JP2001226630A - 粉体塗料用組成物および塗膜形成方法 - Google Patents
粉体塗料用組成物および塗膜形成方法Info
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Abstract
候性とを兼ね備えたポリエステル系粉体塗料用組成物
と、この粉体塗料用組成物を含有してなる粉体塗料を用
いた塗膜の形成方法を提供すること 【解決手段】 テレフタル酸使用のポリエステル樹脂
(A)と、イソフタル酸および/またはアルキル置換イ
ソフタル酸使用のポリエステル樹脂(B)と、これらの
硬化剤(C)とを含み、かつ、(A)/(B)の重量比
が95/5〜51/49で、シクロヘキサノン溶液のメ
タノールトレランスの差が200%以上である粉体塗料
用組成物と、この粉体塗料用組成物を含有してなる粉体
塗料を用いた塗膜の形成方法。
Description
車等の部品等に用いられる粉体塗料用組成物に関するも
のである。
塗料に比較して低公害である事、物性に優れている事、
比較的安価である事等が認められ、家電製品、スチール
家具、道路資材、建材、自動車部品の部材の保護、装飾
用塗料として急速に需要が拡大している。しかしなが
ら、耐衝撃性、可撓性等の物性に優れたポリエステル樹
脂とする為に、また粉体塗料として粒子間の融着を防ぐ
為、軟化点を高くする必要があり、酸成分としてテレフ
タル酸を使用する事が通常である。その結果、極めて短
時間に白化、チョーキングを起こし、光沢が著しく低下
する等、耐候性が劣るという問題があった。
ル樹脂の組成の面から耐候性を検討した特開平9−71
738号公報に記載の方法が提案されている。しかし、
この方法では酸成分としてイソフタル酸を使用する事か
ら耐候性が飛躍的に向上するが、耐衝撃性、可撓性等の
物性が低下する為、耐衝撃性、可撓性等の物性を要求し
ない特定の用途にしか使用できない。
し、耐衝撃性、可撓性等の物性(以下、「機械的性能」
と称することがある)と耐候性とを両立させる試みが検
討されているが、テレフタル酸のイソフタル酸への置換
量が増すに従い、機械的性能が低下する。また置換量の
少ない場合にはイソフタル酸の特徴である良好な耐候性
が発現しない等、従来の技術で得られるポリエステル系
粉体塗料では、良好な機械的性能と良好な耐候性とを兼
ね備えた塗膜を得る事は困難だった。
しようとする課題は、優れた耐衝撃性、可撓性等の物性
と優れた耐候性とを兼ね備えたポリエステル系粉体塗料
用組成物と、この粉体塗料用組成物を含有してなる粉体
塗料を用いた塗膜の形成方法を提供することである。
解決する為鋭意研究を重ねた結果、酸成分としてテレフ
タル酸を使用して得られた、官能基として水酸基及び/
またはカルボキシル基を有するポリエステル樹脂(A)
と、酸成分としてイソフタル酸および/またはアルキル
置換イソフタル酸を使用して得られた、官能基として水
酸基及び/またはカルボキシル基を有するポリエステル
樹脂(B)と、水酸基および/またはカルボキシル基と
反応する硬化剤(C)とを含んでなる粉体塗料用組成物
であって、かつ、ポリエステル樹脂(A)とポリエステ
ル樹脂(B)の重量比(A)/(B)が95/5〜51
/49、好ましくは85/15〜55/45であり、し
かも、ポリエステル樹脂(A)のシクロヘキサノン溶液
のメタノールトレランスと、ポリエステル樹脂(B)の
シクロヘキサノン溶液のメタノールトレランスとの差
が、200%以上である粉体塗料用組成物を含有してな
る粉体塗料を、基材表面に塗装し、加熱溶融硬化させる
と、塗膜表面におけるポリエステル樹脂(B)の濃度
が、塗膜内部のポリエステル樹脂(B)の濃度よりも高
い塗膜が形成され、優れた耐衝撃性、可撓性等の物性と
優れた耐候性とを両立させた塗膜が得られる事、
は、酸成分のうちテレフタル酸を50モル%以上使用し
て得られたポリエステル樹脂が好ましく、ポリエステル
樹脂(B)としては、酸成分のうちイソフタル酸および
/またはアルキル置換イソフタル酸を50モル%以上使
用して得られたポリエステル樹脂(B)が好ましい事、
ン溶液のメタノールトレランスとポリエステル樹脂
(B)のシクロヘキサノン溶液のメタノールトレランス
の差が500〜2500%であると好ましい事、
としてエチレングリコールを使用して得られたポリエス
テル樹脂であり、ポリエステル樹脂(B)が酸成分とし
てイソフタル酸及び/またはアルキル置換イソフタル酸
と共にヘキサヒドロ(無水)フタル酸を使用して得られ
たポリエステル樹脂であると好ましい事、等を見い出
し、本発明を完成するに至った。
て得られた、水酸基および/またはカルボキシル基を有
するポリエステル樹脂(A)と、酸成分の一部乃至全部
としてイソフタル酸および/またはアルキル置換イソフ
タル酸を使用して得られた、水酸基および/またはカル
ボキシル基を有するポリエステル樹脂(B)と、これら
ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)の硬
化剤(C)とを含んでなる粉体塗料用組成物であって、
かつ、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂
(B)の重量比(A)/(B)が95/5〜51/49
であり、しかも、ポリエステル樹脂(A)のシクロヘキ
サノン溶液のメタノールトレランスと、ポリエステル樹
脂(B)のシクロヘキサノン溶液のメタノールトレラン
スとの差が、200%以上であることを特徴とする、粉
体塗料用組成物、
