JP3076496B2 - 塗料組成物 - Google Patents
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Description
加工性に優れた塗膜を形成でき、かつ塗装作業性に優れ
た塗料組成物に関する。
グなどによるプレコート塗装鋼板は、建築物の屋根、
壁、シャッタなどの建材用、また各種家電製品や換気
扇、配電盤、鋼製家具などの住宅関連商品として幅広く
使用されている。これらの製品は、プレコート鋼板を切
断し、プレス成型などの加工を施すことによって製造さ
れるため、切断によって金属面が露出した端面や加工部
を有する。切断面においては、他の一般部に比べ、腐食
されやすく、また加工部にワレが生じているとフクレや
錆を発生しやすい。
工部の耐食性を高めるため、クロム酸塩系の防錆顔料を
多く含有する塗料を塗装することが行なわれている。し
かしながら防錆顔料を多量に塗料中に配合すると、防錆
顔料は一般に熱水中での溶解度が高いため、得られた塗
膜を沸騰水中に浸漬した場合、塗面にフクレを発生しや
すいという問題がある。
るため、塗料の樹脂成分として高分子量のポリエステル
樹脂、エポキシ変性ポリエステル樹脂と硬化剤とを組合
せたものが提案されているが、高粘度であるため塗装に
適した粘度に調整した場合、不揮発分が低くなってしま
い、またロールコータ塗装を行なう場合にピックアップ
性が悪くなったり、ピックアップ性が良くてもラインス
ピードが80m/分以上の高速塗装を行なった場合にロー
ル目を生じたり塗膜が均一でなくなったりしやすく、ま
たハジキなどの塗膜欠陥を発生しやすいなど塗装作業性
が悪いという問題がある。
性、加工性、塗装作業性に優れた塗料を得るべく鋭意研
究を行なった結果、上記課題を解決できる塗料組成物を
見出し本発明を完成するに至った。
数平均分子量が5000〜30000のポリエステル樹
脂及びガラス転移温度が10℃〜130℃であって数平
均分子量が6000〜30000のエポキシ変性ポリエ
ステル樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂 10〜
90重量部、(B)ノボラック型エポキシ樹脂 5〜7
0重量部、および(C)硬化剤 5〜40重量部からな
る樹脂組成物100重量部に対して、(D)防錆顔料
20〜120重量部を含有し、さらに有機溶剤を含有す
ることを特徴とする塗料組成物。 2.(C)硬化剤が、アミノアルデヒド樹脂及びブロッ
ク化ポリイソシアネート化合物から選ばれる少なくとも
1種の硬化剤であることを特徴とする上記項1記載の塗
料組成物。 3.(C)硬化剤が、アミノアルデヒド樹脂であること
を特徴とする上記項2記載の塗料組成物。 4.樹脂組成物100重量部中、(A)成分が20〜7
0重量部、(B)成分が20〜50重量部、及び(C)
成分が10〜30重量部であることを特徴とする上記項
1〜3のいずれか1項に記載の塗料組成物。 5.樹脂組成物100重量部に対して、(D)成分の量
が30〜100重量部であることを特徴とする上記項1
〜4のいずれか1項に記載の塗料組成物。」を提供する
ものである。
樹脂及びエポキシ変性ポリエステル樹脂から選ばれる少
なくとも1種の樹脂である。上記ポリエステル樹脂とし
ては、示差熱分析(DSC)測定によるガラス転移温度
が−5℃〜80℃であって数平均分子量が5000〜3
0000のポリエステル樹脂が好適に使用される。上記
ポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸や脂肪族ジカ
ルボン酸を主体とする酸成分、およびジアルコールを主
体とするアルコール成分を反応させることによって得る
ことができる。
タル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボ
ン酸、またはそれらの低級アルキルエステル、酸無水物
等が挙げられ、これらの一種以上を使用することができ
る。また脂肪族ジカルボン酸としては、アジピン酸、セ
バシン酸、アゼライン酸、コハク酸、フマル酸、マレイ
ン酸、ハイミック酸、1,6−シクロヘキサンジカルボ
ン酸等を使用できる。これらのジカルボン酸の低級アル
キルエステル、酸無水物等を用いても良い。これらは一
種で、又は二種以上を混合して使用することができる。
酸成分としては上記ジカルボン酸に加えて、少量のモノ
カルボン酸、3価以上のカルボン酸を使用することもで
きる。モノカルボン酸としては、p−t−ブチル安息香
酸などが挙げられ、3価以上のカルボン酸としては、ト
リメリット酸、ピロメリット酸、トリメシン酸、メチル
シクロヘキセントリカルボン酸、これらの酸の酸無水物
などを挙げることができる。
