JP2750452B2 - 艶消し粉体塗料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ポリエステル系樹脂により艶消し塗膜を与
え、金属への密着性、耐水性、耐熱性、耐衝撃性にすぐ
れた艶消し粉体塗料に関するものである。

（従来の技術） 粉体塗料がわが国で使用されはじめたのは昭和45〜46
年頃である。当時、電気機器、厨房機器、消火器、フェ
ンス、海上コンテナ、などに実用化され、次第に家庭電
気製品産業、自動車外板などにも用いられるようになっ
た。

粉体塗料は、原料となる合成樹脂の特性によって熱硬
化性樹脂粉体塗料と熱可塑性樹脂粉体塗料に大別するこ
とができる。熱硬化性樹脂粉体塗料に用いられる樹脂
は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリウレタン樹脂などである。熱可塑性樹脂粉体塗料に
用いられる樹脂は、塩化ビニル樹脂であり、ほかに、ポ
リアミド、ポリエステルなども使用されている。

粉体塗料は現在、家電、自動車、建材をはじめ、多く
の分野で使用されているが、塗装された塗面は、美的観
点から光沢が要求される場合と、艶消しまたは半艶消し
が要求される場合がある。従来、このような艶消し粉体
塗料を調製する方法としては、粒子の粗い顔料を多量に
添加する方法や、ポリエステル粉体塗料とアクリル粉体
塗料の二種類の粉体塗料をドライブレンドする方法（特
公昭61−19668号公報）またネオペンチルグリコールを
使用したポリエステルを配合した粉体塗料（特開昭63−
154771、特公昭58−8429号公報）などが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、粗粒子の顔料を多量に添加する場合に
は、塗膜の平滑性や機械的強度が低下するという問題が
ある。又、二種類の粉体塗料をドライブレントする方法
は、一段階の塗料化で艶消し塗料を得ることができず、
塗料製造コストが高くなると共に、ブレンド率の変化等
の問題がある。またネオペンチルグリコール使用のポリ
エステルでは、一段階の塗料化ができ、ブレンド率の問
題は解消したものの、耐水性、耐熱性、金属への密着
性、耐衝撃性の点でいまだ充分とは言えない。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、かかる点に注目して鋭意研究した結
果、特定のポリエステル樹脂を配合することにより、平
滑性、耐水性、耐熱性、金属への密着性、耐衝撃性に優
れる塗膜を与える艶消し粉体塗料を簡便に得られること
を見いだし、本発明に至った。

すなわち、本発明は、２−ブチル−２−エチル−1,3
−プロパンジオールまたは2,2−ジエチル−1,3−プロパ
ンジオールから選ばれた少なくとも一成分のジオールを
５〜100重量％含むジオール成分とテレフタル酸または
イソフタル酸から選ばれた少なくとも一成分のカルボン
酸成分を主成分として重縮合したポリエステル（Ａ）
と、イソフタル酸とトリメチロールプロパンまたはこれ
らを主体とする成分からなる、実質的にゲル化していな
いポリエステル（Ｂ）と、硬化剤（Ｃ）を配合してな
り、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合割合が重量比で30:7
0ないし85:15である艶消し粉体塗料に関するものであ
る。

ポリエステル（Ａ）を構成するグリコール成分として
は、２−ブチル−２−エチル−1,3−プロパンジオール
または2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールから選ば
れた少なくとも一成分のジオールである。このジオール
以外に特に限定はしないが他のグリコール、例えばエチ
レングリコール、ジ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、ネオペンチルグ
リコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3
−ペンタンジオール、などの脂肪族グリコールや、グリ
セリン、ペンタエリスリトールなどの三価以上のポリオ
ールを小量ふくんでもよい。また、カルボン酸成分とし
ては、テレフタル酸またはイソフタル酸から選ばれた少
なくとも一成分のカルボン酸成分を主体とするが、2,6
−ナフタレンジカルボン酸などの他の芳香族ジカルボン
酸や、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸、ノナメチレンジカルボン酸、デカメ
チレンジカルボン酸、ウンデカメチレンジカルボン酸、
ドデカメチレンジカルボン酸、トリデカメチレンジカル
ボン酸、テトラデカメチレンジカルボン酸などの脂肪族
ジカルボン酸、また1,4−シクロヘキサンジカルボン酸
などの脂環式ジカルボン酸を、又場合によってはトリメ
リット酸、ピロメリット酸などの三価以上の芳香族カル
ボン酸を必要に応じた量、共重合成分として使用するこ
とができる。