うちテレフタル酸を50モル%以上使用して得られたポ
リエステル樹脂であり、かつ、ポリエステル樹脂(B)
が、酸成分のうちイソフタル酸および/またはアルキル
置換イソフタル酸を50モル%以上使用して得られたポ
リエステル樹脂である、上記1記載の粉体塗料用組成
物、
ル成分としてエチレングリコールを使用して得られたポ
リエステル樹脂であり、かつ、ポリエステル樹脂(B)
が、酸成分としてイソフタル酸および/またはアルキル
置換イソフタル酸と共にヘキサヒドロ(無水)フタル酸
を使用して得られたポリエステル樹脂である、上記1ま
たは2記載の粉体塗料用組成物、
10〜150mgKOH/g、酸価が10mgKOH/
g未満、かつ、ポリエステル樹脂(B)の水酸基価が1
0〜150mgKOH/g、酸価が10mgKOH/g
未満であり、しかも、硬化剤(C)が水酸基と反応する
硬化剤(C1)である、上記1、2または3記載の粉体
塗料用組成物、
うちテレフタル酸を70モル%以上使用して得られたポ
リエステル樹脂で、その水酸基価が10〜100mgK
OH/g、酸価が10mgKOH/g未満、ポリエステ
ル樹脂(B)が、酸成分のうちイソフタル酸および/ま
たはアルキル置換イソフタル酸を60モル%以上使用し
て得られたポリエステル樹脂で、その水酸基価が10〜
100mgKOH/g、酸価が5mgKOH/g未満で
あり、かつ、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹
脂(B)の重量比(A)/(B)が85/15〜55/
45で、しかも、ポリエステル樹脂(A)のシクロヘキ
サノン溶液のメタノールトレランスと、ポリエステル樹
脂(B)のシクロヘキサノン溶液のメタノールトレラン
スとの差が、500〜2500%である、上記1または
3記載の粉体塗料用組成物、
化合物である、上記1、2、3、4または5記載の粉体
塗料用組成物、
10mgKOH/g未満、酸価が10〜100mgKO
H/g、かつ、ポリエステル樹脂(B)の水酸基価が1
0mgKOH/g未満、酸価が10〜100mgKOH
/gであり、しかも、硬化剤(C)がカルボキシル基と
反応する硬化剤(C2)である、上記1、2または3記
載の粉体塗料用組成物、
うちテレフタル酸を70モル%以上使用して得られたポ
リエステル樹脂で、その水酸基価が5mgKOH/g未
満、酸価が10〜70mgKOH/g、ポリエステル樹
脂(B)が、酸成分のうちイソフタル酸および/または
アルキル置換イソフタル酸を60モル%以上使用して得
られたポリエステル樹脂で、その水酸基価が5mgKO
H/g未満、酸価が10〜70mgKOH/gであり、
かつ、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂
(B)の重量比(A)/(B)が85/15〜55/4
5で、しかも、ポリエステル樹脂(A)のシクロヘキサ
ノン溶液のメタノールトレランスと、ポリエステル樹脂
(B)のシクロヘキサノン溶液のメタノールトレランス
との差が、500〜2500%である、上記1または3
記載の粉体塗料用組成物、
クリル樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートまたはポ
リヒドロキシアミド化合物である、上記1、2、3、7
または8記載の粉体塗料用組成物、
が10〜150mgKOH/g、酸価が10mgKOH
/g未満、かつ、ポリエステル樹脂(B)の水酸基価が
10mgKOH/g未満、酸価が10〜100mgKO
H/gであり、しかも、硬化剤(C)が水酸基と反応す
る硬化剤(C1)とカルボキシル基と反応する硬化剤
(C2)とからなるものである、上記1、2または3記
載の粉体塗料用組成物、
のうちテレフタル酸を70モル%以上使用して得られた
ポリエステル樹脂で、その水酸基価が10〜100mg
KOH/g、酸価が5mgKOH/g未満、ポリエステ
ル樹脂(B)が、酸成分のうちイソフタル酸および/ま
たはアルキル置換イソフタル酸を60モル%以上使用し
て得られたポリエステル樹脂で、その水酸基価が5mg
KOH/g未満、酸価が10〜70mgKOH/gであ
り、かつ、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂
(B)の重量比(A)/(B)が85/15〜55/4
5で、しかも、ポリエステル樹脂(A)のシクロヘキサ
ノン溶液のメタノールトレランスと、ポリエステル樹脂
(B)のシクロヘキサノン溶液のメタノールトレランス
との差が、500〜2500%である、上記1または3
記載の粉体塗料用組成物、
が10mgKOH/g未満、酸価が10〜100mgK
OH/g、かつ、ポリエステル樹脂(B)の水酸基価が
10〜150mgKOH/g、酸価が10mgKOH/
g未満であり、しかも、硬化剤(C)が水酸基と反応す
る硬化剤(C1)とカルボキシル基と反応する硬化剤
(C2)とからなるものである、上記1、2または3記
載の粉体塗料用組成物、
のうちテレフタル酸を70モル%以上使用して得られた
ポリエステル樹脂で、その水酸基価が5mgKOH/g
未満、酸価が10〜70mgKOH/g、ポリエステル
樹脂(B)が、酸成分のうちイソフタル酸および/また
はアルキル置換イソフタル酸を60モル%以上使用して
得られたポリエステル樹脂で、その水酸基価が10〜1
00mgKOH/g、酸価が5mgKOH/g未満であ
り、かつ、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂
(B)の重量比(A)/(B)が85/15〜55/4
5で、しかも、ポリエステル樹脂(A)のシクロヘキサ
ノン溶液のメタノールトレランスと、ポリエステル樹脂
(B)のシクロヘキサノン溶液のメタノールトレランス
との差が、500〜2500%である、上記1または3
記載の粉体塗料用組成物、
ト化合物、アミノ化合物、グリシジル基含有アクリル樹
脂、トリグリシジルイソシアヌレートおよびポリヒドロ
キシアミド化合物の内1種および/または2種以上とか
らなるものである、上記1、2、3、10、11、12
または13記載の粉体塗料用組成物、および、
の粉体塗料用組成物を含有してなる粉体塗料を、基材表
面に塗装し、加熱溶融硬化させて、塗膜表面におけるポ
リエステル樹脂(B)の濃度が、塗膜内部のポリエステ
ル樹脂(B)の濃度よりも高い塗膜を形成させることを
特徴とする、塗膜形成方法、を提供するものである。
する。本発明で用いるポリエステル樹脂としては、二塩
基酸と二価アルコール(グリコール)を必須成分とし、
必要に応じて三価以上の多塩基酸、三価以上の多価アル
コール、一塩基酸、一価アルコールを使用して得られる
常温固形のポリエステル樹脂が挙げられる。
ル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)について述べ
る。
脂(B)が有する官能基(水酸基および/またはカルボ
キシル基)は、用いる硬化剤(C)と反応する官能基と
する必要があり、また硬化剤(C)は1種類だけでなく
2種類の併用も可能であり、用いる硬化剤(C)により
ポリエステル樹脂(A)、(B)の官能基とその濃度を
決定する必要がある。
化剤(C1)を用いる場合では、用いるポリエステル樹
脂(A)、(B)の水酸基価は、架橋密度が適当で機械
的性能に優れる塗膜が得られ、高価な硬化剤を多量に使
用する必要がないことから、10〜150mgKOH/
gが好ましく、なかでも水酸基価10〜100mgKO
H/gが特に好ましい。また、この場合の酸価は、エス
テル化反応の未反応のカルボキシル基として少量存在さ
せる事も可能であるが、多量に存在すれば耐食性、耐薬
品性、機械的性能の低下を招き好ましくないが、ポリエ
ステル樹脂のカルボキシル基が顔料を吸着し分散性の向
上に寄与する事から少量は必要である。その量は、ポリ
エステル樹脂(A)、(B)が水酸基を主たる官能基と
する場合、ポリエステル樹脂(A)の酸価は10mgK
OH/g未満が好ましく、ポリエステル樹脂(B)の酸
価は10mgKOH/g未満、なかでも顔料を吸着しな
いほうが塗膜表面への移動が容易である事とクリアー層
の形成が耐候性に有利である事から5mgKOH/g未
満が好ましい。
応する硬化剤(C2)を用いる場合では、用いるポリエ
ステル樹脂(A)、(B)の酸価は、架橋密度が適当で
機械的性能に優れる塗膜が得られ、高価な硬化剤を多量
に使用する必要がないことから、10〜100mgKO
H/gが好ましく、なかでも酸価10〜70mgKOH
/gが特に好ましい。また、この場合の水酸基価も、エ
ステル化反応の水酸基として少量存在させる事も可能で
あるが、多量に存在すれば先の酸価の存在と同様に耐食
性、耐薬品性、機械的性能の低下を招き好ましくない。
従って、ポリエステル樹脂(A)、(B)の水酸基価は
10mgKOH/g未満が好ましく、なかでも5mgK
OH/g未満が特に好ましい。
化剤(C1)とカルボキシル基と反応する硬化剤(C
2)の2種の硬化剤を用いる場合では、ポリエステル樹
脂(A)、(B)として、水酸基価が高く酸価が低いポ
リエステル樹脂と酸価が高く水酸基価が低いポリエステ
ル樹脂とを組み合わせて用いることが好ましい。
ステル樹脂(a)と酸価が高く水酸基価が低いポリエス
テル樹脂(b)とを組み合わせて用いる場合、水酸基と
反応する硬化剤(C1)と主に反応し、架橋するのはポ
リエステル樹脂(a)であり、このポリエステル樹脂
(a)の水酸基価は、架橋密度が適当で機械的性能に優
れる塗膜が得られることから、10〜150mgKOH
/g、なかでも10〜100mgKOH/gが好まし
い。この場合、ポリエステル樹脂(a)の酸価は、機械
的性能、耐候性を担うべき塗膜の本来の性能が低下が防
止できることから、10mgKOH/g未満が好まし
く、なかでも5mgKOH/g未満が特に好ましいで。
また、この場合に、カルボキシル基と反応する硬化剤
(C2)と主に反応し、架橋するのはポリエステル樹脂
(b)であり、このポリエステル樹脂(b)の酸価は、
架橋密度が適当で機械的性能に優れる塗膜が得られるこ
とから、10〜100mgKOH/g、なかでも10〜
70mgKOH/gが好ましい。この場合、ポリエステ
ル樹脂(b)の水酸基価は、機械的性能、耐候性を担う
べき塗膜の本来の性能が低下が防止できることから、1
0mgKOH/g未満が好ましく、なかでも5mgKO
H/g未満が特に好ましい。
する酸成分としては、機械的性能にすぐれる塗膜が得ら
れることから、その酸成分のうちテレフタル酸の占める
割合が50モル%以上、特に70%以上のものが好まし
い。その他の酸成分は50モル%未満で使用することが
好ましく、その種類もテレフタル酸、イソフタル酸およ
びアルキル置換イソフタル酸以外であれば特に制限なく
使用でき、例えば、安息香酸、p−tert−ブチル安
息香酸、オクチル酸、こはく酸等の一塩基酸;アジピン
酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバチン酸、1,10