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、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、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジ
オール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチルペンタ
ンジオール、ジエチレングリコール、1,4−シクロヘ
キサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジ
オール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,
2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル
−2−エチル−1,3−プロパンジオール、キシリレン
グリコールまたは水添ビスフェノールA、及びビスフェ
ノールAのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサ
イド付加物等を挙げることができる。これらは一種で、
又は二種以上を混合して使用することができる。アルコ
ール成分としては上記ジアルコールに加えて3価以上の
アルコールを使用することができる。このアルコールと
しては、例えば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あげ
られる。
ジメチロールプロピオン酸、オキシピバリン酸、パラオ
キシ安息香酸など;これらの酸の低級アルキルエステ
ル;ε−カプロラクトンなどのラクトン類などのオキシ
酸成分に置き換えることもできる。ポリエステル樹脂の
製造は、上記酸成分およびアルコール成分、および必要
に応じてオキシ酸成分を使用して従来公知のエステル化
反応又はエステル変換反応によって行なうことができ
る。
が−5℃〜80℃の範囲にあることが加工性、耐薬品性
の点から好適であり、数平均分子量が5000〜300
00の範囲にあることが加工性、塗装作業性の点から好
適である。
きるエポキシ変性ポリエステル樹脂としては、上記ポリ
エステル樹脂の製造に使用する各成分から製造したポリ
エステル樹脂を用い、この樹脂のカルボキシル基とエポ
キシ基含有樹脂との反応生成物や、ポリエステル樹脂中
の水酸基とエポキシ樹脂中の水酸基とをポリイソシアネ
ート化合物を介して結合した生成物などの、ポリエステ
ル樹脂とエポキシ樹脂とを付加、縮合、グラフトなどの
反応による反応生成物を挙げることができる。上記エポ
キシ変性ポリエステル樹脂は、DSC測定によるガラス
転移温度が10℃〜130℃の範囲にあることが加工
性、耐薬品性の点から好適であり、数平均分子量が60
00〜30000の範囲にあることが加工性、塗装作業
性の点から好適である。
ック型エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、
および分子内に多数のエポキシ基を有するフェノールグ
リオキザール型エポキシ樹脂など各種のノボラック型エ
ポキシ樹脂を挙げることができ、数平均分子量が200
0以下であることが好ましい。本発明のノボラック型エ
ポキシ樹脂の代表例としては、下記一般式〔1〕、
〔2〕および〔3〕に示すものを挙げることができる。
示し、R2 は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル
基、フェニル基又は炭素原子数7〜10のアラルキル基
を示し、nは2〜12の整数を示す。
又は異なって、水素原子又は炭素原子数1〜3のアルキ
ル基を示し、mは1〜5の整数を示す。
る。
数1〜4のアルキル基としては、メチル、エチル、イソ
プロピル、t−ブチル基などを挙げることができ、炭素
原子数7〜10のアラルキル基としては、ベンジル、α
−メチルベンジル、α,α−ジメチルベンジル、フェネ
チル基などを挙げることができる。前記式〔2〕中のR
3 およびR4 において、炭素原子数1〜3のアルキル基
としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基などを
挙げることができる。
の市販品としては、フェノールノボラック型として、エ
ピコート152、同154〔以上、いずれも油化シェル
エポキシ(株)製〕、EPPN−201〔日本化薬
(株)製〕、エポトートYDPN−638〔東都化成
(株)製〕などが挙げられ、クレゾールノボラック型と
して、エピコート180S65、同180H65〔以
上、いずれも油化シェルエポキシ(株)製〕、EOCN
−102S、EOCN−103S、EOCN−104S
〔以上、いずれも日本化薬(株)製〕、エポトートYD