ポリエステル（Ｂ）のカルボン酸成分はイソフタル酸
を主体とするが、必要に応じて他のカルボン酸、例えば
テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などの他
の芳香族ジカルボン酸や、アジピン酸、ピメリン酸、ス
ベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナメチレンジ
カルボン酸、デカメチレンジカルボン酸、ウンデカメチ
レンジカルボン酸、ドデカメチレンジカルボン酸、トリ
デカメチレンジカルボン酸、テトラデカメチレンジカル
ボン酸などの脂肪族ジカルボン酸、また1,4−シクロヘ
キサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸を、又場
合によってトリメリット酸、ピロメリット酸などの三価
以上の芳香族カルボン酸を必要に応じた量、共重合成分
として使用することができる。またグリコール成分とし
ては、トリメチロールプロパンを主体とするが、必要に
応じて他の多価アルコール、例えばエチレングリコー
ル、ジ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、ネオペンチルグリコール、1,4
−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキ
サンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオ
ール、などの脂肪族グリコールや、グリセリン、ペンタ
エリスリトールなどの三価以上のポリオールを少量ふく
んでもよい。

ポリエステル（Ｂ）は実質的にゲル化していないポリ
エステルであることが必要である。ここでいう“実質的
にゲル化していないポリエステル”とは、一般的な粉砕
機で粉砕可能であり、溶融時に流動性を有するものをい
う。実質的にゲル化している場合、塗料化は困難であ
り、又、塗膜化した時均一な表面にできない。

本発明において、ポリエステル（Ａ）の分子量は500
〜20000の範囲であることが望ましい。500に満たない
と、塗膜の機械的強度が低下したり、艶消し効果が十分
でなかったりする傾向があり、20000を越えると、塗膜
の表面に大きな凹凸が生じ、平滑性が低下する傾向があ
る。さらに、ポリエステル（Ａ）及びポリエステル
（Ｂ）の軟化点は50〜150℃の範囲のものが好ましい。
軟化点が50℃未満では、粉体化した樹脂が凝縮して固化
し易く、耐ブロッキング性が劣る傾向があり、一方、15
0℃を越えると、混練り温度を高くすることになり、塗
料化時に硬化剤との反応が進み、結果として塗膜の平滑
性や機械的強度が低下する傾向がある。

本発明の艶消し粉体塗料のポリエステルにおいて、ポ
リエステル（Ａ）ポリエステル（Ｂ）配合割合は、重量
比で30:70から85:15であり、好ましくは40:60から80:20
である。この範囲以外の配合比率では艶消し効果が充分
でない。

上記カルボン酸及び／またはそのアルキルエステルと
グリコールを原料として、公知のエステル化反応または
エステル交換反応を行った後、必要に応じて重縮合反応
を行い、ポリエステル（Ａ）及びポリエステル（Ｂ）を
調製することができる。上記カルボン酸のエステル形成
誘導体としては、例えばジカルボン酸の低級アルキルエ
ステル（例えばメチルエステル）、フェニルエステル、
酸無水物、ハロゲン化物等が挙げられるが、特に低級ア
ルキルエステルが好ましい。これらの代表的な具体例と
して、テレフタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチル等が
挙げられる。

硬化剤（Ｃ）としては、イソシアネート化合物、メラ
ミン化合物、酸無水物などを用いることができるが、塗
膜の外観、低温硬化性などの観点からイソシアネート化
合物、特にブロックイソシアネートが好ましい。好まし
いブロックイソシアネートとしては、ε−カプロラクタ
ムでブロックされたイソホロンジイソシアネート、例え
ばヒュルス社製Ｂ−1065、Ｂ−1530等が挙げられる。そ
して硬化剤（Ｃ）の使用量は、ポリエステル樹脂の水酸
基量にほぼ対応する官能基量であることが必要であり、
好ましくは1.0:0.8〜1.0:1.2の範囲である。

