JP2007031509A - Polyester resin aqueous dispersion and method for producing the same - Google Patents

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雅美子 武居
Hiroshi Kajimaru
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyester resin aqueous dispersion excellent in shock-stable property even when organic solvent content is low, containing low acid value polyester resin forming a resin film excellent in adhesion to a substrate and producible in a high yield. <P>SOLUTION: The polyester resin aqueous dispersion is obtained by dispersing a polyester resin having 2-10 mgKOH/g acid value and ≥230,000 z-average molecular weight in an aqueous medium and has ≤3 mass% organic solvent content. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種基材に塗布され、優れた樹脂被膜を形成することができるポリエステル樹脂水性分散体に関するものである。   The present invention relates to an aqueous polyester resin dispersion that can be applied to various substrates to form an excellent resin film.

ポリエステル樹脂は、被膜形成用樹脂として、被膜の加工性、有機溶剤に対する耐性(耐溶剤性)、耐候性、各種基材への密着性などに優れていることから、塗料、インキ、接着剤、コーティング剤などの分野におけるバインダ成分として大量に使用されている。   Polyester resin is a film-forming resin that is excellent in film processability, resistance to organic solvents (solvent resistance), weather resistance, adhesion to various substrates, paints, inks, adhesives, It is used in large quantities as a binder component in fields such as coating agents.

特に近年、環境保護、省資源、消防法などによる危険物規制、職場環境改善の立場から有機溶剤の使用が制限される傾向にあり、前記の用途に使用できるポリエステル樹脂系バインダとして、ポリエステル樹脂を水性媒体に微分散させたポリエステル樹脂水性分散体の開発が盛んにおこなわれている。   In recent years, the use of organic solvents has tended to be restricted from the standpoints of environmental protection, resource saving, dangerous goods regulations by the Fire Service Act, and workplace environment improvement. A polyester resin aqueous dispersion finely dispersed in an aqueous medium has been actively developed.

たとえば、ポリエステル樹脂のカルボキシル基を塩基性化合物で中和することにより水性媒体中に分散させたポリエステル樹脂水性分散体が提案されており、かかる水性分散体を用いると加工性、耐水性、耐溶剤性などの性能に優れた被膜を形成できることが開示されている(特許文献1〜4)。   For example, an aqueous polyester resin dispersion in which a carboxyl group of a polyester resin is neutralized with a basic compound and dispersed in an aqueous medium has been proposed. When such an aqueous dispersion is used, processability, water resistance, solvent resistance are proposed. It is disclosed that a film excellent in performance such as property can be formed (Patent Documents 1 to 4).

特許文献1、2のポリエステル樹脂水性分散体は、耐溶剤性に優れたポリエステル樹脂被膜を形成し、コーティング剤として使用できるものであるが、環境保護や職場環境改善の立場から水性分散体中の有機溶剤量のさらなる低減が望まれ、特許文献3が提案されている。また、特許文献1〜3に使用するポリエステル樹脂は8mgKOH/g以上の酸価に対応するカルボキシル末端基を有しており、結果としてポリエステル樹脂の分子量が制限され、加工性や密着性が不十分な場合があるため、特許文献4が提案されている。   The polyester resin aqueous dispersions of Patent Documents 1 and 2 form a polyester resin film excellent in solvent resistance and can be used as a coating agent. From the standpoint of environmental protection and workplace environment improvement, Further reduction of the amount of organic solvent is desired, and Patent Document 3 is proposed. Further, the polyester resins used in Patent Documents 1 to 3 have a carboxyl end group corresponding to an acid value of 8 mgKOH / g or more, and as a result, the molecular weight of the polyester resin is limited, and workability and adhesion are insufficient. Therefore, Patent Document 4 has been proposed.

特開2000−26709号公報JP 2000-26709 A 特開2000−313793号公報JP 2000-313793 A 特開2002−173582号公報JP 2002-173582 A 国際公開第2004/037924号パンフレットInternational Publication No. 2004/037924 Pamphlet

しかしながら、これらの文献に記載されたポリエステル樹脂水性分散体は、酸価が小さいポリエステル樹脂を使用しているため、塩基性化合物による中和により生成されるカルボキシアニオンの生成量が少ない。カルボキシアニオンは水性媒体に分散しているポリエステル樹脂に安定性を付与するものであるので、カルボキシアニオンの生成量が少ないと、ポリエステル樹脂水分散体に含まれる有機溶剤の含有率が低い場合には、外部からの衝撃によって水性媒体中のポリエステル樹脂が容易に凝集するという問題点があった。   However, since the polyester resin aqueous dispersions described in these documents use a polyester resin having a small acid value, the amount of carboxy anion produced by neutralization with a basic compound is small. Since the carboxy anion imparts stability to the polyester resin dispersed in the aqueous medium, if the amount of carboxy anion produced is small, the content of the organic solvent contained in the polyester resin aqueous dispersion is low. There is a problem that the polyester resin in the aqueous medium easily aggregates due to external impact.

また、ポリエステル樹脂水性分散体に含まれる有機溶剤を常圧下で除去する工程において、ポリエステル樹脂の凝集物が多く発生し、収率が低下するという問題点もあった。   In addition, in the step of removing the organic solvent contained in the aqueous polyester resin dispersion under normal pressure, there is a problem that a large amount of polyester resin aggregates are generated and the yield decreases.

このような状況下、本発明の課題は、有機溶剤の含有率が低い場合においても衝撃安定性に優れ、基材への密着性が良好な樹脂被膜を形成することができる低酸価のポリエステル樹脂を含有し、かつ、高収率で製造可能なポリエステル樹脂水性分散体、および、その製造方法を提供することにある。   Under such circumstances, the object of the present invention is to provide a low acid value polyester capable of forming a resin film having excellent impact stability and good adhesion to a substrate even when the organic solvent content is low. An object of the present invention is to provide an aqueous polyester resin dispersion containing a resin and capable of being produced in high yield, and a method for producing the same.

本発明者らは、前記の課題を解決するために鋭意研究した結果、特定の分子量分布を有するポリエステル樹脂を用いることによって、有機溶剤の含有率が低い場合においても衝撃安定性に優れたポリエステル樹脂水性分散体を高収率で得られることを見出し、本発明を完成した。   As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the present inventors have used a polyester resin having a specific molecular weight distribution, so that even when the content of the organic solvent is low, the polyester resin has excellent impact stability. The present invention has been completed by finding that an aqueous dispersion can be obtained in a high yield.

すなわち、本発明の要旨は、第一に、酸価2〜10mgKOH/gかつZ平均分子量230,000以上であるポリエステル樹脂が水性媒体に分散されてなり、有機溶剤の含有量が3質量%以下であるポリエステル樹脂水性分散体であり、第二には、酸価2〜10mgKOH/gかつZ平均分子量230,000以上であるポリエステル樹脂の有機溶剤溶液を塩基性化合物とともに水に分散して転相乳化後、常圧下で有機溶剤を除去することを特徴とするポリエステル樹脂水性分散体の製造方法である。   That is, the gist of the present invention is as follows. First, a polyester resin having an acid value of 2 to 10 mgKOH / g and a Z average molecular weight of 230,000 or more is dispersed in an aqueous medium, and the content of the organic solvent is 3% by mass or less. The second is an aqueous polyester resin dispersion. Secondly, an organic solvent solution of a polyester resin having an acid value of 2 to 10 mg KOH / g and a Z average molecular weight of 230,000 or more is dispersed in water together with a basic compound to perform phase inversion. After emulsification, the organic solvent is removed under normal pressure. A method for producing an aqueous polyester resin dispersion.

本発明のポリエステル樹脂水性分散体は、高分子量のポリエステル樹脂が安定に分散されており、加工性、各種基材への密着性、耐水性などの被膜性能に優れた樹脂被膜を形成することができる。したがって、塗料、コーティング剤、接着剤として単独であるいは他成分を混合してバインダ成分として好適に使用でき、ポリエステル系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリオレフィン系フィルム、また、これらの蒸着フィルムなど、各種フィルムのアンカーコート剤や接着性付与剤(易接着)、アルミ板、鋼板およびメッキ鋼板など、各種金属板のアンカーコート剤や接着性付与剤(易接着)、プレコートメタル塗料、紙塗工剤、繊維処理剤、紙、金属板、樹脂シートなどの基材を貼り合わせるための接着剤、インキのバインダなどの用途に用いることができる。   In the aqueous polyester resin dispersion of the present invention, a high molecular weight polyester resin is stably dispersed, and a resin film excellent in film performance such as processability, adhesion to various substrates, and water resistance can be formed. it can. Therefore, it can be suitably used alone or as a binder component by mixing other components as paints, coating agents, adhesives, polyester films, polyamide films, polyolefin films, and various kinds of films such as these deposited films. Anchor coat agent, adhesion imparting agent (easy adhesion), aluminum plate, steel plate, plated steel plate, and other metal plate anchor coat agent, adhesion imparting agent (easy adhesion), pre-coated metal paint, paper coating agent, fiber treatment It can be used for applications such as an adhesive for bonding substrates such as an agent, paper, a metal plate, and a resin sheet, and an ink binder.

さらに、本発明のポリエステル樹脂水性分散体は衝撃安定性に優れているため、攪拌装置を用いて他成分と混合する場合、グラビアコータやロールコータなどを用いて各種基材に高速でコーティングする場合、輸送する場合などに、ポリエステル樹脂水性分散体が衝撃を受けても、ポリエステル樹脂の凝集を抑えることができる。   Furthermore, since the polyester resin aqueous dispersion of the present invention is excellent in impact stability, when mixed with other components using a stirrer, when coating on various substrates at high speed using a gravure coater, roll coater, etc. Even when the aqueous polyester resin dispersion is subjected to an impact during transportation, the aggregation of the polyester resin can be suppressed.

