JPH0699659B2 - 塗装鋼板用塗料組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は優れた加工性と硬度を有する塗装鋼板用塗料組
成物に関するものである。

（従来の技術） 従来用いられている塗料としてはアルキッド樹脂、アク
リル樹脂、ビニル樹脂、シリコン樹脂塗料など数多くあ
るが、加工性に重点をおくと、他の性能に欠点を生じ、
使用上の制限を受けているのが現状である。このような
欠点を改善するものとして特定の共重合ポリエステル系
の塗料組成物（特公昭57−23714号公報）を先に提案し
た。この発明では加工性と硬度の改善が認められたが、
まだ充分満足できるものではなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はより優れた加工性と高硬度を有し、光沢、鮮映
性、耐溶剤性にも優れた塗膜外観を呈する塗装鋼板用塗
料組成物を得ようとするものである。特に家電製品等の
塗膜性能に対するより厳しい要求品質を満足させようと
するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は特定の共重合ポリエステルにアルキルエー
テル化アミノホルムアルデヒド樹脂を配合することによ
って、一層の加工性の向上に加えて、硬度もあわせて向
上することを見い出し本発明に到達した。即ち、本発明
は、酸成分として、テレフタル酸20〜80モル％、テレフ
タル酸以外の芳香族ジカルボン酸５〜40モル％、炭素数
４〜12の脂肪族ジカルボン酸20〜80モル％および３価以
上のポリカルボン酸０〜５モル％からなり、ポリオール
成分としてエチレングリコール80〜30モル％、シクロヘ
キサンジメタノール20〜70モル％および３価以上のポリ
オール０〜８モル％からなり還元粘度0.20〜0.80のポリ
エステル樹脂85〜65重量部およびアルキルエーテル化ア
ミノホルムアルデヒド樹脂15〜45重量部を含むことを特
徴とする塗装鋼板用組成物である。

本発明のポリエステル樹脂は、酸成分がテレフタル酸20
〜80モル％、望ましくは、30〜50モル％、テレフタル酸
以外の芳香族ジカルボン酸が５〜40モル％、望ましく
は、10〜30モル％、炭素数４〜12の脂肪族ジカルボン酸
20〜80モル％、望ましくは、30〜60モル％および３価以
上のポリカルボン酸０〜５モル％からなり、ポリオール
成分がエチレングリコール80〜30モル％、望ましくは、
75〜45モル％、シクロヘキサンジメタノール20〜70モル
％、望ましくは25〜55モル％、３価以上のポリオール０
〜８モル％からなり、更に、３価以上のポリカルボン酸
と３価以上のポリオールの合計が0.5〜５モル％の範囲
にあることが望ましい。

本発明のポリエステル樹脂の還元粘度は0.2〜0.8、望ま
しくは、0.30〜0.70の範囲にある。本発明で使用するテ
レフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸としては、イソフ
タル酸、オルソフタル酸、などを挙げることができ、炭
素数４〜12の脂肪族ジカルボン酸としてはコハク酸、ア
ジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン
酸等を挙げることができ３価以上のポリカルボン酸とし
ては、トリメリット酸、ピロメリット酸などがあげられ
る。また３価以上のポリオールとしてはトリメチロール
エタン、トリメチロールプロパングリセリン、ペンタエ
リスリトール等を挙げることができる。

本発明のポリエステル樹脂に使用される酸成分は、テレ
フタル酸20〜80モル％、テレフタル酸以外の芳香族ジカ
ルボン酸５〜40モル％、炭素数４〜12の脂肪族ジカルボ
ン酸20〜80モル％および３価以上のポリカルボン酸０〜
５モル％からなる。テレフタル酸が20モル％未満では、
硬度不足であり、80モル％以上では加工性が不十分とな
る。テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸、例えばイ
ソフタル酸が５モル％未満ではポリエステル樹脂を溶剤
に溶解した後の溶液が濁ったり、あるいは得られた塗膜
の光沢が低くなったりする。40モル％以上で他のテレフ
タル酸脂肪族ジカルボン酸量が相対的に少なくなると、
高硬度、高伸度のバランスが維持出来なくなる。一方ポ
リオール成分は、エチレングリコール80〜30モル％、シ
クロヘキサンジメタノール20〜70モル％および３価以上
のポリオール０〜８モル％である。エチレングリコール
80モル％以上、シクロヘキサンジメタノール20モル％未
満では、塗膜硬度が低下する。反対に、エチレングリコ
ール20モル％未満、シクロヘキサンジメタノール80モル
％以上では、溶液安定性が低下する。

また３価以上のポリカルボン酸０〜５モル％（酸成分
中）および／または３価以上のポリオール０〜８モル％
（ポリオール成分中）が使用されるが、いずれの場合も
その上限を越えて使用されると得られた塗膜は可撓性を
失い屈曲性に乏しいものとなる。３価以上のポリカルボ
ン酸と３価以上のポリオールを併用することは可能であ
るが、塗膜の屈曲性を考慮すると両者の和が全成分中、
５モル％以下であることが望ましい。

