JPH06264006A - 粉体塗料用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 とりわけ、貯蔵安定性も良好であるし、平滑
性ならびに鮮映性などのよな仕上がり外観にも優れ、加
えて、耐候性にも優れるという、極めて実用性の高い粉
体塗料用樹脂組成物を提供するにある。 【構成】 特定範囲の酸価を有するポリエステル樹脂
と、特定のモノエポキシ化合物とを反応せしめて得られ
る、水酸基含有ポリエステル樹脂なる特定の変性ポリエ
ステル樹脂と、ブロック・イソシアネート化合物とを、
必須の塗膜形成成分として含有することから成る、粉体
塗料用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規にして有用なる粉
体塗料用樹脂組成物に関する。さらに詳細には、本発明
は、特定の水酸基含有ポリエステル樹脂と、ブロック・
イソシアネート化合物とを含有することから成る、とり
わけ、貯蔵安定性も良好であるし、平滑性ならびに鮮映
性などのよな仕上がり外観にも優れ、加えて、耐候性に
も優れるという、極めて実用性の高い粉体塗料用樹脂組
成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、塗料分野においては、低公害化が
進められて来ているけれども、そうした中にあって、粉
体塗料もまた、工業用塗料分野で以て重要なる地位を占
めつつある、と言える。

【０００３】しかしながら、従来型塗料の最たるものと
しての溶剤型熱硬化性塗料に比して、当該粉体塗料は、
塗膜の平滑性ならびに鮮映性などに劣るものであるし、
加えて、耐候性にも劣るという問題を抱えている。

【０００４】熱硬化性粉体塗料にあって、平滑性を改良
するためには、硬化初期の溶融粘度を低下させてやる肝
要であり、そのためには、硬化初期における硬化速度
を、出来るだけ低くする必要がある。

【０００５】その点で、従来型の技術に従う限りは、硬
化速度を小さくしようとすると、どうしても、塗膜の可
撓性が低下する処となるし、一方、硬化速度を大きくし
ようとすると、塗膜の平滑性が低下するという問題があ
った。

【０００６】その際に、硬化速度を小さくする方法とし
ては、樹脂の分子量を上げ、水酸基濃度を下げるという
ことが挙げられるが、それがために、塗料の溶融粘度が
上昇し、良好なる塗膜の平滑性が得られ難くなる。

【０００７】また、低反応性の水酸基の導入は、平滑性
の向上化にとっては有効でこそあるものの、通常の反応
方法に従う限りは、ポリエステル樹脂合成時における反
応速度が低下するということになるし、極端に、塗膜の
可撓性が低下するという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、本発明者ら
は、こうした従来技術における諸々の欠点ないしは問題
点の存在に鑑みて、鋭意、研究を開始した。

【０００９】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、一にかかって、とりわけ、貯蔵安定性も良好であ
るし、平滑性ならびに鮮映性などのよな仕上がり外観に
も優れ、加えて、耐候性にも優れるという、極めて実用
性の高い粉体塗料用樹脂組成物を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述した発明が解決しようとする課題に照準を当てて、
鋭意、検討を重ねた結果、特定の酸基含有ポリエステル
樹脂と、特定のモノエポキシ化合物とを反応せしめて得
られる水酸基含有ポリエステル樹脂を必須のベース樹脂
成分とする一方で、硬化剤成分としてブロック・イソシ
アネート化合物という特定の物質を用いて得られる樹脂
組成物が、貯蔵安定性も良好であるし、平滑性ならびに
鮮映性などのよな仕上がり外観にも優れ、加えて、耐候
性にも優れるという、極めて実用性の高い粉体塗料を与
え得るものであることを見い出すに及んで、ここに、本
発明を完成させるに到った。

