JPH09176567A - 塗料用ポリエステル樹脂組成物及びそれを用いた塗装鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬度、耐汚染性、耐候性に優れかつ特に低温
加工性に優れた塗料用ポリエステル樹脂及びこれを用い
た塗装鋼板を提供する。 【解決手段】 特定の成分組成よりなり、数平均分子量
が１０，０００〜３０，０００及びガラス転移温度が０
〜６０℃であるポリエステル樹脂９０〜６０重量％に対
して、アミノ樹脂１０〜４０重量％の割合で配合してな
る塗料用ポリエステル樹脂組成物。この塗料用ポリエス
テル樹脂組成物を鋼板上に焼き付け塗装してなる塗装鋼
板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた硬度、耐汚
染性、耐候性を有し、かつ特に低温加工性に優れた塗膜
が得られる塗料用ポリエステル樹脂組成物及びそれを用
いた塗装鋼板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷蔵庫、電子レンジ等の家電製品
用途を中心として、あらかじめ鋼板に塗装を施した後、
加工、成形を行うプレコート鋼板用途が拡大している。
プレコート鋼板に用いられる塗料は、光沢、密着性、耐
候性等の特性の他に加工性と硬度という相反する特性が
要求される。現在、プレコート用鋼板樹脂として、アク
リル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等が使用されて
いるが、いずれも全ての要求性能が満足できていない。
従来、このような相反する特性を解決するために、共重
合ポリエステル樹脂とアミノ樹脂又はイソシアネート化
合物とを組み合わせた系が多く用いられており、ある程
度硬度と加工性のバランスは改善され実用化されている
例もある。しかしながら最近の動向としては、冬期の塗
装鋼板の加工において低温加工性が強く要求されてお
り、現状では実用レベルに達しているものは極めて少な
い。また、低温加工性に比重をおくと、その他の諸性能
のバランスが取れにくくなるという問題が生じた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような状況に鑑
み、本発明の課題は、硬度、耐汚染性、耐候性かつ特に
低温加工性に優れた塗膜が得られる塗料用ポリエステル
樹脂及びそれを用いた塗装鋼板を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の成分組成よ
りなるポリエステル樹脂にアミノ樹脂を特定量配合して
なる樹脂組成物は上述の課題を解決するものであること
を見いだし、本発明を完成するに至った。

【０００５】すなわち、本発明の要旨は、第１に、酸成
分の少なくとも８０モル％が芳香族ジカルボン酸であ
り、ジオール成分のうち０．１〜１０モル％が下記式
（１）で示されるビスフェノールＡのエチレンオキサイ
ド又は／及びプロピレンオキサイド付加物であり、かつ
数平均分子量が１０，０００〜３０，０００及びガラス
転移温度が０〜６０℃であるポリエステル樹脂９０〜６
０重量％に対して、アミノ樹脂１０〜４０重量％の割合
で配合してなる塗料用ポリエステル樹脂組成物である。

【０００６】

【化２】

【０００７】（式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ はそれぞれ独立して水
素又はメチル基であり、ｍ、ｎはそれぞれ５以上の数で
ある。） また、第２に、この塗料用ポリエステル樹脂組成物を鋼
板に焼付け塗装して得られる塗装鋼板である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。本
発明において、ポリエステル樹脂の酸成分のうち、芳香
族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル
酸、無水フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げら
れ、十分な塗膜強度、塗膜硬度を得るためにテレフタル
酸、イソフタル酸を用いることが好ましい。これらの芳
香族ジカルボン酸の含有量は、硬度、耐汚染性、耐候性
の面から少なくとも酸成分の８０モル％は必要である。

【０００９】芳香族ジカルボン酸以外の酸成分として
は、脂肪族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸が挙げら
れ、これらは単独使用あるいは２種以上の併用が可能で
ある。脂肪族及び脂環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、ドデカン二
酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シ
クロヘキサンジカルボン酸等が挙げられるが、これらの
カルボン酸の含量は全酸成分中の２０モル％以下とする
必要がある。この量が２０モル％以上であると硬度の低
下は言うまでもないが、耐候性、耐汚染性の低下が著し
い。

