JP2008101077A - Water-based coating material containing polymer emulsion - Google Patents

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州弘 乾
Katsuyuki Oda
勝幸 尾田
Yoshimoto Nakajima
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a water-based coating material that does not use a bisphenol A-derived constituent component at all, does not substantially use a surfactant being a causative substance for deteriorating steam sterilization resistance of a cured coating film after baking, forms a polymer emulsion and foams a coating film having excellent steam sterilization resistance, processability and adhesivity and not causing change of fragrance and flavor of beverage and is suitable for can inner surface coating. <P>SOLUTION: The water-based coating material comprises a polymer emulsion obtained by radically polymerizing a component (B) to be emulsified containing an ethylenic unsaturated monomer (B1) but not a polyester in the presence of (1) an aqueous solution or emulsion of a polymer containing a carboxy group-containing polyester (A), a basic compound (C) and water (D). The ethylenic unsaturated monomer (B1) comprises at least one kind of an amide-based monomer as an essential component. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、水性塗料に関し、詳しくは飲料や食品を収容する缶の内面被覆に好適に用いられる水性塗料に関する。より詳しくは、衛生性に優れ、耐蒸気殺菌性、加工性、密着性に優れ、風味成分吸着能が低いことにより内容物の風味保持性に優れる塗膜の形成が可能な水性塗料に関し、さらにそれを用いて缶内面を被覆してなる被覆缶に関する。   The present invention relates to a water-based paint, and more particularly to a water-based paint suitably used for coating an inner surface of a can containing a beverage or food. More specifically, the present invention relates to a water-based paint capable of forming a coating film that has excellent hygiene, steam sterilization resistance, processability, adhesion, and low flavor component adsorption ability, and has excellent flavor retention of contents. The present invention relates to a coated can formed by coating the inner surface of the can using the same.

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型エポキシ樹脂は、耐蒸気殺菌性、加工性、密着性に優れた塗膜を形成する機能を有することから、缶内外面被覆用塗料に好適に用いられている。
缶内面被覆用水性塗料には、従来から、BPA型エポキシ樹脂をアクリル樹脂で変性し、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が主として使用されている。
BPA type epoxy resin synthesized from bisphenol A (hereinafter abbreviated as “BPA”) and epichlorohydrin has a function of forming a coating film excellent in steam sterilization resistance, workability and adhesion. It is suitably used for coating materials for inner and outer surfaces.
Conventionally, water-dispersed acrylic-modified epoxy resins in which a BPA type epoxy resin is modified with an acrylic resin and a carboxyl group or the like is introduced into the molecule are mainly used for water-based coatings for can inner surface coating.

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。乳化重合法で合成した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、非常に高分子量になることが知られており、エマルジョン型アクリル樹脂は高分子量になることで、加工性、密着性が得られると考えられる。
しかし、一般に乳化重合法には、通常、乳化剤として界面活性剤が用いられるので、硬化塗膜中に界面活性剤が含まれることとなる。この界面活性剤が硬化塗膜の耐蒸気殺菌性悪化の原因となるので、現状では、界面活性剤を用いた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を缶内面被覆用塗料に使用するには至っていない。
Other than BPA type epoxy resins, examples of resins having processability and adhesion similar to those of BPA type epoxy resins include emulsion type acrylic resins synthesized by emulsion polymerization. Emulsion type acrylic resin synthesized by emulsion polymerization method is generally known to have a very high molecular weight compared to acrylic resin synthesized by solution polymerization method. It is thought that processability and adhesion can be obtained.
However, since a surfactant is generally used as an emulsifier in the emulsion polymerization method, the surfactant is contained in the cured coating film. Since this surfactant causes deterioration of the steam sterilization resistance of the cured coating film, at present, the emulsion type acrylic resin synthesized by the emulsion polymerization method using the surfactant is used for the paint for coating the inner surface of the can. Not reached.

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重合体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:特開2002−155234号公報参照)。
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おり、前記水性塗料組成物は、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。
Therefore, instead of using a surfactant that causes deterioration of steam sterilization resistance, instead of using a water-based acrylic polymer having a carboxyl group and a crosslinkable functional group other than a carboxyl group and a base compound, a mixture of acrylic monomers Is dispersed in an aqueous medium in advance to obtain an aqueous dispersion of monomer (pre-emulsion), and the aqueous dispersion of monomer is radically polymerized in the presence of a separately prepared aqueous resin having a carboxyl group ( In the following, "Pre-emulsification method") has been proposed (see Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2002-155234).
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. It is described that the water-based coating composition can form a coating film excellent in processability, adhesion, and boiling resistance.

しかしながら、缶用塗料、とりわけ飲料缶用途においては、多様な内容物の充填に対応するべく、缶体に種々の加工が行われる場合がある。特に、蓋部分は内容物充填後の缶体の変形、及びそれに伴う腐食を防止するために、蓋材に複雑かつ高度な加工が施される。
注意すべきは、この高度な加工は蓋材の両面に硬化塗膜が設けられた後に行われるという点であり、当然、該塗膜にはこの加工の下でも塗膜欠陥を生じさせない高い加工性が求められる。しかしながら、特許文献1記載の方法によって得られる水性塗料組成物を用いた場合、要求される加工性レベルは確保できない。
However, in can coatings, especially beverage can applications, various processes may be performed on the can body in order to accommodate filling of various contents. In particular, the lid portion is subjected to complicated and advanced processing to prevent deformation of the can body after filling the contents and corrosion caused thereby.
It should be noted that this advanced processing is performed after the cured coating is provided on both sides of the lid. Naturally, the coating does not cause coating defects even under this processing. Sex is required. However, when the aqueous coating composition obtained by the method described in Patent Document 1 is used, the required workability level cannot be ensured.

加えて、特許文献1には、硬化塗膜の加工性向上の観点から、ガラス転移温度の低い成分で塗膜を形成することが好ましい旨が開示されている。
しかし、ガラス転移温度の低い成分で塗膜を形成すると、硬化塗膜が、飲料物に含まれる水以外の風味成分を吸着しやすく、飲料物の香りや味を変えてしまい、風味保持性が低下する問題がある。
尚、ガラス転移温度の高い成分を使用すると、塗膜の吸着能は低くなり、香りや味の変化は抑えられる。しかし、エマルジョンの安定性が低下して、ブツが発生し易くなる上、硬化塗膜も脆くなり加工性が低下する。
In addition, Patent Document 1 discloses that it is preferable to form a coating film with a component having a low glass transition temperature from the viewpoint of improving the workability of the cured coating film.
However, when a coating film is formed with a component having a low glass transition temperature, the cured coating film tends to adsorb flavor components other than water contained in the beverage, changing the scent and taste of the beverage, and maintaining the flavor. There is a problem that decreases.
In addition, when a component with a high glass transition temperature is used, the adsorptive capacity of the coating film becomes low, and changes in fragrance and taste can be suppressed. However, the stability of the emulsion is lowered, and it becomes easy to generate flaws, and the cured coating film becomes brittle and the workability is lowered.

また、カルボキシル基を有するポリエステル、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、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:特開2005−60460号公報参照)。
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記載の方法による複合化ポリマーでは、製造ロット間における塗料物性の差異が生じやすいため、工業的安定性に欠けると言える。
さらに、被乳化成分中のポリエステル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。
Also, an aqueous resin dispersion composed of a polyester having a carboxyl group, a basic compound, and water is used as a polymer emulsifier component, and a polyester and an ethylenically unsaturated monomer are used as an emulsified component. A polymer has been proposed (see Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2005-60460).
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, and the composite polymer produced by the method described in Patent Document 2 tends to cause a difference in paint physical properties between production lots. It can be said that the stability is not good.
Furthermore, when the polyester content in the component to be emulsified is increased, the compatibility between the polyester as the component to be emulsified and the ethylenically unsaturated monomer and the polymer thereof is lowered, so that the polymerization stability and obtained are obtained. The problem of lack of dispersion stability of the emulsion arises.

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。
特開2002−155234号公報 特開2005−60460号公報
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.
JP 2002-155234 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-60460

本発明の課題は、BPA由来の構成成分を全く用いず、かつ、焼付け後の硬化塗膜の耐蒸気殺菌性を悪化させる原因物質である界面活性剤を実質的に用いずに、ポリマーエマルジョンを形成し、耐蒸気殺菌性、加工性、密着性に優れ、かつ飲料物の香り、味の変化を引き起こさない塗膜を形成し得る、缶内面被覆用として好適に用いられる水性塗料、及びそれを用いて缶内面を被覆してなる被覆缶を提供することである。   An object of the present invention is to use a polymer emulsion without using any component derived from BPA and substantially not using a surfactant that is a causative substance that deteriorates the steam sterilization resistance of a cured coating film after baking. A water-based paint suitably used for coating the inner surface of a can, which is capable of forming a coating film that is excellent in steam sterilization resistance, processability, adhesion, and does not cause a change in the scent or taste of beverages, and It is to provide a coated can formed by coating the inner surface of the can.

上記課題に対し、本発明者らが研究を重ねた結果、カルボキシル基を有するポリエステルの存在下、水媒体中においてエチレン性不飽和モノマーをラジカル重合してなるポリマーエマルジョンが、BPA由来の構成成分を含まない上、実質的に界面活性剤を使用することなく、耐蒸気殺菌性、加工性、密着性に優れ、かつ飲料物の香り、味の変化を引き起こさない塗膜を形成することが可能であり、缶内面被覆用水性塗料に好適に使用できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of repeated studies by the present inventors on the above problems, a polymer emulsion obtained by radical polymerization of an ethylenically unsaturated monomer in an aqueous medium in the presence of a polyester having a carboxyl group has a BPA-derived component. In addition, it is possible to form a coating film that is excellent in steam sterilization resistance, processability, and adhesion, and does not cause changes in the aroma and taste of beverages, without using a surfactant. It has been found that it can be suitably used as a water-based paint for coating the inner surface of a can, and the present invention has been completed.

即ち、第1の発明は、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるポリマーの水溶液ないしエマルジョン(1)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)を、ラジカル重合してなるポリマーエマルジョンを含有する水性塗料であって、前記エチレン性不飽和モノマー(B1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とすることを特徴とする水性塗料である。   That is, according to the first aspect of the present invention, an ethylenic polymer is used in the presence of an aqueous polymer solution or emulsion (1) containing a polyester (A) having a carboxyl group, a basic compound (C), and water (D). A water-based paint containing a polymer emulsion obtained by radical polymerization of an emulsified component (B) containing a saturated monomer (B1) and not containing polyester, wherein the ethylenically unsaturated monomer (B1) is N- An aqueous paint characterized in that it contains at least one amide monomer selected from the group consisting of alkoxyalkyl (meth) acrylamide and N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide as an essential component.

