JPH1112537A - 粉体塗料用樹脂組成物 - Google Patents

粉体塗料用樹脂組成物

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JPH1112537A
JPH1112537A JP17182997A JP17182997A JPH1112537A JP H1112537 A JPH1112537 A JP H1112537A JP 17182997 A JP17182997 A JP 17182997A JP 17182997 A JP17182997 A JP 17182997A JP H1112537 A JPH1112537 A JP H1112537A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 とりわけ、耐候性ならびに機械的物性などに
優れる塗膜を与えることの出来る、斬新なる粉体塗料用
樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 酸基および/または水酸基を分子中に有
する、特定の酸原料を使用して得られるポリエステル樹
脂(A)と、該ポリエステル樹脂(A)と反応し得る官
能基を有する硬化剤(B)と、ガラス転位温度が約−8
0℃〜約20℃であって、しかも、ポリエステル樹脂
(A)および/または硬化剤(B)と反応しうる官能基
を有するビニル共重合体(C)とを、必須の成分として
含有することから成る、粉体塗料用樹脂組成物を用いる
ということによって、とりわけ、塗膜諸物性、就中、耐
候性ならびに機械的物性などに優れた塗膜が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規にして、しか
も、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、一分子中に、酸基および/または水
酸基を有しており、しかも、酸成分原料として、イソフ
タル酸を、特定の割合で使用して得られる特定のポリエ
ステル樹脂と、此のポリエステル樹脂と反応し得る官能
基を有する硬化剤と、特定のガラス転移温度を有し、し
かも、上記した、ポリエステル樹脂および/または硬化
剤と反応し得る官能基を有するビニル共重合体とを、必
須の皮膜形成成分として含有することから成る、塗膜諸
物性に優れた、とりわけ、機械的物性ならびに耐候性な
どに優れた塗膜を与え得る、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、環境保護の観点より、環境調和型
塗料として、年々、使用量が増加している。こうした環
境調和型塗料のうちでも、有機溶剤を含有しないという
形の塗料の一形態として、粉体塗料があるが、近年は、
大気汚染などの環境問題の観点より、その無公害性が注
目され、使用量も、年々、増加している。
【0003】斯かる粉体塗料に使用されている樹脂の種
類も、それらの用途に応じて、たとえば、グリシジル基
含有ビニル共重合体に、脂肪族二塩基酸を配合せしめて
得られる形の組成物であるとか、水酸基含有ポリエステ
ル樹脂に、ブロック・ポリイソシアネート類を配合せし
めた形の組成物であるとか、
【0004】エポキシ樹脂に、酸基含有ポリエステル樹
脂を配合せしめた形の組成物であるとか、酸基含有ポリ
エステル樹脂に、グリシジル基含有含有ビニル共重合体
を配合せしめて得られる形の、いわゆるアクリル/ポリ
エステル複合硬化型の組成物なども亦、広く、利用し適
用されている。
【0005】これらの硬化形式のうちでも、ポリエステ
ル樹脂を主剤とするものは、とりわけ、外観ならびに機
械的物性などの塗膜物性に優れるという特徴を有する反
面、耐候性に劣るという欠点があった。
【0006】近年、市場において、ポリエステル粉体塗
料に対しても、アクリル/二塩基酸硬化型粉体塗料に匹
敵するような高耐候性が要求されるようになって来てお
り、こうした要求に対して、高耐候性ポリエステル粉体
塗料が、多数、提案されている(特開平2−28497
4号、特開平7−501353号、特開平8−1577
49号または特開平8−188626号公報など)。
【0007】しかしながら、それらの方法による場合に
も、耐候性のレベルが不十分であったり、あるいは、他
の塗膜性能が低下するといった問題がある。たとえば、
イソフタル酸を原料として使用したポリエステル樹脂
は、優れた耐候性を示すことが知られている(特開平7
−70475号または特開平7−166104号公報な
ど)けれども、同時に、機械的物性が大幅に低下してし
まうという問題がある。
【0008】このように、現状では、ポリエステル樹脂
の長所である機械的物性を損なうことなく、耐候性を向
上化させるというような方法は、未だに見出されていな
い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、本発明者ら
は、上述したような問題点の存在に鑑みて、とりわけ、
塗膜物性、就中、耐候性と、機械的物性との双方に優れ
た硬化塗膜を与えることの出来る、極めて実用性の高い
粉体塗料用樹脂組成物を得るべく、鋭意、研究を開始し
た。
【0010】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、塗膜諸物性、就中、耐候
性ならびに機械的物性に優れる塗膜を与えるという、極
めて実用性の高い粉体塗料用樹脂組成物を提供すること
にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述したような従来型技術における種々の問題点を解消
するべく、併せて、、上述したような発明が解決するべ
く、鋭意、検討を重ねた結果、一分子中に、酸基および
/または水酸基を有しており、しかも、酸成分原料とし
て、イソフタル酸を、該酸成分原料全体の約40モル%
以上使用して得られる、特定のポリエステル樹脂と、該
ポリエステル樹脂と反応し得る官能基を有する硬化剤
と、ガラス転移温度が約−80℃〜約+20℃であっ
て、しかも、上記したポリエステル樹脂および/または
上記した硬化剤と反応し得る官能基を有するという、特
定のビニル共重合体とを、必須の皮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が、塗膜諸物
