上L値×100により、隠蔽率(%)を算出した。測色はスガ試験機製の分光測色計 SC-Tを使用して測定した。その結果から以下の基準で隠蔽性を評価した。
○(良好):隠蔽率90%以上。
×(不良):隠蔽率90%未満。
粉体塗料を、隠ぺい力試験用の白黒スチール製パネル(METOPAC PANELS社製)上に、上記<試験片の作製>と同様の手順で塗装し、白板上のL値と黒板上のL値を測定した。その結果から、黒板上L値/白板上L値×100により、隠蔽率(%)を算出した。測色はスガ試験機製の分光測色計 SC-Tを使用して測定した。その結果から以下の基準で隠蔽性を評価した。
○(良好):隠蔽率90%以上。
×(不良):隠蔽率90%未満。
(色ムラ)
試験片について、目視で塗膜の色ムラを下記の基準で評価した。
○(良好):色ムラの発生している面積が試験片の全体面積に対して20%以下である。
△(普通):色ムラの発生している面積が試験片の全体面積に対して20%超40%未満である。
×(不良):色ムラの発生している面積が試験片の全体面積に対して40%超である。
試験片について、目視で塗膜の色ムラを下記の基準で評価した。
○(良好):色ムラの発生している面積が試験片の全体面積に対して20%以下である。
△(普通):色ムラの発生している面積が試験片の全体面積に対して20%超40%未満である。
×(不良):色ムラの発生している面積が試験片の全体面積に対して40%超である。
(促進耐候性(光沢保持率および色差ΔE))
試験片について、JIS B 7753:2007(サンシャインウェザオメータ方式)に準拠した促進耐候性試験機を使用し、試験時間を3,000時間として促進耐候性試験を行った。試験前の塗膜の60°鏡面光沢値を100%として、試験後の塗膜の60°鏡面光沢値の保持率(光沢保持率)(%)を求めた。60°鏡面光沢値は、光沢計(micro-TRI-gross BYK社製:入反射角60゜)にて測定した。また、試験前後の色差ΔEを色差計(ミノルタ社製:CR-300)にて測定した。
試験片について、JIS B 7753:2007(サンシャインウェザオメータ方式)に準拠した促進耐候性試験機を使用し、試験時間を3,000時間として促進耐候性試験を行った。試験前の塗膜の60°鏡面光沢値を100%として、試験後の塗膜の60°鏡面光沢値の保持率(光沢保持率)(%)を求めた。60°鏡面光沢値は、光沢計(micro-TRI-gross BYK社製:入反射角60゜)にて測定した。また、試験前後の色差ΔEを色差計(ミノルタ社製:CR-300)にて測定した。
(密着性)
試験片の塗膜を1mm間隔100マスの碁盤目状にカットし、その上に粘着テープを貼付し、その後、粘着テープを剥離したときに、100マスのうち、粘着テープによって剥離しなかったマス目の数n(n/100)から、以下の基準で塗膜の密着性を評価した。
○(良好):nが90個以上。
×(不良):nが89個以下。
試験片の塗膜を1mm間隔100マスの碁盤目状にカットし、その上に粘着テープを貼付し、その後、粘着テープを剥離したときに、100マスのうち、粘着テープによって剥離しなかったマス目の数n(n/100)から、以下の基準で塗膜の密着性を評価した。
○(良好):nが90個以上。
×(不良):nが89個以下。
上記結果に示すように、例1~7、13、15~16、19~22の塗膜は、メタリック顔料の配列方向に乱れがなく、メタリック調の色相、隠蔽性に優れていた。また、耐酸性、耐候性、基材に対する密着性にも優れていた。また、色ムラが少なかった。
顔料(C)の被覆物質のSP値が、フッ素樹脂(A)のSP値以下または樹脂(B)のSP値以上である例8~10、14、フッ素樹脂(A)および樹脂(B)のいずれか一方を含まない例11~12、顔料(C)の含有量が0.7質量%未満の例17の塗膜は、メタリック調の色相、隠蔽性および耐候性のいずれか1以上の評価結果が不良であった。また、色ムラが多かった。顔料(C)の含有量が23質量%超の例18の塗膜は、ブリードアウトが生じたため、色相および密着性以外の評価は行わなかったが、顔料(C)が塗膜表面に露出しているため、耐候性は低い。
なお、2015年3月2日に出願された日本特許出願2015-040533号、2015年8月6日に出願された日本特許出願2015-156209号および2015年10月6日に出願された日本特許出願2015-198781号の明細書、特許請求の範囲および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
顔料(C)の被覆物質のSP値が、フッ素樹脂(A)のSP値以下または樹脂(B)のSP値以上である例8~10、14、フッ素樹脂(A)および樹脂(B)のいずれか一方を含まない例11~12、顔料(C)の含有量が0.7質量%未満の例17の塗膜は、メタリック調の色相、隠蔽性および耐候性のいずれか1以上の評価結果が不良であった。また、色ムラが多かった。顔料(C)の含有量が23質量%超の例18の塗膜は、ブリードアウトが生じたため、色相および密着性以外の評価は行わなかったが、顔料(C)が塗膜表面に露出しているため、耐候性は低い。
なお、2015年3月2日に出願された日本特許出願2015-040533号、2015年8月6日に出願された日本特許出願2015-156209号および2015年10月6日に出願された日本特許出願2015-198781号の明細書、特許請求の範囲および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
Claims (14)
- 粉体塗料の構成成分として下記フッ素樹脂(A)と下記樹脂(B)と下記顔料(C)を含み、粉体塗料の全量に対する前記顔料(C)の含有量が0.7~23質量%であることを特徴とする粉体塗料。
フッ素樹脂(A):フッ素含有量が10質量%以上のフッ素樹脂。
樹脂(B):前記フッ素樹脂(A)よりもSP値が大きく、そのSP値とフッ素樹脂(A)のSP値との差が0.4(J/cm3)1/2以上である、樹脂。