【００１０】また、ポリエステル樹脂のジオール成分の
うち、０．１〜１０モル％、好ましくは０．５〜５モル
％を式（１）で示されるビスフェノールＡのエチレンオ
キサイド又は／及びプロピレンオキサイド付加物を用い
る。この量が０．１モル％未満であると塗膜が硬くな
り、十分な低温加工性が得られず、１０モル％を超える
と目的とする低温加工性は満足するものの、鮮映性及び
耐汚染性の低下が著しく塗膜性能のバランスが大きく崩
れる。また式（１）においてｍ，ｎは各々５以上、好ま
しくは１０〜３０である。ｍ，ｎが５未満では、本発明
の目的である低温加工性が得られない。ｍ，ｎが３０を
超えると耐汚染性、光沢が不十分となり易い。

【００１１】上記ジオール成分以外のジオールとして
は、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジ
エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６
−ヘキサンジオール等が挙げられ、中でもエチレングリ
コール、ネオペンチルグリコールが好ましい。

【００１２】本発明において、ポリエステル樹脂は以上
述べた酸成分及びジオール成分を満足させるばかりでな
く、数平均分子量が１０，０００〜３０，０００、好ま
しくは１５，０００〜２５，０００である。また、ガラ
ス転移温度が０〜６０℃、好ましくは１０〜４０℃であ
る。数平均分子量が１０，０００未満であると塗膜は脆
弱となり、加工性が低下し、３０，０００を超えると耐
汚染性及び耐候性が低下する。またガラス転移温度が０
℃未満であると加工性を除くその他の物性が共に低下
し、６０℃を超えると低温加工性が不十分となる。

【００１３】上記ポリエステル樹脂はポリエチレンテレ
フタレートやポリブチレンテレフタレートを製造する方
法におけるような公知の重合法で製造することができ
る。例えば、エステル交換又は直接エステル化とそれに
続く溶融重縮合反応にて製造可能であり、その際使用さ
れる触媒も同様である。

【００１４】また、上記ポリエステル樹脂に対してアミ
ノ樹脂を配合する。アミノ樹脂は硬化剤として作用す
る。アミノ樹脂としては、例えばメラミン、尿素、ベン
ゾグアナミン等のアミン成分とホルムアルデヒドとの縮
合物、及び該縮合物をメタノール、エタノール、ブタノ
ール等の低級アルコールでエーテル化して得られるエー
テル化物が挙げられる。中でも、末端がメチル基でエー
テル化されたメラミン樹脂が最も好適に用いられる。こ
の樹脂は性能のバランスを取るのに好適であり、自己縮
合反応が極めて少なくかつ、架橋密度の高い塗膜が得ら
れる。末端のエーテル化度としては３〜６が好ましい。

【００１５】本発明において、ポリエステル樹脂とアミ
ノ樹脂の配合比は固形重量比（重量％比）で９０／１０
〜６０／４０が適当であるが、好ましくは８０／２０〜
７０／３０である。ポリエステルの割合が９０重量％を
超えると目的とする耐汚染性が不足して好ましくない。
また６０重量％未満であると加工性が劣り、性能のバラ
ンスがとれなくなる。

【００１６】本発明の組成物には任意の硬化触媒を添加
することができる。硬化触媒としてはｐ−トルエンスル
ホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸が挙げられ、使用
量としては前記アミノ樹脂に対して１〜５重量％が適当
である。さらに、本発明の組成物には目的、用途に応じ
て顔料、分散剤、酸化防止剤、レベリング剤、紫外線吸
収剤等の添加剤を使用することができる。

