JP2008297380A - Aqueous coating material and method for producing the same - Google Patents

Aqueous coating material and method for producing the same Download PDF

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Kunihiro Inui
州弘 乾
Katsuyuki Oda
勝幸 尾田
Yoshimoto Nakajima
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous coating material that forms a polymer emulsion and a coating film having excellent steam sterilization resistance, processability, adhesivity and corrosion resistance without using a BPA-derived constituent component at all and not substantially utilizing a surfactant being a causative agent to deteriorate steam sterilization resistance of cured coating film after baking and is suitably used for coating the inside of a can. <P>SOLUTION: The aqueous coating material comprises a polymer emulsion obtained by radically polymerizing a monomer emulsion (2) containing a component (A) to be emulsified containing an ethylenic unsaturated monomer (A1), a carboxy group-containing component (G) containing a carboxy group-containing acrylic copolymer (G1), a basic compound (C) and water (D) with a cationic water-soluble radical initiator (E) in the presence of an aqueous solution or emulsion of a polymer comprising a carboxy group-containing component (B) containing a carboxy group-containing acrylic copolymer (B1), a basic compound (C) and water (D). <P>COPYRIGHT: (C)2009,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 having excellent hygiene and steam sterilization resistance, processability, and adhesion, and further relates to a coated can formed by coating the inner surface of the can.

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、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。   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.

乳化重合法とは、可溶化したモノマーがミセル内において重合開始剤により反応し、そこへ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重合反応である。一般に、乳化重合法には乳化剤として界面活性剤が用いられるので、当然、この重合反応により得られるエマルジョン樹脂中にも、界面活性剤が含まれることになる。そのため、乳化重合法により生成するエマルジョン樹脂を水性塗料として用いた場合、この塗料からなる硬化塗膜は、エマルジョン樹脂中の界面活性剤の影響により耐蒸気殺菌性を悪化させ、塗膜の白化やブリスター(点状剥離)を生じさせる。   The emulsion polymerization method is a polymerization reaction described by a special mechanism in which a solubilized monomer reacts with a polymerization initiator in a micelle, and then the monomer is sequentially supplied from dispersed monomer droplets. In general, since a surfactant is used as an emulsifier in the emulsion polymerization method, naturally, the surfactant is also contained in the emulsion resin obtained by this polymerization reaction. Therefore, when the emulsion resin produced by the emulsion polymerization method is used as an aqueous paint, the cured coating film made of this paint deteriorates the steam sterilization resistance due to the influence of the surfactant in the emulsion resin, Causes blistering (dotted peeling).

又、乳化重合法における重合開始剤には、過硫酸アンモニウムや過硫酸カリウムのような、アニオン性の水溶性開始剤が好適に用いられるが、これらアニオン性の水溶性開始剤は、重合反応においてエマルジョン樹脂中に組み込まれ、一種の界面活性剤としての挙動を示すため、前述の界面活性剤と同様に、硬化塗膜の耐蒸気殺菌性低下の要因となる。   In addition, anionic water-soluble initiators such as ammonium persulfate and potassium persulfate are preferably used as the polymerization initiator in the emulsion polymerization method. These anionic water-soluble initiators are used in the polymerization reaction as an emulsion. Since it is incorporated in the resin and exhibits a behavior as a kind of surfactant, it becomes a factor of lowering the steam sterilization resistance of the cured coating film as in the case of the aforementioned surfactant.

以上のように、通常の乳化重合法で合成したエマルジョン型アクリル樹脂は、その構成成分である界面活性剤、及びアニオン性の水溶性開始剤が、硬化塗膜の耐蒸気殺菌性を悪化させるため、現段階において工業的実用化には至っていない。   As described above, the emulsion type acrylic resin synthesized by the usual emulsion polymerization method has a surfactant and an anionic water-soluble initiator, which deteriorate the steam sterilization resistance of the cured coating film. However, at this stage, it has not been commercialized.

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)。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。しかしながら、缶用塗料により被覆された缶は、内容物の種類によっては、煮沸より過酷な蒸気殺菌工程を施される場合がある。特許文献1に示された方法によって得られる水性塗料組成物を塗装した缶を、蒸気殺菌した場合、塗膜が白化したりブリスター(点状剥離)を生じたりする。   Therefore, instead of using a surfactant that causes deterioration of steam sterilization resistance, instead of using an aqueous acrylic polymer having a carboxyl group and a crosslinkable functional group other than a carboxyl group and a base compound, A method in which a mixture is dispersed in an aqueous medium in advance to obtain an aqueous dispersion (pre-emulsion) of the monomer, and the aqueous dispersion of the monomer is radically polymerized in the presence of a separately prepared aqueous resin having a carboxyl group. (Hereinafter also referred to as “pre-emulsification method”) has been proposed (Patent Document 1). 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. However, depending on the type of contents, the can covered with the paint for cans may be subjected to a steam sterilization process more severe than boiling. When a can coated with an aqueous coating composition obtained by the method disclosed in Patent Document 1 is steam sterilized, the coating film may be whitened or blistered (dotted peeling).

更に、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。
特開2002−155234号公報
Furthermore, in can paints, 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.
JP 2002-155234 A

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、分散性が良好な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、耐腐食性に優れる塗膜を形成し得る、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。   The problem of the present invention is that no dispersibility is obtained without using any BPA-derived components and substantially not using a surfactant that is a causative substance that deteriorates the steam sterilization resistance of the cured coating film after baking. Water-based paint that can form a good polymer emulsion and can form a coating film excellent in steam sterilization resistance, processability, adhesion, and corrosion resistance, and can be suitably used for coating the inner surface of a can, and the inner surface of the can using the same It is providing the coating can which coat | covers.

上記課題に対し、本発明者らが研究を重ねた結果、カルボキシル基含有成分の存在下、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、耐腐食性に優れる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 carboxyl group-containing component contains a component derived from BPA. In addition, it is possible to form a coating film excellent in steam sterilization resistance, processability, adhesion, and corrosion resistance without substantially using a surfactant, and is suitable for water-based paints for can inner surface coating. As a result, 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アクリル系共重合体(B1)を含有するカルボキシル基含有成分(B)、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(A1)を含有する被乳化成分(A)、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(G1)を含有するカルボキシル基含有成分(G)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有するモノマーエマルジョン(2)を、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)で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ことを特徴とする水性塗料である。   That is, the first invention is a polymer containing a carboxyl group-containing component (B) containing a carboxyl group-containing acrylic copolymer (B1), a basic compound (C), and water (D). In the presence of an aqueous solution or emulsion (1), an emulsified component (A) containing an ethylenically unsaturated monomer (A1), a carboxyl group-containing component (G1) containing an acrylic copolymer (G1) having a carboxyl group ), A monomer emulsion (2) containing a basic compound (C), and water (D), and a polymer emulsion obtained by radical polymerization with a cationic water-soluble radical initiator (E). It is a water-based paint.

第2の発明は、水(D)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(A1)を含有する被乳化成分(A)、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)を含有するカルボキシル基含有成分(B)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有するモノマーエマルジョン(3)を、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)で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ことを特徴とする水性塗料である。   The second invention is a carboxyl group containing an emulsified component (A) containing an ethylenically unsaturated monomer (A1) and an acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group in the presence of water (D). A polymer emulsion obtained by radical polymerization of a monomer emulsion (3) containing a component (B), a basic compound (C), and water (D) with a cationic water-soluble radical initiator (E) is contained. It is the water-based paint characterized by this.

第3の発明は、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)が、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、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}ジヒドロクロリド、及び2,2’−アゾビス[1−イミノ−1−ピロリジノ−2−エチルプロパン]ジヒドロクロリドからなる群より選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする第1の発明又は第2の発明の水性塗料である。   In the third invention, the cationic water-soluble radical initiator (E) is 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazoline-2- Yl) propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis {2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane} dihydrochloride, and 2,2′-azobis [1-imino -1-pyrrolidino-2-ethylpropane] at least one selected from the group consisting of dihydrochlorides. The water-based paint according to the first invention or the second invention.

第4の発明は、エチレン性不飽和モノマー(A1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及び(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれるアミド系モノマーを少なくとも1種含有することを特徴とする第1〜3いずれかの発明の水性塗料である。   According to a fourth aspect of the present invention, the ethylenically unsaturated monomer (A1) contains at least an amide monomer selected from the group consisting of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide, N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide, and (meth) acrylamide. One type of water-based paint according to any one of the first to third aspects of the invention.

第5の発明は、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)の数平均分子量が5000〜10万であることを特徴とする第1〜4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 acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group has a number average molecular weight of 5,000 to 100,000.

第6の発明は、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)の酸価が、100〜400mgKOH/gであることを特徴とする第1〜5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, wherein the acid value of the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group is 100 to 400 mgKOH / g.

第7の発明は、ポリマーエマルジョンのガラス転移温度が0〜100℃であることを特徴とする第1〜6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, wherein the polymer emulsion has a glass transition temperature of 0 to 100 ° C.

第8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1〜7いずれかの発明の水性塗料である。   An eighth invention is the water-based paint according to any one of the first to seventh inventions, characterized in that it contains at least one component selected from the group consisting of a phenol resin and an amino resin.

第9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1〜8いずれかの発明の水性塗料である。   A ninth invention is the water-based paint according to any one of the first to eighth inventions, characterized in that it is used for covering a can material for containing a beverage or food.

第10の発明は、飲料若しくは食品を収容するための缶材を第9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。   A tenth aspect of the invention is a coated can characterized in that a can material for containing a beverage or food is coated with the water-based paint of the ninth aspect of the invention.

第11の発明は、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)を含有するカルボキシル基含有成分(B)、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(A1)を含有する被乳化成分(A)、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(G1)を含有するカルボキシル基含有成分(G)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有するモノマーエマルジョン(2)を、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)でラジカル重合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。   An eleventh aspect of the invention is an aqueous solution of a polymer comprising a carboxyl group-containing component (B) containing an acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group, a basic compound (C), and water (D). In the presence of the emulsion (1), an emulsified component (A) containing an ethylenically unsaturated monomer (A1), a carboxyl group-containing component (G) containing an acrylic copolymer (G1) having a carboxyl group, A monomer emulsion (2) containing a basic compound (C) and water (D) is radically polymerized with a cationic water-soluble radical initiator (E).

第12の発明は、水(D)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(A1)を含有する被乳化成分(A)、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)を含有するカルボキシル基含有成分(B)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有するモノマーエマルジョン(3)を、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)でラジカル重合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。   In the twelfth invention, a carboxyl group containing an emulsified component (A) containing an ethylenically unsaturated monomer (A1) and an acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group in the presence of water (D). Polymer emulsion characterized by radical polymerization of monomer emulsion (3) containing component (B), basic compound (C) and water (D) with cationic water-soluble radical initiator (E) It is a manufacturing method.

本発明により、衛生性に優れ、耐蒸気殺菌性、加工性、密着性、耐腐食性に優れる塗膜を形成し得る、缶内面被覆用として好適に使用でき、有機溶剤添加時にもショックのない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 can form a coating film excellent in hygiene, steam sterilization resistance, workability, adhesion, and corrosion resistance, and has no shock even when an organic solvent is added. An aqueous paint having excellent stability can be provided.

