JP2014051632A - 水性複合樹脂組成物及び物品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、スルホン酸塩基を有するポリエステル樹脂(a1)粒子中にエポキシ樹脂(a2)の一部または全部が内在し、かつ、前記ポリエステル樹脂(a1)と前記エポキシ樹脂(a2)との質量割合[(a1)/(a2)]が95/5〜30/70の範囲である複合樹脂粒子(A)、水性媒体(B)、及び、硬化剤(C)を含有する水性複合樹脂組成物であって、前記硬化剤(C)がカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子(c1)を含有するものであることを特徴とする水性複合樹脂組成物及びコーティング剤に関するものである。
【選択図】なし
Description
180℃に調製した反応容器にエチレングリコール558質量部(8.99モル)、ジエチレングリコール478質量部(4.50モル)、テレフタル酸896質量部(5.39モル)、イソフタル酸478質量部(2.88モル)、ブチルヒドロキシ錫オキシド0.5質量部を仕込み4時間かけて240℃まで昇温し、その後240℃で反応を続けて約260質量部の溜出液をトラップした。
テレフタル酸896質量部(5.39モル)の代わりにテレフタル酸665質量部(4.00モル)、イソフタル酸478質量部(2.88モル)の代わりにイソフタル酸543質量部(3.27モル)、そして5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル213質量部(0.72モル)の代わりに5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル509質量部(1.72モル)を用いること以外は合成例1と同様の方法でポリエステル樹脂(I−2)を得た。
テレフタル酸896質量部(5.39モル)の代わりにテレフタル酸934質量部(5.62モル)、イソフタル酸478質量部(2.88モル)の代わりにイソフタル酸500質量部(3.01モル)、そして5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル213質量部(0.72モル)の代わりに5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル107質量部(0.36モル)を用いること以外は合成例1と同様の方法でポリエステル樹脂(I−3)を得た。
5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルの全量の代わりにトリメリット酸53質量部(0.25モル)を用いること以外は、合成例1と同様の方法で重縮合反応することによって、ポリエステル樹脂(I’−4)を得た。
重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により、下記の条件で測定した。
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/分
注入量:100μL
測定試料濃度:固形濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液
標準試料:下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−550」
示差走査熱量計(DSC)を用いた測定によって観察される、昇温曲線中のガラス転移に由来する2つの折曲点の温度の中間値を求め、これをガラス転移温度とした。
前記カルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体を乾燥し、乾燥固化した樹脂粒子の0.05g〜0.5gを、300mL三角フラスコに秤量し、次いで、テトラヒドロフランとイオン交換水との質量割合[テトラヒドロフラン/イオン交換水]が8/2の混合溶媒約80mLを加えそれらの混合液を得た。
式中、Aは樹脂の固形分酸価(mgKOH/g)、Bは滴定に用いた0.1mol/L水酸化カリウム水溶液の量(mL)、fは0.1mol/L水酸化カリウム水溶液のファクター、Sは樹脂粒子の質量(g)、5.611は水酸化カリウムの式量(56.11/10)である。
ポリエステル樹脂(I−1)の代わりにポリエステル樹脂(I−2)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法によって、不揮発分が35質量%の水性複合樹脂組成物(II−2)を得た。
反応容器にN−メチル−2−ピロリドン130質量部を投入し、ゆっくりと攪拌しながら、前記ポリエステル樹脂(I−3)を200質量部加え、60℃下で攪拌を続けることによって、粘調なポリエステル樹脂組成物を得た。
反応容器にN−メチル−2−ピロリドン200質量部を投入し、ゆっくりと攪拌しながら、前記ポリエステル樹脂(I−1)を200質量部加え、60℃下で攪拌を続けることによって、粘調なポリエステル樹脂組成物を得た。
反応容器にN−メチル−2−ピロリドン160質量部を投入し、ゆっくりと攪拌しながら、前記ポリエステル樹脂(I−1)を240質量部加え、60℃下で攪拌を続けることによって、粘調なポリエステル樹脂組成物を得た。
EPICLON N−673−80M(DIC株式会社製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、固形分エポキシ当量=209g/eq、不揮発分=80質量%、溶媒;メチルエチルケトン)の代わりに、EPICLON N−740−80M(DIC株式会社製、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、固形分エポキシ当量=180g/eq、不揮発分=80質量%、溶媒;メチルエチルケトン)を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で不揮発分=35質量%の水性複合樹脂組成物(II−6)を得た。
反応容器にN−メチル−2−ピロリドン130質量部を投入し、ゆっくりと攪拌しながら、前記ポリエステル樹脂(I−1)を200質量部加え、60℃下で攪拌を続けることによって、粘調なポリエステル樹脂組成物を得た。
反応容器にN−メチル−2−ピロリドン130質量部を投入し、ゆっくりと攪拌しながら、前記ポリエステル樹脂(I’−4)を200質量部加え、60℃下で攪拌を続けることによって、粘調なポリエステル樹脂組成物を得た。
