JP2012184370A - Aqueous coating composition, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、BPA由来の構成成分を全く用いずに、製造時の重合安定性と製造後の貯蔵安定性に優れ、且つ加工性、密着性に優れた塗膜を形成し得る、水性塗料、その製造方法及び被覆缶の提供を目的とする。
【解決手段】アクリル変性ポリエステル樹脂(A)と、塩基性化合物(B)と、硬化剤(C)とを含む水性塗料であって、前記アクリル変性ポリエステル樹脂(A)が、ポリエステル樹脂(D)と、芳香族系ビニルモノマーと、アミド系モノマーと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーとを非水溶性重合開始剤(E)の存在下で反応してなるポリエステル樹脂(F)と、芳香族系ビニルモノマーと、カルボキシル基含有モノマーと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーとを非水溶性重合開始剤(E)の存在下で反応させてなる樹脂である水性塗料。
【選択図】なしThe present invention is capable of forming a coating film excellent in polymerization stability during production and storage stability after production, and excellent in processability and adhesion without using any BPA-derived components. An object is to provide a water-based paint, a method for producing the same, and a coated can.
An aqueous paint containing an acrylic modified polyester resin (A), a basic compound (B), and a curing agent (C), wherein the acrylic modified polyester resin (A) is a polyester resin (D). A polyester resin (F) obtained by reacting an aromatic vinyl monomer, an amide monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer in the presence of a water-insoluble polymerization initiator (E); Aqueous paint which is a resin obtained by reacting an aromatic vinyl monomer, a carboxyl group-containing monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer in the presence of a water-insoluble polymerization initiator (E).
[Selection figure] None
Description
本発明は、水性塗料及び当該水性塗料を用いた被塗物に関し、金属素材または下地塗料上等の被覆に好適に用いられる水性塗料組成物に関する。詳しくは、飲料を収容する飲料用包装容器被覆用の水性塗料組成物に関する。さらに詳しくは飲料用包装容器の中でも高い加工性と耐食性が要求される缶用の蓋用部材を被覆することに好適な水性塗料組成物に関する。 The present invention relates to a water-based paint and an object to be coated using the water-based paint, and relates to an aqueous paint composition suitably used for coating on a metal material or a base paint. Specifically, the present invention relates to an aqueous coating composition for covering a beverage packaging container that contains a beverage. More specifically, the present invention relates to an aqueous coating composition suitable for coating a lid member for a can that requires high processability and corrosion resistance among beverage packaging containers.
ビスフェノールA(以下「BPA」と略す)とエピクロルヒドリンとを原料として合成されるBPA型エポキシ樹脂を含む塗料は、塗膜の金属への密着性が良好であり、耐蒸気殺菌性、加工性等も良好であることから缶の内外面被覆用塗料に好適に使用されている。
また、当該塗料では、BPA型エポキシ樹脂をアクリル樹脂で変性することによりカルボキシル基などを分子中に導入した水分散型アクリル変性エポキシ樹脂を使用するのが一般的である。
A paint containing a BPA type epoxy resin synthesized from bisphenol A (hereinafter abbreviated as “BPA”) and epichlorohydrin has good adhesion to the metal of the coating film, and also has steam sterilization resistance, workability, etc. Since it is good, it is suitably used as a paint for coating inner and outer surfaces of cans.
In the coating material, it is common to use a water-dispersed acrylic modified epoxy resin in which a carboxyl group or the like is introduced into the molecule by modifying the BPA type epoxy resin with an acrylic resin.
しかし、近年BPAは生物の内分泌撹乱作用があるとの研究結果が報告され、環境省が公表した「内分泌撹乱作用を有すると疑われる化学物質」のリスト67物質の中に挙げられた。これを受けて、缶内面塗膜から内容物へのBPAの溶出が大きく問題視されるようになってきた。このような背景から、BPA由来の構成成分を全く用いない缶内面被覆用水性塗料が望まれている。 However, in recent years, research results have been reported that BPA has endocrine disrupting effects on organisms, and it has been listed in 67 substances in the list of “chemical substances suspected of having endocrine disrupting effects” published by the Ministry of the Environment. In response to this, the elution of BPA from the inner surface coating film of the can into the contents has become a serious problem. From such a background, a water-based paint for coating the inner surface of a can that does not use any component derived from BPA is desired.
そこで、BPA型エポキシ樹脂以外で、BPA型エポキシ樹脂と同等の加工性、密着性を持つ樹脂として、例えば、乳化重合法により合成したエマルジョン型アクリル樹脂がある。エマルジョン型アクリル樹脂は、一般に、溶液重合法で合成したアクリル樹脂と比べ、分子量が非常に高くなることが知られている。これは、エマルジョン型アクリル樹脂は分子量が非常に高いために良好な加工性、密着性が得られると考えられる。 Therefore, other than the BPA type epoxy resin, as a resin having processability and adhesion similar to those of the BPA type epoxy resin, for example, there is an emulsion type acrylic resin synthesized by an emulsion polymerization method. It is known that an emulsion type acrylic resin generally has a very high molecular weight as compared with an acrylic resin synthesized by a solution polymerization method. This is presumably because the emulsion type acrylic resin has a very high molecular weight, so that good processability and adhesion can be obtained.
しかし、一般に乳化重合法には界面活性剤が用いられるので、硬化塗膜中には界面活性剤が含まれている。この界面活性剤の存在が塗膜の耐蒸気殺菌性悪化の原因となるので、現状では、乳化重合法により合成したエマルジョン型アクリル樹脂は缶内面被覆用塗料に使用されていない。 However, since a surfactant is generally used in the emulsion polymerization method, a surfactant is contained in the cured coating film. Since the presence of this surfactant causes deterioration of the steam sterilization resistance of the coating film, at present, the emulsion type acrylic resin synthesized by the emulsion polymerization method is not used in the paint for coating the inner surface of the can.
そこで、耐蒸気殺菌性悪化の原因である界面活性剤を用いずに、その代わりカルボキシル基及びカルボキシル基以外の架橋性官能基を有する水性アクリル樹脂と塩基化合物とを用い、アクリル系モノマーの混合物を予め水性媒体中に分散させてモノマーの水性分散液(プレエマルジョン)を得、別途用意しておいたカルボキシル基を有する水性樹脂の存在下に、前記モノマーの水性分散液をラジカル重合させる方法(以下、「プレ乳化法」ともいう)が提案された(特許文献1参照)。 Therefore, instead of using a surfactant that causes deterioration in steam sterilization resistance, instead using a water-based acrylic resin having a carboxyl group and a crosslinkable functional group other than a carboxyl group and a base compound, a mixture of acrylic monomers is used. A method in which an aqueous dispersion (pre-emulsion) of a monomer is obtained by preliminarily dispersing in an aqueous medium, and the aqueous dispersion of the monomer is radically polymerized in the presence of a separately prepared aqueous resin having a carboxyl group (hereinafter referred to as a “polymerization”) , Also referred to as “pre-emulsification method”) (see Patent Document 1).
即ち、特許文献1には、カルボキシル基を有する水性樹脂の存在下に、アクリル系モノマーの水性分散体を滴下重合してなる、ソープフリー型アクリル樹脂エマルジョンが缶用水性塗料組成物に用い得る旨記載されている。さらに特許文献1には、加工性、密着性、耐煮沸性に優れる塗膜を形成し得るとされる缶用水性塗料組成物が記載されている。 That is, Patent Document 1 states that a soap-free acrylic resin emulsion obtained by dropwise polymerization of an aqueous dispersion of an acrylic monomer in the presence of an aqueous resin having a carboxyl group can be used in an aqueous coating composition for cans. Are listed. Further, Patent Document 1 describes a water-based coating composition for cans that can form a coating film having excellent processability, adhesion, and boiling resistance.
しかしながら、缶用塗料により被覆された缶は、内容物の種類によっては、煮沸より過酷な蒸気殺菌工程を施される場合がある。特許文献1の水性塗料組成物を塗装した缶を蒸気殺菌した場合、塗膜が白化したりブリスター(点状剥離)を生じたりする。 However, depending on the type of contents, the can covered with the paint for cans may be subjected to a steam sterilization process more severe than boiling. When a can coated with the aqueous coating composition of Patent Document 1 is steam sterilized, the coating film may be whitened or blistered (dotted peeling).
さらに炭酸を含む飲料を充填する飲料缶は、5℃程度の低温で内容物が充填され蓋が取り付けられた後室温まで戻される。この過程で炭酸が揮発し缶内部の圧力が高くなるので、缶の蓋部分は内部からの圧力により外側へ膨らむ。この後も雰囲気温度の変化により炭酸の充填物からの揮発、充填物への溶解が繰り返され蓋は凹凸状の変化を繰り返す。これにより蓋は内容物が充填された状態で変形を受けることなり、変形部の腐食が発生しやすい。そこで、この様な圧力による変形を考慮した種々の加工が蓋部分には施される。この種々の加工は、蓋材上の両面塗膜を設けた後に行われるため、塗料組成物には種々の加工において塗膜欠陥を生じないような高い加工性、内容物充填後に蓋が凹凸状の変化を繰り返してもしても腐食が発生しないような高い耐食性が要求される。特許文献1の水性塗料組成物を塗装した場合、これらの高い加工性と耐食性とを得ることが出来ない。 Further, the beverage can filled with the carbonated beverage is filled with the contents at a low temperature of about 5 ° C. and attached to the lid, and then returned to room temperature. During this process, the carbonic acid volatilizes and the pressure inside the can increases, so the lid portion of the can swells outward due to the pressure from inside. Even after this, the volatilization from the filler of carbonic acid and the dissolution in the filler are repeated due to the change in the ambient temperature, and the lid repeats the change in the uneven shape. As a result, the lid is deformed in a state where the contents are filled, and corrosion of the deformed portion is likely to occur. Therefore, various processes are performed on the lid portion in consideration of such deformation due to pressure. Since these various processes are performed after providing a double-sided coating film on the lid material, the coating composition has high processability so as not to cause a coating film defect in various processes, and the lid is uneven after filling the contents. High corrosion resistance is required so that corrosion does not occur even if this change is repeated. When the aqueous coating composition of Patent Document 1 is applied, these high processability and corrosion resistance cannot be obtained.
また、カルボキシル基を有するポリエステル樹脂、塩基性化合物、及び水からなる水性樹脂分散体を高分子乳化剤成分とし、被乳化成分としてポリエステル樹脂、及びエチレン性不飽和モノマーを用い、これらを乳化重合してなる複合化ポリマーが提案された(特許文献2参照)。特許文献2で例示される方法は、予め被乳化成分であるポリエステル、及びエチレン性不飽和モノマーを高分子乳化剤で乳化しておき、これを水溶性開始剤により水媒体中で乳化重合、及び複合化するというものである。一般に、乳化重合とは、可溶化したモノマーがミセル内で反応し、そこに分散モノマー滴から逐次モノマーが供給される、という特殊な機構により説明されるものである。この観点から、ポリエステルとエチレン性不飽和モノマーとが、反応において必ずしも複合化するとは言い難く、特許文献2記載の複合化ポリマーでは、製造ロット間で性状のバラつきが多く、均一な品質の塗料を得ることが難しい。さらに、被乳化成分中のポリエステル樹脂含有量を増加させた場合は、被乳化成分であるポリエステル樹脂とエチレン性不飽和モノマー、及びその重合体との相溶性が低下するため、重合安定性、及び得られるエマルジョンの分散安定性に欠けてしまうという問題が生じてしまう。 Further, an aqueous resin dispersion composed of a polyester resin having a carboxyl group, a basic compound, and water is used as a polymer emulsifier component, and a polyester resin and an ethylenically unsaturated monomer are used as an emulsified component. A composite polymer was proposed (see Patent Document 2). In the method exemplified in Patent Document 2, polyester and ethylenically unsaturated monomers that are to be emulsified are pre-emulsified with a polymer emulsifier, and this is emulsion-polymerized and combined in an aqueous medium with a water-soluble initiator. It is to become. In general, emulsion polymerization is explained by a special mechanism in which a solubilized monomer reacts in a micelle and the monomer is sequentially supplied from dispersed monomer droplets. From this point of view, it is difficult to say that the polyester and the ethylenically unsaturated monomer are necessarily combined in the reaction. With the composite polymer described in Patent Document 2, there are many variations in properties between production lots, and a uniform quality paint can be obtained. Difficult to get. Furthermore, when the polyester resin content in the emulsified component is increased, the compatibility between the polyester resin that is the emulsified component, the ethylenically unsaturated monomer, and the polymer thereof decreases, so that the polymerization stability, and There arises a problem that the resulting emulsion lacks dispersion stability.