性、とりわけ、機械的物性や耐候性に優れた塗膜を与え
るということを見出すに及んで、ここに、本発明を完成
させるに到った。
【0012】すなわち、本発明は、基本的には、それぞ
れ、一分子中に、酸基および/または水酸基を有してお
り、しかも、酸成分原料として、イソフタル酸を、該酸
成分原料全体の約40モル%以上使用して得られるポリ
エステル樹脂(A)と、該ポリエステル樹脂(A)と反
応し得る官能基を有する、少なくとも1種類の硬化剤
(B)と、ガラス転移温度が約−80〜約+20℃であ
って、しかも、上記したポリエステル樹脂(A)および
/または上記した硬化剤(B)と反応し得る官能基を有
するビニル共重合体(C)とを、必須の皮膜形成成分と
して含有することから成る、粉体塗料用樹脂組成物を提
供しようとするものであるし、
【0013】そして、本発明は、具体的には、まず、上
記した硬化剤(B)の少なくとも1種が、エポキシ基含
有ビニル重合体(b−1)であるという、特定の粉体塗
料用樹脂組成物をも提供しようとするものであるし、
【0014】具体的には、また、上記したビニル共重合
体(C)が、該重合体(C)の官能基として、水酸基お
よび/またはエポキシ基を有するものであるという、特
定の粉体塗料用樹脂組成物をも提供しようとするもので
あるし、
【0015】さらに、具体的には、上記したビニル共重
合体(C)が、数平均分子量が約4,000〜約10
0,000なる範囲内のものであるという、特定の粉体
塗料用樹脂組成物をも提供しようとするものであるし、
【0016】さらに亦、具体的には、上記したビニル共
重合体(C)が、該重合体(C)の分子中に脂環式エポ
キシ基を有するものであるという、特定の粉体塗料用樹
脂組成物をも提供しようとするものであるし、
【0017】そしてまた、具体的には、上記したビニル
共重合体(C)が、該重合体(C)の官能基の含有量と
して、該化合物(C)の100g当たり、約0.01〜
約0.35モル当量なる範囲内のものであるという、特
定の粉体塗料用樹脂組成物をも提供しようとするもので
ある。
【0018】
【発明の実施の形態】このように、本願は、一分子中
に、酸基および/または水酸基を有しており、しかも、
酸成分原料として、イソフタル酸を、該酸成分原料全体
の約40モル%以上使用して得られるポリエステル樹脂
(A)と、該ポリエステル樹脂(A)と反応し得る官能
基を有する硬化剤(B)と、ガラス転移温度が約−80
℃〜約+20℃であって、しかも、上記したポリエステ
ル樹脂(A)および/または上記した硬化剤(B)と反
応し得る官能基を有するビニル共重合体(C)とを、必
須の皮膜形成成分として含有することから成る、塗膜諸
物性、とりわけ、機械的物性や耐候性に優れた塗膜を与
える、極めて実用性の高い粉体塗料用樹脂組成物を請求
しているものであるし、
【0019】また、上記した硬化剤(B)の少なくとも
1種として、エポキシ基含有ビニル重合体(b−1)を
用いるという、特定の粉体塗料用樹脂組成物をも請求し
ているものであるし、
【0020】さらに、上記したビニル共重合体(C)の
一つとして、特に、該重合体(C)の官能基が水酸基お
よび/またはエポキシ基であるような共重合体を用いる
という、特定の粉体塗料用樹脂組成物をも請求している
ものであるし、
【0021】さらには、上記したビニル共重合体(C)
の一つとして、該重合体(C)の数平均分子量が約4,
000〜約100,000なる範囲内のものであるとい
う、特に、粉体塗料用樹脂組成物をも請求しているもの
であるし、
【0022】さらには亦、上記したビニル共重合体
(C)の一つとして、該重合体(C)の分子中に脂環式
エポキシ基を有するものであるという、特定の粉体塗料
用樹脂組成物をも請求しているものであるし、
【0023】また、上記したビニル共重合体(C)の一
つとして、該重合体(C)の官能基の含有量として、該
化合物(C)の100g当たり、約0.01〜約0.3
5モル当量なる範囲内のものであるという、特定の粉体
塗料用樹脂組成物をも請求しているものである。
【0024】以下に、本発明を、より詳細に、説明する
ことにする。
【0025】ここにおいて、まず、本発明に係る粉体塗
料用樹脂組成物における、第一の必須構成成分たる、前
記した、酸基および/または水酸基を有しており、しか
も、酸成分原料として、イソフタル酸を、該酸成分原料
全体の約40モル%以上となるように、使用して得られ
るポリエステル樹脂(A)とは、主として、多価アルコ
ールと、多塩基酸との脱水縮合反応によって生成する樹
脂を指称するものであって、特に、該酸成分原料とし
て、イソフタル酸を、該酸成分原料全体の約40モル%
以上となるように、使用して得られる、末端官能基とし
て、酸基および/または水酸基を含むという形の樹脂を
指称するものである。
【0026】この種の粉体塗料用として実用に供する場
合における、当該ポリエステル樹脂(A)としては、就
中、酸価と水酸基価との合計が約10〜約250(mg
KOH/g;以下同様)なる範囲内で、環球法による軟
化点(以下同様)が約80〜約150℃なる範囲内で、
しかも、数平均分子量が約500〜約10,000なる
範囲内であるような形のものの使用が望ましい。
【0027】酸価と水酸基価との合計が約10よりも小
さいというような場合には、どうしても、得られる塗膜
の、とりわけ、機械的物性などが非常に劣るものとなり
易いし、一方、約250よりも大きいというような場合
には、どうしても、塗膜の、とりわけ、平滑性などが極
めて劣悪なものとなり易くなるので、いずれの場合も好
ましくない。
【0028】また、軟化点が約80℃よりも低いという
ような場合には、どうしても、粉体塗料の、とりわけ、
耐ブロッキング性などが悪くなり易いし、一方、約15
0℃よりも高いというような場合には、どうしても、塗
膜の、とりわけ、平滑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。
【0029】さらに、数平均分子量が約500よりも小
さいというような場合には、どうしても、塗膜の、とり
わけ、機械的物性などが低下し易くなるし、一方、約1
0,000より余りにも大きくなるというような場合に
は、どうしても、塗膜の、とりわけ、平滑性などが悪く
なり易いし、しかも、塗料の、とりわけ、貯蔵安定性な