また、ポリエステル樹脂水性分散体に含まれる有機溶剤の含有率を低減しているので、環境保護や職場環境改善の立場からだけでなく、前記用途において、より広範囲な基材に好適に使用できる。   Moreover, since the content rate of the organic solvent contained in the polyester resin aqueous dispersion is reduced, it can be suitably used for a wider range of substrates in the above applications as well as from the standpoint of environmental protection and workplace environment improvement.

加えて、本発明のポリエステル樹脂水性分散体は、所要時間、作業性の面から実用的な常圧下での有機溶剤除去をおこなった場合においても高収率で製造可能であることから、工業化する上で好適である。このように、本発明のポリエステル樹脂水性分散体は産業上の利用価値は極めて高い。   In addition, the aqueous polyester resin dispersion of the present invention is industrialized because it can be produced in high yield even when the organic solvent is removed under a practical normal pressure in terms of required time and workability. Preferred above. Thus, the industrial use value of the polyester resin aqueous dispersion of the present invention is extremely high.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のポリエステル樹脂水性分散体は、酸価が2〜10mgKOH/gであり、Z平均分子量が230,000以上であるポリエステル樹脂が水性媒体中に分散されてなる液状物である。   The aqueous polyester resin dispersion of the present invention is a liquid material in which a polyester resin having an acid value of 2 to 10 mg KOH / g and a Z average molecular weight of 230,000 or more is dispersed in an aqueous medium.

まず、ポリエステル樹脂について説明する。   First, the polyester resin will be described.

本発明において、ポリエステル樹脂の酸価は、2〜10mgKOH/gである必要があり、4〜9mgKOH/gであることが好ましく、5〜8mgKOH/gであることがより好ましい。酸価が10mgKOH/gを超えると、ポリエステル樹脂の分子量が低くなって、樹脂被膜の加工性や密着性が低下し、さらには耐水性が不十分となる。また、酸価が2mgKOH/g未満である場合には、均一な水性分散体を得ることが困難になる。   In the present invention, the acid value of the polyester resin needs to be 2 to 10 mgKOH / g, preferably 4 to 9 mgKOH / g, and more preferably 5 to 8 mgKOH / g. When the acid value exceeds 10 mgKOH / g, the molecular weight of the polyester resin is lowered, the processability and adhesion of the resin film are lowered, and the water resistance is insufficient. Further, when the acid value is less than 2 mgKOH / g, it is difficult to obtain a uniform aqueous dispersion.

なお、水酸基は樹脂被膜の耐水性を損なわない範囲で含まれていてもよく、通常その水酸基価は30mgKOH/g以下であり、20mgKOH/g以下であることが好ましい。   In addition, the hydroxyl group may be contained in the range which does not impair the water resistance of a resin film, and the hydroxyl value is usually 30 mgKOH / g or less, and preferably 20 mgKOH / g or less.

ポリエステル樹脂のZ平均分子量は230,000以上である必要があり、好ましくは250,000以上、より好ましくは270,000以上である。Z平均分子量が230,000未満である場合には、後述する製造工程において、水性分散体の体積平均粒径を小さくして貯蔵安定性を向上させるがために、塩基性化合物を多量に使用する必要があり、塩基性化合物の使用量が多くなれば、常圧蒸留によって有機溶剤を除去している間にポリエステル樹脂が凝集しやすくなり、収率が低下するため好ましくない。また、有機溶剤を除去した後のポリエステル樹脂水性分散体の衝撃安定性が劣る傾向にあるため好ましくない。   The Z-average molecular weight of the polyester resin needs to be 230,000 or more, preferably 250,000 or more, more preferably 270,000 or more. When the Z average molecular weight is less than 230,000, a large amount of a basic compound is used in order to improve the storage stability by reducing the volume average particle size of the aqueous dispersion in the production process described later. If it is necessary and the amount of the basic compound used is large, the polyester resin tends to aggregate while the organic solvent is removed by atmospheric distillation, which is not preferable. Moreover, since the impact stability of the polyester resin aqueous dispersion after removing the organic solvent tends to be inferior, it is not preferable.

Z平均分子量の上限については特に限定されないが、未分散のポリエステル樹脂を減らすという観点から、ポリエステル樹脂のZ平均分子量は800,000以下であることが好ましい。ここで、Z平均分子量とはポリエステル樹脂の分子量分布において下記式(1)で定義される平均分子量Mzである。
Mz=Σn /Σn (1)
〔ただし、式(1)中、Mは樹脂中の成分iの分子量、nは成分iのモル分率を示す。〕
The upper limit of the Z average molecular weight is not particularly limited, but the Z average molecular weight of the polyester resin is preferably 800,000 or less from the viewpoint of reducing undispersed polyester resin. Here, the Z average molecular weight is an average molecular weight Mz defined by the following formula (1) in the molecular weight distribution of the polyester resin.
Mz = Σn i M i 3 / Σn i M i 2 (1)
[In the formula (1), M i represents the molecular weight of the component i in the resin, and n i represents the molar fraction of the component i. ]

ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、水性分散体の貯蔵安定性が優れる傾向にあることから、−50〜120℃が好ましく、0〜90℃がより好ましい。   The glass transition temperature of the polyester resin is preferably −50 to 120 ° C., more preferably 0 to 90 ° C., since the storage stability of the aqueous dispersion tends to be excellent.

次に、ポリエステル樹脂の構成成分について説明する。   Next, the components of the polyester resin will be described.

ポリエステル樹脂を構成する多塩基酸成分としては、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、3官能以上の多塩基酸などが挙げられる。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、無水フタル酸、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、脂肪族ジカルボン酸としては、シュウ酸、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、アイコサン二酸、水添ダイマー酸などの飽和脂肪族ジカルボン酸や、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、ダイマー酸などの不飽和脂肪族ジカルボン酸などが挙げられる。脂環式ジカルボン酸としては、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、2,5−ノルボルネンジカルボン酸およびその無水物、テトラヒドロフタル酸およびその無水物などが挙げられる。3官能以上の多塩基酸としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水べンゾフェノンテトラカルボン酸、トリメシン酸、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、グリセロールトリス(アンヒドロトリメリテート)、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸などが挙げられる。   Examples of the polybasic acid component constituting the polyester resin include aromatic dicarboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids, alicyclic dicarboxylic acids, and trifunctional or higher polybasic acids. Aromatic dicarboxylic acids include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, phthalic anhydride, naphthalene dicarboxylic acid, biphenyl dicarboxylic acid, etc., and aliphatic dicarboxylic acids include oxalic acid, succinic acid, succinic anhydride, adipine Saturated aliphatic dicarboxylic acids such as acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, eicosane diacid, hydrogenated dimer acid, fumaric acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, citraconic acid, anhydrous Examples thereof include unsaturated aliphatic dicarboxylic acids such as citraconic acid and dimer acid. Examples of the alicyclic dicarboxylic acid include 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 2,5-norbornenedicarboxylic acid and its anhydride, tetrahydrophthalic acid and its anhydride. Such as things. The tribasic or higher polybasic acid includes trimellitic acid, pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid anhydride, trimesic acid, ethylene glycol bis (an Hydrotrimellitate), glycerol tris (anhydrotrimellitate), 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and the like.

多塩基酸としては、芳香族ジカルボン酸が好ましく、ポリエステル樹脂の多塩基酸成分に占める芳香族ジカルボン酸の割合としては、50モル%以上であることが好ましく、60モル%以上であることがより好ましい。芳香族ジカルボン酸の割合を増すことにより、水性分散体から形成される樹脂被膜の硬度、耐水性、耐溶剤性、加工性などが向上する。芳香族ジカルボン酸としては、工業的に多量に生産されており、安価であることから、テレフタル酸やイソフタル酸が好ましい。   The polybasic acid is preferably an aromatic dicarboxylic acid, and the proportion of the aromatic dicarboxylic acid in the polybasic acid component of the polyester resin is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more. preferable. By increasing the ratio of the aromatic dicarboxylic acid, the hardness, water resistance, solvent resistance, workability, etc. of the resin film formed from the aqueous dispersion are improved. As the aromatic dicarboxylic acid, terephthalic acid and isophthalic acid are preferred because they are industrially produced in large quantities and are inexpensive.

また、多塩基酸として、5−ナトリウムスルホイソフタル酸など、カルボキシル基や水酸基以外の親水性基を有する多塩基酸も使用することができるが、水性分散体より形成される樹脂被膜の耐水性が悪くなる傾向にあるので、使用にあたっては注意が必要である。   Polybasic acid having a hydrophilic group other than carboxyl group or hydroxyl group such as 5-sodium sulfoisophthalic acid can also be used as the polybasic acid, but the water resistance of the resin film formed from the aqueous dispersion is excellent. Use with caution as it tends to get worse.

ポリエステル樹脂を構成する多価アルコール成分としては、炭素数2〜10の脂肪族グリコール、炭素数6〜12の脂環族グリコール、エーテル結合含有グリコール、3官能以上の多価アルコールなどが挙げられる。炭素数2〜10の脂肪族グリコールとしては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、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が挙げられ、炭素数6〜12の脂環族グリコールとしては、1,4−シクロヘキサンジメタノールが挙げられ、エーテル結合含有グリコールとしては、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、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどが挙げられる。3官能以上の多価アルコールとしては、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 the polyhydric alcohol component constituting the polyester resin include an aliphatic glycol having 2 to 10 carbon atoms, an alicyclic glycol having 6 to 12 carbon atoms, an ether bond-containing glycol, and a trifunctional or higher polyhydric alcohol. Examples of the aliphatic glycol having 2 to 10 carbon atoms include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,5 -Pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,9-nonanediol, 2-ethyl-2-butylpropanediol, etc. Examples of the alicyclic glycol of -12 include 1,4-cyclohexanedimethanol, and examples of the ether bond-containing glycol include diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polytetramethylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol. Can be mentioned. Examples of the trifunctional or higher polyhydric alcohol include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol and the like.