また、被乳化成分として結晶性のポリエステルを用いた場合は、このポリエステルを溶剤やモノマー等に溶解させる作業工程が不可欠となり、生産工程が複雑かつ長時間となるため、塗料のコストアップの原因となる。 In addition, when crystalline polyester is used as an emulsified component, an operation process for dissolving the polyester in a solvent or a monomer becomes indispensable, and the production process becomes complicated and takes a long time. Become.
本発明の課題は、BPA由来の構成成分を全く用いずに、製造時の重合安定性と製造後の貯蔵安定性に優れ、且つ加工性、密着性に優れた塗膜を形成し得る、缶内面蓋被覆用水性塗料組成物とその製造方法、及びそれを用いて缶の蓋部内面を被覆してなる被覆缶を提供することである。 The object of the present invention is to provide a can that can form a coating film having excellent polymerization stability during production and storage stability after production, and excellent workability and adhesion without using any BPA-derived components. An aqueous coating composition for coating an inner surface lid, a method for producing the same, and a coated can formed by coating the inner surface of the lid portion of the can using the same.
本発明者らは、鋭意検討した結果、ポリエステル樹脂を、ラジカル重合性開始剤存在下で、ラジカル重合性不飽和モノマーを用いて2段階の工程に分けて変性させることにより、製造時の重合安定性と製造後の貯蔵安定性に優れ、且つ加工性、密着性に優れた水性塗料とその製造方法、及び被覆缶を提供し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have determined that the polyester resin is modified in two steps using a radical polymerizable unsaturated monomer in the presence of a radical polymerizable initiator, thereby stabilizing the polymerization during production. The present invention has been completed by finding that it is possible to provide a water-based paint excellent in workability and storage stability after production, and excellent in processability and adhesion, a method for producing the same, and a coated can.
即ち、第1の発明は、アクリル変性ポリエステル樹脂(A)と、塩基性化合物(B)と、硬化剤(C)とを含む水性塗料であって、前記アクリル変性ポリエステル樹脂(A)が、ポリエステル樹脂(D)と、芳香族系ビニルモノマーと、アミド系モノマーと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーとを、非水溶性重合開始剤(E)の存在下で反応してなるポリエステル樹脂(F)と、芳香族系ビニルモノマーと、カルボキシル基含有モノマーと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーとを、非水溶性重合開始剤(E)の存在下で反応させてなる樹脂であることを特徴とする水性塗料である。 That is, the first invention is an aqueous paint containing an acrylic modified polyester resin (A), a basic compound (B), and a curing agent (C), wherein the acrylic modified polyester resin (A) is a polyester. Polyester resin formed by reacting resin (D), aromatic vinyl monomer, amide monomer, and (meth) acrylic acid alkyl ester monomer in the presence of a water-insoluble polymerization initiator (E) ( F) a resin obtained by reacting an aromatic vinyl monomer, a carboxyl group-containing monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer in the presence of a water-insoluble polymerization initiator (E). Is a water-based paint characterized by
第2の発明は、ポリエステル樹脂(D)が、多価アルコールと、多価カルボン酸とを反応させてなることを特徴とする第1の発明記載の水性塗料である。 A second invention is the water-based paint according to the first invention, wherein the polyester resin (D) is obtained by reacting a polyhydric alcohol and a polyvalent carboxylic acid.
第3の発明は、多価アルコールが、2価アルコール60〜80モル%、3価アルコール20〜40モル%の割合であることを特徴とする第2の発明記載の水性塗料である。 A third invention is the water-based paint according to the second invention, wherein the polyhydric alcohol is a proportion of 60 to 80 mol% of a dihydric alcohol and 20 to 40 mol% of a trihydric alcohol.
第4の発明は、多価アルコールと、多価カルボン酸とを反応することでポリエステル樹脂(D)を得る工程(1)、得られたポリエステル樹脂(D)の存在下で、芳香族系ビニルモノマーと、アミド系モノマーと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーと、非水溶性重合開始剤(E)とを反応することでポリエステル樹脂(F)を得、次いで芳香族系ビニルモノマーと、カルボキシル基含有モノマーと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーと、非水溶性重合開始剤(E)とを加え、反応することでアクリル変性ポリエステル樹脂(A)を得る工程(2)、得られたアクリル変性ポリエステル樹脂(A)と、塩基性化合物(B)と、硬化剤(C)とを配合することで水性塗料を得る工程(3)を含むことを特徴とする水性塗料の製造方法である。 The fourth invention is a step (1) of obtaining a polyester resin (D) by reacting a polyhydric alcohol and a polyvalent carboxylic acid, and in the presence of the obtained polyester resin (D), an aromatic vinyl. A polyester resin (F) is obtained by reacting a monomer, an amide monomer, a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer, and a water-insoluble polymerization initiator (E), and then an aromatic vinyl monomer, A step (2) of obtaining an acrylic-modified polyester resin (A) by adding a carboxyl group-containing monomer, a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer, and a water-insoluble polymerization initiator (E) and reacting them is obtained. Water comprising a step (3) of obtaining a water-based paint by blending the acrylic-modified polyester resin (A), the basic compound (B), and the curing agent (C). It is a manufacturing method of paint.
第5の発明は、工程(1)において、多価アルコールが、2価アルコール60〜80モル%、3価アルコール20〜40モル%の割合であることを特徴とする第4の発明記載の水性塗料の製造方法である。 A fifth invention is characterized in that, in the step (1), the polyhydric alcohol is a proportion of 60 to 80 mol% of a dihydric alcohol and 20 to 40 mol% of a trihydric alcohol. It is a manufacturing method of a coating material.
第6の発明は、工程(2)において、ポリエステル樹脂(D)の存在下で、芳香族系ビニルモノマーと、アミド系モノマーと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーと、を非水溶性重合開始剤(E)とを加え、反応することでポリエステル樹脂(F)を得、次いで芳香族系ビニルモノマーと、カルボキシル基含有モノマーと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーと、非水溶性重合開始剤(E)とを加え、反応することを特徴とする第4または第5の発明記載の水性塗料の製造方法ある。 In a sixth aspect of the invention, in step (2), in the presence of the polyester resin (D), an aromatic vinyl monomer, an amide monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer are water-insoluble polymerized. Initiator (E) is added and reacted to obtain polyester resin (F), then aromatic vinyl monomer, carboxyl group-containing monomer, (meth) acrylic acid alkyl ester monomer, and water-insoluble polymerization The method for producing a water-based paint according to the fourth or fifth invention, wherein the initiator (E) is added and reacted.
第7の発明は、アミド系モノマーが、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリルアミドからなる群より選択される1種以上のモノマーであることを特徴とする第1〜第3の発明いずれか記載の水性塗料である。 The seventh invention is characterized in that the amide monomer is at least one monomer selected from the group consisting of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide, N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide and (meth) acrylamide. The water-based paint according to any one of the first to third inventions.
第8の発明は、ポリエステル樹脂(D)の数平均分子量が2,000〜7,000であることを特徴とする、第1〜第3の発明、および第7の発明いずれか記載の水性塗料である。 The eighth invention is the water-based paint according to any one of the first to third inventions and the seventh invention, characterized in that the number average molecular weight of the polyester resin (D) is 2,000 to 7,000. It is.
第9の発明は、第1〜第3の発明、第7および第8の発明いずれか記載の水性塗料から形成されてなる塗膜を内面に有することを特徴とする被覆缶である。 A ninth invention is a coated can having an inner surface with a coating film formed from the water-based paint according to any one of the first to third inventions, the seventh and eighth inventions.
第10の発明は、第1〜第3の発明、第7および第8の発明いずれか記載の水性塗料から形成されてなる塗膜を蓋部内面に有することを特徴とする被覆缶ある。 A tenth invention is a coated can characterized by having a coating film formed from the water-based paint according to any one of the first to third inventions, the seventh and eighth inventions on the inner surface of the lid.
本発明により、BPA由来の構成成分を全く用いずに、製造時の重合安定性と製造後の貯蔵安定性に優れ、且つ加工性、密着性に優れた塗膜を形成し得る、缶内面蓋被覆用水性塗料組成物とその製造方法、及びそれを用いて缶の蓋部内面を被覆してなる被覆缶を提供することができる。 According to the present invention, a can inner surface lid capable of forming a coating film having excellent polymerization stability during production and storage stability after production, and excellent workability and adhesion without using any BPA-derived constituent components. An aqueous coating composition for coating, a method for producing the same, and a coated can formed by coating the inner surface of the lid of the can with the coating composition can be provided.
<アクリル変性ポリエステル樹脂(A)>
まず、アクリル変性ポリエステル樹脂(A)について述べる。
本発明においてアクリル変性とは、ポリエステル樹脂と、ラジカル重合性モノマーを非重合開始剤の存在下で反応することである。この反応は、ポリエステル樹脂を溶剤に溶解した溶液を加熱することで行うことが好ましい。
<Acrylic modified polyester resin (A)>
First, acrylic modified polyester resin (A) is described.
In the present invention, “acrylic modification” refers to reacting a polyester resin and a radical polymerizable monomer in the presence of a non-polymerization initiator. This reaction is preferably performed by heating a solution obtained by dissolving a polyester resin in a solvent.
本発明では、ポリエステル樹脂(D)と、芳香族ビニルモノマーと、アミド系モノマーと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーとを加熱することで、ポリエステル樹脂(D)の水酸基の一部が、アミド系モノマーの一部のアミド基が反応することにより、アクリル変性が行われる。同時に、アミド系モノマーと、他のラジカル重合性モノマーとの共重合反応も進行する。これらの反応によってまず、ポリエステル樹脂(F)が得られる。この得られたポリエステル(F)へ、ある一定温度下でカルボキシル基含有モノマーと、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとを非水溶性重合開始剤の存在下で反応することでアクリル変性ポリエステル樹脂(A)が得られる。 In the present invention, by heating the polyester resin (D), the aromatic vinyl monomer, the amide monomer, and the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer, a part of the hydroxyl group of the polyester resin (D) Acrylic modification is performed by reaction of a part of the amide group of the amide monomer. At the same time, a copolymerization reaction of the amide monomer and another radical polymerizable monomer proceeds. By these reactions, a polyester resin (F) is first obtained. By reacting the obtained polyester (F) with a carboxyl group-containing monomer and a (meth) acrylic acid ester monomer in the presence of a water-insoluble polymerization initiator at a certain temperature, an acrylic-modified polyester resin ( A) is obtained.
得られたアクリル変性ポリエステル樹脂(A)は、カルボキシル基を含有するため、塩基性化合物(B)を用いてカルボキシル基の一部ないし全部を中和させることで、カルボキシル基を有するアクリル変性ポリエステル樹脂(A)を水溶化ないし水に分散させることが可能となる。塩基性化合物(B)で一部ないし全部が中和されたアクリル変性ポリエステル樹脂(A)へ水を少しずつ加えながら攪拌させ、更に硬化剤(C)を加えることにより、本発明の水性塗料を得ることができる。 Since the obtained acrylic modified polyester resin (A) contains a carboxyl group, an acrylic modified polyester resin having a carboxyl group is obtained by neutralizing a part or all of the carboxyl group using the basic compound (B). (A) can be dissolved in water or dispersed in water. The acrylic paint-modified polyester resin (A) partially or wholly neutralized with the basic compound (B) is stirred while adding water little by little, and further the curing agent (C) is added, whereby the aqueous paint of the present invention is obtained. Obtainable.