ども悪くなり易くなるので、就中、固相反応による塗料
の経時劣化など起こり易くなるので、いずれの場合も好
ましくない。
【0030】当該ポリエステル樹脂(A)の構造は、上
述したような樹脂の諸特性値の範囲内であれば、特に制
限されるものではなく、分岐構造のものでも、線状構造
のものでもよいけれども、塗膜外観、つまり、塗膜の平
滑性などを考えた場合には、線状構造のもの、つまり、
分子鎖の末端部位ないしは中間部位に、若干の分岐構造
の部分が存在しているようなものでも、全体として、実
質的に線状のものであると見られるような範囲までをも
含めた形の、そうした、いわゆる線状構造と呼び得るよ
うなものの使用が望ましい。
【0031】当該酸基含有ポリエステル樹脂(A)の調
製方法については、特に制限はなく、公知慣用の種々の
方法が利用し適用できるし、その際の原料として使用し
得る多価アルコールならびに多塩基酸もまた、公知慣用
の種々の化合物が使用できる。
【0032】まず、上記した多価アルコールとして特に
代表的なもののみを挙げるにとどめれば、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコー
ル、ビス−ヒドロキシエチル・テレフタレート、水添ビ
スフェノールA、水添ビスフェノールAのエチレンオキ
サイド付加物、水添ビスフェノールAのプロピレンオキ
サイド付加物、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、2,
2,4−トリメチルペンタン−1,3−ジオールまたは
ヒドロキシピバリルヒドロキシピバレートなどである。
【0033】他方の、上記した多塩基酸として特に代表
的なもののみを例示するにとどめれば、テレフタル酸、
イソフタル酸、フタル酸、メチルテレフタル酸またはト
リメリット酸、ピロメリット酸あるいはそれらの無水
物;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸
あるいはそれらの無水物;マレイン酸、イタコン酸ある
いはそれらの無水物;フマル酸、テトラヒドロフタル
酸、メチルテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル
酸、メチルヘキサヒドロフタル酸あるいは其れ等の無水
物などである。
【0034】さらに、ジメタノールプロピオン酸、ヒド
ロキシピバレートの如き、一分子中に、酸基と水酸基と
を併せ有する化合物などをはじめ、さらには、エポキシ
樹脂などであるとか、あるいはモノエポキシ化合物など
であるとか、
【0035】さらには亦、メタノール、プロパノール、
ブタノールまたはベンジルアルコールの如き、種々の1
価アルコール;
【0036】安息香酸またはp−tert−ブチル安息
香酸の如き、種々の1価の塩基酸などであるし、ひまし
油脂肪酸、ヤシ油脂肪酸または大豆油脂肪酸の如き、種
々の脂肪酸類などであり、こうした種々の化合物を使用
することが出来る。
【0037】当該ポリエステル樹脂(A)が、優れた耐
候性を発現するためには、上掲した酸成分原料のうち、
イソフタル酸を、該酸成分原料全体の約40モル%以
上、より好ましくは、60モル%以上となるように使用
することが必要である。此のイソフタル酸の使用量が約
40モル%よりも少ない場合には、どうしても、優れた
耐候性を発現することが出来ない。
【0038】次いで、本発明に係る粉体塗料用樹脂組成
物の、第二の必須構成成分たる、前記した硬化剤(B)
とは、前述したポリエステル樹脂(A)と反応し得る官
能基を有する化合物あるいは樹脂を指称するものであ
る。
【0039】斯かる硬化剤(B)として特に代表的なも
ののみを挙げるにとどめれば、エポキシ基含有ビニル共
重合体(b−1)などであるし、ポリ(ブロック)イソ
シアネート化合物(b−2)などであるし、ポリエポキ
シ化合物(b−3)などであるし、そして、アミノプラ
スト(b−4)などである。
【0040】本発明において用いられる、まず、上記し
たエポキシ基含有ビニル共重合体(b−1)としては、
エポキシ基含有ビニル単量体を、その他の共重合可能な
る単量体類と共重合せしめるということによって得られ
る、いわゆる共重合体が、好適に使用できる。
【0041】かかるエポキシ基含有ビニル単量体として
特に代表的なもののみを挙げるにとどめれば、グリシジ
ル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メ
タ)アクリレートの如き、各種のグリシジルエステル
類;または3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メ
タ)アクリレートの如き、各種の脂環式エポキシ基含有
ビニル単量体などである。
【0042】上掲したようなエポキシ基含有ビニル単量
体の使用量としては、通常、得られる共重合体の100
g当たりのエポキシ基含有量が約0.05〜約0.5モ
ル当量なる範囲内が、好ましくは、約0.1〜約0.4
5モル当量なる範囲内が適切である。
【0043】エポキシ基含有量が、得られる共重合体の
100g当たり約0.05モル当量よりも少ないという
場合には、どうしても、塗膜の、とりわけ、機械的強度
などが不十分となり易いし、一方、エポキシ基含有量
が、得られる共重合体の100g当たり約0.5モル当
量よりも多くなると、塗膜の柔軟性が失われるようにな
るので、いずれも好ましくない。
【0044】当該エポキシ基含有ビニル共重合体(B)
の数平均分子量としては、約500〜約15,000の
範囲内にあることが適切であり、好ましくは、約700
〜約5,000なる範囲内にあることが適切である。
【0045】当該共重合体の数平均分子量が約500よ
りも小さいという場合には、どうしても、得られる塗膜
の、とりわけ、機械的強度などが不十分なものとなり易
くなるし、一方、約15,000より余りにも大きくな
るという場合には、どうしても、得られる塗膜の、とり
わけ、平滑性などが極めて悪くなり易いので、いずれの
場合も好ましくない。
【0046】また、当該エポキシ基含有ビニル共重合体
(b−1)のうちでも、特に、エポキシ基含有アクリル
共重合体(b−1)を調製する際に使用できる、その他
のビニル単量体類として特に代表的なもののみを挙げる
にとどめれば、メチルアクリレート、エチルアクリレー
