JP5340516B2 - Rust-proof coating agent composition and laminated metal material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating agent composition for rustproofing excellent in rustproof properties, enabling thin coating, and having alkali resistance, water resistance, solvent resistance, processability and excellent adhesiveness to a metal material, and a laminated metal material. SOLUTION: The coating agent composition for rustproofing is characterized in that it is an aqueous emulsion containing a below-mentioned polyolefin resin, the number average particle size of the polyolefin resin is <=1 &mu;m, and the aqueous emulsion is substantially free from an emulsifier component or a compound having a protective colloid effect. The polyolefin resin is as follows: a copolymer constituted of (A1) an unsaturated carboxylic acid or its anhydride, (A2) an ethylenic hydrocarbon and (A3) at least one kind of compound expressed by any one of formulas (I) to (IV); and the weight ratios of each constituting component (A1) to (A3) satisfy relationship (1): 0.01<=(A1)/ (A1)+(A2)+(A3)}&times;100<5 and relationship (2): (A2)/(A3)=55/45 to 99/1.

Description

本発明は、優れた防錆効果だけでなく、塗膜の耐アルカリ性が良好であり、尚且つ耐水性、耐溶剤性、良好な加工性、金属材料への良好な密着性を有し、さらに低温で容易に造膜でき、得られる膜の透明性にも優れている防錆用コート剤組成物、及びそれから得られる被膜を有する積層金属材料に関するものである。  The present invention has not only an excellent antirust effect, but also good alkali resistance of the coating film, and also has water resistance, solvent resistance, good workability, and good adhesion to metal materials, The present invention relates to a rust-preventive coating agent composition that can be easily formed at a low temperature and excellent in transparency of the resulting film, and a laminated metal material having a film obtained therefrom.

電気亜鉛めっき鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板などの金属めっき鋼板は自動車、家電、構造物などに広く用いられている中で、近年、優れた防錆性を有する表面処理鋼板に対する要求が強まっている。このような状況下において、亜鉛めっき鋼板の防錆性を一層高めるために、6価クロムを用いたクロメート処理が採用されてきている。このクロメート処理により亜鉛メッキ材料の防錆性は向上するが、有害な6価クロムによる作業環境や設置場所のクロム汚染の問題が指摘されており、クロムを使用しない、いわゆるノンクロメート防錆処理剤の開発が急務となっている。  While metal-plated steel sheets such as electrogalvanized steel sheets and hot-dip galvanized steel sheets are widely used in automobiles, home appliances, structures, etc., in recent years, there has been an increasing demand for surface-treated steel sheets having excellent rust prevention properties. Under such circumstances, a chromate treatment using hexavalent chromium has been adopted in order to further enhance the rust prevention property of the galvanized steel sheet. This chromate treatment improves the rust prevention of the galvanized material, but it has been pointed out that there is a problem of chromium contamination in the work environment and installation location due to harmful hexavalent chromium, so-called non-chromate antirust treatment agent that does not use chromium. Development is an urgent need.

新たなノンクロメート防錆処理剤の1つとして、様々な高分子化合物をベースとした処理剤が検討されている。例えば、オレフィン系の粉体樹脂を鋼板の表面に塗装する試みとして特開昭60−143952号公報、特開平7−207215号公報、あるいは特開平11−131259号公報には、エチレン−不飽和カルボン酸との共重合体樹脂粉末を粉体塗装することが開示されている。  As one of the new non-chromate antirust treatment agents, treatment agents based on various polymer compounds have been studied. For example, as an attempt to coat an olefin-based powder resin on the surface of a steel sheet, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 60-143952, 7-207215, or 11-131259 discloses an ethylene-unsaturated carboxylic acid. It has been disclosed to powder-copolymerize copolymer resin powder with acid.

しかしながら、このような粉体樹脂を用いて塗装する場合には、20μm以下の厚さに塗装するのは非常に困難であり、薄塗りの用途に使用することはできない。しかも、平滑性や均一性の優れた塗膜を得るのは困難であり、塗膜の平滑性や均一性を改善するためには粉体樹脂の流動性や平均粒子径に制限を受ける場合も多い。  However, when painting using such a powder resin, it is very difficult to coat to a thickness of 20 μm or less, and it cannot be used for thin coating applications. Moreover, it is difficult to obtain a coating film with excellent smoothness and uniformity, and in order to improve the smoothness and uniformity of the coating film, the flowability and average particle diameter of the powder resin may be limited. Many.

塗装を薄く且つ均一にする方法として、樹脂を有機溶剤あるいは水性媒体に溶解または分散させることでコート剤を作製して、鋼板などにコーティングする方法が知られている。この場合、有機溶剤を使用するよりも、水性媒体を使用する方が、環境保護、省資源、消防法等による危険物規制、職場環境改善の立場から好ましい。  As a method for making the coating thin and uniform, a method is known in which a coating agent is prepared by dissolving or dispersing a resin in an organic solvent or an aqueous medium, and coating is performed on a steel plate or the like. In this case, the use of an aqueous medium is more preferable than the use of an organic solvent from the standpoints of environmental protection, resource saving, dangerous goods regulations by the Fire Service Act, and workplace environment improvement.

このような観点から、不飽和カルボン酸含有量の多いエチレン−不飽和カルボン酸共重合体を用いて、樹脂中のカルボキシル基を塩基性化合物で中和することで水性媒体中に分散した水性防錆用コート剤が使用されている。例えば、特公平5−54823号公報、特開平6−246229号公報、特開2000−198949号公報等には、不飽和カルボン酸含有量が20質量%程度含有したエチレン−不飽和カルボン酸共重合体を主成分とした水性の防錆用コート剤が例示されている。  From such a point of view, using an ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer having a high unsaturated carboxylic acid content, the carboxyl group in the resin is neutralized with a basic compound to disperse the aqueous protective agent dispersed in the aqueous medium. Rust coating agent is used. For example, JP-B-5-54823, JP-A-6-246229, JP-A-2000-198949, etc. describe an ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer having an unsaturated carboxylic acid content of about 20% by mass. A water-based anticorrosive coating agent composed mainly of coalescence is exemplified.

しかしながら、不飽和カルボン酸含有量の多い樹脂を塗装した場合、被膜の耐アルカリ性は著しく低下してしまうため、耐アルカリ性を必要とする用途には使用できない。  However, when a resin having a high unsaturated carboxylic acid content is applied, the alkali resistance of the coating is remarkably lowered, so that it cannot be used for applications requiring alkali resistance.

特開昭57−187246号公報には、不飽和カルボン酸含有量の少ないエチレン−(メタ)アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合樹脂で被覆した金属が開示されている。しかし、この場合も、フィルム化した樹脂を金属に被覆するため、樹脂層を10μm以下にすることは困難である。  Japanese Laid-Open Patent Publication No. 57-187246 discloses a metal coated with an ethylene- (meth) acrylic acid ester-maleic anhydride copolymer resin having a low unsaturated carboxylic acid content. However, in this case as well, it is difficult to make the resin layer 10 μm or less because the film-formed resin is covered with metal.

不飽和カルボン酸含有量の少ないエチレン−(メタ)アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合樹脂などを水性媒体中に分散する場合、特開昭62−252478号公報、特開平7−82423号公報、特開平9−296081号公報記載の方法では、様々な乳化剤あるいは保護コロイド作用を有する化合物を必要とする。  When dispersing an ethylene- (meth) acrylic acid ester-maleic anhydride copolymer resin having a low unsaturated carboxylic acid content in an aqueous medium, JP-A-62-252478, JP-A-7-82423, The method described in JP-A-9-296081 requires various emulsifiers or compounds having protective colloid action.

しかしながら、このような方法では、系中に親水性の高い乳化剤や保護コロイド作用を有する化合物を含んでおり、これらは乾燥後も被膜中に残存するために、形成される被膜の耐水性が著しく低下してしまい、十分な防錆性が得られないという問題がある。さらに、乳化剤や保護コロイド作用を有する化合物を含む被膜は、それらがブリードアウトする恐れがあるために環境的、衛生的にも好ましくない。また、保護コロイド作用を有する化合物等を併用する場合には、それらが樹脂を可塑化するために、ポリオレフィン樹脂本来の特性が損なわれてしまう。つまり、乾燥後に、被膜中に残存するような化合物を実質的に添加することなくポリオレフィン樹脂を水性媒体中に微細,且つ均一に分散することが求められていた。  However, in such a method, the system contains a highly hydrophilic emulsifier and a compound having a protective colloid action, and these remain in the film even after drying, so that the water resistance of the formed film is remarkably high. There exists a problem that it falls and sufficient rust prevention property is not acquired. Furthermore, coatings containing an emulsifier and a compound having a protective colloid action are not preferable from the environmental and hygienic viewpoints because they may bleed out. In addition, when a compound having a protective colloid action or the like is used in combination, the original properties of the polyolefin resin are impaired because they plasticize the resin. That is, it has been required to disperse the polyolefin resin finely and uniformly in the aqueous medium without substantially adding a compound that remains in the coating after drying.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

