JPH0491115A

JPH0491115A - 着色用原色塗料

Info

Publication number: JPH0491115A
Application number: JP2207183A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Chihara; 千原　義英; Koki Murakami; 村上　弘毅
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1990-08-04
Filing date: 1990-08-04
Publication date: 1992-03-24
Anticipated expiration: 2015-05-15
Also published as: JP3041904B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、顔料の分散性にすくれると共に、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
々に焼付は型、常温乾燥型があり、さらに目的に応じて
焼き付は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
来の物理的化学的性能が少なからず損なわれることにな
る。

したがって、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っている。

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、上記の如き
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、その塗膜物性や塗膜耐
久性が一般に悪くなるという欠点を免れなかった。

〔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、特定のポリエステルプレポリマーに多官能イソ
シアネート化合物を反応させて得られるウレタン変性ポ
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、本発明を完成し
た。

すなわち、本発明は、数平均分子量が３５０〜ｉ、ｓｏ
ｏ、水酸基価が１００〜３００のポリエステルプレポリ
マーに、このプレポリマーの水酸基１当量に対してイソ
シアネート基が０．２〜０．７当量となる割合の多官能
イソシアネート化合物を反応させて得られる、水酸基価
が４０〜２４０、数平均分子量が７００〜２．０００の
ウレタン変性ポリエステル樹脂からなることを特徴とす
る顔料分散用樹脂に係るものである。

〔発明の構成・作用〕

本発明において中間原料として用いるポリエステルプレ
ポリマーは、多価アルコール、多塩基酸および必要に応
じてその他の有機酸を出発原料として、これらを周知の
方法で縮合重合させることにより、得ることができる。

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、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の中からそ
の１種または２種以上を混合して使用することができる
。

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
水トリメリット酸、アジピン酸、セバシン酸、無水マレ
イ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の中からその１種または２種以上
を混合して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。

必要に応じて用いられるその他の有機酸とじては、炭素
数８〜１８の脂肪酸、ダイマー酸、安息香酸などを使用
することができる。

このような出発原料より得られる本発明のポリエステル
プレポリマーは、その数平均分子量が３５０〜１，５０
０、好ましくは５００〜１，０００で、水酸基価が１０
０〜３００、好ましくは１１０〜２００であるのがよい
。また、そのガラス転移温度としては、−２０〜５０’
Ｃの範囲にあるのが好ましい。

数平均分子量が３５０未満では、生成するウレタン変性
ポリエステル樹脂の物性や耐候性などが悪くなり、１，
５００を超えると、上記樹脂と他の樹脂との相溶性が悪
くなる。また、水酸基価が１００未満かあるいは３００
を超えてしまうと、いずれも生成−するウレタン変性ポ
リエステル樹脂の耐久性や他の樹脂との相溶性が悪くな
る。なお、ガラス転移温度が低くなりすぎると塗膜に粘
着感が残り、逆に高くなりすぎると塗膜の耐衝撃性や耐
折り曲げ性などの物性が悪くなるため、いずれも好まし
くない。

本発明においては、上記の如き特定のポリエステルプレ
ポリマーを中間原料として、これに多官能イソシアネー
ト化合物を反応させることにより、ウレタン変性ポリエ
ステル樹脂を生成する。

ここで用いる多官能イソシアネート化合物としては、た
とえ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、トリレンジイソシアネートおよびこれ
らの２量体や３量体が挙げられ、またこれらイソシアネ
ート化合物と水、エチレングリコール、プロピレングリ
コールなどの多価アルコールとの反応物なども使用でき
る。これらの化合物は、いずれも１分子当り２個または
３個のイソシアネート基を有するものである。

この多官能イソシアネート化合物の使用量は、プレポリ
マーの水酸基１当量に対してイソシアネト基が０．２〜
０．７当量、好ましくは０．３〜０．６当量となるよう
な割合として、生成するウレタン変性ポリエステル樹脂
の水酸基価が４０〜２４０、好ましくは５０〜１５０で
、数平均分子量が７００〜２，０００、好ましくは１，
０００〜１，９００となるようにするのがよい。

このようなウレタ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、他の樹脂に較べて本来低
粘度で顔料の分散性にすくれ、かつ他の樹脂との相溶性
も良好であるが、さらにこの分子内にウレタン結合を導
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、また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、上記本来の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
。

なお、多官能インシアネート化合物の使用量が前記の範
囲外となり、生成するウレタン変性ポリエステル樹脂の
水酸基価および数平均分子量が前記の範囲を逸脱すると
、顔料の分散性、塗膜の物性や耐候性などが損なわれた
り、塗料用の各種樹脂との相溶性が悪くなり塗膜物性の
低下に加えて塗面の光沢が低下してくるといった種々の
問題をきたす結果となる。

本発明において、上記のウレタ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場合、−般にこの樹脂を
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、カーボンブラック、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
っては、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
れている各種溶削を広く使用できる。

〔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
き付は型アルキド塗料、常温乾燥型アクリル塗料、焼き
付は型アクリル塗料、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って本発明を具体的に説
咀する。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ポリエステルプレポリマ
ー溶液Ｅ１〜Ｅ８、ウレタン変性ボ１ノエステル樹脂溶
液ＵＥＩ〜ＵＥ５、試験用アクリルワニスＡＣ９は、そ
れぞれつぎの方法で調製した。