−デカンジカルボン酸等の脂肪族二塩基酸、イソフタル
酸、(無水)フタル酸、ヘキサヒドロ(無水)フタル
酸、テトラヒドロ(無水)フタル酸、シクロヘキサンジ
カルボン酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族二塩基
酸;(無水)トリメリット酸、(無水)ピロメリット酸
等の多塩基酸などが使用できるが、その選択は要求され
る塗膜性能、塗料の貯蔵条件等を勘案して決定される。
また、その他の酸成分として、イソフタル酸および/ま
たはアルキル置換イソフタル酸を使用することもできる
が、その場合には、テレフタル酸の使用モル数よりも少
ないモル数となる範囲で適宜使用することが必要であ
る。
する酸成分としては、耐候性に優れる塗膜が得られると
共に、軟化点の低下による貯蔵安定性の不良がないこと
から、その酸成分のうちイソフタル酸および/またはア
ルキル置換イソフタル酸の占める割合が50モル%以
上、特に60モル%以上のものが好ましい。その他の酸
成分は50モル%未満で使用することが好ましく、その
種類としては、テレフタル酸、イソフタル酸およびアル
キル置換イソフタル酸以外であれば特に制限なく使用で
き、例えば、安息香酸、p−tert−ブチル安息香
酸、オクチル酸、こはく酸等の一塩基酸;アジピン酸、
アゼライン酸、スベリン酸、セバチン酸、1,10−デ
カンジカルボン酸等の脂肪族二塩基酸;テレフタル酸、
(無水)フタル酸、ヘキサヒドロ(無水)フタル酸、テ
トラヒドロ(無水)フタル酸、シクロヘキサンジカルボ
ン酸等の芳香族二塩基酸、(無水)トリメリット酸、
(無水)ピロメリット酸等の多塩基酸が使用できるが、
その選択は要求される塗膜性能、耐候性、塗料の貯蔵条
件等を勘案して決定される。また、その他の酸成分とし
て、テレフタル酸を使用することもできるが、その場合
には、イソフタル酸および/またはアルキル置換イソフ
タル酸の使用モル数よりも少ないモル数となる範囲で適
宜使用することが必要である。
るアルキル置換イソフタル酸について述べる。アルキル
置換イソフタル酸としては、例えば、4−メチルイソフ
タル酸、4−tertブチルイソフタル酸等が挙げられ
るが、その選択は得られる塗膜の硬度、要求性能、塗料
の貯蔵時の条件等を鑑みて決定される。
通して使用されるアルコール成分について具体的に代表
的なものを示すと、ネオペンチルグリコール、2−メチ
ルプロパンジオール、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、1,2−ブ
タンジオール、2,2,4−トリメチル1,3−ペンタ
ンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、ジプロピレングリコール、2−メチル2ブチル
プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4
−シクロヘキサンジメタノール等の脂肪族グリコール;
水添ビスフェノールA等の脂環族グリコール;「カージ
ュラ E」(シェル社製バーサチック酸のグリシジルエ
ステル)等の各種1官能エポキシ化合物;ビスフェノー
ルAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールSの
エチレンオキサイド付加物、ビスヒドロキシエチルテレ
フタレート等の芳香族基を有するグリコール;トリメチ
ロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、
ジグセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリ
トール等の3価以上のアルコール成分;「デナコール
EX−211」(ナガセ化成社製ネオペンチルグリコー
ルジグリシジルエーテル)等の各種エポキシ化合物等が
挙げられる。
よび(B)としては、これらのポリエステル樹脂のシク
ロヘキサン溶液のメタノールトレランス(以下、「メタ
ノールトレランス」と略記することがある。)の差が大
きくなる組み合わせで、ポリエステル樹脂(A)をポリ
エステル樹脂(B)より多量に用いること必要であり、
これにより機械的性能と耐候性のいずれにも優れた塗膜
を形成する粉体塗料組成物が得られる。具体的には、ポ
リエステル樹脂(A)と(B)の間のメタノールトレラ
ンスの差は、200%以上、例えば200〜3000%
とすることが必要であり、なかでも500〜2500%
が好ましい。また、ポリエステル樹脂(A)とポリエス
テル樹脂(B)の配合比は、重量比でポリエステル樹脂
(A)/ポリエステル樹脂(B)=95/5〜51/4
9となる範囲とすることが必要であり、なかでも85/
15〜55/45となる範囲が好ましい。
(A)、(B)に、硬化剤(C)と、更に必要により顔
料、流動調整剤、酸化防止剤等を配合してなる粉体塗料
は、加熱、溶融され硬化に至る間に、ポリエステル樹脂
(A)、(B)のメタノールトレランスの差に起因し
て、耐候性に優れるイソフタル酸を主とするポリエステ
ル樹脂(B)が塗膜表面に、機械的性能に優れるテレフ
タル酸を主とするポリエステル樹脂(A)が基材側に、
それぞれ局在化する濃度勾配となり、機械的性能と耐候
性のいずれにも優れた塗膜を形成することとなる。
タノールトレランスの差を200%以上に広げる方法と
しては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル樹
脂(A)には、アルコール成分の一部としてエチレング