本発明の水性塗料に含まれるポリマーエマルジョンは、いわゆる一般的な界面活性剤を用いる代わりに、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体を含有するカルボキシル基含有成分を高分子乳化剤として用い、エチレン性不飽和モノマー(A1)を含有する被乳化成分(A)を、前記カルボキシル基含有成分と塩基性化合物(C)、及び水(D)を用いて乳化し、予めモノマーエマルジョンを形成してから、水性媒体中でカチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)でラジカル重合してなるものであり、「プレ乳化法」ともいうべき方法により得られるものである。   The polymer emulsion contained in the water-based paint of the present invention uses a carboxyl group-containing component containing an acrylic copolymer having a carboxyl group as a polymer emulsifier instead of using a so-called general surfactant. The emulsified component (A) containing the saturated monomer (A1) is emulsified using the carboxyl group-containing component, the basic compound (C), and water (D) to form a monomer emulsion in advance, It is obtained by radical polymerization with a cationic water-soluble radical initiator (E) in a medium, and can be obtained by a method that should be called a “pre-emulsification method”.

更に詳細を述べると、即ち、第1及び第11の発明においては、カルボキシル基含有成分(B)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)としておいた後、ここに、予めカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(G1)を含有するカルボキシル基含有成分(G)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を用いて被乳化成分(A)を分散・プレエマルジョン化したモノマーエマルジョン(2)を添加し、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)で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アクリル系共重合体(G1)を含有するカルボキシル基含有成分(G)は、被乳化成分(A)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。   More specifically, that is, in the first and eleventh inventions, the carboxyl group-containing component (B) is placed in a reaction tank together with the basic compound (C) and water (D), and the polymer aqueous solution or After leaving the emulsion (1), a carboxyl group-containing component (G), a basic compound (C), and water (D) containing an acrylic copolymer (G1) having a carboxyl group in advance are used. In this case, the monomer emulsion (2) in which the component to be emulsified (A) is dispersed and pre-emulsified is added, and the polymer emulsion is obtained by radical polymerization with a cationic water-soluble radical initiator (E). In the monomer emulsion (2), the carboxyl group-containing component (G) containing the acrylic copolymer (G1) having a carboxyl group functions as a polymer emulsifier for emulsifying the emulsified component (A). 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.

また、第2及び第12の発明においては、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)を含有するカルボキシル基含有成分(B)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を用いて、被乳化成分(A)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性媒体に添加し、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)で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、上記、第1及び第11の発明と同様の方法をもって例示することができる。   Moreover, in 2nd and 12th invention, the carboxyl group-containing component (B) containing the acrylic copolymer (B1) which has a carboxyl group, a basic compound (C), and water (D) are used. The component to be emulsified (A) is pre-dispersed and pre-emulsified to obtain a monomer emulsion (2), which is added to the aqueous medium in the reaction vessel, and radical polymerization is performed with a cationic water-soluble radical initiator (E). In this case, a polymer emulsion is obtained. The polymerization can be exemplified by the same method as in the first and eleventh inventions.

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。
<被乳化成分(A)>
被乳化成分(A)とは、エチレン性不飽和モノマー(A1)を主たる成分とするもので、その多くは水に不溶もしくは難溶性で、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。本発明は、かかる水に不溶もしくは難溶性のモノマーを、いわゆる一般的な低分子量の界面活性剤を用いることなく、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体を含有するカルボキシル基含有成分を高分子乳化剤として用いて、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)によりラジカル重合せしめることに特徴がある。被乳化成分(A)は、エチレン性不飽和モノマー(A1)以外に、例えばポリエステル樹脂、アクリル変性ポリエステル樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコールないしその誘導体等をエチレン性不飽和モノマー(A1)と混合した状態で、被乳化成分(A)としてラジカル重合に供することも出来る。
Next, various components used in the present invention will be described in detail.
<Emulsified component (A)>
The emulsified component (A) is mainly composed of an ethylenically unsaturated monomer (A1), many of which are insoluble or sparingly soluble in water, and are usually solution polymerization using an organic solvent or a surfactant. The emulsion is subjected to emulsion polymerization. The present invention provides a polymer emulsifier containing a carboxyl group-containing component containing an acrylic copolymer having a carboxyl group, without using a so-called general low molecular weight surfactant, a monomer insoluble or hardly soluble in water. And is radically polymerized with a cationic water-soluble radical initiator (E). For the emulsified component (A), in addition to the ethylenically unsaturated monomer (A1), for example, a polyester resin, an acrylic-modified polyester resin, a cellulose resin, polyvinyl alcohol or a derivative thereof is mixed with the ethylenically unsaturated monomer (A1). In the state, it can also use for radical polymerization as an emulsified component (A).

被乳化成分(A)のうちエチレン性不飽和モノマー(A1)について説明する。エチレン性不飽和モノマー(A1)には、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。エチレン性不飽和モノマー(A1)の例としては、(メタ)アクリル酸〔「アクリル酸」と「メタクリル酸」とを併せて「(メタ)アクリル酸」と表記する。以下同様。〕、(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類;
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、t−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類;
スチレン、メチルスチレン等の芳香族系モノマー類;
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)アクリルアミド類;
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)アクリルアミド類;
及び(メタ)アクリルアミド等のアミド系モノマー類が挙げられる。
Of the emulsified component (A), the ethylenically unsaturated monomer (A1) will be described. The ethylenically unsaturated monomer (A1) is an ethylenically unsaturated monomer that is emulsified when 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. As an example of the ethylenically unsaturated monomer (A1), (meth) acrylic acid ["acrylic acid" and "methacrylic acid" are collectively referred to as "(meth) acrylic acid". The same applies below. ], Ethylenically unsaturated monomers having a carboxyl group such as (anhydrous) itaconic acid, (anhydrous) maleic acid;
Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, hexyl ( Alkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate and ethylhexyl (meth) acrylate,
Hydroxyl groups such as hydroxymethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxypentyl (meth) acrylate, and hydroxyhexyl (meth) acrylate Ethylenically unsaturated monomers having:
Aromatic monomers such as styrene and methylstyrene;
N-hydroxyalkyl (meth) acrylamides such as N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, N-hydroxybutyl (meth) acrylamide;
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;
And amide monomers such as (meth) acrylamide.

エチレン性不飽和モノマー(A1)としては、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及び(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のアミド系モノマーを含有することが好ましい。前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。又、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(A)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。   The ethylenically unsaturated monomer (A1) contains at least one amide monomer selected from the group consisting of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide, N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide, and (meth) acrylamide. It is preferable. The amide monomers are all self-crosslinking monomers and can easily self-condense 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, the polymer emulsion obtained by radical polymerization of the emulsified component (A) containing the amide monomer can have self-crosslinking property in the particles.

本発明で、アミド系モノマーを含有する被乳化成分(A)をラジカル重合してな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。   In the present invention, the crosslinking reaction of the polymer emulsion obtained by radical polymerization of the emulsified component (A) containing an amide monomer proceeds in the baking step during radical polymerization and during 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.

尚、エチレン性不飽和モノマー(A1)として、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及び(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれるアミド系モノマーを含有しないエチレン性不飽和モノマー(A1)を用い、かつ後述するカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)及び(G1)としても上記のようなアミド系モノマーに由来する架橋性官能基を含有しないものを用いればアミドフリーのポリマーエマルジョンを得ることもできる。   The ethylenically unsaturated monomer (A1) does not contain an amide monomer selected from the group consisting of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide, N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide, and (meth) acrylamide. If the saturated monomer (A1) is used, and the acrylic copolymer (B1) and (G1) having a carboxyl group described later do not contain a crosslinkable functional group derived from the amide monomer as described above. An amide-free polymer emulsion can also be obtained.

<カルボキシル基含有成分(B)>
次に、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)を含有するカルボキシル基含有成分(B)について説明する。カルボキシル基含有成分(B)は被乳化成分(A)に対し、乳化剤成分として機能するものである。カルボキシル基含有成分(B)は、被乳化成分(A)をラジカル重合する際に、エチレン性不飽和モノマー(A1)を含有する被乳化成分(A)を液滴としたモノマー滴を形成したり、カルボキシル基含有成分(B)からなるミセル内に被乳化成分(A)を可溶化したりし、ラジカル重合開始剤から発生するラジカルをミセル内に取り込んだ状態で重合を開始させる。つまり、カルボキシル基含有成分(B)は、水に不溶もしくは難溶性のエチレン性不飽和モノマー(A1)に、水中での重合の場を提供するものである。従ってカルボキシル基含有成分(B)は、重合速度や分子量、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。
<Carboxyl group-containing component (B)>
Next, the carboxyl group-containing component (B) containing the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group will be described. The carboxyl group-containing component (B) functions as an emulsifier component with respect to the emulsified component (A). When the carboxyl group-containing component (B) radically polymerizes the emulsified component (A), it forms monomer droplets using the emulsified component (A) containing the ethylenically unsaturated monomer (A1) as droplets. In addition, the emulsified component (A) is solubilized in the micelle composed of the carboxyl group-containing component (B), or the polymerization is started in a state in which the radical generated from the radical polymerization initiator is taken into the micelle. That is, the carboxyl group-containing component (B) provides a place for polymerization in water to the ethylenically unsaturated monomer (A1) that is insoluble or hardly soluble in water. Accordingly, the carboxyl group-containing component (B) has a great influence on the polymerization rate, molecular weight, particle size, emulsion stability, coating film physical properties and the like, and is therefore positioned as one of the most important components for the present invention.

カルボキシル基含有成分(B)に含まれる、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)の数平均分子量は5000〜10万であることが好ましく、数平均分子量は1万〜7万であることがより好ましい。数平均分子量が5000未満では被乳化成分(A)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しやすくなる。数平均分子量が10万を超えるとアクリル系共重合体(B1)が含まれる水溶液ないしエマルジョン(1)の粘度が高くなり、ゲル物が生成しやすくなる。   The number average molecular weight of the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group contained in the carboxyl group-containing component (B) is preferably 5,000 to 100,000, and the number average molecular weight is 10,000 to 70,000. Is more preferable. When the number average molecular weight is less than 5,000, the stability of the polymer emulsion obtained by polymerizing the component to be emulsified (A) is inferior, and the occurrence of bumps and sedimentation of the emulsion are likely to occur. When the number average molecular weight exceeds 100,000, the viscosity of the aqueous solution or emulsion (1) containing the acrylic copolymer (B1) is increased, and a gel product is easily generated.

カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)を含有するカルボキシル基含有成分(B)としては、上記アクリル系共重合体(B1)以外に、カルボキシル基を含有するポリエステル樹脂、アクリル変性ポリエステル樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコールないしその誘導体等の水に溶解ないし分散可能な成分も用いることが出来る。   As the carboxyl group-containing component (B) containing the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group, in addition to the acrylic copolymer (B1), a polyester resin containing a carboxyl group, an acrylic modified polyester resin, Components that can be dissolved or dispersed in water such as cellulose resin, polyvinyl alcohol, or derivatives thereof can also be used.

