JP2017061621A - ポリエステルおよび缶被覆用塗料 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、耐酸性や硫化水素耐性が良好な硬化塗膜を形成できる塗料等に使用できるポリエステル、および缶用塗料の提供を目的とする。
【解決手段】ポリカルボン酸(A)とポリオール(B)との反応生成物であるポリエステルであって、前記ポリカルボン酸(A)の合計100モル%中、テレフタル酸を15〜50モル%と、イソフタル酸を50〜85モル%とを含み、
前記ポリオール(B)の合計100モル%中、脂環型ジオールを10〜40モル%と、炭素数4〜6で、1級の水酸基を分子の両末端にそれぞれ有し、側鎖を有しない直鎖状ジオール(a)を5〜30モル%と、分子の両末端に水酸基を有し、アルキル基が2個結合した第4級炭素原子を有する分岐型ジオール(b)を40〜70モル%と、炭素数2〜3のジオール(c)を3〜25モル%と含む、ポリエステル。
【選択図】図1

Description

本発明は、缶の被覆用等に使用できるポリエステルに関する。
従来、缶の内面および外面を被覆する塗料の主成分として広く使用されていたビスフェノールA(以下、BPAともいう)型エポキシ樹脂は、環境省が公表した「内分泌撹乱作用を有すると疑われる化学物質」のリスト67物質の中に挙げられたためBPAを使用しない塗料が求められていた。
塗料の中でも缶の内面を被覆する塗料は、内容物の風味を損なわない耐フレーバー性、耐内容物性、耐レトルト性、および缶部材成型時の多様な加工に耐えうる塗膜を形成できる等の性能が求められていた。
中でも、食料を収容する、いわゆる食缶の内面塗膜においては、耐内容物性(酸耐性および硫化水素耐性)が特に重要である。
塗料の耐内容物性として「酸耐性」(acid resistance)は、例えば、缶に酸性食品を充填すると、内容物が加水分解して塗膜を損傷させることで、酸成分が缶体(例えば、鉄)に錆を発生させる現象に対する耐性である。また、例えば缶体の素材が鉄で内容物が魚肉の場合、アミノ酸分解により発生する微量の硫化水素が塗膜を透過して、缶体と反応して缶体を黒く変色させる現象がある。この現象に対する耐性を塗膜の「硫化水素耐性」(sulfur resistance)という。
塗膜の耐内容物性が不足すると上記現象による錆や黒変が発生する問題があった。
特許文献1には、ポリオール成分として、1,4−シクロヘキサンジメタノールを20モル%、2−メチル−1,3−プロパンジオール50モル%使用したポリエステル、およびそのポリエステルを使用した塗料が開示されている。
特開2004−256725号公報
しかし、従来のポリエステルを使用して作製した塗料は、硬化塗膜の内容物に対する耐性が低く、酸耐性および硫化水素耐性が不足する問題があった。
本発明は、酸耐性や硫化水素耐性が良好な硬化塗膜を形成できる塗料等に使用できるポリエステル、および缶用塗料の提供を目的とする。
本発明のポリエステルは、ポリカルボン酸(A)とポリオール(B)との反応生成物で あるポリエステルであって、
前記ポリカルボン酸(A)の合計100モル%中、テレフタル酸を15〜50モル%と、イソフタル酸を50〜85モル%とを含み、
前記ポリオール(B)の合計100モル%中、脂環型ジオールを10〜40モル%と、炭素数4〜6で、1級の水酸基を分子の両末端にそれぞれ有し、側鎖を有しない直鎖状ジオール(a)を5〜30モル%と、分子の両末端に水酸基を有し、アルキル基が2個結合した第4級炭素原子を有する分岐型ジオール(b)を40〜70モル%と、炭素数2〜3のジオール(c)を3〜25モル%と含む。
上記の本発明によれば、ポリエステルの合成に、嵩高い、脂環型ジオールおよび分岐型ジオール(b)をポリオール(B)全体の50モル%以上使用したことで、硬化被膜の酸成分および硫化水素の透過を抑制した。これらに抑制により缶体の錆および黒変色を防止できる。
本発明により酸耐性や硫化水素耐性が良好な硬化塗膜を形成できる塗料等に使用できるポリエステル、および缶用塗料を提供できる。
図1は、加工性試験の試験片の作製方法を説明する。(a)テストパネルを折り曲げる前の模式図、(b)テストパネルを折り曲げて試験片を作製する説明の模式図、(c)試験片におもりを落下させる方法を説明した模式図。
本発明について説明する前に、用語を定義する。ポリカルボン酸(A)には、ポリカルボン酸中のカルボキシル基が、メタノールやエタノール等のモノアルコールによってエステル化された化合物、およびポリカルボン酸の酸無水物も包含される。