本発明者らは、上記のような問題に対して、薄塗りが可能であり、しかも優れた防錆性、耐アルカリ性、耐水性、耐溶剤性、加工性、及び金属材料への良好な密着性を有しており、さらに低温で容易に造膜でき、得られる膜の透明性にも優れている防錆コート剤組成物、及びそれから得られる被膜を有する積層金属材料を提供しようとするものである。  The inventors of the present invention are capable of thin coating with respect to the above problems, and have excellent rust prevention, alkali resistance, water resistance, solvent resistance, workability, and good adhesion to metal materials. It is intended to provide a rust-preventive coating composition that has excellent properties, can be easily formed at low temperatures, and is excellent in transparency of the resulting film, and a laminated metal material having a film obtained therefrom It is.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究の結果、特定の樹脂組成物を含有するコート剤を金属材料の表 面に塗布し、該樹脂組成物からなる層を形成させることにより、上記に示す数多くの優れた性能を発現することを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明の要旨は、次のとおりである。
(1)下記ポリオレフィン樹脂と、有機アミン化合物とを含有する水性分散体であって、前記ポリオレフィン樹脂の数平均粒子径が1μm以下であり、水性分散体中に乳化剤成分あるいは保護コロイド作用を有する化合物を実質的に含まないことを特徴とする防錆用コート剤組成物。
ポリオレフィン樹脂:
(A1)不飽和カルボン酸またはその無水物、
(A2)エチレン系炭化水素、
(A3)下記式(I)〜(IV)のいずれかで示される少なくとも1種の化合物とから構成される共重合体であって、各構成成分(A1)〜(A3)の質量比が下記式(1)、(2)をみたすポリオレフィン樹脂。
0.01≦(A1)/{(A1)+(A2)+(A3)}×100<5 (1)
(A2)/(A3)=55/45〜99/1 (2)
【化2】
(2)ポリオレフィン樹脂の190℃、2160g荷重におけるメルトフローレートが0.1〜500g/10分であることを特徴とする(1)記載の防錆用コート剤組成物。
(3)不飽和カルボン酸またはその無水物(A1)成分が無水マレイン酸、アクリル酸またはメタクリル酸から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の防錆用コート剤組成物。
(4)エチレン系炭化水素(A2)がエチレンであることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
(5)上記化合物(A3)が、式(I)で示される化合物であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
(6)ポリオレフィン樹脂がエチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体またはエチレン−メタクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
(7)さらに多価金属イオンを含有することを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
(8)さらに平均粒子径が0.005〜10μmの無機粒子を含有することを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
(9)さらにリン酸塩化合物を含有することを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
(10)水性分散体中の樹脂100質量部に対して、さらに架橋剤を0.01〜100質量部含有することを特徴とする(1)〜(9)いずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
(11)金属材料に(1)〜(10)のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物を乾燥して得られる被膜を設けてなる積層金属材料。
(12)金属材料が亜鉛めっき鋼、銅材料又はアルミニウム材料のいずれかである(11)記載の積層金属材料。
(13)被膜の膜厚が0.1〜10μmである(11)又は(12)記載の積層金属材料。
(14)(1)〜(10)のいずれかに記載の防錆コート剤組成物を金属材料に塗布後、30〜250℃で乾燥することを特徴とする積層金属材料の製造方法。
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research, the present inventors applied a coating agent containing a specific resin composition to the surface of a metal material to form a layer composed of the resin composition, thereby forming a number of excellent properties described above. The present inventors have found that the present invention has developed performance and have reached the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) An aqueous dispersion containing the following polyolefin resin and an organic amine compound , wherein the polyolefin resin has a number average particle size of 1 μm or less and has an emulsifier component or protective colloid action in the aqueous dispersion The coating agent composition for rust prevention characterized by not containing substantially.
Polyolefin resin:
(A1) unsaturated carboxylic acid or anhydride thereof,
(A2) ethylene hydrocarbon,
(A3) A copolymer composed of at least one compound represented by any one of the following formulas (I) to (IV), wherein the mass ratio of each component (A1) to (A3) is Polyolefin resin satisfying the formulas (1) and (2).
0.01 ≦ (A1) / {(A1) + (A2) + (A3)} × 100 <5 (1)
(A2) / (A3) = 55 / 45-99 / 1 (2)
[Chemical 2]
(2) The rust preventive coating composition according to (1), wherein the polyolefin resin has a melt flow rate at 190 ° C. under a load of 2160 g of 0.1 to 500 g / 10 minutes.
(3) The prevention according to (1) or (2), wherein the unsaturated carboxylic acid or its anhydride (A1) component is at least one selected from maleic anhydride, acrylic acid or methacrylic acid Rust coating composition.
(4) The antirust coating agent composition according to any one of (1) to (3), wherein the ethylene-based hydrocarbon (A2) is ethylene.
(5) The anticorrosive coating composition according to any one of (1) to (4), wherein the compound (A3) is a compound represented by the formula (I).
(6) The polyolefin resin is an ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer or an ethylene-methacrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer (1) to (5), The coating agent composition for rust prevention according to any one of the above.
(7) The coating agent composition for rust prevention according to any one of (1) to (6), further comprising a polyvalent metal ion.
(8) The coating agent composition for rust prevention according to any one of (1) to (7), further comprising inorganic particles having an average particle diameter of 0.005 to 10 μm.
(9) The coating composition for rust prevention according to any one of (1) to (8), further comprising a phosphate compound.
(10) anti-corrosion according to any of per 100 parts by weight of the resin in the aqueous dispersion, further a crosslinking agent characterized by containing 0.01 to 100 parts by weight (1) - (9) Coating agent composition.
(11) A laminated metal material obtained by providing a film obtained by drying the rust-preventive coating agent composition according to any one of (1) to (10) on a metal material.
(12) The laminated metal material according to (11), wherein the metal material is any one of galvanized steel, copper material, and aluminum material.
(13) The laminated metal material according to (11) or (12), wherein the film thickness is 0.1 to 10 μm.
(14) A method for producing a laminated metal material, comprising applying the rust-preventive coating agent composition according to any one of (1) to (10) to a metal material and then drying at 30 to 250 ° C.

以下本発明を詳細に説明する。なお、防錆用コート剤組成物を「コート剤組成物」と略す。  The present invention will be described in detail below. The anticorrosive coating agent composition is abbreviated as “coating agent composition”.

本発明で用いられるポリオレフィン樹脂は不飽和カルボン酸またはその無水物(A1)成分をこの樹脂全体〔(A1)+(A2)+(A3)〕に対して0.01質量%以上、5質量%未満、より好ましくは0.1質量%以上、5質量%未満、さらに好ましくは0.5質量%以上、5質量%未満含有している必要があり、1〜4質量%が最も好ましい。(A1)成分の含有量が0.01質量%未満の場合は、樹脂を水性化(液状化)することが困難になり、良好な水性分散体を得ることが難しい。一方、不飽和カルボン酸またはその無水物の含有量が5質量%以上の場合は、水性化は容易になるが、他の添加剤との混合安定性が低下してしまう恐れがある。  The polyolefin resin used in the present invention contains an unsaturated carboxylic acid or its anhydride (A1) component in an amount of 0.01% by mass or more and less than 5% by mass based on the entire resin [(A1) + (A2) + (A3)]. More preferably, it is necessary to contain 0.1% by mass or more and less than 5% by mass, more preferably 0.5% by mass or more and less than 5% by mass, and most preferably 1 to 4% by mass. When the content of the component (A1) is less than 0.01% by mass, it becomes difficult to make the resin aqueous (liquefaction) and it is difficult to obtain a good aqueous dispersion. On the other hand, when the content of the unsaturated carboxylic acid or its anhydride is 5% by mass or more, it becomes easy to make it aqueous, but the mixing stability with other additives may be lowered.

ポリオレフィン樹脂の(A1)成分として用いることのできる不飽和カルボン酸またはその無水物は、分子内(モノマー単位内)に少なくとも1個のカルボキシル基または酸無水物基を有する化合物であり、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、クロトン酸等のほか、不飽和ジカルボン酸のハーフエステル、ハーフアミド等が挙げられる。中でもアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸が好ましく、特にアクリル酸、無水マレイン酸が好ましい。また不飽和カルボン酸は、ポリオレフィン樹脂中に共重合されていれば良く、その形態は限定されるものではなく、例えばランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合等が挙げられる。  The unsaturated carboxylic acid or anhydride thereof that can be used as the component (A1) of the polyolefin resin is a compound having at least one carboxyl group or acid anhydride group in the molecule (in the monomer unit), specifically Examples thereof include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, and the like, as well as unsaturated dicarboxylic acid half esters and half amides. Of these, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and maleic anhydride are preferable, and acrylic acid and maleic anhydride are particularly preferable. Moreover, the unsaturated carboxylic acid should just be copolymerized in polyolefin resin, The form is not limited, For example, random copolymerization, block copolymerization, graft copolymerization etc. are mentioned.