第2の発明は、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるポリマーの水溶液ないしエマルジョン(1)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるモノマーエマルジョン(2)を、ラジカル重合してなるポリマーエマルジョンを含有する水性塗料であって、前記エチレン性不飽和モノマー(B1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とすることを特徴とする水性塗料である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an ethylenically unsaturated monomer in the presence of an aqueous polymer solution or emulsion (1) containing a polyester (A) having a carboxyl group, a basic compound (C), and water (D). Monomer emulsion (2) containing (B1), emulsified component (B) not containing polyester, polyester (A) having carboxyl group, basic compound (C), and water (D) , An aqueous paint containing a polymer emulsion obtained by radical polymerization, wherein the ethylenically unsaturated monomer (B1) is composed of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide and N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide. It is a water-based paint characterized by having at least one selected amide monomer as an essential component.

第3の発明は、水(D)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるモノマーエマルジョン(2)を、ラジカル重合してなるポリマーエマルジョンを含有する水性塗料であって、前記エチレン性不飽和モノマー(B1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とすることを特徴とする水性塗料である。   3rd invention contains the ethylenically unsaturated monomer (B1) in presence of water (D), the emulsified component (B) which does not contain polyester, polyester (A) which has a carboxyl group, a basic compound (C) and a water-based paint containing a polymer emulsion obtained by radical polymerization of a monomer emulsion (2) containing water (D), wherein the ethylenically unsaturated monomer (B1) is N- An aqueous paint characterized in that it contains at least one amide monomer selected from the group consisting of alkoxyalkyl (meth) acrylamide and N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide as an essential component.

第4の発明は、カルボキシル基を有するポリエステル(A)の数平均分子量が500〜10000であることを特徴とする第1ないし第3いずれかの発明の水性塗料である。   A fourth invention is the water-based paint according to any one of the first to third inventions, wherein the number average molecular weight of the polyester (A) having a carboxyl group is 500 to 10,000.

第5の発明は、カルボキシル基を有するポリエステル(A)の酸価が10〜400(mgKOH/g)であることを特徴とする第1ないし第4いずれかの発明の水性塗料である。   A fifth invention is the water-based paint according to any one of the first to fourth inventions, wherein the acid value of the polyester (A) having a carboxyl group is 10 to 400 (mg KOH / g).

第6の発明は、フェノール樹脂、及びアミノ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分を含有することを特徴とする第1ないし第5いずれかの発明の水性塗料である。   A sixth invention is the water-based paint according to any one of the first to fifth inventions, characterized in that it contains at least one component selected from the group consisting of a phenol resin and an amino resin.

第7の発明は、飲料若しくは食品を収容するための缶材の被覆用であることを特徴とする第1ないし第6いずれかの発明の水性塗料である。   A seventh invention is the water-based paint according to any one of the first to sixth inventions, characterized in that it is used for coating cans for containing beverages or foods.

第8の発明は、飲料若しくは食品を収容するための缶材を第7の発明の水性塗料で被覆してなることを特徴とする被覆缶である。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a coated can characterized in that a can material for containing a beverage or food is coated with the aqueous paint of the seventh aspect.

第9の発明は、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるポリマーの水溶液ないしエマルジョン(1)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)を、ラジカル重合するポリマーエマルジョンの製造方法であって、前記エチレン性不飽和モノマー(B1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とすることを特徴とするポリマーエマルジョンの製造方法である。   The ninth invention relates to an ethylenically unsaturated monomer in the presence of an aqueous solution or emulsion (1) of a polymer comprising a polyester (A) having a carboxyl group, a basic compound (C), and water (D). A method for producing a polymer emulsion in which an emulsified component (B) containing (B1) and not containing polyester is radically polymerized, wherein the ethylenically unsaturated monomer (B1) is N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide. And at least one amide monomer selected from the group consisting of N-hydroxyalkyl (meth) acrylamides as an essential component.

第10の発明は、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるポリマーの水溶液ないしエマルジョン(1)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるモノマーエマルジョン(2)を、ラジカル重合するポリマーエマルジョンの製造方法であって、前記エチレン性不飽和モノマー(B1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とすることを特徴とするポリマーエマルジョンの製造方法である。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an ethylenically unsaturated monomer in the presence of an aqueous solution or emulsion (1) of a polymer comprising a polyester (A) having a carboxyl group, a basic compound (C), and water (D). Monomer emulsion (2) containing (B1), emulsified component (B) not containing polyester, polyester (A) having carboxyl group, basic compound (C), and water (D) , A method for producing a polymer emulsion that undergoes radical polymerization, wherein the ethylenically unsaturated monomer (B1) is at least one selected from the group consisting of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide and N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide. A method for producing a polymer emulsion, characterized by comprising an amide monomer as an essential component That.

第11の発明は、水(D)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるモノマーエマルジョン(2)を、ラジカル重合するポリマーエマルジョンの製造方法であって、前記エチレン性不飽和モノマー(B1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とすることを特徴とするポリマーエマルジョンの製造方法である。   The eleventh invention comprises an emulsified component (B) containing an ethylenically unsaturated monomer (B1) and not containing polyester in the presence of water (D), a polyester (A) having a carboxyl group, and a basic compound. (C) and a method for producing a polymer emulsion by radical polymerization of a monomer emulsion (2) containing water (D), wherein the ethylenically unsaturated monomer (B1) is an N-alkoxyalkyl (meta ) A method for producing a polymer emulsion, characterized in that at least one amide monomer selected from the group consisting of acrylamide and N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide is an essential component.

本発明により、衛生性に優れ、耐蒸気殺菌性、加工性、密着性に優れ、かつ飲料物の香り、味の変化を引き起こさない塗膜を形成し得る、缶内面被覆用として好適に使用でき、安定性に優れる水性塗料を提供することができる。   According to the present invention, it can be suitably used for coating the inner surface of a can, which is excellent in hygiene, excellent in steam sterilization resistance, processability, and adhesion, and can form a coating film that does not cause a change in the aroma and taste of beverages. Thus, it is possible to provide a water-based paint having excellent stability.

本発明の水性塗料に含まれるポリマーエマルジョンは、界面活性剤を用いる代わりに、カルボキシル基を含有するポリエステル(A)を高分子乳化剤として用い、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルを含有しない被乳化成分(B)を水性媒体中でラジカル重合してなるものである。
そして、本発明の水性塗料に含まれるポリマーエマルジョンには、その製造プロセスの違いにより第1〜第3の発明に示すように3つの異なる態様がある。
The polymer emulsion contained in the aqueous paint of the present invention uses a polyester (A) containing a carboxyl group as a polymer emulsifier instead of using a surfactant, contains an ethylenically unsaturated monomer (B1), and contains a polyester. The emulsified component (B) not contained is radically polymerized in an aqueous medium.
And the polymer emulsion contained in the water-based paint of the present invention has three different modes as shown in the first to third inventions due to the difference in the production process.

第1の発明においては、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルを含有しない被乳化成分(B)を水性媒体中に予め分散・プレエマルジョン化することなく用いる「モノマー滴下法」ともいうべき方法による場合である。この場合、カルボキシル基を有するポリエステル(A)は、塩基性化合物(C)及び水(D)と共に反応槽中に入れ、ポリマーの水溶液ないしエマルジョン(1)としておき、ここに前記被乳化成分(B)を添加し、ラジカル重合することによってポリマーエマルジョンを得ることができる。
重合に際しては、被乳化成分(B)を添加しつつ、ラジカル重合することもできるし、被乳化成分(B)を添加してから、ラジカル重合を開始することもできる。ラジカル重合開始剤は、被乳化成分(B)中に含めておくこともできるし、カルボキシル基を有するポリエステル(A)等と共に反応槽中に入れておくこともできるし、被乳化成分(B)を添加する際又は添加した後、別途、反応槽中に添加することもできる。重合開始剤は、間欠的滴下ないし連続滴下で添加しても良いし、一括して添加しても良い。
In the first invention, the “monomer dropping method” in which the emulsified component (B) containing the ethylenically unsaturated monomer (B1) and not containing the polyester is used in an aqueous medium without being predispersed or pre-emulsified. This is the case by what should be said. In this case, the polyester (A) having a carboxyl group is placed in a reaction tank together with the basic compound (C) and water (D) to form an aqueous solution or emulsion (1) of the polymer. ) And radical polymerization to obtain a polymer emulsion.
In the polymerization, radical polymerization can be performed while adding the component to be emulsified (B), or radical polymerization can be started after adding the component to be emulsified (B). The radical polymerization initiator can be contained in the emulsified component (B), can be contained in the reaction tank together with the polyester (A) having a carboxyl group, etc., or the emulsified component (B). When or is added, it may be added separately to the reaction vessel. The polymerization initiator may be added intermittently or continuously, or may be added all at once.

第2、第3の発明においては共に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルを含有しない被乳化成分(B)を水性媒体中に予め分散・プレエマルジョン化して用いる「プレエマルジョン滴下法」ともいうべき方法による場合である。
第2の発明においては、カルボキシル基を有するポリエステル(A)を、塩基性化合物(C)及び水(D)と共に反応槽中に入れ、ポリマーの水溶液ないしエマルジョン(1)としておき、ここにカルボキシル基を有するポリエステル(A)、前記被乳化成分(B)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含むモノマーエマルジョン(2)を添加し、ラジカル重合することによってポリマーエマルジョンを得る場合である。モノマーエマルジョン(2)においては、カルボキシル基を有するポリエステル(A)は、被乳化成分(B)を乳化するための高分子乳化剤として機能する。
重合に際しては、モノマーエマルジョン(2)を添加しつつ、ラジカル重合することもできるし、モノマーエマルジョン(2)を添加してから、ラジカル重合を開始することもできる。また、ラジカル重合開始剤は、モノマーエマルジョン(2)中に含めておくこともできるし、カルボキシル基を有するポリエステル(A)等と共に反応槽中に入れておくこともできるし、モノマーエマルジョン(2)を添加する際又は添加した後、別途、反応槽中に添加することもできる。そして、上記第1の発明の場合と同様に種々の添加方法を例示することができる。
In both the second and third inventions, an “emulsified component (B) containing an ethylenically unsaturated monomer (B1) and not containing a polyester is pre-dispersed and pre-emulsified in an aqueous medium. It is the case by the method which should be called "the law".
In the second invention, the polyester (A) having a carboxyl group is placed in a reaction tank together with the basic compound (C) and water (D) to form an aqueous solution or emulsion (1) of the polymer. This is a case where a monomer emulsion (2) containing a polyester (A) having an emulsion, the emulsified component (B), a basic compound (C), and water (D) is added, and a polymer emulsion is obtained by radical polymerization. . In the monomer emulsion (2), the polyester (A) having a carboxyl group functions as a polymer emulsifier for emulsifying the component to be emulsified (B).
In the polymerization, radical polymerization can be performed while adding the monomer emulsion (2), or radical polymerization can be started after the monomer emulsion (2) is added. Further, the radical polymerization initiator can be contained in the monomer emulsion (2), can be contained in the reaction tank together with the polyester (A) having a carboxyl group, etc., and the monomer emulsion (2). When or is added, it may be added separately to the reaction vessel. And various addition methods can be illustrated similarly to the case of the said 1st invention.