本発明において(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーについては、特に限定されるものではなく、1種あるいはそれ以上の種類のものを組み合わせて使用できる。例示すると、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステル、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアミル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 In the present invention, the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer is not particularly limited, and one or more kinds of monomers can be used in combination. For example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meta ) Acrylate, lauryl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, alkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid such as isobornyl (meth) acrylate, hydroxy Ethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxyamyl (meth) acrylate, hydroxyhexyl (meth) acrylate, etc. Such as hydroxyalkyl (meth) acrylate.
芳香族系ビニルモノマーは、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。ここで、本発明における各化合物の語尾の「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート又はメタクリレート」を意味する。 Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, α-methylstyrene, vinyl toluene, and the like. Here, “(meth) acrylate” at the end of each compound in the present invention means “acrylate or methacrylate”.
アミド系モノマーは、例えばアクリルアミド、メタアクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−n−プロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−sec−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−tert−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられるが、本発明においては、塗膜形成時の架橋反応性を考慮して検討した結果、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリルアミドがうちの少なくとも1種を用いるのがより好ましい。 Examples of amide monomers include acrylamide, methacrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-ethoxymethyl (meth) acrylamide, Nn-propoxymethyl (meth) acrylamide, N-isopropoxymethyl (meth) acrylamide, Examples include Nn-butoxymethyl (meth) acrylamide, N-sec-butoxymethyl (meth) acrylamide, N-tert-butoxymethyl (meth) acrylamide, etc. In the present invention, the crosslinking reaction during coating film formation As a result of considering the properties, it is more preferable to use at least one of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide, N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide and (meth) acrylamide.
ポリエステル樹脂(D)はそのままでは水に分散または溶解せず、本質的に水不溶性であるが、親水性基を有するラジカル重合性モノマーで変性させることにより、親水性が付与される。親水基としてはカルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、第4級アンモニウム塩などがあるが、酸価を変化させて水分散性を調整しやすい点ではカルボキシル基が好ましい。カルボキシル基を有するラジカル重合性モノマーとしてはアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられる。 The polyester resin (D) is not dispersed or dissolved in water as it is and is essentially insoluble in water, but hydrophilicity is imparted by modification with a radically polymerizable monomer having a hydrophilic group. As the hydrophilic group, there are a carboxyl group, a sulfonic acid group, a hydroxyl group, a quaternary ammonium salt, and the like, and a carboxyl group is preferable in terms of easy adjustment of water dispersibility by changing the acid value. Examples of the radical polymerizable monomer having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid.
<ポリエステル樹脂(D)>
本発明においてポリエステル樹脂(D)は、ジカルボン酸またはジカルボン酸エステルとアルコール類の縮合またはエステル交換により一般に得られるエステル結合を有する共重合体を意味する。
<Polyester resin (D)>
In the present invention, the polyester resin (D) means a copolymer having an ester bond generally obtained by condensation or transesterification of a dicarboxylic acid or dicarboxylic acid ester and an alcohol.
ジカルボン酸としては、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸などが好ましい。 As the dicarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid, aliphatic dicarboxylic acid, alicyclic dicarboxylic acid and the like are preferable.
また、アルコール類としては、例えば2個の水酸基を有する炭素数2〜10の脂肪族ジオールや2個の水酸基を有する炭素数6〜12の脂環式ジオール、さらには2個の水酸基およびエーテル結合を含有するジオール、3個以上の水酸基を有するものが好ましい。 Examples of the alcohol include aliphatic diols having 2 to 10 carbon atoms having 2 hydroxyl groups, alicyclic diols having 6 to 12 carbon atoms having 2 hydroxyl groups, and 2 hydroxyl groups and ether bonds. A diol containing, and those having 3 or more hydroxyl groups are preferred.
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などが挙げられる。 Examples of the aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, and biphenyl dicarboxylic acid.
脂肪族ジカルボン酸としては、例えばコハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、ダイマー酸などが挙げられる。 Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, and dimer acid.
脂環式ジカルボン酸としては、例えば1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸とその無水物などが挙げられる。また重合性二重結合を有するジカルボン酸としては、例えばフマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸などのα,β-不飽和ジカルボン酸類、その他2,5−ノルボルネンジカルボン酸無水物、テトラヒドロ無水フタル酸などが挙げられる。 Examples of the alicyclic dicarboxylic acid include 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid and its anhydride. Examples of the dicarboxylic acid having a polymerizable double bond include α, β-unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid and citraconic acid, and other 2,5-norbornene dicarboxylic acid anhydrides. And tetrahydrophthalic anhydride.
炭素数2〜10の脂肪族ジオールとしては、例えばエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−エチル−2−ブチルプロパンジオールなど例えば炭素数6〜12の脂環式ジオールとしては、例えば1,4−シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。 Examples of the aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1, Examples of the alicyclic diol having 6 to 12 carbon atoms such as 6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,9-nonanediol, 2-ethyl-2-butylpropanediol, Examples include 4-cyclohexanedimethanol.
また、エーテル結合を含有するジオールとしては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコールなど、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどが挙げられる。 Examples of the diol containing an ether bond include diethylene glycol, triethylene glycol and dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and the like.
3個以上の水酸基を有するアルコール類としては、例えばグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。 Examples of alcohols having 3 or more hydroxyl groups include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, and pentaerythritol.
本発明においてポリエステル樹脂(D)は、上記ジカルボン酸とアルコール類の中から1種以上を任意に組み合わせて製造することができる。これらの中でも塗膜の耐水性や硬さ等の物性を考慮すると、ジカルボン酸成分としては芳香族ジカルボン酸もしくは脂環族ジカルボン酸と脂肪族ジカルボン酸を組み合わせて使用するのが好ましい。 In the present invention, the polyester resin (D) can be produced by arbitrarily combining one or more of the above dicarboxylic acids and alcohols. Among these, considering the physical properties such as water resistance and hardness of the coating film, it is preferable to use an aromatic dicarboxylic acid or an alicyclic dicarboxylic acid and an aliphatic dicarboxylic acid in combination as the dicarboxylic acid component.
一方、アルコール類については、2個以上の水酸基を有するアルコールを用いることが、乾燥・焼き付け後の塗膜の加工性などの物性確保する上で必要である。更に、3個以上の水酸基を有するアルコールを併用して用いることが、得られた水性塗料の貯蔵安定性を確保させる点でより好ましい。しかしながら、4個以上の水酸基を有する多価アルコールを用いると、共重合の反応途中でゲル化する恐れがある。そのため、本発明においては3個の水酸基を有する3価アルコールを併用して用いるのが望ましい。3価アルコールの使用量としては、全アルコール成分中の0〜60モル%使用することができるが、10〜50モル%で使用するのが好ましい。60モル%より多いと、共重合の反応途中でゲル化してしまう。10モル%よりも少ないと先に述べたアクリル変性の反応が進まない、もしくは進みにくくなり、貯蔵安定性の優れたポリマーエマルジョンが得にくくなる。 On the other hand, with respect to alcohols, it is necessary to use an alcohol having two or more hydroxyl groups in order to ensure physical properties such as processability of the coating film after drying and baking. Furthermore, it is more preferable to use an alcohol having three or more hydroxyl groups in combination from the viewpoint of ensuring the storage stability of the obtained water-based paint. However, if a polyhydric alcohol having 4 or more hydroxyl groups is used, gelation may occur during the copolymerization reaction. Therefore, in the present invention, it is desirable to use a trihydric alcohol having three hydroxyl groups in combination. As a usage-amount of a trihydric alcohol, although 0-60 mol% in all the alcohol components can be used, it is preferable to use at 10-50 mol%. If it is more than 60 mol%, gelation occurs during the copolymerization reaction. When the amount is less than 10 mol%, the above-described acrylic modification reaction does not proceed or is difficult to proceed, and it becomes difficult to obtain a polymer emulsion having excellent storage stability.
本発明においてポリエステル樹脂(D)の数平均分子量は、1000〜10000が好ましい。数平均分子量が1000未満であると、乾燥・焼き付け後の塗膜の加工性などの物性が低下する恐れがある。一方、数平均分子量10000より大きいと水に分散化しにくくなり、安定したポリマーエマルジョンが得にくくなる。また、ポリエステル樹脂(D)の酸価としては20以下が望ましく、更に望ましくは10以下が好ましい。酸価が20以上あると、アクリル変性の反応時にゲル化を起こしやすくなり、安定したポリマーエマルジョンが得にくくなる。なお本発明において数平均分子量とは、ゲルパーミュエイションクロマトグラフィー(以下、GPCという)における標準ポリスチレン換算の値である。 In the present invention, the number average molecular weight of the polyester resin (D) is preferably 1000 to 10,000. If the number average molecular weight is less than 1000, physical properties such as workability of the coating film after drying and baking may be deteriorated. On the other hand, when the number average molecular weight is more than 10,000, it is difficult to disperse in water, and it becomes difficult to obtain a stable polymer emulsion. The acid value of the polyester resin (D) is preferably 20 or less, more preferably 10 or less. When the acid value is 20 or more, gelation is likely to occur during the acrylic modification reaction, and it becomes difficult to obtain a stable polymer emulsion. In the present invention, the number average molecular weight is a value in terms of standard polystyrene in gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC).
ポリエステル樹脂(D)は、溶解し得る任意の溶剤で予め溶解しておくと取り扱いやすくなる。具体的には、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノ(イソ)プロピルエーテル、エチレングリコールジ(イソ)プロピルエーテル、エチレングリコールモノ(イソ)ブチルエーテル、エチレングリコールジ(イソ)ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテル、3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ(イソ)プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ(イソ)プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ(イソ)ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ(イソ)ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールジヘキシルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ(イソ)プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ(イソ)ブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジ(イソ)プロピルエーテル、プロピレングリコールジ(イソ)ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(イソ)プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(イソ)ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ(イソ)プロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ(イソ)ブチルエーテル等の各種エーテルアルコール類ないしはエーテル類;メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、フルフリルアルコール等のアルコ―ル類;メチルエチルケトン、ジメチルケトン、ジアセトンアルコール等のケトン類;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、ジプロピレングリコール等のグリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のアルコキシエステル類等が挙げられ、これらは1種類のみを用いてもよいし、2種以上の併用でも使用できる。上記溶剤で溶解したポリエステル樹脂(D)の不揮発分濃度としては、アクリル変性における反応固形分濃度を考慮すると、極力高濃度であるのが望ましいが、粘度が高過ぎて実際の取り扱いが困難になるため、70〜80%程度であるのが好ましい。 When the polyester resin (D) is dissolved in advance with an arbitrary solvent that can be dissolved, it becomes easy to handle. Specifically, for example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol mono (iso) propyl ether, ethylene glycol di (iso) propyl ether, ethylene glycol mono (iso) Butyl ether, ethylene glycol di (iso) butyl ether, ethylene glycol mono-tert-butyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, 1,3-butylene glycol-3-monomethyl ether, 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, Diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether , Diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol mono (iso) propyl ether, diethylene glycol di (iso) propyl ether, diethylene glycol mono (iso) butyl ether, diethylene glycol di (iso) butyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol dihexyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, propylene Glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono (iso) propyl ether, propylene glycol mono (iso) butyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol di (iso) propyl ether, propylene Glycol di (iso) butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono (iso) propyl ether, dipropylene glycol mono (iso) butyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, Various ether alcohols or ethers such as diethylene glycol di (iso) propyl ether and dipropylene glycol di (iso) butyl ether; methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, isobutyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert -Alcohols such as butyl alcohol and furfuryl alcohol; methyl ethyl Ketones such as ruketone, dimethyl ketone and diacetone alcohol; glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol and dipropylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate And alkoxyesters such as propylene glycol monomethyl ether acetate. These may be used alone or in combination of two or more. The non-volatile content of the polyester resin (D) dissolved in the solvent is preferably as high as possible in consideration of the reaction solid content concentration in acrylic modification, but the viscosity is too high to make actual handling difficult. Therefore, it is preferably about 70 to 80%.
