JPH05179196A - Coating material excellent in storage stability and coated metallic sheet - Google Patents

Coating material excellent in storage stability and coated metallic sheet

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JPH05179196A
JPH05179196A JP35883191A JP35883191A JPH05179196A JP H05179196 A JPH05179196 A JP H05179196A JP 35883191 A JP35883191 A JP 35883191A JP 35883191 A JP35883191 A JP 35883191A JP H05179196 A JPH05179196 A JP H05179196A
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JP
Japan
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polyester resin
paint
coating
solvent
coating material
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Application number
JP35883191A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Ikishima
健司 壱岐島
Yozo Shimada
養造 嶋田
Akihiro Yanai
昭博 八内
Toshiaki Shioda
俊明 塩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05179196A publication Critical patent/JPH05179196A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a coating material for a coated metallic sheet which can give a coating film of high processability, high hardness and high sharpness CONSTITUTION:The title material is prepared by heat melting a cross-linking agent and a modified polyester resin prepared by introducing a metal sulfonate group into a polyester resin difficultly soluble in a general organic solvent to form a homogeneous mixture and dissolving this mixture in an organic solvent.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高加工性、高硬度およ
び高鮮映性が要求される用途に使用される塗装金属板、
およびそのための塗料に関する。本発明の塗装金属板
は、例えば、家電および建材用に好適であり、将来的に
は自動車用にも使用の可能性がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coated metal plate used for applications requiring high workability, high hardness and high image clarity.
And paints therefor. The coated metal plate of the present invention is suitable for home appliances and building materials, for example, and may be used for automobiles in the future.

【0002】[0002]

【従来の技術】予め塗装された金属板は、ユーザーによ
り打ち抜き、折り曲げ、絞りなどの加工がおこなわれた
後、そのまま製品の外面となるため、高度の加工性およ
び加工時の耐傷付き性(高硬度)が要求される。
2. Description of the Related Art A prepainted metal plate is punched, bent, drawn, etc. by the user and then used as the outer surface of the product as it is. Hardness) is required.

【0003】しかし、塗装金属板の製造に従来から使用
されてきた溶剤型塗料の場合、加工性と硬度は一般に両
立せず、加工性に優れた塗装金属板は、塗膜が軟らかく
傷つきやすく、硬度の高いものは、加工性が劣るという
傾向を示す。例えば、アクリル系塗料の塗膜は、高硬度
であるが加工性が悪く、高分子量ポリエステル系塗料の
塗膜は、加工性は良好であるが、硬度が低いといった具
合である。
However, in the case of solvent-based paints which have been conventionally used for producing coated metal sheets, workability and hardness are generally incompatible, and coated metal sheets having excellent workability have a soft coating film and are easily scratched, Those with high hardness tend to have poor processability. For example, a coating film of acrylic paint has high hardness but poor workability, and a coating film of high molecular weight polyester paint has good workability but low hardness.

【0004】一方、近年、粉体塗料を用いた塗装金属板
(粉体プレコート金属板)も市場に出回りつつある。粉
体プレコート金属板は従来の溶剤型塗料を用いた塗装金
属板と比べて、硬度と加工性とがバランス良く両立する
という優れた塗膜物性を有している。しかし、粉体塗装
によると塗膜表面の凹凸(いわゆるゆず肌)が避けられ
ないため、粉体プレコート金属板は、鏡面に近い高鮮映
性が要求される用途には使用できない。
On the other hand, in recent years, coated metal plates using powder coating materials (powder precoated metal plates) are also on the market. The powder pre-coated metal sheet has excellent coating film physical properties in which hardness and workability are well balanced in comparison with a conventional coated metal sheet using a solvent-based paint. However, since powder coating cannot avoid unevenness on the surface of the coating film (so-called orange peel), the powder precoated metal plate cannot be used for applications requiring high image clarity close to a mirror surface.

【0005】また、粉体プレコート金属板の生産速度
は、工業化されているラインスピードで通常20m/m
in以下であり、溶剤型塗料での生産速度60〜80m
/minと比べて、生産性がはるかに劣る。粉体塗装の
ラインスピードは粉体吐出ガン数や、乾燥機の能力に依
存するが、粉体塗装では色替え作業に多大な時間を要す
るため、通常二つの塗装ユニットを用意しなければなら
ず、ラインスピードをあげるには多大な初期設備投資が
必要となる。そのため、工業化塗装ラインではラインス
ピードを20m/min以上にあげることは困難であ
る。
The production rate of the powder precoated metal sheet is usually 20 m / m at the industrialized line speed.
less than in, production speed of solvent type paint is 60 ~ 80m
The productivity is far inferior to that of / min. The line speed of powder coating depends on the number of powder discharge guns and the capacity of the dryer, but powder coating requires a lot of time for color changing work, so normally two coating units must be prepared. However, a large initial capital investment is required to increase the line speed. Therefore, it is difficult to raise the line speed to 20 m / min or more in the industrialized coating line.

【0006】従来の溶剤型ポリエステル系塗料の場合、
基本樹脂であるポリエステルが溶剤に溶解しなければな
らないという制約があるため、溶解性の高いポリエステ
ル樹脂を使用している。
In the case of the conventional solvent type polyester paint,
Since the basic resin, polyester, must be dissolved in a solvent, a highly soluble polyester resin is used.