【００１１】すなわち、本発明は、基本的には、酸価が
５〜５０なるポリエステル樹脂（ａ−１）という特定の
酸基含有ポリエステル樹脂と、一般式

【００１２】

【化２】

【００１３】〔ただし、式中のＲ₁ 、Ｒ₂ またはＲ₃
は、それぞれ、同一であっても異なっていてもよい、水
素原子または炭素数が１〜１０なるアルキル基を表わす
ものとする。〕で示されるモノエポキシ化合物（ａ−
２）という特定の化合物とを反応せしめて得られる水酸
基含有ポリエステル樹脂（Ｉ）を必須のベース樹脂成分
とし、ブロック・イソシアネート化合物（ＩＩ）という
特定の硬化剤成分とを含有することから成る、粉体塗料
用樹脂組成物を提供しようとするものであるし、

【００１４】具体的には、酸価が５〜５０なるポリエス
テル樹脂（ａ−１）と、前掲の一般式〔Ｉ〕で以て示さ
れるモノエポキシ化合物（ａ−２）とを、前者樹脂（ａ
−１）中の酸基／後者化合物（ａ−２）中のエポキシ基
なる当量比が１／１〜１／０．１となるように反応せし
めて得られる、水酸基価が１０〜８０で、数平均分子量
が３，０００〜１０，０００であって、かつ、軟化点が
８０〜１３０℃なる特定の水酸基含有ポリエステル樹脂
（Ｉ）という、いわゆる変性ポリエステル樹脂と、ブロ
ック・イソシアネート化合物（ＩＩ）とを含有すること
から成る、粉体塗料用樹脂組成物を提供しようとするも
のである。

【００１５】ここにおいて、上記したポリエステル樹脂
（ａ−１）、つまり、本発明の粉体塗料用樹脂組成物の
一構成成分たる水酸基含有ポリエステル樹脂（Ｉ）を調
製する際に用いられる、酸基含有ポリエステル樹脂（ａ
−１）は、常法に従って、カルボン酸成分と、グリコー
ル成分とから得られるものであるが、そのうちのカルボ
ン酸成分としては、テレフタル酸やイソフタル酸などの
ような種々の芳香族ジカルボン酸が主体であり、就中、
テレフタル酸の使用が望ましい。

【００１６】その他のカルボン酸類として特に代表的な
もののみを例示するにとどめれば、こはく酸、アジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、テトラヒドロフタル酸
またはヘキサヒドロフタル酸の如き、各種の脂肪族ない
しは脂環式ジカルボン酸類などであり、場合によって
は、トリメリット酸やピロメリット酸などのような種々
の、３価以上のポリカルボン酸類を、少量ながら、含ん
でいてもよい。

【００１７】他方のグリコール成分として特に代表的な
もののみを例示するにとどめれば、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、
１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、
１，４−シクロヘキサンジオールまたはビスフェノール
Ａのアルキレンオキサイド付加物などであるが、就中、
エチレングリコールまたはネオペンチルグリコールが主
体となるように用いることが望ましい。

【００１８】場合によっては、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またはペンタエリ
スリトールなどのような種々の、３価以上のポリオール
類の使用もまた、許容され得る。

【００１９】このようにして得られる、当該ポリエステ
ル樹脂（ａ−１）の酸価としては、通常、５〜５０なる
範囲内が、好ましくは、１０〜３０なる範囲内が適切で
あって、５０を超える場合には、どうしても、モノエポ
キシ化合物（ａ−２）伸し用を多く必要とするし、加え
て、得られる塗料の貯蔵安定性ならびに塗膜の可撓性を
低下させる結果となるし、一方、５未満の場合には、ど
うしても、変性による効果が小さく、ひいては、平滑性
ならびに耐候性などが低下し易くなるので、いずれの場
合も好ましくない。

【００２０】また、当該ポリエスエル樹脂（ａ−１）の
水酸基価としては、３０以下が、好ましくは、１５以下
が適切であって、３０を超える場合には、どうしても、
反応性が高くなるので、好ましくない。

【００２１】さらに、当該ポリエステル樹脂（ａ−１）
の調製に際して、上掲したようなカルボン酸成分および
アルコール成分の全量を一度に（一括仕込の上で）混合
せしめてもよく、反応の進行に伴って、分割して添加せ
しめてもよいことは、勿論である。