また、本明細書において「テレフタル酸」とは、アルキル基で置換されていても良いテレフタル酸を意味し、「イソフタル酸」とは、アルキル基で置換されていても良いイソフタル酸を意味する。
ポリカルボン酸(A)として、上記のエステル化された化合物を使用する場合、「ポリカルボン酸(A)のカルボキシル基の数」は、「−COOH」と「−COOR」(Rは、アルキルアルコールをエステル化に使用した場合であれば、当該エステル化に使用したアルキルアルコールのアルキル基である。)との合算となる。
また、酸無水物基は、2つのカルボキシル基から脱水によって生成するものであるため、本発明においては、酸無水物基1個はカルボキシル基2個に相当するものとする。例えば、無水トリメリット酸は、カルボキシル基3個を有する化合物とみなす。
本発明のポリエステルは、ポリカルボン酸(A)およびポリオール(B)を反応させて合成する。前記ポリカルボン酸(A)の合計100モル%中、テレフタル酸が15〜50モル%、イソフタル酸が50〜85モル%であり、かつ、前記ポリオール(B)の合計100モル%中、脂環型ジオールを10〜40モル%と、炭素数4〜6で、1級の水酸基を分子の両末端にそれぞれ有し、側鎖を有しない直鎖状ジオール(a)(以下、直鎖状ジオール(a)という)を5〜30モル%と、分子の両末端に水酸基を有し、アルキル基が2個結合した第4級炭素原子を有する分岐型ジオール(b)を40〜70モル%と、炭素数2〜3のジオール(c)(以下、ジオール(c)という)を3〜25モル%と含むことが重要である。
本発明のポリエステルは、塗料、接着剤等の原料として使用することが好ましく、塗料がより好ましい。また、塗料は、建築用塗料、缶用塗料等があることを缶用塗料が好まし。本発明のポリスエテルを缶用塗料に使用すると、嵩高い脂環型ジオール、および嵩高い分岐型ジオール(b)をポリオール(B)中に50モル%以上使用した効果として、良好な、酸耐性、および硫化水素耐性が得られる。
これら効果について考察すると、脂環式ジオールを使用するとポリエステルの主鎖中に脂環構造が導入される。脂環構造は嵩高く、かつ柔軟であるために熱運動により複数の配座構造をとることができるため立体障害の大きな分子鎖を形成できる。
また分岐型ジオール(b)を使用するとポリエステルの主鎖の同一炭素原子上に複数の側鎖を配置できる。これによりポリエステルは立体障害の大きな分子鎖を形成できる。 本発明では脂環型ジオールと分岐型ジオール(b)とを併用することによる、両者の異なる機構に基づく分子鎖の立体障害の相乗効果により、硬化塗膜を酸成分や硫化水素が透過し難くなることで酸耐性、および硫化水素耐性が得られる。
一方、ポリオール成分に脂環型ジオール、または分岐型ジオール(b)を使用して合成したポリエステルの場合、缶用塗料が通常必要な性能をすべて満たすことは難しい。
なお、本発明のポリエステルを塗料に使用した場合、当該塗料は、缶用塗料として通常必要な耐内容物性、耐レトルト性および加工性を満たすことができる。
また、本発明のポリエステルの好ましい態様は、ポリカルボン酸(A)の合計100モル%中、テレフタル酸が15〜40モル%、イソフタル酸が50〜80モル%であり、ポリオール(B)の合計100モル%中、脂環型ジオールが15〜35モル%、直鎖状ジオール(a)が10〜25モル%、分岐型ジオール(b)が45〜65モル%、およびジオール(c)が5〜15モル%である。前記態様により酸耐性、および硫化水素耐性がより向上する。
本発明で用いるポリカルボン酸(A)は、テレフタル酸、およびイソフタル酸を必須成分としている。他に任意成分として以下の化合物を使用できる。なお、テレフタル酸は、テレフタル酸アルキルエステルを含む、同様にイソフタル酸は、イソフタル酸アルキルエステルを含む。
芳香族二塩基酸としては、例えば、オルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、およびビフェニルジカルボン酸等が挙げられる。
脂肪族二塩基酸としては、例えばセバシン酸、アジピン酸、コハク酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、およびダイマー酸等が挙げられる。
脂環式二塩基酸としては、例えば1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、および1,2−シクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられる。