リコール等の炭素原子数が少なく極性の高いものを使用
すればポリエステル樹脂(A)のメタノールトレランス
は低くなり、ポリエステル樹脂(B)には、酸成分の一
部としてヘキサヒドロ(無水)フタル酸等の炭素原子数
が多く極性の低いもの、および/または、アルコール成
分の一部としてシクロヘキサンジメタノール等の炭素原
子数が多く極性の低いものを使用すればポリエステル樹
脂(B)のメタノールトレランスは高くなることを考慮
して、ポリエステル樹脂(A)と(B)の原料を適宜選
択する方法等がある。ただし、ポリエステル樹脂(A)
にエチレングリコールを使用する場合、その量はポリエ
ステル樹脂(A)のアルコール成分中の5〜75モル%
が好ましい。また、ポリエステル樹脂(B)にヘキサヒ
ドロ(無水)フタル酸を使用する場合、その量はポリエ
ステル樹脂(B)の酸成分中の10〜40モル%で使用
する事が好ましい。原料の選択は、得られるポリエステ
ル樹脂(A)、(B)のメタノールトレランスを鑑みれ
ばよく、原料を制限するものでない。
エチレングリコールを使用してメタノールトレランスを
低くすることが好ましく、ポリエステル樹脂(B)には
ヘキサヒドロ(無水)フタル酸を使用してメタノールト
レランスを高くすることが好ましいが、エチレングリコ
ール、ヘキサヒドロ(無水)フタル酸にこだわるもので
ない。
使用される原料は、得られるポリエステル樹脂のメタノ
ールトレランス、軟化点、分子量、水酸基価、酸価、塗
料の貯蔵安定性、塗膜の機械的性能、耐候性等を考慮し
て決定すればよい。
(B)の軟化点については、粉体塗料用として使用可能
な範囲であれば良く、用途、使用環境、塗料の保存条件
等により決定されるが、実用上環球式軟化点が80〜1
50℃のものが好ましい。
(B)の分子量については、粉体塗料用として使用可能
な範囲であれば良く、要求される塗膜性能、外観等によ
り決定されるが、実用上重量平均分子量6000〜50
000のものが好ましい。
法としては、粉体塗料作成時に固形で混合される以外
に、あらかじめポリエステル樹脂(A)、(B)を任意
の重量比で溶融混合して使用する事も出来る。
明の硬化剤(C)とは、水酸基と反応するもの、および
/または、カルボキシル基と反応するもので、1種およ
び/または1種以上の硬化剤を意味する。すなわち、ポ
リエステル樹脂(A)、(B)が共に水酸基を主たる官
能基とする場合、硬化剤は水酸基と反応する硬化剤(C
1)であり、ポリエステル樹脂(A)、(B)が共にカ
ルボキシル基を主たる官能基とする場合、硬化剤はカル
ボキシル基と反応する硬化剤(C2)でなければならな
い。また、ポリエステル樹脂(A)、(B)が同種類の
官能基を主たる官能基とする場合、硬化剤は通常1種の
硬化剤を用いるが、必要に応じ更に異なった種類の硬化
剤を用いても良い。ポリエステル樹脂(A)が水酸基を
主たる官能基とし、ポリエステル樹脂(B)がカルボキ
シル基を主たる官能基とする場合、また逆にポリエステ
ル樹脂(A)が主たる官能基をカルボキシル基とし、ポ
リエステル樹脂(B)が主たる官能基を水酸基価とする
場合、硬化剤は水酸基と反応する硬化剤(C1)とカル
ボキシル基と反応する硬化剤(C2)の2種の硬化剤が
必要である。硬化剤の選択に際してはポリエステル樹脂
(A)、(B)の官能基濃度、配合比率、要求性能等を
鑑みて決定すれば良い。
ポリエステル樹脂(A)、(B)の有する水酸基または
カルボキシル基と反応するものであれば使用できるが、
粉体塗料として使用するため、その貯蔵時に塗料のブロ
ッキングを招かないように選択することが好ましい。ポ
リエステル樹脂の水酸基と反応する化合物としては、ポ
リイソシアネート化合物、アミノ化合物が有用であり、
粉体塗料用のイソシアネート化合物として代表的なもの
を例示すれば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソ
ホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート
等のイソシアネート化合物のヌレート化合物をε−カプ
ロラクタム、メチルエチルケトンオキシム等の種々のブ
ロック剤でブロック化せしめて得られるブロックイソシ
アネート化合物等があり、市販品としてはイソホロンジ
イソシアネートをε−カプロラクタムでブロックした
「VESTAGON B−1530」(ヒュルス社製)
が代表的である。また、ブロック剤を有しておらず分子
内にウレトジオン結合を有する自己ブロックタイプのイ
ソシアネート化合物もあり、イソホロンジイソシアネー
トの自己ブロックタイプの「VESTAGON BF−
1540」(ヒュルス社製)等も使用できる。
ン、尿素、ベンゾグアナミン等のアミノ基含有化合物を
ホルムアルデヒド、グリオキザールの如きアルデヒド系
化合物と反応せしめて得られる縮合物が挙げられる。あ
るいは、これらの縮合物をアルコール類でエーテル化せ
しめて得られるエーテル化化合物で、代表的なものを挙
げれば、ヘキサメトキシメチルメラミンの「CYMEL
303」(三井サイテック社)があり、さらには「P
OWDERLINK PL−1174」(アメリカンサ
イアナミド社)等のグリコウリル類が挙げられる。
は、例えば、グリシジル基含有アクリル樹脂物、トリグ
リシジルイソシアヌレート、ヒドロキシアルキルアミド
を有する化合物が挙げられる 。更に詳しく説明すれ
ば、エポキシ基含有アクリル樹脂としては、(メチル)
グリシジルメタクリレートを他の重合性単量体と共重合