本発明に用いるポリオレフィン樹脂は、下記式(I)〜(IV)のいずれかで示される(A3)成分が構成成分として必要であり、この成分によって、ポリオレフィン樹脂に親水性が付与されるため、(A1)成分が5質量%未満であっても、乳化剤や保護コロイドの添加なしに水性化することができる。エチレン系炭化水素(A2)成分と(A3)成分との質量比(A2)/(A3)は、55/45〜99/1の範囲であることが必要であり、60/40〜98/2であることが好ましく、65/35〜97/3であることがより好ましく、70/30〜97/3であることがさらに好ましく、75/25〜97/3であることが特に好ましい。〔(A2)+(A3)〕に対する(A3)成分の比率が1質量%未満では、ポリオレフィン樹脂の水性化は困難になり、良好な水性分散体を得ることが難しい。一方、化合物(A3)の含有比率が45質量%を超えると、(A2)成分によるポリオレフィン樹脂としての性質が失われ、耐水性、耐アルカリ性等の性能が低下する。  In the polyolefin resin used in the present invention, the component (A3) represented by any of the following formulas (I) to (IV) is necessary as a constituent component, and this component imparts hydrophilicity to the polyolefin resin. Even if the component (A1) is less than 5% by mass, it can be made aqueous without adding an emulsifier or a protective colloid. The mass ratio (A2) / (A3) between the ethylene-based hydrocarbon (A2) component and the (A3) component must be in the range of 55/45 to 99/1, and 60/40 to 98/2. It is preferably 65/35 to 97/3, more preferably 70/30 to 97/3, and particularly preferably 75/25 to 97/3. When the ratio of the component (A3) to [(A2) + (A3)] is less than 1% by mass, it becomes difficult to make the polyolefin resin aqueous, and it is difficult to obtain a good aqueous dispersion. On the other hand, when the content ratio of the compound (A3) exceeds 45% by mass, the properties as the polyolefin resin by the component (A2) are lost, and the performance such as water resistance and alkali resistance is deteriorated.

本発明のポリオレフィン樹脂を構成するエチレン系炭化水素(A2)成分としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン等の炭素数2〜6のアルケンが挙げられ、これらの混合物を用いることもできる。この中で、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン等の炭素数2〜4のアルケンがより好ましく、特にエチレンが好ましい。  Examples of the ethylene hydrocarbon (A2) component constituting the polyolefin resin of the present invention include alkenes having 2 to 6 carbon atoms such as ethylene, propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, and the like. A mixture of these can also be used. Among these, alkenes having 2 to 4 carbon atoms such as ethylene, propylene, isobutylene and 1-butene are more preferable, and ethylene is particularly preferable.

本発明のポリオレフィン樹脂を構成する上記式(I)〜(IV)のいずれかで示される(A3)成分としては、例えば、式(I)で代表される(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル等の(メタ)アクリル酸エステル類、式(II)で代表されるマレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル等のマレイン酸エステル類、式(III)で代表される(メタ)アクリル酸アミド類、式(IV)で代表されるメチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル類、ぎ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル類ならびにビニルエステル類を塩基性化合物等でケン化して得られるビニルアルコール、などが挙げられ、これらの混合物を用いることもできる。この中で、式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステル類がより好ましく、(メタ)アクリル酸メチル、あるいは(メタ)アクリル酸エチルが特に好ましい。  Examples of the component (A3) represented by any one of the above formulas (I) to (IV) constituting the polyolefin resin of the present invention include, for example, methyl (meth) acrylate represented by the formula (I), (meth) (Meth) acrylic acid esters such as ethyl acrylate and butyl (meth) acrylate, maleic acid esters such as dimethyl maleate, diethyl maleate and dibutyl maleate represented by formula (II), formula (III) (Meth) acrylic acid amides represented by formula (IV), alkyl vinyl ethers represented by formula (IV) such as methyl vinyl ether and ethyl vinyl ether, vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl versatate, etc. Vinyl alcohols obtained by saponifying vinyl esters with basic compounds, etc. These mixtures can also be used. Among these, (meth) acrylic acid esters represented by the formula (I) are more preferable, and methyl (meth) acrylate or ethyl (meth) acrylate is particularly preferable.

本発明に用いるポリオレフィン樹脂は、エチレン、アクリル酸メチルあるいはアクリル酸エチル、無水マレイン酸からなる三元共重合体が最も好ましい。ここで、アクリル酸エステル単位は、後述する樹脂の水性化の際に、エステル結合のごく一部が加水分解してアクリル酸単位に変化することがあるが、そのような場合には、それらの変化を加味した各構成成分の比率が規定の範囲にあればよい。  The polyolefin resin used in the present invention is most preferably a terpolymer comprising ethylene, methyl acrylate or ethyl acrylate, and maleic anhydride. Here, the acrylic ester unit may be converted into an acrylic acid unit by hydrolyzing a small part of the ester bond when the resin is made into an aqueous solution described later. It suffices if the ratio of each constituent component taking into account the change is within a specified range.

なお、本発明におけるポリオレフィン樹脂を構成する無水マレイン酸単位等の不飽和カルボン酸無水物単位は、樹脂の乾燥状態では隣接カルボキシル基が脱水環化した酸無水物構造を形成しているが、特に塩基性化合物を含有する水性媒体中では、その一部、または全部が開環してカルボン酸、あるいはその塩の構造を取りやすくなる。
また、本発明において、樹脂のカルボキシル基量を基準として量を規定する場合には、樹脂中の酸無水物基はすべて開環して2個のカルボキシル基をなしていると仮定して算出する。
In addition, unsaturated carboxylic anhydride units such as maleic anhydride units constituting the polyolefin resin in the present invention form an acid anhydride structure in which the adjacent carboxyl group is dehydrated and cyclized in the dry state of the resin. In an aqueous medium containing a basic compound, a part or all of the ring is opened to facilitate the structure of a carboxylic acid or a salt thereof.
In the present invention, when the amount is defined based on the amount of carboxyl groups of the resin, the calculation is performed on the assumption that all acid anhydride groups in the resin are ring-opened to form two carboxyl groups. .

本発明に用いられるポリオレフィン樹脂には、その他のモノマーが、少量、共重合されていても良い。例えば、ジエン類、(メタ)アクリロニトリル、ハロゲン化ビニル類、ハロゲン化ビリニデン類、一酸化炭素、二硫化硫黄等が挙げられる。  The polyolefin resin used in the present invention may be copolymerized with a small amount of other monomers. Examples include dienes, (meth) acrylonitrile, vinyl halides, vinylidene halides, carbon monoxide, sulfur disulfide, and the like.

本発明に用いるポリオレフィン樹脂は、分子量の目安となる190℃、2160g荷重におけるメルトフローレートが、0.1〜500g/10分、好ましくは0.1〜400g/10分、より好ましくは0.1〜300g/10分、さらに好ましくは0.5〜250g/10分、最も好ましくは1〜250g/10分のものを用いることができる。ポリオレフィン樹脂のメルトフローレートが0.1g/10分未満では、樹脂の水性化は困難になり、良好な水性分散体を得ることが難しい。一方、ポリオレフィン樹脂のメルトフローレートが500g/10分を超えると、その水性分散体から得られる被膜は、硬くてもろくなり、機械的強度や加工性が低下する。  The polyolefin resin used in the present invention has a melt flow rate of 0.1 to 500 g / 10 min, preferably 0.1 to 400 g / 10 min, more preferably 0.1 to 300 g / 10 min, at 190 ° C. and a load of 2160 g, which is a measure of molecular weight. More preferably 0.5 to 250 g / 10 min, most preferably 1 to 250 g / 10 min can be used. When the melt flow rate of the polyolefin resin is less than 0.1 g / 10 min, it becomes difficult to make the resin water-based and it is difficult to obtain a good aqueous dispersion. On the other hand, when the melt flow rate of the polyolefin resin exceeds 500 g / 10 min, the film obtained from the aqueous dispersion becomes hard and brittle, and the mechanical strength and workability deteriorate.

本発明に用いるポリオレフィン樹脂の合成法は特に限定されないが、本発明の主旨を考慮すれば、乳化剤や保護コロイドを用いない方が好ましい。一般的には、ポリオレフィン樹脂を構成するモノマーをラジカル発生剤の存在下、高圧ラジカル共重合して得られる。また、不飽和カルボン酸、あるいはその無水物はグラフト共重合(グラフト変性)されていても良い。  The method for synthesizing the polyolefin resin used in the present invention is not particularly limited, but it is preferable not to use an emulsifier or a protective colloid in view of the gist of the present invention. Generally, it is obtained by high-pressure radical copolymerization of a monomer constituting the polyolefin resin in the presence of a radical generator. In addition, the unsaturated carboxylic acid or its anhydride may be graft copolymerized (grafted modification).

本発明の水性分散体は、上記のポリオレフィン樹脂が水性媒体に分散もしくは溶解されている。ここで、水性媒体とは、水を主成分とする液体からなる媒体であり、後述する水溶性の有機溶剤や塩基性化合物を含有していてもよい。  In the aqueous dispersion of the present invention, the above polyolefin resin is dispersed or dissolved in an aqueous medium. Here, the aqueous medium is a medium composed of a liquid containing water as a main component, and may contain a water-soluble organic solvent or a basic compound described later.

また、水性分散体中に分散しているポリオレフィン樹脂粒子の数平均粒子径は、1μm以下である必要があり、0.5μm以下が好ましく、0.3μm以下がより好ましく、0.2μm以下がさらに好ましく、0.1μm未満が特に好ましい。なお、粒度分布については、特に限定されない。1μmを超えると粒子が沈降し易くなり、保存安定性が低下する。  The number average particle diameter of the polyolefin resin particles dispersed in the aqueous dispersion must be 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.3 μm or less, still more preferably 0.2 μm or less, Particularly preferred is less than μm. The particle size distribution is not particularly limited. If it exceeds 1 μm, the particles are liable to settle and storage stability is lowered.