【0007】加工性と硬度とのバランスという物性面か
らは、分子構造の対称性が高いポリエステル樹脂を使用
することが望ましい。しかし、対称性の高いポリエステ
ル樹脂は溶剤への溶解性が著しく低いため、粉体塗料と
して塗料化せざるを得ないのが実情である。従来のポリ
エステル系粉体塗料は、対称性の高いポリエステル樹脂
を架橋剤と加熱溶融し、得られた混合物を粉末化するこ
とにより製造されている。
From the viewpoint of physical properties such as balance between workability and hardness, it is desirable to use a polyester resin having a highly symmetrical molecular structure. However, since the polyester resin having high symmetry has a remarkably low solubility in a solvent, it is unavoidable to use it as a powder coating material. A conventional polyester powder coating material is produced by heating and melting a highly symmetrical polyester resin with a crosslinking agent and pulverizing the obtained mixture.

【0008】本発明者らは、先に、この加熱溶融時に一
般有機溶剤には難溶性の粉体塗料用ポリエステル樹脂
が、ブロックイソシアネートなどの架橋剤とはよく溶解
し合い、均質に相溶した溶融溶液が得られることに着目
して検討を進めた結果、このように架橋剤と相溶した粉
体塗料用ポリエステル樹脂が、常温付近の温度で一般有
機溶剤に可溶であり、この樹脂から溶剤型塗料を製造で
きることを見出し提案した(特開平2−196876
号)。このようにして得られた溶剤型塗料は、加工性、
硬度が良好で、しかも粉体塗料のようなゆず肌もなく高
鮮映性の塗膜を与え、塗装金属板用塗料として最適であ
る。
The present inventors have previously found that the polyester resin for powder coatings, which is hardly soluble in a general organic solvent at the time of heating and melting, is well soluble in a cross-linking agent such as blocked isocyanate, and is homogeneously compatible. As a result of further investigation focusing on the fact that a molten solution can be obtained, the polyester resin for powder coatings that is compatible with the crosslinking agent in this way is soluble in general organic solvents at temperatures near room temperature. It was found that a solvent type paint can be produced and proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2-196876).
issue). The solvent-based paint obtained in this manner has processability,
It is suitable as a paint for coated metal plates because it has a good hardness and gives a film with high image clarity without the distorted skin of powder paint.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
方法で得られた塗料は、塗膜性能には優れるものの、塗
料の安定性に欠ける傾向があり、すなわち溶剤に溶解後
数十分から数時間で流動性が減少するため、塗装作業
性、生産性に問題点があることが判明した。
However, although the coating material obtained by the above-mentioned method is excellent in coating film performance, it tends to lack the stability of the coating material, that is, tens of minutes to several hours after being dissolved in a solvent. It was found that there is a problem in coating workability and productivity because the fluidity is reduced by.

【0010】本発明の目的は、高加工性、高硬度、高鮮
映性の塗膜を与える塗装金属板用塗料であり、且つ保存
安定性に優れた塗料を提供することにある。本発明の他
の目的は、高加工性、高硬度、高鮮映性の塗膜を有する
塗装金属板を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a coating material for a coated metal plate which gives a coating film having high processability, high hardness and high image clarity and which is excellent in storage stability. Another object of the present invention is to provide a coated metal plate having a coating film with high processability, high hardness and high image clarity.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、この塗料
安定化の問題に関して鋭意研究を重ねた結果、対称性の
高いポリエステル分子鎖中にスルホン酸金属塩基を導入
することにより、本質的に汎用溶剤に難溶であったポリ
エステル樹脂が、イソホロンあるいはシクロヘキサノン
に可溶化し、塗料の安定性が著しく向上することを見出
し本発明を完成するに到った。
As a result of intensive studies on the problem of paint stabilization, the present inventors have found that by introducing a metal sulfonate group into a highly symmetrical polyester molecular chain, Further, they have found that the polyester resin, which was hardly soluble in a general-purpose solvent, is solubilized in isophorone or cyclohexanone, and the stability of the coating material is significantly improved, and the present invention has been completed.

【0012】すなわち本発明の要旨とするところは、 1)一般有機溶剤に対して難溶性のポリエステル樹脂に
スルホン酸金属塩基が導入された改質ポリエステル樹脂
を、架橋剤とともに加熱溶融して均一な混合物とし、得
られた混合物を有機溶剤に溶解させてなる塗料、および 2)金属板の表面に、リン酸塩処理およびクロメート処
理の少なくとも一方により形成された下地化成皮膜と、
上記の塗料から形成された硬化塗膜とを有する塗装金属
板である。
That is, the gist of the present invention is to: A mixture, and a coating obtained by dissolving the obtained mixture in an organic solvent, and 2) a base chemical conversion film formed on the surface of a metal plate by at least one of a phosphate treatment and a chromate treatment,
It is a coated metal plate having a cured coating film formed from the above paint.

