JPH09221612A - 熱硬化性ポリエステル粉体塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】（Ａ）カルボキシル基含有非結晶性ポリエステ
ル樹脂、（Ｂ）カルボキシル基及び／又はヒドロキシ基
含有結晶性ポリエステル樹脂、（Ｃ）エポキシ基含有ア
クリル粉体架橋剤を必須成分として含有することを特徴
とする熱硬化性ポリエステル粉体塗料。 【効果】平滑性、加工性に優れた粉体塗膜が形成でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規な熱硬化性ポリエス
テル粉体塗料に係わる。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】粉体塗料は、従来の溶剤型
塗料と比較して無公害であること、ライン管理が容易で
あること、塗料回収が容易であること等の数多くの特徴
を有していることから数多くの分野で使用されている。

【０００３】従来、粉体塗料として、ブロックポリイソ
シアネ−ト硬化型ポリエステル粉体塗料、酸硬化型アク
リル粉体塗料等の熱硬化型粉体塗料が屋外用途として汎
用的に使用されている。しかしながら、該ポリエステル
粉体塗料は耐候性が十分でないために屋外用途が制限さ
れているといった問題点が残されている。また、該アク
リル粉体塗料は耐候性は良好であるが値段が高く工業用
の分野ではあまり使用されていないのが実情である。ま
た、ポリエステル粉体塗料の耐候性の改善を行った粉体
塗料としてカルボキシル基含有ポリエステル基体樹脂に
架橋剤としてグリシジル基含有ビニル重合体を配合して
なる粉体塗料が特開昭５６−１３６８５６号公報に記載
されている。しかしながら、該粉体塗料から得られた塗
膜は外観（平滑性、光沢等）及び性能（加工性等）が十
分でないといった問題点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記した
問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、グリシ
ジル基含有アクリル樹脂を架橋剤とするポリエステル粉
体塗料に、結晶性ポリエステル粉体樹脂を添加すること
により従来からの問題点が解決できるものであることを
見出だし、本発明を完成するに至った。

【０００５】即ち、本発明は、 １．（Ａ）カルボキシル基含有非結晶性ポリエステル樹
脂、（Ｂ）カルボキシル基及び／又はヒドロキシ基含有
結晶性ポリエステル樹脂、（Ｃ）エポキシ基含有アクリ
ル粉体架橋剤を必須成分として含有することを特徴とす
る熱硬化性ポリエステル粉体塗料、 ２．上記（Ｂ）樹脂成分が、該樹脂を構成する酸成分の
４０モル％以上が芳香族ジカルボン酸であり、そして該
樹脂を構成するアルコ−ル成分の２０モル％以上が１，
６−ヘキサンジオ−ルであることを特徴とする上記の熱
硬化性ポリエステル粉体塗料に関する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において結晶性なる意味
は、従来から公知の語句であって、ＤＳＣ（示差走査熱
量測定）やＤＴＡ（示差熱分析）において、融解による
吸熱ピ−クを持ち、そのピ−クが７０〜１５０℃にある
ものである。

【０００７】本発明で使用するポリエステル樹脂（Ａ）
は、分子中にカルボキシル基を含有する非結晶性ポリエ
ステル樹脂であるが、特に、酸価約１５〜２００ＫＯＨ
ｍｇ／ｇ、好ましくは２０〜８０ＫＯＨｍｇ／ｇ、軟化
点約５０〜１５０℃、好ましくは約７０〜１３０℃、平
均分子量約１０００〜１００００、好ましくは約２００
０〜５０００のものが良い。

【０００８】ポリエステル樹脂（Ａ）の製造方法は、例
えば、上記した条件を満たすように酸成分及びアルコ−
ル成分の種類及び配合割合を適宜選択して従来から公知
の例えばエステル化反応、エステル交換反応等の反応方
法で製造することができる。ポリエステル樹脂（Ａ）を
構成する酸成分及びアルコ−ル成分としては、例えば、
酸成分としてはテレフタル酸、イソフタル酸及びこれら
の無水物及びこれらの低級アルキルエステル類、アジピ
ン酸、セバシン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、
テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸及びこれ
らの無水物、アルコ−ル成分としてはエチレングリコ−
ル、プロピレングリコ−ル、１，３−ブタンジオ−ル、
１，４−ブタンジオ−ル、１，６−ヘキサンジオ−ル、
ネオペンチルグリコ−ル、トリメチロ−ルエタン、トリ
メチロ−ルプロパン、グリセリン、ペンタエリスリト−
ル等が代表的なものとして例示される。