また、多価アルコールとして、2,2−ビス[4−(ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパンのようなビスフェノール類(ビスフェノールA)のエチレンオキシド付加体やビス[4−(ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホンのようなビスフェノール類(ビスフェノールS)のエチレンオキシド付加体なども使用することができる。   In addition, polyhydric alcohols such as ethylene oxide adducts of bisphenols (bisphenol A) such as 2,2-bis [4- (hydroxyethoxy) phenyl] propane and bis [4- (hydroxyethoxy) phenyl] sulfone Ethylene oxide adducts of bisphenols (bisphenol S) can also be used.

多価アルコールとしては、工業的に多量に生産されており、安価であることから、エチレングリコールやネオペンチルグリコールを使用することが好ましく、ポリエステル樹脂の多価アルコール成分に占めるエチレングリコールとネオペンチルグリコールの合計の割合としては、50モル%以上が好ましく、60モル%以上がより好ましい。エチレングリコールは特に樹脂被膜の耐薬品性を向上させ、ネオペンチルグリコールは特に樹脂被膜の耐候性を向上させるという長所を有する。   As the polyhydric alcohol, ethylene glycol and neopentyl glycol are preferably used because they are industrially produced in large quantities and are inexpensive. Ethylene glycol and neopentyl glycol occupy the polyhydric alcohol component of the polyester resin. The total ratio of is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more. In particular, ethylene glycol has the advantage of improving the chemical resistance of the resin coating, and neopentyl glycol has the advantage of improving the weather resistance of the resin coating.

ポリエステル樹脂には、モノカルボン酸、モノアルコール、ヒドロキシカルボン酸が共重合されていてもよく、たとえば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸、p−tert−ブチル安息香酸、シクロヘキサン酸、4−ヒドロキシフェニルステアリン酸、ステアリルアルコール、2−フェノキシエタノール、ε-カプロラクトン、乳酸、β-ヒドロキシ酪酸、p-ヒドロキシ安息香酸のエチレンオキシド付加体などが挙げられる。   The polyester resin may be copolymerized with monocarboxylic acid, monoalcohol, hydroxycarboxylic acid, such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, benzoic acid, Examples thereof include p-tert-butylbenzoic acid, cyclohexane acid, 4-hydroxyphenyl stearic acid, stearyl alcohol, 2-phenoxyethanol, ε-caprolactone, lactic acid, β-hydroxybutyric acid, and an ethylene oxide adduct of p-hydroxybenzoic acid.

また、ポリエステル樹脂には3官能以上の多価オキシカルボン酸が共重合されていてもよく、たとえば、リンゴ酸、グリセリン酸、クエン酸、酒石酸などが挙げられる。   The polyester resin may be copolymerized with a trifunctional or higher polyvalent oxycarboxylic acid, and examples thereof include malic acid, glyceric acid, citric acid, and tartaric acid.

次に、本発明のポリエステル樹脂水性分散体について説明する。     Next, the polyester resin aqueous dispersion of the present invention will be described.

本発明の水性分散体は、前記したポリエステル樹脂が水性媒体中に分散されてなる液状物である。ここで、水性媒体とは水を含む液体からなる媒体であり、後述する塩基性化合物や有機溶剤が含まれていてもよい。   The aqueous dispersion of the present invention is a liquid material in which the above-described polyester resin is dispersed in an aqueous medium. Here, the aqueous medium is a medium made of a liquid containing water, and may contain a basic compound or an organic solvent described later.

本発明の水性分散体におけるポリエステル樹脂の含有率は5〜50質量%が好ましく、15〜40質量%であることがより好ましい。ポリエステル樹脂の含有率が50質量%を超えると分散していたポリエステル樹脂が凝集しやすくなり、貯蔵安定性が損なわれる傾向にある。ポリエステル樹脂の含有率が5質量%未満では実用的でない。   5-50 mass% is preferable and, as for the content rate of the polyester resin in the aqueous dispersion of this invention, it is more preferable that it is 15-40 mass%. When the content of the polyester resin exceeds 50% by mass, the dispersed polyester resin tends to aggregate, and the storage stability tends to be impaired. If the content of the polyester resin is less than 5% by mass, it is not practical.

また、本発明のポリエステル樹脂水性分散体の体積平均粒径、すなわち、水を含む水性媒体中に分散しているポリエステル樹脂の体積平均粒径は、通常400nm以下であり、200nm以下であることが好ましく、150nm以下であることがより好ましい。体積平均粒径が400nmを超えると、分散していたポリエステル樹脂が凝集しやすくなり、貯蔵安定性が損なわれる場合がある。   Further, the volume average particle size of the aqueous polyester resin dispersion of the present invention, that is, the volume average particle size of the polyester resin dispersed in the aqueous medium containing water is usually 400 nm or less and 200 nm or less. Preferably, it is 150 nm or less. When the volume average particle diameter exceeds 400 nm, the dispersed polyester resin tends to aggregate and storage stability may be impaired.

水については特に制限されず、蒸留水、イオン交換水、市水、工業用水などを使用可能であるが、蒸留水やイオン交換水を使用することが好ましい。   The water is not particularly limited, and distilled water, ion exchange water, city water, industrial water, and the like can be used, but it is preferable to use distilled water or ion exchange water.

次に、本発明のポリエステル樹脂水性分散体の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the polyester resin aqueous dispersion of this invention is demonstrated.

本発明の水性分散体は、後述するように、ポリエステル樹脂の有機溶剤溶液を塩基性化合物とともに水に分散して転相乳化をおこなった後、常圧下で有機溶剤を除去して得ることができる。   As will be described later, the aqueous dispersion of the present invention can be obtained by dispersing an organic solvent solution of a polyester resin in water together with a basic compound and performing phase inversion emulsification, and then removing the organic solvent under normal pressure. .

まず、ポリエステル樹脂の製造方法について説明する。   First, a method for producing a polyester resin will be described.

ポリエステル樹脂は前記した多塩基酸の1種類以上と多価アルコールの1種類以上とを公知の方法により重縮合させることにより製造することができ、たとえば、全モノマー成分、および/または、その低重合体を不活性雰囲気下で180〜260℃、2.5〜10時間程度反応させてエステル化反応をおこない、引き続いて重縮合触媒の存在下、130Pa以下の減圧下に220〜280℃の温度で所望の分子量に達するまで重縮合反応を進めてポリエステル樹脂を得る方法などを挙げることができる。   The polyester resin can be produced by polycondensation of one or more polybasic acids and one or more polyhydric alcohols by a known method. For example, all the monomer components and / or their low weight The coalescence is reacted at 180 to 260 ° C. for about 2.5 to 10 hours under an inert atmosphere to carry out an esterification reaction, and subsequently in the presence of a polycondensation catalyst at a temperature of 220 to 280 ° C. under a reduced pressure of 130 Pa or less. Examples thereof include a method of proceeding a polycondensation reaction until a desired molecular weight is reached to obtain a polyester resin.

ポリエステル樹脂に所望の酸価や水酸基価を付与する方法として、前記の重縮合反応に引き続き、多塩基酸や多価アルコールをさらに添加し、不活性雰囲気下、解重合をおこなう方法などを挙げることができる。   Examples of a method for imparting a desired acid value or hydroxyl value to a polyester resin include a method in which a polybasic acid or a polyhydric alcohol is further added following the polycondensation reaction and depolymerization is performed in an inert atmosphere. Can do.

また、ポリエステル樹脂に所望の酸価を付与する方法として、前記の重縮合反応に引き続き、多塩基酸無水物をさらに添加し、不活性雰囲気下、ポリエステル樹脂の水酸基と付加反応する方法を用いることもできる。   In addition, as a method for imparting a desired acid value to the polyester resin, a method in which a polybasic acid anhydride is further added following the polycondensation reaction and an addition reaction with a hydroxyl group of the polyester resin is performed in an inert atmosphere. You can also.

本発明においては、3官能以上の多官能成分を全ジカルボン酸成分に対して0.2〜3.0モル%の割合で共重合した後に、多塩基酸を用いて解重合反応および/または付加反応してポリエステル樹脂を製造する方法が、ポリエステル樹脂の分子量と酸価を容易にコントロールできる点で好ましい。   In the present invention, a trifunctional or higher polyfunctional component is copolymerized at a ratio of 0.2 to 3.0 mol% with respect to the total dicarboxylic acid component, and then depolymerized and / or added using a polybasic acid. A method of reacting to produce a polyester resin is preferred in that the molecular weight and acid value of the polyester resin can be easily controlled.

共重合に用いる3官能以上の多官能成分としては、前記した3官能以上の多価アルコール、3官能以上の多塩基酸、3官能以上の多価オキシカルボン酸などが挙げられる。   Examples of the trifunctional or higher polyfunctional component used for copolymerization include the trifunctional or higher polyhydric alcohol, the trifunctional or higher polybasic acid, the trifunctional or higher polyvalent oxycarboxylic acid, and the like.

解重合反応および/または付加反応で用いる多塩基酸としては、3官能以上の多塩基酸が好ましい。3官能以上の多塩基酸を使用することにより、解重合反応によるポリエステル樹脂の分子量低下を抑えながら、所望の酸価を付与することができる。また、その理由が十分解明できているわけではないが、3官能以上の多塩基酸を使用することにより、貯蔵安定性の優れた水性分散体を得ることができる。   The polybasic acid used in the depolymerization reaction and / or addition reaction is preferably a tribasic or higher polybasic acid. By using a tribasic or higher polybasic acid, a desired acid value can be imparted while suppressing a decrease in the molecular weight of the polyester resin due to the depolymerization reaction. Moreover, although the reason is not fully clarified, an aqueous dispersion excellent in storage stability can be obtained by using a polybasic acid having three or more functional groups.