【0013】本明細書において、一般有機溶剤とは溶解
度パラメーターが7.5〜11.5の範囲のものを意味
する。このような溶剤の例としては、トルエン、キシレ
ン、酢酸セロソルブ、酢酸ブチル、シクロヘキサン、メ
チルエチルケトン、イソホロンなどが挙げられる。ま
た、難溶性とは室温付近(10〜35℃)の温度で、溶
剤中での溶解度が、10重量%未満であることを意味
し、分散または溶解可能とは10重量%以上で安定であ
ることを意味する。
In the present specification, a general organic solvent means one having a solubility parameter in the range of 7.5 to 11.5. Examples of such solvents include toluene, xylene, cellosolve acetate, butyl acetate, cyclohexane, methyl ethyl ketone, isophorone and the like. In addition, “poorly soluble” means that the solubility in the solvent is less than 10% by weight at a temperature around room temperature (10 to 35 ° C.), and “dispersible or soluble” means stable at 10% by weight or more. Means that.

【0014】本発明で用いる改質ポリエステル樹脂は、
一般有機溶剤に対して難溶性であるポリエステル樹脂に
スルホン酸金属塩基を導入することによりはじめて可溶
化される樹脂である。さらに具体的に述べるならば、酸
成分としてテレフタル酸を全酸成分に対して60モル%
以上、好ましくは65モル%以上含み、グリコール成分
としてエチレングリコールを全グリコール成分に対して
60モル%以上、好ましくは65モル%以上含み、且つ
スルホン酸金属塩基を有する酸成分またはグリコール成
分が全酸成分または全グリコール成分に対して0.1〜
5モル%、好ましくは1〜2モル%共重合されたポリエ
ステル樹脂である。この改質ポリエステル樹脂は、室温
で粉末化可能で、且つシクロヘキサノン、イソホロン等
の一般有機溶剤に分散または溶解可能である。
The modified polyester resin used in the present invention is
It is a resin that is first solubilized by introducing a metal sulfonate base into a polyester resin that is poorly soluble in general organic solvents. More specifically, terephthalic acid is used as the acid component in an amount of 60 mol% based on the total acid component.
Or more, preferably 65 mol% or more, ethylene glycol as a glycol component is 60 mol% or more, preferably 65 mol% or more with respect to the total glycol components, and the acid component having a sulfonate metal base or the glycol component is the total acid. 0.1 to the total amount of the component or total glycol component
It is a polyester resin copolymerized with 5 mol%, preferably 1 to 2 mol%. The modified polyester resin can be powdered at room temperature and can be dispersed or dissolved in a general organic solvent such as cyclohexanone or isophorone.

【0015】テレフタレル酸と併用しうる酸成分として
は、例えば、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,6−
ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、テ
トラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸などの脂環
族ジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸な
どの脂肪族ジカルボン酸、また必要に応じて、トリメリ
ット酸、ピロメリット酸などの多価カルボン酸が使用さ
れる。
Examples of acid components that can be used in combination with terephthalic acid include isophthalic acid, orthophthalic acid and 2,6-
Aromatic dicarboxylic acids such as naphthalenedicarboxylic acid, alicyclic dicarboxylic acids such as tetrahydrophthalic acid and hexahydrophthalic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid and sebacic acid, and, if necessary, trimellitic acid Polyvalent carboxylic acids such as pyromellitic acid are used.

【0016】また、エチレングリコールと併用しうるグ
リコール成分としては、プロピレングリコール、1,4
−ブタンジオール、ジエチレングリコール、1,5−ペ
ンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペン
チルグリコール、3,3−ジメチロールヘプタン、3−
メチルペンタンジオール、1,9−ノナンジオールなど
の脂肪族ジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリ
シクロデカンジメタノール、水素化ビスフェノールAな
どの脂環族グリコール、ビスフェノールAのエチレンオ
キシドまたは/およびプロピレンオキシド付加物などの
他、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、ペンタエリスリトールなどの多価アルコー
ルが使用される。
As the glycol component which can be used in combination with ethylene glycol, propylene glycol, 1,4
-Butanediol, diethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 3,3-dimethylolheptane, 3-
Methylpentanediol, aliphatic diols such as 1,9-nonanediol, cyclohexanedimethanol, tricyclodecanedimethanol, alicyclic glycols such as hydrogenated bisphenol A, ethylene oxide or / and propylene oxide adducts of bisphenol A, etc. In addition, polyhydric alcohols such as glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane and pentaerythritol are used.

【0017】また、スルホン酸金属塩基を有する酸成分
またはグリコール成分としては、5−ナトリウムスルホ
イソフタル酸、5−カリウムスルホイソフタル酸、ナト
リウムスルホテレフタル酸、2−ナトリウムスルホ−
1,4−ブタンジオール、2,5−ジメチル−3−ナト
リウムスルホ−2,5−ヘキサンジオールなどが挙げら
れる。
As the acid component or glycol component having a metal sulfonate group, 5-sodium sulfoisophthalic acid, 5-potassium sulfoisophthalic acid, sodium sulfoterephthalic acid, 2-sodiumsulfo-
1,4-butanediol, 2,5-dimethyl-3-sodium sulfo-2,5-hexanediol and the like can be mentioned.