一般に、乳化重合における乳化剤は、疎水性成分を水性媒体中で乳化する役割を担う。そのために、親水性部分と疎水性部分とを有することが必須である。カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)は、親水性部分としてカルボキシル基を有している。カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)は、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和モノマーを共重合してなるものである。カルボキシル基を有するエチレン性不飽和モノマーは、共重合に供されるモノマー100重量%中少なくとも10重量%以上含まれることが好ましく、20〜80重量%含まれることがより好ましい。又、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)は、疎水性部分を有することも重要である。そこで、芳香環を有するエチレン性不飽和モノマーもしくは炭素原子数6以上のアルキル鎖を有するエチレン性不飽和モノマーを共重合成分に有することが好ましい。   In general, an emulsifier in emulsion polymerization plays a role of emulsifying a hydrophobic component in an aqueous medium. Therefore, it is essential to have a hydrophilic part and a hydrophobic part. The acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group has a carboxyl group as a hydrophilic portion. The acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group is obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group. The ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group is preferably contained at least 10% by weight or more preferably 20 to 80% by weight in 100% by weight of the monomer used for copolymerization. It is also important that the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group has a hydrophobic portion. Therefore, it is preferable to have an ethylenically unsaturated monomer having an aromatic ring or an ethylenically unsaturated monomer having an alkyl chain having 6 or more carbon atoms in the copolymer component.

カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)は、通常の方法、即ち溶剤中で溶液重合によって得ることができ、所望により、水性媒体中での重合による合成や、塊状重合による合成も可能である。   The acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group can be obtained by a usual method, that is, solution polymerization in a solvent, and can be synthesized by polymerization in an aqueous medium or bulk polymerization if desired. is there.

カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)の構成成分であるカルボキシル基を有するエチレン性不飽和モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、(無水)イタコン酸、(無水)マレイン酸等が挙げられる。尚、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)が、カルボキシル基以外に架橋反応性の官能基をもたない場合、アクリル系共重合体(B1)は有機溶剤を用いずに塊状重合によって合成することもできる。   Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group that is a constituent component of the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group include (meth) acrylic acid, (anhydrous) itaconic acid, (anhydrous) maleic acid and the like. . In addition, when the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group has no crosslinkable functional group other than the carboxyl group, the acrylic copolymer (B1) is obtained by bulk polymerization without using an organic solvent. It can also be synthesized.

一般に、乳化重合は有機溶剤の存在しない状態で行うことが多く、有機溶剤が存在しても、系全体中の有機溶剤の割合があまり多くないほうが好ましい場合が多い。有機溶剤の割合が多い場合、重合の転化率が悪くなったり、塗膜の物性が悪くなったりする場合がある。故に、被乳化成分(A)をラジカル重合する際に、溶液重合によって得たアクリル系共重合体を乳化剤として用いるためには、アクリル系共重合体重合時の有機溶剤を留去しておく必要がある場合が多い。有機溶剤を留去する方法は、通常の減圧法を用いた脱溶剤の方法が用いられる。   In general, emulsion polymerization is often performed in the absence of an organic solvent, and even when an organic solvent is present, it is often preferable that the proportion of the organic solvent in the entire system is not so large. When the proportion of the organic solvent is large, the conversion rate of the polymerization may be deteriorated, or the physical properties of the coating film may be deteriorated. Therefore, when radically polymerizing the emulsified component (A), in order to use the acrylic copolymer obtained by solution polymerization as an emulsifier, it is necessary to distill off the organic solvent during the acrylic copolymer polymerization. There are many cases. As a method of distilling off the organic solvent, a method of removing the solvent using a normal decompression method is used.

又、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)を構成し得るカルボキシル基を有するエチレン性不飽和モノマー以外の成分としては、前記エチレン性不飽和モノマー(A1)と同様のものが例示できる。例えば、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)は、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及び(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれるアミド系モノマーを少なくとも1種含有するモノマーを共重合してなる共重合体とすることもできる。N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれるアミド系モノマーの有する官能基は、硬化塗膜を形成する際に自己架橋反応したり、カルボキシル基含有成分(B)のカルボキシル基、後述するフェノール樹脂等とも架橋反応したりすることができる。又、これらは、(メタ)アクリルアミドとも架橋反応を行う。これにより、塗膜の硬化性、またその他の物性がより向上する。   Moreover, as components other than the ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group that can constitute the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group, the same components as the ethylenically unsaturated monomer (A1) can be exemplified. For example, the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group contains at least an amide monomer selected from the group consisting of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide, N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide, and (meth) acrylamide. It can also be set as the copolymer formed by copolymerizing the monomer containing 1 type. The functional group possessed by the amide monomer selected from the group consisting of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide and N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide undergoes a self-crosslinking reaction or a carboxyl group-containing component when forming a cured coating film. It can also undergo a crosslinking reaction with the carboxyl group of (B), a phenol resin described later, or the like. They also undergo a crosslinking reaction with (meth) acrylamide. Thereby, the sclerosis | hardenability of a coating film and other physical properties improve more.

カルボキシル基を有するアクリル共重合体(B1)の酸価は100〜400mgKOH/gであることが好ましい。より好ましくは100〜300mgKOH/gである。酸価が100mgKOH/gより小さいと、ラジカル重合に際して乳化力が低下しラジカル重合が不安定になるという不都合が生じる。酸価が400mgKOH/gより大きい場合には、得られる硬化塗膜の耐水性が低下する傾向にある。尚、第1及び第11の発明において、カルボキシル基含有成分(B)は、後述するように塩基性化合物(C)、及び水(D)を用いて水に溶解したり分散したりした状態にしておき、そこに被乳化成分(A)を添加するが、水に溶解した状態にしておくことが好ましい。   The acid value of the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group is preferably 100 to 400 mgKOH / g. More preferably, it is 100-300 mgKOH / g. When the acid value is less than 100 mgKOH / g, there is a disadvantage that the emulsifying power is lowered during radical polymerization and the radical polymerization becomes unstable. When the acid value is larger than 400 mgKOH / g, the water resistance of the resulting cured coating film tends to decrease. In the first and eleventh inventions, the carboxyl group-containing component (B) is dissolved or dispersed in water using a basic compound (C) and water (D) as described later. In addition, the emulsified component (A) is added thereto, but it is preferable that the component is dissolved in water.

<カルボキシル基含有成分(G)>
次に、カルボキシル基含有成分(G)について説明する。カルボキシル基含有成分(G)は、第1及び第11の発明において被乳化成分(A)をプレ乳化するために用いられるものである。カルボキシル基含有成分(G)は、上記のカルボキシル基含有成分(B)と同様にカルボキシル基を有するアクリル系共重合体を必須として含むものであり、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体以外にその他必要に応じて、カルボキシル基含有成分(B)の場合と同様にカルボキシル基を含有するポリエステル樹脂、アクリル変性ポリエステル樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂等の水に溶解ないし分散可能な成分も用いることもできる。
<Carboxyl group-containing component (G)>
Next, the carboxyl group-containing component (G) will be described. The carboxyl group-containing component (G) is used for pre-emulsifying the emulsified component (A) in the first and eleventh inventions. The carboxyl group-containing component (G) contains an acrylic copolymer having a carboxyl group as an essential component in the same manner as the above-mentioned carboxyl group-containing component (B), and other than the acrylic copolymer having a carboxyl group. If necessary, components that can be dissolved or dispersed in water, such as a polyester resin containing a carboxyl group, an acrylic-modified polyester resin, a cellulose resin, a polyvinyl alcohol resin, and the like are used as in the case of the carboxyl group-containing component (B). You can also.

カルボキシル基含有成分(G)に含まれる、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(G1)としては、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)と同様のものを挙げることができ、同様の方法で得ることができる。   Examples of the acrylic copolymer (G1) having a carboxyl group contained in the carboxyl group-containing component (G) include the same as the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group. Can be obtained by the method.

第1及び第11の発明の場合は、反応槽に存在するカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)が主としてラジカル重合時の反応場であるミセルを形成すると考えられる。従って、被乳化成分(A)のプレ乳化に用いられるカルボキシル基含有成分(G)中のカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(G1)の数平均分子量に特に制限はないが、実施に際しては、プレ乳化のし易さ等を考慮すると、数平均分子量は2000〜30000であるものが好ましく、中でも数平均分子量が5000〜20000であることがより好ましいと言える。数平均分子量が2000よりも小さいと、プレ乳化時の乳化力が低下する傾向にあり、重合時のブツや沈降物の原因となり易い。数平均分子量が30000よりも大きいと、モノマーエマルジョン(2)の粘度が高くなり、ラジカル重合する際の作業性が悪くなる場合がある。   In the case of the first and eleventh inventions, it is considered that the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group present in the reaction vessel mainly forms micelles as a reaction field during radical polymerization. Accordingly, the number average molecular weight of the acrylic copolymer (G1) having a carboxyl group in the carboxyl group-containing component (G) used for pre-emulsification of the emulsified component (A) is not particularly limited. In view of ease of pre-emulsification and the like, the number average molecular weight is preferably 2000 to 30000, and the number average molecular weight is more preferably 5000 to 20000. If the number average molecular weight is less than 2000, the emulsifying power during pre-emulsification tends to be reduced, which tends to cause lumps and sediment during polymerization. When the number average molecular weight is larger than 30000, the viscosity of the monomer emulsion (2) becomes high, and workability during radical polymerization may be deteriorated.

又、第1及び第11の発明の場合、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(G1)の酸価は、20〜400mgKOH/gであることが好ましく、100〜300mgKOH/gであることがより好ましい。酸価が20mgKOH/gよりも小さいと、プレ乳化時の乳化力が低下する傾向にあり、重合時のブツや沈降物の原因となり易い。酸価が400mgKOH/gよりも大きい場合も同様である。   In the first and eleventh inventions, the acid value of the acrylic copolymer (G1) having a carboxyl group is preferably 20 to 400 mgKOH / g, more preferably 100 to 300 mgKOH / g. preferable. When the acid value is less than 20 mgKOH / g, the emulsifying power at the time of pre-emulsification tends to be lowered, and it tends to cause blisters and precipitates at the time of polymerization. The same applies when the acid value is larger than 400 mgKOH / g.

<塩基性化合物(C)>
塩基性化合物(C)は、本発明において、カルボキシル基含有成分(B)、(G)中のカルボキシル基の一部ないし全部を中和し、カルボキシル基含有成分(B)、(G)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)>
In the present invention, the basic compound (C) neutralizes part or all of the carboxyl groups in the carboxyl group-containing components (B) and (G), and the carboxyl group-containing components (B) and (G) are dissolved in water. Or used to disperse in water.

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、カルボキシル基含有成分(B)、(G)中のカルボキシル基の全量100モル%に対して、20〜70モル%の割合で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 a proportion of 20 to 70 mol% with respect to 100 mol% of the total amount of carboxyl groups in the carboxyl group-containing components (B) and (G).

