JPH06287509A - 塗料用樹脂組成物及び塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた加工性、耐汚染性、耐候性、硬度、耐
衝撃性を有する塗膜を形成し得る塗料用ポリエステル樹
脂及びこれから調整される塗料を得る。 【構成】 ポリエステル樹脂の全固形分に対し５〜５０
重量％のアミノ樹脂を含む塗料用樹脂組成物であって、
数平均分子量２０００〜２００００、水酸基価３０〜１
５０であるポリエステル樹脂を得るために用いる多価ア
ルコール成分の５〜４０重量％が、１，３−プロパンジ
オールである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、屋外建材用或いは金属
製器物または、金属鋼板の塗装に用いるポリエステル系
樹脂組成物およびこの組成物を用いた塗料に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来金属器物や屋外用金属建材などは、
特に加工性、耐候性等が要求されている。用途によって
塗装は加工後施される物と、予め塗装してからその塗装
鋼板を後加工する二通りがある。近年、作業効率を高め
るために後者の比重が高まっている。現在までに開発さ
れ又、開示されている塗料で、加工性、耐汚染性、耐候
性などの性能をバランス良く有する塗料は未だなく、加
工性を良くすれば、耐汚染性、硬度が低下し耐汚染、硬
度などを良くすれば加工性が悪くなるという状態にあ
り、その改良が進められつつある状況である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような状況の中
で、塗装鋼板を後加工して金属器物や、屋外建材を製造
しようとする流れは、一段と高まってきている。また塗
り替えなどは塗装コストなどとの関係で、出来るだけ避
ける方向になってきている。これは言い換えればメイン
テナンスフリー塗料或いは、再塗装迄の間隔を極力広げ
た塗料を求める要求が、益々強くなることを示してお
り、そのような性能を有する鋼板用塗料の開発が強く望
まれている。

【０００４】従って本発明の目的は、上記課題を解決す
るために、かかる要求性能を満足するような塗料用樹脂
組成物を提供することにあり、具体的には加工性、硬
度、耐汚染性、耐候性などにおいてバランスのとれた塗
料用ポリエステル系樹脂組成物およびこの樹脂組成物を
用いた塗料を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決を樹脂の
組成面から図るため数々の一価及び多価カルボン酸と、
多価アルコールとの組合せについて鋭意研究を行ったと
ころ、１，３−プロパンジオールを多官能アルコール成
分の一つとして用いることにより加工性、耐汚染性、耐
候性、硬度、耐衝撃性などでバランスの取れた性能を持
つ塗料用樹脂が得られることが分かった。

【０００６】元来、屋根用や器物用の塗装鋼板にまず第
一に要求される性能は加工性である。ついで屋外用途で
は耐候性、屋内用途では耐汚染性が重視され、その他の
性能として、光沢、硬度などが求められる。この様な用
途に用いられる塗料用樹脂には種々の特徴を有するもの
が利用されているが、中でもアクリル樹脂、ポリエステ
ル樹脂等とアミノ樹脂系硬化剤との組み合わせが最も汎
用的に用いられている。

【０００７】アクリル樹脂系の場合、十分な加工性を持
たせるためには塗膜をやわらかくする必要がある。その
結果硬度の不足をきたし易い。逆に硬度を満足させると
塗膜が硬くなり過ぎ必要とされる加工性が得られなくな
る。この事はポリエステル樹脂系の場合にも言える。現
在までのところ芳香族系、脂環族系ならびに脂肪族系の
一塩基酸、多塩基酸、多価アルコールとを種々組合せる
ことにより加工性と硬度のバランスを取るように検討さ
れているが、良好なバランスを持つものは未だ得られて
いない。

【０００８】このような現状において本発明者等は鋭意
研究の結果、多価アルコール成分の一つに１，３−プロ
パンジオールを併用すれば加工性と耐汚染性、耐候性、
硬度との間にバランスの取れた性能を持つ塗料用樹脂組
成物が得られることを見いだし、本発明を達成するに至
った。

【０００９】即ち、本発明の塗料用ポリエステル系樹脂
組成物は、ポリエステル樹脂の全固形分に対し５〜５０
重量％のアミノ樹脂を含む塗料用樹脂組成物において、
数平均分子量２０００〜２００００、水酸基価３０〜１
５０であるポリエステル樹脂を得るために用いる多価ア
ルコール成分の５〜４０重量％が、１，３−プロパンジ
オールであることを特徴とする。