【0018】本発明においては、テレフタル酸成分およ
びエチレングリコール成分が全酸成分、全グリコール成
分に対して各々60モル%以上であることが好適であ
る。テレフタル酸およびエチレングリコールが60モル
%未満であると、本発明の目的である高度な加工性が得
られない場合がある。またスルホン酸金属塩基を有する
酸成分またはグリコール成分の含有量が0.1モル%未
満では有機溶剤への分散性または溶解性が悪くなり、5
モル%を越えると、耐水性が悪くなる傾向があり好まし
くない。
In the present invention, the terephthalic acid component and the ethylene glycol component are preferably 60 mol% or more with respect to the total acid component and the total glycol component. If the content of terephthalic acid and ethylene glycol is less than 60 mol%, the high workability, which is the object of the present invention, may not be obtained. When the content of the acid component or glycol component having a metal sulfonate group is less than 0.1 mol%, the dispersibility or solubility in an organic solvent is deteriorated,
If it exceeds mol%, the water resistance tends to deteriorate, which is not preferable.

【0019】本発明で用いる改質ポリエステル樹脂のガ
ラス転移温度は40℃以上であることが望ましく、さら
に好ましくは55℃以上である。40℃未満であると、
得られる塗膜の硬度が低下する傾向がある。
The glass transition temperature of the modified polyester resin used in the present invention is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 55 ° C. or higher. When it is less than 40 ° C,
The hardness of the obtained coating film tends to decrease.

【0020】本発明で用いる改質ポリエステル樹脂は公
知の方法で重合される。当該改質ポリエステル樹脂は、
還元粘度(dl/g)で0.1〜0.4、特に0.14
〜0.30であることが望ましい。還元粘度が0.1未
満では加工性が悪く、また0.4を越えると溶融粘度が
高くなりすぎる惧れがあり、後記の架橋剤との加熱溶融
時に高温を必要とし、ポリエステル樹脂が架橋剤と反応
するためゲル化する惧れがある。
The modified polyester resin used in the present invention is polymerized by a known method. The modified polyester resin is
Reduced viscosity (dl / g) 0.1-0.4, especially 0.14
It is desirable that it is 0.30. If the reduced viscosity is less than 0.1, the processability is poor, and if it exceeds 0.4, the melt viscosity may be too high. Therefore, a high temperature is required during heating and melting with a crosslinking agent described later, and the polyester resin is a crosslinking agent. There is a fear of gelation because it reacts with.

【0021】架橋剤としては、従来熱硬化型ポリエステ
ル系粉体塗料の製造に利用されている架橋剤を使用でき
る。好適な架橋剤の例は、ε−カプロラクタム、フェノ
ール等でブロックされたブロックイソシアネート、なら
びにメチルアルコール、ブチルアルコール等で変性され
たメラミンなどである。
As the cross-linking agent, a cross-linking agent which has hitherto been used for producing a thermosetting polyester powder coating material can be used. Examples of suitable crosslinking agents are ε-caprolactam, blocked isocyanates blocked with phenol and the like, and melamine modified with methyl alcohol, butyl alcohol and the like.

【0022】改質ポリエステル樹脂と架橋剤との混合割
合はとくに限定されないが、加熱溶融後にポリエステル
樹脂を溶解でき、かつ溶剤に溶解した時に常温付近でポ
リエステル樹脂が10重量%以上の濃度で溶解するよう
な量で架橋剤を使用する必要がある。過剰量の架橋剤を
使用すると、ポリエステル樹脂の可溶化は容易となる
が、得られた塗料の塗膜の加工性が低下することがあ
る。適当な架橋剤の使用量は、改質ポリエステル樹脂、
架橋剤および溶剤の種類により異なり、実験により適宜
決定されるが、通常は改質ポリエステル樹脂100重量
部に対して架橋剤10〜40重量部、好ましくは20〜
30重量部である。
The mixing ratio of the modified polyester resin and the crosslinking agent is not particularly limited, but the polyester resin can be dissolved after heating and melting, and when dissolved in a solvent, the polyester resin dissolves at a concentration of 10% by weight or more at around room temperature. It is necessary to use the crosslinking agent in such an amount. When an excessive amount of the cross-linking agent is used, the polyester resin can be easily solubilized, but the processability of the coating film of the obtained paint may be deteriorated. The amount of a suitable crosslinking agent is modified polyester resin,
It depends on the type of the cross-linking agent and the solvent, and is appropriately determined by an experiment, but usually 10 to 40 parts by weight, preferably 20 to 40 parts by weight of the modified polyester resin.
30 parts by weight.

【0023】改質ポリエステル樹脂と架橋剤の加熱溶融
は、改質ポリエステル樹脂の流動開始温度以上で、且つ
使用する架橋剤の架橋開始温度以下、例えば、ブロック
イソシアネートの解離温度以下、あるいはメラミン樹脂
の自己縮合開始温度以下の温度で行う。加熱はポリエス
テル樹脂と架橋剤とが溶解しあい、均質な溶融溶液状の
混合物が得られるまで続ける。
The heating and melting of the modified polyester resin and the cross-linking agent are carried out at a temperature above the flow initiation temperature of the modified polyester resin and below the cross-linking initiation temperature of the cross-linking agent used, for example below the dissociation temperature of the blocked isocyanate, or of the melamine resin. The temperature is lower than the self-condensation initiation temperature. The heating is continued until the polyester resin and the cross-linking agent are dissolved and a homogeneous molten solution-like mixture is obtained.