第3の発明においては、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)及び水(D)を用いて、被乳化成分(B)を予め分散・プレエマルジョン化し、モノマーエマルジョン(2)を得て、これを反応槽中の水に添加し、ラジカル重合することによってポリマーエマルジョンを得る場合である。
重合に際しては、モノマーエマルジョン(2)を添加しつつ、ラジカル重合することもできるし、モノマーエマルジョン(2)を添加してから、ラジカル重合を開始することもできる。また、ラジカル重合開始剤は、モノマーエマルジョン(2)中に含めておくこともできるし、水と共に反応槽中に入れておくこともできるし、モノマーエマルジョン(2)を添加する際又は添加した後、別途、反応槽中に添加することもできる。そして、上記第1の発明の場合と同様に種々の添加方法を例示することができる。
In the third invention, the emulsified component (B) is pre-dispersed and pre-emulsified using the polyester (A) having a carboxyl group, the basic compound (C), and water (D) to form a monomer emulsion (2). Is obtained, and this is added to water in the reaction vessel and radical polymerization is performed to obtain a polymer emulsion.
In the polymerization, radical polymerization can be performed while adding the monomer emulsion (2), or radical polymerization can be started after the monomer emulsion (2) is added. Further, the radical polymerization initiator can be contained in the monomer emulsion (2), can be contained in the reaction tank together with water, or when or after the monomer emulsion (2) is added. It can also be added separately to the reaction vessel. And various addition methods can be illustrated similarly to the case of the said 1st invention.

次に、本発明で使用する各種成分について詳細に説明する。
<カルボキシル基を有するポリエステル(A)>
カルボキシル基を有するポリエステル(A)は、塩基性化合物(C)、及び水(D)の存在下において、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)を乳化する高分子乳化剤として機能する。さらに、ラジカル重合時にはエチレン性不飽和モノマーを油滴として均一かつ安定に水媒体中に分散させ、エマルジョン内を反応場として提供する。また、反応後には、得られたポリマーエマルジョンの分散安定性に寄与することになる。
従って、カルボキシル基を有するポリエステル(A)は、モノマーの重合速度や反応生成物の分子量、エマルジョン粒子の大きさ、エマルジョンの安定性、塗膜物性等に大きく影響するので、本発明にとって最も重要な成分の1つとして位置づけられる。
一般に、高分子乳化剤は、疎水性成分を水媒体中で乳化するために、その分子構造中に疎水性部分と親水性部分とを併せ持つ必要がある。カルボキシル基を有するポリエステル(A)の場合は、その分子構造中に疎水性部分としてアルキレン骨格、芳香環等を、親水性部分として後述の多塩基酸由来のカルボキシル基を有している。
Next, various components used in the present invention will be described in detail.
<Polyester (A) having carboxyl group>
The polyester (A) having a carboxyl group contains an emulsified component (B) containing an ethylenically unsaturated monomer (B1) and not containing a polyester in the presence of the basic compound (C) and water (D). Functions as a polymer emulsifier to emulsify. Further, at the time of radical polymerization, the ethylenically unsaturated monomer is uniformly and stably dispersed in an aqueous medium as oil droplets, and the inside of the emulsion is provided as a reaction field. Moreover, after reaction, it will contribute to the dispersion stability of the obtained polymer emulsion.
Accordingly, the polyester (A) having a carboxyl group is most important for the present invention because it greatly affects the polymerization rate of the monomer, the molecular weight of the reaction product, the size of the emulsion particles, the stability of the emulsion, and the physical properties of the coating film. Positioned as one of the components.
In general, in order to emulsify a hydrophobic component in an aqueous medium, the polymer emulsifier needs to have both a hydrophobic part and a hydrophilic part in its molecular structure. In the case of the polyester (A) having a carboxyl group, the molecular structure has an alkylene skeleton, an aromatic ring or the like as a hydrophobic portion, and a carboxyl group derived from a polybasic acid described later as a hydrophilic portion.

ポリマーエマルジョン中の乳化剤は塗膜物性に大きな影響を及ぼし、その影響はエマルジョン中の乳化剤含有率が増加するに伴い大きなものとなる。特に、高分子乳化剤を用いた場合は、その樹脂種、分子量、ガラス転移温度等の諸物性が、生成するエマルジョンの物性に反映されるため、用途に即した高分子乳化剤の選定が必要となる。
例えば、加工性、密着性に優れる塗膜の形成を目的とし、高分子乳化剤として、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体を用いる場合、その樹脂成分としてはガラス転移温度が低く、かつ比較的高分子量体であるものを採用する必要がある。しかしながら、このようなアクリル系共重合体を高分子乳化剤として用いて得られるポリマーエマルジョンは粘度が高くなってしまう上、その硬化塗膜は飲料物の味や香りの変化を引き起こしやすくする。
その反面、カルボキシル基を有するポリエステル(A)を高分子乳化剤として用いた場合、得られるポリマーエマルジョンは粘度も低く、その硬化塗膜は、加工性、密着性に優れ、かつ飲料物の味や香りの変化を引き起こさないものとなる。
即ち、ラジカル重合してなるポリマーエマルジョンにおいて、その構成成分である高分子乳化剤を、一般に加工性に優れるポリエステルとすることで、味や香りの吸着低減と塗膜の加工性向上とを共に充足することを可能にする。
The emulsifier in the polymer emulsion has a great influence on the physical properties of the coating film, and the influence becomes larger as the emulsifier content in the emulsion increases. In particular, when a polymer emulsifier is used, various physical properties such as the resin type, molecular weight, and glass transition temperature are reflected in the physical properties of the emulsion to be produced. .
For example, when an acrylic copolymer having a carboxyl group is used as a polymer emulsifier for the purpose of forming a coating film having excellent processability and adhesion, the resin component has a low glass transition temperature and a relatively high value. It is necessary to adopt a molecular weight. However, a polymer emulsion obtained using such an acrylic copolymer as a polymer emulsifier has a high viscosity, and the cured coating film easily causes changes in the taste and aroma of the beverage.
On the other hand, when the polyester (A) having a carboxyl group is used as a polymer emulsifier, the resulting polymer emulsion has a low viscosity, the cured coating film has excellent workability and adhesion, and the taste and aroma of the beverage. It will not cause any change.
That is, in the polymer emulsion formed by radical polymerization, the polymeric emulsifier, which is a component of the polymer emulsion, is a polyester that is generally excellent in processability, thereby satisfying both the reduction of taste and aroma adsorption and the improvement of the processability of the coating film. Make it possible.

カルボキシル基を有するポリエステル(A)は、常法に従い、多価アルコール成分と多塩基酸成分との反応により得ることができる。
その原料において、多価アルコール成分の例としては、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、トリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール等が挙げられ、反応においては、これらを単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
また、多塩基酸成分の例としては、
オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,2−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、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、(無水)マレイン酸〔マレイン酸と無水マレイン酸とを併せて、「(無水)マレイン酸」と表記する。以下同様。〕、(無水)トリメリット酸等が挙げられる。反応においては、これらを単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
The polyester (A) having a carboxyl group can be obtained by a reaction between a polyhydric alcohol component and a polybasic acid component according to a conventional method.
In the raw material, as an example of the polyhydric alcohol component,
Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, glycerin, trimethylolpropane, trimethylol Ethane, pentaerythritol and the like can be mentioned. In the reaction, these may be used alone or in combination of two or more.
Moreover, as an example of a polybasic acid component,
Orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, adipic acid, sebacic acid, (anhydrous) maleic acid [maleic acid and maleic anhydride Together with the acid, it is expressed as “(maleic anhydride)”. The same applies below. ], (Anhydrous) trimellitic acid. In the reaction, these may be used alone or in combination of two or more.

上記原料から成るカルボキシル基を有するポリエステル(A)の数平均分子量は500〜10000であることが好ましく、より好ましくは数平均分子量が800〜5000である。数平均分子量が500未満では被乳化成分(B)を重合してなるポリマーエマルジョンの安定性が劣り、ブツの発生やエマルジョンの沈降が発生する可能性がある。数平均分子量が10000を超えるとカルボキシル基を有するポリエステル(A)の水溶液ないしエマルジョン(1)の粘度が高くなり、重合自体が不均一となってゲル物が発生しやすくなってしまう。また、数平均分子量が10000を超えるカルボキシル基を有するポリエステル(A)は、合成自体が困難であり、酸価も付与しづらくなるため、生産安定性が確保できない可能性がある。   It is preferable that the number average molecular weight of the polyester (A) which has a carboxyl group which consists of the said raw material is 500-10000, More preferably, the number average molecular weight is 800-5000. When the number average molecular weight is less than 500, the stability of the polymer emulsion obtained by polymerizing the component to be emulsified (B) is inferior, and there is a possibility of occurrence of bumps or sedimentation of the emulsion. When the number average molecular weight exceeds 10,000, the viscosity of the aqueous solution or emulsion (1) of the polyester (A) having a carboxyl group is increased, the polymerization itself becomes non-uniform, and a gel is easily generated. Moreover, since the polyester (A) having a carboxyl group having a number average molecular weight exceeding 10,000 is difficult to synthesize and it is difficult to provide an acid value, production stability may not be ensured.

本発明におけるカルボキシル基を有するポリエステル(A)は、その分子構造内にカルボキシル基の存在を必須とする。カルボキシル基を導入する手段としては、多価アルコールに対し、モル比にして過剰量の多塩基酸を反応させたり、あるいは、反応後に酸無水物を水酸基に付加させたりする等の方法が有効となる。   The polyester (A) having a carboxyl group in the present invention requires the presence of a carboxyl group in its molecular structure. As a means for introducing a carboxyl group, a method such as reacting an excess amount of polybasic acid in a molar ratio with respect to the polyhydric alcohol, or adding an acid anhydride to the hydroxyl group after the reaction is effective. Become.

カルボキシル基を有するポリエステル(A)の酸価は10〜400(mgKOH/g)であることが好ましい。より好ましくは100〜300(mgKOH/g)である。酸価が10(mgKOH/g)より小さいと、乳化力が低下し、被乳化成分(B)のラジカル重合が不安定になるという不都合が生じる。特に、酸価が5(mgKOH/g)より小さくなるとポリエステル樹脂自体を水溶化もしくは水分散化することが困難となり、高分子乳化剤としての使用が不可能となる。また、酸価が400(mgKOH/g)より大きい場合には、得られる塗膜の耐水性が低下する傾向にある。   The acid value of the polyester (A) having a carboxyl group is preferably 10 to 400 (mgKOH / g). More preferably, it is 100-300 (mgKOH / g). When the acid value is less than 10 (mgKOH / g), the emulsifying power is lowered, and the radical polymerization of the emulsified component (B) becomes unstable. In particular, when the acid value is less than 5 (mgKOH / g), it becomes difficult to make the polyester resin itself water-soluble or water-dispersed, making it impossible to use it as a polymer emulsifier. Moreover, when an acid value is larger than 400 (mgKOH / g), it exists in the tendency for the water resistance of the coating film obtained to fall.

