JPH0253881A - ポリエステル系塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は塗膜の柔軟性や耐水性を損なうことがなく、塗
膜の耐候性が高く、塗膜性能のバランスの優れたポリエ
ステル系塗料用樹脂組成物に関するものである。

（従来の技術と発明が解決しようとする課題）一般にポ
リエステル系塗料用組成物は、多塩基酸又はその酸形成
性誘導体く例えば酸無水物、エステルなど）及び多価ア
ルコール並ひに、更に必要に応じて油との反応生成物を
塗膜形成主要素としたものであり、塗装の際の作業性に
優れ、肉持感及び光沢のある美しい塗膜外観を有し、柔
軟性や耐候性などの優れた塗膜を与える特徴があること
から、自動車などの塗装用に使用されている。

しかし、塗膜が長時問屋外に暴露されるなどの厳しい条
件の用途に使用された場合、時間とともに塗膜表面が劣
化して膜表面の光沢が低下したり、ワックス等により色
落ちや色焼けを生じるなどの課題があった。

近年、省資源の観点から、更に耐候性が優れ、且つ寿命
が長い塗料用組成物の開発が各種産業分野で要望されて
きた。とりわけ自動車産業においてその要望が強く、２
〜３年の屋外暴露、１０００時間のサンシャイン型つェ
ザオメータによる促進暴露を経た後の光沢保持率が、そ
れぞれ７０〜８０％、８０％以上と高度な目標が設定さ
れるようになってきた。

多塩基酸又はその酸形成性誘導体の酸成分が一種類だけ
からなるポリエステル系塗料の場合には、柔軟性、耐水
性及び耐候性といった塗膜性能のバランスを良好に保持
することが比較的に困難であるので、二種以上の多塩基
酸等の混合物を酸成分として多価アルコールと反応させ
ることが行われている。

しかし、二種以上の多塩基酸の混合物等を反応に使用す
ると各酸成分の反応性がそれぞれ異なるので均一な重合
体が得られず、一定の品質のものを安定的に製造するこ
とが困難であったり、塗膜性能の総合的な改良効果が不
十分になるなどの欠点があった。

一方、このような課題を解決し、前記要求に応えようと
した塗料用組成物の製造技術も紹介されており、それに
は例えば特開昭５９−９３７５９号公報に紹介されてい
るような方法がある。　その要点は特定の酸成分を各々
別個にアルコール成分と常法に従い反応させて、得られ
た少なくとも二種以上の反応生成物を常温〜１５０°Ｃ
でフレンドする方法である。またそのときの反応条件は
例えば１８０〜２５０°Ｃで加熱反応するというもので
あった。

しかしこの方法は、二種以上の反応工程が別個に要求さ
れることやその他にブレンド工程か要求されるという繁
雑な製造工程を経るものてあり、製造コストが高くなっ
てしまうので経済的に有利なものとは言い難い。

従って、商業的な生産が有利にできて、且つ、柔軟性及
び耐水性並びに耐候性等の塗膜性能のバランスの優れた
塗料用組成物が切望されていた。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、上記課題を解決するべく鋭意研究を重ね
た結果、酸成分を芳香族カルボン酸又はその酸形成性誘
導体の中から選ばれた少なくとも一種及び１．４−シク
ロヘキサンジカルボン酸に特定してアルコール成分との
反応を一段にし、更にそれぞれの割合を特定の範囲にす
ることにより均一な重合体を調製し、塗膜の柔軟性や耐
水性を損なうことなく塗膜の耐候性を高め、塗膜性能の
バランスに優れたポリエステル系塗料組成物を開発する
ことに成功し、本発明を完成するに至った。

以下に本発明の内容を更に詳細に説明する。

本発明のポリエステル系塗料組成物は （ａ）１．４−シクロヘキサンジカルボン酸４０〜８０
重量部、及び （ｂ）芳香族カルボン酸及びその酸形成性誘導体の中か
ら選ばれた少なくとも一種の酸成分２０〜６０重量部［
但し、（ａ）＋（’ｂ）　＝　１００重量部］の組成を
有する酸成分と多価アルコールとをエステル化反応させ
て得られた生成物を含むことを特徴とするポリエステル
系塗料組成物である。

上記二種類の酸成分とアルコール成分とを加熱し、通常
のポリエステル化反応に従って反応させることによって
、本発明の改良された塗膜性能を与えるポリエステル系
樹脂組成物を得ることができる。この時の反応温度は、
例えば１８０〜２５０°Ｃ程度にすることができる。

