JPWO2019102626A1 - (メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂、硬化性樹脂組成物、塗料及び塗装鋼板 - Google Patents

(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂、硬化性樹脂組成物、塗料及び塗装鋼板 Download PDF

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Abstract

本発明は、飽和ポリエステル樹脂(A)と、水酸基含有(メタ)アクリル単量体を含有する(メタ)アクリル単量体混合物(B)とを必須の反応原料とする(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂であって、前記飽和ポリエステル樹脂(A)が、脂肪族ジオール(a1)と、脂肪族ジカルボン酸を含有するジカルボン酸(a2)との重縮合物であり、前記脂肪族ジカルボン酸の含有量が、前記ジカルボン酸(a2)中に5質量%以上であることを特徴とする(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂を提供する。この(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂は、塗料のハイソリッド化が可能で、かつ、優れた加工性及び耐候性を有する塗膜を形成することができる。

Description

本発明は、(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物からなる塗料、及び前記塗料の塗膜を有する塗装鋼板に関する。
家電や自動車部品、建材、製缶用途等の各種金属部品或いは金属成形品の塗装方法として、鋼板に予め塗装を施すプレコート法と、鋼板を成形した後に塗装するポストコート法が知られている。プレコート法に用いる鋼板は一般にプレコートメタル(以下、「PCM」と略記する。)と呼ばれており、予め塗装した鋼板を用途に応じて切断し、様々な形状に成形加工して用いるため、PCM塗料には塗膜表面の硬度や光沢に加え、非常に高い加工性と耐候性が求められている。
また、近年は、環境への影響を考慮し、揮発性有機化合物(VOC)の量を低減した溶剤含有量の少ないハイソリッド型PCM塗料の検討も行われており、塗料のハイソリッド化が求められている。
従来のPCM塗料には、二液硬化型、紫外線硬化型、揮発乾燥型等様々な形態の塗料が用いられており、また、樹脂系もポリエステル樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂等多種多様であるが、これらの中でも優れた加工性を有することから、ポリエステル樹脂を主剤とする二液硬化型の塗料が広く利用されている。
前記ポリエステル樹脂を主剤とする二液硬化型の塗料としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオールを反応原料とする数平均分子量(Mn)11,000のポリエステル樹脂を主剤とする塗料が知られている(例えば、特許文献1参照。)が、加工性には優れるものの、塗料のハイソリッド化の点において近年要求されている基準に及ぶものではなかった。
そこで、塗料のハイソリッド化を実現でき、かつ、優れた加工性及び耐候性を有する塗膜を形成可能な材料が求められていた。
特開平9−12969号公報
本発明が解決しようとする課題は、塗料のハイソリッド化が可能で、かつ、優れた加工性及び耐候性を有する塗膜を形成可能な(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、塗料及び塗装鋼板を提供することにある。
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、飽和ポリエステル樹脂と(メタ)アクリル単量体混合物とを必須の反応原料とする(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂を用いることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、発明は、飽和ポリエステル樹脂(A)と、水酸基含有(メタ)アクリル単量体を含有する(メタ)アクリル単量体混合物(B)とを必須の反応原料とする(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂であって、前記飽和ポリエステル樹脂(A)が、脂肪族ジオール(a1)と、脂肪族ジカルボン酸を含有するジカルボン酸(a2)との重縮合物であり、前記脂肪族ジカルボン酸の含有量が、前記ジカルボン酸(a2)中に5質量%以上であることを特徴とする(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂、これを含有する硬化性樹脂組成物、塗料及び塗装鋼板に関するものである。
本発明の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂は、塗料のハイソリッド化、すなわち高不揮発分化が可能であり、また、優れた加工性及び耐候性を有する塗膜を形成できることから、PCM塗料や、自動車上塗り塗料、自動車補修用塗料等の自動車用塗料などに好適に用いることができる。なお、本発明でいう「ハイソリッド」とは、塗料の不揮発分が65質量%以上を指す。
本発明の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂は、飽和ポリエステル樹脂(A)と、(メタ)アクリル単量体混合物(B)とを必須の反応原料とすることを特徴とする。
前記飽和ポリエステル樹脂(A)とは、脂肪族の炭素間二重結合を実質的に有さないポリエステル樹脂をいう。
前記飽和ポリエステル樹脂(A)としては、脂肪族ジオール(a1)とジカルボン酸(a2)とを重縮合反応させて得られたものを用いる。
前記脂肪族ジオール(a1)としては、塗料のハイソリッド化が可能で、かつ、優れた加工性及び耐候性を有する塗膜を形成可能な(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂が得られることから、少なくとも1つの側鎖を有する非対称ジオール、及び/または側鎖を有しない直鎖ジオールを含むものが好ましい。なお、本発明でいう「非対称ジオール」とは、構造が非対称なジオールを指す。
前記少なくとも1つの側鎖を有する非対称ジオールとしては、例えば、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオール、2−エチル−1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ヘプタンジオール等が挙げられる。これらの少なくとも1つの側鎖を有する非対称ジオールは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。また、これらの中でも、2−メチル−1,3−プロパンジオールが好ましい。