【００２２】次いで、当該ポリエステル樹脂（ａ−１）
に反応させるべき、前記したモノエポキシ化合物（ａ−
２）としては、前掲した一般式〔Ｉ〕で以て示されるも
のであって、特に代表的なもののみを例示するにとどめ
れば、「カージュラ Ｅ」もしくは「カージュラ Ｅ１
０」（以上、オランダ国シェル社製品）または「ネオト
ート Ｓ」［東都化成（株）製品］などであるが、就
中、「カージュラ Ｅ」または「カージュラ Ｅ１０」
の使用が望ましい。

【００２３】ポリエステル樹脂（ａ−１）と、此のモノ
エポキシ化合物（ａ−２）とを、１７０〜２２０℃なる
温度で以て、０．５〜２時間のあいだ反応せしめ、ポリ
エステル樹脂（ａ−１）中の酸基に対して、モノエポキ
シ化合物（ａ−２）中のエポキシ基を付加せしめること
によって、目的とする水酸基含有ポリエステル樹脂
（Ｉ）が得られる。

【００２４】この際に、ポリエステル樹脂（ａ−１）中
の酸基に対する、モノエポキシ化合物（ａ−２）中のエ
ポキシ基の当量比が、１．０〜０．１となるように、好
ましくは、０．８〜０．３となるようにして、かかる付
加反応が行われるのがよい。

【００２５】この当量比が１．０を超える場合には、ど
うしても、遊離のモノエポキシ化合物が残存するように
なり、ひいては、貯蔵安定性を低下せしめる処となるの
で、好ましくない。

【００２６】このようにして得られる変性ポリエステル
樹脂、つまり、水酸基含有ポリエステル樹脂（Ｉ）とし
ては、水酸基価が１０〜８０なる範囲内が、好ましく
は、１５〜５０なる範囲内が適切であるし、また、当該
ポリエステル樹脂（Ｉ）の軟化点としては、８０〜１３
０℃なる範囲内が適切である。

【００２７】この軟化点が８０℃に達しないような場合
には、どうしても、粉体塗料の貯蔵時における耐ブロッ
キング性を著しく低下させる処となるし、一方、１３０
℃を超える場合には、どうしても、平滑なる塗面を与え
るような粉体塗料を得ることが難しくなるので、いずれ
の場合も好ましくない。

【００２８】当該ポリエステル樹脂（Ｉ）は、ブロック
・イソシアネート化合物（ＩＩ）と共に配合されて、本
発明の目的物たる粉体塗料用樹脂組成物とされるが、本
発明において用いられる此のブロック・イソシアネート
化合物（ＩＩ）として特に代表的なもののみを例示する
にとどめれば、イソホロン・ジイソシアネート（ＩＰＤ
Ｉ）のトリマーのε−カプロラクタム・ブロック化物、
ＩＰＤＩのグリコール・アダクトのε−カプロラクタム
・ブロック化物またはウレトジオン・タイプのブロック
化物などである。

【００２９】本発明の粉体塗料用樹脂組成物には、錫系
化合物などのような公知慣用の種々の促進剤類（硬化触
媒類）を添加せしめることも出来るし、さらには、本発
明の目的ないしは用途に応じて、酸価チタンなどのよう
な種々の顔料類のほか、ベンゾイン系や、アクリル酸エ
ステル系ポリマーなどのような種々の添加剤類を添加す
ることも出来る。

【００３０】塗料化には、公知慣用の如何なる方法が用
いられてもよいが、溶融押し出し機による溶融混合化
と、粉砕化と、分級化とを行って、粉体塗料と為すのが
望ましいことである。

【００３１】

【実施例】次に、本発明を参考例、実施例および比較例
により、一層、具体的に説明することにする。以下にお
いて、部および％は特に断りの無い限り、すべて重量基
準であるものとする。

【００３２】なお、ポリエステル樹脂およびモノエポキ
シ化合物の特性値の測定や、塗料の貯蔵安定性の観測
や、塗膜の諸性能などを評価するに際しては、次のよう
な要領で以て行った。