反応容器にN−メチル−2−ピロリドン200質量部を投入し、ゆっくりと攪拌しながら、前記ポリエステル樹脂(I’−4)を200質量部加え、60℃下で攪拌を続けることによって、粘調なポリエステル樹脂組成物を得た。
反応容器にN−メチル−2−ピロリドン320質量部を投入し、ゆっくりと攪拌しながら、前記ポリエステル樹脂(I−1)を200質量部加え、60℃下で攪拌を続けることによって、粘調なポリエステル樹脂組成物を得た。
反応容器にN−メチル−2−ピロリドン130質量部を投入し、ゆっくりと攪拌しながら、前記ポリエステル樹脂(I−1)を200質量部加え、60℃下で攪拌を続けることによって、粘調なポリエステル樹脂組成物を得た。
反応容器にN−メチル−2−ピロリドン196質量部を投入し、ゆっくりと攪拌しながら、前記ポリエステル樹脂(I−1)を294質量部加え、60℃下で攪拌を続けることによって、粘調なポリエステル樹脂組成物を得た。
調製例及び比較調製例で得た製造直後の水性複合樹脂組成物や比較用の水性複合樹脂組成物を、40℃の環境下に30日間保存した。
○:若干の沈殿物が確認されたが、実用上使用可能なレベルであり、また、再度攪拌することによって、沈殿物の再分散が可能であった。
△:沈殿物がやや多く、再度攪拌してもごく一部の沈殿物が残留し、十分に再分散することができなかった。
×:樹脂全量の約50質量%以上が沈殿し、再度の攪拌によっても、再分散ですることができなかった。
温度計、窒素ガス導入管、攪拌機を備えた反応容器中で窒素ガスを導入しながら、イソフタル酸830質量部(5モル)、アジピン酸730質量部(5モル)、1,4−ブタンジオール1026質量部(11.4モル)及びジブチル錫オキサイド0.5質量部を仕込み酸価が1以下になるまで230℃で15時間重縮合反応を行い、ポリエステルポリオールA(水酸基当量=1000g/eq)を得た。
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに酢酸n−ブチル155.1質量部を仕込み、120℃に昇温、これに無水マレイン酸160質量部、メタクリル酸n−ブチル240質量部、酢酸n−ブチル122.4質量部、パーブチルD(ジターシャリーブチルハイドロパーオキサイド:日本油脂株式会社製)2.6質量部、パーブチルZ(ターシャリーブチルパーオキシベンゾエート:日本油脂株式会社製)4.9質量部の溶解混合物を2時間かけて滴下し、120℃〜125℃にて反応を行った。その後120℃に120分間ホールドした後、温度を90℃に下げ、25%安水145.6質量部、イオン交換水1420.3質量部を添加し、中和、水分散を実施した。これを90℃で酢酸n−ブチルを除去することで、カルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−1)〔不揮発分=20質量%、固形分酸価=228mgKOH/g〕を得た。
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに酢酸n−ブチル155.1質量部を仕込み、120℃に昇温、これに無水マレイン酸160質量部、メタクリル酸n−ラウリル100質量部、アクリル酸140質量部、酢酸n−ブチル122.4質量部、パーブチルD(ジターシャリーブチルハイドロパーオキサイド:日本油脂株式会社製)2.6質量部、パーブチルZ(ターシャリーブチルパーオキシベンゾエート:日本油脂株式会社製)4.9質量部の溶解混合物を2時間かけて滴下し、120℃〜125℃にて反応を行った。その後120℃に120分間ホールドした後、温度を90℃に下げ、25%安水315.2質量部、イオン交換水1667.9質量部を添加し、中和、水分散を実施した。これを90℃で酢酸n−ブチルを除去することで、カルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−1)〔不揮発分=20質量%、固形分酸価=498mgKOH/g〕を得た。
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに酢酸n−ブチル155.1質量部を仕込み、120℃に昇温、これに無水マレイン酸56質量部、メタクリル酸n−ブチル284質量部、スチレン60質量部、酢酸n−ブチル122.4質量部、パーブチルD(ジターシャリーブチルハイドロパーオキサイド:日本油脂株式会社製)2.6質量部、パーブチルZ(ターシャリーブチルパーオキシベンゾエート:日本油脂株式会社製)4.9質量部の溶解混合物を2時間かけて滴下し、120℃〜125℃にて反応を行った。その後120℃に120分間ホールドした後、温度を90℃に下げ、25%安水77.7質量部、イオン交換水1667.9質量部を添加し、中和、水分散を実施した。これを90℃で酢酸n−ブチルを除去することで、カルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−1)〔不揮発分=20質量%、固形分酸価=80mgKOH/g〕を得た。
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに酢酸n−ブチル155.1質量部を仕込み、120℃に昇温、これに無水マレイン酸35.2質量部、メタクリル酸n−ブチル240質量部、スチレン124.8質量部、酢酸n−ブチル122.4質量部、パーブチルD(ジターシャリーブチルハイドロパーオキサイド:日本油脂株式会社製)2.6質量部、パーブチルZ(ターシャリーブチルパーオキシベンゾエート:日本油脂株式会社製)4.9質量部の溶解混合物を2時間かけて滴下し、120℃〜125℃にて反応を行った。その後120℃に120分間ホールドした後、温度を90℃に下げ、25%安水48.8質量部、イオン交換水1667.9質量部を添加し、中和、水分散を実施した。これを90℃で酢酸n−ブチルを除去することで、カルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−1)〔不揮発分=20質量%、固形分酸価=50mgKOH/g〕を得た。