<被乳化成分(B)>
被乳化成分(B)は、塩基性化合物(C)、及び水(D)の存在下にカルボキシル基を有するポリエステル(A)によって乳化される成分である。被乳化成分(B)は、エチレン性不飽和モノマー(B1)を主たる成分とするもので、水に不溶もしくは難溶であり、通常、有機溶剤を用いた溶液重合や、界面活性剤を用いた乳化重合に供される。
本発明において被乳化成分(B)は、ポリエステルを含有しない。その理由は背景技術の項でも述べたように、重合安定性、分散安定性及び工業的安定性向上のためである。
本発明は、かかる水に不溶もしくは難溶の被乳化成分(B)を、一般的に低分子量である界面活性剤を用いることなく、カルボキシル基を有するポリエステル(A)を乳化剤として用いて、水中でラジカル重合せしめることに特徴がある。
<Emulsified component (B)>
The emulsified component (B) is a component emulsified with the polyester (A) having a carboxyl group in the presence of the basic compound (C) and water (D). The emulsified component (B) is mainly composed of an ethylenically unsaturated monomer (B1) and is insoluble or hardly soluble in water. Usually, solution polymerization using an organic solvent or a surfactant is used. Subject to emulsion polymerization.
In the present invention, the emulsified component (B) does not contain polyester. The reason is to improve polymerization stability, dispersion stability and industrial stability, as described in the background section.
In the present invention, the emulsified component (B) insoluble or hardly soluble in water is obtained by using a polyester (A) having a carboxyl group as an emulsifier without using a surfactant having a low molecular weight. It is characterized by radical polymerization.

エチレン性不飽和モノマー(B1)としては、通常のアクリル溶液重合に用いられるエチレン性不飽和モノマーや、界面活性剤を用いてアクリル乳化重合を行う際に、乳化される成分であるエチレン性不飽和モノマーと同様のものを用いることができる。   As the ethylenically unsaturated monomer (B1), an ethylenically unsaturated monomer that is emulsified when an acrylic emulsion polymerization is performed using an ethylenically unsaturated monomer or a surfactant used in normal acrylic solution polymerization. The thing similar to a monomer can be used.

特に、本発明の場合、エチレン性不飽和モノマー(B1)は、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とする。
上記のアミド系モノマーの例としては、
N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、Nーヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等のN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及び、
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−,イソ)ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−、イソ)ブトキシエチル(メタ)アクリルアミド等のN−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミドが挙げられる。
In particular, in the case of the present invention, the ethylenically unsaturated monomer (B1) must contain at least one amide monomer selected from the group consisting of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide and N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide. Ingredients.
Examples of the above amide monomers include
N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide, such as N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, N-hydroxybutyl (meth) acrylamide, and
N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-ethoxymethyl (meth) acrylamide, N- (n-, iso) butoxymethyl (meth) acrylamide, N-methoxyethyl (meth) acrylamide, N-ethoxyethyl (meth) acrylamide N-alkoxyalkyl (meth) acrylamides such as N- (n-, iso) butoxyethyl (meth) acrylamide.

上記アミド系モノマーは、いずれも自己架橋性モノマーであり、加熱や、酸性条件下で容易に自己縮合し得る。また、カルボキシル基や水酸基の存在下では、それらの官能基とも反応することが知られている。即ち、上記アミド系モノマーを含有する被乳化成分(B)をラジカル重合してなるポリマーエマルジョンは、その粒子内に自己架橋性を有することが可能となる。
本発明で、自己架橋性を有するポリマーエマルジョンの架橋反応は、ラジカル重合時、及び塗装時の焼付工程において進行する。ラジカル重合時の架橋反応は、エマルジョン粒子内の高分子量化、三次元構造化に寄与し、得られる塗膜の加工性や耐食性を向上させる。また、焼付工程においてはポリマーエマルジョン粒子間の架橋に寄与し、造膜性を向上させて強固な塗膜を形成することができる。
The amide monomers are all self-crosslinking monomers and can be easily self-condensed under heating or acidic conditions. Further, it is known to react with these functional groups in the presence of a carboxyl group or a hydroxyl group. That is, a polymer emulsion obtained by radical polymerization of the emulsified component (B) containing the amide monomer can have self-crosslinking properties in the particles.
In the present invention, the crosslinking reaction of the polymer emulsion having self-crosslinking property proceeds in the baking process at the time of radical polymerization and coating. The crosslinking reaction at the time of radical polymerization contributes to high molecular weight and three-dimensional structure in the emulsion particles, and improves the workability and corrosion resistance of the resulting coating film. Moreover, in a baking process, it contributes to bridge | crosslinking between polymer emulsion particles, can improve film forming property, and can form a firm coating film.

本発明において用いられる、上記アミド系モノマー以外のエチレン性不飽和モノマー(B1)の例としては、
(メタ)アクリル酸、(無水)イタコン酸、(無水)マレイン酸等のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和モノマー、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー、スチレン、メチルスチレン等の芳香族系モノマーが挙げられる。
As an example of the ethylenically unsaturated monomer (B1) other than the amide monomer used in the present invention,
Ethylenically unsaturated monomers having a carboxyl group such as (meth) acrylic acid, (anhydrous) itaconic acid, (anhydrous) maleic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-propyl Alkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, ethylhexyl (meth) acrylate, hydroxymethyl (meth ) Acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxypentyl (meth) acrylate, hydroxyhexyl (meth) Ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group such as acrylate, styrene, and aromatic monomers such as methylstyrene.

<塩基性化合物(C)>
塩基性化合物(C)は、カルボキシル基を有するポリエステル(A)中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ポリエステル(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 (C)>
The basic compound (C) is used for neutralizing a part or all of the carboxyl groups in the polyester (A) having a carboxyl group, so that the polyester (A) having a carboxyl group is water-soluble or dispersed in water. Is.

本発明で用いられる塩基性化合物(C)としては、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が、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(C)は、カルボキシル基を有するポリエステル(A)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。
Examples of the basic compound (C) used in the present invention include organic amine compounds, ammonia, alkali metal hydroxides, etc. Examples of organic amine compounds include monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, and 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, diisopropanolamine, triisopropanolamine, etc. That.
Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide.
These basic compounds (C) are preferably used in an amount of 10 to 150 mol% with respect to 100 mol% of the carboxyl groups in the polyester (A) having a carboxyl group.

<水(D)>
水(D)は、被乳化成分(B)をラジカル重合してポリマーエマルジョンを得る際には、カルボキシル基を有するポリエステル(A)と塩基性化合物(C)とともにポリマーの水溶液ないしエマルジョン(1)を形成する。
被乳化成分(B)100重量部に対して、水(D)は、100〜1000重量部であることが好ましく、200〜600重量部であることがより好ましい。
<Water (D)>
When water (D) obtains a polymer emulsion by radical polymerization of the emulsified component (B), an aqueous solution or emulsion (1) of the polymer together with the polyester (A) having a carboxyl group and the basic compound (C). Form.
Water (D) is preferably 100 to 1000 parts by weight and more preferably 200 to 600 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the emulsified component (B).

<モノマーエマルジョン(2)>
モノマーエマルジョン(2)は上述したように、本来疎水性であるエチレン性不飽和モノマー(B1)を必須とする被乳化成分(B)をラジカル重合するにあたって、塩基性化合物(C)及び水(D)の存在下に、カルボキシル基を有するポリエステル(A)を乳化剤として用いることにより、予めプレエマルジョンにしたものであり、ポリマーエマルジョンを得る際に用いられる。
プレエマルジョンを得るにあたっては、(B)、(C)、(D)及び(A)を一括して混合することもできるが、カルボキシル基を有するポリエステル(A)をあらかじめ塩基性化合物(C)で中和させて、水(D)に溶解ないし分散させておき、この中和水溶液ないし分散体で被乳化成分(B)を乳化することが好ましい。乳化の際には、モノマーエマルジョン(2)の分散状態の安定性の点からは、高速で攪拌したり、高シェアをかけたりすることが好ましい。
<Monomer emulsion (2)>
As described above, the monomer emulsion (2) is prepared by radical polymerization of the emulsified component (B), which essentially contains the ethylenically unsaturated monomer (B1), which is essentially hydrophobic. ) In the presence of a carboxyl group is used as an emulsifier, so that it is pre-emulsified and used to obtain a polymer emulsion.
In obtaining the pre-emulsion, (B), (C), (D) and (A) can be mixed together, but the polyester (A) having a carboxyl group is previously prepared with a basic compound (C). It is preferable to neutralize and dissolve or disperse in water (D), and emulsify the emulsified component (B) with this neutralized aqueous solution or dispersion. At the time of emulsification, from the viewpoint of the stability of the dispersion state of the monomer emulsion (2), it is preferable to stir at high speed or to apply a high share.

尚、モノマーエマルジョン(2)を得る際に乳化を補助する目的で水溶性の溶剤を加えることもできる。   A water-soluble solvent may be added for the purpose of assisting emulsification when the monomer emulsion (2) is obtained.

次に、本発明において、ポリマーエマルジョンを得るにあたって用いられる重合開始剤について説明する。重合開始剤は、大きく分けて非水溶性開始剤と水溶性開始剤とに分けられる。   Next, the polymerization initiator used in obtaining the polymer emulsion in the present invention will be described. The polymerization initiator is roughly classified into a water-insoluble initiator and a water-soluble initiator.

本発明において用いられる非水溶性開始剤としては、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。
Examples of the water-insoluble initiator used in the present invention include ketone peroxides such as cyclohexanone peroxide, 3,3,5-trimethylcyclohexanone peroxide, methylcyclohexanone peroxide, and acetylacetone peroxide;
1,1-bis (tert-butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (tert-butylperoxy) cyclohexane, 2,2-bis (tert-butylperoxy) octane, n- Peroxyketals such as butyl-4,4-bis (tert-butylperoxy) valerate, 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane;
Di-tert-butyl peroxide, tert-butyl cumyl peroxide, dicumyl peroxide, α, α'-bis (tert-butylperoxy-i-propyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di ( dialkyl peroxides such as tert-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl2,5-di (tert-butylperoxy) hexyne-3;
Acetyl peroxide, i-butyryl peroxide, octanoyl peroxide, decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, oxalic acid peroxide, benzoyl peroxide, 2,4-dichloro Diacyl peroxides such as benzoyl peroxide;
Di-i-propyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, bis- (4-tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, dimyristyl peroxydi Peroxydicarbonates such as carbonate, di-2-ethoxyethyl peroxydicarbonate, dimethoxy-i-propyl peroxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutyl) peroxydicarbonate, diallyl peroxydicarbonate ;
tert-butyl peroxyacetate, tert-butyl peroxy-i-butyrate, tert-butyl peroxypivalate, cumylperoxyneodecanoate, tert-butylperoxylaurate, tert-butylperoxybenzoate, cumylper Various peroxide-based initiators such as peroxyesters such as oxyoctate, tert-hexylperoxypivalate, cumylperoxyneohexanoate,
Further, azobis-i-butyronitrile, azobismethylbutyronitrile, azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis- (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 1 , 1′-azobis- (cyclohexane-1-carbonitrile), various azo initiators such as dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate are used, and peroxide initiators are preferable.