CN−701、同−702、同−703、同−704
〔以上、いずれも東都化成(株)製〕などが挙げられ、
その他、エポトートZX−1071T、同ZX−101
5、同ZX−1247、同YDG−414S〔以上、い
ずれも東都化成(株)製〕などを挙げることができる。
使用される硬化剤としては、前記(A)成分や(B)成
分中の官能基と反応して硬化させるものであればよく、
アミノアルデヒド樹脂およびブロック化ポリイソシアネ
ート化合物から選ばれる少なくとも1種の硬化剤が好適
に使用される。なかでもアミノアルデヒド樹脂が好まし
い。
ばメラミン、尿素、アセトグアナミン、ベンゾグアナミ
ン、ステアログアナミン、スピログアナミン等のアミン
成分と、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、ア
セトアルデヒド、グリオキサールなどのアルデヒド成分
との縮合物、およびブタノール、メタノール等の低級ア
ルカノールによるそれらのエーテル化物が挙げられる。
メラミンホルムアルデヒド樹脂およびそのエーテル化物
が一般的である。
は、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシア
ネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネー
ト、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、ジフェニルメタンジイソシアネートなど
のポリイソシアネート化合物又はこれらの化合物の重合
体をこの分野でよく知られたフェノール類、オキシム
類、ラクタム類、アルコール類などのブロック剤で遊離
イソシアネート官能基をブロックしたものである。市販
品として、例えば日本ポリウレタン(株)製コロネート
2515、同2507、大日本インキ化学工業(株)製
バーノックD−550、武田薬品工業(株)製タケネー
トR−815M、ヘキスト(株)製アデイトールUXL
−80等がある。
(B)および(C)成分の配合量は、これらの成分の総
和である樹脂組成物100重量部に対して固形分量で以
下のとおりである。 (A)成分:10〜90重量部、好ましくは20〜70
重量部、 (B)成分:5〜70重量部、好ましくは20〜50重
量部、 (C)成分:5〜40重量部、好ましくは10〜30重
量部。
(A)成分の量が10重量部未満となると得られる塗膜
の加工性が悪くなり、一方、90重量部を超えると得ら
れる塗膜の耐食性、耐沸騰水性が低下し、また塗装作業
性も低下する。(B)成分の量が5重量部未満では
(B)成分配合の効果が充分でなく、耐食性、特に塩水
噴霧試験を行なった時の、塗板の切断面である端面の耐
食性、耐沸騰水性が劣り、一方、70重量部を超える
と、得られる塗膜の上にパラトルエンスルホン酸やドデ
シルベンゼンスルホン酸などの酸触媒の存在によって硬
化するタイプの上塗塗料を塗装した場合、硬化阻害を起
こし、上塗塗膜の硬化性が不充分となり、耐溶剤性、塗
膜の加工性も低下する。(C)成分の量が5重量部未満
となると塗膜の硬化性が低下し、一方、40重量部を超
えると得られる塗膜の加工性が低下する。
に対して、(D)成分として防錆顔料が含有せしめられ
る。防錆顔料としては、クロム酸カルシウム、クロム酸
ストロンチウム、クロム酸バリウム、クロム酸亜鉛カリ
ウム、四塩基性クロム酸亜鉛などのクロム酸塩顔料;リ
ン・モリブデン酸アルミニウム、トリポリリン酸二水素
アルミニウム、リン酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、フィ
チン酸亜鉛、フィチン酸カルシウム、有機ニトロ化合物
亜鉛塩などの非クロム系防錆顔料を挙げることができ
る。防食性が特に要求される場合にはクロム酸塩顔料、
なかでもクロム酸カルシウム、クロム酸ストロンチウ
ム、クロム酸亜鉛カリウムが好適である。安全衛生上、
クロム系顔料が使用できない場合には、非クロム系顔料
を使用すればよい。
は、前記樹脂組成物100重量部に対して20〜120
重量部、好ましくは30〜100重量部配合される。
(D)防錆顔料の配合量が20重量部未満では耐食性が
充分でなくなり、一方、120重量部を超えると、得ら
れる塗膜の耐沸騰水性や加工性が低下する。
本発明組成物中には塗料分野で使用できる着色顔料、例
えばシアニンブルー、シアニングリーン、アゾ系やキナ
クリドン系などの有機赤顔料などの有機着色顔料;チタ
ン白、チタンエロー、ベンガラ、カーボンブラック、黄
鉛、各種焼成顔料などの無機着色顔料や、タルク、クレ
ー、シリカ、マイカ、アルミナ等の体質顔料、充填剤、
添加剤等を必要に応じて配合することができる。