顔料(C):被覆物質で被覆されたメタリック顔料であって、被覆物質のSP値が、前記フッ素樹脂(A)のSP値を超え、かつ、前記樹脂(B)のSP値未満である、顔料。 - 前記粉体塗料が、前記フッ素樹脂(A)と前記樹脂(B)とを含む粉体粒子および前記顔料(C)からなる粉体粒子を含む粉体からなる、請求項1に記載の粉体塗料。
- 前記粉体塗料が、前記フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子、前記樹脂(B)を含む粉体粒子および前記顔料(C)からなる粉体粒子を含む粉体からなる、請求項1に記載の粉体塗料。
- 前記フッ素樹脂(A)が、ポリビニリデンフルオリドである、請求項1~3のいずれか一項に記載の粉体塗料。
- 前記フッ素樹脂(A)が、水酸基またはカルボキシ基を有するフッ素樹脂である、請求項1~3のいずれか一項に記載の粉体塗料。
- 前記フッ素樹脂(A)を含む粉体粒子がさらに硬化剤を含む、請求項5に記載の粉体塗料。
- 前記樹脂(B)が、フッ素含有量が10質量%未満のフッ素樹脂またはフッ素原子を有しない樹脂である、請求項1~6のいずれか一項に記載の粉体塗料。
- 前記樹脂(B)が、反応性基を有する樹脂である、請求項7に記載の粉体塗料。
- 前記樹脂(B)が、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂である、請求項8に記載の粉体塗料。
- 前記樹脂(B)を含む粉体粒子がさらに硬化剤を含む、請求項8または9に記載の粉体塗料。
- 前記顔料(C)における被覆物質が、樹脂、脂肪族化合物、芳香族化合物およびシラン化合物からなる群から選択される少なくとも1種からなる、請求項1~10のいずれか一項に記載の粉体塗料。
- 前記顔料(C)が、被覆物質で被覆された鱗片状アルミニウム粒子からなるメタリック顔料である、請求項1~11のいずれか一項に記載の粉体塗料。
- 基材の表面に、請求項1~12のいずれか一項に記載の粉体塗料から形成された塗膜を有する塗装物品。
- 基材の表面に塗膜を有する塗装物品を製造する方法であって、
請求項1~12のいずれか一項に記載の粉体塗料を基材に付着させて粉体の膜を形成し、前記粉体の膜を加熱して前記粉体の溶融物からなる膜を形成し、前記溶融物からなる膜を冷却して塗膜を形成することを特徴とする塗装物品の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017503447A JP6610654B2 (ja) | 2015-03-02 | 2016-02-25 | 粉体塗料、塗装物品および塗装物品の製造方法 |
| EP16758839.1A EP3266840B1 (en) | 2015-03-02 | 2016-02-25 | Powder paint, coated article, and production method for coated article |
| CN201680013486.XA CN107429103B (zh) | 2015-03-02 | 2016-02-25 | 粉体涂料、涂装物品和涂装物品的制造方法 |
| US15/670,673 US10590281B2 (en) | 2015-03-02 | 2017-08-07 | Powder coating material, coated article, and method for producing coated article |
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015040533 | 2015-03-02 | ||
| JP2015-040533 | 2015-03-02 | ||
| JP2015-156209 | 2015-08-06 | ||
| JP2015156209 | 2015-08-06 | ||
| JP2015198781 | 2015-10-06 | ||
| JP2015-198781 | 2015-10-06 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| US15/670,673 Continuation US10590281B2 (en) | 2015-03-02 | 2017-08-07 | Powder coating material, coated article, and method for producing coated article |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016140145A1 true WO2016140145A1 (ja) | 2016-09-09 |
Family
ID=56848135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2016/055699 Ceased WO2016140145A1 (ja) | 2015-03-02 | 2016-02-25 | 粉体塗料、塗装物品および塗装物品の製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10590281B2 (ja) |
| EP (1) | EP3266840B1 (ja) |
| JP (1) | JP6610654B2 (ja) |
| CN (1) | CN107429103B (ja) |
| TW (1) | TW201638243A (ja) |
| WO (1) | WO2016140145A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018203877A (ja) * | 2017-06-05 | 2018-12-27 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | グラビアインキ、それを用いた印刷物および積層体 |
| WO2019240186A1 (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | Agc株式会社 | 粉体塗料、その製造方法、塗膜付き基材の製造方法及び塗装物品 |