【００３３】（１） 分子量 分子量測定装置〔ガス・パーミエーション・クロマトグ
ラフィー（ＧＰＣ）〕により測定した。

【００３４】（２） 軟化点 環球法に従って測定した。 （３） 酸価 ＪＩＳ Ｋ−８４００に準拠し、溶媒として、ベンジル
アルコールを用いて測定した。

【００３５】（４） 水酸基価 ＡＳＴＭ Ｄ１６３８１に準拠して測定した。 （５） エポキシ価 塩酸−ピリジン法に従って測定した。

【００３６】（６） 光沢 ６０度鏡面反射率（％）を測定した。 （７） 平滑性 目視による判定によった。

【００３７】（８） 鮮映性 目視による判定によった。

【００３８】（９） 耐衝撃性 いわゆるデュポン衝撃値のことであって、ＪＩＳ Ｋ−
５４００に準拠し、１／２インチ・ノッチ付き、５００
ｇ荷重下での落下距離（ｃｍ）で以て表示した。

【００３９】（１０） エリクセン値 ＪＩＳ Ｋ−２２４７に準拠して測定した。

【００４０】（１１） 貯蔵安定性 粉体塗料を、３５℃なる恒温室中に、１カ月のあいだ保
存して、塗装した際の作業性（いわゆる塗装作業性）の
状態と、得られた塗膜平滑性が、初期のもの比して、変
化しているか否か、どの程度にまで変化しているかを、
目視により判定した。

【００４１】（１２） 促進耐候性 供試用の塗膜を、サンシャイン・ウェザオメーターにか
けて、４００時間の曝露後の光沢保持率（％）を測定し
た。

【００４２】参考例 １（水酸基含有ポリエステル樹脂
の調製例） テレフタル酸の７７９．２部、エチレングリコールの１
４３．３部、ネオペンチルグリコールの２４０．９部、
トリメチロールプロパンの２．３部およびジｎ−ブチル
錫オキサイドの０．５部よりなる混合物を、３ｋｇ／ｃ
ｍ² なる窒素加圧下に、２００〜２４０℃で以て加熱溶
融せしめ、エステル化反応によって生じる水を留去しな
がら、約１５時間のあいだ反応を続行せしめて終了させ
た。

【００４３】次いで、かくして得られたポリエステル樹
脂（ａ−１−１）の水酸基価は５であり、かつ、酸価は
１０であった。さらに、此処へ、「カージュラ Ｅ１
０」の３０部を、２００℃で以て添加し、窒素雰囲気下
に、約２時間のあいだ保持して反応を続行せしめて、目
的とする水酸基含有ポリエステル樹脂たる変性樹脂を得
た。以下、これをポリエステル樹脂（Ｉ−１）と略記す
る。

【００４４】此の水酸基含有ポリエステル樹脂（Ｉ−１
−１）の水酸基価は１０で、酸価は５で、数平均分子量
は７，５００であって、かつ、軟化点は１１５℃であっ
た。

【００４５】参考例 ２〜６（同上） 第１表に示される通りの諸原料を用いるように変更した
以外は、参考例１と同様にして、各種の水酸基含有ポリ
エステル樹脂たる変性樹脂を得た。以下、これらを順
次、ポリエステル樹脂（Ｉ−１−２）、（Ｉ−１−
３）、（Ｉ−１−４）、（Ｉ−１−５）および（Ｉ−１
−６）と略記する。これらの各ポリエステル樹脂の特性
値は、まとめて、第２表に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】

【表３】

【００４９】実施例 １〜４ ポリエステル樹脂（Ｉ−１−１）の１，０００部と、
「ＩＰＤＩ−アダクト（ａｄｄｕｃｔ） Ｂ−１５３
０」［ドイツ国ヒュルス（Ｈｕｌｓ）社製のブロック・
イソシアネート化合物］の５０部と、ルチル型酸化チタ
ンの４５０部と、「モダフロー」（アメリカ国モンサン
ト社製の流動調整剤）の５部と、ベンゾインの５部と、
ジｎ−ブチル錫ジラウレートの２部とを、ヘンシェル・
ミキサーで以て粉砕混合せしめた。その際の塗料配合の
組成割合（配合比率）は、第３表に示す通りである。