は、冷延鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、電気亜鉛メッキ鋼
板、合金メッキ鋼板、アルミニウム亜鉛合金メッキ鋼
板、アルミニウム板、ステンレス鋼板、銅板、銅メッキ
鋼板、錫メッキ鋼板等の金属板が好適であるが、プラス
チックス、木材、セメント等にも適用可能である。塗装
方法は、カーテン塗装、ロール塗装、浸漬塗装およびス
プレー塗装などが可能であり、通常、乾燥した後の塗膜
厚が2〜15ミクロンの範囲内となるよう塗装される。
等汚染物質で汚染されていなければそのまま塗装しても
かまわないが、塗膜の付着性、耐食性を改善するために
既知の金属表面処理、例えば、リン酸塩系表面処理、ク
ロム酸塩系表面処理、さらにはクロム酸系塗装剤などで
表面処理しておくことが好ましい。
使用することもできるが、耐食性が優れていることから
プライマに適しており、本発明塗料組成物の塗膜上に上
塗塗料を塗装することによって耐食性に優れ、美粧性な
どの良好な総合塗膜を形成することができる。上塗塗料
としては、塗料分野で通常使用される上塗塗料であれば
よく、例えばオイルフリーポリエステル塗料、ヤシ油変
性アルキド樹脂塗料などのアルキド樹脂塗料、シリコン
変性ポリエステル樹脂塗料、フッ素樹脂塗料などを挙げ
ることができ、硬化はそれぞれの塗料に適した焼付条件
にて行なうことができる。本発明の塗料組成物を金属板
の両面に塗装し、その上に上塗塗膜を形成する、いわゆ
るダブルコート仕様のプライマーとして使用することも
できる。
にてロール塗装する場合には、通常の2本ロールによる
塗装方式(いわゆるリバース塗装、ナチュラル塗装)や
3本ロールによる塗装方式によって塗装することがで
き、焼付けは、通常、素材到達最高温度(PMT)が2
00〜245℃で焼付け時間が20〜60秒間となる条
件で行なうことができる。
ック型エポキシ樹脂を他の成分と組合せて使用すること
によって、耐食性、特に切断面である端面や加工部の耐
食性、耐沸騰水性、加工性に優れた塗膜を形成でき、か
つ塗装作業性に優れたものであり、特にプレコート塗装
鋼板用プライマとして適している。
説明する。以下、「部」および「%」はそれぞれ重量基
準によるものとする。
40%のポリエステル樹脂溶液、樹脂の数平均分子量は
約20,000、ガラス転移温度は約37℃〕125部
(固形分で50部)、エピコート152〔油化シェルエ
ポキシ(株)製、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂〕30部、クロム酸ストロンチウム30部、クロム酸
カルシウム30部、チタン白40部、および混合溶剤
(ソルベッソ150〔エッソ石油社製、芳香族炭化水素
系溶剤〕とシクロヘキサノンとの1/1混合溶剤)の適
当量を混合し、ツブが10ミクロン以下となるまで分散
を行なった。次いでこの分散物にサイメル303〔三井
サイアナミッド(株)製、メチル化メラミン樹脂、固形
分約100%〕20部およびネイキュア5225〔米国
キング・インダストリー社製、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸のアミン塩、有効成分約25%〕1.0部を加えて
均一に混合し、さらに上記混合溶剤を加えて粘度約80
秒(フォードカップ#4/25℃)に調整して塗料組成
物を得た。
1と同様にして塗料組成物を得た。表1中における配合
量は重量部にて表示する。
る。 (注1)30%バイロンGK−590:東洋紡(株)
製、固形分30%のポリエステル樹脂溶液、樹脂の数平
均分子量は約6,000、ガラス転移温度は約15℃。 (注2)30%バイロンEP−2940:東洋紡(株)
製、固形分30%のエポキシ変性ポリエステル樹脂溶
液、樹脂の数平均分子量は約10,000、ガラス転移
温度は約72℃。 (注3)エピコート154:油化シェルエポキシ(株)
製、フェノールノボラック型エポキシ樹脂。 (注4)エピコート180S65:油化シェルエポキシ
(株)製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂。 (注5)サイメル325:三井サイアナミッド(株)
製、メチルエーテル化メラミン樹脂、固形分70%。 (注6)コロネート2507:日本ポリウレタン(株)
製、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレー
トのブロック体、固形分80%。 (注7)Kホワイト105:(株)テイカ製、トリポリ
リン酸二水素アルミニウム。 (注8)タケネートTK−1:武田薬品(株)製、有機
錫系ブロック剤解離触媒、固形分10%。
について、塗膜性能および塗装作業性の試験を行なっ
た。試験結果を後記表2に示す。塗膜性能試験 クロメート処理した厚さ0.4mmの亜鉛メッキ鋼板(亜