<非水溶性重合開始剤(E)>
本発明に用いられる非水溶性重合開始剤(E)について説明する。ラジカル重合開始剤は、大きく分けて水溶性開始剤と非水溶性開始剤とに分けられる。これらの重合開始剤は、ラジカル重合性不飽和モノマーと反応し、様々な重合度の分子の集合である重合体を生成する。そして、開始剤分子を形成していた構造の一部が、重合体分子の末端に導入される。本発明においては、非水溶性のラジカル重合開始剤を使用することが重要である。非水溶性重合開始剤は、その分子中には高い親水性を有する官能基が含まれていないため、得られる重合体分子の末端は親水性とはならない。従って、例え分子量が小さい重合体分子であっても、その重合体分子は界面活性剤的な性質を示さない。そのため、非水溶性開始剤を用いて得られる重合体は、耐レトルト性に優れる塗膜、具体的にはレトルト処理しても白化し難い塗膜を形成しやすいこととなる。
<Water-insoluble polymerization initiator (E)>
The water-insoluble polymerization initiator (E) used in the present invention will be described. The radical polymerization initiator is roughly classified into a water-soluble initiator and a water-insoluble initiator. These polymerization initiators react with radically polymerizable unsaturated monomers to produce polymers that are aggregates of molecules with various degrees of polymerization. Then, a part of the structure forming the initiator molecule is introduced to the end of the polymer molecule. In the present invention, it is important to use a water-insoluble radical polymerization initiator. Since the water-insoluble polymerization initiator does not contain a functional group having high hydrophilicity in the molecule, the terminal of the obtained polymer molecule is not hydrophilic. Therefore, even if it is a polymer molecule with a small molecular weight, the polymer molecule does not exhibit surfactant properties. Therefore, a polymer obtained using a water-insoluble initiator is likely to form a coating film excellent in retort resistance, specifically, a coating film that is not easily whitened even by retort treatment.
本発明において非水溶性重合開始剤(E)は、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド;1,1ビス(tert−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)オクタン、n-ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルパーオキシ)バレレート、2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ブタン等のパーオキシケタール;ジ−tert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α, α’−ビス(tert−ブチルパーオキシ−i−プロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3等のジアルキルパーオキサイド;アセチルパーオキサイド、i-ブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、琥珀酸パーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド;ジ−i−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ビス−(4−tert−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジミリスチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジメトキシ−i−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、ジアリルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート;tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシ−i−ブチレート、tert−ブチルパーオキシピバレート、クミルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシラウエート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、クミルパーオキシオクテート、tert−ヘキシルパーオキシピバレート、クミルパーオキシネオヘキサノエート等のパーオキシエステル等の各種過酸化物系開始剤、さらには、アゾビス−i−ブチロニトリル、アゾビスメチルブチロニトリル、アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス−(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル等の各種アゾ系開始剤等が用いられ、過酸化物系開始剤が好ましい。 In the present invention, the water-insoluble polymerization initiator (E) is a ketone peroxide such as cyclohexanone peroxide, 3,3,5-trimethylcyclohexanone peroxide, methylcyclohexanone peroxide, acetylacetone peroxide; 1,1 bis (tert- Butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (tert-butylperoxy) cyclohexane, 2,2-bis (tert-butylperoxy) octane, n-butyl-4,4-bis Peroxyketals such as (tert-butylperoxy) valerate and 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane; di-tert-butyl peroxide, tert-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, α, α'-bis (tert -Butylperoxy-i-propyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl2,5-di (tert-butylperoxy) hexyne-3 Dialkyl peroxides such as: acetyl peroxide, i-butyryl peroxide, octanoyl peroxide, decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, succinic acid peroxide, benzoyl peroxide Diacyl peroxides such as 2,4-dichlorobenzoyl peroxide; di-i-propyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, bis- (4- tert-Butyl Rohexyl) peroxydicarbonate, dimyristyl peroxydicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxydicarbonate, dimethoxy-i-propyl peroxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutyl) peroxydicarbonate Peroxydicarbonates such as diallyl peroxydicarbonate; tert-butyl peroxyacetate, tert-butylperoxy-i-butyrate, tert-butylperoxypivalate, cumylperoxyneodecanoate, tert-butylper Various peracids such as peroxyesters such as oxylaurate, tert-butyl peroxybenzoate, cumyl peroxyoctate, tert-hexyl peroxypivalate, cumyl peroxyneohexanoate Compound-based initiators, azobis-i-butyronitrile, azobismethylbutyronitrile, azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis- (4-methoxy-2,4-dimethyl) Various azo initiators such as valeronitrile), 1,1′-azobis- (cyclohexane-1-carbonitrile), dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate are used, and peroxide initiators are preferred.
非水溶性重合開始剤(E)の使用量は、ラジカル重合性不飽和モノマーの合計100重量部に対して、1〜3重量部程度が好ましく、1.5〜2.5重量部がより好ましい。1重量部未満の場合、アクリル変性時にゲル化が起こりやすい傾向にある。また、3重量部よりも多いとアクリル変性ポリエステル樹脂(A)としての十分な分子量が得られず、塗膜形成時の加工性等の物性が劣る傾向にある。 The amount of the water-insoluble polymerization initiator (E) used is preferably about 1 to 3 parts by weight, more preferably 1.5 to 2.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the radical polymerizable unsaturated monomer. . When the amount is less than 1 part by weight, gelation tends to occur during acrylic modification. Moreover, when more than 3 weight part, sufficient molecular weight as an acrylic modified polyester resin (A) cannot be obtained, and there exists a tendency for physical properties, such as workability at the time of coating-film formation, to be inferior.
<塩基性化合物(B)>
塩基性化合物(B)は、ポリエステル樹脂(D)をアクリル変性する際、同時にカルボキシル基を有するラジカル重合性不飽和モノマーと他のラジカル重合性不飽和モノマーが共重合した際の、カルボキシル基の一部ないし全部を中和し、カルボキシル基を有するアクリル変性ポリエステル樹脂(A)を水溶化ないし水に分散させるために用いられるものである。
<Basic compound (B)>
The basic compound (B) is one of the carboxyl groups when the polyester resin (D) is acrylic-modified and at the same time, a radical polymerizable unsaturated monomer having a carboxyl group and another radical polymerizable unsaturated monomer are copolymerized. It is used for neutralizing a part or all of the polymer and water-solubilizing or dispersing the acrylic-modified polyester resin (A) having a carboxyl group in water.
本発明において塩基性化合物(B)は、有機アミン化合物、アンモニア、アルカリ金属の水酸化物等が挙げられる。有機アミン化合物の例としては、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチル−エタノールアミン、N,N−ジエチル−エタノールアミン、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。これら塩基性化合物(B)は、カルボキシル基を有する中のカルボキシル基100モル%に対して、10〜150モル%使用することが好ましい。 In the present invention, examples of the basic compound (B) include organic amine compounds, ammonia, alkali metal hydroxides, and the like. Examples of organic amine compounds include monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, monopropylamine, dipropylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N, N-dimethyl-ethanolamine, N, N-diethyl-ethanolamine, 2-dimethylamino-2-methyl-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanol Examples include amines and triisopropanolamine. Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide. These basic compounds (B) are preferably used in an amount of 10 to 150 mol% with respect to 100 mol% of the carboxyl group having a carboxyl group.
<硬化剤(C)>
本発明の水性塗料には、更に、必要に応じて塗膜の硬化性や密着性を向上させる目的で、上記したポリマーエマルジョンの他にフェノール樹脂、アミノ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールの誘導体等の硬化剤を1種又は2種以上添加することができる。
<Curing agent (C)>
In addition to the polymer emulsion described above, the water-based paint of the present invention further improves the curability and adhesion of the coating film as required, such as phenol resin, amino resin, polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol derivatives, etc. One or more curing agents can be added.
フェノール樹脂やアミノ樹脂は、自己架橋反応する他、アクリル変性ポリエステル樹脂(A)中のカルボキシル基と反応し得る。また、ポリエステル樹脂(D)中の水酸基と、フェノール樹脂やアミノ樹脂は、それらの水酸基とも反応し得る。さらに、ラジカル重合性不飽和モノマー中には、アミド系モノマーに由来する架橋性官能基を有しているので、これら架橋性官能基とも反応し得る。 The phenol resin or amino resin can react with a carboxyl group in the acrylic-modified polyester resin (A) in addition to self-crosslinking reaction. Moreover, the hydroxyl group in a polyester resin (D), a phenol resin, and an amino resin can also react with those hydroxyl groups. Furthermore, since the radically polymerizable unsaturated monomer has a crosslinkable functional group derived from an amide monomer, it can also react with these crosslinkable functional groups.
本発明においてフェノール樹脂は、石炭酸、メタクレゾール、3,5−キシレノール等の3官能フェノール化合物や、オルソクレゾール、パラクレゾール、パラターシャリーブチルフェノール等の2官能フェノール化合物とホルムアルデヒドとをアルカリ触媒の存在下で反応させたもの等を挙げることができる。 In the present invention, the phenol resin is a trifunctional phenolic compound such as carboxylic acid, metacresol, 3,5-xylenol, or a bifunctional phenolic compound such as orthocresol, paracresol, paratertiary butylphenol and formaldehyde in the presence of an alkali catalyst. Can be mentioned.
本発明においてアミノ樹脂は、尿素やメラミン、ベンゾグアナミンにホルマリンを付加反応させたもの等を挙げることができる。上記フェノール樹脂やアミノ樹脂は、ホルマリンの付加により生成したメチロール基の一部ないし全部を、炭素数が1〜12なるアルコール類によってエーテル化した形のものも好適に用いられる。フェノール樹脂やアミノ樹脂を用いる場合には、アクリル変性ポリエステル樹脂(A)と塩基性化合物(B)と硬化剤(C)の合計100重量部に対して、0.5〜20重量部添加することが好ましく、2〜10重量部添加することがより好ましい。 In the present invention, examples of the amino resin include urea, melamine, and benzoguanamine added with formalin. As the phenol resin and amino resin, those obtained by etherifying some or all of the methylol groups generated by addition of formalin with alcohols having 1 to 12 carbon atoms are also preferably used. When phenol resin or amino resin is used, 0.5 to 20 parts by weight should be added to 100 parts by weight of the total of acrylic modified polyester resin (A), basic compound (B) and curing agent (C). It is preferable to add 2 to 10 parts by weight.
本発明の水性塗料には、塗装性を向上させる目的で、親水性有機溶剤を添加することが出来る。親水性有機溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノ(イソ)プロピルエーテル、エチレングリコールジ(イソ)プロピルエーテル、エチレングリコールモノ(イソ)ブチルエーテル、エチレングリコールジ(イソ)ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテル、3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ(イソ)プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ(イソ)プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ(イソ)ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ(イソ)ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールジヘキシルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ(イソ)プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ(イソ)ブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジ(イソ)プロピルエーテル、プロピレングリコールジ(イソ)ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(イソ)プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(イソ)ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ(イソ)プロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ(イソ)ブチルエーテル等の各種エーテルアルコール類ないしはエーテル類;メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、フルフリルアルコール等のアルコ―ル類;メチルエチルケトン、ジメチルケトン、ジアセトンアルコール等のケトン類;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、ジプロピレングリコール等のグリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のアルコキシエステル類等が挙げられ、これらは1種類のみを用いてもよいし、2種以上の併用でも使用できる。 A hydrophilic organic solvent can be added to the water-based paint of the present invention for the purpose of improving paintability. Examples of hydrophilic organic solvents include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol mono (iso) propyl ether, ethylene glycol di (iso) propyl ether, ethylene glycol mono (iso ) Butyl ether, ethylene glycol di (iso) butyl ether, ethylene glycol mono-tert-butyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, 1,3-butylene glycol-3-monomethyl ether, 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol , Diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol mono (iso) propyl ether, diethylene glycol di (iso) propyl ether, diethylene glycol mono (iso) butyl ether, diethylene glycol di (iso) butyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol dihexyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono (iso) propyl ether, propylene glycol mono (iso) butyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol di (iso) propyl ether, Pyrene glycol di (iso) butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono (iso) propyl ether, dipropylene glycol mono (iso) butyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether Various ether alcohols or ethers such as diethylene glycol di (iso) propyl ether and dipropylene glycol di (iso) butyl ether; methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, isobutyl alcohol, sec-butyl alcohol, alcohols such as tert-butyl alcohol and furfuryl alcohol; Ketones such as ruethyl ketone, dimethyl ketone, diacetone alcohol; glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate And alkoxyesters such as propylene glycol monomethyl ether acetate. These may be used alone or in combination of two or more.