解重合反応および/または付加反応で用いる多塩基酸としては、ポリエステル樹脂の構成成分で説明した多塩基酸が挙げられるが、その中でも、芳香族ジカルボン酸であるテレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸や3官能の多塩基酸であるトリメリット酸、無水トリメリット酸が好ましい。特に無水トリメリット酸を使用した場合には、解重合反応と付加反応が並行して起こると考えられることから、より好ましい。   Examples of the polybasic acid used in the depolymerization reaction and / or addition reaction include the polybasic acids described in the constituent components of the polyester resin. Among them, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride which are aromatic dicarboxylic acids. And trimellitic acid and trimellitic anhydride which are trifunctional polybasic acids are preferable. In particular, when trimellitic anhydride is used, the depolymerization reaction and the addition reaction are considered to occur in parallel, which is more preferable.

次に、水性分散体の製造方法について説明する。     Next, the manufacturing method of an aqueous dispersion is demonstrated.

ポリエステル樹脂を水性媒体中に分散する方法を例示する。たとえば、塩基性化合物によってポリエステル樹脂のカルボキシル基を中和してカルボキシルアニオンを生成し、このアニオン間の電気反発力によって、ポリエステル樹脂の微粒子が凝集せず安定に分散しているポリエステル樹脂水性分散体などを挙げることができる。     A method for dispersing a polyester resin in an aqueous medium is exemplified. For example, an aqueous polyester resin dispersion in which a carboxyl group of a polyester resin is neutralized with a basic compound to generate a carboxyl anion, and fine particles of the polyester resin are stably dispersed without agglomeration between the anions. And so on.

本発明のポリエステル樹脂水性分散体は、ポリエステル樹脂の有機溶剤溶液を塩基性化合物とともに水に分散させて転相乳化後、常圧下で有機溶剤を除去する(脱溶剤する)製造方法が、有機溶剤の含有率が低いポリエステル樹脂水性分散体を得る上で好ましい。   The aqueous polyester resin dispersion of the present invention is obtained by dispersing an organic solvent solution of a polyester resin in water together with a basic compound, phase-inversion emulsification, and then removing (desolving) the organic solvent under normal pressure. It is preferable for obtaining a polyester resin aqueous dispersion having a low content of.

まず、ポリエステル樹脂の有機溶剤溶液について説明する。   First, the organic solvent solution of the polyester resin will be described.

ポリエステル樹脂の有機溶剤溶液中のポリエステル樹脂の濃度は、10〜70質量%の範囲とすることが好ましく、20〜50質量%の範囲がより好ましい。溶液中のポリエステル樹脂の濃度が70質量%を越える場合には、次の転相乳化において、水と混合した場合に粘度の上昇が大きくなり、このような状態から得られた水性分散体は体積平均粒径が大きくなる傾向にあり、貯蔵安定性を損なうため好ましくない。また、ポリエステル樹脂の濃度が10質量%未満の場合には、脱溶剤の際に多量の有機溶剤を除去することになり経済的に好ましくない。ポリエステル樹脂を有機溶剤に溶解するための装置としては、液体を投入できる槽を備え、適度な攪拌ができるものであれば特に限定されない。また、ポリエステル樹脂が溶解しにくい場合には、加熱をおこなってもよい。   The concentration of the polyester resin in the organic solvent solution of the polyester resin is preferably in the range of 10 to 70% by mass, and more preferably in the range of 20 to 50% by mass. When the concentration of the polyester resin in the solution exceeds 70% by mass, in the next phase inversion emulsification, the viscosity increases greatly when mixed with water, and the aqueous dispersion obtained from such a state has a volume. The average particle size tends to be large, and storage stability is impaired. Moreover, when the density | concentration of a polyester resin is less than 10 mass%, a large amount of organic solvents will be removed in the case of solvent removal, and it is economically unpreferable. An apparatus for dissolving the polyester resin in the organic solvent is not particularly limited as long as it includes a tank into which a liquid can be charged and can be appropriately stirred. Moreover, when the polyester resin is difficult to dissolve, heating may be performed.

なお、ポリエステル樹脂は、単独あるいは2種以上を混合して溶解してもよい。   In addition, you may melt | dissolve a polyester resin individually or in mixture of 2 or more types.

有機溶剤としては、公知のものを使用することができ、たとえば、ケトン系有機溶剤、芳香族系炭化水素系有機溶剤、エーテル系有機溶剤、含ハロゲン系有機溶剤、アルコール系有機溶剤、エステル系有機溶剤、グリコール系有機溶剤などが挙げられる。ケトン系有機溶剤としては、メチルエチルケトン(以下MEKと記す)、アセトン、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトン(以下MIBKと記す)、2−ヘキサノン、5−メチル−2−ヘキサノン、2−へプタノン、3−へプタノン、4−へプタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどが例示できる。芳香族炭化水素系有機溶剤としては、トルエン、キシレン、ベンゼンなど、エーテル系有機溶剤としては、ジオキサン、テトラヒドロフラン、含ハロゲン系有機溶剤としては、四塩化炭素、トリクロロメタン、ジククロロメタンなど、アルコール系有機溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−アミルアルコール、イソアミルアルコール、sec−アミルアルコール、tert−アミルアルコール、1−エチル−1−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノールなど、エステル系有機溶剤としては、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸−sec−ブチル、酢酸−3−メトキシブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、炭酸ジエチル、炭酸ジメチルなど、グリコール系有機溶剤としては、エチレングリコール、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モノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、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モノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコール、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ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートなどを例示することができる。また、3−メトキシ−3−メチルブタノール、3−メトキシブタノール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジアセトンアルコール、アセト酢酸エチルなどの有機溶剤が挙げられ、これら前記した有機溶剤を単独あるいは2種以上組み合わせて使用することができる。   As the organic solvent, known ones can be used, for example, ketone organic solvents, aromatic hydrocarbon organic solvents, ether organic solvents, halogen-containing organic solvents, alcohol organic solvents, ester organics. A solvent, a glycol type organic solvent, etc. are mentioned. Examples of ketone organic solvents include methyl ethyl ketone (hereinafter referred to as MEK), acetone, diethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone (hereinafter referred to as MIBK), 2-hexanone, 5-methyl-2-hexanone, and 2-heptanone. , 3-heptanone, 4-heptanone, cyclopentanone, cyclohexanone and the like. Aromatic hydrocarbon organic solvents such as toluene, xylene, benzene, ether organic solvents such as dioxane, tetrahydrofuran, and halogen-containing organic solvents such as carbon tetrachloride, trichloromethane, dichloromethane, etc. Examples of the organic solvent include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, n-amyl alcohol, isoamyl alcohol, sec-amyl alcohol, tert-amyl alcohol, 1- Examples of ester organic solvents such as ethyl-1-propanol, 2-methyl-1-butanol, n-hexanol, and cyclohexanol include ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, Acid-sec-butyl, 3-methoxybutyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, etc., glycol organic solvents include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene Glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene Guri Examples thereof include coal methyl ether acetate. Moreover, organic solvents such as 3-methoxy-3-methylbutanol, 3-methoxybutanol, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, diacetone alcohol, ethyl acetoacetate, and the like. These organic solvents are used alone or in combination of two or more. Can be used in combination.

本発明の水性分散体を得るためには、ポリエステル樹脂を10質量%以上溶解することができるような有機溶剤の選択をおこなうことが好ましく、20質量%以上溶解することができる有機溶剤がより好ましい。このような有機溶剤としては、アセトン、MEK、MIBK、ジオキサン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン単独や、アセトン/エチレングリコールモノブチルエーテル混合溶液、MEK/エチレングリコールモノブチルエーテル混合溶液、MIBK/エチレングリコールモノブチルエーテル混合溶液、ジオキサン/エチレングリコールモノブチルエーテル混合溶液、テトラヒドロフラン/エチレングリコールモノブチルエーテル混合溶液、シクロヘキサノン/エチレングリコールモノブチルエーテル混合溶液、アセトン/イソプロパノール混合溶液、MEK/イソプロパノール混合溶液、MIBK/イソプロパノール混合溶液、ジオキサン/イソプロパノール混合溶液、テトラヒドロフラン/イソプロパノール混合溶液、シクロヘキサノン/イソプロパノール混合溶液などが好適に使用できる。   In order to obtain the aqueous dispersion of the present invention, it is preferable to select an organic solvent that can dissolve 10% by mass or more of the polyester resin, and an organic solvent that can dissolve 20% by mass or more is more preferable. . Examples of such organic solvents include acetone, MEK, MIBK, dioxane, tetrahydrofuran, cyclohexanone alone, acetone / ethylene glycol monobutyl ether mixed solution, MEK / ethylene glycol monobutyl ether mixed solution, MIBK / ethylene glycol monobutyl ether mixed solution, dioxane. / Ethylene glycol monobutyl ether mixed solution, tetrahydrofuran / ethylene glycol monobutyl ether mixed solution, cyclohexanone / ethylene glycol monobutyl ether mixed solution, acetone / isopropanol mixed solution, MEK / isopropanol mixed solution, MIBK / isopropanol mixed solution, dioxane / isopropanol mixed solution, Tetrahydrofuran / isopropanol mixed solution, cyclohexane Etc. Non / isopropanol mixture solution can be suitably used.

次に、転相乳化について説明する。   Next, phase inversion emulsification will be described.