前記側鎖を有しない直鎖ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ナノジオール、1,10−ドデカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,15−ペンタデカンジオール、1,16−ヘキサデカンジオール、1,17−ヘプタデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,19−ノナデカンジオール、1,20−エイコサンジオール等が挙げられる。これらの側鎖を有しない直鎖ジオールは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。また、これらの中でも、塗料のハイソリッド化が可能で、かつ、優れた加工性及び耐候性を有する塗膜を形成可能な(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂が得られることから、1,6−ヘキサンジオールが好ましい。
また、前記脂肪族ジオール(a1)としては、前記少なくとも1つの側鎖を有する非対称ジオール及び側鎖を有しない直鎖ジオール以外に、必要に応じて、その他のジオールを用いることができる。
前記その他の脂肪族ジオールとしては、例えば、ネオペンチルグリコール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオール、2,3−ヘキサンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジオール等が挙げられる。これらのその他の脂肪族ジオールは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記ジカルボン酸(a2)としては、優れた加工性及び耐候性を有する塗膜を形成可能な(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂が得られることから脂肪族ジカルボン酸を必須として含有する。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマー酸、フマル酸等やこれらの脂肪族ジカルボン酸のメチルエステル、酸塩化物などが挙げられる。これらの脂肪族ジカルボン酸は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。また、これらの中でも、アジピン酸が好ましい。
前記脂肪族ジカルボン酸の含有量は、前記(メタ)アクリル単量体混合物(B)との相溶性に優れることから、前記ジカルボン酸(a2)中に5質量%以上含有するものであり、10〜20質量%の範囲がより好ましい。
また、前記ジカルボン酸(a2)としては、必要に応じて、脂環式ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸、またはこれらの酸無水物を含有することもできる。前記脂環式ジカルボン酸としては、例えば、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられる。前記芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−p,p’−ジカルボン酸、p−ヒドロキシ安息香酸、p−(2−ヒドロキシエトキシ)安息香酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、無水フタル酸等が挙げられる。
前記脂肪族ジオール(a1)と前記ジカルボン酸(a2)との重縮合反応においては、必要に応じて、エステル化触媒を用いることもできる。
前記エステル化触媒としては、例えば、チタン、スズ、亜鉛、アルミニウム、ジルコニウム、マグネシウム、ハフニウム、ゲルマニウム等の金属塩;チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、チタンオキシアセチルアセトナート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、オクタン酸錫、2−エチルヘキサンスズ、アセチルアセトナート亜鉛、4塩化ジルコニウム、4塩化ジルコニウムテトラヒドロフラン錯体、4塩化ハフニウム、4塩化ハフニウムテトラヒドロフラン錯体、酸化ゲルマニウム、テトラエトキシゲルマニウム等の金属化合物などが挙げられる。
また、前記脂肪族ジオール(a1)と前記ジカルボン酸(a2)の反応は、例えば、無溶剤または有機溶剤の存在下で行うことができる。
また、前記脂肪族ジオール(a1)と前記ジカルボン酸(a2)の反応を無溶剤で行った場合であっても、反応後に有機溶剤に溶解して用いることもできる。
前記有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、イソブチルケトン等のケトン溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキソラン等の環状エーテル溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル溶剤;トルエン、キシレン、ソルベントナフサ等の芳香族溶剤;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環族溶剤;カルビトール、セロソルブ、メタノール、イソプロパノール、ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶剤;アルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート等のグリコールエーテル溶剤などが挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記飽和ポリエステル樹脂(A)の重量平均分子量は、塗料のハイソリッド化が可能で、かつ、優れた加工性及び耐候性を有する塗膜を形成可能な(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂が得られることから、1,000〜5,000の範囲が好ましく、2,000〜3,000の範囲がより好ましい。
なお、前記飽和ポリエステル樹脂(A)の重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定した値を示す。
前記(メタ)アクリル単量体混合物(B)は、水酸基含有(メタ)アクリル単量体を必須として含有する。
前記水酸基含有(メタ)アクリル単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、グリセリンのモノ(メタ)アクリル酸エステル等の分子中に水酸基を有する(メタ)アクリル単量体が挙げられる。これらの水酸基含有(メタ)アクリル単量体は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