その他、本発明の水性塗料には、塗装性を向上させる目的で、疎水性有機溶剤や、界面活性剤、消泡剤等の各種助剤を添加することも出来る。 In addition, for the purpose of improving the paintability, the water-based paint of the present invention may contain various auxiliary agents such as a hydrophobic organic solvent, a surfactant, and an antifoaming agent.
本発明における水性塗料の製造方法について、以下に具体的に説明する。まず、ポリエステル樹脂(D)を得る工程として、工程(1)が実施される。この工程については、先のポリエステル樹脂(D)に関する部分で詳細に説明した。 The method for producing a water-based paint in the present invention will be specifically described below. First, step (1) is performed as a step of obtaining the polyester resin (D). This step has been described in detail in the portion related to the polyester resin (D).
次に、アクリル変性ポリエステル樹脂(A)を得る工程として、工程(2)が実施される。アクリル変性はポリエステル樹脂(D)を有機溶剤に溶解した状態で行われ、ある一定温度下でラジカル開始剤およびラジカル重合性モノマーの混合物を反応させることにより実施される。ここで重要なことは、アクリル変性を2段階に分けて行うことであり、第1段目においてはアミド系モノマーが必須で、第2段目においてはカルボキシル基含有モノマーが必須である。 Next, step (2) is performed as a step of obtaining the acrylic-modified polyester resin (A). The acrylic modification is performed in a state where the polyester resin (D) is dissolved in an organic solvent, and is performed by reacting a mixture of a radical initiator and a radical polymerizable monomer at a certain temperature. What is important here is that the acrylic modification is carried out in two stages. In the first stage, an amide monomer is essential, and in the second stage, a carboxyl group-containing monomer is essential.
アクリル変性においては、第1段目、第2段目いずれの段階についても、ラジカル重合性不飽和モノマーおよびラジカル重合性開始剤は必要に応じて予め有機溶剤に溶解させておき、有機溶剤を予め加えて溶解したポリエステル樹脂(D)およびポリエステル樹脂(D−1)へ一定温度、一定時間をかけて滴下しながら添加する。また、ラジカル重合性不飽和モノマーとラジカル重合性開始剤とを別々に一定時間かけて滴下した後、さらに一定時間撹拌しながら加温を継続し反応を進行させることもできる。また、ラジカル重合性不飽和モノマーの一部を先に一時に添加しておいてから残りのラジカル重合性不飽和モノマーとラジカル重合性開始剤を別々に一定時間かけて滴下した後、さらに一定時間撹拌しながら加温を継続して反応を進行させることもできる。 In the acrylic modification, in both the first stage and the second stage, the radically polymerizable unsaturated monomer and the radically polymerizable initiator are dissolved in an organic solvent in advance if necessary, and the organic solvent is previously removed. In addition, it is added dropwise to the dissolved polyester resin (D) and polyester resin (D-1) over a certain temperature and a certain time. Further, after the radically polymerizable unsaturated monomer and the radically polymerizable initiator are separately dropped over a certain period of time, the reaction can be continued by further heating while stirring for a certain period of time. In addition, after adding a part of the radical polymerizable unsaturated monomer at a time, and then dropping the remaining radical polymerizable unsaturated monomer and the radical polymerizable initiator separately over a certain period of time, further a certain period of time The reaction can be allowed to proceed by continuing heating while stirring.
第1段目および第2段目のアクリル変性における反応不揮発分濃度、すなわち反応溶液中のポリエステル樹脂(D)もしくはポリエステル樹脂(F)とラジカル重合性不飽和モノマーの合計量の割合は、特に限定されるものではないが、50〜85重量%程度が好ましく、60〜75重量%がより好ましい。この条件を満たす上で、ラジカル重合性不飽和モノマーへ溶解させる有機溶剤は、先に挙げたポリエステル樹脂(D)の溶解に必要な有機溶剤をそのまま使用できるし、ポリエステル樹脂(D)の溶解溶剤と同じであっても異なっていても良い。また、アクリル変性を十分に進める上で、変性時の反応温度は80〜130℃、反応時間は1〜5時間程度が好ましい。 The reaction nonvolatile concentration in the first and second stage acrylic modification, that is, the ratio of the total amount of the polyester resin (D) or polyester resin (F) and the radical polymerizable unsaturated monomer in the reaction solution is particularly limited. However, it is preferably about 50 to 85% by weight, more preferably 60 to 75% by weight. In order to satisfy this condition, the organic solvent dissolved in the radically polymerizable unsaturated monomer can be the organic solvent necessary for dissolving the polyester resin (D) mentioned above, or the solvent for dissolving the polyester resin (D). May be the same or different. In order to sufficiently proceed with the acrylic modification, the reaction temperature during modification is preferably 80 to 130 ° C., and the reaction time is preferably about 1 to 5 hours.
第1段目と第2段目のラジカル重合性不飽和モノマーの合計量とポリエステル樹脂(D)の重量比率としては、前者/後者=40/60〜60/40が好ましく、45/55〜55/45がより好ましい。ラジカル重合性不飽和モノマーが60重量%部より多くなると、ポリエステル樹脂の割合が相対的に低くなり、ポリエステル樹脂の優れた性能、すなわち高い加工性、優れた耐水性、各種基材への優れた密着性が不足する傾向にあり、ラジカル重合して形成するアクリルポリマーの望ましくない性能、すなわち加工性や耐水性などが低下する恐れがある。一方、ラジカル重合性不飽和モノマーの比率が40重量%部よりも少なくなると、相対的に、カルボキシル基などの親水性基が不足し、安定したポリマーエマルジョンが得にくくなる。 As the weight ratio of the total amount of the first-stage and second-stage radically polymerizable unsaturated monomers and the polyester resin (D), the former / the latter is preferably 40/60 to 60/40, and 45/55 to 55. / 45 is more preferable. When the amount of the radical polymerizable unsaturated monomer is more than 60% by weight, the ratio of the polyester resin is relatively low, and the polyester resin has excellent performance, that is, high processability, excellent water resistance, and excellent resistance to various substrates. Adhesiveness tends to be insufficient, and there is a possibility that the undesirable performance of the acrylic polymer formed by radical polymerization, that is, processability and water resistance, may decrease. On the other hand, when the ratio of the radically polymerizable unsaturated monomer is less than 40% by weight, a hydrophilic group such as a carboxyl group is relatively insufficient, and it becomes difficult to obtain a stable polymer emulsion.
工程(2)における第1段目のアクリル変性は、アミド系モノマーが必須であると先に述べたが、この理由としては、ポリエステル樹脂(D)に含有される水酸基の一部が、第1段目のラジカル重合性不飽和モノマーの混合体、すなはち、芳香族ビニルモノマーとアミド系モノマー、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーの混合体中に含有する、アミド系モノマーの一部のアミド基が反応することにより、アクリル変性の反応が進行するからである。従って、このアミド系モノマーの量が重要であることは、先にも述べたとおりである。この量が少なすぎるとアクリル変性が行われず、水性化はできない。一方、アミド系モノマーの含有量が多すぎると、変性反応時に粘性が上昇してゲル化してしまい、やはり水性化ができなくなる。本発明においては、全ラジカル重合性不飽和モノマー100重量部、2〜23重量部程度が望ましく、5〜20重量部がより好ましい。ここで他のラジカル重合性不飽和モノマーは任意で選択できるものであるが、カルボキシル基含有モノマーは用いないことが望ましい。この理由は、アミド系モノマー中のアミド基がカルボキシル基含有モノマー中のカルボキシル基と優先的に反応し、後で述べる、工程(3)における水性化に必要なカルボキシル基が消失するため、水性化がしにくい、もしくはできなくなってしまうからである。よって、アクリル変性を第1段階と第2段階に分けずに、1段階で実施するにあたっても、同様にして水性化は著しく困難であり、安定したポリマーエマルジョンが得られない。 The first stage of acrylic modification in the step (2) has been described above that an amide-based monomer is essential. This is because part of the hydroxyl group contained in the polyester resin (D) is Part of the amide monomer contained in the mixture of the radically polymerizable unsaturated monomer in the second stage, that is, the mixture of the aromatic vinyl monomer and the amide monomer and the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer. This is because the reaction of acrylic modification proceeds by the reaction of the amide group. Therefore, as described above, the amount of the amide monomer is important. If this amount is too small, acrylic modification is not performed and water-based treatment cannot be performed. On the other hand, if the content of the amide monomer is too large, the viscosity increases during the modification reaction, resulting in gelation, which also makes it impossible to make it aqueous. In the present invention, the total radical polymerizable unsaturated monomer is preferably about 100 parts by weight and 2 to 23 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight. Here, other radical polymerizable unsaturated monomers can be arbitrarily selected, but it is desirable not to use a carboxyl group-containing monomer. This is because the amide group in the amide monomer reacts preferentially with the carboxyl group in the carboxyl group-containing monomer, and the carboxyl group necessary for the aqueous treatment in step (3), which will be described later, disappears. This is because it is difficult or impossible. Therefore, even when the acrylic modification is carried out in one stage without dividing it into the first stage and the second stage, it is similarly difficult to make the aqueous solution, and a stable polymer emulsion cannot be obtained.
工程(2)における第2段目のアクリル変性は、カルボキシル基含有モノマーが必須であると先に述べたが、この理由としては、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマーを使用することにより、変性後に安定したポリマーエマルジョンを生成させるためである。カルボキシル基含有モノマーの含有量としては、全ラジカル重合性不飽和モノマー100重量部中、10〜50重量部程度が望ましく、20〜40重量部がより好ましい。50重量部よりも多いと、塗膜形成後の耐水性が劣化し、10重量部よりも少ないと親水基が不足して水性化が困難になり、安定したポリマーエマルジョンを得ることができない。尚、先にも述べた理由により、第2段目においてはアミド系モノマーを含有しないことが望ましい。それ以外のラジカル重合性不飽和モノマーについては、特に限定されるものではなく、先に挙げた(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーおよび芳香族系ビニルモノマーの中から1種類もしくはそれ以上の種類から任意に選択される。 The acrylic modification in the second step in the step (2) is described above that the carboxyl group-containing monomer is essential. The reason for this is that by using the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer, This is to produce a stable polymer emulsion. As content of a carboxyl group-containing monomer, about 10-50 weight part is desirable in 100 weight part of all radically polymerizable unsaturated monomers, and 20-40 weight part is more preferable. When the amount is more than 50 parts by weight, the water resistance after the formation of the coating film is deteriorated, and when the amount is less than 10 parts by weight, the hydrophilic group becomes insufficient and the aqueous solution becomes difficult, and a stable polymer emulsion cannot be obtained. For the reason described above, it is desirable not to contain an amide monomer in the second stage. Other radical polymerizable unsaturated monomers are not particularly limited, and may be one or more of the (meth) acrylic acid alkyl ester monomers and aromatic vinyl monomers listed above. Arbitrarily selected.