【0024】こうして得られた溶融溶液を冷却し、固化
した混合物を、好ましくは溶剤に溶解しやすい大きさに
粉砕後、上述したような一種もしくは二種以上の一般有
機溶剤に溶解すると、極めて保存安定性の良い本発明の
溶剤型塗料が得られる。必要により、顔料、消泡剤、レ
ベリング剤、分散剤などの慣用の塗料添加剤を添加す
る。これらの添加剤は、溶剤に添加するのではなく、例
えば改質ポリエステル樹脂と架橋剤との加熱溶融前に一
方の成分に混合しておくこともできる。
The molten solution thus obtained is cooled, and the solidified mixture is crushed to preferably a size that is easily dissolved in a solvent, and then dissolved in one or more general organic solvents as described above, whereby the mixture is extremely preserved. The solvent-based paint of the present invention having good stability can be obtained. If necessary, conventional paint additives such as pigments, defoaming agents, leveling agents and dispersants are added. These additives may not be added to the solvent, but may be mixed with one of the components before heating and melting the modified polyester resin and the crosslinking agent, for example.

【0025】溶解するための一般有機溶剤としては、シ
クロヘキサノン、イソホロン等が好ましく、しかも改質
ポリエステル樹脂の濃度が10重量%以上となる量を使
用するのが好ましい。
As a general organic solvent for dissolution, cyclohexanone, isophorone and the like are preferable, and it is preferable to use an amount such that the concentration of the modified polyester resin is 10% by weight or more.

【0026】本発明の塗料を金属板に塗布し、塗膜を加
熱硬化させることにより、高加工性、高硬度、かつ高鮮
映性塗装金属板を得ることができる。使用し得る金属板
としては、冷延鋼板や亜鉛系、亜鉛合金系、アルミ系、
アルミ合金系の如きメッキ鋼板、アルミ板、ステンレス
板等が例示されるが、これらに限定されるものではな
い。
By applying the coating material of the present invention to a metal plate and heating and curing the coating film, a metal plate having high processability, high hardness and high image clarity can be obtained. As the metal plate that can be used, cold-rolled steel plate, zinc-based, zinc alloy-based, aluminum-based,
Examples thereof include plated steel plates such as aluminum alloy plates, aluminum plates, and stainless plates, but are not limited to these.

【0027】本発明の塗料を塗布する前に、母材金属板
を慣用のリン酸塩処理およびクロメート処理の少なくと
も一方により下地処理をすることが望ましい。この下地
処理を行わないと、良好な塗膜密着性が得られないこと
がある。
Before applying the coating material of the present invention, it is desirable to subject the base metal plate to a base treatment by at least one of the conventional phosphate treatment and chromate treatment. Without this base treatment, good coating adhesion may not be obtained.

【0028】また、特に高い耐蝕性が要求される場合に
は、前記下地処理の後、防錆顔料が添加されたプライマ
ーを塗布することもできる。このようなプライマーとし
ては、エポキシ系、ポリエステル系、またはウレタン系
のものが適している。
If particularly high corrosion resistance is required, a primer containing a rust preventive pigment may be applied after the above-mentioned base treatment. As such a primer, an epoxy type, a polyester type, or a urethane type is suitable.

【0029】本発明の塗料は、ロールコート、スプレー
などの通常の方法で塗布できる。塗布後、オーブンなど
の加熱手段により塗膜を焼付け、樹脂を架橋させて硬化
塗膜を得る。この加熱は、通常は150〜250℃で約
1〜5分行う。
The paint of the present invention can be applied by a usual method such as roll coating or spraying. After coating, the coating film is baked by heating means such as an oven to crosslink the resin to obtain a cured coating film. This heating is usually performed at 150 to 250 ° C. for about 1 to 5 minutes.

【0030】本発明の塗装金属板は、このようにして形
成された膜厚10μm以上、通常は10〜25μmの硬
化塗膜を有する。
The coated metal plate of the present invention has a cured coating film having a film thickness of 10 μm or more, usually 10 to 25 μm, formed in this manner.

【0031】[0031]

【作用】本発明の塗料は、従来は粉体塗料化されていた
物性の良好な難溶性ポリエステル樹脂に少量のスルホン
酸金属塩基を導入することにより、本発明者らが先に提
案した溶剤型塗料に比べて、著しく塗料の粘度安定性、
塗装安定性が改善されている。なぜ少量のスルホン酸金
属塩基にこのような作用があるのかについてはまだ不明
であるが、硬度と加工性のバランスを設計する上で極め
て有効な手段であり、画期的技術と言える。
The coating composition of the present invention is a solvent-type coating composition previously proposed by the present inventors by introducing a small amount of a metal sulfonate group into a poorly soluble polyester resin having good physical properties, which was conventionally formed into a powder coating composition. Compared with paint, the viscosity stability of paint is remarkably high.
The coating stability is improved. It is still unclear why a small amount of metal sulfonate has such an effect, but it is an extremely effective means for designing the balance between hardness and workability, and it can be said to be an epoch-making technology.