無水フタル酸のような芳香族カルボン酸を核成分として
用いたポリエステル樹脂は最も一般的に実用化されてい
るものであるが、光沢や硬化性に優れているという反面
、高度の耐候性を得ることは極めて困難である。本発明
では、この問題点を解決するために鋭意検討を行った結
果、ポリエステル樹脂の原料である酸成分として、１，
４−シクロヘキサンジカルボン酸と芳香族カルボン酸及
びその酸形成性誘導体とを特定の比率で混合したものを
使用することにより、耐候性を有し、しかも光沢及び硬
化性等の性能を保持し、性能バランスの優れた塗料用ポ
リエステル系組成物を作ることに成功したのである。

次に、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸について更
に述べると、一般に、シクロヘキサン環を有する脂環族
カルボン酸類は、芳香族カルボン酸類に比較して、それ
らより合成されるポリエステル類の塗料特性への影響と
して、耐候性を向上させる特性を有する。

これは、飽和された環の構成物は、芳香族環の構成物に
比べて、紫外線吸収の度合いが少ないためと考えられる
。

しかも、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸は、この
−船釣な特性に加え、通常シス体とトランス体の異性体
との均一な混合物であり、その融点は１７０°Ｃ以上で
あるが、はとんどの多価アルコール中に、１５０℃以下
の温度で溶解することと、カルボン酸基が１．４−位に
位置しているという構造的な特徴がある。即ち、立体規
制上、ヘキサヒドロ無水フタル酸などのような、１，４
位以外の位置に置換した脂環族多塩基酸類に比し、１．
４−シクロヘキサンジカルボン酸は各種の多価アルコー
ルとのポリエステル化反応が容易に進み易いという特徴
があり、工業化に際し、製造工程の短縮などの効率化も
図ることができる。

更に、反応生成物が線状のポリエステル構造体であるこ
とから染料用ポリエステル組成物の性状として、耐候性
だけが優れているのではなく、塗膜性能の総合バランス
、即ち塗膜の柔軟性や耐水性を損なうことなく、塗膜の
耐候性を高め、塗膜性能のバランスの優れた塗料を提供
することができる。この酸の構成成分（ａ）である１、
４−シクロヘキサンジカルボン酸の量が４０〜８０重量
部の範囲外の場合には、目標とする改良効果が充分には
認められない。即ち、４０重量部未満では耐候性が不十
分であり、８０重量部を超えた場合には芳香族カルボン
酸に起因する性能である塗膜の光沢性や硬化性が不十分
となり、いずれも好ましくない。

次に酸の構成成分（ｂ）である芳香族カルボン酸として
は、無水フタル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタ
ル酸が代表的なものであるか、無水トリメリット酸ある
いは無水ピロメリット酸などの多塩基酸も必要に応じて
使用できる。但し、塗膜性能で、特に良好な耐候性を望
む場合には、最も一般的に使われる無水フタル酸よりも
イソフタル酸が好ましく、また強靭性を望む場合には、
トリメリット酸が好ましい。

次に、上記の酸成分と共に使用される多価アルコールの
代表例としては、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、１，３−ブチレングリコール、１，６−ヘキサ
ンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリ
コール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメ
タツール、水素化ビスフェノールＡなどの二価アルコー
ル、及びグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチ
ロールプロパンなとの三価アルコール、及びペンタエリ
スリトール、ジペンタエリスリトール、エリスリトール
、キシリトール、マンニトール、ソルビトール、マルチ
トール、ラクチトールなどの四価以上のアルコールなど
を挙げることが出来る。

但し、塗膜性能で耐水性及び硬度を望む場合には、トリ
メチロールプロパンやトリメチロールエタン等が好まし
い。その他の不随意な成分として使用される油又は脂肪
酸成分としては、ヤシ油、大豆油、ヒマシ油、サフラワ
ー油及びトール油脂肪酸などの天然油脂やカージュラＥ
（シェル化学社製品；α−アルキル０９へ１□モノカル
ボン酸の２゜３−エポキシプロパノイルエステルの商品
名）などの合成脂肪酸など、従来アルキッド樹脂用成分
として一般に使用されているものを挙げることができる
。更に、主としてタワミ性、付着性及び耐候性に優れた
焼き付は型金属用塗料にするため、上記の方法で製造し
たアルキッド樹脂を、さらにメラミン樹脂や尿素樹脂な
どのアミノ・ホルムアルデヒド樹脂で変性して自動車塗
料用などに使用することができる。