また、前記水酸基含有(メタ)アクリル単量体の含有量は、前記(メタ)アクリル単量体混合物中に10質量%以上であることが好ましい。特に、本発明の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂を自動車、重機等の工業用塗料などに用いる場合は、20〜40質量%の範囲がより好ましく、PCM塗料などに用いる場合は、10〜25質量%の範囲がより好ましい。
前記(メタ)アクリル単量体混合物としては、水酸基含有(メタ)アクリル単量体以外のその他の(メタ)アクリル単量体を含有することもできる。
前記その他の(メタ)アクリル単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸β−カルボキシエチル、2−(メタ)アクリロイルプロピオン酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸ハーフエステル、マレイン酸ハーフエステル、無水マレイン酸、無水イタコン酸、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンサクシネート、β−(メタ)ヒドロキシエチルハイドロゲンフタレート等のカルボキシル基含有(メタ)アクリル単量体及びこれらの塩;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸N−モノアルキルアミノアルキル、(メタ)アクリル酸N,N−ジアルキルアミノアルキル、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピルアクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有(メタ)アクリル単量体;アクロレイン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル化合物;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、アミルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル等のビニルエーテル化合物;(メタ)アクリロニトリル等のビニルニトリル化合物;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルアニソール、α−ハロスチレン、ビニルナフタリン等の芳香環を有するビニル単量体;イソプレン、ブタジエン、エチレン等の官能基を有しないビニル単量体;N−ビニルピロリドン等の複素環式ビニル単量体;リン酸(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸ジ(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸トリ(メタ)アクリロイルオキシエチル、カプロラクトン変性リン酸(メタ)アクリロイルオキシエチル等のリン酸基含有(メタ)アクリル単量体などが挙げられる。これらのその他の(メタ)アクリル単量体は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記飽和ポリエステル樹脂(A)と前記(メタ)アクリル単量体混合物(B)との質量比[(A)/(B)]は、塗料のハイソリッド化が可能で、かつ、優れた加工性及び耐候性を有する塗膜を形成可能な(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂が得られることから、15/85〜50/50の範囲が好ましく、25/75〜35/65の範囲がより好ましい。
本発明の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂は、例えば、前記飽和ポリエステル樹脂(A)の有機溶剤溶液に前記(メタ)アクリル単量体混合物(B)と重合開始剤とを滴下して反応させることによって得ることができる。
前記重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、アゾビスシアノ吉草酸等のアゾ化合物;tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート等の有機過酸化物;過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物が挙げられる。これらの重合開始剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
本発明の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、塗料のハイソリッド化が可能で、かつ、優れた加工性及び耐候性を有する塗膜を形成可能な(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂が得られることから、5,000〜20,000の範囲が好ましく、7,500〜12,500の範囲がより好ましい。
また、本発明の(メタ)アクリル酸ポリエステル樹脂の水酸基価は、塗料のハイソリッド化が可能で、かつ、優れた加工性及び耐候性を有する塗膜を形成可能な(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂が得られることから、60〜150の範囲が好ましい。特に、本発明の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂を自動車、重機等の工業用塗料などに用いる場合は、100〜150の範囲がより好ましく、PCM塗料などに用いる場合は、60〜100の範囲がより好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、前記(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂と、硬化剤とを必須として含有する。
前記硬化剤としては、前記本発明の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂と硬化反応を生じ得る成分を含有していればよく、このような成分としては、例えば、アミノ樹脂、ポリイソシアネート樹脂、レゾール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いることも2種以上を併用することもできる。前記硬化剤の成分は、硬化性樹脂組成物の用途や使用環境、所望の硬化物の物性等に応じて適宜選択されるが、主剤として本発明の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂を用いる限り、いずれの硬化剤を用いた場合であっても、本発明が奏する硬化塗膜における加工性と耐候性とのバランスに優れる効果は十分に発揮される。