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに酢酸n−ブチル155.1質量部を仕込み、120℃に昇温、これに無水マレイン酸180質量部、メタクリル酸n−ラウリル60質量部、アクリル酸160質量部、酢酸n−ブチル122.4質量部、パーブチルD(ジターシャリーブチルハイドロパーオキサイド:日本油脂株式会社製)2.6質量部、パーブチルZ(ターシャリーブチルパーオキシベンゾエート:日本油脂株式会社製)4.9質量部の溶解混合物を2時間かけて滴下し、120℃〜125℃にて反応を行った。その後120℃に120分間ホールドした後、温度を90℃に下げ、25%安水358.6質量部、イオン交換水1667.9質量部を添加し、中和、水分散を実施した。これを90℃で酢酸n−ブチルを除去することで、カルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−1)〔不揮発分=20質量%、固形分酸価=568mgKOH/g〕を得た。
反応容器で前記ポリエステルポリオールAを412質量部を減圧下100℃で脱水し、その後80℃まで冷却後、メチルエチルケトン833.2質量部を加え、攪拌し均一に混合した。
調製例1で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II−1)100質量部と、製造例1で調製したカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−1)103質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV−1)を得た。
調製例1で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II−1)100質量部と、製造例2で調製したカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−2)47.2質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV−2)を得た。
調製例1で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II−1)100質量部と、製造例3で調製したカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−3)293.6質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV−3)を得た。
調製例1で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II−1)100質量部と、製造例4で調製した水分散体(III−4)469.8質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV−4)を得た。
調製例1で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II−1)100質量部と、製造例5で調製したカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−5)41.4質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV−5)を得た。
調製例1で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II−1)100質量部と、製造例6で調製したカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−6)187.9質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV−6)を得た。
調製例2で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II−2)100量部と、製造例1で調製したカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−1)103.0質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV−7)を得た。
調製例3で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II−3)100質量部と、製造例1で調製したカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−1)103.0質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV−8)を得た。
調製例4で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II−4)100質量部と、製造例1で調製したカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−1)133.9質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV−9)を得た。
調製例5で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II−5)100質量部と、製造例1で調製したカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−1)35.3質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV−10)を得た。
調製例6で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II−6)100質量部と、製造例1で調製したカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−1)119.6質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV−10)を得た。
調製例7で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II−7)100質量部と、製造例1で調製したカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子の水分散体(III−1)114.5質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV−12)を得た。