また、その他、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸などのα、β−不飽和ジカルボン酸等が挙げられる。
なお、これらの化合物のアルキルエステル(以下、エステル化物ともいう)および酸無水物も、ポリカルボン酸(A)として使用することができる。
ポリエステル中に分岐構造を導入するために、上記二塩基酸に加えて、3官能以上の酸を使用してもよい。3官能以上の酸は、例えば、(無水)トリメリット酸〔トリメリット酸と無水トリメリット酸とをあわせて「(無水)トリメリット酸」と表記する。以下同様。〕、(無水)ピロメリット酸、およびエチレングリコールビストリメリテート二無水物等が挙げられる。さらに、必要に応じて、1官能の酸を使用してもよい。
ポリオール(B)は、ポリオール(B)全量中に脂環型ジオールおよび分岐型ジオール(b)を合計で50モル%以上含むことが必要である。これらの組合せにより良好な、耐内容物性、および耐レトルト性が得られる。脂環型ジオールは、10〜40モル%使用することが重要であり、15〜35モル%が好ましい。このポリオールにより、耐内容物性、加工性が得られる。また、分岐型ジオール(b)は、40〜70モル%使用することが重要であり、45〜65モル%が好ましい。
脂環型ジオールとしては、例えば、1,2−シクロペンタンジオール、1,3−シクロペンタンジオール、1,2−シクロペンタンジメタノール、1,3−シクロペンタンジメタノール、ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.0]デカン等の5員環ジオール;
1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2−ビス−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン等の6員環ジオール等が挙げられる。
これらの中でも、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が好ましく、1,4−シクロヘキサンジメタノールがより好ましい。
また、ポリオール(B)は、ポリオール(B)全量中に直鎖状ジオール(a)を5〜30モル%使用することが重要であり、10〜25モル%が好ましい。直鎖状ジオール(a)を用いることで加工性、および塗膜の基材との密着性が得られる。直鎖状ジオール(a)としては、直鎖アルキレン基に2つの水酸基が結合したアルカンジオールが好ましく、例えば、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。なお基材は、金属(例えば、鉄、アルミニウムやその合金)、およびにプラスチック(例えば、ポリエステル等)等が挙げられる。
ポリオール(B)は、ポリオール(B)全量中に分岐型ジオール(b)を40〜70モル%使用することが重要であり、45〜65モル%が好ましい。分岐型ジオール(b)を用いることで耐内容物性、耐レトルト性が得られる。分岐型ジオール(b)としては、例えば、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−メチル−1,4−ブタンジオール、2−エチル−2−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジメチル−1,4−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールおよび1,1,4,4−テトラメチル−1,4−ブタンジオール等が挙げられる。これらの中でもネオペンチルグリコール、2,2−ジメチル−1,4−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1,5−ペンタンジオール等が好ましく、ネオペンチルグリコールがより好ましい。
ポリオール(B)は、ポリオール(B)全量中にジオール(c)を3〜25モル%使用することが重要であり、5〜15モル%が好ましい。分岐型ジオール(b)を用いることでポリエステルの生産安定性、溶剤への溶解性が得られる。ジオール(c)としては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール等が挙げられる。これらの中でもエチレングリコールが好ましい。
ポリオール(B)は、前記成分以外に以下の化合物を使用できる。
炭素数2〜10の脂肪族ジオールとしては、例えば、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,9−ノナンジオール等が挙げられる。
