JPH11166154A

JPH11166154A - 粉体塗料用ポリエステル樹脂組成物

Info

Publication number: JPH11166154A
Application number: JP33150097A
Authority: JP
Inventors: Yumi Kamiyoshi; 由美神吉; Takeshi Sato; 健佐藤
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】揮発成分を含有せず、高度の耐候性を示す塗
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】酸成分としてイソフタル酸、アルコール
成分としてネオペンチルグリコールを主たる構成成分と
し、酸価が１２〜４５ｍｇＫＯＨ／ｇ、極限粘度が０．
１５〜０．４０ｄｌ／ｇである粉体塗料用ポリエステル
樹脂にエポキシ当量が２００ｇ／ｅｑ以下のグリシジル
エステル系硬化剤を配合した組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐候性の良好な塗
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】粉体塗料は、従来の溶剤型塗料と比較し
て、無公害塗料であること、塗装直後でも利用に供しう
ること、多層の重ね塗りが不要であること、比較的安価
であること、塗装時の余剰分を回収再利用することが可
能であること等の利点が認められ、家電製品等の塗料と
して近年急速に需要が拡大している。

【０００３】粉体塗料には、エポキシ系、エポキシ−ポ
リエステルハイブリッド系、アクリル系及びポリエステ
ル系のものが主に知られている。近年、メンテナンスフ
リー等の理由から、耐候性の良好な塗料が求められてお
り、アクリル系の粉体塗料が耐候性の良好なものとして
知られている。しかし、アクリル系の粉体塗料は、高価
であるうえ、他の塗料との相溶性が極めて悪く、他の塗
料に混入するとハジキの原因となるので、塗装ラインを
隔離しなければならないという問題があった。

【０００４】ポリエステル系の粉体塗料にはこのような
問題がないが、耐候性がアクリル系のものに比べて劣る
という問題があり、耐候性の良好なポリエステル系粉体
塗料の開発が進められている。

【０００５】例えば、特開平６−234941号公報には、酸
成分としてイソフタル酸、アルコール成分としてネオペ
ンチルグリコールを主たる構成成分とし、末端基が主に
水酸基である粉体塗料用ポリエステル樹脂にブロックド
イソシアネート系硬化剤を配合した粉体塗料用ポリエス
テル樹脂組成物が開示されている。しかし、これを用い
た粉体塗料は、塗装後、焼付けを行う際に、ブロック剤
が揮発し、焼付け炉を汚染する等、環境面で問題があっ
た。

【０００６】この問題を解決するものとして、特開平７
−166104号公報には、酸成分としてイソフタル酸、アル
コール成分としてネオペンチルグリコールを主たる構成
成分とし、末端基が主にカルボキシル基である粉体塗料
用ポリエステル樹脂にビスフェノールＡとエピクロルヒ
ドリンとから得られるエポキシ樹脂を配合した粉体塗料
用ポリエステル樹脂組成物が開示されている。これを用
いた粉体塗料は、揮発成分を含有せず、耐候性も改良さ
ているが、高度の耐候性が要求される用途に使用するに
は、耐候性が不十分であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、揮発成分を
含有せず、高度の耐候性を示す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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するもので、その要旨は、酸成分としてイソフタル
酸、アルコール成分としてネオペンチルグリコールを主
たる構成成分とし、酸価が12〜45 mgKOH/g、極限粘度が
0.15〜0.40dl/gである粉体塗料用ポリエステル樹脂にエ
ポキシ当量が200 g/eq以下のグリシジルエステル系硬化
剤を配合した粉体塗料用ポリエステル樹脂組成物にあ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００１０】本発明におけるポリエステル樹脂は、酸成
分としてイソフタル酸、アルコール成分としてネオペン
チルグリコールを主たる構成成分とし、酸価が12〜45 m
gKOH/g、極限粘度が0.15〜0.40dl/gのものである。

【００１１】ポリエステル樹脂の酸成分としては、主と
してイソフタル酸が用いられるが、その割合は、通常70
モル％以上、好ましくは80モル％以上、最適には90モル
％以上とされる。

【００１２】イソフタル酸とともに、少量（30モル％以
下) の他のジカルボン酸を併用してもよい。そのような
ジカルボン酸としては、テレフタル酸等の芳香族ジカル
ボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデ
カン二酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカ
ルボン酸等の脂環族ジカルボン酸が挙げられる。さら
に、ポリエステル樹脂をゲル化させない範囲で、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してもよい。

【００１３】また、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が用いられるが、その割合は、
通常70モル％以上、好ましくは80モル％以上、最適には
90モル％以上とされる。

【００１４】ネオペンチルグリコールとともに、少量
（30モル％以下) の他のジオールを併用してもよい。そ
のようなジオールとしては、エチレングリコール、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、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のエチレンオキサイド付加物等が挙げ
られる。さらに、ポリエステル樹脂をゲル化させない範
囲で、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエ
リスリトール等の三価以上のアルコールを併用してもよ
い。

【００１５】また、４−ヒドロキシ安息香酸、ε−カプ
ロラクトン等のオキシカルボン酸を少量併用してもよ
い。

【００１６】ポリエステル樹脂は、上記のような成分
(それらのエステル形成性誘導体を含む。) を原料とし
て、ポリエステル製造する際の常法によって調製するこ
とができる。

【００１７】ポリエステル樹脂は、酸価が12〜45 mgKOH
/g、極限粘度が0.15〜0.40dl/gとすることが必要であ
る。

【００１８】ポリエステル樹脂の酸価が12 mgKOH/g未満
であると、結果的に分子量が大きくなり、塗膜の表面に
大きな凹凸が生じて平滑性が低下する傾向にあり、45 m
gKOH/gを超えると塗膜の機械的強度が低下する傾向にあ
るばかりか、グリシジルエステル系硬化剤の配合量を増
やす必要があるため、耐候性や耐ブロッキング性が低下
したりする。

