JPH107944A

JPH107944A - 粉体塗料用ポリエステル樹脂組成物

Info

Publication number: JPH107944A
Application number: JP18560896A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Fujimoto; 勝也藤本; Makiko Sakai; 満喜子坂井
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】耐ブロッキング性が良好で、焼き付け時に炉
の汚染や重量減少が少なく、かつ、平滑性、強度に優れ
た半艶消しないし艶消しの塗膜を与える粉体塗料用ポリ
エステル樹脂組成物を提供する。【解決手段】酸価が 70mgKOH/g以上のゲル化していな
いポリエステルＡ、酸価が10〜50 mgKOH/gのゲル化して
いないポリエステルＢ及びヒドロキシルアルキルアミド
系硬化剤からなり、ポリエステルＡとポリエステルＢの
割合が重量比で70：30〜10：90であり、かつポリエステ
ルＡとポリエステルＢのゲル化時間の差（絶対値）が３
分以上である粉体塗料用ポリエステル樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半艶消しないし艶
消し塗膜を与える粉体塗料用ポリエステル樹脂組成物に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】粉体塗料としては、エポキシ樹脂系、ア
クリル樹脂系、ポリエステル樹脂系のものが主に知られ
ているが、その中でもポリエステル樹脂系粉体塗料は、
バランスのとれた塗膜性能を有する塗料として知られて
いる。

【０００３】粉体塗料は、家電、自動車、建材をはじめ
とする多くの分野で使用されているが、塗膜には、美的
観点から有光沢（60度鏡面光沢度で90〜100 ％程度）、
半艶消し（同じく30〜70％程度）及び艶消し（同じく30
％程度以下）が要求される場合とがある。

【０００４】従来、このような半艶消し又は艶消し粉体
塗料を調製する方法としては、粒子の粗い顔料を多量に
添加する方法や、ポリエステル樹脂系粉体塗料とアクリ
ル樹脂系粉体塗料とをドライブレンドする方法（特公昭
61-19668号公報）等が知られている。

【０００５】しかしながら、粗粒子の顔料を多量に添加
する場合には、塗膜の平滑性や強度が低下するという問
題がある。また、二種類の粉体塗料をドライブレンドす
る方法は、一段階の塗料化で半艶消し又は艶消し塗料を
得ることができず、塗料製造コストが高くなるととも
に、ブレンドの不均一性や回収使用時のブレンド率の変
化等の問題がある。

【０００６】このような問題を解決するものとして、特
開昭64−1770号公報には、水酸基価が1200geq/10⁶g以上
のポリエステル、水酸基価が 200〜1000geq/10⁶gのポリ
エステル及びブロックドイソシアネート系硬化剤とから
なり、かつ両ポリエステルのゲル化時間の差が３分以上
である粉体塗料用樹脂組成物が提案されている。

【０００７】しかし、この樹脂組成物では、２〜３官能
のブロックドイソシアネート系硬化剤を使用しているた
め、硬化剤を多量に配合しなければならず、コスト的に
不利であった。また、ポリエステル樹脂とブロックドイ
ソシアネート系硬化剤との反応時にブロック剤が飛散し
て焼付け炉を汚染させたり、10％程度の重量減少が起こ
るという問題があった。

【０００８】この問題を解決するものとして、例えば、
特開平５−186711号公報には、上記のブロックドイソシ
アネート系硬化剤の代わりに、テトラメトキシメチルグ
リコールウリル系硬化剤等の多官能の硬化剤を用いたも
のが提案されている。しかし、このポリエステル樹脂組
成物は、耐ブロッキング性等に問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題を解決し、耐ブロッキング性が良好で、焼き付け時に
炉の汚染や重量減少が少なく、かつ、平滑性、強度に優
れた半艶消しないし艶消し塗膜を与える粉体塗料用ポリ
エステル樹脂組成物を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために研究を重ねた結果、特定の酸価を有す
る二種類のポリエステルとヒドロキシルアルキルアミド
系硬化剤を組み合わせることにより、この目的が達成さ
れることを見出し、本発明に到達した。