エーテル結合を含有するジオールとしては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。
ポリエステル中に分岐構造を導入するために、ジオールに加えて、3官能以上のアルコールを使用してもよい。3官能以上のアルコールは、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、トリメチロールエタン、マンニトール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、α−メチルグルコシド等が挙げられる。さらに、必要に応じて、1官能のアルコールを使用してもよい。
本発明におけるポリエステルは、ポリカルボン酸(A)、ポリオール(B)を、高温下、縮合反応等またはエステル交換反応させる等公知の反応で合成できる。なお、ポリカルボン酸(A)の一部に酸無水物を用いる場合、一部、付加反応も生じる。反応の終点は、通常、酸価によって判定する。
ポリカルボン酸(A)とポリオール(B)の配合比は、ポリカルボン酸(A)がエステル化物を含まない場合は、ポリオール(B)中の水酸基の数(NB)とポリカルボン酸(A)中のカルボキシル基の数(NA)との比がNB/NA=1.10〜1.40であることが好ましく、1.15〜1.35がより好ましい。
また、ポリカルボン酸(A)がエステル化物を含む場合は、NB/NA=1.10〜2.40であることが好ましく、1.20〜2.10であることがより好ましい。
BとNAとの比が上記範囲にあれば、缶用塗料に使用したときに耐レトルト性および加工性がより優れるポリエステルが得られる。
ポリエステルの数平均分子量は、5,000〜30,000であることが好ましく、8,000〜25,000がより好ましい。数平均分子量がこの範囲にあれば、溶剤への溶解性をより向上することができ、かつ、加工性及び耐レトルト性がより優れた硬化塗膜を形成することができる。なお、本明細書における数平均分子量は、GPC(ゲルパーミエイションクロマトグラフィー)による標準ポリスチレン換算の値である。
ポリエステルのガラス転移温度(以下、Tgともいう)は、−20〜70℃であることが好ましく、−10〜60℃がより好ましい。ガラス転移温度がこの範囲にあれば、缶用塗料に使用したときに耐内容物性、耐レトルト性および加工性がより優れたポリエステルが得られる。
ポリエステルは、金属およびプラスチックスに対する密着性や硬化剤との反応性を向上させるために、酸価を有することができる。具体的には、重合反応の終了後あるいは途中において、ポリカルボン酸無水物を付加させる方法等が好ましい。ポリカルボン酸無水物としては、例えば、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、エチレングリコールビストリメリテート二無水物等が挙げられる。
ポリエステルの酸価は、30mgKOH/g以下であることが好ましく、20mgKOH/gがより好ましい。酸価がこの範囲にあれば、耐レトルト性がより向上する。なお酸価の下限値は、0mgKOH/gである。
本発明の缶用塗料は、本発明のポリエステルとフェノール樹脂を含む。前記フェノール樹脂は、塗膜を焼付硬化する時にポリエステルを架橋させるための硬化剤である。なお、フェノール樹脂は、フェノールモノマーと、ホルムアルデヒド等のアルデヒドとの付加縮合反応により合成した樹脂である。
フェノールモノマーは、例えば、フェノール、o−クレゾール、p−クレゾール、p−tert−ブチルフェノール、p−フェニルフェノール、p−ノニルフェノール、2,3−キシレノール、2,5−キシレノール、m−クレゾール、3,5−キシレノール、レゾルシノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールB、ビスフェノールE、ビスフェノールH、ビスフェノールS、カテコール、およびハイドロキノン等が挙げられる。これらの中でも硬化性および反応性が優れるフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール等が好ましく、m−クレゾールがより好ましい。
フェノールモノマーは、単独または2種類以上を併用できる。
フェノールモノマーは、フェノール性の水酸基に対して、オルト位とパラ位とが反応部位となる。従って、o−クレゾール、p−クレゾール、p−tert−ブチルフェノール、p−フェニルフェノール、p−ノニルフェノール、2,3−キシレノール、2,5−キシレノール等は、1分子中に反応部位が2箇所あるため、当量数が2のフェノールモノマーであり、官能基が2となる。