工程(3)において、アクリル変性ポリエステル樹脂(A)溶液中のカルボキシル基を塩基性化合物(B)で一部もしくは全部中和した後、水を徐々に滴下させることにより、ポリマーエマルジョンを形成する。水の量としては、アクリル変性ポリエステル樹脂(A)溶液100重量部に対して、40〜50重量部が好ましい。 In step (3), the carboxyl group in the acrylic-modified polyester resin (A) solution is partially or completely neutralized with the basic compound (B), and then water is gradually added dropwise to form a polymer emulsion. The amount of water is preferably 40 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylic-modified polyester resin (A) solution.
本発明の水性塗料は、一般の金属素材ないし金属製品等にも広く用いることもできるが、飲料や食品を収容する缶の内外面被覆用塗料として好適に用いることができ、特に缶内面被覆用に好適である。 The water-based paint of the present invention can be widely used for general metal materials or metal products, but can be suitably used as a paint for coating the inner and outer surfaces of cans that contain beverages and foods. It is suitable for.
金属としては、アルミニウム、錫メッキ鋼板、クロム処理鋼板、ニッケル処理鋼板等が用いられ、これらの素材はジルコニウム処理や燐酸処理等の表面処理を施される場合がある。 As the metal, aluminum, tin-plated steel plate, chrome-treated steel plate, nickel-treated steel plate or the like is used, and these materials may be subjected to surface treatment such as zirconium treatment or phosphoric acid treatment.
本発明の被覆缶は、内容物に応じて食料缶や飲料缶、エアゾール缶などが例として挙げられる。また、缶の形態は、蓋部および底部と一体化した胴体部との2つの部位で構成される2ピース缶や、蓋部と底部および胴体部の3つの部位からなる3ピース缶がある。更に各々、外面側と内面側に分けられる。 Examples of the coated can of the present invention include food cans, beverage cans, and aerosol cans according to the contents. In addition, there are two types of cans, a two-piece can composed of two parts, a lid part and a body part integrated with the bottom part, and a three-piece can composed of three parts, a lid part, a bottom part, and a body part. Each is further divided into an outer surface side and an inner surface side.
本発明の被覆缶は、金属板や缶に先に述べた水性塗料を塗装することによって製造できる。塗装方法としては、ロールコーター塗装が望ましいが、エアースプレー、エアレススプレー、静電スプレー等のスプレー塗装、もしくは浸漬塗装、電着塗装等でも塗装することが出来る。 The coated can of the present invention can be produced by coating the metal plate or the can with the aqueous paint described above. As the coating method, roll coater coating is desirable, but spray coating such as air spray, airless spray, electrostatic spray, etc., dip coating, electrodeposition coating, etc. can also be applied.
本発明において塗膜は、使用される缶の形態や部位、内容物などにも依るが、乾燥後の塗膜重量として5〜300mg/dm2、特に蓋用では通常50〜150mg/dm2程度である。本発明の水性塗料は、塗装した後、揮発成分が揮発しただけでも塗膜を形成出来るが、優れた耐蒸気殺菌性や加工性、密着性を得るためには焼き付け工程を加えた方が良い。焼き付けの条件としては、150℃〜280℃の温度で10秒〜30分間焼き付けることが望ましい。 In the present invention, the coating film depends on the form, part, contents, etc. of the can used, but the coating film weight after drying is 5 to 300 mg / dm 2 , especially about 50 to 150 mg / dm 2 especially for the lid. It is. The water-based paint of the present invention can form a coating film only by volatilization of volatile components after coating, but it is better to add a baking process in order to obtain excellent steam sterilization resistance, processability and adhesion. . As conditions for baking, baking at a temperature of 150 ° C. to 280 ° C. for 10 seconds to 30 minutes is desirable.
以下、合成例、比較合成例、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。各例中、部及び%は、特に断りの無い限りは原則として、重量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to synthesis examples, comparative synthesis examples, examples, and comparative examples. In each example, parts and% are based on weight unless otherwise specified.
<ポリエステル樹脂(D)の合成>
(合成例1)[ポリエステル樹脂(D−1)の合成]
表1に示す組成に基づき、イソフタル酸88部、テレフタル酸44部、セバシン酸373部、プロピレングリコール197部、トリメチロールプロパン99部をそれぞれ計量、準備し、分留装置付きフラスコに仕込む。窒素気流下にて撹拌しながら加熱し、160〜230℃で脱水、エステル交換反応を行った。酸価が10以下になったら真空ポンプを用いて反応容器を徐々に減圧し、100トール、210℃で1時間減圧を行った結果、数平均分子量5000、酸価4.1のポリエステル樹脂(D−1)を得た。
(合成例2〜5)[ポリエステル樹脂(D−2)〜(D−5)の合成]
表1に示す組成に基づき、上記ポリエステル樹脂(D−1)と同様にして各成分の合計が800部になるように仕込み重量を計算し、同様の方法でポリエステル樹脂(D−2)〜(D−5)を得た。
<Synthesis of polyester resin (D)>
(Synthesis Example 1) [Synthesis of Polyester Resin (D-1)]
Based on the composition shown in Table 1, 88 parts of isophthalic acid, 44 parts of terephthalic acid, 373 parts of sebacic acid, 197 parts of propylene glycol, and 99 parts of trimethylolpropane are respectively weighed and prepared, and charged into a flask equipped with a fractionator. The mixture was heated with stirring under a nitrogen stream and dehydrated and transesterified at 160 to 230 ° C. When the acid value became 10 or less, the reaction vessel was gradually depressurized using a vacuum pump, and the pressure was reduced at 100 Torr and 210 ° C. for 1 hour. As a result, a polyester resin having a number average molecular weight of 5000 and an acid value of 4.1 (D -1) was obtained.
(Synthesis Examples 2-5) [Synthesis of Polyester Resins (D-2) to (D-5)]
Based on the composition shown in Table 1, the preparation weight was calculated in the same manner as the polyester resin (D-1) so that the total amount of each component was 800 parts, and the polyester resin (D-2) to ( D-5) was obtained.
(実施例1)[アクリル変性ポリエステル樹脂(A−1)の合成と水性塗料の作成]
合成例1で得られたポリエステル樹脂(D−1)100部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル45部をフラスコへ仕込み、110℃まで加熱、溶解させる。予め別容器にN−ブトキシメチルアクリルアミド12部、スチレン12部、アクリル酸エチル16部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル21部、ベンゾイルパーオキサイド1.1部を混合、攪拌し、滴下漏斗へ注入しておく。これをフラスコ中のポリエステル樹脂(D−1)を含む溶液へ、1時間掛けて第1段目の滴下および反応を行った。滴下終了から30分後に、ベンゾイルパーオキサイド0.1部を添加し、更に30分間反応させる。次に、予め別容器にメタクリル酸27部、スチレン15部、アクリル酸エチル18部、エチレングリコールモノイソブチルエーテル29部、ベンゾイルパーオキサイド1.6部を混合、攪拌し、滴下漏斗へ注入しておく。これをフラスコ中のポリエステル樹脂(D−1)を含む溶液へ、1時間掛けて第2段目の滴下、反応を行った。滴下終了から30分後に、ベンゾイルパーオキサイド0.2部を添加し、更に30分間反応させる。反応が終了したら、90℃まで冷却を行い、N,N−ジメチル−エタノールアミンの50%水溶液を13部仕込み、10分間攪拌を行う。イオン交換水261部を滴下漏斗へ予め注入しておき、これを1時間掛けてフラスコ内へ滴下させ、不揮発分33%のアクリル変性ポリエステル樹脂(A−1)の水分散体を得た。この水分散体145部を計量し、これに硬化剤として昭和高分子(株)製フェノール樹脂系硬化剤「ショウノールBKS−368」を1部(不揮発分50%)添加、攪拌させる。更にイオン交換水を加えて不揮発分30%に調整し、水性塗料を得た。
(Example 1) [Synthesis of acrylic modified polyester resin (A-1) and preparation of water-based paint]
100 parts of the polyester resin (D-1) obtained in Synthesis Example 1 and 45 parts of diethylene glycol monobutyl ether are charged into a flask and heated to 110 ° C. and dissolved. In a separate container, 12 parts of N-butoxymethylacrylamide, 12 parts of styrene, 16 parts of ethyl acrylate, 21 parts of diethylene glycol monobutyl ether and 1.1 parts of benzoyl peroxide are mixed, stirred, and poured into a dropping funnel. This was dropped and reacted in the first stage over 1 hour to a solution containing the polyester resin (D-1) in the flask. 30 minutes after the completion of the dropping, 0.1 part of benzoyl peroxide is added, and the reaction is further performed for 30 minutes. Next, 27 parts of methacrylic acid, 15 parts of styrene, 18 parts of ethyl acrylate, 29 parts of ethylene glycol monoisobutyl ether and 1.6 parts of benzoyl peroxide are mixed and stirred in a separate container in advance and poured into a dropping funnel. . This was dropped and reacted in the second stage to the solution containing the polyester resin (D-1) in the flask over 1 hour. 30 minutes after the completion of the dropping, 0.2 part of benzoyl peroxide is added, and the reaction is further performed for 30 minutes. After completion of the reaction, the mixture is cooled to 90 ° C., 13 parts of a 50% aqueous solution of N, N-dimethyl-ethanolamine is added, and the mixture is stirred for 10 minutes. 261 parts of ion exchange water was poured into a dropping funnel in advance, and this was dropped into the flask over 1 hour to obtain an aqueous dispersion of acrylic modified polyester resin (A-1) having a nonvolatile content of 33%. 145 parts of this aqueous dispersion are weighed, and 1 part (non-volatile content 50%) of a phenol resin-based curing agent “Shonol BKS-368” manufactured by Showa Polymer Co., Ltd. is added and stirred as a curing agent. Further, ion exchange water was added to adjust the non-volatile content to 30% to obtain an aqueous paint.
(実施例2〜5)[アクリル変性ポリエステル樹脂(A−2)〜(A−5)の合成と水性塗料の作成]
上記実施例1におけるポリエステル樹脂(D−1)を、合成例2〜5で得られたポリエステル樹脂(D−2)〜(D−5)でそれぞれ置き換えた以外は、全て実施例1と同様にして実施した。
Examples 2 to 5 [Synthesis of acrylic modified polyester resins (A-2) to (A-5) and preparation of water-based paint]
Except that the polyester resin (D-1) in Example 1 was replaced with the polyester resins (D-2) to (D-5) obtained in Synthesis Examples 2 to 5, respectively, all were the same as in Example 1. Carried out.