転相乳化は、ポリエステル樹脂の有機溶剤溶液に、水、塩基性化合物と混合しておこなう。本発明においては、塩基性化合物をポリエステル樹脂の有機溶剤溶液に加えておき、これに水を徐々に投入して転相乳化をおこなうことが好ましい。水の添加速度が速い場合には、ポリエステル樹脂の塊が形成され、この塊は、もはや水性媒体に分散しなくなる場合があり、最終的に得られる水性分散体の収率が下がり、経済的ではない。   Phase inversion emulsification is performed by mixing water and a basic compound in an organic solvent solution of a polyester resin. In the present invention, it is preferable to carry out phase inversion emulsification by adding a basic compound to an organic solvent solution of a polyester resin and gradually adding water thereto. When the rate of water addition is high, a mass of polyester resin is formed, which mass may no longer disperse in the aqueous medium, resulting in a lower yield of the resulting aqueous dispersion, which is economical. Absent.

なお、本発明において「転相乳化」とは、ポリエステル樹脂の有機溶剤溶液に、この溶液に含まれる有機溶剤量(質量)を超える量(質量)の水を添加して、有機溶剤よりも水を多く含む液相にポリエステル樹脂を分散させることを意味する。   In the present invention, “phase inversion emulsification” means that an amount (mass) of water exceeding the amount (mass) of organic solvent contained in this solution is added to an organic solvent solution of the polyester resin, so This means that the polyester resin is dispersed in a liquid phase containing a large amount of.

転相乳化は、30℃以下でおこなうことが好ましく、20℃以下でおこなうことがより好ましい。30℃以下で転相乳化をおこなうことにより、得られるポリエステル樹脂水性分散体の体積平均粒径は小さくなり、貯蔵安定性の優れた水性分散体を得ることができる。また、体積平均粒径が小さい場合、後述する脱溶剤において、ポリエステル樹脂の微粒子が凝集して沈殿することを抑制でき、その結果、収率が向上するため好ましい。   The phase inversion emulsification is preferably performed at 30 ° C. or less, and more preferably at 20 ° C. or less. By carrying out phase inversion emulsification at 30 ° C. or less, the aqueous polyester resin dispersion obtained has a small volume average particle size, and an aqueous dispersion having excellent storage stability can be obtained. In addition, when the volume average particle size is small, it is possible to suppress aggregation and precipitation of the polyester resin fine particles in the solvent removal described later, and as a result, the yield is improved, which is preferable.

転相乳化をおこなう装置としては、液体を投入できる槽を備え、適度な攪拌ができるものであれば特に限定されない。そのような装置としては、固/液撹拌装置や乳化機(たとえばホモミキサー)として広く当業者に知られている装置が挙げられる。なお、ホモミキサーなど剪断の大きい乳化機を用いる際には、衝撃熱により液温が上昇することがあるため、冷却しながら用いることが好ましい。なお、転相乳化は常圧、減圧、加圧下いずれの条件でおこなってもよい。   An apparatus for performing phase inversion emulsification is not particularly limited as long as it includes a tank into which a liquid can be charged and can be appropriately stirred. Examples of such an apparatus include apparatuses widely known to those skilled in the art as a solid / liquid stirring apparatus and an emulsifier (for example, a homomixer). When using a high shearing emulsifier such as a homomixer, the liquid temperature may rise due to impact heat, so it is preferable to use it while cooling. The phase inversion emulsification may be performed under normal pressure, reduced pressure, or increased pressure.

次に、有機溶剤の除去(脱溶剤)について説明する。   Next, the removal (desolvation) of the organic solvent will be described.

有機溶剤の除去は、転相乳化した後に蒸留する方法によりおこなうことができる。蒸留は、常圧、減圧下いずれでおこなってもよいが、所要時間、作業性の面からは常圧下でおこなうことが好ましい。本発明の範囲内のポリエステル樹脂を使用することにより、常圧下で蒸留しても凝集物が発生しにくく、収率よく水性分散体を得ることができる。   The removal of the organic solvent can be performed by a method of distilling after phase inversion emulsification. Although distillation may be performed under normal pressure or reduced pressure, it is preferably performed under normal pressure from the viewpoint of required time and workability. By using the polyester resin within the scope of the present invention, aggregates are hardly generated even when distilled under normal pressure, and an aqueous dispersion can be obtained with good yield.

水性分散体中の有機溶剤量は、環境問題、職場環境の改善、樹脂被膜物性に悪影響を与える残存有機溶剤の低減、貯蔵安定性などの観点から3質量%以下とする必要があり、2質量%以下が好ましく、1質量%以下が最も好ましい。   The amount of the organic solvent in the aqueous dispersion must be 3% by mass or less from the viewpoints of environmental problems, improvement of the workplace environment, reduction of residual organic solvent that adversely affects the resin film physical properties, storage stability, and the like. % Or less is preferable, and 1% by mass or less is most preferable.

蒸留をおこなう装置としては、液体を投入できる槽を備え、適度な攪拌ができるものであればよい。   As an apparatus for performing the distillation, any apparatus can be used as long as it has a tank into which a liquid can be introduced and can be appropriately stirred.

前記製造方法により、本発明のポリエステル樹脂水性分散体は、外観上、水性媒体中に沈殿、相分離といった、固形分濃度が局部的に他の部分と相違する部分が見いだされない均一な状態で得られる。   According to the above production method, the aqueous polyester resin dispersion of the present invention has a uniform state in which the solid content concentration such as precipitation and phase separation in the aqueous medium is not found locally different from other parts. can get.

水性分散体の製造にあたっては、異物などを除去する目的で、工程中に濾過工程を設けてもよい。このような場合には、たとえば、300メッシュ程度のステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)を設置し、加圧濾過(空気圧0.2MPa)をおこなえばよい。   In manufacturing the aqueous dispersion, a filtration step may be provided in the process for the purpose of removing foreign substances and the like. In such a case, for example, a stainless steel filter (wire diameter 0.035 mm, plain weave) of about 300 mesh may be installed and pressure filtration (air pressure 0.2 MPa) may be performed.

次に、本発明の水性分散体の使用方法について説明する。   Next, a method for using the aqueous dispersion of the present invention will be described.

本発明の水性分散体は、被膜形成能に優れているので、公知の製膜方法、たとえばディッピング法、はけ塗り法、スプレーコート法、カーテンフローコート法などにより各種基材表面に均一にコーティングし、必要に応じて室温付近でセッティングした後、乾燥および焼き付けのための加熱処理に供することにより、均一な樹脂被膜を各種基材表面に密着させて形成することができる。このときの加熱装置としては、通常の熱風循環型のオーブンや赤外線ヒータなどを使用すればよい。また、加熱温度や加熱時間としては、被コーティング物である基材の種類などにより適宜選択されるものであるが、経済性を考慮した場合、加熱温度としては、通常60〜250℃であり、70〜230℃が好ましく、80〜200℃が最適である。加熱時間としては、通常1秒〜30分間であり、5秒〜20分が好ましく、10秒〜10分が最適である。   Since the aqueous dispersion of the present invention is excellent in film forming ability, it is uniformly coated on the surface of various substrates by known film forming methods such as dipping method, brush coating method, spray coating method, curtain flow coating method and the like. Then, after setting it at around room temperature as necessary, it is subjected to a heat treatment for drying and baking, whereby a uniform resin film can be formed in close contact with the surfaces of various substrates. As a heating device at this time, a normal hot air circulation type oven, an infrared heater, or the like may be used. In addition, the heating temperature and the heating time are appropriately selected depending on the type of substrate to be coated, etc., but considering the economy, the heating temperature is usually 60 to 250 ° C., 70-230 degreeC is preferable and 80-200 degreeC is optimal. The heating time is usually 1 second to 30 minutes, preferably 5 seconds to 20 minutes, and most preferably 10 seconds to 10 minutes.

また、本発明の水性分散体を用いて形成される樹脂被膜の厚さは、その目的や用途によって適宜選択されるものであるが、通常0.01〜40μmであり、0.1〜30μmが好ましく、0.5〜20μmが最適である。   The thickness of the resin film formed using the aqueous dispersion of the present invention is appropriately selected depending on the purpose and application, but is usually 0.01 to 40 μm, and 0.1 to 30 μm. 0.5 to 20 μm is preferable.

また、本発明の水性分散体には、必要に応じて硬化剤、各種添加剤、界面活性剤、保護コロイド作用を有する化合物、水、有機溶剤、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラックなどの顔料、染料、他の水性ポリエステル樹脂、水性ウレタン樹脂、水性オレフィン樹脂、水性アクリル樹脂などの水性樹脂などを配合して使用することができる。   In addition, the aqueous dispersion of the present invention includes a curing agent, various additives, a surfactant, a compound having a protective colloid action, water, an organic solvent, a pigment such as titanium oxide, zinc white, and carbon black, if necessary. Dyes, other water-based polyester resins, water-based urethane resins, water-based olefin resins, water-based resins such as water-based acrylic resins, and the like can be blended and used.

硬化剤としては、ポリエステル樹脂が有する官能基、たとえばカルボキシル基やその無水物および水酸基と反応性を有する硬化剤であれば特に限定されるものではなく、たとえば尿素樹脂やメラミン樹脂やベンゾグアナミン樹脂などのアミノ樹脂、多官能エポキシ化合物、多官能イソシアネート化合物およびその各種ブロックイソシアネート化合物、多官能アジリジン化合物、カルボジイミド基含有化合物、オキサゾリン基含有重合体、フェノール樹脂などが挙げられ、これらのうちの1種類を使用しても2種類以上を併用してもよい。   The curing agent is not particularly limited as long as it is a functional group possessed by a polyester resin, such as a carboxyl group or its anhydride and a hydroxyl group, and is not particularly limited. For example, a urea resin, a melamine resin, a benzoguanamine resin, etc. Examples include amino resins, polyfunctional epoxy compounds, polyfunctional isocyanate compounds and their various blocked isocyanate compounds, polyfunctional aziridine compounds, carbodiimide group-containing compounds, oxazoline group-containing polymers, and phenol resins. Use one of these. Or you may use 2 or more types together.