また、フェノール、m−クレゾール、3,5−キシレノール、レゾルシノール等は1分子中に反応部位が3箇所あるため、当量数が3のフェノールモノマーであり官能基が3となる。
また、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールB、ビスフェノールE、ビスフェノールH、ビスフェノールS等のビスフェノールや、カテコール、ハイドロキノン等は、1分子中に反応部位が4箇所あるため、当量数が4のフェノールモノマーであり、官能基が4となる。これに対して当量数が4未満のフェノールモノマーを用いると、分子量が適切なフェノール樹脂を得やすい。そのため、上記フェノール樹脂を使用した塗料は、溶剤に対する溶解性が向上するため、硬化塗膜の表面にフェノール樹脂由来のブツ(異物ないし凝集物)が生じ難い。
本発明においてフェノール樹脂は、m−クレゾールとアルデヒドを反応させた樹脂が好ましい。このフェノール樹脂は、ポリエステルとの反応性が高く、硬化性が優れているため耐レトルト性が優れる塗膜が得られる。また、好ましく使用できる市販品としては、例えば、住友ベークライト社製スミライトレジンPR−55317(メタクレゾール系フェノール樹脂、不揮発分濃度50質量%)、昭和電工社製ショウノールCKS−3898(メタクレゾール系フェノール樹脂、不揮発分濃度50質量%)等が挙げられる。なお、メタクレゾール系とは、フェノール樹脂の原料にm−クレゾールを使用していることを示す。
ポリエステルとフェノール樹脂との質量比は、ポリエステル/フェノール樹脂=95/5〜60/40であることが好ましく、90/10〜65/35がより好ましい。両者の質量比がこの範囲内にあれば、加工性、耐レトルト性等がより向上する。
本発明の缶用塗料は、フェノール樹脂以外に、例えば、アミノ樹脂等の硬化剤を併用してもよい。
本発明の缶用塗料は、任意成分としてワックス等の滑剤、硬化触媒およびレベリング剤等の添加剤、ならびに有機溶剤を配合できる。これらを配合すると製缶工程における硬化塗膜の傷付きを防止できる。ワックスは、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挙げられる。
硬化触媒は、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、硫酸、およびリン酸化合物、ならびにこれらの中和物等が挙げられる。
本発明の缶用塗料は、缶の内面および外面を問わずに使用できるところ、その硬化塗膜の特徴を活かして、缶の内面塗料として使用することが好ましく、特に食用缶の内面塗料として使用することが好ましい。
本発明の食用缶は、缶体と、前記缶体の内面の少なくとも一部に、本発明の缶用塗料からなる硬化塗膜を備えている。硬化被膜が形成される部位は、缶胴部、缶蓋部および缶底部が挙げられる。なお、缶体とは、缶胴部、缶蓋部および缶底部を備えている。
食用缶の作製方法を説明する。
あらかじめ円筒状に成型された缶胴部材に、缶用塗料を塗装し、硬化することで得る。
また、金属板に、缶用塗料を塗装・硬化したのち、打ち抜き工程を経て、缶胴部、缶蓋部材、缶底部材を得ることもできる。
なお、本発明の食用缶の態様としては、缶胴部、缶蓋部および缶底部からなる、いわゆる3ピース缶でもよく、缶胴部と缶底部との一体成型物に缶蓋が取り付けられた、いわゆる2ピース缶であってもよい。
硬化塗膜は、一層で十分な実用性を有しているところ、二層構成にすることで、さらに優れた塗膜物性、特に耐内容物性が得られる。二層構成とする場合、上層と下層でポリエステルの組成が異なっても良い。例えば、上層(表面層)の形成に使用するポリエステルのTgを下層(底面層)の形成に使用するポリエステルのTgよりも高く設定することで(硫化水素耐性)が得やすい。
缶体の厚みは、通常50〜650μmである。
前記塗装は、公知の方式を使用できる。例えば、エアースプレー、エアレススプレー、および静電スプレー等のスプレー塗装、ロールコーター塗装、浸漬塗装、ならびに電着塗装等が挙げられる。金属に塗装する場合、100〜300℃の温度で、10秒〜20分間焼き付けることが好ましく、10秒〜15分間がより好ましい。
硬化塗膜の厚みは、通常1〜20μmである。
本発明の食用缶は、肉、畜肉、魚肉、野菜、果実、油、およびソース等の食料品、ならびにこれらの加工食品、カレー、スープ、ないし調味料等の収納に好適である。また、一般的な、清涼飲料、ビール、コーヒー、茶等の飲料の収納に使用することも好ましい。