(実施例6)[アクリル変性ポリエステル樹脂(A−6)の合成、水性塗料の作成]
合成例1で得られたポリエステル樹脂(D−1)90部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル40部をフラスコへ仕込み、110℃まで加熱、溶解させる。予め別容器にN−ブトキシメチルアクリルアミド13部、スチレン13部、アクリル酸エチル18部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル23部、ベンゾイルパーオキサイド1.2部を混合、攪拌し、滴下漏斗へ注入しておく。これをフラスコ中のポリエステル樹脂(D−1)を含む溶液へ、1時間掛けて第1段目の滴下および反応を行った。滴下終了から30分後に、ベンゾイルパーオキサイド0.1部を添加し、更に30分間反応させる。次に、予め別容器にメタクリル酸30部、スチレン17部、アクリル酸エチル20部、エチレングリコールモノイソブチルエーテル31部、ベンゾイルパーオキサイド1.8部を混合、攪拌し、滴下漏斗へ注入しておく。これをフラスコ中のポリエステル樹脂(D−1)を含む溶液へ、1時間掛けて第2段目の滴下、反応を行った。滴下終了から30分後に、ベンゾイルパーオキサイド0.2部を添加し、更に30分間反応させる。反応が終了したら、90℃まで冷却を行い、N,N−ジメチル−エタノールアミンの50%水溶液を15部仕込み、10分間攪拌を行う。イオン交換水259部を滴下漏斗へ予め注入しておき、これを1時間掛けてフラスコ内へ滴下させ、不揮発分33%のアクリル変性ポリエステル樹脂(A−6)の水分散体を得た。この水分散体145部を計量し、これに硬化剤として昭和高分子(株)製「ショウノールBKS−368」を1部(不揮発分50%)添加、攪拌させる。更にイオン交換水を加えて不揮発分30%に調整し、水性塗料を得た。
(実施例7)[アクリル変性ポリエステル樹脂(A−7)の合成と水性塗料の作成]
合成例1で得られたポリエステル樹脂(D−1)110部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル49部をフラスコへ仕込み、110℃まで加熱、溶解させる。予め別容器にN−ブトキシメチルアクリルアミド11部、スチレン11部、アクリル酸エチル14部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル19部、ベンゾイルパーオキサイド1.0部を混合、攪拌し、滴下漏斗へ注入しておく。これをフラスコ中のポリエステル樹脂(D−1)を含む溶液へ、1時間掛けて第1段目の滴下および反応を行った。滴下終了から30分後に、ベンゾイルパーオキサイド0.1部を添加し、更に30分間反応させる。次に、予め別容器にメタクリル酸24部、スチレン14部、アクリル酸エチル16部、エチレングリコールモノイソブチルエーテル25部、ベンゾイルパーオキサイド1.4部を混合、攪拌し、滴下漏斗へ注入しておく。これをフラスコ中のポリエステル樹脂(D−1)を含む溶液へ、1時間掛けて第2段目の滴下、反応を行った。滴下終了から30分後に、ベンゾイルパーオキサイド0.2部を添加し、更に30分間反応させる。反応が終了したら、90℃まで冷却を行い、N,N−ジメチル−エタノールアミンの50%水溶液を12部仕込み、10分間攪拌を行う。イオン交換水263部を滴下漏斗へ予め注入しておき、これを1時間掛けてフラスコ内へ滴下させ、不揮発分33%のアクリル変性ポリエステル樹脂(A−7)の水分散体を得た。この水分散体145部を計量し、これに硬化剤として昭和高分子(株)製「ショウノールBKS−368」を1部(不揮発分50%)添加、攪拌させる。更にイオン交換水を加えて不揮発分30%に調整し、水性塗料を得た。
(Example 6) [Synthesis of acrylic modified polyester resin (A-6), preparation of water-based paint]
90 parts of the polyester resin (D-1) obtained in Synthesis Example 1 and 40 parts of diethylene glycol monobutyl ether are charged into a flask and heated to 110 ° C. and dissolved. In a separate container, 13 parts of N-butoxymethylacrylamide, 13 parts of styrene, 18 parts of ethyl acrylate, 23 parts of diethylene glycol monobutyl ether and 1.2 parts of benzoyl peroxide are mixed, stirred, and poured into a dropping funnel. This was dropped and reacted in the first stage over 1 hour to a solution containing the polyester resin (D-1) in the flask. 30 minutes after the completion of the dropping, 0.1 part of benzoyl peroxide is added, and the reaction is further performed for 30 minutes. Next, 30 parts of methacrylic acid, 17 parts of styrene, 20 parts of ethyl acrylate, 31 parts of ethylene glycol monoisobutyl ether and 1.8 parts of benzoyl peroxide are mixed and stirred in a separate container in advance and poured into a dropping funnel. . This was dropped and reacted in the second stage to the solution containing the polyester resin (D-1) in the flask over 1 hour. 30 minutes after the completion of the dropping, 0.2 part of benzoyl peroxide is added, and the reaction is further performed for 30 minutes. After completion of the reaction, the mixture is cooled to 90 ° C., 15 parts of a 50% aqueous solution of N, N-dimethyl-ethanolamine is added, and the mixture is stirred for 10 minutes. 259 parts of ion exchange water was poured into a dropping funnel in advance, and this was dropped into the flask over 1 hour to obtain an aqueous dispersion of an acrylic-modified polyester resin (A-6) having a nonvolatile content of 33%. 145 parts of this aqueous dispersion is weighed, and 1 part (Shonol BKS-368) manufactured by Showa Polymer Co., Ltd. is added as a curing agent (50% nonvolatile content) and stirred. Further, ion exchange water was added to adjust the non-volatile content to 30% to obtain an aqueous paint.
(Example 7) [Synthesis of acrylic modified polyester resin (A-7) and preparation of water-based paint]
110 parts of the polyester resin (D-1) obtained in Synthesis Example 1 and 49 parts of diethylene glycol monobutyl ether are charged into a flask and heated to 110 ° C. and dissolved. In a separate container, 11 parts of N-butoxymethylacrylamide, 11 parts of styrene, 14 parts of ethyl acrylate, 19 parts of diethylene glycol monobutyl ether and 1.0 part of benzoyl peroxide are mixed, stirred, and poured into a dropping funnel. This was dropped and reacted in the first stage over 1 hour to a solution containing the polyester resin (D-1) in the flask. 30 minutes after the completion of the dropping, 0.1 part of benzoyl peroxide is added, and the reaction is further performed for 30 minutes. Next, 24 parts of methacrylic acid, 14 parts of styrene, 16 parts of ethyl acrylate, 25 parts of ethylene glycol monoisobutyl ether, and 1.4 parts of benzoyl peroxide are mixed and stirred in a separate container in advance and poured into a dropping funnel. . This was dropped and reacted in the second stage to the solution containing the polyester resin (D-1) in the flask over 1 hour. 30 minutes after the completion of the dropping, 0.2 part of benzoyl peroxide is added, and the reaction is further performed for 30 minutes. When the reaction is completed, the mixture is cooled to 90 ° C., 12 parts of a 50% aqueous solution of N, N-dimethyl-ethanolamine is added, and the mixture is stirred for 10 minutes. Ion-exchanged water (263 parts) was poured into a dropping funnel in advance and dropped into the flask over 1 hour to obtain an aqueous dispersion of an acrylic-modified polyester resin (A-7) having a nonvolatile content of 33%. 145 parts of this aqueous dispersion is weighed, and 1 part (Shonol BKS-368) manufactured by Showa Polymer Co., Ltd. is added as a curing agent (50% nonvolatile content) and stirred. Further, ion exchange water was added to adjust the non-volatile content to 30% to obtain an aqueous paint.
(実施例8〜10)[アクリル変性ポリエステル樹脂(A−8)〜(A−10)の合成と水性塗料の作成]
上記実施例1におけるラジカル重合性不飽和モノマーを、表2の組成でそれぞれ置き換えた以外は、全て実施例1と同様にして実施した。
(比較例1)[アクリル変性ポリエステル樹脂(A−811)の合成と水性塗料の作成]
合成例1で得られたポリエステル樹脂(D−1)100部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル45部をフラスコへ仕込み、110℃まで加熱、溶解させる。予め別容器にN−ブトキシメチルアクリルアミド12部、スチレン34部、アクリル酸エチル27部、メタクリル酸27部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル21部、エチレングリコールモノイソブチルエーテル29部、ベンゾイルパーオキサイド2.6部を混合、攪拌し、滴下漏斗へ注入しておく。これをフラスコ中のポリエステル樹脂(D−1)を含む溶液へ、2時間掛けて滴下および反応を行った。滴下終了から1時間後に、ベンゾイルパーオキサイド0.3部を添加し、更に1時間反応させる。反応が終了したら、90℃まで冷却を行い、N,N−ジメチル−エタノールアミンの50%水溶液を13部仕込み、10分間攪拌を行う。イオン交換水261部を滴下漏斗へ予め注入しておき、これを1時間掛けてフラスコ内へ滴下させ、不揮発分33%のアクリル変性ポリエステル樹脂(A−811)の水分散体を得た。この水分散体145部を計量し、これに硬化剤として昭和高分子(株)製「ショウノールBKS−368」を1部(不揮発分50%)添加、攪拌させる。更にイオン交換水を加えて不揮発分30%に調整し、水性塗料を得た。
(Examples 8 to 10) [Synthesis of acrylic modified polyester resins (A-8) to (A-10) and preparation of water-based paint]
The same procedure as in Example 1 was conducted except that the radical polymerizable unsaturated monomer in Example 1 was replaced with the composition shown in Table 2.
(Comparative Example 1) [Synthesis of acrylic modified polyester resin (A-811) and preparation of water-based paint]
100 parts of the polyester resin (D-1) obtained in Synthesis Example 1 and 45 parts of diethylene glycol monobutyl ether are charged into a flask and heated to 110 ° C. and dissolved. In a separate container, 12 parts of N-butoxymethylacrylamide, 34 parts of styrene, 27 parts of ethyl acrylate, 27 parts of methacrylic acid, 21 parts of diethylene glycol monobutyl ether, 29 parts of ethylene glycol monoisobutyl ether, and 2.6 parts of benzoyl peroxide are mixed. Stir and pour into dropping funnel. This was dropped and reacted for 2 hours to a solution containing the polyester resin (D-1) in the flask. One hour after the completion of the dropwise addition, 0.3 part of benzoyl peroxide is added, and the mixture is further reacted for one hour. After completion of the reaction, the mixture is cooled to 90 ° C., 13 parts of a 50% aqueous solution of N, N-dimethyl-ethanolamine is added, and the mixture is stirred for 10 minutes. 261 parts of ion exchange water was poured into a dropping funnel in advance, and this was dropped into the flask over 1 hour to obtain an aqueous dispersion of an acrylic modified polyester resin (A-811) having a nonvolatile content of 33%. 145 parts of this aqueous dispersion is weighed, and 1 part (Shonol BKS-368) manufactured by Showa Polymer Co., Ltd. is added as a curing agent (50% nonvolatile content) and stirred. Further, ion exchange water was added to adjust the non-volatile content to 30% to obtain an aqueous paint.
(比較例2〜5)[アクリル変性ポリエステル樹脂(A−12)〜(A−15)の合成と水性塗料の作成]
上記実施例1におけるラジカル重合性不飽和モノマーを、表3の組成でそれぞれ置き換えた以外は、全て実施例1と同様にして実施した。
(比較例6)[アクリル樹脂の合成と水性塗料の作成]
ジエチレングリコールモノブチルエーテル190部をフラスコへ仕込み、110℃まで加熱、溶解させる。予め別容器にN−ブトキシメチルアクリルアミド120部、スチレン120部、アクリル酸エチル160部、ベンゾイルパーオキサイド11部を混合、攪拌し、滴下漏斗へ注入しておく。これをフラスコ中のジエチレングリコールモノブチルエーテルへ1時間掛けて第1段目の滴下および反応を行った。滴下終了から30分後に、ベンゾイルパーオキサイド1.1部を添加し、更に30分間反応させる。次に、予め別容器にメタクリル酸270部、スチレン150部、アクリル酸エチル180部、エチレングリコールモノイソブチルエーテル280部、ベンゾイルパーオキサイド16部を混合、攪拌し、滴下漏斗へ注入しておく。これをフラスコ中のポリエステル樹脂(D−1)を含む溶液へ、1時間掛けて第2段目の滴下、反応を行った。滴下終了から30分後に、ベンゾイルパーオキサイド1.6部を添加し、更に30分間反応させる。反応が終了したら、90℃まで冷却を行い、N,N−ジメチル−エタノールアミンの50%水溶液を130部仕込み、10分間攪拌を行う。イオン交換水1430部を滴下漏斗へ予め注入しておき、これを1時間掛けてフラスコ内へ滴下させ、不揮発分33%のアクリル樹脂の水溶液を得た。この水分散体145部を計量し、これに硬化剤として昭和高分子(株)製「ショウノールBKS−368」を1部(不揮発分50%)添加、攪拌させる。更にイオン交換水を加えて不揮発分30%に調整し、水性塗料を得た。
(Comparative Examples 2 to 5) [Synthesis of acrylic modified polyester resins (A-12) to (A-15) and preparation of water-based paint]
The same procedure as in Example 1 was conducted except that the radical polymerizable unsaturated monomer in Example 1 was replaced with the composition shown in Table 3.