【００１０】本発明におけるポリエステル樹脂／アミノ
樹脂からなる塗料用バインダーのポリエステル樹脂と
は、オイルフリーポリエステル樹脂はもとよりオイルレ
スポリエステル樹脂（脂肪酸含有率２０％以下のポリエ
ステル樹脂）をも含むものでありその水酸基価は、３０
〜１５０、望ましくは４０〜１２０である。水酸基価３
０未満では塗膜が硬化不足となり、又、１５０を越すと
アミノ樹脂との相溶性や塗膜の耐水性などの低下を招
く。

【００１１】本発明におけるポリエステル樹脂の構成成
分の中で使用される多価カルボン酸及び一価のカルボン
酸、脂肪酸としては例えば、オルソフタル酸及びその無
水物、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸及
びその無水物、アジピン酸、琥珀酸及びその無水物、ア
ゼライン酸、セバシン酸、１，４−シクロヘキサンジカ
ルボン酸、テトラヒドロフタル酸及びその無水物、ヘキ
サヒドロフタル酸及びその無水物、安息香酸、パラター
シャリーブチル安息香酸、ノナン酸、ステアリン酸、椰
子脂肪酸、脱水ひまし脂肪酸、大豆脂肪酸、ハイジエン
（綜研化学社製品）などの合成脂肪酸等があげられる。
これらは一種もしくは二種以上の形で用いても良い。一
方、該ポリエステル樹脂の構成成分である多価アルコー
ル成分としては１，３−プロパンジオール以外格別限定
するものはなく、通常使用されているものが使用でき
る。代表例としてエチレングリコール、ジエチレングリ
コール、１，２−プロピレングリコール、ジプロピレン
グリコール、ネオペンチルグリコール、２−メチル−
１，３−プロパンジオール、２−エチル−１，３−プロ
パンジオール、２−エチル−２−ブチルプロパンジオー
ル、２−ブチル−１，３−プロパンジオール、１，２−
ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブ
タンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオー
ル、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオ
ール、２，５−ヘキサンジオール、エステルジオール２
０４（ユニオンカーバイド社製，商品名）、１，４−シ
クロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールＡ、
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、ジペンタエリスリトー
ル、等があり、これらは一種もしくは二種以上の混合物
としても使用出来る。該ポリエステル樹脂は公知の製造
技術によって製造される。即ち、例えば上記記載の酸成
分とアルコール成分とを少なくとも各一対重縮合させる
ことによって製造され得る。その際分子末端封鎖剤とし
て上記の一官能カルボン酸やカージュラＥ−１０（シェ
ル化学（株）製，商品名）、等が分子量調整剤として使
用可能である。また重縮合反応に際し、エステル化触媒
例えば、パラトルエンスルホン酸、ジブチル錫オキサイ
ド、テトライソプロピルチタネート等を使用しても差し
支えない。上記酸成分とアルコール成分の仕込み割合は
得られるポリエステル樹脂の水酸基価が３０〜１５０の
内に入るように調節される。

【００１２】本発明によるポリエステル樹脂を硬化させ
るのに用いられるアミノ樹脂としては、メラミン樹脂、
ベンゾグアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、スピロ
グアナミン樹脂、等があげられる。最も好ましいのは耐
候性の点からメラミン樹脂である。これらの樹脂を用い
て架橋させる場合には硬化促進剤として、例えばパラト
ルエンスルホン酸のような芳香族スルホン酸や既知の有
機酸があげられ、一種もしくは二種以上の形で使用され
る。本発明において架橋剤として使用されるアミノ樹脂
とポリエステル樹脂との比率は、アミノ樹脂が全固形分
に対して５〜５０重量％、好ましくは１０〜３０重量％
が良い。５重量％未満では硬化が不十分で硬度が低く、
又、５０重量％を越えると硬度が高くなり加工性が悪く
なる。