本発明の水性分散体における、樹脂含有率は、成膜条件、目的とする樹脂被膜の厚さや性能等により適宜選択でき、特に限定されるものではないが、コーティング組成物の粘性を適度に保ち、かつ良好な被膜形成能を発現させる点で、1〜60質量%が好ましく、3〜55質量%がより好ましく、5〜50質量%がさらに好ましく、10〜45質量%が特に好ましい。  The resin content in the aqueous dispersion of the present invention can be appropriately selected depending on the film forming conditions, the desired thickness and performance of the resin film, and is not particularly limited. However, the viscosity of the coating composition is kept at an appropriate level. And 1-60 mass% is preferable at the point which expresses favorable film formation ability, 3-55 mass% is more preferable, 5-50 mass% is further more preferable, 10-45 mass% is especially preferable.

本発明の水性分散体は、乳化剤あるいは保護コロイド作用を有する化合物を実質的に含有しないことを特徴とし、これらを用いずとも、ポリオレフィン樹脂を数平均粒子径1μm以下で水性媒体中に安定に維持することができる。乳化剤や保護コロイド作用を有する化合物は一般的に不揮発性であるので、被膜形成後にもポリオレフィン樹脂中に残存し、被膜を可塑化する作用を有し、被膜特性、特に防錆性、耐水性、耐アルカリ性の低下する原因となる。
ここで、「乳化剤あるいは保護コロイド作用を有する化合物を実質的に含有しない」とは、本発明の水性分散体の製造において、水性化促進や水性分散体の安定化の目的でこれらの不揮発性の薬剤や化合物を積極的には系に添加しないことにより、結果的にこれらを含有しないことを意味する。こうした化合物は、含有量がゼロであることが特に好ましいが、本発明の効果を損ねない範囲で、ポリオレフィン樹脂成分に対して0.1質量%未満含まれていても差し支えない。
The aqueous dispersion of the present invention is characterized by substantially not containing an emulsifier or a compound having a protective colloid action, and can maintain a polyolefin resin stably in an aqueous medium with a number average particle diameter of 1 μm or less without using them. can do. Since the emulsifier and the compound having a protective colloidal action are generally non-volatile, they remain in the polyolefin resin even after the coating is formed, and have a function of plasticizing the coating, with coating properties, particularly rust prevention, water resistance, It causes a decrease in alkali resistance.
Here, “substantially free of an emulsifier or a compound having a protective colloid effect” means that in the production of the aqueous dispersion of the present invention, these non-volatile substances are used for the purpose of promoting aqueous formation and stabilizing the aqueous dispersion. By not actively adding drugs or compounds to the system, this means that they are not contained as a result. The content of such a compound is particularly preferably zero, but may be less than 0.1% by mass with respect to the polyolefin resin component as long as the effects of the present invention are not impaired.

本発明でいう乳化剤としては、カチオン性乳化剤、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、あるいは両性乳化剤が挙げられ、一般に乳化重合に用いられるもののほか、界面活性剤類も含まれる。例えば、アニオン性乳化剤としては、高級アルコールの硫酸エステル塩、高級アルキルスルホン酸塩、高級カルボン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェート塩、ビニルスルホサクシネート等が挙げられ、ノニオン性乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、エチレンオキサイドプロピレンオキサイドブロック共重合体、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体などのポリオキシエチレン構造を有する化合物やソルビタン誘導体等が挙げられ、両性乳化剤としては、ラウリルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド等が挙げられる。  Examples of the emulsifier referred to in the present invention include a cationic emulsifier, an anionic emulsifier, a nonionic emulsifier, and an amphoteric emulsifier. In addition to those generally used for emulsion polymerization, surfactants are also included. For example, anionic emulsifiers include higher alcohol sulfates, higher alkyl sulfonates, higher carboxylates, alkyl benzene sulfonates, polyoxyethylene alkyl sulfate salts, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate salts, vinyl sulfosuccinates. Nonionic emulsifiers include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyethylene glycol fatty acid ester, ethylene oxide propylene oxide block copolymer, polyoxyethylene fatty acid amide, ethylene oxide-propylene oxide. Examples thereof include compounds having a polyoxyethylene structure such as copolymers and sorbitan derivatives, and amphoteric emulsifiers include lauryl betai , Lauryl dimethylamine oxide, and the like.

保護コロイド作用を有する化合物としては、ポリビニルアルコール、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、変性デンプン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸およびその塩、カルボキシル基含有ポリエチレンワックス、カルボキシル基含有ポリプロピレンワックス、カルボキシル基含有ポリエチレン−プロピレンワックスなどの数平均分子量が通常は5000以下の酸変性ポリオレフィンワックス類およびその塩、アクリル酸−無水マレイン酸共重合体およびその塩、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸交互共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等の不飽和カルボン酸含有量が10質量%以上のカルボキシル基含有ポリマーおよびその塩、ポリイタコン酸およびその塩、アミノ基を有する水溶性アクリル系共重合体、ゼラチン、アラビアゴム、カゼイン等、一般に微粒子の分散安定剤として用いられている化合物が挙げられる。  The compounds having protective colloidal action include polyvinyl alcohol, carboxyl group-modified polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, modified starch, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid and salts thereof, carboxyl group-containing polyethylene wax, carboxyl group-containing Acid-modified polyolefin waxes having a number average molecular weight of usually 5000 or less, such as polypropylene wax and carboxyl group-containing polyethylene-propylene wax, and salts thereof, acrylic acid-maleic anhydride copolymers and salts thereof, styrene- (meth) acrylic acid Copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, isobutylene-maleic anhydride alternating copolymer, (meth) acrylic acid- (meth) acrylic acid ester copolymer Carboxyl group-containing polymers having unsaturated carboxylic acid content of 10% by mass or more and their salts, polyitaconic acid and salts thereof, water-soluble acrylic copolymers having amino groups, gelatin, gum arabic, casein, etc. Examples thereof include compounds that are used as fine particle dispersion stabilizers.

本発明の水性分散体において、ポリオレフィン樹脂中のカルボキシル基は、塩基性化合物によって中和されていることが好ましい。中和によって生成したカルボキシルアニオン間の電気反発力によって微粒子間の凝集が防がれ、水性分散体に安定性が付与される。  In the aqueous dispersion of the present invention, the carboxyl group in the polyolefin resin is preferably neutralized with a basic compound. Aggregation between the fine particles is prevented by the electric repulsive force between the carboxyl anions generated by neutralization, and stability is imparted to the aqueous dispersion.

水性化の際に用いる塩基性化合物はカルボキシル基を中和できるものであれば良い。塩基性化合物としては、LiOH、KOH、NaOH等の金属水酸化物のほか、被膜形成時に揮発する化合物が被膜の耐水性の面から好ましく、中でも沸点が30〜250℃、より好ましくは50〜200℃の有機アミン化合物が好ましい。沸点が30℃未満の場合は、後述する樹脂の水性化時に揮発する割合が多くなり、水性化が完全に進行しない場合がある。沸点が250℃を超えると樹脂被膜から乾燥によって有機アミン化合物を飛散させることが困難になり、被膜の耐水性が悪化する場合がある。  The basic compound used in making the aqueous solution may be any compound that can neutralize the carboxyl group. As the basic compound, in addition to metal hydroxides such as LiOH, KOH, and NaOH, compounds that volatilize during film formation are preferred from the viewpoint of the water resistance of the film, among which the boiling point is 30 to 250 ° C., more preferably 50 to 200. Organic amine compounds at 0 ° C. are preferred. When the boiling point is less than 30 ° C., the rate of volatilization at the time of making the resin aqueous later described increases, and the aqueous formation may not proceed completely. When the boiling point exceeds 250 ° C., it becomes difficult to disperse the organic amine compound from the resin film by drying, and the water resistance of the film may deteriorate.

有機アミン化合物の具体例としては、トリエチルアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、アミノエタノールアミン、N−メチル−N,N−ジエタノールアミン、イソプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、3−エトキシプロピルアミン、3−ジエチルアミノプロピルアミン、sec−ブチルアミン、プロピルアミン、メチルアミノプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、3−メトキシプロピルアミン、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、モルホリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン等を挙げることができる。塩基性化合物の添加量はポリオレフィン樹脂中のカルボキシル基に対して0.5〜3.0倍当量であることが好ましく、0.8〜2.5倍当量がより好ましく、1.01〜2.0倍当量が特に好ましい。0.5倍当量未満では、塩基性化合物の添加効果が認められず、3.0倍当量を超えると被膜形成時の乾燥時間が長くなったり、水分散液が着色する場合がある。  Specific examples of the organic amine compound include triethylamine, N, N-dimethylethanolamine, aminoethanolamine, N-methyl-N, N-diethanolamine, isopropylamine, iminobispropylamine, ethylamine, diethylamine, and 3-ethoxypropylamine. , 3-diethylaminopropylamine, sec-butylamine, propylamine, methylaminopropylamine, methyliminobispropylamine, 3-methoxypropylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, morpholine, N-methylmorpholine, N- Examples thereof include ethyl morpholine. The addition amount of the basic compound is preferably 0.5 to 3.0 times equivalent, more preferably 0.8 to 2.5 times equivalent, and particularly preferably 1.01 to 2.0 times equivalent to the carboxyl group in the polyolefin resin. If the amount is less than 0.5 times equivalent, the effect of adding a basic compound is not recognized. If the amount exceeds 3.0 times equivalent, the drying time during film formation may be long, or the aqueous dispersion may be colored.