【０００９】本発明で使用するポリエステル樹脂（Ｂ）
は、分子中にカルボキシル基、ヒドロキシ基から選ばれ
る少なくとも１種類を含有する結晶性ポリエステル樹脂
であるが、特に、酸価約２０〜２００ＫＯＨｍｇ／ｇ、
好ましくは約４０〜１２０ＫＯＨｍｇ／ｇ、水酸基価約
２０〜１００ＫＯＨｍｇ／ｇ、好ましくは約２５〜８０
ＫＯＨｍｇ／ｇ、融点約５０〜１５０℃、好ましくは約
７０〜１４０℃、平均分子量約１０００〜１００００、
好ましくは約２０００〜５０００のものが良い。酸価が
約２０ＫＯＨｍｇ／ｇ未満になると塗膜の加工性が低下
するとともに、ポリエステル樹脂（Ａ）との相溶性が低
下し塗膜外観が悪くなる、一方、約１２０ＫＯＨｍｇ／
ｇを越えると塗膜の耐候性が低下するので好ましくな
い。ポリエステル樹脂（Ｂ）が水酸基を有している場合
にはポリエステル樹脂（Ｂ）の架橋剤としてブロックポ
リイソシアネ−ト（Ｄ）を使用することが好ましい。該
ブロックポリイソシアネ−ト（Ｄ）としては、例えば、
ポリイソシアネ−ト（例えば、イソホロンジイソシアネ
−ト等）をブロック化剤（例えば、ε−カプロラクタ
ム、アルコ−ル等）でブロックさせてなるものが好適に
使用することができる。ポリエステル樹脂（Ｂ）の製造
方法は、例えば、上記した条件を満たすように酸成分及
びアルコ−ル成分の種類及び配合割合を適宜選択して従
来から公知の例えばエステル化反応、エステル交換反応
等の反応方法で行うことができる。

【００１０】ポリエステル樹脂（Ｂ）を構成する酸成分
及びアルコ−ル成分としては、例えば、上記ポリエステ
ル樹脂（Ａ）に記載した酸成分及びアルコ−ル成分と同
様のものが挙げられる。特に、ポリエステル樹脂（Ｂ）
において、ポリエステル樹脂（Ｂ）を構成する酸成分の
４０モル％以上が芳香族ジカルボン酸であり、そしてポ
リエステル樹脂（Ｂ）を構成するアルコ−ル成分の２０
モル％以上が１，６−ヘキサンジオ−ルであることが好
ましい。また、該芳香族ジカルボン酸としては、テレフ
タル酸及びイソフタル酸が好ましい。上記酸成分及びア
ルコ−ル成分の割合が上記範囲をはずれると結晶性が低
下し、塗膜外観及び塗膜加工性等が悪くなるので好まし
くない。

【００１１】ポリエステル樹脂（Ａ）及びポリエステル
樹脂（Ｂ）成分の配合割合は、両者の総合計量でポリエ
ステル樹脂（Ａ）約９８〜４０重量％、好ましくは約９
６〜５０重量％、ポリエステル樹脂（Ｂ）約２〜６０重
量％、好ましくは約４〜５０重量％の範囲が好適であ
る。ポリエステル樹脂（Ａ）の配合割合が約９８％を上
回り、そしてポリエステル樹脂（Ｂ）が約２％を下回る
と塗膜の平滑性及び加工性が低下し、一方、ポリエステ
ル樹脂（Ａ）の配合割合が約４０％を下回り、そしてポ
リエステル樹脂（Ｂ）が約６０％を上回ると塗膜の耐候
性が低下するので好ましくない。

【００１２】本発明で使用するエポキシ基含有アクリル
粉体架橋剤（Ｃ）としては、軟化点が約５０〜１５０
℃、好ましくは約７０〜１２０℃の範囲、平均分子量約
３００〜２００００、好ましくは約５００〜１００００
の範囲が好適である。軟化点が５０℃未満になると粉体
塗料の耐ブロッキング性が悪くなり、一方、１５０℃を
越えると粉体塗料の流動性が低下し塗膜平滑性が悪くな
るので好ましくない。また、平均分子量が約３００を下
回ると塗膜の加工性が低下し、一方、約２００００を越
えると塗膜の平滑性が低下するので好ましくない。エポ
キシ基含有アクリル粉体架橋剤（Ｃ）としては、例え
ば、グリシジル（メタ）アクリレ−ト、３，４−エポキ
シシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレ−ト等のエポ
キシ基含有アクリル単量体及び必要に応じてその他のラ
ジカル重合性単量体とをラジカル重合反応させて得られ
る（共）重合体が挙げられる。上記（共）重合体におい
てエポキシ基含有アクリル単量体の配合割合は約２０〜
１００重量％、特に約４０〜８０重量％の範囲が好まし
い。その他のラジカル重合性単量体としては、メチル
（メタ）アクリレ−ト、エチル（メタ）アクリレ−ト、
プロピル（メタ）アクリレ−ト、ブチル（メタ）アクリ
レ−ト、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレ−ト等の
（メタ）アクリル酸アルキルエステル類、スチレン等の
芳香族ビニル化合物類、（メタ）アクリロニトリル化合
物類等が挙げられる。