前記アミノ樹脂としては、例えば、メラミン、尿素及びベンゾグアナミンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、ホルムアルデヒド類とから合成されるメチロール化アミノ樹脂;前記メチロール化アミノ樹脂のメチロール基の一部または全部をメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール等の低級一価アルコールによって、アルキルエーテル化したものなどが挙げられる。
前記アミノ樹脂の市販品としては、例えば、Allnex社製「Cymel 303」(メチル化メラミン樹指)、「Cymel 350」(メチル化メラミン樹脂)、三井化学株式会社社製「ユーバン520」(n−ブチル化変性メラミン樹脂)、「ユーバン20−SE−60」(n−ブチル化変性メラミン樹脂)、「ユーバン2021」(n−ブチル化変性メラミン樹脂)、「ユーバン220」(n−ブチル化変性メラミン樹脂)、「ユーバン22R」(n−ブチル化変性メラミン樹脂)、「ユーバン2028」(n−ブチル化変性メラミン樹脂)、「ユーバン165」(イソブチル化変性メラミン樹脂)、「ユーバン114」(イソブチル化変性メラミン樹脂)、「ユーバン62」(イソブチル化変性メラミン樹脂)、「ユーバン60R」(イソブチル化変性メラミン樹脂)等が挙げられる。また、これらアミノ樹脂を用いる場合には、リン酸エステル等の酸化合物を硬化促進剤として添加しても良い。
前記ポリイソシアネート樹脂としては、例えば、ブタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物;ノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;下記構造式(1)で表される繰り返し構造を有するポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート;これらのイソシアヌレート変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体、ブロック化ポリイソシアネート樹脂などが挙げられる。
Figure 2019102626
[式中、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜6の炭化水素基の何れかである。Rはそれぞれ独立に炭素原子数1〜4のアルキル基、又は構造式(1)で表される構造部位と*印が付されたメチレン基を介して連結する結合点の何れかである。mは0又は1〜3の整数であり、lは1以上の整数である。]
前記エポキシ樹脂としては、例えば、ポリオール化合物のポリグリシジルエーテル、ポリカルボン酸化合物のポリグリシジルエステル、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、硬化触媒、硬化促進剤、顔料、顔料分散剤、マッティング剤、レベリング剤、乾燥抑制剤、紫外線吸収剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、有機溶剤等を添加しても良い。これら各成分の配合割合や、配合物の種類は硬化性樹脂組成物の用途や所望の性能によって適宜調整される。また、本発明の硬化性樹脂組成物は、一液型であっても良いし、二液型であっても良い。本発明の硬化性樹脂組成物が二液型である場合、前記各種の添加剤は、主剤又は硬化剤のどちらか一方又は両方に添加することができる。
本発明の硬化性樹脂組成物の用途は特に限定されないが、優れた加工性及び耐候性を有する硬化塗膜を形成できることから、塗料や接着剤用途に用いることができ、特にPCM塗料や、自動車上塗り塗料、自動車補修用塗料等の自動車用塗料などの塗装鋼板用塗料として好適に用いることができる。
本発明の塗装鋼板とは、鋼板の表面に前記硬化性樹脂組成物からなる塗料の硬化塗膜を有するものをいい、前記鋼板とは、例えば、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金鋼板等のめっき鋼板、亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっき鋼板、アルミ板、アルミ合金板、電磁鋼板、銅板、ステンレス鋼板等が挙げられる。
以下、実施例と比較例とにより、本発明を具体的に説明する。
なお、本発明で用いる飽和ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)、及び重量平均分子量(Mw)、ならびに本発明の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)、及び重量平均分子量(Mw)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により、下記の条件で測定して得られた値を示す。
測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC−8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
(標準ポリスチレン)
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−550」
(製造例1:飽和ポリエステル樹脂(1)溶液の製造)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に2−メチル−1,3−プロパンジオール5質量部、1,6−ヘキサンジオール8.95質量部、トリメチロールプロパン4質量部、ネオペンチルグリコール28.29質量部、イソフタル酸44.76質量部、アジピン酸9質量部、オルトチタン酸テトライソプロピル0.01質量部を投入した。窒素気流下で撹拌しながら200〜250℃で12時間エステル化反応を行い飽和ポリエステル樹脂(1)を得た。この飽和ポリエステル樹脂(1)の数平均分子量(Mn)は1,094、重量平均分子量(Mw)は2,114、酸価は2.8mgKOH/g、水酸基価は137mgKOH/gであった。
前記得られた飽和ポリエステル樹脂(1)を酢酸ブチルに溶解させて、不揮発分81.4質量%の飽和ポリエステル樹脂(1)溶液を得た。この飽和ポリエステル樹脂(1)溶液のガードナー粘度は、Z4−Z5であった。
(製造例2:飽和ポリエステル樹脂(2)溶液の製造)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に2−メチル−1,3−プロパンジオール15.59質量部、1,6−ヘキサンジオール10.25質量部、トリメチロールプロパン1.97質量部、ネオペンチルグリコール17.64質量部、イソフタル酸44.3質量部、アジピン酸10.25質量部、オルトチタン酸テトライソプロピル0.01質量部を投入した。窒素気流下で撹拌しながら200〜250℃で12時間エステル化反応を行い飽和ポリエステル樹脂(2)を得た。この飽和ポリエステル樹脂(2)の数平均分子量(Mn)は988、重量平均分子量(Mw)は2,026、酸価は2.1mgKOH/g、水酸基価は141.3mgKOH/gであった。