本発明においては、ポリオレフィン樹脂の水性化を促進し、分散粒子径を小さくするために、水性化の際に有機溶剤を添加することが好ましい。使用する有機溶剤量は、水性分散体の40質量%以下が好ましく、1〜40質量%であることがより好ましく、2〜35質量%がさらに好ましく、3〜30質量%が特に好ましい。有機溶剤量が40質量%を超える場合には、実質的に水性媒体とはみなせなくなり、本発明の目的のひとつ(環境保護)を逸脱するだけでなく、使用する有機溶剤によっては水性分散体の安定性が低下してしまう場合がある。  In the present invention, it is preferable to add an organic solvent at the time of aqueous formation in order to promote aqueousization of the polyolefin resin and reduce the dispersed particle size. The amount of the organic solvent to be used is preferably 40% by mass or less of the aqueous dispersion, more preferably 1 to 40% by mass, further preferably 2 to 35% by mass, and particularly preferably 3 to 30% by mass. When the amount of the organic solvent exceeds 40% by mass, it cannot be regarded as an aqueous medium substantially and does not deviate from one of the objects of the present invention (environmental protection). Stability may be reduced.

一般に、水性分散体に含有される有機溶剤は、その一部をストリッピングと呼ばれる操作で系外へ留去させることができるが、本発明の水性分散体においても、この操作によって、水性分散体中の有機溶剤量を適度に減量してもよく、10質量%以下とすることができ、3質量%以下であれば、環境上好ましい。ストリッピングによって有機溶剤を留去するには、装置の減圧度を高めたり、操業時間を長くするなどの生産プロセスにおける処置が必要となるため、こうした生産性を考慮した有機溶剤量の下限は0.01質量%程度(本発明の測定に使用した分析機器の検出限界)である。しかし、0.01質量%未満であっても水性分散体としての性能は特に問題とはならない。本発明の水性分散体は、ストリッピングによって有機溶剤量を低くしても、特に性能面での影響はなく、各種用途に良好に使用することができる。  In general, a part of the organic solvent contained in the aqueous dispersion can be distilled out of the system by an operation called stripping. In the aqueous dispersion of the present invention, the aqueous dispersion can be obtained by this operation. The amount of the organic solvent in the solvent may be appropriately reduced and can be 10% by mass or less, and 3% by mass or less is preferable from the environmental viewpoint. In order to distill off the organic solvent by stripping, it is necessary to take measures in the production process such as increasing the pressure reduction of the equipment or extending the operation time, so the lower limit of the amount of organic solvent considering such productivity is 0.01. It is about mass% (the detection limit of the analytical instrument used for the measurement of the present invention). However, even if it is less than 0.01% by mass, the performance as an aqueous dispersion is not particularly problematic. Even if the amount of the organic solvent is reduced by stripping, the aqueous dispersion of the present invention is not particularly affected in terms of performance and can be used favorably for various applications.

ストリッピングの方法としては、常圧または減圧下で水性分散体を攪拌しながら加熱し、有機溶剤を留去する方法を挙げることができる。有機溶剤の含有率はガスクロマトグラフィーで定量することができる。また、水性媒体が留去されることにより、固形分濃度が高くなるために、例えば、粘度が上昇し作業性が悪くなるような場合には、予め水性分散体に水を添加しておくこともできる。  Examples of the stripping method include a method in which the aqueous dispersion is heated with stirring at normal pressure or reduced pressure to distill off the organic solvent. The organic solvent content can be quantified by gas chromatography. Further, since the solid content concentration is increased by distilling off the aqueous medium, for example, in the case where the viscosity increases and the workability deteriorates, water is added to the aqueous dispersion in advance. You can also.

有機溶剤としては、良好な水性分散体を得るという点から、ポーリング(Pauling)の電気陰性度が3.0以上の原子(具体的には酸素、窒素、フッ素、塩素)を分子内に1個以上有しているものを用いることが好ましい。さらにその中でも、20℃における水に対する溶解性が5g/L以上のものが好ましく用いられ、さらに好ましくは10g/L以上である。  As an organic solvent, in order to obtain a good aqueous dispersion, one or more atoms (specifically, oxygen, nitrogen, fluorine, chlorine) having Pauling electronegativity of 3.0 or more are contained in the molecule. It is preferable to use what is doing. Among them, those having a solubility in water at 20 ° C. of 5 g / L or more are preferably used, and more preferably 10 g / L or more.

本発明において使用される有機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−アミルアルコール、イソアミルアルコール、sec−アミルアルコール、tert−アミルアルコール、1−エチル−1−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノール等のアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸−sec−ブチル、酢酸−3−メトキシブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等のエステル類、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等のグリコール誘導体、さらには、3−メトキシ−3−メチルブタノール、3−メトキシブタノール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジアセトンアルコール、アセト酢酸エチル等が挙げられ、中でも沸点が30〜250℃のものが好ましく、50〜200℃のものが特に好ましい。これらの有機溶剤は2種以上を混合して使用しても良い。なお、有機溶剤の沸点が30℃未満の場合は、樹脂の水性化時に揮発する割合が多くなり、水性化の効率が十分に高まらない場合がある。沸点が250℃を超える有機溶剤は樹脂被膜から乾燥によって飛散させることが困難であり、被膜の防錆性、耐水性が悪化する場合がある。  Specific examples of the organic solvent used in the present invention include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, n-amyl alcohol, isoamyl alcohol, sec-amyl. Alcohols such as alcohol, tert-amyl alcohol, 1-ethyl-1-propanol, 2-methyl-1-butanol, n-hexanol and cyclohexanol, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl butyl ketone, cyclohexanone and isophorone , Ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, sec-butyl acetate, acetic acid-3-meth Cibutyl, methyl propionate, ethyl propionate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, etc., ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate , Glycol derivatives such as diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol methyl ether acetate Furthermore, 3-methoxy-3-methylbutanol, 3-methoxybutanol, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, diacetone alcohol, ethyl acetoacetate, and the like are preferable. Among them, those having a boiling point of 30 to 250 ° C. are preferable. Particularly preferred is ~ 200 ° C. These organic solvents may be used in combination of two or more. In addition, when the boiling point of the organic solvent is less than 30 ° C., the ratio of volatilization when the resin is made aqueous increases, and the efficiency of aqueous formation may not be sufficiently increased. An organic solvent having a boiling point exceeding 250 ° C. is difficult to be scattered from the resin film by drying, and the rust prevention and water resistance of the film may be deteriorated.

上記の有機溶剤の中でも、樹脂の水性化促進に効果が高く、しかも水性媒体中から有機溶剤を除去し易いという点から、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルが好ましく、低温乾燥性の点からイソプロパノールが特に好ましい。  Among the above organic solvents, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, tetrahydrofuran, and the like are highly effective in promoting the aqueous formation of the resin and are easy to remove the organic solvent from the aqueous medium. Dioxane, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether are preferred, and isopropanol is particularly preferred from the viewpoint of low temperature drying properties.

次に、ポリオレフィン樹脂水性分散体の製造方法について説明する。
本発明のポリオレフィン樹脂水性分散体を得るための方法は特に限定されないが、たとえば、既述の各成分、すなわち、特定組成のポリオレフィン樹脂、塩基性化合物、有機溶剤、及び水を好ましくは密閉可能な容器中で加熱、攪拌する方法を採用することができ、この方法が最も好ましい。この方法によれば、乳化剤成分や保護コロイド作用を有する化合物を実質的に添加しなくとも特定組成のポリオレフィン樹脂を良好に水性分散体とすることができる。
Next, the manufacturing method of the polyolefin resin aqueous dispersion is demonstrated.
The method for obtaining the aqueous polyolefin resin dispersion of the present invention is not particularly limited. For example, the above-described components, that is, a polyolefin resin having a specific composition, a basic compound, an organic solvent, and water can be preferably sealed. A method of heating and stirring in a container can be employed, and this method is most preferred. According to this method, a polyolefin resin having a specific composition can be satisfactorily made into an aqueous dispersion without substantially adding an emulsifier component or a compound having a protective colloid effect.

容器としては、液体を投入できる槽を備え、槽内に投入された水性媒体と樹脂粉末ないしは粒状物との混合物を適度に撹拌できるものであればよい。そのような装置としては、固/液撹拌装置や乳化機として広く当業者に知られている装置を使用することができ、0.1MPa以上の加圧が可能な装置を使用することが好ましい。撹拌の方法、撹拌の回転速度は特に限定されない。  Any container may be used as long as it is equipped with a tank into which a liquid can be charged and can appropriately stir the mixture of the aqueous medium and the resin powder or granular material charged into the tank. As such a device, a device widely known to those skilled in the art as a solid / liquid stirring device or an emulsifier can be used, and a device capable of pressurization of 0.1 MPa or more is preferably used. The stirring method and the rotation speed of stirring are not particularly limited.

水性化に用いられるポリオレフィン樹脂の形状は特に限定されないが、水性化速度を速めるという点から、粒子径1cm以下、好ましくは0.8cm以下の粒状ないしは粉末状のものを用いることが好ましい。  The shape of the polyolefin resin used for the aqueous treatment is not particularly limited, but it is preferable to use a granular or powdery particle having a particle diameter of 1 cm or less, preferably 0.8 cm or less from the viewpoint of increasing the aqueousization speed.