(Comparative Example 6) [Synthesis of acrylic resin and preparation of water-based paint]
Charge 190 parts of diethylene glycol monobutyl ether to a flask and heat to 110 ° C. to dissolve. In a separate container, 120 parts of N-butoxymethylacrylamide, 120 parts of styrene, 160 parts of ethyl acrylate, and 11 parts of benzoyl peroxide are mixed, stirred, and poured into a dropping funnel. This was dropped into the diethylene glycol monobutyl ether in the flask for 1 hour to carry out the first stage dropping and reaction. 30 minutes after the completion of the dropwise addition, 1.1 parts of benzoyl peroxide is added and the reaction is continued for another 30 minutes. Next, 270 parts of methacrylic acid, 150 parts of styrene, 180 parts of ethyl acrylate, 280 parts of ethylene glycol monoisobutyl ether, and 16 parts of benzoyl peroxide are mixed and stirred in a separate container in advance and poured into a dropping funnel. This was dropped and reacted in the second stage to the solution containing the polyester resin (D-1) in the flask over 1 hour. 30 minutes after the completion of the dropping, 1.6 parts of benzoyl peroxide is added, and the reaction is further performed for 30 minutes. When the reaction is completed, the reaction solution is cooled to 90 ° C., and 130 parts of a 50% aqueous solution of N, N-dimethyl-ethanolamine is added, followed by stirring for 10 minutes. 1430 parts of ion-exchanged water was poured into a dropping funnel in advance, and this was dropped into the flask over 1 hour to obtain an aqueous solution of an acrylic resin having a nonvolatile content of 33%. 145 parts of this aqueous dispersion is weighed, and 1 part (Shonol BKS-368) manufactured by Showa Polymer Co., Ltd. is added as a curing agent (50% nonvolatile content) and stirred. Further, ion exchange water was added to adjust the non-volatile content to 30% to obtain an aqueous paint.
[塗料の評価〜保存安定性]
実施例1〜10、比較例1〜6で得た各水性塗料組成物を37℃の孵卵器内で保管し、分離の有無等の、外観を評価する。
◎:1ヶ月以上分離無し
○:1週間〜1ヶ月以内で分離
△:4日〜1週間以内で分離
×:3日以内で分離
[Evaluation of paint to storage stability]
Each aqueous coating composition obtained in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 6 is stored in an incubator at 37 ° C., and the appearance such as the presence or absence of separation is evaluated.
◎: No separation over 1 month ○: Separation within 1 week to 1 month △: Separation within 4 days to 1 week ×: Separation within 3 days
[塗膜の評価]
実施例1〜10、比較例1〜6で得た各水性塗料組成物を用い、厚さ0.26mmのアルミ板に、乾燥膜厚が5〜6μmになるように塗工し、ガスオーブンを用い雰囲気温度250℃で3分間焼き付け、評価用テストパネルを得て、以下のようにして塗膜の性能を評価した。結果を表2及び表3に示す。
[Evaluation of coating film]
Using each of the aqueous coating compositions obtained in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 6, coating was performed on an aluminum plate having a thickness of 0.26 mm so that the dry film thickness was 5 to 6 μm. The test panel for evaluation was obtained by baking at an ambient temperature of 250 ° C. for 3 minutes, and the performance of the coating film was evaluated as follows. The results are shown in Tables 2 and 3.
各評価の方法を以下に説明する。 Each evaluation method will be described below.
<ゲル分率>
テストパネルを15cm×15cmに切断し、メチルエチルケトン(MEK)中で60分間ボイルし、ボイル前後での重量変化からゲル分率を算出する。
◎:85%以上
○:75%以上85%未満
△:65%以上75%未満
×:65%回未満
<Gel fraction>
The test panel is cut into 15 cm × 15 cm, boiled in methyl ethyl ketone (MEK) for 60 minutes, and the gel fraction is calculated from the weight change before and after boiling.
◎: 85% or more ○: 75% or more and less than 85% △: 65% or more and less than 75% ×: less than 65%
<加工性>
テストパネルを大きさ30mm×50mmに切断し、塗膜を外側にして、試験部位が30mmの幅になるように手で予め折り曲げ、この2つ折りにした試験片の間に厚さ0.26mmのアルミ板を2枚はさみ、1kgの錘を高さ40cmから折り曲げ部に落下させて完全に折り曲げた後に、折り曲げ先端部に6.0V×6秒通電し、加工性30mm巾の電流値(mA)を測定した。
◎:1.0mA未満
○:1.0mA以上〜10mA未満
△:10mA以上〜20mA未満
×:20mA以上
<Processability>
The test panel is cut to a size of 30 mm × 50 mm, the coating is on the outside, the test site is folded in advance by hand so that the width of the test site is 30 mm, and the thickness of 0.26 mm is between the two folded test pieces. After sandwiching two aluminum plates and dropping a 1kg weight from a height of 40cm onto a folded part and completely folding it, the end of the folded part was energized for 6.0V x 6 seconds, and a workability of 30mm width current value (mA) Was measured.
◎: Less than 1.0 mA ○: 1.0 mA or more and less than 10 mA △: 10 mA or more and less than 20 mA ×: 20 mA or more
<密着性>
JIS K−5400碁盤目テープ法に準拠し、テストパネルに1mm×1mmのマス目を100個作成した後、粘着セロハンテープを貼着し、急激に剥した後の剥がれた碁盤目塗膜の数を数え、下記基準で評価した。
◎:0個
○:1〜5個
△:6〜39個
×:40個以上
<Adhesion>
According to JIS K-5400 cross cut tape method, after creating 100 squares of 1mm x 1mm on the test panel, the number of peeled cross cut coatings after sticking cellophane tape and peeling off rapidly Were evaluated according to the following criteria.
◎: 0 pieces ○: 1 to 5 pieces △: 6 to 39 pieces ×: 40 pieces or more
<耐食性>
テストパネルを30×50mmに切断し、塗膜を外側にして、試験部位が30mmの幅になるように手で予め折り曲げ、これらの試験片をガーゼで包んでおく。日本コカコーラ株式会社製炭酸飲料「コカ・コーラ」に関東化学株式会社製ピロ亜硫酸カリウム80ppmを添加、溶解させ、適当なガラス瓶等へ移す。これにガーゼで包んだ試験片を入れ、密栓して37℃で1週間保管する。1週間経過したら、試験片を取り出して水洗する。この2つ折りにした試験片の間に厚さ0.26mmのアルミ板を3枚はさみ、1kgの錘を高さ40cmから折り曲げ部に落下させて完全に折り曲げた後に、折り曲げ先端部に6.0V×6秒通電し、加工性30mm巾の電流値(mA)を測定した。
◎:1.0mA未満
○:1.0mA以上〜10mA未満
△:10mA以上〜20mA未満
×:20mA以上
<Corrosion resistance>
The test panel is cut to 30 × 50 mm, the coating film is on the outside, the test site is previously folded by hand so that the width of the test site is 30 mm, and these test pieces are wrapped with gauze. Add and dissolve 80 ppm potassium pyrosulfite manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., carbonated drink “Coca Cola” manufactured by Coca-Cola Japan Co., Ltd., and transfer to a suitable glass bottle. A test piece wrapped with gauze is put in this, and it is sealed and stored at 37 ° C. for one week. When one week has passed, the test piece is taken out and washed with water. Three aluminum plates with a thickness of 0.26 mm are sandwiched between the test pieces folded in half, and a 1 kg weight is dropped from a height of 40 cm onto the bent portion and completely bent, and then 6.0 V is applied to the bent tip portion. * Electricity was applied for 6 seconds, and a current value (mA) with a workability of 30 mm width was measured.
◎: Less than 1.0 mA ○: 1.0 mA or more and less than 10 mA △: 10 mA or more and less than 20 mA ×: 20 mA or more
<耐レトルト性>
テストパネルを水に浸漬したまま、レトルト釜で125℃−30分間レトルト処理を行い、塗膜の外観について目視で評価した。
◎:未処理の塗膜と変化なし
○:ごく薄く白化
△:やや白化
×:著しく白化
<Retort resistance>
While the test panel was immersed in water, a retort treatment was performed in a retort kettle at 125 ° C. for 30 minutes, and the appearance of the coating film was visually evaluated.
◎: Untreated coating and no change ○: Very thin whitening △: Slightly whitening ×: Remarkably whitening
<フェザリング性>
フェザリング性は、飲料缶蓋のタブ上の塗膜の付着性損失を記述するために用いられる用語である。飲料缶が開けられる時、塗膜がタブにおける付着性を失うならば、缶の口を横切って膜が存在することになる。これがフェザリングである。フェザリング性の試験・評価方法について次に述べる。テストパネルを40×50mmに切断し、塗膜側へ向けて製蓋プレス機を用いて試験片の製蓋加工を行い、この缶蓋を100℃の沸騰水中に10分間浸漬後、塗膜面を下側にした状態でその蓋の開口部を上方に引き上げるように開口し、開口端部からの塗膜の剥離幅を下記基準により評価した。
◎:塗膜の最大剥離幅が0.2mm未満
○:塗膜の最大剥離幅が0.2mm以上で0.5mm未満
△:塗膜の最大剥離幅が0.5mm以上で1.0mm未満
×:塗膜の最大剥離幅が1.0mm以上
<Feathering>
Feathering is a term used to describe the loss of adhesion of a coating on a tab of a beverage can lid. When the beverage can is opened, if the coating loses adhesion at the tub, there will be a film across the mouth of the can. This is feathering. The following describes the testing and evaluation methods for feathering properties. The test panel is cut to 40 × 50 mm, and the lid of the test piece is processed using a lid-making press toward the coating film side. After immersing the can lid in boiling water at 100 ° C. for 10 minutes, the coating surface Was opened so that the opening of the lid was pulled upward, and the peeling width of the coating film from the opening edge was evaluated according to the following criteria.
A: Maximum peel width of coating film is less than 0.2 mm ○: Maximum peel width of coating film is 0.2 mm or more and less than 0.5 mm Δ: Maximum peel width of coating film is 0.5 mm or more and less than 1.0 mm × : Maximum peel width of coating film is 1.0 mm or more
表1中の酸成分とアルコール成分の比率は、全てモル比率(モル%)である。 The ratios of acid component and alcohol component in Table 1 are all molar ratios (mol%).
表2および表3中の数字の単位は全て重量%である。 The units of numbers in Tables 2 and 3 are all by weight.
表2および表3に示すように、実施例1〜10の貯蔵安定性、ゲル分率、加工性、耐食性、耐レトルト性、耐フェザリング性は全て良好であったのに対し、比較例1〜6は、貯蔵安定性、ゲル分率、加工性、耐食性、耐レトルト性、フェザリング性のいずれかが不良であり、全てが良好となるものは得られなかった。 As shown in Table 2 and Table 3, the storage stability, gel fraction, workability, corrosion resistance, retort resistance, and feathering resistance of Examples 1 to 10 were all good, whereas Comparative Example 1 Nos. 6 to 6 were poor in storage stability, gel fraction, processability, corrosion resistance, retort resistance, and feathering properties, and all of them were not good.
Claims (10)
前記アクリル変性ポリエステル樹脂(A)が、ポリエステル樹脂(D)と、芳香族系ビニルモノマーと、アミド系モノマーと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーとを非水溶性重合開始剤(E)の存在下で反応してなるポリエステル樹脂(F)と、
芳香族系ビニルモノマーと、カルボキシル基含有モノマーと、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーとを非水溶性重合開始剤(E)の存在下で反応させてなる樹脂であることを特徴とする水性塗料。 An aqueous paint containing an acrylic-modified polyester resin (A), a basic compound (B), and a curing agent (C),
The acrylic modified polyester resin (A) comprises a polyester resin (D), an aromatic vinyl monomer, an amide monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer as a water-insoluble polymerization initiator (E). A polyester resin (F) obtained by reacting in the presence;
An aqueous resin characterized by reacting an aromatic vinyl monomer, a carboxyl group-containing monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer in the presence of a water-insoluble polymerization initiator (E) paint.
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