前記得られた飽和ポリエステル樹脂(2)を酢酸ブチルに溶解させて、不揮発分83.1質量%の飽和ポリエステル樹脂(2)溶液を得た。この飽和ポリエステル樹脂(2)溶液のガードナー粘度は、Z3−Z4であった。
(製造例3:飽和ポリエステル樹脂(3)溶液の製造)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に2−メチル−1,3−プロパンジオール30質量部、1,6−ヘキサンジオール10質量部、トリメチロールプロパン1質量部、ネオペンチルグリコール4質量部、イソフタル酸35質量部、アジピン酸20質量部、オルトチタン酸テトライソプロピル0.01質量部を投入した。窒素気流下で撹拌しながら200〜250℃で12時間エステル化反応を行い飽和ポリエステル樹脂(3)を得た。この飽和ポリエステル樹脂(3)の数平均分子量(Mn)は667、重量平均分子量(Mw)は1,441、酸価は7.2mgKOH/g、水酸基価は169.2mgKOH/gであった。
前記得られた飽和ポリエステル樹脂(3)を酢酸ブチルに溶解させて、不揮発分87質量%の飽和ポリエステル樹脂(3)溶液を得た。この飽和ポリエステル樹脂(3)溶液のガードナー粘度は、Z2−Z3であった。
(製造例4:飽和ポリエステル樹脂(4)溶液の製造)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に2−メチル−1,3−プロパンジオール23.32質量部、1,6−ヘキサンジオール3.89質量部、トリメチロールプロパン1.94質量部、ネオペンチルグリコール12.05質量部、イソフタル酸45.19質量部、アジピン酸13.61質量部、オルトチタン酸テトライソプロピル0.01質量部を投入した。窒素気流下で撹拌しながら200〜250℃で12時間エステル化反応を行い飽和ポリエステル樹脂(4)を得た。この飽和ポリエステル樹脂(4)の数平均分子量(Mn)は2,149、重量平均分子量(Mw)は4,968、酸価は4.7mgKOH/g、水酸基価は78.6mgKOH/gであった。
前記得られた飽和ポリエステル樹脂(4)を芳香族系溶剤(エクソンモービル有限会社製「ソルベッソ100」)800質量部とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200質量部との混合溶剤に溶解させて、不揮発分78.3質量%の飽和ポリエステル樹脂(4)溶液を得た。この飽和ポリエステル樹脂(4)溶液のガードナー粘度は、Z−Z1であった。
(製造例5:飽和ポリエステル樹脂(5)溶液の製造)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に2−メチル−1,3−プロパンジオール30.81質量部、1,6−ヘキサンジオール6.85質量部、トリメチロールプロパン1.17質量部、ネオペンチルグリコール4.25質量部、イソフタル酸38.44質量部、アジピン酸18.49質量部、オルトチタン酸テトライソプロピル0.01質量部を投入した。窒素気流下で撹拌しながら200〜250℃で12時間エステル化反応を行い飽和ポリエステル樹脂(5)を得た。この飽和ポリエステル樹脂(5)の数平均分子量(Mn)は1,234、重量平均分子量(Mw)は2,998、酸価は6mgKOH/g、水酸基価は113.5mgKOH/gであった。
前記得られた飽和ポリエステル樹脂(5)を酢酸ブチルに溶解させて、不揮発分82.2質量%の飽和ポリエステル樹脂(5)溶液を得た。この飽和ポリエステル樹脂(5)溶液のガードナー粘度は、X−Yであった。
(製造例6:飽和ポリエステル樹脂(6)溶液の製造)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に2−メチル−1,3−プロパンジオール25.76質量部、トリメチロールプロパン2.02質量部、ネオペンチルグリコール12.63質量部、イソフタル酸40.4質量部、テレフタル酸16.67質量部、アジピン酸2.53質量部、オルトチタン酸テトライソプロピル0.01質量部を投入した。窒素気流下で撹拌しながら200〜250℃で12時間エステル化反応を行い飽和ポリエステル樹脂(6)を得た。この飽和ポリエステル樹脂(6)の数平均分子量(Mn)は1,763、重量平均分子量(Mw)は4,028、酸価は4.5mgKOH/g、水酸基価は94.4mgKOH/gであった。
前記得られた飽和ポリエステル樹脂(6)を酢酸ブチルに溶解させて、不揮発分72質量%の飽和ポリエステル樹脂(6)溶液を得た。この飽和ポリエステル樹脂(6)溶液のガードナー粘度は、Z1−Z2であった。
(実施例1:(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(1)溶液の調製)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に製造例1で得られた飽和ポリエステル樹脂(1)溶液17.41質量部、酢酸ブチル20.38質量部投入して、120〜130℃まで昇温した。次いで、4〜6時間かけて表1に記載の(メタ)アクリル単量体混合物、(2−エチルヘキサノイル)(tert−ブチル)ペルオキシド4.96質量部、及び1−ドデカンチオール0.5質量部を滴下した。その後、tert−ブチルベンゾイルペルオキシド0.07質量部添加し、120〜130℃で2時間静置し、不揮発分70.5質量%の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(1)溶液を得た。この(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(1)溶液の数平均分子量(Mn)は2,942、重量平均分子量(Mw)は8,468、酸価は11mgKOH/g、水酸基価(固形分)は141mgKOH/g、ガードナー粘度は、Z1−Z2であった。
(実施例2:(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(2)の調製)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に製造例2で得られた飽和ポリエステル樹脂(2)溶液15.76質量部、オデカン酸グリシジルエステル5.22質量部、酢酸ブチル26.25質量部投入して、120〜130℃まで昇温した。次いで、4〜6時間かけて表1に記載の(メタ)アクリル単量体混合物、及び(2−エチルヘキサノイル)(tert−ブチル)ペルオキシド4.02質量部を滴下した。その後、tert−ブチルベンゾイルペルオキシド0.07質量部添加し、120〜130℃で2時間静置し、不揮発分72.3質量%の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(2)溶液を得た。この(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(2)溶液の数平均分子量(Mn)は2,593、重量平均分子量(Mw)は6,660、酸価は15.2mgKOH/g、水酸基価(固形分)は143mgKOH/g、ガードナー粘度は、Z4−Z5であった。