【0032】[0032]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。実施例中、単に部および%とあるのは、特に指定し
ない限り、重量部および重量%を意味する。
The present invention will be described in detail below with reference to examples. In the examples, “parts and%” means “parts by weight” and “% by weight” unless otherwise specified.

【0033】製造例 撹拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器に、
ジメチルテレフタレート601.4部、ジメチルイソフ
タレート329.8部、ジメチル 5−ナトリウムスル
ホイソフタレート14.8部,トリメリット酸無水物2
8.8部、エチレングリコール556.0部、ネオペン
チルグリコール194.5部およびテトラブチルチタネ
ート0.51部を仕込み、160℃〜220℃まで4時
間かけてエステル交換反応を行った。次いで系内を徐々
に減圧していき、40分かけて5mmHgまで減圧し、
さらに、3mmHg以下の真空下、240℃にて30分
間重縮合反応を行った。得られた共重合ポリエステル
(a)はNMR等の組成分析の結果、酸成分がモル比で
テレフタル酸/イソフタル酸/5−ナトリウムスルホイ
ソフタル酸/トリメリット酸=62/34/1/3であ
り、グリコール成分がモル比でエチレングリコール/ネ
オペンチルグリコール=75/25であった。また、還
元粘度を測定したところ0.25であり、ガラス転移温
度は58℃であった。
Production Example In a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer,
Dimethyl terephthalate 601.4 parts, dimethyl isophthalate 329.8 parts, dimethyl 5-sodium sulfoisophthalate 14.8 parts, trimellitic anhydride 2
8.8 parts, 556.0 parts of ethylene glycol, 194.5 parts of neopentyl glycol and 0.51 part of tetrabutyl titanate were charged, and the transesterification reaction was performed from 160 ° C to 220 ° C over 4 hours. Next, the pressure in the system is gradually reduced, and the pressure is reduced to 5 mmHg over 40 minutes.
Furthermore, a polycondensation reaction was performed at 240 ° C. for 30 minutes under a vacuum of 3 mmHg or less. As a result of composition analysis such as NMR, the obtained copolyester (a) was found to have a molar ratio of acid components of terephthalic acid / isophthalic acid / 5-sodium sulfoisophthalic acid / trimellitic acid = 62/34/1/3. The molar ratio of the glycol component was ethylene glycol / neopentyl glycol = 75/25. The reduced viscosity was measured to be 0.25 and the glass transition temperature was 58 ° C.

【0034】以下、同様にして、表1に示す組成のスル
ホン酸金属塩基含有ポリエステル(b)、および比較ポ
リエステル(c)〜(e)を合成した。比較ポリエステ
ル中、(c)および(d)は難溶性ポリエステルであ
り、(e)は易溶性ポリエステルである。また、スルホ
ン酸金属塩基含有ポリエステル(a)および(b)は、
それぞれ難溶性ポリエステル(c)および(d)の骨格
に、スルホン酸金属塩基を導入した樹脂である。
In the same manner as above, metal sulfonate group-containing polyester (b) and comparative polyesters (c) to (e) having the compositions shown in Table 1 were synthesized. Among the comparative polyesters, (c) and (d) are poorly soluble polyesters, and (e) is a readily soluble polyester. Further, the metal sulfonate group-containing polyesters (a) and (b) are
It is a resin in which a metal sulfonate group is introduced into the skeletons of the poorly soluble polyesters (c) and (d), respectively.

【0035】表1に各ポリエステル樹脂の還元粘度、ガ
ラス転移温度を表示した。還元粘度は、ポリエステル樹
脂0.10gをフェノール/テトラクロロエタン(容量
比6/4)の混合溶媒25ccに溶かし、30℃で測定
した。また、ガラス転移温度は、示差走査熱量計(DS
C)を用いて20℃/分の昇温速度で測定した。サンプ
ルは試料5mgをアルミニウム押え蓋型容器に入れ、ク
リンプして用いた。
Table 1 shows the reduced viscosity and glass transition temperature of each polyester resin. The reduced viscosity was measured at 30 ° C. by dissolving 0.10 g of the polyester resin in 25 cc of a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (volume ratio 6/4). Further, the glass transition temperature is measured by a differential scanning calorimeter (DS
The measurement was performed using C) at a temperature rising rate of 20 ° C./min. As a sample, 5 mg of the sample was placed in an aluminum pressing lid type container and crimped before use.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】実施例1 スルホン酸金属塩基含有ポリエステル(a)100部に
二酸化チタン顔料(石原産業製タイペークR930)6
0部を添加し、この混合物を120〜130℃に加熱し
て樹脂を溶解させ、約15〜30分間混練した。その
後、架橋剤としてブロックトイソシアネート(ダイセル
ヒュルス製IPDI B1530)を20部添加した
後、さらに同じ温度で約15〜30分間混練して樹脂と
架橋剤が均質に相溶した溶融溶液を得た。
Example 1 100 parts of polyester (a) containing a metal sulfonate group was added with titanium dioxide pigment (Taipek R930 manufactured by Ishihara Sangyo) 6
0 part was added, the mixture was heated to 120 to 130 ° C. to dissolve the resin, and kneaded for about 15 to 30 minutes. Thereafter, 20 parts of blocked isocyanate (IPDI B1530 manufactured by Daicel Hüls) was added as a cross-linking agent, and further kneaded at the same temperature for about 15 to 30 minutes to obtain a molten solution in which the resin and the cross-linking agent were homogeneously compatible. ..