また、添加剤としては、ハジキ防止剤、レベリング剤、消泡剤、ワキ防止剤、レオロジーコントロール剤、顔料分散剤、紫外線吸収剤、滑剤などが挙げられる。   Examples of additives include repellency inhibitors, leveling agents, antifoaming agents, anti-waxing agents, rheology control agents, pigment dispersants, ultraviolet absorbers, and lubricants.

界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤など、すべての界面活性剤が含まれる。非イオン性界面活性剤としては、ノニルフェノール、オクチルフェノールなどのアルキルフェノールのアルキレンオキシド加物や高級アルコールのアルキレンオキシド付加物が挙げられ、このような非イオン性界面活性剤としてはAldrich社製のIgepalシリーズ、三洋化成株式会社製のナロアクティーN-100、ナロアクティーN-120、ナロアクティーN-140など、ナロアクティーシリーズ、サンノニックSS−120、サンノニックSS−90、サンノニックSS−70など、サンノニックSSシリーズ、サンノニックFD−140、サンノニックFD−100、サンノニックFD−80など、サンノニックFDシリーズ、セドランFF−220、セドランFF−210、セドランFF−200、セドランFF−180など、セドランFFシリーズ、セドランSNP−112など、セドランSNPシリーズ、ニューポールPE−64、ニューポールPE−74、ニューポールPE−75など、ニューポールPEシリーズ、サンモリン11が挙げられる。   Examples of the surfactant include all surfactants such as an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant. Nonionic surfactants include alkylene oxide adducts of alkylphenols such as nonylphenol and octylphenol, and alkylene oxide adducts of higher alcohols. Examples of such nonionic surfactants include the Igepal series manufactured by Aldrich, NAROACTY N-100, NAROACTY N-120, NAROACTY N-140, etc. made by Sanyo Chemical Co., Ltd., NALOACTY series, SANNONIC SS-120, SANNONIC SS-90, SANNONIC SS-70, SANNONIC SS series, SANNONIC FD-140, Sannonic FD-100, Sannonic FD-80, etc., Sannonic FD series, Cedran FF-220, Cedran FF-210, Cedran FF-200, Cedran FF-180 However, Cedran FF series, Cedran SNP-112, Cedran SNP series, New Pole PE-64, New Pole PE-74, New Pole PE-75, New Pole PE series, and San Morin 11 are listed.

また、保護コロイド作用を有する化合物としては、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、変性デンプン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、アクリル酸および/またはメタクリル酸を一成分とするビニルモノマーの重合物、ポリイタコン酸、ゼラチン、アラビアゴム、カゼイン、膨潤性雲母などを例示することができる。   In addition, as a compound having protective colloid action, polymerization of vinyl monomer containing polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, modified starch, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, acrylic acid and / or methacrylic acid as one component Products, polyitaconic acid, gelatin, gum arabic, casein, swellable mica and the like.

以下に実施例によって本発明を具体的に説明する。     The present invention will be specifically described below with reference to examples.

(1)ポリエステル樹脂の構成
H−NMR分析(バリアン社製、300MHz)より求めた。また、H−NMRスペクトル上に帰属・定量可能なピークが認められない構成モノマーを含む樹脂については、封管中230℃で3時間メタノール分解をおこなった後に、ガスクロマトグラム分析に供し、定量分析をおこなった。
(1) Composition of polyester resin
It calculated | required from < 1 > H-NMR analysis (The product made by Varian, 300MHz). In addition, with respect to a resin containing a constituent monomer in which no assignable / quantifiable peak is observed on the 1 H-NMR spectrum, it is subjected to methanol decomposition at 230 ° C. for 3 hours in a sealed tube, followed by gas chromatogram analysis for quantitative analysis. I did it.

(2)ポリエステル樹脂の酸価
ポリエステル樹脂0.5gを50mlの水/ジオキサン=1/9(体積比)に溶解し、クレゾールレッドを指示薬としてKOHで滴定をおこない、中和に消費されたKOHのmg数をポリエステル樹脂1gあたりに換算した値を酸価として求めた。
(2) Acid value of polyester resin 0.5 g of polyester resin was dissolved in 50 ml of water / dioxane = 1/9 (volume ratio), titrated with KOH using cresol red as an indicator, and the amount of KOH consumed for neutralization. A value obtained by converting the number of mg per 1 g of the polyester resin was determined as an acid value.

(3)ポリエステル樹脂の水酸基価
ポリエステル樹脂3gを精秤し、無水酢酸0.6mlおよびピリジン50mlを加え、室温下で48時間攪拌して反応させ、続いて、蒸留水5mlを添加して、さらに6時間、室温下で攪拌を継続することにより、前記反応に使われなかった分の無水酢酸も全て酢酸に変えた。この液にジオキサン50mlを加えて、クレゾールレッド・チモールブルーを指示薬としてKOHで滴定をおこない、中和に消費されたKOHの量(W)と、最初に仕込んだ量の無水酢酸がポリエステル樹脂と反応せずに全て酢酸になった場合に中和に必要とされるKOHの量(計算値:W)とから、その差(W−W)をKOHのmg数で求め、これをポリエステル樹脂のg数で割った値を水酸基価とした。
(3) Hydroxyl value of polyester resin 3 g of polyester resin is precisely weighed, 0.6 ml of acetic anhydride and 50 ml of pyridine are added, and the reaction is stirred for 48 hours at room temperature, followed by addition of 5 ml of distilled water, By continuing stirring at room temperature for 6 hours, all acetic anhydride that was not used in the reaction was also changed to acetic acid. Adding dioxane 50ml of this solution titrated with KOH cresol red thymol blue as indicator, and the amount of KOH consumed in neutralization (W 1), acetic anhydride initially the charged amount and a polyester resin From the amount of KOH required for neutralization (calculated value: W 0 ) when acetic acid is completely used without reaction, the difference (W 0 -W 1 ) is obtained in mg of KOH, and this is calculated. The value divided by the number of grams of the polyester resin was taken as the hydroxyl value.

(4)ポリエステル樹脂の分子量
Z平均分子量は、GPC分析(島津製作所製の送液ユニットLC−10ADvp型および紫外−可視分光光度計SPD−6AV型を使用、検出波長:254nm、溶媒:テトラヒドロフラン、ポリスチレン換算)によりZ平均分子量および数平均分子量を求めた。
(4) Molecular weight of polyester resin
The Z average molecular weight is determined by GPC analysis (using a liquid feeding unit LC-10ADvp type and an ultraviolet-visible spectrophotometer SPD-6AV type manufactured by Shimadzu Corp., detection wavelength: 254 nm, solvent: tetrahydrofuran, polystyrene conversion) The number average molecular weight was determined.

(5)ポリエステル樹脂のガラス転移温度
ポリエステル樹脂10mgをサンプルとし、DSC(示差走査熱量測定)装置(パーキンエルマー社製 DSC7)を用いて昇温速度10℃/分の条件で測定をおこない、得られた昇温曲線中のガラス転移に由来する2つの折曲点温度の中間値を求め、これをガラス転移温度(Tg)とした。
(5) Glass transition temperature of the polyester resin 10 mg of the polyester resin was used as a sample, and measurement was performed using a DSC (Differential Scanning Calorimetry) apparatus (DSC7 manufactured by PerkinElmer Co., Ltd.) at a temperature rising rate of 10 ° C./min. An intermediate value of two bending point temperatures derived from the glass transition in the temperature rising curve was determined, and this was taken as the glass transition temperature (Tg).

(6)水性分散体の固形分濃度
水性分散体を約1g秤量(Xgとする)し、これを150℃で2時間乾燥した後の残存物(固形分)の質量を秤量し(Ygとする)、次式により固形分濃度を求めた。
(6) Solid Content Concentration of Aqueous Dispersion About 1 g of the aqueous dispersion was weighed (Xg), and the mass of the residue (solid content) after drying at 150 ° C. for 2 hours was weighed (Yg) ), And the solid content concentration was determined by the following formula.

固形分濃度(質量%)=Y/X ×100   Solid content concentration (% by mass) = Y / X × 100

(7)水性分散体中の有機溶剤含有率
島津製作所社製、ガスクロマトグラフGC−8A[FID検出器使用、キャリアーガス:窒素、カラム充填物質(ジーエルサイエンス社製):PEG−HT(5%)−UNIPORT HP(60/80メッシュ)、カラムサイズ:直径3mm×3m、試料投入温度(インジェクション温度):150℃、カラム温度:60℃、内部標準物質:n-ブタノール]を用い、水性分散体を水で希釈したものを直接装置内に投入して、有機溶剤の含有率を求めた。検出限界は0.01質量%であった。
(7) Organic solvent content in aqueous dispersion Shimadzu Corporation gas chromatograph GC-8A [using FID detector, carrier gas: nitrogen, column packing material (manufactured by GL Sciences): PEG-HT (5%) -UNIPORT HP (60/80 mesh), column size: diameter 3 mm × 3 m, sample charging temperature (injection temperature): 150 ° C., column temperature: 60 ° C., internal standard substance: n-butanol] The product diluted with water was directly put into the apparatus, and the content of the organic solvent was determined. The detection limit was 0.01% by mass.

(8)水性分散体の貯蔵安定性
50mlのガラス製サンプル瓶に、水性分散体を30ml入れ、25℃で60日間保存した後の外観変化を目視にて観察し、貯蔵安定性を評価した。
○:変化なく、合格。
×:底部一面に沈殿が堆積しており、不合格。
(8) Storage Stability of Aqueous Dispersion 30 ml of the aqueous dispersion was placed in a 50 ml glass sample bottle, and the appearance change after storage at 25 ° C. for 60 days was visually observed to evaluate the storage stability.
○: Passed without change.
X: Precipitation is accumulated on the entire bottom surface, which is rejected.