【００１７】上記のポリエステル樹脂、アミノ樹脂及び
その他の添加物を溶剤に加えて、塗料とする。溶剤とし
ては、ポリエステル樹脂及びアミノ樹脂を希釈可能な溶
剤であればなんら制限なく使用可能である。例えば、ト
ルエン、キシレン、ソルベッソ１００、ソルベッソ１５
０等の芳香族炭化水素系、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、デカン等の脂肪族炭化水素系、他に酢酸エチル、酢
酸ブチル、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチ
ルエチルケトン、シクロヘキサノン、ブタノール、オク
タノール等の溶剤が用いられ、その溶解性、蒸発速度に
よって任意に選択されうる。

【００１８】溶媒として、一般的には高沸点溶剤を２〜
３種類以上混合して使用することが望ましい。特にワ
キ、ピンホール等の塗膜欠陥を生じないような溶剤とし
ては、芳香族炭化水素あるいは脂肪族炭化水素を７０〜
３０重量％、エステル類、ケトン類等の極性溶媒を３０
〜７０重量％の割合で混合して使用することが望まし
い。

【００１９】塗装は公知の方法で行うことができ、例え
ば、カーテンフロー塗装、ロール塗装、スプレー塗装、
静電スプレー塗装方法を用いることができ、冷延鋼板、
亜鉛メッキ鋼板、ステンレス鋼板等に塗布し、乾燥・熱
処理して焼付ける。膜厚は、通常焼付け後の乾燥膜厚が
１０〜３０μｍになるよう塗装する。焼付け条件として
は、塗料が硬化する温度及び焼付け時間の中から適宜選
択できるが、本発明のねらいであるプレコートメタル分
野においては通常１５０〜２５０℃で３０〜１２０秒間
の範囲、特に１８０〜２３０℃で５０〜９０秒間の範囲
が望ましい。このようにして焼付け塗装された塗装鋼板
はそれだけでも目的とする諸性能を有しているが、特に
耐蝕性が要求される用途に対してはプライマーをあらか
じめ３〜１０μｍ焼付けておくことが好ましい。

【００２０】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。なお、各例中、部は表記しない限りすべて重量基準
である。また、各試験方法については次に示す。

【００２１】（ａ）光沢 ６０℃反射光沢保持率を測定した。 （ｂ）鉛筆硬度 塗装鋼板の塗面を、ＪＩＳ Ｋ−５４００に準じて鉛筆
引っかき試験を行い、キズがつかない硬度を測定した。 （ｃ）加工性 ０℃の環境下、塗面を外側にして試験板を１８０°折り
曲げて、折り曲げ部分にワレが発生しなくなるＴ数を表
示した。Ｔ数とは、折り曲げ部分の内側に何もはさまず
に、１８０°折り曲げを行った場合を０Ｔ、試験板と同
じ厚さの板を１枚はさんで折り曲げた場合を１Ｔ、２枚
の場合を２Ｔとする。

【００２２】（ｄ）耐候性 サンシャインウェザーメータを用いて１０００時間照射
後の光沢（６０°鏡面反射率）を初期の光沢に対する１
００分率で示した。 （ｅ）耐汚染性 マジックインキ（赤）で塗面に線を引き、室温で２４時
間放置後、エタノールを含浸したガーゼで拭き取った時
の汚れの程度を５段階に分けて判定した。 ５：マジック跡が全く残らない ４：マジック跡がわずかに残る ３：マジック跡がかなり残る ４：マジック跡が濃く残る １：全くマジックが拭き取れない

【００２３】（１）製造例１ 温度計、窒素導入管、真空装置及び攪はん装置をつけた
フラスコにテレフタル酸８３．０部、イソフタル酸６
６．４部、セバシン酸２０．２部、エチレングリコール
７４．７部、ネオペンチルグリコール８７．６部、前記
式（１）のビスフェノールＡのエチレンオキサイド又は
／及びプロピレンオキサイド付加物９．０部及び反応触
媒として酢酸亜鉛０．４部を仕込み、１７０℃から２２
０℃まで４時間かけて徐々に昇温させエステル交換反応
を行った。次に６０分間かけて５ｍｍＨｇまで減圧し、
さらに１〜３ｍｍＨｇの減圧下２３０℃〜２５０℃で２
時間重縮合反応を行った。これにより数平均分子量２
０，０００、ガラス転移温度（Ｔｇ）２０℃の飽和ポリ
エステル樹脂（Ａ）が得られた。