<水(D)>
本発明において、水(D)の総量は、被乳化成分(A)100重量部に対し、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。尚、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。一般に、乳化重合は溶剤の存在しない状態で行うことが多いが、水溶性の溶剤は、乳化を補う役割をすることがある。
<Water (D)>
In this invention, it is preferable that it is 100-1000 weight part with respect to 100 weight part of components (A) to emulsify, and, as for the total amount of water (D), it is more preferable that it is 200-600 weight part. A water-soluble solvent can be added for the purpose of assisting emulsification. In general, emulsion polymerization is often performed in the absence of a solvent, but a water-soluble solvent may serve to supplement the emulsification.

<カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)>
続いて、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)について説明する。本発明におけるカチオン性のラジカル開始剤は、水への溶解度が20℃条件下1.0%以上のものに限り「水溶性」と定義し、水への溶解度が1.0%未満であるものについては「非水溶性」として扱う。又、本発明中の「カチオン性」とは、水中において分子構造内にアニオン部分が生成し得ない性質のことを示す。
<Cationic water-soluble radical initiator (E)>
Subsequently, the cationic water-soluble radical initiator (E) will be described. The cationic radical initiator in the present invention is defined as “water-soluble” as long as the solubility in water is 1.0% or more under 20 ° C., and the solubility in water is less than 1.0%. Is treated as “water-insoluble”. In addition, “cationic” in the present invention indicates a property that an anionic moiety cannot be generated in the molecular structure in water.

水溶性ラジカル開始剤は、その分子構造上、カチオン性とアニオン性およびノニオン性との大きく3種類に分けられる。これら二種類の水溶性ラジカル開始剤は、乳化重合においてエチレン性不飽和モノマーと反応し、ポリマーエマルジョンを形成するという点で共通であるが、ポリマーエマルジョンそのものの性質に着目した場合に大きな差が生じる。例えば、過硫酸アンモニウムのように分子内にアニオン性官能基として過硫酸塩構造を有するアニオン性の水溶性ラジカル開始剤で乳化重合を行った場合、ラジカル開始剤由来のアニオン性官能基は、重合反応を通してポリマーエマルジョン中に組み込まれる。このアニオン性官能基は親水性に富むため、ポリマーエマルジョン表層、つまり水との界面に介在して一種の界面活性的性質を呈し、ポリマーエマルジョンの親水性向上に寄与することになる。当然、ラジカル開始剤由来のアニオン性官能基は、特に粒子界面に存在してしまうためにポリマーエマルジョンからなる硬化塗膜の親水性をも向上させてしまい、結果、硬化塗膜の耐水性、耐蒸気殺菌性は悪化し、粒子界面への水の侵入により塗膜の白化やブリスター(点状剥離)を生じる。   Water-soluble radical initiators are roughly classified into three types, cationic, anionic and nonionic, in terms of their molecular structure. These two types of water-soluble radical initiators are common in that they react with an ethylenically unsaturated monomer in emulsion polymerization to form a polymer emulsion, but there is a great difference when focusing on the properties of the polymer emulsion itself. . For example, when emulsion polymerization is performed with an anionic water-soluble radical initiator having a persulfate structure as an anionic functional group in the molecule, such as ammonium persulfate, the anionic functional group derived from the radical initiator is a polymerization reaction. Through the polymer emulsion. Since this anionic functional group is rich in hydrophilicity, the anionic functional group is present at the surface of the polymer emulsion, that is, at the interface with water and exhibits a kind of surface active property, which contributes to the improvement of the hydrophilicity of the polymer emulsion. Naturally, since the anionic functional group derived from the radical initiator is present at the particle interface, the hydrophilicity of the cured coating film made of the polymer emulsion is also improved. As a result, the water resistance and resistance of the cured coating film are improved. Steam sterilization deteriorates, and water intrusion into the particle interface causes whitening of the coating and blistering (dotted peeling).

その点、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤を使用して乳化重合を行った場合、これからなるポリマーエマルジョン中には親水性を向上させる開始剤由来のアニオン性官能基が存在することはなく、その硬化塗膜の親水性を向上させることも少ないため、耐水性、耐蒸気殺菌性に優れる良好な塗膜を形成することが可能となる。   In that respect, when emulsion polymerization is carried out using a cationic water-soluble radical initiator, there is no anionic functional group derived from the initiator that improves hydrophilicity in the polymer emulsion comprising this, Since there is little improvement in the hydrophilicity of the cured coating film, it is possible to form a good coating film having excellent water resistance and steam sterilization resistance.

カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)としては、例えば、2,2’−アゾビス[2−(フェニルアミジノ)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−545、和光純薬製)、2,2’−アゾビス{2−[N−(4−クロロフェニル)アミジノ]プロパン}ジヒドロクロリド(VA−546、和光純薬製)、2,2’−アゾビス{2−[N−(4−ヒドロキシフェニル)アミジノ]プロパン}ジヒドロクロリド(VA−548、和光純薬製)、2,2’−アゾビス[2−(N−ベンジルアミジノ)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−552、和光純薬製)、2,2’−アゾビス[2−(N−アリルアミジノ)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−553、和光純薬製)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド(V−50、和光純薬製)、2,2’−アゾビス{2−[N−(4−ヒドロキシエチル)アミジノ]プロパン}ジヒドロクロリド(VA−558、和光純薬製)、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]ジヒドロクロリド(VA−041、和光純薬製)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド(VA−044、和光純薬製)、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]ジヒドロクロリド(VA−054、和光純薬製)、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]ジヒドロクロリド(VA−058、和光純薬製)、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]ジヒドロクロリド(VA−059、和光純薬製)、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}ジヒドロクロリド(VA−060、和光純薬製)、2,2’−アゾビス[1−イミノ−1−ピロリジノ−2−エチルプロパン]ジヒドロクロリド(VA−067、和光純薬製)等が挙げられる。   Examples of the cationic water-soluble radical initiator (E) include 2,2′-azobis [2- (phenylamidino) propane] dihydrochloride (VA-545, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 2,2′-azobis. {2- [N- (4-chlorophenyl) amidino] propane} dihydrochloride (VA-546, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 2,2′-azobis {2- [N- (4-hydroxyphenyl) amidino] propane} Dihydrochloride (VA-548, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 2,2′-azobis [2- (N-benzylamidino) propane] dihydrochloride (VA-552, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 2,2′-azobis [ 2- (N-allylamidino) propane] dihydrochloride (VA-553, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (V-5) 0, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 2,2′-azobis {2- [N- (4-hydroxyethyl) amidino] propane} dihydrochloride (VA-558, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 2,2′-azobis [ 2- (5-Methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride (VA-041, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] Dihydrochloride (VA-044, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 2,2′-azobis [2- (4,5,6,7-tetrahydro-1H-1,3-diazepin-2-yl) propane] dihydrochloride ( VA-054, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 2,2′-azobis [2- (3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride (VA-058, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 2,2'-azobi [2- (5-Hydroxy-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride (VA-059, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 2,2′-azobis {2- [1- (2-Hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane} dihydrochloride (VA-060, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 2,2′-azobis [1-imino-1-pyrrolidino-2-ethylpropane] And dihydrochloride (VA-067, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).

本発明においては、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)として、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、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}ジヒドロクロリド、及び2,2’−アゾビス[1−イミノ−1−ピロリジノ−2−エチルプロパン]ジヒドロクロリドからなる群より選ばれる少なくとも1つを特に好ましく用いることができる。   In the present invention, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) is used as the cationic water-soluble radical initiator (E). ) Propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis {2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane} dihydrochloride, and 2,2′-azobis [1-imino- At least one selected from the group consisting of 1-pyrrolidino-2-ethylpropane] dihydrochloride can be particularly preferably used.

第1、第2、第11及び第12の発明について、上記カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)は重合反応の際、モノマーエマルジョン(2)、(3)中に含めておくこともできるし、カルボキシル基含有成分(B)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)、(3)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, second, eleventh and twelfth inventions, the cationic water-soluble radical initiator (E) can be included in the monomer emulsions (2) and (3) during the polymerization reaction. In addition, it can be placed in the reaction tank together with the carboxyl group-containing component (B) or the like, or added to the reaction tank when or after the monomer emulsion (2) or (3) is added. You can also. The polymerization initiator may be added intermittently or continuously, or may be added all at once.

又、本発明ではラジカル重合を行うに際し、上記、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)を酸化剤とし、これとともに還元剤を併用することで、レドックス系重合とすることも出来る。これにより、重合速度を促進したり、低温におけるラジカル重合をしたりすることが容易になる。レドックス系重合の際に使用される還元剤としては、例えば、アスコルビン酸、エリソルビン酸、酒石酸、クエン酸、ブドウ糖、ホルムアルデヒドスルホキシラートなどの金属塩等の還元性有機化合物、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム等の還元性無機化合物、硫酸第一鉄、塩化第一鉄、ロンガリット、二酸化チオ尿素などを例示できる。酸化剤、及び還元剤は、エチレン性不飽和モノマー(A1)100重量部に対して、それぞれ0.01〜1重量部、及び0.01〜2重量部程度の量を用いるのが好ましい。   In the present invention, redox polymerization can be performed by using the cationic water-soluble radical initiator (E) as an oxidizing agent and a reducing agent in combination with the cationic water-soluble radical initiator (E). This facilitates acceleration of the polymerization rate and radical polymerization at a low temperature. Examples of the reducing agent used in redox polymerization include reducing organic compounds such as metal salts such as ascorbic acid, erythorbic acid, tartaric acid, citric acid, glucose, formaldehyde sulfoxylate, sodium thiosulfate, sodium sulfite, and the like. And reducing inorganic compounds such as sodium bisulfite and sodium metabisulfite, ferrous sulfate, ferrous chloride, Rongalite, thiourea dioxide, and the like. The oxidizing agent and the reducing agent are preferably used in amounts of about 0.01 to 1 part by weight and about 0.01 to 2 parts by weight, respectively, with respect to 100 parts by weight of the ethylenically unsaturated monomer (A1).

<モノマーエマルジョン(2)、(3)>
モノマーエマルジョン(2)、(3)は、本来疎水性であるエチレン性不飽和モノマー(A1)を必須とする被乳化成分(A)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、カルボキシル基含有成分(G)もしくは(B)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、(A)、(C)、(D)、及びカルボキシル基含有成分(G)もしくは(B)を一括して混合することもできるが、カルボキシル基含有成分(G)もしくは(B)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(A)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)、(3)の分散状態の安定性の点からは、高速で撹拌したり、高シェアをかけたりすることが好ましい。尚、モノマーエマルジョン(2)、(3)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。
<Monomer emulsion (2), (3)>
The monomer emulsions (2) and (3) are prepared by radical polymerization of the emulsified component (A) which essentially requires the ethylenically unsaturated monomer (A1), which is hydrophobic. In the presence of D), the carboxyl group-containing component (G) or (B) is used as an emulsifier, so that it is pre-emulsified and used when obtaining a polymer emulsion. In obtaining the pre-emulsion, (A), (C), (D) and the carboxyl group-containing component (G) or (B) can be mixed together, but the carboxyl group-containing component (G) or (B) is preferably neutralized with the basic compound (C) in advance and dissolved or dispersed in water (D), and the emulsified component (A) is preferably emulsified 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 emulsions (2) and (3), it is preferable to stir at high speed or to apply a high share. In addition, a water-soluble solvent can be added for the purpose of assisting emulsification when the monomer emulsions (2) and (3) are obtained.