以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されない。また「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を表す。表中の配合比は、モル比を意味する。 また、「Mn」は、数平均分子量を、「Mw」は、質量平均分子量をそれぞれ表す。
(数平均分子量および質量平均分子量の測定条件)
東ソー社製 高速GPC装置8020シリーズ(THF溶媒、カラム温度40℃、ポリスチレン標準)を用いて測定した。具体的には、カラムとして東ソー製G1000HXL、G2000HXL、G3000HXL、G4000HXLの4本を直列に連結し、流量1.0ml/minにて測定して得られた測定値である。
(ガラス転移温度の測定条件)
示差走査熱量計(DSC)(「DSC6220」 SII社製)を用いて10℃/分の昇温速度で測定した。
(酸価の測定条件)
ポリエステル0.2gを20mlのTHF(テトラヒドロフラン)に溶解し、0.1NのKOHエタノール溶液で滴定し、ポリエステルの酸価(mgKOH/g)を求めた。
下記製造例に記載した各単量体の配合は質量部であるが、表1および表2ではモル比に換算して表記する。
ポリエステルの製造
[製造例A(エステル交換法)]
ジメチルテレフタル酸157.8部、エチレングリコール16.1部、1,4−ブタンジオール52.7部、1,4−シクロヘキサンジメタノール145.2部、ネオペンチルグリコール223.3部、酢酸亜鉛0.1部、チタンブトキサイド0.1部を仕込み、220℃まで徐々に昇温しエステル交換反応を行った。理論量のメタノールを留出させた後、イソフタル酸405部を添加し3時間かけて250℃まで徐々に昇温しエステル化反応を行った。次に、30分かけて圧力を5mmHg以下まで下げ、その状態で3時間重合反応を行い、本発明のポリエステルを得た。得られた樹脂は、Flexisolv DBE esters(インビスタ社製)/キシレン=1/1(質量比)の混合溶剤で不揮発分濃度40%の樹脂ワニスとした。
[製造例B(直接重合法)]
テレフタル酸109.7部、イソフタル酸383.9部、セバシン酸66.7部、1,4−ブタンジオール74.3部、ネオペンチルグリコール213部、1,4−シクロヘキサンジメタノール118.9部、エチレングリコール22.5部、トリメチロールプロパン4.4部、チタンブトキサイド0.01部を重合反応器に仕込み、窒素雰囲気下で250℃まで徐々に昇温し、4時間かけてエステル化反応を行った。次に、30分かけて圧力を5mmHg以下まで下げ、その状態で3時間重合反応を行った。この後、樹脂を窒素気流下で200℃まで冷却し、これに無水トリメリット酸6.3部を添加し、2時間反応した。以上より、本発明のポリエステルを得た。得られた樹脂は、Flexisolv DBE esters/キシレン=1/1(質量比)の混合溶剤で不揮発分濃度40%の樹脂ワニスとした。
[製造例C(直接重合法)]
テレフタル酸170.6部、イソフタル酸369.6部、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸29.5部、1,4−ブタンジオール77.1部、ネオペンチルグリコール203.1部、1,3−シクロペンタンジメタノール124.7部、エチレングリコール 25.5部、チタンブトキサイド0.01部を重合反応器に仕込み、窒素雰囲気下で250℃まで徐々に昇温し、4時間かけてエステル化反応を行った。次に、30分かけて圧力を5mmHg以下まで下げ、その状態で3時間重合反応を行い、本発明のポリエステルを得た。得られた樹脂は、Flexisolv DBE esters/キシレン=1/1(質量比)の混合溶剤で不揮発分濃度40%の樹脂ワニスとした。
[製造例(D)、(E)、(H)]
製造例(B)に従って、表1に示す原料を使用して製造例(D)、(E)、(H)のポリエステルを合成し、それぞれ不揮発分濃度40%の樹脂ワニスを得た。
[製造例(F)、(G)]
製造例(C)に従って、表1に示す原料を使用して製造例(F)、(G)のポリエステルを合成し、それぞれ不揮発分濃度40%の樹脂ワニスを得た。
[比較製造例(I)、(L)、(N)、(P)]
製造例(B)に従って、表2に示す原料を使用して製造例(I)、(L)、(N)、(P)のポリエステルを合成し、それぞれ不揮発分濃度40%の樹脂ワニスを得た。