【００２４】（２）製造例２〜５ 製造例１に準じて、表１に示した組成及び数平均分子
量、ガラス転移温度を有する飽和ポリエステル樹脂Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅを製造した。それぞれの樹脂の数平均分子量
及びガラス転移温度（Ｔｇ）を表１に示す。

【００２５】（３）比較製造例１〜７ 製造例１に準じて、表１に示した組成及び数平均分子
量、ガラス転移温度を有する飽和ポリエステル樹脂Ｆ、
Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌを製造した。それぞれの樹脂の
数平均分子量及びガラス転移温度（Ｔｇ）を表１に示
す。

【００２６】

【表１】

【００２７】実施例１〜５及び比較例１〜７ 得られた共重合ポリエステルＡ〜Ｌを各々シクロヘキサ
ノン／ソルベッソ１５０混合溶液（重量比５０／５０）
に溶解し、不揮発分３０％に調製した。上記ポリエステ
ル樹脂溶液１００部、酸化チタン（商標名：タイペーク
ＣＲ−５０、石原産業製）３８部、ヘキサメトキシメチ
ロールメラミン（商標名：サイメル３０３、不揮発分９
８％、住友化学工業製）８部、レベリング剤（商標名：
ミキレベリング、共栄社油脂化学工業製）２部、硬化触
媒（商標名：キャタリスト４０４０）０．２部、シクロ
ヘキサノン／ソルベッソ１５０（１：１）混合溶液３０
部をペイントシェーカーを使用して１時間分散混練して
塗料を作製した。得られた塗料を厚さ０．７ｍｍのリン
酸亜鉛処理軟鋼板（商標名：ボンデ鋼板、日本テストパ
ネル社製）上に乾燥膜厚１５〜２０ミクロンとなるよう
に塗装し、軟鋼板の最終到達温度が２２０℃になるよう
に６０秒間熱風乾燥機で焼付けを行った。得られた塗膜
の特性の評価結果を表２に示す。

【００２８】比較例８ ポリエステル樹脂とアミノ樹脂の配合割合を５０：５０
（ポリエステル樹脂２０部、アミノ樹脂２０部）とする
他は実施例１と同様にして塗料を作製し、焼き付け塗装
した。得られた塗膜の特性の評価結果を表２に示す。

【００２９】比較例９ ポリエステル樹脂とアミノ樹脂の配合割合を９５：５
（ポリエステル樹脂３８部、アミノ樹脂２部）とする他
は実施例１と同様にして塗料を作製し、焼き付け塗装し
た。得られた塗膜の特性を表２に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明の塗料用ポリエステル樹脂組成物
を用いると、硬度、耐汚染性、耐候性に優れ、かつ特に
低温加工性に優れた塗膜が得られ、この塗膜が鋼板上に
形成された塗装鋼板は、これらの特性に優れたものであ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸成分の少なくとも８０モル％が芳香族
   ジカルボン酸であり、ジオール成分のうち０．１〜１０
   モル％が下記式（１）で示されるビスフェノールＡのエ
   チレンオキサイド又は／及びプロピレンオキサイド付加
   物であり、かつ数平均分子量が１０，０００〜３０，０
   ００及びガラス転移温度が０〜６０℃であるポリエステ
   ル樹脂９０〜６０重量％に対して、アミノ樹脂１０〜４
   ０重量％の割合で配合してなる塗料用ポリエステル樹脂
   組成物。 【化１】 （式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ はそれぞれ独立して水素又はメチル
   基であり、ｍ、ｎはそれぞれ５以上の数である。）
2. 【請求項２】 請求項１記載の塗料用ポリエステル樹脂
   組成物を鋼板に焼付け塗装して得られる塗装鋼板。