この装置の槽内に水、塩基性化合物及び有機溶剤とからなる水性媒体、並びに粒状ないしは粉末状のポリオレフィン樹脂を投入し、好ましくは40℃以下の温度で攪拌混合しておく。次いで、槽内の温度を80〜200℃、好ましくは90〜200℃、さらに好ましくは100〜200℃の温度に保ちつつ、好ましくは5〜120分間攪拌を続けることによりポリオレフィン樹脂を十分に水性化させ、その後、好ましくは攪拌下で40℃以下に冷却することにより、水性分散体を得ることができる。槽内の温度が80℃未満の場合は、ポリオレフィン樹脂の水性化が困難になる。槽内の温度が200℃を超える場合は、ポリオレフィン樹脂の分子量が低下する恐れがある。槽内の加熱方法としては槽外部からの加熱が好ましく、例えば、オイルや水を用いて槽を加熱する、あるいはヒーターを槽に取り付けて加熱を行うことができる。槽内の冷却方法としては、例えば、室温で自然放冷する方法や0〜40℃のオイルまたは水を使用して冷却する方法を挙げることができる。  An aqueous medium composed of water, a basic compound and an organic solvent, and a granular or powdery polyolefin resin are put into the tank of this apparatus, and they are preferably stirred and mixed at a temperature of 40 ° C. or lower. Next, while maintaining the temperature in the tank at 80 to 200 ° C., preferably 90 to 200 ° C., more preferably 100 to 200 ° C., the polyolefin resin is sufficiently aqueousized by preferably continuing stirring for 5 to 120 minutes. And then cooling to 40 ° C. or lower, preferably with stirring, to obtain an aqueous dispersion. When the temperature in the tank is less than 80 ° C., it becomes difficult to make the polyolefin resin aqueous. When the temperature in the tank exceeds 200 ° C., the molecular weight of the polyolefin resin may decrease. As a heating method in the tank, heating from the outside of the tank is preferable. For example, the tank can be heated using oil or water, or a heater can be attached to the tank for heating. Examples of the cooling method in the tank include a method of naturally cooling at room temperature and a method of cooling using oil or water at 0 to 40 ° C.

なお、この後、必要に応じてさらにジェット粉砕処理を行ってもよい。ここでいうジェット粉砕処理とは、ポリオレフィン樹脂水性分散体のような流体を、高圧下でノズルやスリットのような細孔より噴出させ、樹脂粒子同士や樹脂粒子と衝突板等とを衝突させて、機械的なエネルギーによって樹脂粒子をさらに細粒化することであり、そのための装置の具体例としては、A.P.V.GAULIN社製ホモジナイザー、みずほ工業社製マイクロフルイタイザーM-110E/H等が挙げられる。  After this, jet pulverization may be further performed as necessary. The jet pulverization treatment here means that a fluid such as an aqueous polyolefin resin dispersion is ejected from pores such as nozzles and slits under high pressure, and resin particles or resin particles collide with a collision plate or the like. Further, the resin particles are further refined by mechanical energy. Specific examples of the apparatus for this purpose include a homogenizer manufactured by APVGAULIN, a microfluidizer M-110E / H manufactured by Mizuho Industries, Ltd., and the like.

このようにして得られた水性分散体の固形分濃度の調整方法としては、例えば、所望の固形分濃度となるように水性媒体を留去したり、水で希釈したりする方法が挙げられる。  Examples of a method for adjusting the solid content concentration of the aqueous dispersion thus obtained include a method in which the aqueous medium is distilled off or diluted with water so as to obtain a desired solid content concentration.

上記のようにして、本発明の水性分散体は、ポリオレフィン樹脂が水性媒体中に分散又は溶解され、均一な液状に調製されて得られる。ここで、均一な液状であるとは、外観上、水性分散体中に沈殿、相分離あるいは皮張りといった、固形分濃度が局部的に他の部分と相違する部分が見いだされない状態にあることをいう。  As described above, the aqueous dispersion of the present invention is obtained by preparing a uniform liquid by dispersing or dissolving a polyolefin resin in an aqueous medium. Here, the uniform liquid state means that, in terms of appearance, a portion where the solid content concentration is locally different from other portions such as precipitation, phase separation or skinning is not found in the aqueous dispersion. Say.

また、水性分散体製造における水性化収率は、得られた水性分散体中に残存する粗大粒子の量によって知ることができる。具体的には、水性分散体を300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、フィルター上に残存する樹脂量を測定する。
なお、残存樹脂が多く収率が低い場合でも、製造工程中で上記の濾過を行って、こうした粗大粒子を除去すれば、以降の工程で水性分散体としての使用は可能である。
本発明における水性化収率は、条件によってやや低下する場合もあるが、概ねきわめて良好であり、粗大粒子はほとんど残存することなく水性化が達成される。
Further, the aqueous yield in the production of the aqueous dispersion can be known from the amount of coarse particles remaining in the obtained aqueous dispersion. Specifically, the aqueous dispersion is filtered under pressure (air pressure 0.2 MPa) through a 300 mesh stainless steel filter (wire diameter 0.035 mm, plain weave), and the amount of resin remaining on the filter is measured.
Even when the amount of residual resin is large and the yield is low, if the above-mentioned filtration is performed during the production process to remove such coarse particles, it can be used as an aqueous dispersion in the subsequent steps.
Although the aqueous yield in the present invention may be slightly reduced depending on the conditions, it is generally very good, and aqueous formation is achieved with almost no coarse particles remaining.

このようにして製造したポリオレフィン樹脂水性分散体は、低温造膜性に優れており、樹脂の融点以下の乾燥条件においても透明な被膜を形成することができる。
ここでは、造膜性や透明性の目安として、室温でポリオレフィン樹脂水性分散体をコートしたコートフィルムの「ヘーズ(曇価)」を用いる。基材としてヘーズ2.0〜5.0(%)のPETフィルムを用い、これにポリオレフィン樹脂水性分散体を乾燥後コート膜厚2μmでコートし、25℃で乾燥する。こうして得られたコートフィルム全体のヘーズが20.0(%)以下である。この値は、15.0(%)以下がより好ましく、10.0(%)以下が特に好ましい。
The aqueous polyolefin resin dispersion thus produced is excellent in low-temperature film-forming properties, and can form a transparent film even under drying conditions below the melting point of the resin.
Here, “haze (cloudiness value)” of a coated film coated with an aqueous polyolefin resin dispersion at room temperature is used as a measure of film forming property and transparency. A PET film having a haze of 2.0 to 5.0 (%) is used as a substrate, and this is coated with a polyolefin resin aqueous dispersion with a coating thickness of 2 μm and dried at 25 ° C. The haze of the entire coated film thus obtained is 20.0 (%) or less. This value is more preferably 15.0 (%) or less, and particularly preferably 10.0 (%) or less.

本発明のコート剤組成物は、樹脂成分中の不飽和カルボン酸含有量が低いため、様々な添加剤との混合安定性に優れる。そのため、後述のような添加剤を配合して防錆性能等をさらに向上させることができる。  Since the coating composition of the present invention has a low unsaturated carboxylic acid content in the resin component, it is excellent in mixing stability with various additives. Therefore, an additive as described below can be added to further improve the rust prevention performance.

本発明において、防錆性を一層向上させるために、コート剤組成物中に多価金属イオン、無機粒子、リン酸塩化合物、架橋剤成分を含有させることが好ましい。  In the present invention, it is preferable to contain polyvalent metal ions, inorganic particles, a phosphate compound, and a crosslinking agent component in the coating agent composition in order to further improve rust prevention.

多価金属イオンとしては、マグネシウム、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属や亜鉛、鉄、ニッケル、銅、アルミニウム等のイオンが挙げられる。なお、これらは、2種以上を混合して使用しても良い。多価金属イオンの添加量は、ポリオレフィン樹脂中のカルボキシル基量に対して10〜90モル%が好ましく、20〜80モル%がより好ましい。多価金属イオンの添加量が10モル%未満の場合は、防錆性の向上効果の程度が小さく、添加量が90モル%を超えるとコート剤組成物の安定性が悪化する場合がある。  Examples of the polyvalent metal ion include alkaline earth metals such as magnesium, calcium and barium, and ions such as zinc, iron, nickel, copper and aluminum. In addition, you may use these in mixture of 2 or more types. The amount of polyvalent metal ions added is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 20 to 80 mol%, based on the amount of carboxyl groups in the polyolefin resin. When the addition amount of polyvalent metal ions is less than 10 mol%, the degree of the effect of improving rust prevention is small, and when the addition amount exceeds 90 mol%, the stability of the coating composition may be deteriorated.