【００１１】すなわち、本発明は、酸価が 70mgKOH/g以
上のゲル化していないポリエステルＡ、酸価が10〜50 m
gKOH/gのゲル化していないポリエステルＢ及びヒドロキ
シルアルキルアミド系硬化剤からなり、ポリエステルＡ
とポリエステルＢの割合が重量比で70：30〜10：90であ
り、かつポリエステルＡとポリエステルＢのゲル化時間
の差（絶対値）が３分以上であることを特徴とする粉体
塗料用ポリエステル樹脂組成物を要旨とするものであ
る。

【００１２】本発明において、酸価及びゲル化時間は、
次の方法で求められる値である。 (1) 酸価ジオキサン45ml及び蒸留水５mlからなる溶液にポリエス
テル樹脂 0.5ｇを加熱溶解し、0.1 規定の水酸化カリウ
ムメタノール溶液で滴定して求める。 (2) ゲル化時間ポリエステル樹脂とヒドロキシルアルキルアミド系硬化
剤（EMS-Chemie社製「Primid XL-552 」）を官能基が
1.0倍当量になる量及びルチル型二酸化チタン粉末を33
重量％混合し、試料量90ｇ、温度 170℃でブラベンダー
・プラスチコーダー（ブラベンダー社製）で硬化曲線を
求め、その変曲点までの時間をゲル化時間とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。

【００１４】本発明におけるポリエステルＡ及びＢを構
成する酸成分としては、主としてテレフタル酸、イソフ
タル酸、無水フタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボ
ン酸等の芳香族ジカルボン酸が用いられる。また、必要
に応じてアジピン酸、コハク酸等の脂肪族ジカルボン
酸、さらに、ステアリン酸、ミリスチン酸等の一価のカ
ルボン酸やトリメリット酸、ピロメリット酸、トリメシ
ン酸等の三価以上のカルボン酸を併用することもでき
る。

【００１５】一方、ポリエステルＡ及びＢを構成するア
ルコール成分としては、主としてネオペンチルグリコー
ル、エチレングリコールが用いられるが、必要に応じ
て、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、
1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、 1,6
−ヘキサンジオール、 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、ビスフェノールＡ
やビスフェノールＳのエチレンオキサイド付加体、ペン
タエリスリトール、グリセリン等を併用することもでき
る。

【００１６】また、４−ヒドロキシ安息香酸等のヒドロ
キシカルボン酸成分を共重合成分として併用してもよ
い。

【００１７】本発明のポリエステル樹脂組成物におい
て、ポリエステルＡの酸価は70 mgKOH/g以上、好ましく
は 120〜280mgKOH/g、ポリエステルＢの酸価は10〜50 m
gKOH/g、好ましくは20〜40 mgKOH/gであることが必要で
ある。

【００１８】ポリエステルＡの酸価が70 mgKOH/g未満で
は、ポリエステルＢとの酸価の差が小さくなるため、良
好な艶消し効果が得にくい。また、ポリエステルＢの酸
価が10 mgKOH/gに満たないと、ポリエステルＢの溶融粘
性が高くなりすぎるため、塗膜の表面に大きな凸凹が生
じ、平滑性が低下するとともに硬化反応性も遅くなるこ
とから強度が低下する傾向がある。一方、ポリエステル
Ｂの酸価が50 mgKOH/gを超えるとポリエステルＡとの酸
価の差が小さくなるために艶消し効果が不十分となる。

【００１９】また、ポリエステルＡとポリエステルＢの
割合は、重量比で70：30〜10：90、好ましくは40：60〜
20：80とすることが必要である。この範囲を外れる配合
比では艶消し効果が不十分となる。

【００２０】さらに、ポリエステルＡとポリエステルＢ
のゲル化時間の差（絶対値）を３分以上とすることが必
要であり、この差が３分未満では艶消し効果が得られな
い。高度の艶消し塗膜（60度鏡面光沢度で20％以下）と
するには５〜15分とするのが好ましい。