【0038】この溶融溶液を室温に冷却した後、得られ
た混合物を溶剤に溶解しやすいように約500μmに粉
砕し、シクロヘキサノンに溶解し、固形分濃度50%の
溶剤型塗料(A)を作成した。塗料のポリエステル樹脂
濃度は28%であった。
After the molten solution was cooled to room temperature, the obtained mixture was pulverized to about 500 μm so as to be easily dissolved in a solvent and dissolved in cyclohexanone to prepare a solvent type coating material (A) having a solid content concentration of 50%. did. The polyester resin concentration of the paint was 28%.

【0039】溶融亜鉛メッキ鋼板(0.5mm厚、片面
当り付着量60g/m2 )に、リン酸亜鉛系下地処理を
施した基材の上に、上記塗料(A)をロールコートし
(乾燥膜厚15μm)、温度250℃で2分間の焼付け
により塗膜を硬化させ、塗装鋼板試料(ア)を得た。
A hot-dip galvanized steel sheet (0.5 mm thick, 60 g / m 2 per side) was coated with the above-mentioned coating material (A) by roll coating on a base material which had been subjected to a zinc phosphate-based undercoating treatment (drying). The coating film was cured by baking at a film thickness of 15 μm) at a temperature of 250 ° C. for 2 minutes to obtain a coated steel plate sample (a).

【0040】実施例2 実施例1と同様に、溶融亜鉛メッキ鋼板の上にリン酸亜
鉛系下地処理を施した後、市販の溶剤型エポキシ変性ポ
リエステル樹脂塗料(日本ペイント製フレキコート11
0)を使用して、乾燥膜厚8μmのプライマー皮膜を形
成させた後、塗料(A)を試験片(ア)と同様の条件で
塗装し、塗装鋼板試料(イ)を得た。
Example 2 As in Example 1, after subjecting a hot dip galvanized steel sheet to a zinc phosphate-based undercoating, a commercially available solvent-type epoxy-modified polyester resin coating (Flex Paint 11 manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) was used.
0) was used to form a primer film having a dry film thickness of 8 μm, and then the paint (A) was applied under the same conditions as the test piece (A) to obtain a coated steel plate sample (A).

【0041】実施例3 スルホン酸金属塩基含有ポリエステル(b)を用い、実
施例1と同様にして固形分濃度50%(ポリエステル樹
脂濃度は28%)の溶剤型塗料(B)を得た。次いで、
実施例1と同様に下地処理した溶融亜鉛メッキ鋼板上
に、試験片(ア)と同様の条件で塗料(B)を塗装し、
塗装鋼板試料(ウ)を得た。
Example 3 Using the metal sulfonate group-containing polyester (b), a solvent type coating material (B) having a solid content concentration of 50% (polyester resin concentration of 28%) was obtained in the same manner as in Example 1. Then
The paint (B) was applied under the same conditions as for the test piece (A) on the hot-dip galvanized steel sheet on which the surface treatment was performed in the same manner as in Example 1.
A coated steel plate sample (C) was obtained.

【0042】比較例1〜2 比較ポリエステル(c)〜(d)を用い、実施例1と同
様にして、それぞれ固形分濃度50%(ポリエステル樹
脂濃度は28%)の溶剤型塗料(C)〜(D)、および
塗装鋼板試料(エ)〜(オ)を得た。
Comparative Examples 1 to 2 Using the comparative polyesters (c) to (d), in the same manner as in Example 1, the solvent type coating material (C) having a solid content concentration of 50% (polyester resin concentration of 28%), respectively. (D) and coated steel sheet samples (D) to (E) were obtained.

【0043】比較例3 比較ポリエステル(e)を用い、実施例1と同様にして
固形分濃度50%の溶剤型塗料(E)を得た。次いで、
実施例2と同様にリン酸亜鉛系下地処理、次いで市販の
溶剤型エポキシ変性ポリエステル樹脂塗料のプライマー
皮膜を設けた溶融亜鉛メッキ鋼板上に、試験片(ア)と
同様の条件で塗料(E)を塗装し、塗装鋼板試料(カ)
を得た。
Comparative Example 3 Using the comparative polyester (e), a solvent type coating material (E) having a solid content concentration of 50% was obtained in the same manner as in Example 1. Then
A zinc phosphate-based base treatment was carried out in the same manner as in Example 2, and then a paint (E) was applied under the same conditions as the test piece (a) on a hot dip galvanized steel sheet provided with a primer film of a commercially available solvent-type epoxy-modified polyester resin paint. Painted steel sheet sample (F)
Got