また、本発明において用いられる水溶性開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩類、アゾビスイソブチロニトリルの塩酸塩、2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、4,4′−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2′−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2′−アゾビス[2−(4,5,6,7−テトラヒドロ−1H−1、3−ジアゼピン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2′−アゾビス[2−(3、4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2′−アゾビス[2−(5−ヒドロキシ−3、4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2′−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}二塩酸塩、2,2′−アゾビス{2−メチル−N−[1、1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]等のアゾ系開始剤、過酸化水素、tert−ブチルハイドロパーオキサド等の過酸化物系開始剤等が挙げられる。   Examples of the water-soluble initiator used in the present invention include persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate and sodium persulfate, azobisisobutyronitrile hydrochloride, 2,2′-azobis (2 -Amidinopropane) dihydrochloride, 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2'-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (4,5,6,7-tetrahydro-1H-1, 3- Diazepin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [ 2- (5-Hydroxy- 4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis {2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane} 2 Hydrochloride, 2,2'-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propionamide}, 2,2'-azobis [2-methyl-N- ( Azo initiators such as 2-hydroxyethyl) propionamide] and peroxide initiators such as hydrogen peroxide and tert-butyl hydroperoxide.

また、これらラジカル開始剤と還元剤とを併用し、レドックス重合することもできる。併用可能な還元剤としては、ピロ亜硫酸ソーダ、L−アスコルビン酸等が挙げられる。   Further, redox polymerization can be carried out using these radical initiator and reducing agent in combination. Examples of the reducing agent that can be used in combination include sodium pyrosulfite and L-ascorbic acid.

本発明におけるポリマーエマルジョンとは、カルボキシル基を有するポリエステル(A)の1種以上と、エチレン性不飽和モノマーを含有し、ポリエステルを含有しない被乳化成分(B)を主たる構成成分とし、これを水媒体中でラジカル重合してなるものである。
また、その構成比は本発明の場合、被乳化成分(B)100重量部に対してカルボキシル基を有するポリエステル(A)は、5〜300重量部であることが好ましく、10〜200重量部であることがより好ましく、20〜100重量部であることがさらに好ましい。
被乳化成分(B)100重量部に比して、カルボキシル基を有するポリエステル(A)が5重量部より少ない場合、被乳化成分(B)や重合後のポリマーエマルジョンが乳化されにくくなる傾向にある。また、被乳化成分(B)100重量部に対して、カルボキシル基を有するポリエステル(A)が300重量部より多い場合、焼き付け硬化後の塗膜の加工性向上があまり期待できない上、塗膜の耐水性が劣る傾向にある。
被乳化成分(B)は、ラジカル重合によって、非常に高分子量になる成分であり、これが硬化塗膜の加工性の向上に寄与することとなる。従って、乳化剤成分たるカルボキシル基を有するポリエステル(A)の総和が300重量部よりも多くなると、相対的に被乳化成分(B)が少なくなり、その結果硬化塗膜の加工性の向上があまり期待できなくなる。加えて、カルボキシル基を有するポリエステル(A)を増加することは、親水性基であるカルボキシル基の含有量を硬化塗膜中に増加させることになるので、耐水性の低下を引き起こしやすくなる。
The polymer emulsion in the present invention is mainly composed of one or more kinds of polyester (A) having a carboxyl group and an emulsified component (B) which contains an ethylenically unsaturated monomer and does not contain a polyester. It is formed by radical polymerization in a medium.
In the case of the present invention, the composition ratio of the polyester (A) having a carboxyl group with respect to 100 parts by weight of the emulsified component (B) is preferably 5 to 300 parts by weight, and 10 to 200 parts by weight. More preferably, it is more preferably 20 to 100 parts by weight.
When the amount of the polyester (A) having a carboxyl group is less than 5 parts by weight as compared with 100 parts by weight of the emulsified component (B), the emulsified component (B) and the polymer emulsion after polymerization tend to be difficult to be emulsified. . Moreover, when there are more than 300 weight part of polyester (A) which has a carboxyl group with respect to 100 weight part of to-be-emulsified components (B), the processability improvement of the coating film after baking hardening cannot be expected so much. Water resistance tends to be inferior.
The emulsified component (B) is a component having a very high molecular weight by radical polymerization, and this contributes to the improvement of the workability of the cured coating film. Accordingly, when the total amount of the polyester (A) having a carboxyl group as an emulsifier component is more than 300 parts by weight, the component to be emulsified (B) is relatively decreased, and as a result, the processability of the cured coating film is not expected to be improved. become unable. In addition, increasing the polyester (A) having a carboxyl group increases the content of the carboxyl group, which is a hydrophilic group, in the cured coating film, and thus tends to cause a decrease in water resistance.

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。   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、カルボキシル基を有するポリエステル(A)中のカルボキシル基と反応し得る。また、被乳化成分(B)やカルボキシル基を有するポリエステル(A)が水酸基を有する場合には、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、エチレン性不飽和モノマー(B1)がアミド系モノマーに由来する架橋性官能基をしているので、これら架橋性官能基とも反応し得る。   A phenol resin and an amino resin can react with a carboxyl group in the polyester (A) having a carboxyl group in addition to a self-crosslinking reaction. Further, when the emulsified component (B) or the polyester (A) having a carboxyl group has a hydroxyl group, the phenol resin or amino resin can also react with the hydroxyl group. Furthermore, since the ethylenically unsaturated monomer (B1) has a crosslinkable functional group derived from an amide monomer, it can also react with these crosslinkable functional groups.

本発明において用いられるフェノール樹脂としては、石炭酸、m−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、o−クレゾール、p−クレゾール、p−tert−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。
本発明において用いられるアミノ樹脂としては、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、ポリマーエマルジョンの樹脂固形分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。
Examples of the phenol resin used in the present invention include trifunctional phenol compounds such as carboxylic acid, m-cresol, and 3,5-xylenol, and bifunctional phenol compounds such as o-cresol, p-cresol, and p-tert-butylphenol, and formaldehyde. And the like in the presence of an alkali catalyst.
Examples of the amino resin used in the present invention 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 using a phenol resin or an amino resin, it is preferable to add 0.5 to 20 parts by weight, and more preferable to add 2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin solid content of the polymer emulsion.

本発明の水性塗料には、必要に応じて、製缶工程における塗膜の傷付きを防止する目的で、ワックス等の滑剤を添加することもできる。
ワックスとしては、カルナバワックス、ラノリンワックス、パーム油、キャンデリラワックス、ライスワックス等の動植物系ワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の石油系ワックス、ポリオレフィンワックス、テフロン(登録商標)ワックス等の合成ワックス等が好適に用いられる。
If necessary, a lubricant such as wax may be added to the water-based paint of the present invention for the purpose of preventing the coating film from being damaged in the can-making process.
Examples of waxes include animal and plant waxes such as carnauba wax, lanolin wax, palm oil, candelilla wax, and rice wax, petroleum waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax, and petrolatum, polyolefin wax, and Teflon (registered trademark) wax. A synthetic wax or the like is preferably used.

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;
Alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, isobutyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, furfuryl alcohol;
Ketones such as methyl ethyl ketone, dimethyl ketone, diacetone alcohol;
Glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol;
Examples include alkoxy esters such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc. These may be used alone or 2 Can be used in combination with more than one species.

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.

本発明の水性塗料は、下記缶のみならず、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られ、特に缶内面被覆用に好適である。
缶の素材としては、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。
The water-based paint of the present invention can be widely used not only for the following cans, but also for general metal materials or metal products, etc., but is suitably used as a paint for coating the inner and outer surfaces of cans that contain beverages and foods. Suitable for can inner surface coating.
As the material of the can, 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.

本発明の水性塗料の塗装方法としては、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が望ましいが、ロールコーター塗装、浸漬塗装、電着塗装等でも塗装することが出来る。
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皮膜を形成出来るが、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。
As a coating method of the water-based paint of the present invention, spray coating such as air spray, airless spray, electrostatic spray or the like is desirable, but roll coater coating, dip coating, electrodeposition coating, or the like can also be applied.
Although the water-based paint of the present invention can form a film only by volatilization of volatile components after coating, it is better to add a baking step 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.

以下に合成例、比較合成例、実施例、比較例により本発明を説明する。例中、「部」とは重量部を、「%」とは重量%をそれぞれ表す。   The present invention will be described below with reference to synthesis examples, comparative synthesis examples, examples, and comparative examples. In the examples, “parts” represents parts by weight, and “%” represents percent by weight.

[合成例1]
カルボキシル基を有するポリエステル(A)の合成
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下槽及び窒素ガス導入管を備えた反応容器にイソフタル酸30部、1,4−ジシクロヘキサンジカルボン酸27部、エチレングリコール17部、ジエチレングリコール13部、トリメチロールプロパン13部を仕込み、常圧、窒素雰囲気下で撹拌して、昇温しながら脱水を行い、ゆっくりと230℃まで加熱した。その後、230℃で30分間減圧を行った。その後、180℃まで降温させてから、無水トリメリット酸24部を加え、常圧、窒素雰囲気下で1時間撹拌し、数平均分子量約1000、酸価225(mgKOH/g)のカルボキシル基を有するポリエステル(A)を得た。
次に、ジメチルエタノールアミン4.2部を添加して、10分間撹拌した後、イオン交換水270部を加えて撹拌し、不揮発分が25%のカルボキシル基を有するポリエステル水溶液を得た。これを、カルボキシル基を有するポリエステル(A)水溶液とする。
なお、数平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて測定し、ポリスチレン換算での数平均分子量を算出した。
[Synthesis Example 1]
Synthesis of polyester (A) having a carboxyl group 30 parts of isophthalic acid, 27 parts of 1,4-dicyclohexanedicarboxylic acid, ethylene in a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping tank and a nitrogen gas introduction pipe 17 parts of glycol, 13 parts of diethylene glycol, and 13 parts of trimethylolpropane were charged, stirred under normal pressure and nitrogen atmosphere, dehydrated while raising the temperature, and slowly heated to 230 ° C. Then, pressure reduction was performed for 30 minutes at 230 degreeC. Thereafter, the temperature is lowered to 180 ° C., 24 parts of trimellitic anhydride is added, and the mixture is stirred for 1 hour under normal pressure and nitrogen atmosphere, and has a carboxyl group having a number average molecular weight of about 1000 and an acid value of 225 (mgKOH / g). Polyester (A) was obtained.
Next, 4.2 parts of dimethylethanolamine was added and stirred for 10 minutes, and then 270 parts of ion-exchanged water was added and stirred to obtain an aqueous polyester solution having a carboxyl group having a nonvolatile content of 25%. Let this be the polyester (A) aqueous solution which has a carboxyl group.
In addition, the number average molecular weight was measured using GPC (gel permeation chromatography), and the number average molecular weight in terms of polystyrene was calculated.