<ポリマーエマルジョン>
本発明におけるポリマーエマルジョンは、上述したようにポリマー構成成分として、
(ア)被乳化成分(A)の重合体とカルボキシル基含有成分(B)とカルボキシル基含有成分(G)、又は、
(イ)被乳化成分(A)の重合体とカルボキシル基含有成分(B)、
とからなるものである。そして、(ア)、(イ)の場合は共に、上述した被乳化成分の重合体とカルボキシル基含有成分が、主としてポリマーエマルジョン粒子のコア部とシェル部に、それぞれなり得るものと考えられる。
<Polymer emulsion>
As described above, the polymer emulsion in the present invention is a polymer component,
(A) Polymer to be emulsified (A), carboxyl group-containing component (B) and carboxyl group-containing component (G), or
(A) Polymer of emulsified component (A) and carboxyl group-containing component (B),
It consists of In both cases (a) and (b), it is considered that the polymer of the emulsified component and the carboxyl group-containing component described above can be mainly formed in the core part and the shell part of the polymer emulsion particles, respectively.

本発明においては、ポリマーエマルジョンのガラス転移温度(以下、「Tg」とも称す。)を0℃〜100℃とすることが好ましく、Tgが0℃〜70℃であることがより好ましい。一般に、塗料を構成する樹脂のTgを低くすることによって塗膜の加工性は向上し得る。ポリマーエマルジョンを含むアクリル樹脂においては、通常、アルキル基の長いモノマーを多量に使用することによって、Tgを低くすることが出来る。しかし、アルキル基の長いモノマーを多量に使用した樹脂を含有する塗料組成物による塗膜は、塗膜硬度が低くなる傾向にあり、塗装後の缶体に施される種々の複雑な加工に耐えうる塗膜硬度を得ることが困難である。即ち、分散樹脂のTgが0℃未満のポリマーエマルジョンを含有する水性塗料を缶内面被覆に使用すると、加工時に傷の入らない塗膜を得ることが困難となる。他方、分散樹脂のTgが100℃を超えるポリマーエマルジョンを含有する水性塗料の場合は、塗膜の加工性が劣る傾向にある。   In the present invention, the glass transition temperature (hereinafter also referred to as “Tg”) of the polymer emulsion is preferably 0 ° C. to 100 ° C., and Tg is more preferably 0 ° C. to 70 ° C. Generally, the processability of the coating film can be improved by lowering the Tg of the resin constituting the paint. In an acrylic resin containing a polymer emulsion, the Tg can usually be lowered by using a large amount of a monomer having a long alkyl group. However, a coating film made of a coating composition containing a resin containing a large amount of a monomer having a long alkyl group tends to have a low coating film hardness, and can withstand various complicated processes applied to the can after coating. It is difficult to obtain a coating film hardness that can be obtained. That is, when an aqueous paint containing a polymer emulsion having a dispersion resin Tg of less than 0 ° C. is used for coating the inner surface of the can, it becomes difficult to obtain a coating film that is not damaged during processing. On the other hand, in the case of an aqueous paint containing a polymer emulsion having a dispersion resin Tg of more than 100 ° C., the processability of the coating film tends to be inferior.

上記(ア)、(イ)の場合、各ポリマーエマルジョンのTgは、構成成分の各Tgと組成比とで常法に従って求めることができる。例えば、被乳化成分(A)としてポリエステル樹脂等を含まずエチレン性不飽和モノマー(A1)のみを使用し、カルボキシル基含有成分(G)、(B)としてもポリエステル樹脂等を含まずカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(G1)及び(B1)のみをそれぞれ使用する場合には、上記(ア)、(イ)においてアクリル系共重合体(G1)、(B1)を構成する各モノマー、及びエチレン性不飽和モノマー(A1)の各モノマーからそれぞれ形成され得る各ホモポリマーのTgと、ポリマーエマルジョン中の複合化ポリマーを構成する各モノマーの組成比とから常法に従って計算によって求めることが出来る。尚、被乳化成分(A)やカルボキシル基含有成分(G)、(B)としてポリエスエル樹脂等を含有する場合には、ポリエステル樹脂等のTgと、ポリマーエマルジョン中に含まれるポリエステル樹脂等の割合に基づいて、同様に求めることができる。   In the case of (a) and (b) above, the Tg of each polymer emulsion can be determined according to a conventional method using the Tg of each constituent component and the composition ratio. For example, only the ethylenically unsaturated monomer (A1) is used as the emulsified component (A) without containing a polyester resin, and the carboxyl group-containing component (G) and (B) also contain no polyester resin. In the case where only the acrylic copolymers (G1) and (B1) are used, the monomers constituting the acrylic copolymers (G1) and (B1) in the above (a) and (b), and From the Tg of each homopolymer that can be formed from each monomer of the ethylenically unsaturated monomer (A1) and the composition ratio of each monomer constituting the composite polymer in the polymer emulsion, it can be determined by calculation according to a conventional method. In addition, when a polyester resin or the like is contained as an emulsified component (A), a carboxyl group-containing component (G), or (B), the Tg of the polyester resin or the like and the ratio of the polyester resin or the like contained in the polymer emulsion Based on this, it can be obtained similarly.

換言すると本発明では、被乳化成分(A)が重合してなる樹脂、及びカルボキシル基含有成分(B)等の乳化剤成分の各Tgや組成比によって、ポリマーエマルジョンのTgを制御することができ、これによりポリマーエマルジョンのTgを0〜100℃となるように制御することが好ましい。   In other words, in the present invention, the Tg of the polymer emulsion can be controlled by the resin obtained by polymerizing the emulsified component (A) and the Tg and composition ratio of the emulsifier component such as the carboxyl group-containing component (B), Thus, it is preferable to control the Tg of the polymer emulsion to be 0 to 100 ° C.

一般に水性媒体中の乳化剤ミセルを利用してモノマーを重合する乳化重合は、その特有の重合機構故に、溶液重合では得られない高分子量のポリマーを得ることが出来る。本発明の場合も、単なる溶液重合の場合よりもポリマーエマルジョンが高分子量化しているので、その結果、該ポリマーエマルジョンを含有する水性塗料は、加工性、耐腐食性が良好である塗膜を形成することが出来たものと考察される。   In general, emulsion polymerization in which a monomer is polymerized using an emulsifier micelle in an aqueous medium can obtain a high molecular weight polymer that cannot be obtained by solution polymerization because of its unique polymerization mechanism. Also in the present invention, the polymer emulsion has a higher molecular weight than in the case of mere solution polymerization. As a result, the water-based paint containing the polymer emulsion forms a coating film having good processability and corrosion resistance. It is considered that it was possible to do.

(ア)、即ち、第1、及び第11の発明の場合は、上記したように被乳化成分(A)に対して、乳化剤成分としてカルボキシル基含有成分(B)、及び(G)を用いる。この場合、被乳化成分(A)に対して、カルボキシル基含有成分(G)は、既述したように被乳化成分(A)を予めプレ乳化するための乳化剤として機能する。カルボキシル基含有成分(G)は被乳化成分(A)100重量部に対して、0.1〜50重量部であることが好ましく、0.5〜20重量部であることがより好ましい。プレ乳化に使用する水(D)は、被乳化成分(A)100重量部に対して、1〜50重量部であることが好ましく、5〜30重量部であることがより好ましい。   (A) In other words, in the case of the first and eleventh inventions, as described above, the carboxyl group-containing components (B) and (G) are used as the emulsifier component for the emulsified component (A). In this case, with respect to the component to be emulsified (A), the carboxyl group-containing component (G) functions as an emulsifier for pre-emulsifying the component to be emulsified (A) as described above. The carboxyl group-containing component (G) is preferably 0.1 to 50 parts by weight, and more preferably 0.5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the emulsified component (A). Water (D) used for pre-emulsification is preferably 1 to 50 parts by weight, and more preferably 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the emulsified component (A).

被乳化成分(A)100重量部に対して、カルボキシル基含有成分(B)とカルボキシル基含有成分(G)との合計は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(A)100重量部に対して、カルボキシル基含有成分(B)と(G)との合計が5重量部より少ない場合、被乳化成分(A)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(A)100重量部に対して、乳化剤成分たるカルボキシル基含有成分(B)と(G)との合計が300重量部より多い場合、焼付け硬化後の塗膜の加工性の向上があまり期待できない。被乳化成分(A)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。したがって、乳化剤成分たるカルボキシル基含有成分(B)と(G)との合計が300重量部よりも多くなると、相対的に被乳化成分(A)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。   The total of the carboxyl group-containing component (B) and the carboxyl group-containing component (G) is preferably 5 to 300 parts by weight, and more preferably 10 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the emulsified component (A). More preferred is 20 to 100 parts by weight. When the total of the carboxyl group-containing components (B) and (G) is less than 5 parts by weight per 100 parts by weight of the emulsified component (A), the emulsified component (A) and the polymer emulsion after polymerization are emulsified. It tends to be difficult. Further, when the total of the carboxyl group-containing components (B) and (G) as emulsifier components is more than 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the emulsified component (A), the processability of the coating film after baking and curing is improved. I cannot expect much improvement. The emulsified component (A) 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 of the carboxyl group-containing components (B) and (G) as emulsifier components is more than 300 parts by weight, the emulsified component (A) is relatively reduced, and as a result, the processability of the cured coating film is reduced. The improvement of can not be expected very much.

(イ)、即ち、第2、及び第12の発明の場合は、上記したように被乳化成分(A)100重量部に対して、プレ乳化の際に用いられるカルボキシル基含有成分(B)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。又、被乳化成分(A)100重量部に対して、プレ乳化に使用する水(D)は、50〜500重量部であることが好ましく、100〜300重量部であることがより好ましい。被乳化成分(A)100重量部に対して、乳化剤成分たるカルボキシル基含有成分(B)が5重量部より少ない場合、被乳化成分(A)や重合後の複合化ポリマーが乳化されにくくなり易い。また、被乳化成分(A)100重量部に対して、乳化剤成分たるカルボキシル基含有成分(B)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の向上があまり期待できない。被乳化成分(A)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含有成分(B)が300重量部よりも多くなると、相対的に被乳化成分(A)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。   (I) That is, in the case of the second and twelfth inventions, the carboxyl group-containing component (B) used in the pre-emulsification is 100 parts by weight of the emulsified component (A) as described above. 5 to 300 parts by weight, more preferably 10 to 200 parts by weight, and still more preferably 20 to 100 parts by weight. Moreover, it is preferable that the water (D) used for pre-emulsification is 50-500 weight part with respect to 100 weight part of to-be-emulsified component (A), and it is more preferable that it is 100-300 weight part. When the carboxyl group-containing component (B), which is an emulsifier component, is less than 5 parts by weight relative to 100 parts by weight of the emulsified component (A), the emulsified component (A) and the polymerized polymer after polymerization are difficult to be emulsified. . Further, when the carboxyl group-containing component (B) as an emulsifier component is more than 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the emulsified component (A), the processability of the coating film after baking and curing cannot be expected so much. The component to be emulsified (A) 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. Therefore, when the carboxyl group-containing component (B) as an emulsifier component is more than 300 parts by weight, the emulsified component (A) is relatively reduced, and as a result, improvement in the workability of the cured coating film can hardly be expected.