ト、ブチルアクリレートもしくはシクロヘキシルアクリ
レートの如き、各種のアクリル酸エステル類;
【0047】メチルメタクリレート、エチルメタクリレ
ート、n−、iso−ないしはtert−ブチルメタク
リレート、シクロヘキシルメタクリレートもしくはベン
ジルメタクリレートの如き、各種のメタクリル酸エステ
ル類;
【0048】(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコ
ン酸、マレイン酸もしくはフマル酸の如き、各種のカル
ボキシル基含有単量体類;
【0049】イタコン酸、マレイン酸もしくはフマル酸
のなどのような種々の多価カルボキシル基含有単量体
と、炭素数が1〜18なるモノアルキルアルコールとの
モノ−またはジエステル類;
【0050】2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、3
−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシ
プロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニル
エーテル、3−ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−
ヒドロキシ−2−メチルプロピルビニルエーテル、5−
ヒドロキシペンチルビニルエーテルもしくは6−ヒドロ
キシヘキシルビニルエーテルなどのような種々の水酸基
を有するビニルエーテル類;または此等の、上掲したよ
うな種々のビニルエーテルと、ε−カプロラクトンとの
付加反応生成物;
【0051】2−ヒドロキシエチル(メタ)アリルエー
テル、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アリルエーテ
ル、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アリルエーテル、
4−ヒドロキシブチル(メタ)アリルエーテル、3−ヒ
ドロキシブチル(メタ)アリルエーテル、2−ヒドロキ
シ−2−メチルプロピル(メタ)アリルエーテル、5−
ヒドロキシペンチル(メタ)アリルエーテルもしくは6
−ヒドロキシヘキシル(メタ)アリルエーテルの如き、
各種の水酸基含有アリルエーテル;または此等の、上掲
したような各種のアリルエーテルと、ε−カプロラクト
ンとの付加反応生成物;
【0052】または2−ヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
ト、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2
−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロ
キシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチ
ル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ
(メタ)アクリレートもしくはポリプロピレングリコー
ルモノ(メタ)アクリレートの如き、各種の水酸基含有
(メタ)アクリレート類;また此等の、上掲したような
各種の(メタ)アクリレートと、ε−カプロラクトンの
付加反応生成物などであるし、
【0053】N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリ
ルアミド、N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリル
アミド、N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリル
アミドもしくはN−ジエチルアミノプロピル(メタ)ア
クリルアミドの如き、各種のアミノ基含有アミド系不飽
和単量体;
【0054】ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレー
トもしくはジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート
の如き、各種のジアルキルアミノアルキル(メタ)アク
リレート類;
【0055】tert−ブチルアミノエチル(メタ)ア
クリレート、tert−ブチルアミノプロピル(メタ)
アクリレート、アジリジニルエチル(メタ)アクリレー
ト、ピロリジニルエチル(メタ)アクリレートもしくは
ピペリジニルエチル(メタ)アクリレートの如き、各種
のアミノ基含有単量体;
【0056】エチレン、プロピレンもしくはブテン−1
の如き、各種のα−オレフィン類;塩化ビニルもしくは
塩化ビニリデンの如き、フルオロオレフィンを除く、各
種のハロゲン化オレフィン類(ハロ・オレフィン類);
スチレン、α−メチルスチレンもしくはビニルトルエン
の如き、各種の芳香族ビニル単量体;
【0057】γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピル
トリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシ
プロピルトリエトキシシランもしくはγ−(メタ)アク
リロイルオキシプロピルメチルジメトキシシランの如
き、各種の加水分解性シリル基含有単量体;
【0058】あるいは酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、
カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニ
ル、C9なる分岐状(分枝状)脂肪族カルボン酸ビニ
ル、C10なる分岐状脂肪族カルボン酸ビニル、C11
なる分岐脂肪族カルボン酸ビニルもしくはステアリン酸
ビニルの如き、各種の脂肪族カルボン酸ビニル類などで
あるし、
【0059】さらには、シクロヘキサンカルボン酸ビニ
ル、メチルシクロヘキサンカルボン酸ビニル、安息香酸
ビニルもしくはp−tert−ブチル安息香酸ビニルの
如き、環状構造を有するカルボン酸の、各種のビニルエ
ステル類などである。
【0060】当該エポキシ基含有ビニル共重合体(b−
1)の調製方法については、特に制限はなく、公知慣用
の種々の方法が利用し適用できるけれども、とりわけ、