(9)水性分散体の体積平均粒径
水性分散体を0.1%に水で希釈し、日機装社製MICROTRAC UPA(モデル9340−UPA)を用いて体積平均粒径を測定した。
(9) Volume average particle diameter of aqueous dispersion The aqueous dispersion was diluted to 0.1% with water, and the volume average particle diameter was measured using MICROTRAC UPA (model 9340-UPA) manufactured by Nikkiso Co., Ltd.

(10)樹脂被膜の厚さ
厚み計(ユニオンツール社製、MICROFINE)を用いて、基材の厚みを予め測定しておき、水性分散体を用いて基材上に樹脂被膜を形成した後、この樹脂被膜を有する基材の厚みを同様の方法で測定し、その差を樹脂被膜の厚さとした。
(10) Thickness of resin film After measuring the thickness of the base material in advance using a thickness meter (manufactured by Union Tool, MICROFINE), and forming the resin film on the base material using an aqueous dispersion, The thickness of the substrate having this resin coating was measured by the same method, and the difference was taken as the thickness of the resin coating.

(11)樹脂被膜の密着性
卓上型コーティング装置(安田精機製、フィルムアプリケータNo.542−AB型、バーコータ装着)を用いて、基材上に水性分散体をコーティングし、130℃に設定されたオーブン中で1分間加熱することにより、基材上に厚み約1μmの樹脂被膜を形成させ、ついで、この樹脂被膜上にJIS Z−1522に規定された粘着テープ(幅18mm)の端部を残して貼りつけ、その上から消しゴムでこすって十分に接着させた後に、粘着テープの端部をフィルムに対して直角としてから瞬間的に引き剥がした。この引き剥がした粘着テープ面を表面赤外分光装置(パーキンエルマー社製SYSTEM2000、Ge60°50×20×2mmプリズムを使用)で分析することにより、粘着テープ面に樹脂被膜が付着しているか否かを調べ、下記の基準によって樹脂被膜の基材に対する密着性を評価した。なお、基材としては、二軸延伸PETフィルム(ユニチカ株式会社製エンブレットPET−12、厚さ12μm)を使用した。
○:粘着テープ面に樹脂被膜に由来するピークが認められず、合格。
×:粘着テープ面に樹脂被膜に由来するピークが認められる部分があり、不合格。
(11) Resin film adhesion Using a tabletop coating device (manufactured by Yasuda Seiki Co., Ltd., film applicator No. 542-AB, equipped with a bar coater), an aqueous dispersion is coated on the base material and set to 130 ° C. By heating in an oven for 1 minute, a resin film having a thickness of about 1 μm was formed on the substrate, and then the end of the adhesive tape (width 18 mm) defined in JIS Z-1522 was formed on this resin film. The adhesive tape was left and pasted and rubbed with an eraser to sufficiently bond it, and then the end of the adhesive tape was made perpendicular to the film and then peeled off instantaneously. By analyzing the peeled adhesive tape surface with a surface infrared spectrometer (using a Perkin-Elmer SYSTEM2000, Ge60 ° 50 × 20 × 2 mm prism), it is determined whether or not a resin film is attached to the adhesive tape surface. And the adhesion of the resin film to the substrate was evaluated according to the following criteria. In addition, as a base material, the biaxially stretched PET film (Embret PET-12 by Unitika Ltd., thickness 12 micrometers) was used.
◯: A peak derived from the resin film was not recognized on the adhesive tape surface, and it passed.
X: There is a portion where a peak derived from the resin film is observed on the surface of the adhesive tape, which is rejected.

(12)樹脂被膜の耐水性
卓上型コーティング装置を用いて、上記の二軸延伸PETフィルム上に水性分散体をコーティングし、130℃に設定されたオーブン中で1分間加熱することにより、厚み約1μmの樹脂被膜を形成させた後、この樹脂被膜が形成されたPETフィルムを、80℃の熱水に浸漬させ、10分後に静かに引き上げ、風乾させた後、樹脂被膜の外観を目視にて観察し、下記の基準により評価した。
○:外観変化が全く認められず、実用上問題がない。
△:部分的に白化が見られ、実用上問題になる場合がある。
×:全体的に白化が見られ、実用上問題がある。
(12) Water resistance of resin film Using a tabletop coating apparatus, the above-mentioned biaxially stretched PET film is coated with an aqueous dispersion and heated in an oven set at 130 ° C. for 1 minute to obtain a thickness of about After forming a 1 μm resin film, the PET film on which this resin film was formed was immersed in hot water at 80 ° C., gently pulled up after 10 minutes and air-dried, and then the appearance of the resin film was visually observed. Observed and evaluated according to the following criteria.
○: No change in appearance is observed, and there is no practical problem.
(Triangle | delta): Whitening is partially seen and may become a problem in practical use.
X: Overall whitening is observed and there is a problem in practical use.

(13)水性分散体の収率
ポリエステル樹脂水性分散体の製造工程において、有機溶剤を除去する(脱溶剤する)ために蒸留をおこなうが、その脱溶剤前後の固形分濃度(前:C質量% 後:C質量%とする)と水性分散体の質量(前:Wg 後:Wgとする)から次式により算出した。
(13) Yield of aqueous dispersion In the production process of the aqueous polyester resin dispersion, distillation is performed to remove (desolvent) the organic solvent, but the solid content concentration before and after the solvent removal (previous: C 1 mass) % After: C 2 mass%) and the weight of the aqueous dispersion (front: W 1 g after: W 2 g).

収率(質量%)=(W×C×100)/(W×CYield (mass%) = (W 2 × C 2 × 100) / (W 1 × C 1 )

なお、収率は高いほど実用上好ましい。95質量%以上であれば実用上問題のない範囲であり、96質量%以上であれば沈降した樹脂の濾過作業や洗浄作業が軽減されて好ましく、97質量%以上であればコスト面からより好ましい。 The higher the yield, the better for practical use. If it is 95% by mass or more, there is no practical problem. If it is 96% by mass or more, it is preferable to reduce the filtration and washing operations of the precipitated resin, and if it is 97% by mass or more, it is more preferable from the viewpoint of cost. .

(14)水性分散体の衝撃安定性
水を加えて30質量%に固形分濃度を調整した水性分散体を500mlのポリエチレン製容器に約400g充填し、市販のペイントシェーカ(浅田鉄工社製、No PC1290)を用いて、25℃の雰囲気下で30分間衝撃を与えた。その後、水性分散体を250メッシュ(目開き0.071mm)のステンレスフィルタで濾過をおこない、濾液の固形分濃度を測定し、衝撃安定性の指標とした。なお、衝撃を与えた後の固形分濃度が高いほど、衝撃安定性に優れている。衝撃を与えた後の固形分濃度が28質量%以上が実用上問題のない範囲であり、特に29〜30質量%の範囲が、ユーザが沈殿などを気にせずに快適に使用できる範囲である。
(14) Impact stability of aqueous dispersion About 400 g of an aqueous dispersion prepared by adding water to adjust the solid content concentration to 30% by mass is filled in a 500 ml polyethylene container, and a commercially available paint shaker (manufactured by Asada Iron Works, No. PC1290) was applied for 30 minutes in an atmosphere at 25 ° C. Then, the aqueous dispersion was filtered with a 250 mesh (mesh opening 0.071 mm) stainless steel filter, the solid content concentration of the filtrate was measured, and used as an index of impact stability. In addition, it is excellent in impact stability, so that the solid content density | concentration after giving an impact is high. A solid content concentration of 28% by mass or more after giving an impact is a practically acceptable range, and particularly a range of 29 to 30% by mass is a range in which the user can use comfortably without worrying about precipitation. .

また、実施例および比較例で用いたポリエステル樹脂は、以下のようにして得た。   Moreover, the polyester resin used by the Example and the comparative example was obtained as follows.

[ポリエステル樹脂P−1の製造]
テレフタル酸2492g(60モル部)、イソフタル酸623g(15モル部)、セバシン酸1263g(25モル部)、エチレングリコール1210g(78モル部)、ネオペンチルグリコール1484g(57モル部)、トリメチロールプロパン7g(0.2モル部)からなる混合物をオートクレーブ中で、250℃で4時間加熱してエステル化反応をおこなった。ついで、触媒として酢酸亜鉛二水和物3.3gを添加した後、系の温度を275℃に昇温し、系の圧力を徐々に減じて時間後に13Paとした。この条件下でさらに2時間重縮合反応を続け、系を窒素ガスで常圧にし、系の温度を下げ、265℃になったところで無水トリメリット酸38g(0.8モル部)を添加し、265℃で2時間攪拌して解重合反応をおこなった。その後、系を窒素ガスで加圧状態にしておいてシート状に樹脂を払い出し、室温で放冷後、シート状のポリエステル樹脂P−1を得た。
[Production of polyester resin P-1]
2492 g (60 mol parts) of terephthalic acid, 623 g (15 mol parts) of isophthalic acid, 1263 g (25 mol parts) of sebacic acid, 1210 g (78 mol parts) of ethylene glycol, 1484 g (57 mol parts) of neopentyl glycol, 7 g of trimethylolpropane The mixture consisting of (0.2 mol part) was heated in an autoclave at 250 ° C. for 4 hours to carry out an esterification reaction. Subsequently, after adding 3.3 g of zinc acetate dihydrate as a catalyst, the temperature of the system was raised to 275 ° C., and the pressure of the system was gradually reduced to 13 Pa after a time. Under this condition, the polycondensation reaction was continued for another 2 hours, the system was brought to atmospheric pressure with nitrogen gas, the temperature of the system was lowered, and when the temperature reached 265 ° C., 38 g (0.8 mol parts) of trimellitic anhydride was added, The depolymerization reaction was performed by stirring at 265 ° C. for 2 hours. Thereafter, the system was put under pressure with nitrogen gas, and the resin was dispensed in a sheet form. After cooling at room temperature, a sheet-like polyester resin P-1 was obtained.