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、カルボキシル基含有成分(B)、(G)中のカルボキシル基と反応し得る。また、被乳化成分(A)から形成される重合体やカルボキシル基含有成分(B)、(G)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(A1)がアミド系モノマーに由来する架橋性官能基を有する場合は、これら架橋性官能基とも反応し得る。   The phenol resin and amino resin can react with the carboxyl group in the carboxyl group-containing components (B) and (G) in addition to the self-crosslinking reaction. When the polymer formed from the emulsified component (A) or the carboxyl group-containing component (B) or (G) has a hydroxyl group, the phenol resin or amino resin can also react with these hydroxyl groups. Furthermore, when the ethylenically unsaturated monomer (A1) 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。   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.

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。   Examples of the amino resin used in the present invention include urea, melamine, and benzoguanamine added with formalin.

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。   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。カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)を用いるとこれら有機溶剤を添加した際の安定性が特に優れる。   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. When a cationic water-soluble radical initiator (E) is used, the stability when these organic solvents are added is particularly excellent.

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 can be suitably used as a paint for coating inner and outer surfaces of cans for containing beverages and foods. Suitable for inner 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.

以下に実施例により本発明を具体的に説明する。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 specifically described below with reference to examples. In the examples, “parts” represents “parts by weight” and “%” represents “% by weight”.

[合成例1]カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1−1)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100部、イオン交換水100部を仕込んで、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96部、スチレン52部、アクリル酸エチル42部、N−ブトキシメチルアクリルアミド10部、及び過酸化ベンゾイル2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。滴下終了から1時間後、及び2時間後に過酸化ベンゾイル0.2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45000、ガラス転移温度73℃、酸価312mgKOH/gのアクリル系共重合体の溶液(固形分50%)を得た。次に、ジメチルエタノールアミン29.8部を添加して、10分間撹拌した後、イオン交換水368.2部を加えて水溶化せしめ、不揮発分25%のカルボキシル基を有する水性アクリル共重合体の水溶液を得た。これを水性アクリル共重合体(B1−1)水溶液とする。
[Synthesis Example 1] Synthesis of Acrylic Copolymer (B1-1) Having Carboxyl Group Ethylene glycol monobutyl ether in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, dropping tank, and nitrogen gas introduction tube 100 parts and 100 parts of ion-exchanged water were charged, and the temperature was raised to 90 ° C. While maintaining the temperature in the reaction vessel at 90 ° C., a mixture consisting of 96 parts of methacrylic acid, 52 parts of styrene, 42 parts of ethyl acrylate, 10 parts of N-butoxymethylacrylamide, and 2 parts of benzoyl peroxide was added from the dropping tank for 4 hours. It was dripped continuously over. After 1 hour and 2 hours from the end of dropping, 0.2 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 45000, the glass transition temperature was 73 ° C, and the acid value was 312 mgKOH / g. An acrylic copolymer solution (solid content 50%) was obtained. Next, after adding 29.8 parts of dimethylethanolamine and stirring for 10 minutes, 368.2 parts of ion-exchanged water was added to make it water-soluble, and the aqueous acrylic copolymer having a carboxyl group with a nonvolatile content of 25% was added. An aqueous solution was obtained. This is designated as an aqueous acrylic copolymer (B1-1) aqueous solution.

[合成例2]カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1−2)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100部、イオン交換水100部を仕込んで、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96部、スチレン52部、アクリル酸エチル42部、N−ブトキシメチルアクリルアミド10部、及び過酸化ベンゾイル8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。滴下終了から1時間後、及び2時間後に過酸化ベンゾイル0.2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11000、ガラス転移温度73℃、酸価312mgKOH/gのアクリル系共重合体の溶液(固形分50%)を得た。次に、ジメチルエタノールアミン29.8部を添加して、10分間撹拌した後、イオン交換水361.8部を加えて水溶化せしめ、不揮発分25%のカルボキシル基を有する水性アクリル共重合体の水溶液を得た。これを水性アクリル共重合体(B1−2)水溶液とする。
[Synthesis Example 2] Synthesis of Acrylic Copolymer (B1-2) Having Carboxyl Group Ethylene glycol monobutyl ether in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, dropping tank, and nitrogen gas inlet tube 100 parts and 100 parts of ion-exchanged water were charged, and the temperature was raised to 90 ° C. While maintaining the temperature in the reaction vessel at 90 ° C., a mixture of 96 parts of methacrylic acid, 52 parts of styrene, 42 parts of ethyl acrylate, 10 parts of N-butoxymethylacrylamide, and 8 parts of benzoyl peroxide was added from the dropping tank for 4 hours. It was dripped continuously over. After 1 hour and 2 hours from the end of dropping, 0.2 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 11,000, the glass transition temperature was 73 ° C., and the acid value was 312 mgKOH / g. An acrylic copolymer solution (solid content 50%) was obtained. Next, after 29.8 parts of dimethylethanolamine was added and stirred for 10 minutes, 361.8 parts of ion-exchanged water was added to make it water-soluble, and the aqueous acrylic copolymer having a carboxyl group with a nonvolatile content of 25% was added. An aqueous solution was obtained. This is designated as an aqueous acrylic copolymer (B1-2) aqueous solution.

[合成例3]カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1−3)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100部、イオン交換水100部を仕込んで、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130部、スチレン36部、アクリル酸エチル24部、N−ブトキシメチルアクリルアミド10部、及び過酸化ベンゾイル2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。滴下終了から1時間後、及び2時間後に過酸化ベンゾイル0.2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50000、ガラス転移温度94℃、酸価425mgKOH/gのアクリル系共重合体の溶液(固形分50%)を得た。次に、ジメチルエタノールアミン29.8部を添加して、10分間撹拌した後、イオン交換水361.8部を加えて水溶化せしめ、不揮発分25%のカルボキシル基を有する水性アクリル共重合体の水溶液を得た。これを水性アクリル共重合体(B1−3)水溶液とする。
Synthesis Example 3 Synthesis of Acrylic Copolymer (B1-3) Having Carboxyl Group Ethylene glycol monobutyl ether in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, dropping tank, and nitrogen gas inlet tube 100 parts and 100 parts of ion-exchanged water were charged, and the temperature was raised to 90 ° C. While maintaining the temperature in the reaction vessel at 90 ° C., a mixture of 130 parts of methacrylic acid, 36 parts of styrene, 24 parts of ethyl acrylate, 10 parts of N-butoxymethylacrylamide, and 2 parts of benzoyl peroxide was added from the dropping tank for 4 hours. It was dripped continuously over. After 1 hour and 2 hours from the end of dropping, 0.2 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 50000, the glass transition temperature was 94 ° C, and the acid value was 425 mgKOH / g. An acrylic copolymer solution (solid content 50%) was obtained. Next, after 29.8 parts of dimethylethanolamine was added and stirred for 10 minutes, 361.8 parts of ion-exchanged water was added to make it water-soluble, and the aqueous acrylic copolymer having a carboxyl group with a nonvolatile content of 25% was added. An aqueous solution was obtained. This is designated as an aqueous acrylic copolymer (B1-3) aqueous solution.

[合成例4]カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(G1−1)の合成
攪拌機、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、n−ブタノール200部を仕込んで、105℃まで昇温した。反応容器内の温度を105℃に保ちながら、メタクリル酸80部、スチレン70部、アクリル酸エチル40部、N−ブトキシメチルアクリルアミド10部、及び過酸化ベンゾイル10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。滴下終了から1時間後、及び2時間後に過酸化ベンゾイル1.0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5000、ガラス転移温度75℃、酸価261mgKOH/gのアクリル系共重合体の溶液(固形分50%)を得た。次に、ジメチルエタノールアミン24.8部を添加して、10分間撹拌した後、イオン交換水642部を加えて水溶化せしめた。その後、減圧下でn−ブタノールとイオン交換水を合計で400部留去せしめ、不揮発分30%のカルボキシル基を有する水性アクリル共重合体水溶液を得た。これを水性アクリル共重合体(G1−1)水溶液とする。
[Synthesis Example 4] Synthesis of Acrylic Copolymer (G1-1) Having Carboxyl Group In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, dropping tank, and nitrogen gas inlet tube, 200 parts of n-butanol The temperature was raised to 105 ° C. While maintaining the temperature in the reaction vessel at 105 ° C., a mixture of 80 parts of methacrylic acid, 70 parts of styrene, 40 parts of ethyl acrylate, 10 parts of N-butoxymethylacrylamide, and 10 parts of benzoyl peroxide was added from the dropping tank for 4 hours. It was dripped continuously over. After 1 hour and 2 hours from the end of dropping, 1.0 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 5000, the glass transition temperature was 75 ° C., and the acid value was 261 mgKOH / g. An acrylic copolymer solution (solid content 50%) was obtained. Next, 24.8 parts of dimethylethanolamine was added and stirred for 10 minutes, and then 642 parts of ion-exchanged water was added to make it water-soluble. Thereafter, a total of 400 parts of n-butanol and ion-exchanged water were distilled off under reduced pressure to obtain an aqueous acrylic copolymer aqueous solution having a carboxyl group with a nonvolatile content of 30%. This is designated as an aqueous acrylic copolymer (G1-1) aqueous solution.

[実施例1]
合成例4で得られたカルボキシル基含有アクリル共重合体(G1−1)水溶液3.3部(固形分約1.0部)とイオン交換水10.7部を混合し、そこへスチレン39.0部、アクリル酸エチル23.5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と1%の2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド(V−50、和光純薬製)水溶液3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(2−1)を調製した。
[Example 1]
3.3 parts of the carboxyl group-containing acrylic copolymer (G1-1) aqueous solution obtained in Synthesis Example 4 (solid content: about 1.0 part) and 10.7 parts of ion-exchanged water were mixed, and styrene 39. 0%, ethyl acrylate 23.5 parts, N-butoxymethylacrylamide 7.5 parts ethylenically unsaturated monomer mixture and 1% 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (V- 50, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 3 parts of an aqueous solution was added and stirred to prepare a monomer emulsion (2-1).