上掲したような種々の単量体類を、溶液中で、ラジカル
重合反応せしめたのちに、脱溶剤せしめるということに
よって、目的とする重合体を得るというような方法によ
るのが、分子量の調節が容易であるという面で、特に推
奨することが出来る。
【0061】次いで、前記したブロックポリイソシアネ
ート化合物(b−2)として特に代表的なもののみを例
示するに留めれば、ヘキサメチレンジイソシアネートも
しくはトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートの如
き、各種の脂肪族ジイソシアネート類;キシリレンジイ
ソシアネートもしくはイソホロンジイソシアネートの如
き、各種の環状脂肪族ジイソシアネート類;
【0062】またはトリレンジイソシアネートもしくは
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの如き、各
種の芳香族ジイソシアネート類などの有機ジイソシアネ
ート、あるいは此等の有機ジイソシアネートと、多価ア
ルコール、低分子量ポリエステル樹脂(ポリエステルポ
リオール)または水などとの付加物などであるし、
【0063】さらには、上掲したような有機ジイソシア
ネート同志の重合体(イソシアヌレート型ポリイソシア
ネート化合物をも含む。)や、イソシアネート・ビウレ
ット体などのような各種のポリイソシアネート化合物
を、公知慣用のブロック化剤で以てブロック化せしめて
得られる形のものや、次のような構造式
【0064】
【化1】
【0065】で示されるウレトジオン結合を構造単位と
して有する、いわゆるセルフ・ブロックポリイソシアネ
ート化合物が挙げられる。
【0066】次いで、前記したポリエポキシ化合物(b
−3)として特に代表的なもののみを例示するにとどめ
れば、ビスフェノールAのポリグリシジルエーテルの如
き、種々のエポキシ樹脂;
【0067】1,6−ヘキサンジオール、トリメチロー
ルプロパン、トリメチロールエタンの如き、種々の多価
アルコールのポリグリシジルエーテル類;
【0068】フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、
ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸の
如き、種々の多価カルボン酸のポリグリシジルエステル
類;
【0069】またはビス(3,4−エポキシシクロヘキ
シル)メチルアジペートの如き、種々の脂環式エポキシ
基含有化合物などである。
【0070】次いでまた、前記したアミノプラスト(b
−4)として特に代表的なもののみを例示するにとどめ
れば、メラミン、尿素、アセトグアナミン、ベンゾグア
ナミン、ステログアナミンまたはスピログアナミンの如
き、種々のアミノ基含有化合物と、ホルムアルデヒド、
パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒドまたはグリオ
キザールの如き、種々のアルデヒド系化合物成分とを、
公知慣用の種々の方法により反応せしめることによって
得られる形の縮合物、あるいは此等の縮合物を、アルコ
ール類で以てエーテル化せしめることによって得られる
形の化合物などであるが、通常、塗料として使用されて
いるようなものであれば、いずれの化合物も使用できる
ことは、勿論である。
【0071】さらに、上掲したような化合物以外にも、
エポキシ基と(ブロック)イソシアネート基とを併せ有
する化合物、エポキシ基および/または(ブロック)イ
ソシアネート基を有するアミノプラストなども亦、硬化
剤(B)成分として使用することが出来る。
【0072】上掲したような種々の硬化剤(B)のうち
でも、エポキシ基含有ビニル共重合体(b−1)は、他
の硬化剤よりも、得られる塗膜の耐候性に優れるという
処から、特に推奨されるものである。
【0073】次いで、本発明に係る粉体塗料用樹脂組成
物の、第三の必須構成成分たる、前記したビニル共重合
体(C)について説明をすることにする。
【0074】当該ビニル共重合体(C)とは、該ビニル
共重合体(C)それ自体のガラス転移温度が約−80〜
約+20℃であって、しかも、前述したポリエステル樹
脂(A)および/または前述した硬化剤(B)と反応し
得る官能基を有するビニル共重合体を指称するものであ
る。
【0075】当該ビニル共重合体(C)の官能基は、前
述したポリエステル樹脂(A)および/または前述した
硬化剤(B)の有する官能基の種類に応じて、適宜、選
択される、1種類のみの化合物の単独使用でもよいし、
2種類以上の化合物の併用でもよいことは、勿論であ
る。
【0076】当該ビニル共重合体(C)の調製方法につ
いては、特に制限はなく、公知慣用の方法が適用でき
る。
【0077】当該ビニル共重合体(C)の官能基の種類
は、前述した、それぞれ、ポリエステル樹脂(A)およ
び/または硬化剤(B)の有する官能基の種類に応じ
て、適宜、選択すればよいが、合成・固形化の容易さ、
塗料化する際の作業性などの観点からは、水酸基および
/またはエポキシ基を有するビニル共重合体(C)が推
奨される。
【0078】斯かるビニル共重合体(C)を得る方法と
しては、水酸基および/またはエポキシ基を有するビニ
ル単量体を用いて、その他の共重合可能なる単量体類と
共重合せしめるというような方法が、最も簡便である。
【0079】こうした水酸基またはエポキシ基を有する
単量体として特に代表的なもののみを挙げるにとどめれ
ば、それらのうちの、まず、水酸基含有単量体として
は、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、3−ヒドロ
キシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピル
ビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテ
ル、3−ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−ヒドロ
キシ−2−メチルプロピルビニルエーテル、5−ヒドロ
キシペンチルビニルエーテルもしくは6−ヒドロキシヘ
キシルビニルエーテルなどのような種々の水酸基を有す
るビニルエーテル類;または此等の、上掲したような種