【００１３】本発明のポリエステル系樹脂組成物を塗料
に用いる場合、必要に応じて、既知の着色顔料、体質顔
料や塗装作業性、塗膜の仕上がり性等に有効な流動助
剤、表面調整剤などの各種添加剤が使われる。又、付着
性を良くしたりする目的でエポキシ樹脂など他の塗膜形
成樹脂を加えることも可能である。このようにして得ら
れた本発明の組成物を塗装する方法としてははけ塗り、
浸せき塗装、スプレー塗装、及びロールコートなど周知
の各種塗装方法が用いられる。硬化温度条件は組成物中
の架橋性官能基の含有量、膜厚、硬化促進剤の有無など
により異なるが、通常１００〜２００℃の温度範囲内の
適当な温度で、５〜４０分間加熱乾燥する方法或いは２
００〜２６０℃の温度範囲の適当な温度で、数十秒から
数分間乾燥することにより硬化塗膜とすることが出来
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例により説
明する。なお、例中の部又は％は、重量部又は重量％を
表す。 実施例１ 攪拌器、温度計、冷却管（パーシャルコンデンサー、ト
ータルコンデンサー）及び窒素ガス導入管を備えた反応
容器に、イソフタル酸７１０．５ｇ、１，３−プロパン
ジオール９７．６ｇ、ネオペンチルグリコール３１１．
６ｇ、トリメチロールプロパン３４．４ｇ、ジブチル錫
オキサイド０．１ｇを仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌
を行いながら加熱し、縮合水を除きながら２３０℃まで
昇温し、酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇになるまで反応させ
た後、ショートアーム（水分離器付きの枝管）に切り替
え、キシレンを２０ｇ添加し共沸脱水反応を行い、酸価
５以下になるまで反応させた。これを、１５０℃以下に
冷却しキシレン４８０ｇ、プロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート５００ｇで希釈し、ＧＰＣ法に
よる数平均分子量５６００、重量平均分子量３７７０
０、固形分酸価４．３、固形分水酸基価３７である樹脂
ＯＦ−１を得た。

【００１５】実施例２，３，４ 実施例１の１，３−プロパンジオールとネオペンチルグ
リコールの比率を種々変え、実施例１と同様の方法で合
成した結果を表１に示す。

【００１６】実施例５，６ グリコール成分として１，３−プロパンジオールを、３
５〜３７重量部用いて実施例１と同様の方法で、合成し
た結果を表１に示す。

【００１７】実施例７ 実施例１のイソフタル酸の一部をアジピン酸に置き換
え、実施例１と同様の方法で合成した結果を表１に示
す。

【００１８】実施例８ 実施例１，２に類似の組成系で、イソフタル酸の一部を
１，４−シクロヘキサンジカルボン酸に置き換え実施例
１と同様の方法で合成した結果を表１に示す。

【００１９】実施例９ 実施例７に類似の組成系で、ネオペンチルグリコールの
一部を２−メチル−１，３−プロパンジオールに置き換
え実施例１と同様の方法で合成した結果を表１に示す。

【００２０】実施例１０ グリコール成分として、１，３−プロパンジオールを１
３．７重量部用いたやし油系オイルレスポリエステル樹
脂を実施例１と同様の方法で合成した結果を表１に示
す。

【００２１】比較例１ 実施例２において１，３−プロパンジオールの代わりに
エチレングリコールを用いて、実施例１と同様の方法で
合成した結果を表１に示す。

【００２２】比較例２ 実施例２において１，３−プロパンジオールの代わりに
１，６−ヘキサンジオールを用いて実施例１と同様の方
法で合成した結果を表１に示す。

【００２３】比較例３ 実施例２において１，３−プロパンジオールの代わりに
１，２−プロパンジオールを用いて、実施例１と同様の
方法で合成した結果を表１に示す。

【００２４】比較例４ 加工性、耐汚染性に優れた実施例７において１，３−プ
ロパンジオールの代わりにエチレングリコールを用いて
実施例１と同様の方法で合成した結果を表１に示す。

【００２５】比較例５ 加工性、耐汚染性に優れた実施例７において１，３−プ
ロパンジオールの代わりに１，６−ヘキサンジオールを
用いて実施例１と同様の方法で合成した結果を表１に示
す。

【００２６】比較例６ 加工性、耐候性に優れた実施例８において１，３−プロ
パンジオールの代わりにエチレングリコールを用いて実
施例１と同様の方法で合成した結果を表１に示す。

【００２７】比較例７ 加工性、耐候性に優れた実施例８において１，３−プロ
パンジオールの代わりにエチレングリコールを用いて実
施例１と同様の方法で合成した結果を表１に示す。

【００２８】比較例８ 加工性、耐候性に優れた実施例８において１，３−プロ
パンジオールの代わりにエチレングリコールを用いて実
施例１と同様の方法で合成した結果を表１に示す。

【００２９】実施例１１ 塗料配合 上記実施例１〜７、比較例１〜５の樹脂を次の塗料化配
合に従い塗料化した。

【数１】 （Ａ）樹脂（不揮発分５０％） １５３ｇ （Ｂ）酸化チタン *１ ９０ｇ （Ｃ）混合溶剤 *２ ３０ｇ ─────────────────────────── 計 ２７３ｇ