[比較例用合成例1]
カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(E)の合成
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下槽及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、エチレングリコールモノブチルエーテル50部、イオン交換水50部を仕込んで、常圧、窒素雰囲気下で撹拌して90℃まで昇温した。反応容器内の温度を90℃に保ちながら、メタクリル酸52部、スチレン25部、アクリル酸エチル17部、N−ブトキシメチルアクリルアミド6部及びベンゾイルパーオキサイド1部からなる混合物を滴下槽から4時間にわたって連続滴下した。
[Comparative Example 1 for Comparative Example]
Synthesis of Acrylic Copolymer (E) Having Carboxyl Group In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, dropping tank and nitrogen gas inlet tube, 50 parts of ethylene glycol monobutyl ether and 50 parts of ion-exchanged water Was stirred under normal pressure and a nitrogen atmosphere, and the temperature was raised to 90 ° C. While maintaining the temperature in the reaction vessel at 90 ° C., a mixture comprising 52 parts of methacrylic acid, 25 parts of styrene, 17 parts of ethyl acrylate, 6 parts of N-butoxymethylacrylamide and 1 part of benzoyl peroxide was added from the dropping tank over 4 hours. Continuous dripping.

滴下終了から1時間後及び2時間後にベンゾイルパーオキサイド0.1部をそれぞれ添加し、滴下終了から3時間にわたって反応を続け、数平均分子量約55000、酸価338(mgKOH/g)、固形分50%のアクリル系共重合体の溶液を得た。
次に、ジメチルエタノールアミン13.5部を添加して、10分間撹拌した後、イオン交換水200部を加えて、不揮発分が25%のカルボキシル基を有するアクリル系共重合体水溶液を得た。これを、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(E)水溶液とする。
After 1 hour and 2 hours from the end of dropping, 0.1 part of benzoyl peroxide was added, and the reaction was continued for 3 hours from the end of dropping. The number average molecular weight was about 55000, the acid value was 338 (mgKOH / g), the solid content was 50 % Acrylic copolymer solution was obtained.
Next, after adding 13.5 parts of dimethylethanolamine and stirring for 10 minutes, 200 parts of ion exchange water was added to obtain an acrylic copolymer aqueous solution having a carboxyl group having a nonvolatile content of 25%. Let this be the acrylic copolymer (E) aqueous solution which has a carboxyl group.

[比較例用合成例2]
ポリエステル(F)の合成
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下槽及び窒素ガス導入管を備えた反応容器にイソフタル酸32部、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸32部、エチレングリコール19部、ジエチレングリコール12部、トリメチロールプロパン5部を仕込み、常圧、窒素雰囲気下で撹拌して、昇温しながら脱水を行い、ゆっくりと230℃まで加熱した。その後、230℃で30分間減圧を行い、数平均分子量約1300、酸価4(mgKOH/g)の有機溶剤に可溶であり、水に不溶なポリエステルを得た。これをポリエステル(F)とする。
[Comparative Example 2 for Comparative Example]
Synthesis of polyester (F) 32 parts of isophthalic acid, 32 parts of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 19 parts of ethylene glycol, diethylene glycol in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, dropping tank and nitrogen gas introduction pipe 12 parts and 5 parts of trimethylolpropane were charged, stirred under normal pressure and nitrogen atmosphere, dehydrated while raising the temperature, and slowly heated to 230 ° C. Thereafter, the pressure was reduced at 230 ° C. for 30 minutes to obtain a polyester insoluble in water and soluble in an organic solvent having a number average molecular weight of about 1300 and an acid value of 4 (mgKOH / g). This is designated as polyester (F).

[実施例1]
合成例1で得られたカルボキシル基を有するポリエステル(A)水溶液70部、イオン交換水55部を混合し、そこへスチレン35部、アクリル酸エチル27.5部、N−ブトキシメチルアクリルアミド7.5部からなるエチレン性不飽和モノマーの混合物を添加して撹拌することによりモノマーエマルジョンを調製した。
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下槽及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、合成例1で得られたカルボキシル基を有するポリエステル(A)水溶液50部とイオン交換水40部とを仕込み、窒素ガスを導入しつつ、攪拌しながら90℃まで昇温した。
次に、滴下槽1に上記モノマーエマルジョンを仕込み、滴下槽2にベンゾイルパーオキサイド0.2部をトルエン6部に溶解せしめたものを仕込み、夫々同時に3時間かけて反応容器内の温度を90℃に保ちながら、撹拌下に滴下してポリマーエマルジョンを得た。
その後、イオン交換水109部、n−ブタノール50部、エチレングリコールモノブチルエーテル50部を添加し、5μmのフィルターで濾過して内容物を取り出し、不揮発分が20%の水性塗料(1)を得た。
[Example 1]
70 parts of the aqueous solution of the polyester (A) having a carboxyl group obtained in Synthesis Example 1 and 55 parts of ion-exchanged water were mixed, and 35 parts of styrene, 27.5 parts of ethyl acrylate, and N-butoxymethylacrylamide 7.5 were mixed therewith. A monomer emulsion was prepared by adding a portion of the ethylenically unsaturated monomer mixture and stirring.
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping tank, and a nitrogen gas introduction tube, 50 parts of an aqueous polyester (A) solution having a carboxyl group obtained in Synthesis Example 1 and 40 parts of ion-exchanged water were added. The temperature was raised to 90 ° C. while stirring and introducing nitrogen gas.
Next, the monomer emulsion is charged into the dropping tank 1, and 0.2 part of benzoyl peroxide dissolved in 6 parts of toluene is charged into the dropping tank 2, and the temperature in the reaction vessel is increased to 90 ° C. over 3 hours at the same time. The polymer emulsion was obtained by adding dropwise with stirring.
Thereafter, 109 parts of ion-exchanged water, 50 parts of n-butanol and 50 parts of ethylene glycol monobutyl ether were added, and the contents were taken out by filtration through a 5 μm filter to obtain an aqueous paint (1) having a nonvolatile content of 20%. .

[実施例2]
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下槽及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、合成例1で得られたカルボキシル基を有するポリエステル(A)水溶液120部、イオン交換水95部を仕込み、常圧、窒素雰囲気下で撹拌しながら90℃まで昇温した。
次に、滴下槽1にスチレン35部、アクリル酸エチル27.5部、N−ブトキシメチルアクリルアミド7.5部からなる混合物を仕込み、滴下槽2にベンゾイルパーオキサイド0.2部をトルエン6部に溶解せしめたものを仕込み、夫々同時に3時間かけて反応容器内の温度を90℃に保ちながら、撹拌下に滴下してポリマーエマルジョンを得た。
その後、イオン交換水109部、n−ブタノール50部、エチレングリコールモノブチルエーテル50部を添加し、5μmのフィルターで濾過して内容物を取り出し、不揮発分が20%の水性塗料(2)を得た。
[Example 2]
A reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping tank, and a nitrogen gas introduction tube was charged with 120 parts of an aqueous polyester (A) solution having a carboxyl group obtained in Synthesis Example 1 and 95 parts of ion-exchanged water. The temperature was raised to 90 ° C. with stirring under normal pressure and a nitrogen atmosphere.
Next, a dropping tank 1 is charged with a mixture of 35 parts of styrene, 27.5 parts of ethyl acrylate and 7.5 parts of N-butoxymethylacrylamide, and 0.2 part of benzoyl peroxide is added to 6 parts of toluene in the dropping tank 2. The dissolved ones were charged and dropped simultaneously with stirring while maintaining the temperature in the reaction vessel at 90 ° C. over 3 hours, thereby obtaining a polymer emulsion.
Thereafter, 109 parts of ion-exchanged water, 50 parts of n-butanol and 50 parts of ethylene glycol monobutyl ether were added, and the content was taken out by filtration through a 5 μm filter to obtain an aqueous paint (2) having a nonvolatile content of 20%. .

[実施例3]
実施例1で調製したモノマーエマルジョンに、水溶性のラジカル重合開始剤である過硫酸アンモニウム0.2部を溶解した後に滴下槽に仕込み、かつ、ベンゾイルパーオキサイド及びトルエンを使用しないこと以外は実施例1と同様にして、不揮発分が20%の水性塗料(3)を得た。
[Example 3]
Example 1 Except that 0.2 parts of ammonium persulfate, which is a water-soluble radical polymerization initiator, was dissolved in the monomer emulsion prepared in Example 1 and charged into a dropping tank, and benzoyl peroxide and toluene were not used. In the same manner, an aqueous paint (3) having a nonvolatile content of 20% was obtained.

[実施例4]
重合開始剤として、水溶性のラジカル重合開始剤である過硫酸アンモニウム0.2部を水6部に溶解せしめたものを滴下槽2に仕込み、重合をおこなったこと以外は実施例2と同様にして、不揮発分が20%の水性塗料(4)を得た。
[Example 4]
As a polymerization initiator, a solution obtained by dissolving 0.2 part of ammonium persulfate, which is a water-soluble radical polymerization initiator, in 6 parts of water was charged into the dropping tank 2 and polymerized in the same manner as in Example 2. A water-based paint (4) having a nonvolatile content of 20% was obtained.

[実施例5](フェノール樹脂添加)
実施例1で得た水性塗料(1)200部の撹拌下に「PR−C−101」(住友ベークライト(株)製、フェノール樹脂)の20%ブタノール溶液8部を添加し、5μmのフィルターで濾過して内容物を取り出し、不揮発分が20%の水性塗料(5)を得た。
[Example 5] (Phenolic resin added)
8 parts of a 20% butanol solution of “PR-C-101” (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., phenol resin) was added to 200 parts of the water-based paint (1) obtained in Example 1 with stirring. The content was removed by filtration to obtain an aqueous paint (5) having a nonvolatile content of 20%.

[実施例6](アミノ樹脂添加)
実施例1で得た水性塗料組成物(1)200部の撹拌下に「マイコート106」(日本サイテック(株)製、アミノ樹脂溶液)をエチレングリコールモノブチルエーテルで希釈して固形分20%とした溶液8部を添加し、5μmのフィルターで濾過して内容物を取り出し、不揮発分が20%の水性塗料(6)を得た。
[Example 6] (Amino resin added)
Under the stirring of 200 parts of the aqueous coating composition (1) obtained in Example 1, “My Coat 106” (manufactured by Nippon Cytec Co., Ltd., amino resin solution) was diluted with ethylene glycol monobutyl ether to obtain a solid content of 20%. 8 parts of the solution was added, and the content was removed by filtration through a 5 μm filter to obtain an aqueous paint (6) having a nonvolatile content of 20%.