比較調製例1で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II’−1)100.0質量部と、10%質量%のクエン酸水溶液53.6質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV’−1)を得た。
比較調製例2で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II’−2)100.0質量部と、10%質量%のクエン酸水溶液75.1質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV’−2)を得た。
比較調製例3で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II’−3)100.0質量部と、10%質量%のクエン酸水溶液85.8質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV’−1)を得た。
比較調製例4で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II’−4)100.0質量部と、10%質量%のクエン酸水溶液51.0質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV’−4)を得た。
比較調製例5で製造した直後の水性複合樹脂組成物(II’−5)100.0質量部と、10%質量%のクエン酸水溶液1.2質量部とを混合することによって水性複合樹脂組成物(IV’−5)を得た。
実施例及び比較例で得た製造直後の水性複合樹脂組成物を、40℃の環境下に3日間保存した。
○:若干の沈殿物が確認されたが、実用上使用可能なレベルであり、また、再度攪拌することによって、沈殿物の再分散が可能であり、塗膜形成も評価可能であった。
△:沈殿物がやや多く、再度攪拌してもごく一部の沈殿物が残留し、バーコーターでの塗布が困難であり評価可能な塗膜の形成が困難であった。
×:樹脂全量の約50質量%以上が沈殿し、再度の攪拌によっても、再分散せず、バーコーターでの塗布が不可能であった。
100質量%のエタノールをしみこませた綿棒を用い、前記で得た塗膜表面を約0.3kgの圧力で30回擦過した。前記擦過後の塗膜表面を目視で観察し、以下の評価基準に従って評価した。
○:擦過前後で塗膜表面に、ごく僅かな白化や傷が確認できたが、十分な透明性を維持しており実用上問題ないレベルであった。
△:擦過前後で塗膜表面に明確な白化及び傷が確認でき、透明性の明確な低下が確認できた。
×:塗膜表面が溶解し、未処理PETフィルム(ルミラー)の表面が確認できた。
○:前記色・つやの変化がごく僅かに認められたが、実用上問題ないレベルであった。
△:前記色・つやの変化が、塗膜の約4cm2の範囲の約半分の範囲で認められた。
×:前記色・つやの変化が非常に顕著に認められ、実用上問題があるレベルであった。
○:擦過前後で塗膜表面に、ごく僅かな白化や傷が確認できたが、十分な透明性を維持しており実用上問題ないレベルであった。
△:擦過前後で塗膜表面に明確な白化及び傷が確認でき、透明性の明確な低下が確認できた。
×:塗膜表面が溶解し、未処理PETフィルム(ルミラー)の表面が確認できた。
前記ポットライフ試験(40℃×3日)後の水性複合樹脂組成物を用いて得た塗膜の表面に、JIS S 6037に規定するマーキングペンの黒、赤、青、それぞれのペン先を押しつけ、ペン先の広い幅の辺に対して直角の方向に、毎秒約150mmの速さで動かし、前記塗膜表面に、線幅が約2cmの線を、互いに接するよう3本引くことによって、塗膜表面の約36cm2の範囲を塗りつぶした。
○:前記色・つやの変化がごく僅かに認められたが、実用上問題ないレベルであった。
△:前記色・つやの変化が、塗膜の約4cm2の範囲の約半分の範囲で認められた。
×:前記色・つやの変化が非常に顕著に認められ、実用上問題があるレベルであった。
前記実施例及び比較例で得た塗膜を、水中に40℃×24時間浸漬した後、前記塗膜表面を目視で観察し、以下の評価基準に従って評価した。
○:浸漬前後で、塗膜表面に、ごく僅かな白化や傷が確認できたが、十分な透明性を維持しており実用上問題ないレベルであった。
△:浸漬前後で、塗膜表面に明確な白化及び傷が確認でき、透明性の明確な低下が確認できた。
×:浸漬前後で、塗膜表面に明確な白化及び傷が確認でき、透明性の著しい低下が確認できた。
前記ポットライフ試験(40℃×3日)後の水性複合樹脂組成物を用いて得た塗膜を水中に40℃×30日間浸漬した後、前記塗膜表面を目視で観察し、上記耐水性1の評価基準と同様の基準にしたがって評価した。
Claims (4)
- スルホン酸塩基を有するポリエステル樹脂(a1)粒子中にエポキシ樹脂(a2)の一部または全部が内在し、かつ、前記ポリエステル樹脂(a1)と前記エポキシ樹脂(a2)との質量割合[(a1)/(a2)]が95/5〜30/70の範囲である複合樹脂粒子(A)、水性媒体(B)、及び、硬化剤(C)を含有する水性複合樹脂組成物であって、前記硬化剤(C)がカルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子(c1)を含有するものであることを特徴とする水性複合樹脂組成物。
- 前記カルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子(c1)が、カルボキシル基もしくはその中和塩基を有するウレタン樹脂粒子、または、カルボキシル基もしくはその中和塩基を有するアクリル樹脂粒子である請求項1に記載の水性複合樹脂組成物。
- 前記カルボキシル基もしくはその中和塩基を有する樹脂粒子(c1)が、50〜500の範囲の酸価を有するウレタン樹脂粒子またはアクリル樹脂粒子である請求項2に記載の水性複合樹脂組成物。
- ポリエステル基材からなる層(I)と、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水性複合樹脂組成物を用いて形成されたプライマーコート層(II)と、上塗り塗膜層(III)とを有することを特徴とする物品。
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