反応生成物の調製に際して、油成分を使用する場合には
、全配分物中の油成分の量（油長と称する）が５０重量
％以下であり、また、反応生成物の数平均分子量は１０
００〜８０００のものが通常使用される。

油長が５０％を超えると塗膜硬度が低いのみならず、充
分な耐候性も得られなくなり、また数平均分子量が１０
００未満である場合には、塗膜の硬度も低く、しかも耐
薬品性も悪く、逆に８０００を超えるときには、分子量
が高過ぎてスプレー作業性が悪くなったり、アミノ・ホ
ルムアルデヒド樹脂とのブレンド時の貯蔵安定性を顕著
に低下させることにより実用性がなくなる。

アミノ・ホルムアルデヒド樹脂として代表的なものには
、炭素数１〜４の一価アルコールでエーテル化されたメ
ラミン樹脂や尿素樹脂があるが、より優れた耐候性を望
む場合は、メラミン樹脂が好ましい。尚、その配合量は
、一般のポリエステル系塗料組成物の場合の配合比と変
わるところはなく、酸成分とアルコール成分との反応生
成物の混合物、固形分重量あたり１０〜５０重量％の範
囲内、通常は２０〜３０重量％配合して焼き付は乾燥型
の塗料として用いられる。

（実施例） 次に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説
明するが、本発明をこれらの実施例に限定するものでな
いことはいうまでもない。実施例中「部」及び「％」は
、特にことわらない限り重量基準である。

実施例−１ 攪拌機、温度計、冷却器、水分離及び窒素導入管を備え
た反応器内にヤシ油１９０部、トリメチロールエタン８
４部を仕込み窒素気流中で攪拌しながら２２０°Ｃで１
時間アルコール交換反応を行った。次いで、この反応液
に１，４−シクロヘキサンジカルボン酸２３８部、イソ
フタル酸２３９部、トリメチロールエタン３６部、ネオ
ペンチルグリコール１８８部、１，６−ヘキサンジオー
ル３９部をそれぞれ添加し、２００℃で３時間保持し、
次いで２２０℃まで徐々に２時間を要し昇温させ、さら
に３時間脱水反応を行った。放冷後、キシレンを添加し
て樹脂分６０％の樹脂溶液を得た。

実施例−２〜４ 第１表の配合にしたほかは実施例−１と全く同様に反応
させて樹脂溶液を得た。

比較例−１〜３ 第１表の配合にしたほかは実施例−１と全く同様に反応
させて樹脂溶液を得た。

比較試験 前記の各実施例及び比較例で得た７種の反応生成物を用
いて以下の塗料を製造した。

次いで、これを溶剤で希釈し、エアースプレーで３０〜
３５μの膜厚に塗装した後、１４０℃で３０分間焼き付
けを行って試験片を得た。それぞれの試験片を用いて塗
膜性能試験を行った結果を第１表に示した。

（塗膜性能試験） 各性能試験は、基本的にはＪＩＳＫ５４０１に準拠し行
った。

○光沢度：鏡面光沢計を用いて、入射角と受光角とが、
それぞれ６０度のときの反射率（％）で表した。

○耐候性：サンシャイン型つエザオメータを用いて、１
０００時間促進試験を行った後の光沢度を測定して耐候
性とした。

○硬　度：引っかき試験器を用いて、塗膜の引つかき抵
抗性を鉛筆のしんの硬さを変えたときの塗膜の破れで調
べた。

○耐酸性：試験片を硫酸（１＋９）に５時間浸して、塗
膜の状態を調べた。

◎・・・優秀（全く異常が認められない）△・・・普通 ×・　・　・劣る （以下余白） （発明の効果） 以上の記載から明らかなように、本発明によれば、商業
的に有利に、柔軟性及び耐水性並びに耐候性等の塗膜性
能のバランスの優れた塗料用組成物を製造することがで
きる。

特許出願人　東和化成工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）１，４−シクロヘキサンジカルボン酸４０〜８０
   重量部 （ｂ）芳香族カルボン酸及びその酸形成性誘導体の中か
   ら選ばれた少なくとも一種の酸成分２０〜６０重量部［
   但し、（ａ）＋（ｂ）＝１００重量部］上記（ａ）及び
   （ｂ）の組成を有する酸成分と多価アルコールとをエス
   テル化反応させて得られた生成物を含むことを特徴とす
   るポリエステル系塗料組成物。