した(メチル)グリシジルメタクリレート共重合体等が
挙げられる。市場では(メチル)グリシジルメタクリレ
ート共重合体として「ファインディック A−224
S、A−204S」(大日本インキ化学工業株式会社)
が、リグリシジルイソシアヌレートとして「アラルダイ
ト PT−810」(チバスペシャリティケミカルズ
社)等が、それぞれポリエステル樹脂の硬化剤として市
販されている。ヒドロキシルアルキルアミド化合物とし
ては、ビス(N,N−ジヒドロキシアルキル)アジパミ
ドがあり、「PRIMID XL552](EMS社)
が市販されている。
ル樹脂(A)、(B)、硬化剤(C)を含んでんるもの
であり、他に、顔料、流動調整剤、ブロッキング防止
剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の通常用いられる塗料
用添加剤を、必要に応じて1種または2種以上加える事
ができ、要求される塗膜外観、性能に応じた配合で粉体
塗料を供する事ができる。
化剤(C)を用いて粉体塗料を製造するには公知公用の
製造法が用いられるが、通常上記3成分に必要に応じて
顔料、各種添加剤を加えたものを、混合、分散した後、
エクストゥルーダー、加熱ロール等の溶融混練機で60
〜120℃程度で充分溶融混合し、冷却後粉砕し、粉体
塗料とする方法がとられる。また。塗装方法についても
通常使用されている静電吹き付け法、流動浸漬法等が使
用でき、これらの塗装法で塗装した後、140〜210
℃の乾燥炉で焼き付けて硬化塗膜を得る事ができる。
て具体的に説明する。なお、本発明は決してこれらの例
示のみによって限定されるものではない。以下におい
て、部および%は特に断りのない限り重量基準によるも
のである。
成〕 撹拌機、温度計、精留塔および窒素ガス導入口を備えた
反応容器にネオペンチルグリコール322部(64モル
%)、エチレングリコール104部(35モル%)、グ
リセリン5部(1モル%)、テレフタル酸742部(1
00モル%)およびジ−n−ブチル錫オキサイド0.5
部を仕込んで、窒素雰囲気中で撹拌を行いながら240
℃まで5時間を要して昇温した。240℃で脱水縮合反
応を続行せしめて、水酸基価30.7mgKOH/g、
酸価4.2mgKOH/gのポリエステル樹脂を得た。
環球法による軟化点は116℃。これを(A−1)と称
する。なお、原料のモル%は各々酸成分、アルコール成
分に対する割合である(以下、同様)。
部(88モル%)、エチレングリコール28部(10モ
ル%)、トリメチロールエタン11部(2モル%)、テ
レフタル酸494部(70モル%)、イソフタル酸21
2部およびジ−n−ブチル錫オキサイド0.5部を仕込
み、参考例1と同様の操作を行い、水酸基価34.3、
酸価6.2、軟化点113℃のポリエステル樹脂を得
た。これを(A−2)と称する。
錫オキサイドを触媒として参考例1と同量使用した以外
は参考例1と同様の操作を行い、各種の水酸基含有ポリ
エステル樹脂(A−3)〜(A−5)を得た。組成、樹
脂の恒数値を表−1に示す。
アルコール成分の全量に対する割合であり、原料、樹脂
の恒数の記号は以下の通りである(以下、同様)。 TPA :テレフタル酸 IPA :イソフタル酸 NPG :ネオペンチルグリコール EG :エチレングリコール TMP :トリメチロールプロパン GLY :グリセリン TME :トリメチロールエタン OHV :水酸基価(mgKOH/g) An :酸価(mgKOH/g) Sp :軟化点(℃) MeOH T :メタノールトレランス(%) メタノールトレランスの測定方法:50mlの清浄な透
明ガラス製マイヤーフラスコにポリエステル樹脂を0.
500±0.001gで精秤し、10mlのホールピペ
ットで採取したシクロヘキサノン10mlを加え、常温
で樹脂を溶解した後、メタノールをビュレットで滴下
し、25℃で濁りを発生するまで(マイヤーフラスコの
下に新聞紙を敷き、新聞紙の活字が判読出来なくなった
時点を濁りの発生とする)加え、濁りの発生までに滴下
したメタノール量(ml)から次の式によりでメタノー
ルトレランスを算出する。 メタノールトレランス(%)=〔滴下したメタノール量
(ml)×100〕/〔ポリエステル樹脂の採取量(g)〕
成〕 参考例1と同様の装置にネオペンチルグリコール431
部(98モル%)、グリセリン9部(2モル%)、イソ
フタル酸331部(50モル%)、ヘキサヒドロ無水フ
タル酸184部(30モル%)、パラターシャリーブチ
ルイソフタル酸177部(20モル%)およびジ−n−
ブチル錫オキサイド0.5部仕込み、参考例1と同様の
操作を行い、酸価4.1mgKOH/g、酸基価25.
6mgKOH/g、軟化点109℃のポリエステル樹脂
を得た。これを(B−1)と称する。
イドを触媒として参考例6と同量使用し、参考例6と同
様の操作を行い、各種のカルボキシル基を有するポリエ
ステル樹脂(B−2)〜(B−5)を得た。表−2に組
成、樹脂の恒数値を示す。
アルコール成分の全量に対する割合であり、新規な原料
の記号は以下の通りである。 PtBIPA:パラターシャリーブチルイソフタル酸 HHPA :ヘキサヒドロ無水フタル酸 1,4CHDM :1,4−シクロヘキサンジメタノール
(a)の合成〕 参考例1と同様の装置にネオペンチルグリコール456
部(98モル%)、トリメチロールプロパン13部(2
モル%)、テレフタル酸693部(100モル%)およ
びジ−n−ブチル錫オキサイド0.5部を仕込み、参考
例1と同様の操作を行い、酸価4.5、水酸基価30.