【００５０】次いで、スイス国ブス（Ｂｕｓｓ）社製の
１軸混練機を使用して、１００〜１１０℃なる温度で以
て溶融混合せしめ、冷却後において、微粉砕機を使用し
て粉砕せしめたのち、２００メッシュの篩を通過せしめ
てから、静電塗装機を用いて、燐酸亜鉛処理が施され
た、厚さが０．８ｍｍなる鋼板上に、膜厚が５０〜６０
μｍとなるように、塗装せしめた。

【００５１】しかるのち、１９０℃で以て２０分間の焼
き付けを行った。かくして得られた、それぞれの塗料お
よび塗膜についての諸性能を、まとめて、第４表に示
す。

【００５２】

【表４】

【００５３】《第３表の脚注》表中の各数値は、いずれ
も、重量基準であって、ポリエステル樹脂とブロック・
イソシアネート化合物とは、百分率で以て表示し、その
他の諸成分は、前者樹脂と後者化合物との合計量（１０
０重量部）に対する重量部で以て表示している。

【００５４】「クレラン ＵＩ」………ドイツ国バイエ
ル社製のブロック・イソシアネート化合物

【００５５】

【表５】

【００５６】比較例 １および２ 第４表に示すように変更した以外は、実施例１〜４と同
様にして、対照用の粉体塗料用樹脂組成物および塗膜を
得た。

【００５７】それぞれの塗料および塗膜にについての諸
性能を、まとめて、第４表に示す。

【００５８】

【表６】

【００５９】

【表７】

【００６０】以上のように、本発明の粉体塗料用樹脂組
成物は、とりわけ、貯蔵安定性も良好であるし、平滑性
ならびに鮮映性などのよな仕上がり外観にも優れ、加え
て、耐候性にも優れるという、極めて実用性の高いもの
である、と言い得よう。

【００６１】

【発明の効果】このように、本発明の粉体塗料用樹脂組
成物は、とりわけ、貯蔵安定性も良好であるし、平滑性
ならびに鮮映性などのよな仕上がり外観にも優れ、加え
て、耐候性にも優れるという、極めて実用性の高いもの
である、と言い得よう。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸価が５〜５０なるポリエステル樹脂
   （ａ−１）と、一般式 【化１】 〔ただし、式中のＲ₁ 、Ｒ₂ またはＲ₃ は、それぞれ、
   同一であっても異なっていてもよい、水素原子または炭
   素数が１〜１０なるアルキル基を表わすものとする。〕
   で示されるモノエポキシ化合物（ａ−２）とを反応せし
   めて得られる水酸基含有ポリエステル樹脂（Ｉ）と、ブ
   ロック・イソシアネート化合物（ＩＩ）とを含有するこ
   とを特徴とする、粉体塗料用樹脂組成物。
2. 【請求項２】 前記した水酸基含有ポリエステル樹脂
   （Ｉ）が、前記ポリエステル樹脂（ａ−１）と、前記モ
   ノエポキシ化合物（ａ−２）とを、前者樹脂中の酸基／
   後者化合物中のエポキシ基なる当量比で以て、１／１〜
   １／０．１なる割合となるように反応せしめて得られる
   ものである、請求項１に記載の粉体塗料用樹脂組成物。
3. 【請求項３】 前記した水酸基含有ポリエステル樹脂
   （Ｉ）が、１０〜８０なる範囲内の水酸基価を有するも
   のである、請求項１に記載の粉体塗料用樹脂組成物。
4. 【請求項４】 前記した水酸基含有ポリエステル樹脂
   （Ｉ）が、１０〜８０なる範囲内の水酸基価を、そし
   て、３，０００〜１０，０００なる範囲内の数平均分子
   量を有するものである、請求項１に記載の粉体塗料用樹
   脂組成物。
5. 【請求項５】 前記した水酸基含有ポリエステル樹脂
   （Ｉ）が、１０〜８０なる範囲内の水酸基価を、３，０
   ００〜１０，０００なる範囲内の数平均分子量を、そし
   て、８０〜１３０℃なる範囲内の軟化点を有するもので
   ある、請求項１に記載の粉体塗料用樹脂組成物。