本発明の共重合ポリエステルはエステル交換法や直接エ
ステル化法による通常の高分子量ポリエステルの製造方
法により製造される。

本発明に用いるアルキルエーテル化アミノホルムアルデ
ヒド樹脂とは、たとえばメタノール、エタノール、ｎ−
プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールなど
の炭素原子数１〜４のアルキルアルコールによってアル
キルエーテル化されたホルムアルデヒドあるいはパラホ
ルムアルデヒドなどと尿素、N,N−エチレン尿素、ジシ
アンジアミド、アミノトリアジンなどとの縮合生成物で
あり、具体的にはメトキシ化メチロール尿素、メトキシ
化メチロール−N,N−エチレン尿素、メトキシ化メチロ
ールジシアンジアミド、メトキシ化メチロールメラミ
ン、メトキシ化メチロールベンゾグアナミン、ブトキシ
化メチロールメラミン、ブトキシ化メチロールメラミ
ン、ブトキシ化メチロールベンゾグアナミン等があげら
れるが、加工性の面から望ましいのはメトキシ化メチロ
ールメラミン、またはブトキシ化メチロールメラミンで
あり、それぞれ単独、または併用して使用することがで
きる。

本発明の塗料組成物は前記共重合ポリエステルとアルキ
ルエーテル化アミノホルムアルデヒド樹脂との割合が85
〜65:15〜35（重量比）であることが好ましい。前記共
重合ポリエステルの割合が85重量％を越えると、目的と
する耐溶剤性（耐キシロール性）、塗膜硬度が不足して
好ましくない。また、65重量％未満であると加工性が劣
り好ましくない。

本発明の塗料組成物には硬化触媒としてｐ−トルエンス
ルホン酸、リン酸モノアルキルエステル、ｐ−トルエン
スルホン酸のアミノ塩を添加してもよい。触媒の使用量
としては、前記ホルムアルデヒド樹脂に対して０〜５重
量％である。

本発明の塗料組成物は一般には有機溶媒に溶解した形で
使用されるものである。有機溶媒としてはたとえば、ト
ルエン、キシレン、ソルベッソ150、酢酸エチル、酢酸
ブチル、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブア
セテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、シクロヘキサノン、イソホロン、ブタノール、オク
タノール、ブチルカルビトール、ジエチルカルビトル、
テトラヒドロフランなどからその溶解性、蒸発速度によ
って任意に選択することができる。

多くの場合、塗装鋼板の製造においては高速塗装、かつ
高温短時間焼付けが行われるので、塗膜にピンホール等
の塗膜欠陥を生じないように沸点100℃以上の溶剤を２
〜３種類以上混合して使用することが望ましい。一般に
は脂肪族炭化水素90〜30重量％、エステル類、ケトン
類、エーテル類などの極性溶媒を10〜70重量％の割合で
使用することが望ましい。

なお、本発明の塗料組成物はそれ自体を鋼板に塗布、焼
付けしただけでも充分な性能を示すが、さらに耐蝕性な
どを向上させることが要求される場合には、プライマー
コート剤としてエポキシ樹脂、たとえば市販のエピコー
ト＃1001、＃1004、＃1007（シエル化学社製）、アラル
ダイト6084（チバ・ガイギー社製）などが用いられる。

本発明の塗料組成物の焼付温度は鋼板の大きさ、厚さ、
また焼付け炉の能力、塗料の硬化性などにより任意に選
択すればよい。塗料組成物の製造にはロール練り機、ボ
ールミル、ブレンダー等の混合機が用いられる。塗装に
あたってはローラー塗り、ロールコーター、スプレー塗
装、静電塗装などが適時選択される。

本発明の塗料組成物は目的、用途に応じて酸化チタンな
どの顔料、ガラスフアイバー、シリカ、ワックス等の添
加剤を添加することができる。本発明の塗料組成物は鋼
板に塗装してから、加工性に優れ、しかもその塗面が耐
溶剤性、密着性に優れ、高度の耐候性を有し、かつ高度
の光沢、鮮映性を有する。

以下本発明を実施例を用いて説明する。実施例中、単に
部とあるのは重量部を示し、％とあるのは重量％を示
す。各測定項目は以下の方法に従った。

（１） 還元粘度ηsp/c（dl/g） ポリエステル樹脂0.10gをフェノール／テトラクロルエ
タン（容量比6/4）の混合溶媒25ccに溶かし、30℃で測
定した。

（２） 硬さ（エンピツ硬度） 鋼板の塗面をJIS S−6006に規定された高級鉛筆を用
い、JIS K−5400に従って測定した。

（３） 光沢 60゜反射率を測定した。

（４） 屈曲性 塗装鋼板を180度折り曲げ屈曲部に発生する割れを10倍
のルーペで観察し判定した。

3Tとは折り曲げ部に同じ板厚のものを３枚挟んだ場合を
さし、0Tは板を挟まなくて180度折り曲げた場合をさ
す。

（５） 耐キシロール性 コルク栓にガーゼをまきキシロールを滲ませ塗面をこす
り素面の出るまでの回数で示した。

（６） 溶液安定性 共重合ポリエステル樹脂溶液を300cc（直径30mm）マヨ
ネーズビンに入れ、冷蔵庫（５℃）中保存し、透明度変
化並びに異物発生の有無をテストした。判定は、30日保
存後の溶液について実施し、〇は透明性を維持し、かつ
異物もないもの（観察者の反対側に接触させた文字が明
確に判読出来る）であり、×は文字判読不可となった場
合で、△は両者の間にあるものとした。