7、軟化点110℃の比較用ポリエステル樹脂を得た。
これを(a−1)と称する。
−ブチル錫オキサイドを使用した以外は参考例1と同様
の操作を行い、各種水酸基、酸基を有する比較用ポリエ
ステル樹脂(a−2)〜(a−5)を得た。
合) 参考例1〜10で得られた水酸基もしくはカルボキシル
基を有するポリエステル樹脂(A)、(B)を表−4
(1)〜(2)に示した重量比(重量比)でドライブレ
ンドして、ポリエステル樹脂の混合物(E−1)〜(E
−13)を得た。
たは参考例11〜15で得た比較用ポリエステル樹脂
(a−1)〜(a−5)と、水酸基と反応し得る硬化剤
として「VESTAGON B−1530](ヒュルス
社製のイソホロンジイイソシアネートのε−カプロラク
タムブロック品)、[POWDERLINK 117
4](サイアナミド社製のグリコウリル型アミノ樹脂)
と、カルボキシル基と反応しうる硬化剤として「ファイ
ンディック A−261」(大日本インキ化学社製のグ
リシジル基含有アクリル樹脂)と、[PRIMID X
L−552](EMS社製ヒドロキシルアミド化合
物)、「アラルダイト PT−810」(日本チバガイ
ギー社製トリグリシジルイソシアヌレート)と、さらに
「アクロナール 4F」(BASF社製流動調整剤)、
「タイペーク CR−90](石原産業社製の酸化チタ
ン)と、ブロックイソシアネートの反応触媒としてジー
n−ブチル錫ラウレートと、グリシジル基含有アクリル
樹脂の反応触媒としてトリフェニルフォスフィンと、グ
リコウリル型アミノ樹脂の反応触媒としてパラトルエン
スルフォン酸と、脱泡剤としてベンゾインとを、表−5
(1)〜(2)、表−6に示す混合比(重量比)でブレ
ンドし、ヘンシェルミキサーで粉砕混合せしめた。
て、60〜90℃の温度で溶融混練せしめてから、冷却
し、微粉砕機(ホソカワミクロン社製のバンタムミル)
により、さらに粉砕を行い、140メッシュの篩いを通
過せしめる事によって、目的とする粉体塗料をそれぞれ
得た。
機を用いて、厚さ0.8mmの燐酸亜鉛処理鋼板上に膜
厚が65±5μmとなるように塗装し、180℃、20
分で焼き付けを行い、硬化塗膜を得た。
(実施例1〜13)および本発明の比較用の組成物(比
較例1〜7)の硬化塗膜について諸性能の評価を行っ
た。表−7(1)〜(3)に実施例1〜13、表−8
(1)〜(2)に比較例1〜7の硬化塗膜の評価結果を
示す。
下、同様)。 VESTAGON B−1530 :NCO当量 280g/Eq POWDERLINK 1174 :メトキシ当量 110g/Eq ファインディック A−261 :エポキシ当量 500g/Eq アラルダイト PT810 :エポキシ当量 105g/Eq PRIMIDD XL−552 :水酸基当量 84g/Eq
定法 ・塗膜表面の濃度:日本分光社製機器FT/IR610
を使用し、IR法(FTIR/ATR法)にてテレフタ
ル酸は1587cm-1、イソフタル酸は1608cm-1
のピークの面積強度の関係からテレフタル酸、イソフタ
ル酸濃度を求め、各ポリエステル樹脂の濃度(%)を求
めた。 ・塗膜内部の濃度:メトロトームにて塗膜を膜厚30μ
mまで切削し、表面のポリエステル樹脂(B)の濃度の
測定法と同様の方法で各ポリエステル樹脂の濃度(%)
を求めた。
(普通)、×(不良)、××(特に不良)の5段階で評
価判定した。 ・耐衝撃性 :デュポン式衝撃試験器による評価判定。
先端径が1/2インチの半球で500gの荷重を持つ錘
を落下させた時に塗膜に割れ等の欠陥を生じない最大限
の高さ(cm)で表示した。この値が大きい程、塗膜の
可撓性が良好である。 ・エリクセン値:エリクセン試験器による評価判定。こ
の値が大きい程可撓性が良好である。 ・耐候性(SWOM):サンシャインウエザーオメーター
を用いて1000時間後、1500時間後の光沢保持率
(GR)を算出した。
は、塗膜の物性と耐候性を両立でき、極めて実用価値の
高いものである。
Claims (15)
- 【請求項1】 酸成分の一部乃至全部としてテレフタル
酸を使用して得られた、水酸基および/またはカルボキ
シル基を有するポリエステル樹脂(A)と、酸成分の一
部乃至全部としてイソフタル酸および/またはアルキル
置換イソフタル酸を使用して得られた、水酸基および/
またはカルボキシル基を有するポリエステル樹脂(B)
と、これらポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂
(B)の硬化剤(C)とを含んでなる粉体塗料用組成物
であって、かつ、ポリエステル樹脂(A)とポリエステ
ル樹脂(B)の重量比(A)/(B)が95/5〜51
/49であり、しかも、ポリエステル樹脂(A)のシク
ロヘキサノン溶液のメタノールトレランスと、ポリエス
テル樹脂(B)のシクロヘキサノン溶液のメタノールト
レランスとの差が、200%以上であることを特徴とす
る、粉体塗料用組成物。 - 【請求項2】 ポリエステル樹脂(A)が、酸成分のう
ちテレフタル酸を50モル%以上使用して得られたポリ
エステル樹脂であり、かつ、ポリエステル樹脂(B)
が、酸成分のうちイソフタル酸および/またはアルキル
置換イソフタル酸を50モル%以上使用して得られたポ
リエステル樹脂である、請求項1記載の粉体塗料用組成
物。 - 【請求項3】 ポリエステル樹脂(A)が、アルコール
成分としてエチレングリコールを使用して得られたポリ
エステル樹脂であり、かつ、ポリエステル樹脂(B)
が、酸成分としてイソフタル酸および/またはアルキル
置換イソフタル酸と共にヘキサヒドロ(無水)フタル酸
を使用して得られたポリエステル樹脂である、請求項1
または2記載の粉体塗料用組成物。 - 【請求項4】 ポリエステル樹脂(A)の水酸基価が1
0〜150mgKOH/g、酸価が10mgKOH/g
未満、かつ、ポリエステル樹脂(B)の水酸基価が10
〜150mgKOH/g、酸価が10mgKOH/g未
満であり、しかも、硬化剤(C)が水酸基と反応する硬
化剤(C1) である、請求項1、2または3記載の粉
体塗料用組成物。 - 【請求項5】 ポリエステル樹脂(A)が、酸成分のう
ちテレフタル酸を70モル%以上使用して得られたポリ