【0044】得られた各塗料の安定性、および各塗装鋼
板の加工性、硬度について調べた。塗料安定性は塗料が
流動性を失うまでの時間を表示した。加工性は、同じ塗
装鋼板の試験片2枚の間に同じ厚み(0.5mm)の鋼
板をはさんで180度に折り曲げ、亀裂の生じない最少
の板ばさみ枚数にて評価した。鉛筆硬度はキズの付かな
い最高硬さを表示した。結果を表2に示す。
The stability of each of the obtained coating materials and the workability and hardness of each coated steel sheet were examined. The paint stability indicated the time until the paint lost its fluidity. The workability was evaluated by sandwiching a steel plate having the same thickness (0.5 mm) between two test pieces of the same coated steel plate, bending it by 180 degrees, and using the minimum number of plate scissors without cracks. The pencil hardness is the maximum hardness without scratches. The results are shown in Table 2.

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】表2より、難溶性ポリエステルにスルホン
酸金属塩基を導入した本発明のポリエステル系塗料は、
良好な塗料安定性を示し、この塗料を塗布して得られた
塗装金属板は、優れた加工性、硬度を有していた。これ
に対し、スルホン酸金属塩基を含有しない難溶性ポリエ
ステル系塗料は塗料安定性が悪く、一方易溶性ポリエス
テル樹脂を使用した溶剤型塗料では加工性が低かった
(実施例として溶融亜鉛メッキ鋼板を使用した場合につ
いて示した)。
From Table 2, the polyester-based paint of the present invention in which a metal sulfonate group is introduced into a poorly soluble polyester is
The paint showed good paint stability, and the coated metal plate obtained by applying this paint had excellent workability and hardness. On the other hand, the poorly soluble polyester-based paint containing no metal sulfonate group had poor paint stability, while the solvent-based paint using the easily-soluble polyester resin had low workability (hot-dip galvanized steel sheet was used as an example. The case is shown).

【0047】[0047]

【発明の効果】従来、難溶性ポリエステル樹脂を架橋剤
とともに加熱溶融することにより溶剤に可溶化させて溶
剤型塗料として使用する場合、塗料の安定性が悪く、塗
料調製から塗布するまでの時間が限られ、塗装する直前
に塗料を調製しなければならなかった。本発明によれ
ば、難溶性ポリエステル樹脂にスルホン酸金属塩基を導
入することにより、塗料の安定性が著しく向上し、塗装
作業に余裕ができ、塗料を多量に作成しておき、後日塗
装を行うことができるため、生産性が著しく向上する利
点を有する。
EFFECT OF THE INVENTION Conventionally, when a sparingly soluble polyester resin is melted by heating with a crosslinking agent to be solubilized in a solvent and used as a solvent type paint, the stability of the paint is poor, and the time from the preparation of the paint to the application of the paint is low. Limited, the paint had to be prepared just before painting. According to the present invention, by introducing a metal sulfonate group into a poorly soluble polyester resin, the stability of the paint is significantly improved, the coating work can be afforded, a large amount of the paint is prepared, and the paint is applied at a later date. Therefore, there is an advantage that the productivity is remarkably improved.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八内 昭博 大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金 属工業株式会社内 (72)発明者 塩田 俊明 大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金 属工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akihiro Yauchi 4-53-3 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. (72) Inventor Toshiaki Shiota 4-53-3 Kitahama, Chuo-ku, Osaka No. Sumitomo Metal Industries Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般有機溶剤に対して難溶性のポリエス
テル樹脂にスルホン酸金属塩基が導入された改質ポリエ
ステル樹脂を、架橋剤とともに加熱溶融して均一な混合
物とし、得られた混合物を有機溶剤に溶解させてなる塗
料。
1. A modified polyester resin in which a metal sulfonate base is introduced into a polyester resin which is poorly soluble in a general organic solvent is heated and melted together with a crosslinking agent to form a uniform mixture, and the obtained mixture is used as an organic solvent. Paint that is dissolved in.
【請求項2】 金属板の表面に、リン酸塩処理およびク
ロメート処理の少なくとも一方により形成された下地化
成皮膜と、請求項1記載の塗料から形成された硬化塗膜
とを有する塗装金属板。
2. A coated metal plate having a base chemical conversion film formed on at least one of a phosphate treatment and a chromate treatment on the surface of the metal plate, and a cured coating film formed from the paint according to claim 1.
【請求項3】 前記下地化成皮膜と硬化塗膜との間に、
防錆顔料を有するエポキシ系、ポリエステル系、もしく
はウレタン系のプライマーから形成された皮膜を有する
請求項2記載の塗装金属板。
3. Between the underlying chemical conversion coating and the cured coating,
The coated metal plate according to claim 2, which has a film formed from an epoxy-based, polyester-based, or urethane-based primer having an anticorrosive pigment.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012131223A (en) * 2010-12-01 2012-07-12 Nippon Steel Corp Chromate-free color coated metal plate
CN106634549A (en) * 2016-12-21 2017-05-10 柳州市昌泉贸易有限公司 Toughening coating and preparation method thereof

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