[比較例1]
比較例用合成例1で得られたカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(E)水溶液70部、イオン交換水55部を混合し、そこへスチレン35部、アクリル酸エチル27.5部、N−ブトキシメチルアクリルアミド7.5部からなるエチレン性不飽和モノマーの混合物を添加して撹拌することによりモノマーエマルジョンを調製した。
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下槽及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、比較例用合成例1で得られたカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(E)水溶液50部とイオン交換水40部とを仕込み、窒素ガスを導入しつつ、攪拌しながら90℃まで昇温した。
次に、滴下槽1に上記モノマーエマルジョンを仕込み、滴下槽2にベンゾイルパーオキサイド0.2部をトルエン6部に溶解せしめたものを仕込み、夫々同時に3時間かけて反応容器内の温度を90℃に保ちながら、撹拌下に滴下してポリマーエマルジョンを得た。
その後、イオン交換水109部、n−ブタノール50部、エチレングリコールモノブチルエーテル50部を添加し、5μmのフィルターで濾過して内容物を取り出し、不揮発分が20%の水性塗料(7)を得た。
[Comparative Example 1]
70 parts of an aqueous solution of an acrylic copolymer (E) having a carboxyl group obtained in Synthesis Example 1 for Comparative Example and 55 parts of ion-exchanged water were mixed, and 35 parts of styrene, 27.5 parts of ethyl acrylate, N A monomer emulsion was prepared by adding a mixture of ethylenically unsaturated monomers consisting of 7.5 parts of butoxymethylacrylamide and stirring.
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping tank, and a nitrogen gas introduction tube, 50 parts of an acrylic copolymer (E) aqueous solution having a carboxyl group obtained in Synthesis Example 1 for Comparative Example, 40 parts of ion-exchanged water was charged, and the temperature was raised to 90 ° C. with stirring while introducing nitrogen gas.
Next, the monomer emulsion is charged into the dropping tank 1, and 0.2 part of benzoyl peroxide dissolved in 6 parts of toluene is charged into the dropping tank 2, and the temperature in the reaction vessel is increased to 90 ° C. over 3 hours at the same time. The polymer emulsion was obtained by adding dropwise with stirring.
Thereafter, 109 parts of ion-exchanged water, 50 parts of n-butanol and 50 parts of ethylene glycol monobutyl ether were added, and the content was removed by filtration through a 5 μm filter to obtain an aqueous paint (7) having a nonvolatile content of 20%. .

[比較例2]
合成例1で得られたカルボキシル基を有するポリエステル(A)水溶液70部、イオン交換水55部を混合し、そこへスチレン40部、アクリル酸エチル30部からなるエチレン性不飽和モノマーの混合物を添加して撹拌することによりモノマーエマルジョンを調製した。
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下槽及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、合成例1で得られたカルボキシル基を有するポリエステル(A)水溶液50部とイオン交換水40部とを仕込み、窒素ガスを導入しつつ、攪拌しながら90℃まで昇温した。
次に、滴下槽1に上記モノマーエマルジョンを仕込み、滴下槽2にベンゾイルパーオキサイド0.2部をトルエン6部に溶解せしめたものを仕込み、夫々同時に3時間かけて反応容器内の温度を90℃に保ちながら、撹拌下に滴下してポリマーエマルジョンを得た。
その後、イオン交換水109部、n−ブタノール50部、エチレングリコールモノブチルエーテル50部を添加し、5μmのフィルターで濾過して内容物を取り出し、不揮発分が20%の水性塗料(8)を得た。
[Comparative Example 2]
70 parts of the polyester (A) aqueous solution having a carboxyl group obtained in Synthesis Example 1 and 55 parts of ion-exchanged water are mixed, and a mixture of ethylenically unsaturated monomers composed of 40 parts of styrene and 30 parts of ethyl acrylate is added thereto. The monomer emulsion was then prepared by stirring.
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping tank, and a nitrogen gas introduction tube, 50 parts of an aqueous polyester (A) solution having a carboxyl group obtained in Synthesis Example 1 and 40 parts of ion-exchanged water were added. The temperature was raised to 90 ° C. while stirring and introducing nitrogen gas.
Next, the monomer emulsion is charged into the dropping tank 1, and 0.2 part of benzoyl peroxide dissolved in 6 parts of toluene is charged into the dropping tank 2, and the temperature in the reaction vessel is increased to 90 ° C. over 3 hours at the same time. The polymer emulsion was obtained by adding dropwise with stirring.
Thereafter, 109 parts of ion-exchanged water, 50 parts of n-butanol and 50 parts of ethylene glycol monobutyl ether were added, and the content was taken out by filtration through a 5 μm filter to obtain an aqueous paint (8) having a nonvolatile content of 20%. .

[比較例3]
合成例1で得られたカルボキシル基を有するポリエステル(A)水溶液70部、イオン交換水55部を混合し、そこへスチレン28部、アクリル酸エチル22部、N−ブトキシメチルアクリルアミド6からなるエチレン性不飽和モノマーの混合物の混合物、及び比較例用合成例2で得られた、有機溶剤に可溶で、水に不溶なポリエステル(F)14部を添加して撹拌することによりモノマーエマルジョンを調整した。
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下槽及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、合成例1で得られたカルボキシル基を有するポリエステル(A)水溶液50部とイオン交換水40部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ、撹拌しながら90℃まで昇温した。
次に、滴下槽に、過硫酸アンモニウム0.2部を上記モノマーエマルジョンに溶解したものを仕込み、3時間かけて反応容器内の温度を90℃にたもちながら、撹拌下に滴下してポリマーエマルジョンを得た。
その後、イオン交換水109部、n−ブタノール50部、エチレングリコールモノブチルエーテル50部を添加し、5μmのフィルターで濾過して内容物を取り出し、不揮発分が20%の水性塗料(9)を得た。
[Comparative Example 3]
70 parts of an aqueous polyester (A) solution having a carboxyl group obtained in Synthesis Example 1 and 55 parts of ion-exchanged water were mixed, and ethylenic composed of 28 parts of styrene, 22 parts of ethyl acrylate, and N-butoxymethylacrylamide 6 A monomer emulsion was prepared by adding and stirring 14 parts of a polyester (F) soluble in an organic solvent and insoluble in water obtained in Synthesis Example 2 for Comparative Example and a mixture of unsaturated monomers. .
A reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping tank, and a nitrogen gas introduction tube was charged with 50 parts of the aqueous polyester (A) solution having a carboxyl group obtained in Synthesis Example 1 and 40 parts of ion-exchanged water. The temperature was raised to 90 ° C. with stirring while introducing nitrogen gas.
Next, a solution prepared by dissolving 0.2 part of ammonium persulfate in the above monomer emulsion was charged into a dropping tank, and the polymer emulsion was obtained by dropping with stirring while maintaining the temperature in the reaction vessel at 90 ° C. over 3 hours. It was.
Thereafter, 109 parts of ion-exchanged water, 50 parts of n-butanol and 50 parts of ethylene glycol monobutyl ether were added, and the contents were taken out by filtration through a 5 μm filter to obtain an aqueous paint (9) having a nonvolatile content of 20%. .

[塗膜の評価]
実施例1〜6、比較例1〜3で得た各水性塗料を、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200℃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1に示す。
各評価の方法を以下に説明する。
[Evaluation of coating film]
Each water-based paint obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 was applied to an aluminum plate having a thickness of 0.26 mm so that the dry film thickness was 5 to 6 μm. A test panel for evaluation was obtained by baking at 200 ° C. for 3 minutes, and the performance of the coating film was evaluated as follows. The results are shown in Table 1.
Each evaluation method will be described below.

<塗膜の外観>
テストパネルを目視で評価する。
◎:塗膜が平滑で、ブツや発泡がない。
○:僅かに微細なブツがあるが、実用上、問題ない。
△:塗膜にブツが多く、実用上、問題あり。
×:塗膜の全面に、著しくブツがある。
<Appearance of coating film>
Visually evaluate the test panel.
(Double-circle): A coating film is smooth and there is no fuzz and foaming.
○: Slightly fine but has no problem in practical use.
Δ: There are many irregularities in the coating film, and there is a problem in practical use.
X: Remarkably uneven on the entire surface of the coating film.

<硬化性>
2ポンドハンマーにガーゼを巻きメチルエチルケトンを含浸させ、テストパネルの塗膜上を往復させ、下地のアルミが露見するまでの回数を求める。
◎:200回以上
○:100回以上200回未満
△:50回以上100回未満
×:50回未満
<Curing property>
A gauze is wound around a 2-lb hammer, impregnated with methyl ethyl ketone, reciprocated on the coating film of the test panel, and the number of times until the underlying aluminum is exposed is determined.
◎: 200 times or more ○: 100 times or more and less than 200 times Δ: 50 times or more and less than 100 times x: Less than 50 times

<耐食性>
テストパネルを40×80mmに切断し、塗膜を外側(凸型)にしてデュポン衝撃(1/2インチ、500g、30cm)を加えた後、テストパネルを市販のスポーツ飲料に浸漬したまま、レトルト釜で125℃−30分レトルト処理を行った。その後、浸漬したまま50℃で3日間保存した。4日後に取り出して、平面部及びデュポン衝撃部のブリスターを評価した。
◎:ブリスターの発生なし
○:デュポン衝撃部にブリスター発生、加工部の50%未満
△:デュポン衝撃部にブリスター発生、加工部の50%以上
×:平面部にブリスター発生
<Corrosion resistance>
After cutting the test panel to 40 x 80 mm, applying the DuPont impact (1/2 inch, 500 g, 30 cm) with the coating film on the outside (convex), the test panel was immersed in a commercial sports drink and retort Retort treatment was performed at 125 ° C. for 30 minutes in the kettle. Then, it preserve | saved at 50 degreeC for 3 days with being immersed. After 4 days, it was taken out and evaluated for blisters on the flat surface portion and DuPont impact portion.
◎: No blister occurred ○: Blister occurred in the DuPont impact area, less than 50% of the processed area △: Blister occurred in the DuPont impact area, 50% or more of the processed area ×: Blister occurred in the flat area

<耐レトルト密着性>
テストパネルを水に浸漬したまま、レトルト釜で130℃−1時間レトルト処理を行った。その塗膜面にカッターにてクロスカットをした後、セロハン粘着テープを貼着し、強く剥離したのちの塗膜面の評価を行った。
◎:全く剥離なし
○:5%未満の剥離あり
△:5〜50%の剥離あり
×:50%を超える剥離あり
<Retort resistance>
While the test panel was immersed in water, retort treatment was performed in a retort kettle at 130 ° C. for 1 hour. After cross-cutting the coated film surface with a cutter, a cellophane pressure-sensitive adhesive tape was stuck and peeled strongly, and the coated film surface was evaluated.
A: No peeling at all ○: Less than 5% peeling Δ: 5-50% peeling ×: More than 50% peeling