(実施例3:(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(3)の調製)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に製造例3で得られた飽和ポリエステル樹脂(3)溶液18.30質量部、酢酸ブチル21.26質量部投入して、120〜130℃まで昇温した。次いで、4〜6時間かけて表1に記載の(メタ)アクリル単量体混合物、(2−エチルヘキサノイル)(tert−ブチル)ペルオキシド4.89質量部、及び1−ドデカンチオール0.5質量部を滴下した。その後、tert−ブチルベンゾイルペルオキシド0.07質量部添加し、120〜130℃で2時間静置し、不揮発分76.5質量%の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(3)を得た。この(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(3)溶液の数平均分子量(Mn)は2,363、重量平均分子量(Mw)は6,873、酸価は11.2mgKOH/g、水酸基価(固形分)は140mgKOH/g、ガードナー粘度は、Z−Z1であった。
(実施例4:(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(4)の調製)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に製造例4で得られた飽和ポリエステル樹脂(4)溶液22.05質量部、酢酸ブチル12.88質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート19.24質量部投入して、120〜130℃まで昇温した。次いで、4〜6時間かけて表1に記載の(メタ)アクリル単量体混合物、(2−エチルヘキサノイル)(tert−ブチル)ペルオキシド3.15質量部、及び1−ドデカンチオール0.45質量部を滴下した。その後、tert−ブチルベンゾイルペルオキシド0.06質量部添加し、120〜130℃で2時間静置し、不揮発分65質量%の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(4)溶液を得た。この(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(4)溶液の数平均分子量(Mn)は3,172、重量平均分子量(Mw)は8,126、酸価は7.5mgKOH/g、水酸基価(固形分)は77.4mgKOH/g、ガードナー粘度は、Lであった。
(実施例5:(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(5)の調製)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に製造例5で得られた飽和ポリエステル樹脂(5)溶液25.25質量部、酢酸ブチル17.04質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.01質量部投入して、120〜130℃まで昇温した。次いで、4〜6時間かけて表1に記載の(メタ)アクリル単量体混合物、(2−エチルヘキサノイル)(tert−ブチル)ペルオキシド3.94質量部、及び1−ドデカンチオール0.54質量部を滴下した。その後、tert−ブチルベンゾイルペルオキシド0.07質量部添加し、120〜130℃で2時間静置し、不揮発分73.7質量%の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(5)溶液を得た。この(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(5)溶液の数平均分子量(Mn)は2,144、重量平均分子量(Mw)は7,441、酸価は7.4mgKOH/g、水酸基価(固形分)は80.6mgKOH/g、ガードナー粘度は、V−Wであった。
実施例1〜5で得られた(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(1)〜(5)の組成を表1に示す。
Figure 2019102626
(比較製造例1:アクリル樹脂溶液(C1−1)の調製)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に、酢酸ブチルを投入し、120〜130℃まで昇温した。次いで、実施例5で用いたアクリル単量体混合物を4〜6時間かけて滴下した。その後、tert−ブチルベンゾイルペルオキシドを添加し、120〜130℃で2時間静置し、不揮発分70.8質量%のアクリル樹脂溶液(C1−1)を得た。このアクリル樹脂溶液(C1−1)の数平均分子量(Mn)は2,742、重量平均分子量(Mw)は7,841、酸価は6.6mgKOH/g、水酸基価(固形分)は73.3mgKOH/g、ガードナー粘度は、Y−Zであった。
(比較例1:アクリル樹脂及びポリエステル樹脂の混合溶液(C1)の調製)
比較製造例1で得られたアクリル樹脂溶液(C1−1)と、製造例5で得られた飽和ポリエステル樹脂(5)溶液を、実施例5と同じポリエステル量になるように25℃で混合して、アクリル樹脂及びポリエステル樹脂の混合溶液(C1)を得た。
(比較例2:(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(C2)の調製)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に製造例6で得られた飽和ポリエステル樹脂(6)溶液46.7質量部、酢酸ブチル1.41質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート12.7質量部投入して、120〜130℃まで昇温した。次いで、4〜6時間かけて表2に記載の(メタ)アクリル単量体混合物、(2−エチルヘキサノイル)(tert−ブチル)ペルオキシド2.39質量部、及び1−ドデカンチオール0.27質量部を滴下した。その後、tert−ブチルベンゾイルペルオキシド0.05質量部添加し、120〜130℃で2時間静置したが、溶液が2層に分離し目的とする(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂溶液は得られなかった。
Figure 2019102626