〈ポリエステルプレポリマーの調製〉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、多塩基酸および多価アルコールを仕込み、窒素
ガス雰囲気中で加熱撹拌し、１６０℃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以下になったとき反応を終了し、残り
のキシレンにて希釈し、８種類のポリエステルプレポリ
マー溶液Ｅ１〜Ｅ８を得た。各プレポリマー〇数平均分
子量、水酸基価、酸価などの測定結果は、つぎの第１表
に示すとおりであった。

〈ウレタン変性ポリエステル樹脂溶液の調製〉上記で調
製したポリエステルプレポリマー溶液Ｅ１〜Ｅ４および
Ｅ７を、それぞれ８０℃に冷却したのち、第２表に示す
多官能イソシアネート化合物を加え、８０℃で３時間撹
拌を続けながら、赤外緑吸収スペクトル分析で未反応の
イソシアネト基を追跡した。イソシアネート基が消失し
た時点で反応を終了し、５種類のウレタン変性ポリエス
テル樹脂溶液ＵＥＩ〜ＵＥ５を得た。各溶液の不揮発分
、粘度（ガードナー、２５℃）および樹脂の酸価などは
、つぎの第２表に示すとおりであった。

〈試験用アクリルフェスの調製〉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２８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
リルフェスＡＣ９を得た。

実施例１〜４および比較例１〜４第２表に示すウレタン変性ポリエステル樹脂溶液ＵＥＩ
〜ＵＥ４を本発明の顔料分散用樹脂溶液（実施例１〜４
）とし、また第２表に示すウレタン変性ポリエステル樹
脂溶液ＵＥ５と第１表に示すポリエステルプリポリマー
溶液Ｅ５．Ｅ６．Ｅ８とを比較用の顔料分散用樹脂溶液
（比較例１〜４）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■）および調色試
験（試験■）を行った。

〈試験ｌ；相溶性試験〉つぎの第３表に示す４種類の一般的な塗料用フェスと各
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、乾燥塗膜のニゴリの有無を見た。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３表に示すとおりであった。

〈試験■；塗料調合試験〉９イン　−　のＵ各顔料分散用樹脂溶液をヘースにして、その各２０部に
対し酸化チタンＲＣＲ３（ＩＣ１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、ＭＰ
Ａという）を５部混合し、サンドミルにより粒度が１０
μｍ以下となるまで分散して、８種類のインター白Ｗ１
〜Ｗ８を調製した。

５白徐料の調製上記のインター白Ｗ１〜Ｗ８を用いて下記の配合で混合
し、８種類の白塗料ＷＰＩ〜ＷＰ８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〜Ｗ８　　　　　　３０部１】」し月４
戊上記の如く希釈した白塗料ＷＰ１〜ＷＰ８を、燐酸亜鉛
処理をした０、８ｆｌＸ７０鶴Ｘ１５０ｍｍの銅板（以
下、処理鋼板という）に、乾燥膜厚が３０μｍとなるよ
うにスプレー塗装し、１４０℃２０分の焼き付けを行っ
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４表に示すとおりであった。

合　　　計１００部〈試験■；調色試験〉５イン　−里のｉ、１１各顔料分散用樹脂溶液をヘースにして、その各６０部に
対しカーボンブラック　（ＣＯＬＯＩ？　ＢＬＡ（Ｊ　
ＦＷ２００：デクサ社）を５部、キシレンを２５部、Ｍ
ＰＡを１００部合し、サンドミルで粒度が１０μｍ以下
となるまで分散して、８種類のインター黒Ｂ１〜Ｂ８を
調製した。

９インター青の調製各顔料分散用樹脂溶液をヘースにして、その各５０部に
対しフタロシアニンブルー〔リオノールブルーＰＲＸ　
ｉ東洋インキ製造■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、８種類のインター青Ｆ１〜Ｆ８を
調製した。

１里負１料■貞製試験■で調製した前記８種の白塗料ＷＰＩ〜ＷＰ８と、
上記のインター黒８１〜Ｂ８およびインター青Ｆｌ−Ｆ
Ｂとを用いて、下記の配合で、かつ第５表に示す組み合
わせにて混合し、８種類の調色塗料ＰＬ−Ｐ８を調製し
た。

白塗料ＷＰ１〜ＷＰ８　　　　　　　９０部インター黒
Ｂ１〜Ｂ８　　　　　　　　５部合　　　計　　　　　
　　　　　　　　　　１００部且餘　　　および　　〜上記の調色塗料Ｐ１〜Ｐ８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ラタンデイングテ
ストに供した。その結果は、つぎの第５表に示すとおり
であった。

〔ラビングテスト〕

上記の調色塗料Ｐ１〜Ｐ８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、５０部ｍＸ１５０Ｂ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
指でこすって、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。

〔スタンデイングチスト〕

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３表〜第５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、かつすくれた顔料分散性を示すものであることがわ
かる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）数平均分子量が３５０〜１，５００、水酸基価が
１００〜３００のポリエステルプレポリマーに、このプ
レポリマーの水酸基１当量に対してイソシアネート基が
０．２〜０．７当量となる割合の多官能イソシアネート
化合物を反応させて得られる、水酸基価が４０〜２４０
、数平均分子量が７００〜２，０００のウレタン変性ポ
リエステル樹脂からなることを特徴とする顔料分散用樹
脂。