々のビニルエーテルと、ε−カプロラクトンとの付加反
応生成物;
【0080】2−ヒドロキシエチル(メタ)アリルエー
テル、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アリルエーテ
ル、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アリルエーテル、
4−ヒドロキシブチル(メタ)アリルエーテル、3−ヒ
ドロキシブチル(メタ)アリルエーテル、2−ヒドロキ
シ−2−メチルプロピル(メタ)アリルエーテル、5−
ヒドロキシペンチル(メタ)アリルエーテルもしくは6
−ヒドロキシヘキシル(メタ)アリルエーテルの如き、
各種の水酸基含有アリルエーテル;または此等の、上掲
したような各種のアリルエーテルと、ε−カプロラクト
ンとの付加反応生成物;
【0081】あるいは2−ヒドロキシエチル(メタ)ア
クリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ
ート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、
2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒド
ロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブ
チル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモ
ノ(メタ)アクリレートもしくはポリプロピレングリコ
ールモノ(メタ)アクリレートの如き、各種の水酸基含
有(メタ)アクリレート類;また此等の、上掲したよう
な各種の(メタ)アクリレートと、ε−カプロラクトン
の付加反応生成物などであるし、
【0082】次いで、他方のエポキシ基含有単量体とし
ては、グリシジル(メタ)アクリレートまたはβ−メチ
ルグリシジル(メタ)アクリレートの如き、各種のグリ
シジルエステル類;あるいは3,4−エポキシシクロヘ
キシルメチル(メタ)アクリレートの如き、各種の脂環
式エポキシ基含有ビニル単量体などである。
【0083】これらの、いわゆる官能基を有するビニル
単量体類は、1種のみの単独使用でも、2種以上の併用
でもよいが、脂環式エポキシ基含有ビニル共重合体は、
得られる塗膜の機械的物性向上化のみならず、耐候性の
向上化にも効果があるので、特に推奨される。
【0084】さらに、その他の共重合可能なる単量体類
としては、すでに、前エポキシ基含有ビニル共重合体
(b−1)において述べて来たような部類の単量体類
が、同様に、使用できるということである。
【0085】その際に使用される、上掲したような官能
基を有するビニル単量体の使用量としては、得られるビ
ニル共重合体(C)の100g当たりの、該共重合体
(C)中に存在する官能基の合計含有量が、約0.01
〜約0.35モル当量なる範囲内が適切である。
【0086】これらの諸々の官能基の含有量が約0.0
1モル当量よりも少ないという場合には、どうしても、
塗膜の、とりわけ、機械的強度などが不十分となり易い
し、一方、官能基の含有量が約0.35モル当量よりも
多くなると、塗膜の柔軟性が失われるようになって、機
械的物性改良効果を発現することが出来なくなるように
ので、いずれも好ましくない。
【0087】また、当該ビニル共重合体(C)のガラス
転移温度としては、約−80〜約+20℃の範囲内にあ
ることが適切である。
【0088】当該ビニル共重合体(C)のガラス転移温
度が、約−80℃よりも低いという場合には、どうして
も、塗料の貯蔵安定性が低下し易くなるし、一方、約+
20℃よりも高いという場合には、どうしても、機械的
物性改良の効果を発現することが出来なくなるので、い
ずれの場合も好ましくない。
【0089】当該ビニル共重合体(C)の数平均分子量
としては、約4,000〜約100,000の範囲内に
あることが適切であり、好ましくは、約5,000〜約
70,000なる範囲内にあることが適切である。
【0090】当該ビニル共重合体(C)の数平均分子量
が約4,000よりも小さいという場合には、どうして
も、貯蔵安定性の低下を招くようになるし、機械的物性
向上化の効果を発現することが出来ない。
【0091】一方、約100,000よりも余りに大き
くなるという場合には、どうしても、得られる塗膜の、
とりわけ、平滑性などが極めて悪くなり易いし、しか
も、前述したポリエステル樹脂(A)や、前述した硬化
剤(B)との相溶性が悪くなり易くなり、ひいては、架
橋反応が充分に進行し得なくなって、とりわけ、塗膜強
度が極めて低いものとなり易くなるので、いずれの場合
も好ましくない。
【0092】さらに、ビニル共重合体(C)の配合量
は、ポリエステル樹脂(A)と、硬化剤(B)と、ビニ
ル共重合体(C)との合計に対して、約1〜約30重量
%の範囲にあることが望ましい。
【0093】この配合量が、約1重量%よりも少ない
と、どうしても、機械的物性の向上化に充分なる効果を
発現することが出来ないし、一方、約30重量%よりも
多くなると、どうしても、塗料の貯蔵安定性が低下よう
になって来るので、いずれも好ましくない。
【0094】以上までに掲げて来たような、それぞれの
必須の構成成分から、目的とする粉体塗料用樹脂組成物
を、そして、粉体塗料を調製する方法としては、公知慣
用の種々の方法が用いられるが、それらのうちでも特に
代表的なる方法としては、まず、そうした諸々の必須構
成成分を、必要に応じて、顔料や、流展剤などと混合せ
しめ、さらに、かくして得られる混合物を溶融混練せし
め、次いで、微粉砕工程を経、そして、分級工程を経
て、粉体塗料と為すという、いわゆる機械的粉砕方式な
どがある。
【0095】本発明に係る粉体塗料用樹脂組成物には、
さらに、有機系ないしは無機系の顔料類などをはじめ、
さらには、流動調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤また
はヒンダード・アミン系光安定剤などのような、公知慣
用の種々の添加剤類;ニトロセルロースもしくはセルロ
ース・アセテート・ブチレートの如き、各種の繊維素誘
導体類;あるいは塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロ
ピレン、石油樹脂、エポキシ樹脂または塩化ゴムの如
き、各種の樹脂類を添加せしめることも出来る。
【0096】ここにおいて、かくして得られる、本発明
に係る粉体塗料用樹脂組成物を、粉体塗料として利用し
適用する際に用いられる、いわゆる被塗物基材として特
に代表的なもののみを例示するにとどめれば、アルミニ
ウム、ステンレス・スチール、クロム・メッキ、トタン
板またはブリキ板の如き、各種の金属素材または金属製
品類などであるし、さらには、瓦類;ガラス類;あるい
は各種の無機質建材類などであり、
【0097】具体的には、自動車車体または自動車
(用)部品類、二輪車または二輪車(用)部品類などを
はじめとし、さらには、門扉またはフェンス類の如き、
各種の建材類;アルミサッシ類の如き、各種の建築内外
装用資材類;あるいはアルミフォイルなどのような、種
々の鉄または非鉄金属類の諸素材類ないしは諸製品類な
どである。
【0098】かくして得られる、本発明の粉体塗料用樹
脂組成物は、常法により、上掲したような種々の被塗物
基材類に塗布され、次いで、常法に従って、焼き付け乾
燥せしめるということによって、塗膜の、とりわけ、硬
化性、外観、耐候性ならびに機械的物性などに優れた塗
膜を与えることが出来るものである。
【0099】そして、本発明に係る粉体塗料用樹脂組成
物は、主として、自動車上塗り用、自動車中塗り用、自
動車部品用、建材用、家電製品用あるいは各種金属製品
用の塗料などに、広範に、利用し適用することが出来
る。
【0100】
【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が、本発
明は、決して、これらの例示例のみに限定されるもので
はない。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。
【0101】参考例1〔ポリエステル樹脂(A)の調製
例〕 攪拌機、温度計、精留塔および窒素ガス導入口を備えた
反応容器に、エチレングリコールの24部と、ネオペン
チルグリコールの321部と、トリメチロールプロパン
の8部を仕込んで、窒素雰囲気下で、攪拌を続けなが
ら、150℃にまで昇温し、イソフタル酸の453部お
よびテレフタル酸の194部と、ジブチル錫オキサイド
の0.5部とを仕込んで、攪拌を続けながら、240℃
にまで昇温した。
【0102】さらに、同温度で、脱水縮合反応を続行せ
しめることによって、酸価が26(mgKOH/g)
で、環球法による軟化点が119℃で、かつ、数平均分
子量が4,300なる、目的とするポリエステル樹脂を
得た。以下、これをポリエステル樹脂(A−1)と略記
する。
【0103】参考例2〜4(同上) 使用すべき原料を、第1表に示すように変更するように
した以外は、参考例1と同様にして、同表に示すような
性状値を有する、各種のポリエステル樹脂(A−2)〜
(A−4)を得た。
【0104】
【表1】
【0105】《第1表の脚注》 1):ヒドロキシピバリルヒドロキシピバレートの略記
【0106】
【表2】
【0107】参考例5および6〔対照用の、ポリエステ
ル樹脂(A’)の調製例〕 第2表に示す原料を使用するように変更した以外は、参
考例1と同様にして、同表に示すような性状値を有す
る、各種の、対照用のポリエステル樹脂(A’−1)お
よび(A’−2)を得た。
【0108】
【表3】
【0109】参考例7〔エポキシ基含有ビニル共重合体
(b−1)の調製例〕 攪拌機、温度計、コンデンサーおよび窒素ガス導入口を
備えた反応容器に、キシレンの600部を入れて、窒素
雰囲気下に、135℃にまで昇温した。
【0110】そこへ、メチルメタクリレートの600
部、n−ブチルメタクリレートの100部およびグリシ
ジルメタクリレートの300部と、tert−ブチルパ
ーオキシオクトエートの50部とからなる混合物を、6
時間に亘って滴下し、その滴下終了後も、同温度に、1
0時間のあいだ保持した。
【0111】重合反応終了後、かくして得られた樹脂溶
液から、約40hPaの減圧下で、キシレンを留去せし
めるということによって、不揮発分が99.6%で、環
球法による軟化点が110℃で、エポキシ当量が500
で、かつ、数平均分子量が2,500なる、目的とす
る、エポキシ基含有ビニル共重合体(b−1)の固形物
が得られた。以下、これを(B−1)と略記する。
【0112】参考例8(同上) 使用すべき単量体混合物を、スチレンの350部、メチ
ルメタクリレートの150部、n−ブチルメタクリレー
トの150部、β−ヒドロキシエチルメタクリレートの
100部およびグリシジルメタクリレートの250部か
らなる混合物に変更するようにし、しかも、TBPOの
使用量を、35部に変更するようにした以外は、参考例
7と同様にして、不揮発分が99.7%で、環球法によ
る軟化点が114℃で、エポキシ当量が600で、水酸
基価が43(mgKOH/g固形分)で、かつ、数平均
分子量が3,000なる、エポキシ基と水酸基とを併せ
有する、目的とする、ビニル共重合体(b−1)の固形
物が得られた。以下、これを(B−2)と略記する。
【0113】参考例9〔ビニル共重合体(C)の調製
例〕 参考例5と同様の攪拌機、温度計、コンデンサーおよび
窒素ガス導入口を備えた反応容器に、n−ブチルメタク
リレートの340部、2エチルヘキシルメタクリレート
の540部およびグリシジルメタクリレートの120部
と、tert−ブチルパーオキシオクトエートの50部
とからなる単量体と開始剤の混合物のうちの30重量%
と、キシレンの500部を仕込み、窒素雰囲気下で、9
0℃に昇温した。
【0114】次いで、そこへ、上記した混合物の残り
を、3時間に亘って滴下し、その滴下終了後も、同温度
に、10時間のあいだ保持することによって、不揮発分
が67%なる樹脂溶液を得た。
【0115】さらに、かくして得られた樹脂溶液から、
約40hPaの減圧下で、キシレンを留去せしめるとい
うことによって、不揮発分が99.6%で、ガラス転移
温度(Tg)が−35℃で、エポキシ当量が1,190
で、かつ、数平均分子量が7,000なる、目的とす
る、ビニル共重合体の固形物が得られた。以下、これを
重合体(C−1)と略記する。
【0116】参考例10〜12(同上) 使用すべき、ビニル単量体ならびに開始剤を、第3表に
示すように変更した以外は、参考例7と同様にして、不