エステル樹脂で、その水酸基価が10〜100mgKO
H/g、酸価が10mgKOH/g未満、ポリエステル
樹脂(B)が、酸成分のうちイソフタル酸および/また
はアルキル置換イソフタル酸を60モル%以上使用して
得られたポリエステル樹脂で、その水酸基価が10〜1
00mgKOH/g、酸価が5mgKOH/g未満であ
り、かつ、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂
(B)の重量比(A)/(B)が85/15〜55/4
5で、しかも、ポリエステル樹脂(A)のシクロヘキサ
ノン溶液のメタノールトレランスと、ポリエステル樹脂
(B)のシクロヘキサノン溶液のメタノールトレランス
との差が、500〜2500%である、請求項1または
3記載の粉体塗料用組成物。 - 【請求項6】 硬化剤(C)が、ポリイソシアネート化
合物である、請求項1、2、3、4または5記載の粉体
塗料用組成物。 - 【請求項7】 ポリエステル樹脂(A)の水酸基価が1
0mgKOH/g未満、酸価が10〜100mgKOH
/g、かつ、ポリエステル樹脂(B)の水酸基価が10
mgKOH/g未満、酸価が10〜100mgKOH/
gであり、しかも、硬化剤(C)がカルボキシル基と反
応する硬化剤(C2)である、請求項1、2または3記
載の粉体塗料用組成物。 - 【請求項8】 ポリエステル樹脂(A)が、酸成分のう
ちテレフタル酸を70モル%以上使用して得られたポリ
エステル樹脂で、その水酸基価が5mgKOH/g未
満、酸価が10〜70mgKOH/g、ポリエステル樹
脂(B)が、酸成分のうちイソフタル酸および/または
アルキル置換イソフタル酸を60モル%以上使用して得
られたポリエステル樹脂で、その水酸基価が5mgKO
H/g未満、酸価が10〜70mgKOH/gであり、
かつ、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂
(B)の重量比(A)/(B)が85/15〜55/4
5で、しかも、ポリエステル樹脂(A)のシクロヘキサ
ノン溶液のメタノールトレランスと、ポリエステル樹脂
(B)のシクロヘキサノン溶液のメタノールトレランス
との差が、500〜2500%である、請求項1または
3記載の粉体塗料用組成物。 - 【請求項9】 硬化剤(C)が、グリシジル基含有アク
リル樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートまたはポリ
ヒドロキシアミド化合物である、請求項1、2、3、7
または8記載の粉体塗料用組成物。 - 【請求項10】 ポリエステル樹脂(A)の水酸基価が
10〜150mgKOH/g、酸価が10mgKOH/
g未満、かつ、ポリエステル樹脂(B)の水酸基価が1
0mgKOH/g未満、酸価が10〜100mgKOH
/gであり、しかも、硬化剤(C)が水酸基と反応する
硬化剤(C1)とカルボキシル基と反応する硬化剤(C
2)とからなるものである、請求項1、2または3記載
の粉体塗料用組成物。 - 【請求項11】 ポリエステル樹脂(A)が、酸成分の
うちテレフタル酸を70モル%以上使用して得られたポ
リエステル樹脂で、その水酸基価が10〜100mgK
OH/g、酸価が5mgKOH/g未満、ポリエステル
樹脂(B)が、酸成分のうちイソフタル酸および/また
はアルキル置換イソフタル酸を60モル%以上使用して
得られたポリエステル樹脂で、その水酸基価が5mgK
OH/g未満、酸価が10〜70mgKOH/gであ
り、かつ、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂
(B)の重量比(A)/(B)が85/15〜55/4
5で、しかも、ポリエステル樹脂(A)のシクロヘキサ
ノン溶液のメタノールトレランスと、ポリエステル樹脂
(B)のシクロヘキサノン溶液のメタノールトレランス
との差が、500〜2500%である、請求項1または
3記載の粉体塗料用組成物。 - 【請求項12】 ポリエステル樹脂(A)の水酸基価が
10mgKOH/g未満、酸価が10〜100mgKO
H/g、かつ、ポリエステル樹脂(B)の水酸基価が1
0〜150mgKOH/g、酸価が10mgKOH/g
未満であり、しかも、硬化剤(C)が水酸基と反応する
硬化剤(C1)とカルボキシル基と反応する硬化剤(C
2)とからなるものである、請求項1、2または3記載
の粉体塗料用組成物。 - 【請求項13】 ポリエステル樹脂(A)が、酸成分の
うちテレフタル酸を70モル%以上使用して得られたポ
リエステル樹脂で、その水酸基価が5mgKOH/g未
満、酸価が10〜70mgKOH/g、ポリエステル樹
脂(B)が、酸成分のうちイソフタル酸および/または
アルキル置換イソフタル酸を60モル%以上使用して得
られたポリエステル樹脂で、その水酸基価が10〜10
0mgKOH/g、酸価が5mgKOH/g未満であ
り、かつ、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂
(B)の重量比(A)/(B)が85/15〜55/4
5で、しかも、ポリエステル樹脂(A)のシクロヘキサ
ノン溶液のメタノールトレランスと、ポリエステル樹脂
(B)のシクロヘキサノン溶液のメタノールトレランス
との差が、500〜2500%である、請求項1または
3記載の粉体塗料用組成物。 - 【請求項14】 硬化剤(C)が、ポリイソシアネート
化合物、アミノ化合物、グリシジル基含有アクリル樹
脂、トリグリシジルイソシアヌレートおよびポリヒドロ
キシアミド化合物の内1種および/または2種以上とか
らなるものである、請求項1、2、3、10、11、1
2または13記載の粉体塗料用組成物。 - 【請求項15】 請求項1〜14のいずれか1項に記載
の粉体塗料用組成物を含有してなる粉体塗料を、基材表
面に塗装し、加熱溶融硬化させて、塗膜表面におけるポ
リエステル樹脂(B)の濃度が、塗膜内部のポリエステ
ル樹脂(B)の濃度よりも高い塗膜を形成させることを
特徴とする、塗膜形成方法。
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