| JP2020019152A (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 日鉄鋼板株式会社 | 塗装金属板 |
| EP3533845A4 (en) * | 2016-10-31 | 2020-04-15 | Agc Inc. | COATING COMPOSITION FOR VEHICLE INTERIOR MEMBER, VEHICLE INTERIOR MEMBER AND METHOD FOR MANUFACTURING VEHICLE INTERIOR MEMBER |
| JP2021014503A (ja) * | 2019-07-11 | 2021-02-12 | 関西ペイント株式会社 | 粉体塗料組成物 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108473816B (zh) * | 2015-12-25 | 2020-10-20 | Agc株式会社 | 粉体涂料、粉体涂料的制造方法、及涂装物品 |
| CN109971317A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | Agc株式会社 | 粉体涂料的制造方法 |
| CN109453968A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-12 | 王铁男 | 一种耐候超韧表面涂覆塑料的金属装饰板 |
| JP7198961B1 (ja) * | 2022-08-09 | 2023-01-04 | 日本ペイントマリン株式会社 | 下塗り用塗料組成物及び塗膜 |
| US20240384109A1 (en) * | 2023-05-19 | 2024-11-21 | Agc Chemicals Americas, Inc. | Hybrid powder composition and method for producing a hybrid powder composition |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011012119A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Dainippon Toryo Co Ltd | 層分離タイプの粉体塗料組成物 |
| JP2013076019A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Dainippon Toryo Co Ltd | 粉体塗料組成物 |
| WO2013186832A1 (ja) * | 2012-06-11 | 2013-12-19 | 大日本塗料株式会社 | 粉体塗料組成物及びその製造方法 |
| JP2014118458A (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-30 | Lixil Corp | 粉体塗料及び塗装部材 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9822527D0 (en) * | 1998-10-15 | 1998-12-09 | Courtaulds Coatings Holdings | Powder coating compositions |
| DE10066134B4 (de) | 2000-11-27 | 2006-09-14 | Basf Coatings Ag | Mischsystem für Pulverlacke |
| JP2003096380A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Asahi Glass Co Ltd | フッ素樹脂粉体塗料組成物および塗装物品 |
| JP2003096378A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Asahi Glass Co Ltd | フッ素樹脂粉体塗料組成物および塗装物品 |
| US7740915B2 (en) * | 2005-05-06 | 2010-06-22 | Whitford Worldwide Company | Process for coating a substrate with a coating including a fluoropolymer, thermoplastic polymer, and filler |
| CN103131295B (zh) * | 2013-03-29 | 2014-12-24 | 宁波南海化学有限公司 | 一种镀铬效果耐手印金属粉末涂料及其制备方法 |
-
2016
- 2016-02-25 CN CN201680013486.XA patent/CN107429103B/zh active Active
- 2016-02-25 WO PCT/JP2016/055699 patent/WO2016140145A1/ja not_active Ceased
- 2016-02-25 EP EP16758839.1A patent/EP3266840B1/en active Active
- 2016-02-25 JP JP2017503447A patent/JP6610654B2/ja active Active
- 2016-03-02 TW TW105106382A patent/TW201638243A/zh unknown
-
2017
- 2017-08-07 US US15/670,673 patent/US10590281B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011012119A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Dainippon Toryo Co Ltd | 層分離タイプの粉体塗料組成物 |