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含有アクリル共重合体(B1−1)水溶液116部(固形分29部)とイオン交換水80部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ、撹拌しながら60℃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(2−1)を仕込み、3時間かけて反応容器内の温度を60℃にたもちながら、撹拌下に滴下して、理論Tgが54℃のポリマーエマルジョンを得た。その後、イオン交換水114.3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。   In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping tank, and a nitrogen gas introduction tube, 116 parts (solid content) of an aqueous solution of carboxyl group-containing acrylic copolymer (B1-1) obtained in Synthesis Example 1 29 parts) and 80 parts of ion-exchanged water were added, and the temperature was raised to 60 ° C. with stirring while introducing nitrogen gas. Next, the monomer emulsion (2-1) is charged into the dropping tank 1 and added dropwise with stirring while maintaining the temperature in the reaction vessel at 60 ° C. over 3 hours to obtain a polymer emulsion having a theoretical Tg of 54 ° C. Obtained. Thereafter, 114.3 parts of ion-exchanged water, 50 parts of n-butanol and 50 parts of ethylene glycol monobutyl ether were added, filtered through a 5 μm filter to take out the contents, and an aqueous paint (1) having a nonvolatile content of 20% was obtained. Obtained.

[実施例2]
合成例1で得られたカルボキシル基含有アクリル共重合体(B1−1)水溶液120部とイオン交換水76.7部を混合し、そこへスチレン39.0部、アクリル酸エチル23.5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と1%の2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド(V−50、和光純薬製)水溶液3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(3−1)を調製した。
[Example 2]
120 parts of the aqueous solution of carboxyl group-containing acrylic copolymer (B1-1) obtained in Synthesis Example 1 and 76.7 parts of ion-exchanged water were mixed, and 39.0 parts of styrene, 23.5 parts of ethyl acrylate, A mixture of ethylenically unsaturated monomers consisting of 7.5 parts of N-butoxymethylacrylamide and 3 parts of an aqueous solution of 1% 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (V-50, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) The monomer emulsion (3-1) was prepared by adding and stirring.

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、イオン交換水12.1部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ、撹拌しながら60℃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(3−1)を仕込み、3時間かけて反応容器内の温度を60℃にたもちながら、撹拌下に滴下して、理論Tgが54℃のポリマーエマルジョンを得た。その後、イオン交換水114.3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。   Charge a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, dropping tank, and nitrogen gas inlet tube to charge 12.1 parts of ion-exchanged water and raise the temperature to 60 ° C. with stirring while introducing nitrogen gas. did. Next, the monomer emulsion (3-1) is charged into the dropping tank 1 and dropped while stirring while keeping the temperature in the reaction vessel at 60 ° C. over 3 hours, to obtain a polymer emulsion having a theoretical Tg of 54 ° C. Obtained. Thereafter, 114.3 parts of ion-exchanged water, 50 parts of n-butanol and 50 parts of ethylene glycol monobutyl ether were added, filtered through a 5 μm filter, and the content was taken out to obtain an aqueous paint (2) having a non-volatile content of 20%. Obtained.

[実施例3]
合成例4で得られたカルボキシル基含有アクリル共重合体(G1−1)水溶液3.3部(固形分約1.0部)とイオン交換水10.7部を混合し、そこへスチレン43.0部、アクリル酸エチル27.0部からなるエチレン性不飽和モノマーの混合物と1%の2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド(V−50、和光純薬製)水溶液3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(2−3)を調製した。
[Example 3]
3.3 parts of the carboxyl group-containing acrylic copolymer (G1-1) aqueous solution obtained in Synthesis Example 4 (solid content: about 1.0 part) and 10.7 parts of ion-exchanged water were mixed, and styrene 43. 3 parts of a mixture of ethylenically unsaturated monomer consisting of 0 parts ethyl acrylate and 27.0 parts and 1% 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (V-50, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) Was added and stirred to prepare a monomer emulsion (2-3).

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含有アクリル共重合体(B1−1)水溶液116部(固形分29部)とイオン交換水80部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ、撹拌しながら60℃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(2−3)を仕込み、3時間かけて反応容器内の温度を60℃にたもちながら、撹拌下に滴下して、理論Tgが52℃のポリマーエマルジョンを得た。その後、イオン交換水114.3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(3)を得た。   In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping tank, and a nitrogen gas introduction tube, 116 parts (solid content) of an aqueous solution of carboxyl group-containing acrylic copolymer (B1-1) obtained in Synthesis Example 1 29 parts) and 80 parts of ion-exchanged water were added, and the temperature was raised to 60 ° C. with stirring while introducing nitrogen gas. Next, the monomer emulsion (2-3) is charged into the dropping tank 1 and dropped with stirring while maintaining the temperature in the reaction vessel at 60 ° C. over 3 hours, to obtain a polymer emulsion having a theoretical Tg of 52 ° C. Obtained. Thereafter, 114.3 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 (3) having a nonvolatile content of 20%. Obtained.

[実施例4]
カルボキシル基含有アクリル共重合体(B1−1)水溶液の代わりに、合成例2で得られたカルボキシル基含有アクリル共重合体(B1−2)水溶液を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、ポリマーエマルジョンの理論Tgが54℃であり、不揮発分が20%の水性塗料(4)を得た。
[Example 4]
A method similar to Example 1 except that the aqueous solution of carboxyl group-containing acrylic copolymer (B1-2) obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the aqueous solution of carboxyl group-containing acrylic copolymer (B1-1). Thus, a water-based paint (4) having a theoretical Tg of 54 ° C. and a nonvolatile content of 20% was obtained.

[実施例5]
カルボキシル基含有アクリル共重合体(B1−1)水溶液の代わりに、合成例3で得られたカルボキシル基含有アクリル共重合体(B1−3)水溶液を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、ポリマーエマルジョンの理論Tgが58℃であり、不揮発分が20%の水性塗料(5)を得た。
[Example 5]
The same method as in Example 1 except that the aqueous solution of carboxyl group-containing acrylic copolymer (B1-3) obtained in Synthesis Example 3 was used instead of the aqueous solution of carboxyl group-containing acrylic copolymer (B1-1). Thus, a water-based paint (5) having a theoretical Tg of the polymer emulsion of 58 ° C. and a non-volatile content of 20% was obtained.

[実施例6]
合成例4で得られたカルボキシル基含有アクリル共重合体(G1−1)水溶液3.3部(固形分約1.0部)とイオン交換水10.7部を混合し、そこへスチレン15.0部、アクリル酸エチル47.5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と1%の2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド(V−50、和光純薬製)水溶液3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(2−4)を調製した。
[Example 6]
A mixture of 3.3 parts (solid content: about 1.0 part) of the carboxyl group-containing acrylic copolymer (G1-1) aqueous solution obtained in Synthesis Example 4 and 10.7 parts of ion-exchanged water was mixed therewith. 0%, ethyl acrylate 47.5 parts, N-butoxymethylacrylamide 7.5 parts ethylenically unsaturated monomer mixture and 1% 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (V- 50, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 3 parts of an aqueous solution was added and stirred to prepare a monomer emulsion (2-4).

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含有アクリル共重合体(B1−1)水溶液116部(固形分29部)とイオン交換水80部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ、撹拌しながら60℃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(2−4)を仕込み、3時間かけて反応容器内の温度を60℃にたもちながら、撹拌下に滴下して、理論Tgが23℃のポリマーエマルジョンを得た。その後、イオン交換水114.3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(6)を得た。   In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping tank, and a nitrogen gas introduction tube, 116 parts (solid content) of an aqueous solution of carboxyl group-containing acrylic copolymer (B1-1) obtained in Synthesis Example 1 29 parts) and 80 parts of ion-exchanged water were added, and the temperature was raised to 60 ° C. with stirring while introducing nitrogen gas. Next, the monomer emulsion (2-4) is charged into the dropping tank 1 and added dropwise with stirring while maintaining the temperature in the reaction vessel at 60 ° C. over 3 hours to obtain a polymer emulsion having a theoretical Tg of 23 ° C. Obtained. Thereafter, 114.3 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, and an aqueous paint (6) having a nonvolatile content of 20% was obtained. Obtained.

[実施例7]
合成例4で得られたカルボキシル基含有アクリル共重合体(G1−1)水溶液3.3部(固形分約1.0部)とイオン交換水10.7部を混合し、そこへスチレン52.0部、アクリル酸エチル10.0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と1%の2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド(V−50、和光純薬製)水溶液3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(2−5)を調製した。
[Example 7]
3.3 parts (solid content: about 1.0 part) of the carboxyl group-containing acrylic copolymer (G1-1) aqueous solution obtained in Synthesis Example 4 and 10.7 parts of ion-exchanged water were mixed, and styrene 52. 0 part, 10.0 parts ethyl acrylate, 7.5 parts N-butoxymethylacrylamide and a mixture of ethylenically unsaturated monomer and 1% 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (V— 50, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 3 parts of an aqueous solution was added and stirred to prepare a monomer emulsion (2-5).

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含有アクリル共重合体(B1−1)水溶液116部(固形分29部)とイオン交換水80部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ、撹拌しながら60℃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(2−5)を仕込み、3時間かけて反応容器内の温度を60℃にたもちながら、撹拌下に滴下して、理論Tgが75℃のポリマーエマルジョンを得た。その後、イオン交換水114.3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。   In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping tank, and a nitrogen gas introduction tube, 116 parts (solid content) of an aqueous solution of carboxyl group-containing acrylic copolymer (B1-1) obtained in Synthesis Example 1 29 parts) and 80 parts of ion-exchanged water were added, and the temperature was raised to 60 ° C. with stirring while introducing nitrogen gas. Next, the monomer emulsion (2-5) is charged into the dropping tank 1 and dropped while stirring while keeping the temperature in the reaction vessel at 60 ° C. over 3 hours, to obtain a polymer emulsion having a theoretical Tg of 75 ° C. Obtained. Thereafter, 114.3 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 (7) having a nonvolatile content of 20%. Obtained.

[実施例8]
カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)として、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド(V−50、和光純薬製)の代わりに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}ジヒドロクロリド(VA−060、和光純薬製)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で、ポリマーエマルジョンの理論Tgが58℃であり、不揮発分が20%の水性塗料(8)を得た。
[Example 8]
Instead of 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (V-50, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the cationic water-soluble radical initiator (E), 2,2′-azobis {2- [ 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane} dihydrochloride (VA-060, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used in the same manner as in Example 1 except that A water-based paint (8) having a theoretical Tg of 58 ° C. and a non-volatile content of 20% was obtained.

[実施例9](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(8)を得た。
[Example 9] (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 (8) having a nonvolatile content of 20%.

[実施例10](アミノ樹脂添加)
実施例1で得た水性塗料(1)200部の撹拌下に「メラン11E」(日立化成工業(株)製、アミノ樹脂)の62%溶液2.6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(10)を得た。
[Example 10] (Amino resin added)
Aqueous paint obtained in Example 1 (1) 2.6 parts of a 62% solution of “Melan 11E” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., amino resin) was added under stirring of 200 parts and filtered through a 5 μm filter. Then, the contents were taken out to obtain an aqueous paint (10) having a nonvolatile content of 20%.