ポリエステル樹脂の製造例 （１） ジメチルテレフタレート349.2部、ジメチルイ
ソフタレート58.2部、エチレングリコール279.0部、シ
クロヘキサンジメタノール216.0部およびテトラｎ−ブ
チルチタネート0.306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なった。次いでアジピン
酸43.8部を加え、200〜240℃まで２時間かけて昇温しエ
ステル化反応を行なった。次いで30分かけて20〜25mmHg
まで減圧し、さらに260℃にて60分間重縮合反応を行な
った。得られた共重合ポリエステル樹脂ＡはNMR組成分
折の結果、酸成分がモル比でテレフタル酸／イソフタル
酸／アジピン酸＝60/10/30、グリコール成分がモル比で
エチレングリコール／シクロヘキサンジメタノール＝50
/50であり、還元粘度がηsp/c＝0.503であった。

以下同様にしてポリマー組成が第１−１表および第１−
２表に示される共重合ポリエステルＢ、Ｃ、Ｋ、Ｌおよ
びＭを合成した。

（２） ジメチルテレフタレート349部、ジメチルイソ
フタレート58部、エチレングリコール279部、シクロヘ
キサンジメタノール219部および酢酸亜鉛0.26部、酸化
アンチモン0.26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なった。次いでアジピン酸123
部、トリメリット酸12部を加えて200℃から240℃まで２
時間かけて昇温し、エステル化反応を行なった。その後
30分をかけて20〜25mmHgまで減圧し、さらに260℃にて6
0分間重縮合反応を行った。得られた共重合ポリエステ
ル樹脂ＤはNMRにて、テレフタル酸／イソフタル酸／ア
ジピン酸／トリメリット酸エチレングリコール／シク
ロヘキサンジメタノール＝60/10/28/250/50（モル
比）でありηsp/c＝0.503を確認した。

以下同様にしてポリマー組成が第１−１表および第１−
２表に示される共重合ポリエステルＤ〜ＪおよびＮ〜Ｕ
を合成した。

実施例 共重合ポリエステル樹脂Ａ〜Ｊを各々シクロヘキサン／
ソルベッソー150混合溶剤（重量比50/50）に溶解し、不
揮発分40％に調節した。

上記共重合ポリエステル樹脂Ａ溶液100部に酸化チタン4
0部、メチルエーテル化メチロールメラミン（商品名：
スミマールＭ−40S、不揮発分80％、住友化学工業製）3
0部、ｐ−トルエンスルホン酸溶液（ベンジルアルコー
ルの20重量％溶液）0.5部、およびポリフローＳ（共栄
社油脂化学工業製）0.2部を加え、ガラスビーズ型高速
振とう機で２時間顔料を分散し塗装鋼板用塗料組成物と
した。

共重合ポリエステル樹脂ＡをＢ〜Ｊに代え、あるいはア
ルキルエーテル化アミノホルムアルデヒド樹脂として、
メチルエーテル化メチロールメラミン（商品名：サイメ
ル325、三井サイアナミッド製）、に代え、第２−１表
に示される塗料組成物を得た。

これらの塗料組成物を厚さ0.3mmの亜鉛鉄板（JIS G−33
02）をリン酸亜鉛溶液で処理した試験片に、膜厚18〜22
μになるように塗装したのち、265℃で１分間焼付けを
行った。得られた塗装鋼板の試験結果第２−１表に示
す。

比較例 共重合ポリエステル樹脂Ｋ〜Ｕを実施例と同様にして塗
料化、ならびに塗装を実施した。塗装鋼板の試験結果を
第２−２表に示す。

（発明の効果） 従来、高硬度でかつ高加工性（屈曲性が優れている）で
ある塗装鋼板用塗料を提供することが困難であったが、
本発明の塗装鋼板用塗料組成物は加工性に優れ、かつ高
硬度であり、光沢、鮮映性、耐溶剤性にも優れ、家電製
品等の分野における高い要求品質にこたえることができ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】酸成分としてテレフタル酸20〜80モル％、
   テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸５〜40モル％お
   よび炭素数４〜12の脂肪族ジカルボン酸20〜80モル％、
   ポリオール成分としてエチレングリコール30〜80モル％
   およびシクロヘキサンジメタノール20〜70モル％からな
   り、還元粘度が0.20〜0.80のポリエステル樹脂85〜65重
   量部およびアルキルエーテル化アミノホルムアルデヒド
   樹脂15〜35重量部を含むことを特徴とする塗装鋼板用塗
   料組成物。
2. 【請求項２】酸成分としてさらに３価以上のポリカルボ
   ン酸0.5〜５モル％および／またはポリオール成分とし
   てさらに３価以上のポリオールを含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の塗装鋼板用塗料組成物。