(実施例6:白色塗料(1)の作製)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に、実施例4で得た(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(4)溶液26.4質量部、酸化チタン(Dupont社製「Ti−Pure R960」34.3質量部、シリカ(Evonik Industries社製「エアロジル R972」)0.3質量部、芳香族系溶剤(エクソンモービル有限会社製「ソルベッソ100」)及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを7:3の質量比で混合した混合溶剤4.1質量部とを混合し、粒径が10μm以下となるまで分散を行った。次いで、(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(4)溶液26.4質量部、アミノ樹脂(Allnex社製「Cymel 303LF」)6.1質量部、触媒(King社製「Nacure 5225」)0.6質量部、マッティング剤(Allnex社製「Syloid ED3」)0.3質量部、レベリング剤(Allnex社製「Modaflow 2100」)0.5質量部、芳香族系溶剤(エクソンモービル有限会社製「ソルベッソ100」)及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを7:3の質量比で混合した混合溶剤1.0質量部を加えて混合し、さらに25℃でのフォードカップ♯4粘度が約100秒になるように調節し、白色塗料(1)を得た。
(実施例7:白色塗料(2)の作製)
実施例6で用いた(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(4)溶液の代わりに、実施例5で得た(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(5)溶液を用いた以外は、実施例6と同様にして白色塗料(2)を得た。
(比較例3:白色塗料(3)の作製)
実施例6で用いた(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(4)溶液の代わりに、比較例1で得たアクリル樹脂及びポリエステル樹脂の混合溶液(C1)を用いた以外は、実施例6と同様にして白色塗料(3)を得た。
(比較例4:白色塗料(4)の作製)
実施例6で用いた(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(4)溶液の代わりに、飽和ポリエステル樹脂溶液(DIC株式会社製「ベッコライトGS−13」)を用いた以外は、実施例6と同様にして白色塗料(4)を得た。
(比較例5:白色塗料(5)の作製)
実施例6で用いた(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(4)溶液の代わりに、飽和ポリエステル樹脂溶液(DIC株式会社製「ベッコライトGS−37−1」)を用いた以外は、実施例6と同様にして白色塗料(5)を得た。
(比較例6:白色塗料(6)の作製)
実施例6で用いた(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(4)溶液の代わりに、比較製造例1で得たアクリル樹脂溶液(C1−1)を用いた以外は、実施例6と同様にして白色塗料(6)を得た。
(比較例7:白色塗料(7)の作製)
実施例6で用いた(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(4)溶液の代わりに、飽和ポリエステル樹脂溶液(DIC株式会社製「ベッコライトGS−12」)を用いた以外は、実施例6と同様にして白色塗料(7)を得た。
上記の実施例及び比較例で得られた白色塗料を用いて、塗装鋼板を作成した。
(実施例8及び9:塗装鋼板(A)及び(B)の作成)
厚さ0.5mmの溶融亜鉛めっきクロメート処理鋼板に、実施例5及び6で得た白色塗料(1)及び(2)を膜厚が15〜20μmとなるようにそれぞれバーコーターで塗装し、250℃のオーブンで20秒間加熱乾燥し(メタルピーク温度は210℃)、塗装鋼板(A)及び(B)を得た。
(比較例8〜11:塗装鋼板(C)〜(F)の作成)
厚さ0.5mmの溶融亜鉛めっきクロメート処理鋼板に、比較例3〜6で得た白色塗料(3)〜(6)を膜厚が15〜20μmとなるようにバーコーターで塗装し、230℃のオーブンで40秒間加熱乾燥し(メタルピーク温度は230℃)、塗装鋼板(C)〜(F)を得た。
(実施例10及び11:<プライマー層あり>塗装鋼板(G)及び(H)の作成)
プライマー層として、飽和ポリエステル樹脂(DIC株式会社製「ベッコライトGS−12」を厚さ0.5mmの溶融亜鉛めっきクロメート処理鋼板に、膜厚が5μmとなるようにバーコーターで塗装し、250℃のオーブンで20秒間加熱乾燥し(メタルピーク温度は210℃)、プライマー層を形成した。次いで、実施例5及び6で得た白色塗料(1)及び(2)を、該プライマー層の表面に膜厚が15μmとなるようにバーコーターで塗装し、250℃のオーブンで40秒間加熱乾燥し(メタルピーク温度は210℃)、塗装鋼板(G)及び(H)を作成した。
(比較例12〜14:<プライマー層あり>塗装鋼板(I)〜(K)の作成)
プライマー層として、飽和ポリエステル樹脂(DIC株式会社製「ベッコライトGS−12」を厚さ0.5mmの溶融亜鉛めっきクロメート処理鋼板に、膜厚が5μmとなるようにバーコーターで塗装し、250℃のオーブンで20秒間加熱乾燥し(メタルピーク温度は210℃)、プライマー層を形成した。次いで、比較例3、6及び7で得た白色塗料(3)、(6)及び(7)を、該プライマー層の表面に膜厚が15μmとなるようにバーコーターで塗装し、250℃のオーブンで40秒間加熱乾燥し(メタルピーク温度は230℃)、塗装鋼板(I)〜(K)を作成した。
上記の実施例及び比較例で得られた塗装鋼板を用いて、下記の評価を行った。
[鉛筆硬度の測定方法]
塗装鋼板(A)〜(K)の塗装面の硬度をEN 13523−4に準じた方法にて測定した。
[光沢の測定方法]
塗装鋼板(A)〜(K)の塗装面の光沢をEN 13523−2に準じた方法にて、塗装面の60°反射率を測定した。
[加工性の評価方法(クラックフリーテスト)]
T−ベンド折り曲げ試験にて塗膜の柔軟性を評価した。具体的には、EN 13523−7に準拠して、先で得た塗装鋼板(A)〜(K)を180°折り曲げ、屈曲部に発生するクラックを10倍のルーペで観察した。屈曲部に何もはさまずに塗装鋼板を180°折り曲げた場合を0T、屈曲部に塗装鋼板と同じ厚さの板をX枚挟んで折り曲げた場合を(X/2)Tとし、屈曲部にクラックが発生しない最小値で評価した。
[加工性の評価方法(テープテスト)]
T−ベンド折り曲げ試験にて塗膜の柔軟性を評価した。具体的には、EN 13523−7に準拠して、先で得た塗装鋼板(A)〜(K)を180°折り曲げ、屈曲部にニチバン株式会社製の粘着テープを貼り、急速に剥がした場合の塗膜の剥がれの有無で評価した。屈曲部に何もはさまずに塗装鋼板を180°折り曲げた場合を0T、屈曲部に塗装鋼板と同じ厚さの板をX枚挟んで折り曲げた場合を(X/2)Tとし、剥がれが発生しない最小値で評価した。
[耐候性の評価方法]
Q−Lab社製「QUV促進耐候試験機」を用いて耐候性試験を行った。具体的には、先で得た塗装鋼板(A)〜(K)にUV照射(UV−Aランプ)しながら60℃で4時間保持した後、湿潤下50℃で4時間のサイクルで2000時間の耐候性試験を行い、塗膜表面の光沢保持率で評価した。