【００２１】本発明においては、ポリエステルＡの酸
価、ポリエステルＡとＢの配合比ならびにゲル化時間の
差によって艶消し程度をコントロールすることが可能で
ある。例えば、ポリエステルＡの酸価が200mgKOH/gで、
ポリエステルＡとＢの配合比が30：70の場合、ゲル化時
間の差を３〜４分とする60度鏡面光沢度が50〜60％の半
艶消し塗膜を得ることができ、同じく５分程度とすると
60度鏡面光沢度が20％程度の艶消し、同じく６分以上と
すると60度鏡面光沢度が10％以下の完全艶消しの塗膜を
得ることが可能である。

【００２２】また、ポリエステルＡ及びＢは、実質的に
ゲル化していないポリエステルであることが必要であ
る。ここで、「実質的にゲル化していないポリエステ
ル」とは、一般的な粉砕機で粉砕可能であり、溶融時に
流動可能なポリエステルを意味する。ゲル化したポリエ
ステルでは、塗料化が困難であり、また、均一な塗膜が
形成できない。

【００２３】なお、ポリエステルＡ及びＢは、極限粘度
が0.15〜0.40、軟化点が50〜150 ℃の範囲のものが好ま
しい。極限粘度が0.15未満の場合、結果としてポリエス
テル樹脂の軟化点が低くなることから耐ブロッキング性
が低下する傾向がある。一方、極限粘度が0.40を超える
場合、ポリエステル樹脂の溶融粘度が高くなることから
塗膜の平滑性が低下する傾向がある。また、軟化点が50
℃未満の場合、粉体化したポリエステル樹脂が凝集して
固化しやすく、耐ブロッキング性が劣る傾向がある。一
方、軟化点が 150℃を超える場合、溶融混練の温度を高
くすることが必要になり、塗料化時に硬化剤との反応が
進行し、結果として塗膜の平滑性や強度が低下する傾向
がある。

【００２４】本発明のポリエステルＡ及びＢは、前記の
カルボン酸及び／又はそのアルキルエステルとアルコー
ルを原料として、常法により 200〜280 ℃でエステル化
反応又はエステル交換反応を行った後、５hPa 以下の減
圧下、 200〜300 ℃、好ましくは 230〜290 ℃で重縮合
反応を行って高重合度のポリマーとした後、少量のカル
ボン酸成分で解重合を行う方法で調製することができ
る。

【００２５】エステル化反応、エステル交換反応及び重
縮合反応において、公知の反応触媒を用いることができ
る。

【００２６】本発明で硬化剤として用いるヒドロキシル
アルキルアミド系硬化剤としては、次の一般式で表わさ
れるものが挙げられ、EMS-Chemie社から「Primid XL-55
2 」の商品名で市販されているものがある。

【化１】ここで、Ｒ¹は水素又はアルキル基、Ｒ²はアルキレン
基を示す。

【００２７】硬化剤の配合量は、ポリエステル樹脂のカ
ルボキシル基量に対して 0.6〜1.2倍当量の範囲とする
ことが好ましく、より好ましくは 1.0倍当量である。

【００２８】本発明の粉体塗料用ポリエステル樹脂組成
物は、前記のようなポリエステルＡ及びＢと硬化剤、さ
らに、必要に応じてレベリング剤、その他の添加剤、例
えば、二酸化チタン、カーボンブラック等の顔料を配合
して、ニーダー又はロールを用いて70〜150 ℃で混練す
ることにより調製できる。