[比較例1]
1%の2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド(V−50、和光純薬製)水溶液の代わりに、1%過硫酸アンモニウム水溶液を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、ポリマーエマルジョンの理論Tgが54℃であり、不揮発分が20%の水性塗料(9)を得た。
[Comparative Example 1]
The same method as in Example 1 except that 1% ammonium persulfate aqueous solution was used instead of 1% 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (V-50, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) aqueous solution. Thus, a water-based paint (9) having a theoretical Tg of 54 ° C. and a nonvolatile content of 20% was obtained.

[比較例2]
1%の2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド(V−50、和光純薬製)水溶液の代わりに、1%過硫酸アンモニウム水溶液を用いた以外は、実施例2と同様の方法で、ポリマーエマルジョンの理論Tgが54℃であり、不揮発分が20%の水性塗料(10)を得た。
[Comparative Example 2]
The same method as in Example 2, except that 1% ammonium persulfate aqueous solution was used instead of 1% 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (V-50, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) aqueous solution. Thus, a water-based paint (10) having a theoretical Tg of 54 ° C. and a nonvolatile content of 20% was obtained.

[塗料の濾過性]
5μmのフィルターで濾過した際の濾過性の評価を下記の評価基準に従い行った。
◎:500gの塗料の濾過を10分以内に完了できる。
○:500gの塗料の濾過を10分以上20分以内で完了できる。
△:500gの塗料の濾過を20分以上30分以内で完了できる。
×:500gの塗料の濾過を30分以上でも完了できない。
[Filterability of paint]
The filterability when filtered through a 5 μm filter was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: Filtration of 500 g of paint can be completed within 10 minutes.
○: Filtration of 500 g of paint can be completed within 10 minutes to 20 minutes.
Δ: Filtration of 500 g of paint can be completed within 20 minutes to 30 minutes.
X: Filtration of 500 g of paint cannot be completed even after 30 minutes.

[塗膜の評価]
実施例1〜8、比較例1〜2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。尚、耐レトルト白化評価における塗膜の透明性については、実施例1〜8、比較例1〜2で得た各水性塗料を厚さ0.23mmのブリキ板にアルミ板と同様の塗工、焼き付けを行い、評価用ブリキ板テストパネルを得て評価を行った。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 8 and Comparative Examples 1 and 2 was applied to an aluminum plate having a thickness of 0.26 mm so that the dry film thickness was 5 to 6 μm, and the ambient temperature was measured using a gas oven. 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. In addition, about the transparency of the coating film in anti-retort whitening evaluation, each water-based paint obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2 was applied to a tin plate having a thickness of 0.23 mm in the same manner as an aluminum plate, Baking was performed to obtain an evaluation tin plate test panel for evaluation. The results are shown in Table 1. Each evaluation method will be described below.

<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℃でし、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。
<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 commercially available sports drink and retort Retort treatment was performed at 125 ° C. for 30 minutes in the kettle. Then, it was immersed at 50 ° C., taken out after 4 days, and the blisters of the flat surface portion and the DuPont impact portion were evaluated.

◎: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
◎: 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。
<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.

◎: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
◎: No peeling ○: Less than 5% peeling △: 5-50% peeling ×: More than 50% peeling

<耐レトルト白化−目視試験>
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い、塗膜の外観について目視で評価した。
<Retort whitening-visual test>
While the test panel was immersed in water, a retort treatment was performed at 130 ° C. for 1 hour in a retort kettle, and the appearance of the coating film was visually evaluated.

◎:未処理の塗膜と変化なし
○:ごく薄く白化
△:やや白化
×:著しく白化
◎: Untreated coating and no change ○: Very thin whitening △: Slightly whitening ×: Remarkably whitening

<耐レトルト白化−塗膜の透明性(ヘイズ値)>
ブリキ板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。次いで、水銀を用いたアマルガム法により、レトルト処理したブリキ板テストパネルから塗膜を剥離させてフィルム状とし、得られた塗膜フィルムの透明性(ヘイズ値)をヘイズメーター(日本電色工業(株)製「NDH−500W」)にて測定した。ヘイズ値は、値の低いものほど塗膜の透明性に優れ、高いものほど透明性に劣る。レトルト処理により白化した塗膜は、透明性を低下させるため高いヘイズ値が得られる。
<Retort Whitening-Transparency of Coating Film (Haze Value)>
While the tin plate test panel was immersed in water, a retort treatment was performed in a retort kettle at 130 ° C. for 1 hour. Next, the coating film was peeled off from the retort-treated tin plate test panel by the amalgam method using mercury to form a film, and the transparency (haze value) of the obtained coating film was measured with a haze meter (Nippon Denshoku Industries ( It was measured by “NDH-500W” manufactured by Co., Ltd.). The lower the haze value, the better the transparency of the coating film, and the higher the haze value, the poorer the transparency. Since the coating film whitened by the retort treatment reduces transparency, a high haze value is obtained.

◎:ヘイズ値が2.0%未満
○:ヘイズ値が2.0%以上5.0%未満
△:ヘイズ値が5.0%以上10.0%未満
×:ヘイズ値が10.0%以上
◎: Haze value is less than 2.0% ○: Haze value is 2.0% or more and less than 5.0% △: Haze value is 5.0% or more and less than 10.0% ×: Haze value is 10.0% 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、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。
<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 test panel was cut into a size of 30 mm × 50 mm, the coating film was on the outside, and the test part was previously folded by hand so that the test site had a width of 30 mm. Two aluminum plates having a thickness of 0.26 mm were sandwiched between them, 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% concentration saline solution, and 6.0 V × 6 seconds was passed between the metal portion 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.

◎:10mA未満
○:10mA以上20mA未満
△:20mA以上50mA未満
×:50mA以上
◎: 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

Figure 2008297380
表1に示すように、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)でラジカル重合してなるポリマーエマルジョンを用いた実施例1〜10の水性塗料は、塗料の安定性に由来する濾過性が良好であり、耐食性、耐レトルト密着性、耐レトルト白化性およびレトルト後の加工性も良好であったのに対し、比較例1〜2水性塗料は、濾過性や耐レトルト白化性等のいずれかが不良であり、全てが良好となるものは得られなかった。
Figure 2008297380
As shown in Table 1, the water-based paints of Examples 1 to 10 using a polymer emulsion formed by radical polymerization with a cationic water-soluble radical initiator (E) have good filterability derived from the stability of the paint. While the corrosion resistance, retort adhesion, retort whitening resistance and processability after retort were good, Comparative Examples 1 and 2 were either water-resistant paints or any of filterability, retort whitening resistance, etc. It was bad and everything that was good was not obtained.

Claims (12)

カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)を含有するカルボキシル基含有成分(B)、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(A1)を含有する被乳化成分(A)、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(G1)を含有するカルボキシル基含有成分(G)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有するモノマーエマルジョン(2)を、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)で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ことを特徴とする水性塗料。   Presence of an aqueous solution or emulsion (1) of a polymer comprising a carboxyl group-containing component (B) containing a carboxyl group-containing acrylic copolymer (B1), a basic compound (C), and water (D) Below, an emulsified component (A) containing an ethylenically unsaturated monomer (A1), a carboxyl group-containing component (G) containing an acrylic copolymer (G1) having a carboxyl group, a basic compound (C) And a water-based paint comprising a polymer emulsion obtained by radical polymerization of a monomer emulsion (2) containing water (D) with a cationic water-soluble radical initiator (E). 水(D)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(A1)を含有する被乳化成分(A)、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)を含有するカルボキシル基含有成分(B)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有するモノマーエマルジョン(3)を、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)で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ことを特徴とする水性塗料。   In the presence of water (D), an emulsified component (A) containing an ethylenically unsaturated monomer (A1), a carboxyl group-containing component (B) containing an acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group, An aqueous solution characterized by containing a polymer emulsion obtained by radical polymerization of a monomer emulsion (3) containing a basic compound (C) and water (D) with a cationic water-soluble radical initiator (E). paint. カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)が、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、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}ジヒドロクロリド、及び2,2’−アゾビス[1−イミノ−1−ピロリジノ−2−エチルプロパン]ジヒドロクロリドからなる群より選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする請求項1又は2記載の水性塗料。   Cationic water-soluble radical initiator (E) is 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride 2,2′-azobis {2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane} dihydrochloride, and 2,2′-azobis [1-imino-1-pyrrolidino-2 The water-based paint according to claim 1 or 2, which is at least one selected from the group consisting of -ethylpropane] dihydrochloride. エチレン性不飽和モノマー(A1)が、N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド、及び(メタ)アクリルアミドからなる群より選ばれるアミド系モノマーを少なくとも1種含有することを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の水性塗料。   The ethylenically unsaturated monomer (A1) contains at least one amide monomer selected from the group consisting of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide, N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide, and (meth) acrylamide. The water-based paint according to any one of claims 1 to 3. カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)の数平均分子量が5000〜10万であることを特徴とする請求項1〜4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 acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group has a number average molecular weight of 5,000 to 100,000. カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)の酸価が、100〜400mgKOH/gであることを特徴とする請求項1〜5いずれか記載の水性塗料。   The water-based paint according to any one of claims 1 to 5, wherein an acid value of the acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group is 100 to 400 mgKOH / g. ポリマーエマルジョンのガラス転移温度が0〜100℃であることを特徴とする請求項1〜6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 polymer emulsion has a glass transition temperature of 0 to 100 ° C. 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1〜7いずれか記載の水性塗料。   The aqueous paint according to any one of claims 1 to 7, 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1〜8いずれか記載の水性塗料。   The water-based paint according to any one of claims 1 to 8, wherein the water-based paint is used for coating 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9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。   10. A coated can comprising a can for containing a beverage or food covered with the aqueous paint according to claim 9. カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)を含有するカルボキシル基含有成分(B)、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(A1)を含有する被乳化成分(A)、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(G1)を含有するカルボキシル基含有成分(G)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有するモノマーエマルジョン(2)を、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)でラジカル重合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。   Presence of an aqueous solution or emulsion (1) of a polymer comprising a carboxyl group-containing component (B) containing a carboxyl group-containing acrylic copolymer (B1), a basic compound (C), and water (D) Below, an emulsified component (A) containing an ethylenically unsaturated monomer (A1), a carboxyl group-containing component (G) containing an acrylic copolymer (G1) having a carboxyl group, a basic compound (C) And a monomer emulsion (2) containing water (D) by radical polymerization with a cationic water-soluble radical initiator (E). 水(D)の存在下に、エチレン性不飽和モノマー(A1)を含有する被乳化成分(A)、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体(B1)を含有するカルボキシル基含有成分(B)、塩基性化合物(C)、及び水(D)を含有するモノマーエマルジョン(3)を、カチオン性の水溶性ラジカル開始剤(E)でラジカル重合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 (A) containing an ethylenically unsaturated monomer (A1), a carboxyl group-containing component (B) containing an acrylic copolymer (B1) having a carboxyl group, A method for producing a polymer emulsion, wherein the monomer emulsion (3) containing a basic compound (C) and water (D) is radically polymerized with a cationic water-soluble radical initiator (E).
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