本発明の艶消し粉体塗料には、必要に応じて塗料用配
合剤を配合することができる。かかる配合剤としては例
えば顔料、流れ調整剤、安定剤等を挙げることができ
る。前記顔料としては例えば亜鉛華、リトボン、酸化ジ
ルコン、酸化チタン等の如き白色顔料：カーボンブラッ
ク、黒鉛等の如き黒色顔料：パライト、白亜、クレー、
タルク、シリカ白、アルミナ白、石膏、ベントナイト等
の如き体質顔料：亜鉛末、亜酸化鉛等の如き灰色顔料：
ベンガラ、鉛丹、朱、モリブデン赤、アンチモン赤、ト
ルイジンレッド等の如き赤色顔料：アンバー、酸化鉄等
の如き茶色顔料：ハンサイエロー、ペンジジンイエロ
ー、黄鉛、合成オーカ等の如き黄色顔料：銅−フタロシ
アニングリーン、クロム緑、酸化クロム緑、亜鉛緑等の
如き緑色顔料：銅−フタロシアニンブルー、紺青、群
青、コバルト青、マンガン青等の如き青色顔料：オキサ
ジンバイオレット、マンガン紫、コバルト紫、マルス紫
等の如き紫色顔料：アルミニウム粉、銅粉、金粉、真チ
ュウ粉等の如き金属粉顔料等を挙げることができる。ま
た流れ調整剤としては、例えばシリコン樹脂、アクリル
樹脂、酸化珪素微粉末、ポリビニルブチラール、有機ベ
ントナイト、ステアリン酸亜鉛アルミニウム、ステアリ
ン酸亜鉛等を挙げることができる。安定剤としては、例
えば酸化防止剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。かかる
塗料用配合剤の配合割合は、その種類により任意に選べ
るが、通常、従来用いられている配合割合でよく、例え
ば顔料は全組成物当り0.5〜50重量％、好ましくは１〜4
0重量％となる量、流れ調整剤は全組成物当り0.5〜50重
量％、好ましくは５〜30重量％となる量であり、それら
の総量が50重量％を越えない量である。安定剤は全組成
物当り５重量％以下、好ましくは１重量％以下の割合で
添加される。

本発明の艶消し粉体塗料の製造方法を例示すると、得
たポリエステル（Ａ）とポリエステル（Ｂ）と硬化剤
（Ｃ）と塗料用配合剤を、均一に混合した後ニーダーま
たはロールを用いて70〜150℃で混練りし、これを通常
の機械的方法によって粉体化することができる。機械的
方法の場合、通常第１段階で粉砕機により、粗粉砕を行
い、第２段階で微粉砕機によって微粉末をつくる。微粉
砕を行う場合、０℃以下の低温度で行うこともできる。
例えば液体窒素等によって冷却しながら粉砕することに
よって容易に微粉末が得られる。

かくして得られた粉体塗料は常温において安定であ
り、ブロッキング現象が起こらない。

本発明の粉体塗料は粉体塗装法、例えば静電吹き付け
塗装、流動浸漬法、静電浸漬法、散布法等によって、あ
らかじめ前処理された金属面に塗布され、150〜300℃の
温度、好ましくは180〜240℃の温度で焼き付けられる。
焼付けにより樹脂が溶融して均一な塗膜面を形成する。

（実施例） 次に実施例及び比較例によって本発明を具体的に説明
する。尚、例中の特性値は次に示す方法で測定した。

平均分子量；アルカリ加水分解によるエステル価より求
めた。

水酸基価；アセチル化価を行った後、水酸化カリウム溶
液で滴定して求めた。

軟化点；ホットベンチで加熱し、目視により求めた。

厚さ1mmの金属板に50〜60μｍの塗膜を形成し下記の
評価を行った。

平滑性；塗膜の平滑性を目視により求めた。

60′鏡面光沢度;JIS Ｋ 5400に準じて求めた。

エンピツ硬度;JIS Ｋ 5400に準じて求めた。

ゴバン目試験；塗面に縦横に1mm間隔でゴバン目状に金
属面に達するまでカッターナイフで傷をつけ、ゴバン目
100個のうちで塗膜がはがれずに金属面に密着している
個数で表した。

エリクセン試験；厚さ1mmの金属板に塗膜を形成し、裏
側から径20mmのポンチを押しだして塗膜に亀裂、はかれ
が生じた時の押しだし距離で表した。

耐水性；塗膜試験片を流水中（室温）に１週間浸漬した
時、浸漬前と比較して塗膜の状態に全く変化が認められ
なかったものを○印、一部変化しているものを△印、著
しく変化しているものを×印で示した。

耐熱性；塗膜試験片を200℃の温度下に垂直状態にして
１時間静置した時、加温前と比較して塗膜の状態に全く
変化が認められなかったものを○印、一部変化が認めら
れたものを△印、著しく変化したものを×印で示した。

衝撃性；塗膜試験片を水平に置き、所定の高さから先端
が1/2インチ球面で500gの撃芯を落下させ著しく変化の
ないときの高さを求めた。

合成例 ポリエステル（Ａ）の調整 第１表に示した化合物をステンレス反応器に採り、25
0℃に加熱し、生成した水を連続的に反応系外に除去し
た。続いて触媒として三酸化アンチモンを5.84重量部加
え、減圧度を0.5mmHg以下に保って280℃で４時間重縮合
反応を行い、高重合度のポリエステル樹脂２及び３を得
た。

ポリエステル（Ｂ）の調整 第１表に示した化合物と、触媒として酢酸亜鉛4.39重
量部をステンレス反応器に採り、230℃に加熱し、生成
した水を連続的に反応系外に除去した。続いて減圧器を
600mmHgに３時間保ってポリエステル樹脂４を得た。

ポリエステル（Ｄ）の調整 第１表に示した化合物をポリエステル（Ａ）に準じポ
リエステル樹脂１を得た。

合成した各ポリエステル樹脂の物性を第１表に併記し
た。

実施例１〜２、比較例１〜２ 第２表に示すポリエステル樹脂、硬化剤、レベリング
剤、ベンゾイン及び酸化チタを第３表に示す割合で採
り、ヘンシェルミキサーでドライブレンドした後、100
℃で溶融混練りし、冷却、粉砕後、145メッシュのふる
いで分離し145メッシュ以下の粉体塗料を得た。

得られた粉体塗料を、リン酸亜鉛鋼板上に膜厚が50〜
60μｍになるように200℃で20分間焼付けを行った。

各塗膜性能を評価して、第３表に示す結果を得た。

第３表から明かなように、実施例１及び２とも艶消し
効果があり、比較例に対し優れた塗膜物性を有している
ことが判る。

（発明の効果） 本発明の特定の粉体塗料は、良好な艶消し性を保ちな
がら従来の艶消し粉体塗料では得られなかった種々の物
性、すなわち金属への密着性、耐水性、耐熱性、耐衝撃
性等において優れた塗膜を得ることができ、家電、自動
車、建材をはじめ、多くの分野で使用できる。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２−ブチル−２−エチル−1,3−プロパン
   ジオールまたは2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール
   から選ばれた少なくとも一成分のジオールを５〜100重
   量％含むジオール成分とテレフタル酸またはイソフタル
   酸から選ばれた少なくとも一成分のカルボン酸成分を主
   成分として重縮合したポリエステル（Ａ）と、イソフタ
   ル酸とトリメチロールプロパンまたはこれらを主体とす
   る成分からなる、実質的にゲル化していないポリエステ
   ル（Ｂ）と、硬化剤（Ｃ）を配合してなり、（Ａ）成分
   と（Ｂ）成分の配合割合が重量比で30:70から85:15であ
   る艶消し粉体塗料。
2. 【請求項２】第１請求項のポリエステル（Ａ）の分子量
   が500から20000であり、硬化剤（Ｃ）がブロックイソシ
   アネートである艶消し粉体塗料。