鉛目付量60g/m2) に上記実施例および比較例で得た各
塗料組成物を乾燥膜厚が約6ミクロンとなるようにバー
コータにて塗装し、素材到達最高温度が220℃となる
ように50秒間焼付けた。次いで、この塗膜上に、アレ
ステック100ホワイト(関西ペイント(株)製、高度
加工用ポリエステル樹脂系塗料、白色)をバーコータに
て膜厚が約18ミクロンになるように塗装し、素材到達
温度が225℃となる条件にて60秒間焼付けて塗装板
を得た。この塗装板を各種塗膜性能試験に供した。
エチルケトンを浸み込ませたガーゼを4枚重ねて、押圧
4Kg/cm2の圧力にて長さ約5cmの間を往復動させた。下
塗塗膜が見えるまでの往復回数を記録した。往復50回
でも下塗塗膜の見えないものは50<と表示した。
側にして上記塗装板を万力にて180°折曲げて、折曲
げ部分にワレが発生しなくなるT数を表示した。T数と
は、折曲げ部分の内側に何もはさまずに180°折曲げ
を行なった場合を0T、試験板と同じ厚さの板を1枚は
さんで折曲げた場合を1T、2枚の場合を2T、3枚の
場合を3Tとした。
騰した脱イオン水中に4時間浸漬した後、引上げて塗面
状態を評価した。 ◎:異常は認められない。 ○:微小なフクレがわずかに発生。 △:フクレがかなり発生。 ×:フクレが全面に著しく発生。
mmの大きさに切断した後、裏面および切断面を防錆塗料
にてシールした。次いで、このものの150mmの辺の二
辺を裏面側から切断して上バリを有する端面を形成し
た。切断後の塗板の大きさを70×150mmとした。さ
らにこの塗板の塗面のほぼ中央部に素地に到達するクロ
スカットを入れ、さらに70mmの辺に平行に、70mmの
辺から10mmの位置に2T加工部を形成した。こうして
得た試験板をJISZ−2371に準じて塩水噴霧試験
に供した。試験時間を500時間とした。端面部および
クロスカット部については平均のフクレ幅を評価した。
2T加工部については下記の評価基準に従って評価を行
なった。 ◎:錆、フクレの発生が全く認められない。 ○:白錆および/又はフクレがわずかに認められる。 △:白錆の発生がかなり認められ、フクレも少し認めら
れる。 ×:白錆およびフクレの発生が著しい。
試験板と同様の試験板を、約50℃で約100%RHのブ
リスタボックス中に設置し、750時間試験を行なっ
た。端面部およびクロ4カット部についてはフクレ幅を
評価した。2T加工部については、耐塩水噴霧性におけ
る2T加工部の評価基準と同様の基準で評価を行なっ
た。
プ#4/25℃)に調整した各例の塗料組成物につい
て、二本ロールによるリバース塗装を行なった。バック
アップロールスピード90m/分の条件にて、膜厚5〜1
2ミクロンを目標に塗装し、塗装性について目視判定を
行なった。 ◎:目標とする膜厚が得られ、かつ塗面も均一である。 ○:目標とする膜厚が得られるが、塗面に少しロール目
を生じる。 ×:以下に掲げる、少なくとも1つの結果が生ずる。 ・ピックアップ性が悪く、目標とする膜厚が得られな
い。 ・塗面のロール目が著しい。 ・塗膜の不均一さが著しい。
Claims (5)
- 【請求項1】 (A)ガラス転移温度が−5℃〜80℃
であって数平均分子量が5000〜30000のポリエ
ステル樹脂及びガラス転移温度が10℃〜130℃であ
って数平均分子量が6000〜30000のエポキシ変
性ポリエステル樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂
10〜90重量部、 (B)ノボラック型エポキシ樹脂 5〜70重量部、お
よび (C)硬化剤 5〜40重量部からなる樹脂組成物10
0重量部に対して、 (D)防錆顔料 20〜120重量部を含有し、さらに
有機溶剤を含有することを特徴とする塗料組成物。 - 【請求項2】 (C)硬化剤が、アミノアルデヒド樹脂
及びブロック化ポリイソシアネート化合物から選ばれる
少なくとも1種の硬化剤であることを特徴とする請求項
1記載の塗料組成物。 - 【請求項3】 (C)硬化剤が、アミノアルデヒド樹脂
であることを特徴とする請求項2記載の塗料組成物。 - 【請求項4】 樹脂組成物100重量部中、(A)成分
が20〜70重量部、(B)成分が20〜50重量部、
及び(C)成分が10〜30重量部であることを特徴と
する請求項1〜3のいずれか1項に記載の塗料組成物。 - 【請求項5】 樹脂組成物100重量部に対して、
(D)成分の量が30〜100重量部であることを特徴
とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の塗料組成
物。
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