【００１９】また、ポリエステル樹脂の極限粘度が0.15
dl/g未満の場合、樹脂組成物の耐ブロッキング性が悪く
なる場合があり、一方、0.40dl/gを超えると、粉砕性が
悪くなる。特に好ましいものは、極限粘度が0.20〜0.35
dl/gのものである。

【００２０】さらに、粉体塗料に用いるため、ポリエス
テル樹脂は、軟化点が50〜150 ℃の範囲のものが好まし
い。軟化点が50℃未満であると、粉体化した樹脂が凝集
して固化し易く、耐ブロッキング性が劣る傾向があり、
一方、150 ℃を超えると混練温度を高くすることにな
り、塗料化時に硬化剤との反応が進み、結果として塗膜
の平滑性や機械的強度が低下する傾向がある。

【００２１】本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記
のようなポリエステル樹脂にグリシジルエステル系硬化
剤を配合することにより得られる。

【００２２】グリシジルエステル系硬化剤としては、１
分子当たりのグリシジル基の数が２以上で、エポキシ当
量が 200g/eq以下、好ましくは 130〜200 g/eqのものが
用いられる。エポキシ当量が 200g/eqを超えるもので
は、その添加量を多くしなければならず、耐候性や耐ブ
ロッキング性が低下する。なお、エポキシ当量が 130g/
eq未満のものは商業的に入手することが困難である。

【００２３】グリシジルエステル系硬化剤の具体例とし
ては、ジグリシジルテレフタレート、トリメリット酸ト
リグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステ
ル、シクロヘキサンシカルボン酸ジグリシジルエステル
等が挙げられる。

【００２４】グリシジルエステル系硬化剤の配合量は、
ポリエステル樹脂のカルボキシル基の量とほぼ当量とな
る量(0.8〜1.2 倍当量) とするのが適当である。

【００２５】粉体塗料用樹脂組成物を調製するには、ポ
リエステル樹脂にグリシジルエステル系硬化剤と、必要
に応じて、レベリング剤、二酸化チタン、カーボンブラ
ック等の顔料その他の添加剤を配合し、ニーダー又はロ
ールを用いて、70〜150 ℃で混練する。

【００２６】

【実施例】次に、実施例によって本発明を具体的に説明
する。なお、ポリエステル樹脂の特性値は次の方法で測
定した。 (1) 極限粘度フェノールとテトラクロロエタンとの等重量混合物を溶
媒とし、温度20℃で測定した。 (2) 酸価ポリエステル樹脂 0.5ｇをジオキサンと蒸留水との重量
比10／１の混合溶媒50mlに溶解し、 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た。 (3) 60度鏡面光沢度 JIS K 5400に準じて求めた。 (4) 耐衝撃性 JIS K 5400に準じ、直径1.27cmの球面を有する撃ち台と
それに合う窪みを持った受け台との間に塗膜の球面が接
触するように塗装鋼板を挟み込み、その上方から１kgの
重りを垂直に落下させ、塗膜が破壊する高さを求めた。
（この値が20cm以上であれば、合格である。） (5) 光沢保持率（促進耐候性） JIS K 5400に準じ、スガ試験機社製WEL-6XS-HC-B・Ec型
サンシャインウエザーメーターを用いて測定した。(700
時間照射後の光沢保持率を求めた。この値が80％以上で
あれば、合格である。)

【００２７】参考例表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、温度を 100℃から徐々に昇
温し、 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４×10^-4モル／酸成分１モルを添加
し、0.4hPa以下に減圧し、280 ℃で３時間重縮合反応を
行い、極限粘度0.45dl/g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」の欄に記載し
た化合物を表１に示した量（モル部）で添加し、不活性
雰囲気中、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樹脂Ａ〜Ｇを得
た。

【００２８】

【表１】

【００２９】実施例１〜６、比較例１〜３参考例で得られたポリエステル樹脂に硬化剤、２−ウン
デシルイミダゾール系硬化触媒（四国化成社製「キュア
ゾールC₁₁Z」) 、ポリアクリレート系レベリング剤 (BA
SF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に示
す塗料組成（重量部）となる割合で、FM10B 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）を用いて 110
℃で溶融混練し、冷却、粉砕後、140メッシュの金網 (2
0〜106 μm)で分級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50μm となるよう
に静電塗装し、 190℃で20分間焼付けを行った。この塗
装鋼板について、塗膜性能を評価した結果を表２に示
す。なお、比較例３では、ポリエステル樹脂の極限粘度
が高く、樹脂の粉砕が困難で、試験に供し得る粉体塗料
が得られなかった。表２において、硬化剤は、次のもの
を意味する。 EX711（ナガセ化学工業社製）：ジグリシジルテレフタ
レート R-540( 三井化学社製）：シクロヘキサンジカルボン酸
ジグリシジルエステル YD-128(東都化成社製) ：ビスフェノールＡとエピクロ
ルヒドリンとからのエポキシ樹脂

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、揮発成分を含有せず、
高度の耐候性を示す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】酸成分としてイソフタル酸、アルコール
成分としてネオペンチルグリコールを主たる構成成分と
し、酸価が12〜45 mgKOH/g、極限粘度が0.15〜0.40dl/g
である粉体塗料用ポリエステル樹脂にエポキシ当量が20
0 g/eq以下のグリシジルエステル系硬化剤を配合した粉
体塗料用ポリエステル樹脂組成物。