| JP2013076019A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Dainippon Toryo Co Ltd | 粉体塗料組成物 |
| WO2013186832A1 (ja) * | 2012-06-11 | 2013-12-19 | 大日本塗料株式会社 | 粉体塗料組成物及びその製造方法 |
| JP2014118458A (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-30 | Lixil Corp | 粉体塗料及び塗装部材 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| See also references of EP3266840A4 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3533845A4 (en) * | 2016-10-31 | 2020-04-15 | Agc Inc. | COATING COMPOSITION FOR VEHICLE INTERIOR MEMBER, VEHICLE INTERIOR MEMBER AND METHOD FOR MANUFACTURING VEHICLE INTERIOR MEMBER |
| JP2018203877A (ja) * | 2017-06-05 | 2018-12-27 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | グラビアインキ、それを用いた印刷物および積層体 |
| WO2019240186A1 (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | Agc株式会社 | 粉体塗料、その製造方法、塗膜付き基材の製造方法及び塗装物品 |
| JP2020019152A (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 日鉄鋼板株式会社 | 塗装金属板 |
| JP7082004B2 (ja) | 2018-07-30 | 2022-06-07 | 日鉄鋼板株式会社 | 塗装金属板 |
| JP2021014503A (ja) * | 2019-07-11 | 2021-02-12 | 関西ペイント株式会社 | 粉体塗料組成物 |
| JP7224734B2 (ja) | 2019-07-11 | 2023-02-20 | 関西ペイント株式会社 | 粉体塗料組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107429103B (zh) | 2019-12-24 |
| US10590281B2 (en) | 2020-03-17 |
| JP6610654B2 (ja) | 2019-11-27 |
| CN107429103A (zh) | 2017-12-01 |
| EP3266840B1 (en) | 2019-04-03 |
| JPWO2016140145A1 (ja) | 2017-12-21 |
| US20170335117A1 (en) | 2017-11-23 |
| TW201638243A (zh) | 2016-11-01 |
| EP3266840A4 (en) | 2018-04-25 |
| EP3266840A1 (en) | 2018-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6610654B2 (ja) | 粉体塗料、塗装物品および塗装物品の製造方法 | |
| JP6447498B2 (ja) | 粉体塗料、塗装物品およびそれらの製造方法 | |
| JP2016065256A (ja) | 粉体塗料用組成物、粉体塗料および塗装物品 | |
| WO2016068255A1 (ja) | 粉体塗料用組成物、粉体塗料および塗装物品 | |
| CN109496167B (zh) | 涂装物品的制造方法 | |
| WO2015159890A1 (ja) | 粉体塗料および塗装物品 | |
| JP6424833B2 (ja) | 塗装物品 | |
| WO2015046262A1 (ja) | 粉体塗料および塗装物品 | |
| JP6841237B2 (ja) | 粉体塗料、粉体塗料の製造方法、および塗装物品 | |
| JP6569728B2 (ja) | 粉体塗料用組成物、粉体塗料および塗装物品 | |
| WO2015020107A1 (ja) | 粉体塗料の製造方法、塗装物品およびその製造方法、ならびにカルボキシ基含有フッ素樹脂の製造方法 | |
| US10751753B2 (en) | Method for producing coated article | |
| WO2017110924A1 (ja) | 粉体塗料、粉体塗料の製造方法、および塗装物品 | |
| JP2018002880A (ja) | 塗料組成物、塗装物品および含フッ素重合体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16758839 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| REEP | Request for entry into the european phase |
Ref document number: 2016758839 Country of ref document: EP |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2017503447 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |