JP3038854B2

JP3038854B2 - 着色用原色塗料

Info

Publication number: JP3038854B2
Application number: JP2243440A
Authority: JP
Inventors: 義英千原; 弘毅村上
Original assignee: 日本油脂株式会社
Priority date: 1990-09-12
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 2000-05-08
Anticipated expiration: 2015-05-08
Also published as: JPH04122724A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、顔料の分散性にすぐれると共に、塗料用の
各種樹脂と良好に相溶する顔料分散用樹脂を用いた着色
用原色塗料に関する。

〔従来の技術〕

現在、塗料のベースとして目的に応じて用いられてい
る樹脂の種類は多い。たとえば外観を重視する場合に
は、アクリル系、アルキド系などの樹脂が用いられ、そ
の各々に焼付け型、常温乾燥型があり、さらに目的に応
じて焼き付け型アクリル塗料でも、性質の異なる樹脂を
用いることもある。また、その他にエポキシ系、ビニル
系などの樹脂も使用されている。

塗料で色合わせを行う場合には、同等の樹脂をベース
とした複数の原色塗料を混合して色合わせを行うのが通
常の方法である。仮に、互いに異なる樹脂系の塗料を混
合することは、樹脂同志の相溶性がよくない場合があ
り、その場合には、塗面の光沢が低下したり、その他塗
料本来を物理的化学的性能が少なからず損なわれること
になる。

したがつて、ひとつの樹脂系塗料に何種類かの原色塗
料が必要であり、同様に他の樹脂系塗料毎にそれぞれ何
種類かの原色塗料が必要であるなどで、原色塗料の種類
は膨大な数になり、生産効率上好ましくなく、また生産
管理上のトラブルの原因にもなつている。

一方、比較的広い範囲の樹脂と相溶性のある低分子の
樹脂、たとえば尿素系、トリアジン系、ポリグリコール
系、アクリル系などの低分子の樹脂を用い、これに顔料
を分散させた原色塗料を調製することにより、上記のよ
うな生産効率上などの問題を回避することが考えられて
いる。

しかし、このような低分子の樹脂では、これと塗料用
の各種樹脂と混ぜ合わせたときに、その塗膜物質や塗膜
耐久性が一般に悪くなるという欠点を免れなかつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来においては、塗料用の各種樹脂とよ
く相溶してかつ良好な塗膜特性を発揮しうるような顔料
分散用樹脂はほとんど見い出されておらず、その出現が
強く望まれていた。

本発明は、上記従来の事情に鑑み、顔料の分散性にす
ぐれると共に、アルキド系、アクリル系、ビニル系、エ
ポキシ系などの各種塗料用の樹脂と良好に相溶して、こ
れら樹脂に混合したときに各樹脂本来の性能を損なうこ
となく良好な塗膜特性を付与しうるような顔料分散用樹
脂を用いた着色用原色塗料を提供することを目的として
いる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討
した結果、飽和多塩基酸および多価アルコールのほかに
特定量のアミノアルコールを用いてこれら成分を縮合反
応させて得られる特定のアミン変性ポリエステル樹脂が
広範囲の樹脂と良好に相溶し、かつ良好な顔料分散性を
示すことを見い出し、本発明を完成するに至つた。

すなわち、本発明は、飽和多塩基酸（以下、単に多塩
基酸という）および多価アルコールのほかに原料全体の
0.5〜7.0重量％となる割合のアミノアルコールを必須成
分として用いたポリエステル原料を縮合反応させて得ら
れるアミン変性ポリエステル樹脂からなり、かつ水酸基
価が40〜240、数平均分子量が700〜2,000である顔料分
散用樹脂の有機溶剤溶液に顔料を分散してなる着色用原
色塗料に係るものである。

〔発明の構成・作用〕

本発明において、ポリエステル原料の必須成分のひと
つとして用いる多塩基酸としては、ヘキサヒドロ無水フ
タル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロ無
水フタル酸、無水トリメリツト酸、アジピン酸、セバシ
ン酸などのポリエステル製造用として一般に用いられて
いる各種の多塩基酸が挙げられ、これらの中からその１
種または２種以上を使用することができる。中でも、物
性、耐候性、相溶性などの点から、ヘキサヒドロ無水フ
タル酸を用いるのが特に好ましい。

また、ポリエステル原料の必須成分の他のひとつとし
て用いる多価アルコールとしては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポ
リプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘ
キシレングリコールなどの２価アルコールのほか、グリ
セリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパ
ンなどが挙げられ、これらと中からその１種または２種
以上を使用することができる。

本発明においては、ポリエステル原料として、上記の
多塩基酸および多価アルコールを必須成分として用いる
ほか、他の必須成分としてアミノアルコールを使用す
る。このアミノアルコールとしては、つぎの一般式
（ａ）；Ｎ（R¹）（R²）（R³） …（ａ）（式中、R¹,R²,R³は水素原子、炭素数１〜18のアルキル
基、炭素数１〜18のヒドロキシアルキル基または炭素数
２〜18のジヒドロキシアルキル基の中から選ばれた基で
あつて、互いに同一であつても異なる基であつてもよい
が、少なくともひとつは炭素数１〜18のヒドロキシアル
キル基である）で表される１価〜３価のアミノアルコールが好ましく用
いられる。

このようなアミノアルコールの具体例としては、アミ
ノプロパノール、Ｎ−ジメチルアミノプロパノール、Ｎ
−ドデシルアミノエタノールなどのモノアルコールアミ
ン、２−（Ｎ−ヒドロキシメチルアミノ）エタノール、
Ｎ−イソブチルエタノールアミン、Ｎ−メチルブタノー
ルアミンなどのジアルコールアミン、トリエタノールア
ミン、トリブタノールアミンなどのトリアルコールアミ
ンなどが挙げられ、これらの中からその１種または２種
以上を使用することができる。

本発明においては、上記の多塩基酸、多価アルコール
およびアミノアルコールの三者を必須成分として含むポ
リエステル原料を、公知の方法で縮合反応させることに
より、アミン変性ポリエステル樹脂を生成する。

ここで、アミノアルコールの使用量は、原料全体（後
述の他の有機酸などの任意成分を用いるときは、この成
分も含めた原料全体の合計量）の0.5〜7.0重量％の範囲
内とすることが必要で、特に好ましくは1.0〜5.0重量％
とするのがよい。0.5重量％に満たないときは顔料の分
散性に劣り、7.0重量％を超えると塗膜の耐久性が悪く
なり、また塗膜の着色の原因ともなる。

上記の縮合反応においては、必要に応じて炭素数８〜
18の脂肪酸、ダイマー酸、安息香酸などの他の有機酸や
その他の任意成分を種々の目的で使用することができ
る。これら任意成分の使用量は、原料全体の通常10重量
％以下に抑えられているのが好ましい。

このようなポリエステル原料において、多塩基酸、多
価アルコール、アミノアルコールおよび他の有機酸やそ
の他の任意成分の使用割合は、これら成分中の酸基／水
酸基の当量比が通常1/1から1/1.5となる範囲内で適宜選
択することができる。

このポリエステル原料の縮合反応によつて得られるア
ミン変性ポリエステル樹脂は、その水酸基価が40〜240
の範囲、数平均分子量が700〜2,000の範囲に設定されて
いる必要があり、特に好ましくは水酸基価が50〜200の
範囲、数平均分子量が900〜1,500の範囲にあるのがよ
い。

このアミン変性ポリエステル樹脂は、骨格がポリエス
テル樹脂からなるため、低粘度で顔料への濡れ性にすぐ
れ、また他の樹脂との相溶性も良好であり、しかもこの
分子内にアミノ基を導入し、併せて水酸基価が40〜240
となる最適の溶解性パラメータ値に設定し、かつその分
子量を塗膜形成機能と他の樹脂との相溶性とを考慮した
最適の範囲に設定していることにより、上記良好な特性
がさらに助長されて、顔料分散用として望まれるすぐれ
た性能を発揮する。

これに対し、上記ポリエステル樹脂の水酸基価が40未
満となつたり240を超えてしまうと、他の塗料用樹脂と
の相溶性や塗膜の耐久性が低下する。また、数平均分子
量が700未満となると、樹脂の物性や塗膜の耐候性など
が低下し、逆に2,000を超えてしまうと、他の塗料用樹
脂との相溶性が悪くなる。

本発明において、上記のアミン変性ポリエステル樹脂
を顔料分散用樹脂として用いる際には、この樹脂をベー
スとして、着色顔料、有機溶剤および必要に応じて流動
性調整剤、表面張力調整剤、顔料分散剤などを配合し
て、各インター（単独顔料を分散させた着色用原色塗
料）を調製することができる。