【００３０】前述配合原料（Ａ）〜（Ｃ）を４５０ｍｌ
マヨネーズ瓶に計量し、アルミナビーズ（直径５ｍｍ）
２００ｇを加え、ペイントコンディショナーで１〜２時
間振とうし、粒ゲージ *３ で粒径が１０ミクロン以下
であることを確認し、２００メッシュのステンレス金網
でろ過した。以下、ミルベースと呼ぶ。

【数２】 （Ｄ）ミルベース ２００．０ ｇ （Ｅ）メラミン樹脂（サイメル３０３） *４ ９．９ ｇ （Ｆ）触媒（Ｎａｃｕｒｅ３５２５） *５ ０．７ ｇ （Ｇ）レベリング剤（フロラードＦＣ−４３０） *６ ０．０７ｇ （Ｈ）混合溶剤 *２ ２９．９ ｇ ──────────────────────────────── 計 ２４０．５７ｇ （Ｄ）〜（Ｈ）を混合し白エナメルを得た。配合比率は
下記の通り。 酸化チタン／バインダー＝１．００（固形分比） メラミン／バインダー＝０．１５（固形分比） 触媒／バインダー＝０．０１ 不揮発分 ５５％ *１ 石原産業（株）製、 *２ キシレン／プロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート５０／５０、 *３ ＪＩＳ Ｋ５４００−１９９２ 分散度測定法
（分布図法）、 *４ 三井サイアナミド（株）製、 *５ 楠本化成（株）製、 *６ 住友３Ｍ（株）製。

【００３１】塗装条件 基材 ＪＩＳ Ｇ３１４１ ＳＰＣＣ−ＳＢ Ｂｔ
＃１４４ ０．５×７０×１５０ｍｍ 塗装 ワイヤーロッド（乾燥膜厚が２０〜２５ミク
ロンになる様ワイヤーロッドの番手調整） 焼付け 熱風循環乾燥器（自動排出型） ２３０℃
（メタルピーク温度）×７５秒、セッティング無し

【００３２】塗膜性能試験（ＪＩＳ Ｋ５４００−１９
９０に準ずる方法で試験した。） 光沢 光沢計による６０度鏡面反射。 密着性 カッターで１ｍｍ間隔の基盤目を１００個
作り、粘着テープによる剥離試験後の塗膜の残っている
割合で表示。 鉛筆硬度 三菱ユニ（引掻き値試験用）を用い、塗膜
に傷が認められる直前の硬度 Ｔ−ベンド 塗装試験板に同一厚みの試験板を挟んで折
り曲げ、屈曲部分に粘着テープを貼り剥離試験し、塗板
の屈曲部の状態で判定し剥離面に異常の無いときの挟ん
だ試験板の枚数で表示。 エリクセン エリクセン試験機による。０．１ｍｍ／ｓ
ｅｃの速度で押し出し、割れ、剥離を認めた直前の押し
出し距離。 耐衝撃性 デュポン式衝撃試験機による。１／２イン
チ マンドレル使用。 耐汚染性 市販のマジックインキ（赤、黒）を塗板に
塗り、２４時間放置後、エタノールで拭き取り、塗膜の
インキ跡の有無で判定。 評価 （良い）○＞△＞×（劣） 耐候性 サンシャインウエザーメーターで所定時間
暴露した後、光沢値を測定し、初期光沢値との比をとり
光沢保持率として表示。 試験結果を表２に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】前記比較試験結果表より明らかな如く、
多価アルコール成分の一つとして、１，３−プロパンジ
オールを用いた実施例の樹脂組成物を用いた塗料から得
られた塗膜は、加工性、耐汚染性、耐候性、硬度、耐衝
撃性等に非常に優れた性能を示した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステル樹脂の全固形分に対し５〜
   ５０重量％のアミノ樹脂を含む塗料用樹脂組成物におい
   て、数平均分子量２０００〜２００００、水酸基価３０
   〜１５０であるポリエステル樹脂を得るために用いる多
   価アルコール成分の５〜４０重量％が、１，３−プロパ
   ンジオールであることを特徴とする塗料用ポリエステル
   系樹脂組成物。
2. 【請求項２】 請求項１の塗料用ポリエステル系樹脂組
   成物を用いて得られた塗料。