【００２９】

【実施例】次に実施例及び比較例によって本発明を具体
的に説明する。なお、特性値は次に示す方法で測定し
た。 (a) 酸価前述の方法で求めた。 (b) 極限粘度フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒と
し、20℃で測定した。 (c) 軟化点ホットベンチで加熱し、目視により求めた。 (d) ゲル化時間前述の方法で求めた。 (e) 耐ブロッキング性直径３cm、高さ７cmの有底ガラス管に粉体塗料を４cmの
高さまで充填し、40℃の恒温槽中に１週間放置した後、
ガラス管を逆さにして粉体塗料を取り出し、塗料の状態
で判定した。 ○：塊状になっていない、 ×：塊状になっている (f) 重量減少率粉体塗料をリン酸亜鉛処理鋼板上に膜厚が50〜60μm に
なるように静電塗装して 170℃で20分間焼付けを行い、
焼付け前後の重量差の焼付け前の重量に対する割合を求
めた。 (g) 平滑性塗膜の平滑性を目視により評価した。 ○：良好、 ×：劣る (h) 60度鏡面光沢度 JIS K 5400に準じて求めた。 (i) 耐衝撃性 JIS K 5400に準じ、直径1.27cm、500gの球を垂直に落下
させて、塗膜の破壊する高さを求めた。 (10cm以上であ
れば合格である。)

【００３０】実施例１〜７及び比較例１〜６〔ポリエステルの調製〕表１に示した原料化合物を表１
に示した量（モル部）でエステル化反応槽に仕込み、圧
力を 0.25 MPaGに加圧し、反応温度を 100℃から徐々に
昇温、 250℃で４時間エステル化反応を行った。得られ
たエステル化物を重縮合反応槽に移送した後、触媒とし
て三酸化アンチモンを２×10^-4モル／酸成分モルの量で
添加し、0.4hPa以下に減圧し、 280℃で４時間重縮合反
応を行い、極限粘度0.45のポリエステルを得た。次い
で、このポリエステルに表１の解重合の欄に示した化合
物を表１に示した量（モル部）で添加し、不活性ガス雰
囲気中で常圧下、 250℃で２時間解重合反応を行い、表
１に示す特性値を有するポリエステルＡ1 〜Ａ3 及びポ
リエステルＢ1 〜Ｂ5 を得た。各ポリエステル樹脂の特
性値を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】〔粉体塗料の調製と試験〕ポリエステル樹
脂、硬化剤：EMS-Chemie社製「Primid XL-552 」、ブチ
ルポリアクリレート系レベリング剤：BASF社製アクロナ
ール4F、ベンゾイン及びルチル型二酸化チタン：石原産
業社製CR-90 を表２及び表３に示す量（重量部）で採
り、FM 10B型ヘンシェルミキサー（三井三池製作所製）
でドライブレンドした後、PR-46 型コ・ニーダー（ブッ
ス社製）を用い、 110℃で溶融混練し、冷却、粉砕後、
目開き 106μm の金網で分離して粉体塗料を得た。得ら
れた粉体塗料をリン酸亜鉛処理鋼板上に膜厚が50〜60μ
m になるように静電塗装して 170℃で20分間焼付けを行
った。塗膜性能を評価した結果を表２及び表３に示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】実施例１〜７で得られた粉体塗料は、耐ブ
ロッキング性が良好であり、焼き付け時の重量減少が少
なく、塗膜は、艶消し効果、平滑性、強度（耐衝撃性）
に優れていた。

【００３６】これに対して、ポリエステルＡの割合が適
当でない比較例１〜２、ポリエステルＢの酸価が大きい
比較例４、ポリエステルＡとＢのゲル化時間の差が小さ
い比較例５、ポリエステルＡの酸価が小さい比較例６で
は、いずれも艶消し塗膜が得られなかった。また、ポリ
エステルＢの酸価が小さい比較例３では、良好な平滑性
と強度（耐衝撃性）を有する塗膜が得られなかった。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、耐ブロッキング性が良
好で、焼き付け時に炉の汚染や重量減少が少なく、か
つ、平滑性、強度に優れた半艶消しないし艶消しの塗膜
を与える粉体塗料用ポリエステル樹脂組成物が提供され
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸価が 70mgKOH/g以上のゲル化していな
いポリエステルＡ、酸価が10〜50 mgKOH/gのゲル化して
いないポリエステルＢ及びヒドロキシルアルキルアミド
系硬化剤からなり、ポリエステルＡとポリエステルＢの
割合が重量比で70：30〜10：90であり、かつポリエステ
ルＡとポリエステルＢのゲル化時間の差（絶対値）が３
分以上であることを特徴とする粉体塗料用ポリエステル
樹脂組成物。