着色顔料としては、たとえば酸化チタン、弁柄、クロ
ムイエロー、カーボンブラツク、キナクリドン系、ペリ
レン系、アゾ系顔料、フタロシアニンなどが挙げられる
が、これらに限定されることなく、塗料用として一般に
用いられている顔料のすべてを使用できる。インターに
あつては、各樹脂系塗料への混合量をより少なくするた
め、顔料濃度は通常の塗料の数倍と高く設計される。

有機溶剤としては、たとえば炭化水素系、エステル
系、ケトン系、アルコール系、セロソルブ系などが用い
られるが、これらに限定されず、塗料用として一般に用
いられている各種溶剤を広く使用できる。

〔発明の効果〕本発明の顔料分散用樹脂は、各種の有機顔料、無機顔
料に対して良好な分散性を示し、また塗料用に用いられ
る樹脂の多くと良好な相溶性を示すので、この樹脂に顔
料を分散させたインターは、常温乾燥型アルキド塗料、
焼き付け型アルミノアルキド塗料、常温乾燥型アクリル
塗料、焼き付け型アクリル塗料、塩化ビニル系塗料、エ
ポキシ系塗料、ニトロセルローズ系塗料などの塗料の着
色用として使用することができ、その結果インターの種
類を大幅に減少させ、塗料の生産性を著しく向上させる
ことができる。

〔実施例〕

以下、実施例および比較例によつて本発明を具体的に
説明する。なお、例中の部は、重量部である。また、以
下の実施例および比較例で用いたアミン変性ポリエステ
ル樹脂溶液AE1〜AE4、アミン未変性のポリエステル樹脂
溶液E5,E6、試験用アクリルワニスAC7は、それぞれつぎ
の方法で調製した。

＜アミン変性ポリエステル樹脂溶液の調製＞撹拌機、精留塔、水分離器冷却管、温度計および窒素
ガス吹き込み口を備えたフラスコに、第１表に示す配合
に基づき、多塩基酸、多価アルコールおよびアミノアル
コールを仕込み、窒素ガス雰囲気中で加熱撹拌しで、16
0℃から230℃まで、生成する縮合水を系外へ留去させな
がら、４時間かけて昇温させた。

その後、フラスコ内容物に対して1.5重量％のキシレ
ンを徐々に添加し、温度230℃に維持して縮合反応を続
けた。酸価10以下になつたとき反応を終了し、残りのキ
シレンにて希釈し、４種類のアミン変性ポリエステル樹
脂溶液AE1〜AE4を得た。

各溶液における樹脂分の数平均分子量、水酸基価およ
び酸価と、各溶液の固形分、粘度および色数を測定した
結果は、つぎの第１表に示されるとおりであつた。

＜アミン未変性のポリエステル樹脂溶液の調製＞第１表に示す配合に基づき、原料成分としてアミノア
ルコールを用いなかつた以外は、上記のアミン変性ポリ
エステル樹脂溶液の場合と全く同様にして、２種類のア
ミン未変性のポリエステル樹脂溶液E5,E6を得た。

両溶液における樹脂分の数平均分子量、水酸基価およ
び酸価と、各溶液の固形分、粘度および色数を測定した
結果は、つぎの第１表に示されるとおりであつた。

＜試験用アクリルワニスの調製＞キシレン40部およびブチルアルコール10部を投入して
135℃に昇温させた反応容器中に、メタクリル酸メチル2
8部、アクリル酸ブチル13部、メタクリル酸β−ヒドロ
キシエチル５部、アクリル酸１部およびクメンハイドロ
ペルオキシド１部の混合液を、３時間かけて滴下し、さ
らに同温度で２時間撹拌を続けて、試験用アクリルワニ
スAC7を得た。

実施例１〜３および比較例１〜３第１表に示すアミン変性ポリエステル樹脂溶液AE1〜A
E3を本発明の顔料分散用樹脂溶液（実施例１〜３）と
し、また第１表に示すアミン変性ポリエステル樹脂溶液
AE4と同表に示すアミン未変性のポリエステル樹脂溶液E
5,E6とを比較用の顔料分散用樹脂溶液（比較例１〜３）
とした。

これらの各顔料分散用樹脂溶液を用いて、以下の相溶
性試験（試験Ｉ）、塗料調合試験（試験II）および調色
試験（試験III）を行つた。

＜試験I;相溶性試験＞つぎの第２表に示す４種類の一般的な塗料用ワニスと
各顔料分散用樹脂溶液とを、樹脂固型分重量比が8/2と
なるように混合し、この混合液をガラス板上に流し塗り
したのち、乾燥塗膜の濁りの有無を見た。透明なものを
○（合格）、濁りのあるものを×（不合格）で表した。
その結果は、第２表に示すとおりであつた。