【００１３】上記架橋剤（Ｃ）成分の配合割合は、ポリ
エステル樹脂（Ａ）及びポリエステル（Ｂ）の総合計量
１００重量部当たり約１０〜１００重量部、特に約２０
〜６０重量部の範囲が好ましい。架橋剤（Ｃ）成分の配
合割合が約１０重量部を下回ると塗膜の加工性、耐候性
等が低下し、約１００重量部を上回ると塗膜の平滑性、
加工性等が低下するので好ましくない。

【００１４】また、架橋剤（Ｄ）成分を使用する場合に
は、ポリエステル樹脂（Ｂ）成分の水酸基に対して、架
橋剤（Ｄ）成分の（ブロック）イソシアネ−ト基が約
０．５〜１．５当量、好ましくは約０．６〜１．１当量
になるように配合することができる。

【００１５】本発明において、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分
以外に必要に応じて有機着色顔料、無機着色顔料、充填
剤等を配合することができる。特に、本発明で使用する
ポリエステル樹脂（Ｂ）成分は該顔料や充填剤等に対す
る分散性が良いことから、このものを配合しないものと
比較して塗膜の平滑性、光沢、加工性等が優れる。

【００１６】また、本発明において、上記した以外に硬
化触媒、紫外線安定剤、紫外線吸収剤、流動性調整剤、
ハジキ防止剤等が配合できる。

【００１７】本発明の粉体塗料は、例えば、従来からの
方法、例えば、ポリエステル樹脂、硬化剤及び必要に応
じてその他の成分を配合しミキサ−でドライブレンドし
た後、加熱溶融混練し、冷却、粗粉砕、微粉砕、濾過に
より製造できる。

【００１８】本発明の粉体塗料は、被塗物に粉体塗装
し、焼付け（例えば、約１７０℃の温度では約３０分
間、約２００℃では約１５分間）によって硬化塗膜を形
成することができる。該被塗物としては、静電粉体塗装
が可能な素材であれば特に制限なしに従来から公知のも
のを使用することができる。該被塗物としては、例え
ば、金属類、表面処理が施された金属類、ガラス類、こ
れらの素材に塗料が塗装されたもの等が挙げられる。

【００１９】静電粉体塗装は、それ自体公知の方法、例
えば、静電粉体塗装、摩擦帯電粉体塗装等で行うことが
好ましい。塗装膜厚は、特に制限されないが、約２０μ
ｍ〜１５０μｍ、特に約３０μｍ〜１００μｍの範囲が
好適である。

【００２０】

【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を詳細に説明す
る。

【００２１】実施例１ カルボキシル基含有非結晶性ポリエステル樹脂（平均分
子量約６６００、軟化温度１１２℃、酸価２６ＫＯＨｍ
ｇ／ｇ、テレフタル酸／ネオペンチルグリコ−ル／１，
６−ヘキサンジオ−ル＝６２．８／３１．４／５．８重
量比）９０ｇ、カルボキシル基含有結晶性ポリエステル
樹脂（平均分子量約３０００、融点１３０℃、酸価１０
０ＫＯＨｍｇ／ｇ、テレフタル酸／イソフタル酸／１，
６−ヘキサンジオ−ル＝５５．５／９／３５．５重量
比、“酸成分として芳香族ジカルボン酸が１００モル
％、アルコ−ル成分として１，６−ヘキサンジオ−ルが
１００モル％”）１０ｇ、エポキシ基含有アクリル粉体
架橋剤（グリシジルメタクリレ−ト／メチルメタクリレ
−ト＝３５／６５“重量比”平均分子量約１７００、軟
化点約９８℃、エポキシ当量４８５）３１．１ｇ及び二
酸化チタン（タイペ−クＣＲ−９５、商品名、石原産業
株式会社製）６０ｇの配合物をドライブレンド（ヘンシ
ェルミキサ−）、溶融混合分散（２軸エクストル−ダ−
混練機）、冷却、粗粉砕、微粉砕（アトマイザ−）、濾
過を行って実施例１の熱硬化性ポリエステル粉体塗料を
製造した。