[比較製造例(J)、(K)、(M)、(O)、(Q)、(R)]
製造例(C)に従って、表2に示す原料を使用して製造例(J)、(K)、(M)、(O)、(Q)、(R)のポリエステルを合成し、それぞれ不揮発分濃度40%の樹脂ワニスを得た。
表1および2で使用した略号は、下記の通りである。
CHDA:1,4−シクロヘキサンジカルボン酸
TMP: トリメチロールプロパン
Figure 2017061621
Figure 2017061621
[実施例1]
製造例Aで得られたポリエステルワニス562.5部、住友ベークライト社製メタクレゾール系フェノール樹脂スミライトレジンPR−55317(不揮発分濃度50%のn−ブタノール溶液)150部、溶剤として、Flexisolv DBE esters150部、キシレン87.3部、n−ブタノール50部を混合し、硬化触媒としてドデシルベンゼンスルホン酸0.2部添加し、不揮発分濃度30.0%の塗料を得た。
[実施例2]
製造例Bで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[実施例3]
製造例Cで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[実施例4]
製造例Dで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[実施例5]
製造例Eで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[実施例6]
製造例Fで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[実施例7]
製造例Gで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[実施例8]
製造例Hで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[実施例9]
製造例Aで得られた樹脂ワニス472.5部、スミライトレジンPR−55317 222部、キシレン105.3部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[実施例10]
製造例Aで得られた樹脂ワニス690部、スミライトレジンPR−5531748部、 キシレン61.8部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[比較例11]
比較製造例Iで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[比較例12]
比較製造例Jで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[比較例13]
比較製造例Kで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[比較例14]
比較製造例Lで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[比較例15]
比較製造例Mで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[比較例16]
比較製造例Nで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[比較例17]
比較製造例Oで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[比較例18]
比較製造例Pで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[比較例19]
比較製造例Qで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[比較例20]
比較製造例Rで得られた樹脂ワニス562.5部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[比較例21]
比較製造例Pで得られた樹脂ワニス375部、スミライトレジンPR−55317 300部、キシレン124.8部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[比較例22]
比較製造例Pで得られた樹脂ワニス727.5部、スミライトレジンPR−55317 18部、キシレン54.3部を用いた以外は、実施例1と同様に行い塗料を得た。