<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の荷重を高さ40cmから折り曲げ部に落下させて完全に折り曲げた。
次いで、試験片の折り曲げ先端部を濃度1%の食塩水中に浸漬させ、試験片の、食塩水中に浸漬されていない金属部分と、食塩水との間を6.0V×6秒通電した時の電流値を測定した。
塗膜の加工性が乏しい場合、折り曲げ加工部の塗膜がひび割れて、下地の金属板が露出して導電性が高まるため、高い電流値が得られる。
◎: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 into a size of 30 mm × 50 mm, the coating is on the outside, the test part is folded in advance by hand so that the width of the test part is 30 mm, and the thickness of 0.26 mm is between the two folded test pieces. Two aluminum plates were sandwiched, and a load of 1 kg was dropped from a height of 40 cm onto the bent portion and completely bent.
Next, the bent tip of the test piece was immersed in a 1% strength saline solution, and 6.0 V × 6 seconds was passed between the metal part of the test piece not immersed in the saline solution and the saline solution. The current value was measured.
When the processability of the coating film is poor, the coating film in the bent portion is cracked, the underlying metal plate is exposed, and the conductivity is increased, so that a high current value can be obtained.
A: Less than 1.0 mA B: 1.0 mA or more and less than 10 mA Δ: 10 mA or more and less than 20 mA ×: 20 mA or more

<レトルト後の加工性>
テストパネルを水に浸漬したまま、レトルト釜で130℃−1時間レトルト処理を行った。
処理したテストパネルを用いて、上記<加工性>と同様にして、電流値を測定した。
◎:10mA未満
○:10mA以上20mA未満
△:20mA以上50mA未満
×:50mA以上
<Processability after retort>
While the test panel was immersed in water, retort treatment was performed in a retort kettle at 130 ° C. for 1 hour.
Using the treated test panel, the current value was measured in the same manner as in the above <workability>.
◎: Less than 10 mA ○: 10 mA or more and less than 20 mA Δ: 20 mA or more and less than 50 mA ×: 50 mA or more

<水フレーバー性>
各水性塗料を厚さ0.1mmのアルミ箔に両面塗工し200℃2分間加熱して硬化させ(膜厚5〜6μm)、得られたテストパネル(2)を10cm×25cm(両面500cm2)の大きさに切断する。切断後のテストパネル(2)を活性炭処理した水道水500gとともに耐熱瓶に入れ密栓し、125℃−30分のレトルト処理を行い、その後、風味試験を実施する。風味試験の比較対照として、塗板を入れない水道水についてもブランクとして同時に処理する。
◎:無味(ブランクと同程度)
○:僅かに味がする
△:味がする
×:かなり味がする
<Water flavor properties>
Each aqueous paint was coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 0.1 mm and cured by heating at 200 ° C. for 2 minutes (film thickness 5 to 6 μm), and the obtained test panel (2) was 10 cm × 25 cm (both sides 500 cm 2). ). The test panel (2) after cutting is put into a heat-resistant bottle together with 500 g of tap water treated with activated carbon, sealed and subjected to a retort treatment at 125 ° C. for 30 minutes, and then a flavor test is performed. As a comparison for the flavor test, tap water without a coated plate is also treated as a blank at the same time.
◎: tasteless (same as blank)
○: Slightly tastes △: Tastes x: Slightly tastes

<耐風味吸着性>
容量12リットルのデシケ−タ−中に、100mm×160mmのテストパネル(2)、及び100μgのリモネンをジエチルエーテルに溶解したものをテストパネル(2)に触れないように入れ、デシケーターの蓋をして密閉し、25℃で24時間静置する。
静置後テストパネル(2)を取り出し、直ちに二硫化炭素中に入れて1時間放置し、塗膜面に吸着したリモネンを抽出し、ガスクロマトグラフィーでその吸着量(μg)を測定した。
◎:100μg未満
○:100μg以上500μg未満
△:500μg以上2000μg未満
×:2000μg以上
<Flavor-resistant adsorption>
Place a 100 mm x 160 mm test panel (2) and 100 µg of limonene dissolved in diethyl ether in a 12 liter desiccator so as not to touch the test panel (2), and cover the desiccator. And then let stand at 25 ° C. for 24 hours.
After standing, the test panel (2) was taken out, immediately put in carbon disulfide and allowed to stand for 1 hour, limonene adsorbed on the coating surface was extracted, and the amount of adsorption (μg) was measured by gas chromatography.
A: Less than 100 μg ○: 100 μg or more and less than 500 μg Δ: 500 μg or more and less than 2000 μg x: 2000 μg or more

Figure 2008101077
Figure 2008101077

Claims (11)

カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるポリマーの水溶液ないしエマルジョン(1)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)を、ラジカル重合してなるポリマーエマルジョンを含有する水性塗料であって、前記エチレン性不飽和モノマー(B1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とすることを特徴とする水性塗料。   An ethylenically unsaturated monomer (B1) is contained in the presence of an aqueous solution or emulsion (1) of a polymer comprising a polyester (A) having a carboxyl group, a basic compound (C), and water (D). , An aqueous paint containing a polymer emulsion obtained by radical polymerization of an emulsified component (B) not containing polyester, wherein the ethylenically unsaturated monomer (B1) is N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide, and A water-based paint comprising at least one amide monomer selected from the group consisting of N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide as an essential component. カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるポリマーの水溶液ないしエマルジョン(1)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるモノマーエマルジョン(2)を、ラジカル重合してなるポリマーエマルジョンを含有する水性塗料であって、前記エチレン性不飽和モノマー(B1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とすることを特徴とする水性塗料。   An ethylenically unsaturated monomer (B1) is contained in the presence of an aqueous solution or emulsion (1) of a polymer comprising a polyester (A) having a carboxyl group, a basic compound (C), and water (D). The monomer emulsion (2) containing the emulsified component (B) not containing polyester, the polyester (A) having a carboxyl group, the basic compound (C), and water (D) is radically polymerized. A water-based paint containing a polymer emulsion, wherein the ethylenically unsaturated monomer (B1) is at least one selected from the group consisting of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide and N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide. An aqueous paint comprising an amide monomer as an essential component. 水(D)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるモノマーエマルジョン(2)を、ラジカル重合してなるポリマーエマルジョンを含有する水性塗料であって、前記エチレン性不飽和モノマー(B1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とすることを特徴とする水性塗料。   In the presence of water (D), an emulsified component (B) containing an ethylenically unsaturated monomer (B1) and not containing polyester, polyester (A) having a carboxyl group, basic compound (C), and water A water-based paint containing a polymer emulsion obtained by radical polymerization of a monomer emulsion (2) containing (D), wherein the ethylenically unsaturated monomer (B1) is N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide And at least one amide monomer selected from the group consisting of N-hydroxyalkyl (meth) acrylamides as an essential component. カルボキシル基を有するポリエステル(A)の数平均分子量が500〜10000であることを特徴とする請求項1ないし3いずれか記載の水性塗料。   The water-based paint according to any one of claims 1 to 3, wherein the number average molecular weight of the polyester (A) having a carboxyl group is 500 to 10,000. カルボキシル基を有するポリエステル(A)の酸価が10〜400(mgKOH/g)であることを特徴とする請求項1ないし4いずれか記載の水性塗料。   The water-based paint according to any one of claims 1 to 4, wherein the acid value of the polyester (A) having a carboxyl group is 10 to 400 (mg KOH / g). フェノール樹脂、及びアミノ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分を含有することを特徴とする請求項1ないし5いずれか記載の水性塗料。   6. The water-based paint according to claim 1, comprising at least one component selected from the group consisting of a phenol resin and an amino resin. 飲料若しくは食品を収容するための缶材の被覆用であることを特徴とする請求項1ないし6いずれか記載の水性塗料。   The water-based paint according to any one of claims 1 to 6, wherein the water-based paint is used for covering a can material for containing a beverage or food. 飲料若しくは食品を収容するための缶材を請求項7記載の水性塗料で被覆してなることを特徴とする被覆缶。   A coated can comprising a can material for containing a beverage or a food, which is coated with the aqueous paint according to claim 7. カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるポリマーの水溶液ないしエマルジョン(1)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)を、ラジカル重合するポリマーエマルジョンの製造方法であって、前記エチレン性不飽和モノマー(B1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とすることを特徴とするポリマーエマルジョンの製造方法。 An ethylenically unsaturated monomer (B1) is contained in the presence of an aqueous solution or emulsion (1) of a polymer comprising a polyester (A) having a carboxyl group, a basic compound (C), and water (D). , A method for producing a polymer emulsion in which an emulsified component (B) not containing polyester is radically polymerized, wherein the ethylenically unsaturated monomer (B1) comprises N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide and N-hydroxyalkyl. A method for producing a polymer emulsion, comprising at least one amide monomer selected from the group consisting of (meth) acrylamide as an essential component. カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるポリマーの水溶液ないしエマルジョン(1)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるモノマーエマルジョン(2)を、ラジカル重合するポリマーエマルジョンの製造方法であって、前記エチレン性不飽和モノマー(B1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とすることを特徴とするポリマーエマルジョンの製造方法。   An ethylenically unsaturated monomer (B1) is contained in the presence of an aqueous solution or emulsion (1) of a polymer comprising a polyester (A) having a carboxyl group, a basic compound (C), and water (D). Polymer emulsion for radical polymerization of monomer emulsion (2) containing emulsified component (B) not containing polyester, polyester (A) having carboxyl group, basic compound (C), and water (D) The ethylenically unsaturated monomer (B1) is at least one amide monomer selected from the group consisting of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide and N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide. A method for producing a polymer emulsion, characterized by comprising an essential component. 水(D)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(B1)を含有し、ポリエステルは含有しない被乳化成分(B)、カルボキシル基を有するポリエステル(A)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有してなるモノマーエマルジョン(2)を、ラジカル重合するポリマーエマルジョンの製造方法であって、前記エチレン性不飽和モノマー(B1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを必須成分とすることを特徴とするポリマーエマルジョンの製造方法。   In the presence of water (D), an emulsified component (B) containing an ethylenically unsaturated monomer (B1) and not containing polyester, polyester (A) having a carboxyl group, basic compound (C), and water A method for producing a polymer emulsion in which a monomer emulsion (2) containing (D) is radically polymerized, wherein the ethylenically unsaturated monomer (B1) is N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide, and N- A method for producing a polymer emulsion, comprising as an essential component at least one amide monomer selected from the group consisting of hydroxyalkyl (meth) acrylamides.
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CN102086339A (en) * 2009-12-07 2011-06-08 立邦涂料(中国)有限公司 Aqueous coating combination and automobile intermediate coating thereof
US20170037274A1 (en) * 2015-08-04 2017-02-09 Ppg Industries Ohio, Inc. Coating compositions containing n-alkoxymethyl(meth)acrylamide polymer curing agents suitable for coating containers

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