無機粒子としては、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化すず、酸化チタン等の金属酸化物、炭酸カルシウム、シリカなどの無機粒子やバーミキュライト、モンモリロナイト、ヘクトライト等の水膨潤性の層状無機化合物を添加することができる。この中で、防錆性の点からシリカ、及び水膨潤性の層状無機化合物が好ましく、シリカが特に好ましい。これらの無機粒子の平均粒子径は0.005〜10μm、より好ましくは0.005〜5μmであることが水性分散体の安定性の面から好ましい。なお、これらは、2種以上を混合して使用しても良い。無機粒子の添加量は、ポリオレフィン樹脂100質量部に対して、1〜1000質量部が好ましく、2〜100質量部がより好ましく、3〜50質量部がさらに好ましく、5〜30質量部が特に好ましい。無機粒子の添加量が1質量部未満の場合は、防錆性の向上効果の程度が小さく、添加量が1000質量部を超えると金属への密着性が低下したり、均一な被膜が得られない場合がある。  Add inorganic particles such as magnesium oxide, zinc oxide, tin oxide and titanium oxide, inorganic particles such as calcium carbonate and silica, and water-swellable layered inorganic compounds such as vermiculite, montmorillonite and hectorite as inorganic particles. Can do. Of these, silica and water-swellable layered inorganic compounds are preferred from the viewpoint of rust prevention, and silica is particularly preferred. The average particle diameter of these inorganic particles is preferably 0.005 to 10 μm, more preferably 0.005 to 5 μm from the viewpoint of the stability of the aqueous dispersion. In addition, you may use these in mixture of 2 or more types. The added amount of the inorganic particles is preferably 1 to 1000 parts by mass, more preferably 2 to 100 parts by mass, further preferably 3 to 50 parts by mass, and particularly preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyolefin resin. . When the added amount of inorganic particles is less than 1 part by mass, the degree of the effect of improving rust prevention is small, and when the added amount exceeds 1000 parts by mass, the adhesion to metal is reduced or a uniform film is obtained. There may not be.

無機粒子の分散性を向上させるために、無機粒子を添加したコート剤組成物をホモジナイザー処理、ボールミル処理、ペイントシェーカー処理、或いは前述したジェット粉砕処理等の高圧分散処理を行うことが好ましい。  In order to improve the dispersibility of the inorganic particles, the coating composition to which the inorganic particles are added is preferably subjected to a high-pressure dispersion treatment such as a homogenizer treatment, a ball mill treatment, a paint shaker treatment, or the jet pulverization treatment described above.

リン酸塩化合物としては、金属のリン酸塩化合物が好ましく、中でも、防錆性の面から、多価金属のリン酸塩化合物が特に好ましく、例えば、リン酸亜鉛あるいはリン酸アルミニウム等を挙げることができる。なお、ここでいうリン酸塩とは、オルトリン酸塩、ポリリン酸塩、メタリン酸塩等を含んだ広義のリン酸塩を意味し、これらのいずれのリン酸塩構造をとっていてもよい。リン酸塩化合物の添加量は、ポリオレフィン樹脂100質量部に対して、1〜80質量部が好ましく、3〜80質量部がより好ましく、5〜70質量部がさらに好ましく、10〜70質量部が特に好ましい。金属塩化合物の添加量が1質量部未満の場合には、防錆性向上効果の程度が小さく、添加量が80質量部を超えると金属への密着性や加工性が低下しやすい。  As the phosphate compound, a metal phosphate compound is preferable, and from the viewpoint of rust prevention, a polyvalent metal phosphate compound is particularly preferable, and examples thereof include zinc phosphate and aluminum phosphate. Can do. In addition, the phosphate here means the phosphate in a broad sense including orthophosphate, polyphosphate, metaphosphate, etc., and may take any of these phosphate structures. The addition amount of the phosphate compound is preferably 1 to 80 parts by mass, more preferably 3 to 80 parts by mass, further preferably 5 to 70 parts by mass, and 10 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyolefin resin. Particularly preferred. When the addition amount of the metal salt compound is less than 1 part by mass, the degree of the effect of improving rust prevention is small, and when the addition amount exceeds 80 parts by mass, the adhesion to metal and the workability tend to be lowered.

リン酸塩化合物の水性媒体への溶解性が低い場合には、金属塩化合物の分散性を向上させるために、金属塩化合物を添加した樹脂水性分散体をホモジナイザー処理、ボールミル処理、ペイントシェイカー処理、あるいは前記したジェット粉砕処理等の分散処理を行うことが好ましい。中でも、ジェット粉砕処理等の高圧分散処理を行うことが、分散性、被膜の透明性向上の点から好ましい。  When the solubility of the phosphate compound in the aqueous medium is low, in order to improve the dispersibility of the metal salt compound, the resin aqueous dispersion to which the metal salt compound is added is subjected to a homogenizer treatment, a ball mill treatment, a paint shaker treatment, Alternatively, it is preferable to perform a dispersion process such as the jet pulverization process described above. Among them, it is preferable to perform high-pressure dispersion treatment such as jet pulverization treatment from the viewpoint of improving dispersibility and film transparency.

架橋剤成分の含有量は、樹脂水性分散体中の樹脂100質量部に対して0.1〜100質量部とすることが好ましく、0.5〜50質量部がより好ましく、0.5〜30質量部が特に好ましい。架橋剤の含有量が0.1質量部未満の場合には、防錆性向上の程度が小さく、100質量部を超える場合には、防錆性以外の物性、特に加工性が低下するだけでなく、ポリオレフィン樹脂の特性が失われてしまう。架橋剤としては、自己架橋性を有する架橋剤や、カルボキシル基と反応する官能基を分子内に複数個有する化合物、カルボキシル基またはカルボキシレートアニオンが複数配位して錯体を形成し得る金属等を用いることができ、例えば、イソシアネート化合物、メラミン化合物、ベンゾグアナミン化合物、尿素化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン基含有化合物、カルボジイミド化合物、ジルコニウム塩化合物、シランカップリング剤等が好ましい。中でもメラミン化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン基含有化合物、ジルコニウム塩化合物、シランカップリング剤が、塗装金属材料の防錆性を高める上で特に好ましい。これらの架橋剤は併用することもできる。  The content of the crosslinking agent component is preferably 0.1 to 100 parts by mass, more preferably 0.5 to 50 parts by mass, and particularly preferably 0.5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin in the resin aqueous dispersion. When the content of the crosslinking agent is less than 0.1 parts by mass, the degree of improvement in rust prevention is small, and when it exceeds 100 parts by mass, not only the physical properties other than the rust prevention property, particularly processability, The properties of the polyolefin resin are lost. Examples of the crosslinking agent include a crosslinking agent having self-crosslinking property, a compound having a plurality of functional groups that react with a carboxyl group in the molecule, a metal capable of forming a complex by coordination of a plurality of carboxyl groups or carboxylate anions, and the like. For example, an isocyanate compound, a melamine compound, a benzoguanamine compound, a urea compound, an epoxy compound, an oxazoline group-containing compound, a carbodiimide compound, a zirconium salt compound, and a silane coupling agent are preferable. Among these, a melamine compound, an epoxy compound, an oxazoline group-containing compound, a zirconium salt compound, and a silane coupling agent are particularly preferable for enhancing the rust prevention property of the coated metal material. These crosslinking agents can be used in combination.

さらに、本発明の樹脂水性分散体に必要に応じてレベリング剤、消泡剤、ワキ防止剤、顔料分散剤、紫外線吸収剤等の各種薬剤や、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック等の顔料あるいは染料を添加してもよい。また、樹脂水性分散体の安定性を損なわない範囲で上記以外の有機もしくは無機の化合物を樹脂水性分散体に添加することもできる。  Furthermore, various agents such as leveling agents, antifoaming agents, anti-waxing agents, pigment dispersants, UV absorbers, pigments such as titanium oxide, zinc white, carbon black, etc. A dye may be added. In addition, organic or inorganic compounds other than those described above can be added to the aqueous resin dispersion as long as the stability of the aqueous resin dispersion is not impaired.

本発明において、樹脂水性分散体を塗装する金属材料は、特に限定されないが、中でも亜鉛めっき鋼、銅材料、あるいはアルミニウム材料に用いると、防錆効果が高く、好ましい。亜鉛めっき鋼のめっき方法としては、電気めっき法や溶融めっき法などが挙げられるが、いずれの方法を用いたものでもよい。また、亜鉛めっき鋼の表面は化成処理されていてもよい。化成処理方法としては、環境を配慮するとクロムを含まない化成液で処理されたものが好ましいが、本発明の樹脂水性分散体を用いたコート剤は、クロメート処理を施した亜鉛めっき鋼に使用しても防錆性を発揮することができる。亜鉛めっき鋼は、板状で使用される形態が代表的であり、銅材料の形態は、銅板や銅線などが挙げられ、またアルミニウム材料の形態、アルミニウム箔、アルミニウムシート、アルミニウム板などが挙げられる。  In the present invention, the metal material on which the resin aqueous dispersion is coated is not particularly limited, but among them, when used for galvanized steel, copper material, or aluminum material, the antirust effect is high, which is preferable. Examples of the galvanized steel plating method include an electroplating method and a hot dipping method, but any method may be used. The surface of the galvanized steel may be subjected to chemical conversion treatment. As the chemical conversion treatment method, the one treated with a chemical conversion solution not containing chromium is preferable in consideration of the environment, but the coating agent using the aqueous resin dispersion of the present invention is used for galvanized steel subjected to chromate treatment. However, rust prevention can be exhibited. The galvanized steel is typically used in the form of a plate, and examples of the copper material include a copper plate and a copper wire, and examples of the aluminum material include an aluminum foil, an aluminum foil, an aluminum sheet, and an aluminum plate. It is done.