[ポリエステル樹脂P−2〜P−6の製造]
各原料の仕込み組成を表1に示したように変えた以外は前記P−1の製造と略同様にして各ポリエステル樹脂を得た。
[Production of polyester resins P-2 to P-6]
Each polyester resin was obtained in substantially the same manner as in the production of P-1, except that the charged composition of each raw material was changed as shown in Table 1.

このようにして得られたポリエステル樹脂の特性を分析した結果を表2に示す。   Table 2 shows the results of analyzing the characteristics of the polyester resin thus obtained.

[実施例1]
ジャケット付きガラス容器(内容量2l)にポリエステル樹脂P−1を400gとMEKを600g投入し、ジャケットに60℃の温水を通して加熱しながら、攪拌機(東京理化株式会社製、MAZELA1000)を用いて攪拌することにより、完全にポリエステル樹脂を溶解させ、固形分濃度40質量%のポリエステル樹脂溶液1000gを得た。つぎに、ジャケットに冷水を通して系内温度を13℃に保ち、回転速度600rpmで攪拌しながら、塩基性化合物としてトリエチルアミン8.7gを添加し、続いて100g/minの速度で13℃の蒸留水を総重量が2000gとなるまで添加して転相乳化をおこなった。蒸留水を全量添加する間、系内温度を常に15℃以下に保った。蒸留水添加終了後、30分間攪拌して固形分濃度が20質量%の水性分散体を得た。
[Example 1]
400 g of polyester resin P-1 and 600 g of MEK are put into a jacketed glass container (contents 2 l), and stirred using a stirrer (Mazela 1000, manufactured by Tokyo Rika Co., Ltd.) while heating the jacket through warm water of 60 ° C. Thus, the polyester resin was completely dissolved to obtain 1000 g of a polyester resin solution having a solid concentration of 40% by mass. Next, 8.7 g of triethylamine is added as a basic compound while stirring at a rotational speed of 600 rpm while keeping the system temperature at 13 ° C. by passing cold water through the jacket, followed by 13 ° C. distilled water at a rate of 100 g / min. Phase-inversion emulsification was carried out until the total weight reached 2000 g. During the addition of the whole amount of distilled water, the system temperature was always kept below 15 ° C. After completion of the addition of distilled water, the mixture was stirred for 30 minutes to obtain an aqueous dispersion having a solid content concentration of 20% by mass.

ついで、得られた水性分散体のうち、1600gを2lのフラスコに入れ、常圧下で蒸留をおこなうことで有機溶剤を除去した。蒸留は留去量が約600gになったところで終了し、室温まで冷却後、300メッシュのステンレス製フィルターで濾過した。固形分濃度31.4質量%のポリエステル樹脂水性分散体を990g得た。収率97.1質量%であった。   Next, 1600 g of the obtained aqueous dispersion was placed in a 2 l flask, and the organic solvent was removed by distillation under normal pressure. Distillation was terminated when the amount of distilled water reached about 600 g, and after cooling to room temperature, it was filtered through a 300 mesh stainless steel filter. 990 g of a polyester resin aqueous dispersion having a solid content concentration of 31.4% by mass was obtained. The yield was 97.1% by mass.

[実施例2〜4、比較例1、2、4]
ポリエステル樹脂の種類、トリエチルアミンの添加量を表3に示したように変更した以外は、実施例1と略同様の方法で、表3記載のポリエステル樹脂水性分散体を得た。
[Examples 2 to 4, Comparative Examples 1, 2, and 4]
A polyester resin aqueous dispersion described in Table 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the type of polyester resin and the amount of triethylamine added were changed as shown in Table 3.

[比較例3]
ポリエステル樹脂をP−6に変更すること、トリエチルアミンを5.8g添加すること以外は、実施例1と略同様の操作をおこなったが、蒸留水添加中にポリエステル樹脂が攪拌羽に絡まり、均一な水性分散体が得られなかった。
[Comparative Example 3]
Except for changing the polyester resin to P-6 and adding 5.8 g of triethylamine, the same operation as in Example 1 was performed. An aqueous dispersion could not be obtained.

表3には、実施例1〜4および比較例1〜4で得られたポリエステル樹脂水性分散体の特性値および性能を調べた結果を示す。
Table 3 shows the results of examining the characteristic values and performance of the aqueous polyester resin dispersions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4.

以上の実施例1〜4は、本発明のポリエステル樹脂水性分散体であるため、有機溶剤含有率が低いポリエステル樹脂水性分散体であっても衝撃安定性に優れ、さらに常圧下で脱溶剤をおこなっても高収率で得ることが可能であった。   Since Examples 1 to 4 above are aqueous polyester resin dispersions of the present invention, they are excellent in impact stability even if they are aqueous polyester resin dispersions having a low organic solvent content, and solvent removal is performed under normal pressure. Even in high yields.

一方、ポリエステル樹脂P−5は本発明のZ平均分子量の範囲を下回っているため、比較例1では体積平均粒径が比較的大きく、常圧下で脱溶剤をおこなうと収率が低かった。また、脱溶剤後の衝撃安定性に劣るものであった。比較例2では体積平均粒径を小さくするために塩基性化合物の使用量を増やしたため、常圧下で有機溶剤を除去している間に樹脂が凝集して収率が低くなった。また、脱溶剤後の衝撃安定性に劣るものであった。   On the other hand, since the polyester resin P-5 is below the range of the Z average molecular weight of the present invention, the volume average particle size is comparatively large in Comparative Example 1, and the yield is low when the solvent is removed under normal pressure. Moreover, it was inferior to the impact stability after solvent removal. In Comparative Example 2, since the amount of the basic compound used was increased to reduce the volume average particle size, the resin aggregated while the organic solvent was removed under normal pressure, resulting in a low yield. Moreover, it was inferior to the impact stability after solvent removal.

また、比較例3は、使用したポリエステル樹脂P−6の酸価が本発明の範囲を下回っているため、均一な水性分散体が得られなかった。比較例4は、使用したポリエステル樹脂P−7の酸価が本発明の範囲を超えているため、常圧下で脱溶剤をおこなった際の収率や脱溶剤後の衝撃安定性には問題なかったが、被膜の耐水性に劣るものであった。   Moreover, since the acid value of the used polyester resin P-6 was less than the scope of the present invention in Comparative Example 3, a uniform aqueous dispersion could not be obtained. In Comparative Example 4, since the acid value of the polyester resin P-7 used exceeds the range of the present invention, there is no problem with the yield when the solvent is removed under normal pressure and the impact stability after the solvent removal. However, the water resistance of the coating was poor.

Claims (6)

酸価2〜10mgKOH/gかつZ平均分子量230,000以上であるポリエステル樹脂が水性媒体に分散されてなり、有機溶剤の含有量が3質量%以下であるポリエステル樹脂水性分散体。 A polyester resin aqueous dispersion in which a polyester resin having an acid value of 2 to 10 mg KOH / g and a Z average molecular weight of 230,000 or more is dispersed in an aqueous medium, and the content of an organic solvent is 3% by mass or less. ポリエステル樹脂が、多塩基酸成分として芳香族ジカルボン酸を50モル%以上含有することを特徴とする請求項1に記載のポリエステル樹脂水性分散体。 The polyester resin aqueous dispersion according to claim 1, wherein the polyester resin contains 50 mol% or more of an aromatic dicarboxylic acid as a polybasic acid component. ポリエステル樹脂が、多価アルコール成分としてエチレングリコールとネオペンチルグリコールを合計50モル%以上含有することを特徴とする請求項1または2に記載のポリエステル樹脂水性分散体。 The polyester resin aqueous dispersion according to claim 1 or 2, wherein the polyester resin contains a total of 50 mol% or more of ethylene glycol and neopentyl glycol as polyhydric alcohol components. ポリエステル樹脂が、3官能以上の多官能成分を全ジカルボン酸成分に対して0.2〜3.0モル%の割合で共重合した後、これを多塩基酸を用いて解重合反応および/または付加反応をおこなうことにより製造されたものであることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のポリエステル樹脂水性分散体。 After the polyester resin is copolymerized with a trifunctional or higher polyfunctional component in a proportion of 0.2 to 3.0 mol% with respect to the total dicarboxylic acid component, this is depolymerized using a polybasic acid and / or The aqueous polyester resin dispersion according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyester resin aqueous dispersion is produced by performing an addition reaction. 酸価2〜10mgKOH/gかつZ平均分子量230,000以上であるポリエステル樹脂の有機溶剤溶液を塩基性化合物とともに水に分散して転相乳化後、常圧下で有機溶剤を除去することを特徴とするポリエステル樹脂水性分散体の製造方法。 An organic solvent solution of a polyester resin having an acid value of 2 to 10 mg KOH / g and a Z average molecular weight of 230,000 or more is dispersed in water together with a basic compound, and after phase inversion emulsification, the organic solvent is removed under normal pressure. A method for producing an aqueous polyester resin dispersion. ポリエステル樹脂が、3官能以上の多官能成分を全ジカルボン酸成分に対して0.2〜3.0モル%の割合で共重合した後、これを多塩基酸を用いて解重合反応および/または付加反応をおこなうことにより製造されたものであることを特徴とする請求項5記載のポリエステル樹脂水性分散体の製造方法。
After the polyester resin is copolymerized with a trifunctional or higher polyfunctional component in a proportion of 0.2 to 3.0 mol% with respect to the total dicarboxylic acid component, this is depolymerized using a polybasic acid and / or 6. The method for producing an aqueous polyester resin dispersion according to claim 5, wherein the polyester resin aqueous dispersion is produced by an addition reaction.
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