【００２２】実施例２〜６ 表１の記載の配合で実施例１と同様にして製造し、実施
例２〜６の熱硬化性ポリエステル粉体塗料を製造した。

【００２３】比較例１ 表１の記載の配合で実施例１と同様にして製造し、比較
例１の熱硬化性ポリエステル粉体塗料を製造した。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１において、配合量はｇを示し、またヒ
ドロキシル基含有結晶性ポリエステル樹脂及びブロック
ポリイソシアネ−トは下記の意味を示す。

【００２６】ヒドロキシル基含有結晶性ポリエステル樹
脂：平均分子量２６００、融点１１４℃、水酸基価４６
ＫＯＨｍｇ／ｇ、テレフタル酸／１，６−ヘキサンジオ
−ル／１，４−ブタンジオ−ル＝６０．５／１３．５／
２６重量比、酸成分として芳香族ジカルボン酸が１００
モル％、アルコ−ル成分として１，６−ヘキサンジオ−
ルが２８モル％ ブロックポリイソシアネ−ト：ε−カプロラクタムブロ
ックイソホロンジイソシアネ−ト化合物 実施例及び比較例で使用したカルボキシル基含有非結晶
性ポリエステル樹脂、カルボキシル基含有結晶性ポリエ
ステル樹脂及びヒドロキシル基含有結晶性ポリエステル
樹脂のＤＳＣ（示差走査熱量測定）測定を行った結果を
図１に示す。図１からも明らかなようにカルボキシル基
含有結晶性ポリエステル樹脂は１３０℃に結晶性による
吸熱ピ−ク（融点）を有し、ヒドロキシ基含有結晶性ポ
リエステル樹脂は１１４℃に結晶性による吸熱ピ−ク
（融点）を有することがわかる。また、カルボキシル基
含有非結晶性ポリエステル樹脂の６３℃に現れるピ−ク
は測定誤差によるもの、またはガラス転移点によるもの
で結晶性を示すものではない。

【００２７】実施例及び比較例の塗膜性能試験結果を表
２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２において試験は次の様にして行った。

【００３０】塗装板の調整：燐酸亜鉛処理鋼板に膜厚が
約６０ミクロンになるように静電粉体塗装し、１８０℃
で２０分間焼付けを行ったものを試験として使用した。
表１において塗膜外観、鏡面反射率、平滑性は下記の方
法で試験した。

【００３１】塗膜外観：塗膜表面を目視で観察し評価し
た。◎は平滑性、チヂミ等の異常が全くなく良好なも
の、○は平滑性、チヂミ等の異常が若干認められるが良
好なもの、△は平滑性、チヂミ等の異常が認められ劣る
もの、×は平滑性、チヂミ等の異常が著しく認められ著
しく劣るもの。

【００３２】鏡面反射率：ＪＩＳ Ｋ−５４００の６０
度鏡面光沢度を測定した。

【００３３】耐衝撃性：ＪＩＳ Ｋ−５４００デュポン
式衝撃性試験に準じて、重り５００ｇ、撃芯直径１／２
インチの条件でおこない塗膜に損傷を生じない最大重り
高さを表示する。なお、５０ｃｍを最大とする。

【００３４】耐屈曲性：耐屈曲性試験機（直径１０ｍ
ｍ、６ｍｍ芯棒）を使用してＪＩＳＫ−５４００に準じ
て試験を行った。○はワレ、ハガレのないもの、△はワ
レ、ハガレが認められ劣るもの、×はワレ、ハガレが認
められ著しく劣るもの。

【００３５】

【発明の効果】本発明の熱硬化性ポリエステル粉体塗料
は、塗膜の平滑性、加工性に優れた塗膜が形成できると
いった顕著な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例及び比較例で使用したポリエステル樹脂
をＤＳＣ（示差走査熱量測定）で測定し、結晶性の有無
を調べたチャ−トである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）カルボキシル基含有非結晶性ポリエ
   ステル樹脂、（Ｂ）カルボキシル基及び／又はヒドロキ
   シ基含有結晶性ポリエステル樹脂、（Ｃ）エポキシ基含
   有アクリル粉体架橋剤を必須成分として含有することを
   特徴とする熱硬化性ポリエステル粉体塗料。
2. 【請求項２】上記（Ｂ）樹脂成分が、該樹脂を構成する
   酸成分の４０モル％以上が芳香族ジカルボン酸であり、
   そして該樹脂を構成するアルコ−ル成分の２０モル％以
   上が１，６−ヘキサンジオ−ルであることを特徴とする
   請求項１に記載の熱硬化性ポリエステル粉体塗料。