[塗装板の作製]
実施例1〜10、および比較例11〜22で得られた塗料を、ブリキ板(0.23mm厚、♯2.8/2.8)上に、乾燥塗膜量が50mg/100cm2となるように塗装した。この後、200℃で10分間焼き付け、評価用塗装板を作製した。以下のような方法で塗膜の性能を評価した。
<耐レトルト性>
塗装板を水に浸漬したまま、レトルト釜で125℃−30分間レトルト処理を行い、塗膜の外観について目視で下記評価基準にて評価した。
◎:レトルト処理前の塗膜と変化なし(良好)
○:ごく薄く白化(使用可)
△:やや白化(使用不可)
×:著しく白化(不良)
<加工性>
塗装板を幅30mm×縦50mmに切断した。次いで図1の(a)に示すようにテストパネル1の塗膜を外側にして、縦長さ30mmの位置に直径3mmの丸棒2を添える。そして、図1の(b)に示すように丸棒2に沿って塗装板を2つ折りにして幅30mm×縦約30mmの試験片3を作製した。この2つ折りにした試験片3の間に厚さ0.23mmのブリキ板を2枚はさみ、図1の(c)に示すように幅150mm×高さ50mm×奥行き50mmの直方体状の1kgのおもり4を高さ400mmから試験片3の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3の折り曲げ部を濃度1%の食塩水中に浸漬させ、試験片3の食塩水中に浸漬されていない平面部の金属部分と、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、電流値が高くなる。評価基準を以下に示す。
◎:20mA未満(良好)
○:20mA以上30mA未満(使用可)
△:30mA以上40mA未満(使用不可)
×:40mA以上(不良)
<酸耐性>
ブリキ板の両面を前記の塗装条件で塗装、焼付けして、作製した塗装板に、JIS K 5600−5−3に準拠したデュポン衝撃(1/2インチ、300g、20cm)を加えて加工した。この後、クエン酸を2質量%含むpH2程度の水溶液に浸漬して、120℃−30分レトルト処理を行った。さらに37℃で1週間保存後の下地金属の錆の程度を目視で確認した。評価基準を以下に示す。
◎:錆が認められない(良好)
○:加工部にわずかな錆が認められる(使用可)
△:加工部にはっきりした錆が認められる(使用不可)
×:塗膜全面に錆が認められる(不良)
<硫化水素耐性>
ブリキ板の両面を前記の塗装条件で塗装、焼付けして、作製した塗装板に、JIS K 5600−5−3に準拠したデュポン衝撃(1/2インチ、300g、20cm)を加えて加工した。この後、市販の鯖水煮を細かく粉砕した中に浸漬して、120℃−30分レトルト処理をし、37℃で1週間保存後の下地金属の黒く変色する程度を目視で確認した。評価基準を以下に示す。
◎:黒変が認められない(良好)
○:加工部にわずかな黒変が認められる(使用可)
△:加工部にはっきりした黒変が認められる(使用不可)
×:塗膜全面に黒変が認められる(不良)
表3で使用した略号は、下記の通りである。
DDBSA:ドデシルベンゼンスルホン酸
Figure 2017061621

Claims (6)

  1. ポリカルボン酸(A)とポリオール(B)との反応生成物であるポリエステルであって 、
    前記ポリカルボン酸(A)の合計100モル%中、テレフタル酸を15〜50モル%と、イソフタル酸を50〜85モル%とを含み、
    前記ポリオール(B)の合計100モル%中、脂環型ジオールを10〜40モル%と、炭素数4〜6で、1級の水酸基を分子の両末端にそれぞれ有し、側鎖を有しない直鎖状ジオール(a)を5〜30モル%と、分子の両末端に水酸基を有し、アルキル基が2個結合した第4級炭素原子を有する分岐型ジオール(b)を40〜70モル%と、炭素数2〜3のジオール(c)を3〜25モル%と含む、ポリエステル。
  2. 前記脂環型ジオールが、1,4−シクロヘキサンジメタノールである、請求項1記載のポリエステル。
  3. 前記分岐型ジオール(b)が、ネオペンチルグリコールである、請求項1または2記載のポリエステル。
  4. 前記ジオール(c)が、エチレングリコールである、請求項1〜3いずれか1項に記載のポリエステル。
  5. 請求項1〜4いずれか1項に記載のポリエステルと、フェノール樹脂とを含んでなる、缶用塗料。
  6. 缶体と、前記缶体の内面に請求項5記載の缶用塗料からなる硬化塗膜とを備えた、食用缶。
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