＜試験II;塗料調合試験＞ §インター白の調製各顔料分散用樹脂溶液をベースにして、その各20部に
対して酸化チタンRCR3（ICI社）を60部、キシレンを15
部、メトキシプロピルアセテート（以下、MPAという）
を５部混合し、サンドミルにより粒度が10μｍ以下とな
るまで分散して、６種類のインター白W1〜W6を調製し
た。

§白塗料の調製上記のインター白W1〜W6を用いて下記の配合で混合
し、６種類の白塗料WP1〜WP6を調製したのち、キシレン
とMPAとの重量比7/3の混合シンナーを用いてスプレー可
能な粘度にまで希釈した。

インター白W1〜W6 30部試験用アクリルワニスAC7 （固形分50重量％） 58部メラミンワニス〔日立化成工業（株）製のメラン＃28;固形分60重量％〕 12部合計 100部 §塗膜の形成上記の如く希釈した白塗料WP1〜WP6を、燐酸亜鉛処理
をした0.8mm×70mm×150mmの鋼板（以下、処理鋼板とい
う）に、乾燥塗膜が30μｍとなるようにスプレー塗装
し、140℃,20分の焼き付けを行つたのち、塗面状態、塗
膜物性および耐久性を評価した。その結果は、つぎの第
３表に示すとおりであつた。

＜試験III;調色試験＞ §インター黒の調製各顔料分散用樹脂溶液をベースにして、その各60部に
対しカーボンブラック（COLOR BLACK FW200:デクサ社）
を５部、キシレンを25部、MPAを10部混合し、サンドミ
ルで粒度が10μｍ以下となるまで分散して、６種類のイ
ンター黒B1〜B6を調製した。

§インター青の調製各顔料分散用樹脂溶液をベースにして、その各50部に
対しフタロシアニンブル−〔リオノールブルーPRX;東洋
インキ製造（株）製〕を30部、キシレンを15部、MPAを
５部混合し、サンドミルで粒度が10μｍ以下となるまで
分散して、６種類のインター青F1〜F6を調製した。

§調色塗料の調製試験IIで調製した前記６種の白塗料WP1〜WP6と、上記
のインター黒B1〜B6およびインター青F1〜F6とを用い
て、下記の配合で、かつ第４表に示す組み合わせにて混
合し、６種類の調色塗料P1〜P6を調製した。

白塗料WP1〜WP6 90部インター黒B1〜B6 5部インター青F1〜F6 5部合計 100部 §塗膜物性および放置安定性上記の調色塗料P1〜P6を用いて、以下のラビングテス
ト、60度鏡面光沢度テストおよびスタンデイングテスト
に供した。その結果は、つぎの第４表に示すとおりであ
つた。

〔ラビングテスト〕

上記の調色塗料P1〜P6をキシレンとMPAとの重量比7/3
の混合シンナーでスプレー可能な粘度にまで希釈し、こ
の希釈塗料を、50mm×150mmブリキ板に流し塗りし、室
温で３分間室内に静置したのち、塗面を指でこすつて、
こすらない部分との色の差を比較した。色差のほとんど
ないものを○、色差の大きいものを×とした。

〔60度鏡面光沢度テスト〕ラビングテストに使用したブリキ板をさらに140℃,20
分焼き付けて乾燥させ、塗膜の光沢度を測定した。80以
上を合格とする。

〔スタンデイングテスト〕

ラビングテストで調製した各希釈塗料を試験管に入
れ、３日後に色分かれの状態を観察した。色分かれ、色
浮きのほとんどないものを○、色分かれ、色浮きのはげ
しいものを×とした。

上記の第２表〜第４表の結果から明らかなように、本
発明の顔料分散用樹脂は、各種の樹脂と良好な相溶性が
あり、かつすぐれた顔料分散性を示すものであることが
わかる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08G 63/685 C09D 167/00 - 167/08 C09D 17/00 C08L 67/00 - 67/08 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】飽和多塩基酸および多価アルコールのほか
に原料全体の0.5〜7.0重量％となる割合のアミノアルコ
ールを必須成分として用いたポリエステル原料を縮合反
応させて得られるアミン変性ポリエステル樹脂からな
り、かつ水酸基価が40〜240、数平均分子量が700〜2,00
0である顔料分散用樹脂の有機溶剤溶液に顔料を分散し
てなる着色用原色塗料。