揮発分が67%なる、目的とする樹脂溶液を得た。
【0117】次いで、かくして得られた樹脂溶液から、
約40hPaの減圧下で、キシレンを留去せしめるとい
うことによって、第3表に示すような性状を有する、各
種の固形物を得た。以下、これらを、ビニル共重合体
(C−2)〜(C−4)と略記する。
【0118】
【表4】
【0119】《第3表の脚注》 1):tert−ブチルパーオキシオクトエートの略記
【0120】
【表5】
【0121】実施例1〜10ならびに比較例1〜6 第4表に示すような塗料配合組成比で以て、まず、各成
分を混合せしめ、さらに、かくして得られる、それぞれ
の混合物を、「コニーダー」(スイス国ブス社製品)の
うちの、「PR−46型」なる型式の一軸混練機によっ
て加熱混練せしめた。
【0122】ただし、実施例1、4および6〜10につ
いては、予め、エポキシ基含有ビニル共重合体(B−
1)または(B−2)の樹脂溶液と、ビニル共重合体
(C)の樹脂溶液とを、それぞれの溶液中の固形分の量
が、第4表に示すような所定の配合比率となるように混
合せしめ、次いで、それぞれの混合溶液から、約40h
Paで減圧して、キシレンを留去することにより得られ
た固形分を、他の成分と配合せしめるということによっ
て、各種の混練物(塗料)を調製した。
【0123】しかるのち、かくして得られた混練物を、
粗粉砕せしめたのち、さらに、微粉砕せしめるというこ
とによって、平均粒径が30〜40マイクロ・メーター
(μm)なる、各種の粉体塗料を調製せしめた。
【0124】引き続いて、それぞれの粉体塗料を、各別
に、0.8mm厚の燐酸亜鉛処理鋼板上に、静電粉体塗
装せしめ、さらに、180℃の温度で、20分間のあい
だ焼き付けを行なうということによって、各種の粉体硬
化塗膜(塗板)を得た。
【0125】以後は、それぞれの塗板を、諸性能の評価
判定試験に供したが、それらの評価判定試験は、まとめ
て、第5表に示す。
【0126】
【表6】
【0127】《第4表の脚注》 1):「VESTAGON B1530」の略記で、ド
イツ国ヒュルス社製の、イソホロンジイソシアネートの
ヌレート体を、ε−カプロラクタムでブロック化せしめ
た形のブロック・ポリイソシアネート化合物 3):大日本インキ化学工業(株)社製の、エポキシ樹
脂の商品名 4):ドイツ国BASF社製の、表面調整剤の商品名 5):「タイペーク CR−90」の略記で、石原産業
(株)製の、酸化チタンの商品名
【0128】
【表7】
【0129】《第4表の脚注》 2):「VESTAGON BF1540」の略記で、
ドイツ国ヒュルス社製の、イソホロンジイソシアネート
を、ウレトジオン結合で以てセルフ・ブロック化せしめ
た形のブロック・ポリイソシアネート化合物
【0130】
【表8】
【0131】
【表9】
【0132】
【表10】
【0133】
【表11】
【0134】《第5表の脚注》 平滑性………………目視により評価判定した。
【0135】 ○;非常にスムーズな平滑なる塗面の場合 △;大きなラウンドが認められる場合 ×;細かいチリ肌が認められる場合
【0136】エリクセン値………エリクセン試験機によ
る評価判定を行なった。この値が大きいほど、塗膜の可
撓性が良好であるということを意味する。
【0137】デュポン衝撃値……デュポン衝撃試験器に
よる評価判定(1/2インチ)を行なったものであり、
500gの荷重を、或る高さから落下させた際に、塗膜
に“割れ”などの欠陥が認められない最大の高さ(c
m)を以て表示した。この値が大きいほど、耐衝撃性が
良好であるということを意味する。
【0138】耐候性………………サンシャイン・ウェザ
オメーター[スガ試験機(株)製品]による、1,00
0時間に及ぶ促進耐候性試験ののちの光沢保持率(%)
を測定し、その値で以て表示している。この値が高いほ
ど、耐候性が良好であるということを意味する。
【0139】
【表12】
【0140】
【表13】
【0141】
【発明の効果】以上に詳説した通り、さらには、各実施
例ならびに各比較例によって、具体的に示しているよう
に、本発明に係る粉体塗料用樹脂組成物は、とりわけ、
塗膜の諸物性、就中、とりわけ、耐候性と、とりわけ、
機械的物性との双方に優れる硬化塗膜を与えるというも
のである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一分子中に、酸基および/または水酸基
    を有しており、しかも、酸成分原料として、イソフタル
    酸を、該酸成分原料全体の約40モル%以上使用して得
    られるポリエステル樹脂(A)と、該ポリエステル樹脂
    (A)と反応し得る官能基を有する、少なくとも1種類
    の硬化剤(B)と、ガラス転移温度が約−80〜約+2
    0℃であって、しかも、上記したポリエステル樹脂
    (A)および/または上記した硬化剤(B)と反応し得
    る官能基を有するビニル共重合体(C)とを、必須の皮
    膜形成成分として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】 前記した硬化剤(B)の少なくとも1種
    が、エポキシ基含有ビニル重合体(b−1)である、請
    求項1に記載の組成物。
  3. 【請求項3】 前記したビニル共重合体(C)が、該重
    合体(C)の官能基として、水酸基および/またはエポ
    キシ基を有するものである、請求項1または2に記載の
    組成物
  4. 【請求項4】 前記したビニル共重合体(C)が、数平
    均分子量が約4,000〜約100,000なる範囲内
    のものである、請求項1〜3のいずれかに記載の組成
    物。
  5. 【請求項5】 前記したビニル共重合体(C)が、該重
    合体(C)の分子中に脂環式エポキシ基を有するもので
    ある、請求項1〜4のいずれかに記載の組成物。
  6. 【請求項6】 前記したビニル共重合体(C)が、該重
    合体(C)の官能基の含有量として、該化合物(C)の
    100グラム(g)当たり、約0.01〜約0.35モ
    ル当量なる範囲内のものである、請求項1〜5のいずれ
    かに記載の組成物。
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