[耐汚染性の評価方法]
先で得た塗装鋼板(A)〜(K)に10%カーボンブラック水分散液を約2ml滴下し、80℃で24時間乾燥後、水をしみ込ませたパッドで拭き取り、下記基準にて評価した。
○:塗装鋼板表面に跡が残らない。
△:塗装鋼板表面に跡がわずかに残る。
×:塗装鋼板表面に跡が残る。
実施例8及び9、ならびに比較例8〜11で作成した塗装鋼板(A)〜(F)の評価結果を表3に示す。
Figure 2019102626
実施例10及び11、ならびに比較例12〜14で作成した塗装鋼板(G)〜(K)の評価結果を表4に示す。
Figure 2019102626
(実施例12:クリア塗料(1)の作製)
撹拌機、コンデンサ、温度計を備えた反応容器に、実施例5で得た(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂(5)溶液87.8質量部、アミノ樹脂(Allnex社製「Cymel 303LF」)10.0質量部、触媒(King社製「Nacure 5225」)0.9質量部、レベリング剤(Allnex社製「Modaflow 2100」)0.5質量部、芳香族系溶剤(エクソンモービル有限会社製「ソルベッソ100」)及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを7:3の質量比で混合した混合溶剤0.8質量部を加えて混合し、さらに25℃でのフォードカップ♯4粘度が約100秒になるように調節し、クリア塗料(1)を得た。
(実施例13:塗装鋼板(L)の作成)
厚さ0.5mmの溶融亜鉛めっきクロメート処理鋼板に、実施例12で得たクリア塗料(1)を膜厚が15〜20μmとなるようにそれぞれバーコーターで塗装し、250℃のオーブンで20秒間加熱乾燥し(メタルピーク温度は210℃)、塗装鋼板(L)を得た。
Figure 2019102626
表3に示した実施例8及び9は、本発明の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂を用いた白色塗料の例であるが、ともに不揮発分が73.3質量%と高い不揮発分を有しておりハイソリッドな塗料を作成可能なことが確認できた。また、前記白色塗料の塗膜は、優れた加工性と耐候性のみならず、塗膜硬度や耐汚染性にも優れることが確認できた。
一方、比較例8は、アクリル樹脂とポリエステル樹脂の混合溶液を用いた白色塗料の例であるが、高い不揮発分を有し、ハイソリッドな塗料を作成可能ではあるものの、当該塗料の塗膜は、光沢保持率が60%と低く、耐候性が不十分であることが確認できた。
比較例9及び10は、飽和ポリエステル樹脂を用いた白色塗料の例であるが、不揮発分が64.3質量%(比較例9)、63.2質量%(比較例10)と低く、ハイソリッドな塗料を作成できないことが確認できた。また、当該白色塗料の塗膜は、光沢保持率が30%(比較例9)、55%(比較例10)と極めて低く、耐候性が著しく不十分であることが確認できた。
比較例11は、アクリル樹脂溶液を用いた白色塗料の例であるが、高い不揮発分を有し、ハイソリッドな塗料を作成可能ではあるものの、当該塗料の塗膜は、加工性が不十分であることが確認できた。
表4に示した実施例10及び11、ならびに比較例12〜14は、鋼板と白色塗料の間にプライマー層を設けた塗装鋼板に関するものである。実施例10及び11で得られた塗装鋼板における白色塗料の塗膜は、優れた加工性と耐候性のみならず、塗膜硬度や耐汚染性にも優れることが確認できた。
表5に示した実施例13は、本発明の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂を用いたクリア塗料の例である。実施例13で得られた塗装鋼板におけるクリア塗料の塗膜は、優れた加工性と耐候性のみならず、塗膜硬度や耐汚染性にも優れることが確認できた。

Claims (10)

  1. 飽和ポリエステル樹脂(A)と、水酸基含有(メタ)アクリル単量体を含有する(メタ)アクリル単量体混合物(B)とを必須の反応原料とする(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂であって、
    前記飽和ポリエステル樹脂(A)が、脂肪族ジオール(a1)と、脂肪族ジカルボン酸を含有するジカルボン酸(a2)との重縮合物であり、
    前記脂肪族ジカルボン酸の含有量が、前記ジカルボン酸(a2)中に5質量%以上であることを特徴とする(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂。
  2. 前記飽和ポリエステル樹脂(A)と、前記(メタ)アクリル単量体混合物(B)との質量比[(A)/(B)]が、15/85〜50/50の範囲である請求項1記載の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂。
  3. 前記脂肪族ジオール(a1)が、少なくとも1つの側鎖を有する非対称ジオール、及び/または側鎖を有しない直鎖ジオールを含むものである請求項1または2記載の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂。
  4. 前記飽和ポリエステル樹脂(A)の重量平均分子量が、1,000〜5,000の範囲である請求項1〜3のいずれか1項記載の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂。
  5. 前記(メタ)アクリル単量体混合物(B)が、前記水酸基含有(メタ)アクリル単量体を10質量%以上含有するものである請求項1〜4のいずれか1項記載の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂。
  6. 前記(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂の重量平均分子量が、5,000〜20,000の範囲である請求項1〜5のいずれか1項記載の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂。
  7. 前記(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂の水酸基価が、60〜150の範囲である請求項1〜6いずれか1項記載の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項記載の(メタ)アクリル変性ポリエステル樹脂と、硬化剤とを含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物。
  9. 請求項8記載の硬化性樹脂組成物からなることを特徴とする塗料。
  10. 請求項9記載の塗料の硬化塗膜を有することを特徴とする塗装鋼板。
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