本発明の樹脂水性分散体は、被膜形成能に優れており、公知の方法により容易に製膜することができる。例えばグラビアロールコーティング、リバースロールコーティング、ワイヤーバーコーティング、リップコーティング、エアナイフコーティング、カーテンフローコーティング、スプレーコーティング、浸漬コーティング、はけ塗り法等により各種基材表面に均一にコーティングし、必要に応じて室温付近でセッティングした後、乾燥または乾燥と焼き付けのための加熱処理に供することにより、均一な樹脂被膜を各種基材表面に密着させて形成することができる。このときの加熱装置としては、通常の熱風循環型のオーブンや赤外線ヒーター等を使用すればよい。また、加熱温度や加熱時間としては、被コーティング物である基材の特性や後述する硬化剤の種類、配合量等により適宜選択されるものであるが、性能面や経済性を考慮した場合、加熱温度としては、30〜250℃が好ましく、60〜230℃がより好ましく、80〜210℃が特に好ましく、加熱時間としては、1秒〜20分が好ましく、5秒〜15分がより好ましく、10秒〜10分が特に好ましい。なお、架橋剤を添加した場合は、ポリオレフィン中のカルボキシル基と架橋剤との反応を十分進行させるために、加熱温度および時間は架橋剤の種類によって適宜選定することが望ましい。  The aqueous resin dispersion of the present invention is excellent in film forming ability and can be easily formed by a known method. For example, gravure roll coating, reverse roll coating, wire bar coating, lip coating, air knife coating, curtain flow coating, spray coating, dip coating, brush coating, etc., uniformly coats various substrate surfaces, and at room temperature as required After setting in the vicinity, a uniform resin film can be formed in close contact with the surfaces of various substrates by subjecting it to drying or heat treatment for drying and baking. As a heating device at this time, a normal hot air circulation type oven, an infrared heater, or the like may be used. In addition, the heating temperature and the heating time are appropriately selected depending on the characteristics of the base material to be coated, the type of curing agent described later, the blending amount, etc. The heating temperature is preferably 30 to 250 ° C, more preferably 60 to 230 ° C, particularly preferably 80 to 210 ° C, and the heating time is preferably 1 second to 20 minutes, more preferably 5 seconds to 15 minutes, 10 seconds to 10 minutes is particularly preferable. In addition, when a crosslinking agent is added, in order to sufficiently advance the reaction between the carboxyl group in the polyolefin and the crosslinking agent, it is desirable to appropriately select the heating temperature and time depending on the type of the crosslinking agent.

また、本発明の樹脂水性分散体は、数平均粒子径が小さく、また液状であるため、基材表面に薄く塗ることが可能であり、例えば樹脂被膜として0.1〜10μmとすることができる。防錆性、透明性、加工性等を考慮すると、0.2〜8μmが好ましく、0.2〜5μmが特に好ましい。樹脂被膜の厚さが0.1μm未満では防錆性の効果が小さくなる。
なお、樹脂被膜の厚さを調節するためには、コーティングに用いる装置やその使用条件を適宜選択することに加えて、目的とする樹脂被膜の厚さに適した濃度の樹脂水性分散体を使用することが好ましい。このときの濃度は、調製時の仕込み組成により調節することができる。また、一旦調製した樹脂水性分散体を適宜希釈、あるいは濃縮して調節してもよい。
In addition, since the aqueous resin dispersion of the present invention has a small number average particle diameter and is in a liquid state, it can be applied thinly on the surface of the substrate, for example, 0.1 to 10 μm as a resin film. In consideration of rust prevention, transparency, workability, etc., 0.2 to 8 μm is preferable, and 0.2 to 5 μm is particularly preferable. When the thickness of the resin coating is less than 0.1 μm, the effect of rust prevention becomes small.
In addition, in order to adjust the thickness of the resin film, in addition to appropriately selecting the apparatus used for coating and its use conditions, an aqueous resin dispersion having a concentration suitable for the desired thickness of the resin film is used. It is preferable to do. The concentration at this time can be adjusted by the charged composition at the time of preparation. In addition, the resin aqueous dispersion once prepared may be adjusted by appropriately diluting or concentrating.

以下に実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
なお、各種の特性については以下の方法によって測定又は評価した。
(1)ポリオレフィン樹脂の構成
オルトジクロロベンゼン(d4)中、120℃にて1H−NMR分析(バリアン社製、300MHz)を行い求めた。
(2)水性化後のエステル基の残存量
水性化後のポリオレフィン水性分散を150℃で乾燥させた後、オルトジクロロベンゼン(d4)中、120℃にて1H−NMR分析(バリアン社製、300MHz)を行い、水性化前の(メタ)アクリル酸エステルのエステル基量を100%としてエステル基の残存率(%)を求めた。
(3)ポリオレフィン樹脂水性分散体の固形分濃度
ポリオレフィン分散体を適量秤量し、これを150℃で残存物(固形分)の質量が恒量に達するまで加熱し、ポリオレフィン樹脂固形分濃度を求めた。
トキメック社製、DVL−BII型デジタル粘度計(B型粘度計)を用い、温度20℃における水性分散体の回転粘度を測定した。
(5)ポリオレフィン樹脂粒子の平均粒径
日機装社製、マイクロトラック粒度分布計UPA150(MODEL No.9340)を用い、数平均粒子径を求めた。
(6)水性化収率
水性化後の樹脂水性分散体を300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)した際に、フィルター上に残存する樹脂質量を測定し、仕込み樹脂質量より収率を算出した。
(7)水性分散体の外観
樹脂水性分散体の色調を目視観察により評価した。
(8)ポットライフ
ポリオレフィン樹脂水性分散体を室温で90日放置した場合、水性分散体の外観を次の3段階で評価した。
○:外観に変化なし。
△:増粘がみられる。
×:固化、凝集や沈殿物の発生が見られる。
(9)耐水性評価方法
塗装鋼板は室温で1日放置後、評価した。塗膜を水で濡らした布で数回擦り、塗膜の状態を目視で評価した。
○:変化なし、△:塗膜がくもる、×:塗膜が完全に溶解
(10)耐アルカリ性評価方法
20℃においてpH12.0に調整したNaOH水溶液を45℃に加温して攪拌しておき、この水溶液に塗装した金属板を3分間浸漬した。その後、水洗いし、塗膜の状態を目視で評価した。
○:変化なし、△:塗膜がくもる、×:塗膜が溶解、または剥離
(11)耐溶剤性評価方法
塗装鋼板は室温で1日放置後、評価した。塗膜をエタノールで濡らした布で数回擦り、塗膜の状態を目視で評価した。
○:変化なし、△:塗膜がくもる、×:塗膜が完全に溶解
(12)防錆性評価方法
塗装鋼板は室温で1日放置後、評価した。JIS Z-2371規格の塩水噴霧試験機を用いて、35℃での5質量%NaCl水溶液の噴霧を行い、100時間後の塗膜状態を評価した。
◎:発錆面積率5%未満、○:発錆面積率5%以上、10%未満、△:発錆面積率10%以上、50%未満、×:発錆面積率50%以上
(13)加工性評価方法
塗装鋼板は室温で1日放置後、評価した。塗装面と反対の面が接するように塗装鋼板を折り曲げ、折り曲げ部分のクラックの有無を調べた。
○:クラックなし、×:クラックあり
(14)密着性評価(I):クロスカット・テープ剥離
塗装鋼板は室温で1日放置後、評価した。JIS K5400 8.5.2に準ずる。粘着テープにより1mm×1mm×100個の碁盤目部分をひき剥がし、剥離せずに残っている数で評価した。「n/100」は、試験後に100個の碁盤目中のn個が剥離せず残っていることを示す。
(15)密着性評価(II):エリクセン加工
塗装鋼板は室温で1日放置後、評価した。8mmのエリクセン加工を施し、加工部に粘着テープを接着後、勢いよくテープを剥離し、塗膜の状態を目視で評価した。
○:剥がれなし、×:剥がれあり
(16)ポリオレフィン樹脂水性分散体中の有機溶剤の含有率
島津製作所社製、ガスクロマトグラフGC-8A[FID検出器使用、キャリアーガス:窒素、カラム充填物質(ジーエルサイエンス社製):PEG-HT(5%)-Uniport HP(60/80メッシュ)、カラムサイズ:直径3mm×3mm、試料投入温度(インジェクション温度):150℃、カラム温度:60℃、内部標準物質:n-ブタノール]を用い、樹脂水性分散体またはこれを水で希釈したものを直接装置内に投入して、有機溶剤の含有率を求めた。検出限界は0.01質量%であった。
(17)ヘーズ(曇価)
JIS K7105に準じて、日本電色工業株式会社製のNDH2000「濁度、曇り度計」を用いて「ヘーズ(%)」を測定した。ヘーズが2.8%のPETフィルム(厚さ12μm)にポリオレフィン樹脂水性分散体を乾燥後のコート膜厚が2μmになるようにマイヤーバーを用いてコートした後、25℃の雰囲気中で3日放置して乾燥させてコートフィルムを作製した。このようにして作製したコートフィルム全体のヘーズを測定した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
Various characteristics were measured or evaluated by the following methods.
(1) Structure of polyolefin resin It was obtained by performing 1 H-NMR analysis (manufactured by Varian, 300 MHz) at 120 ° C. in orthodichlorobenzene (d 4 ).
(2) Residual Amount of Ester Group after Aqueous Treatment After the aqueous polyolefin treatment was dried at 150 ° C., 1 H-NMR analysis at 120 ° C. in orthodichlorobenzene (d 4 ) (manufactured by Varian) 300 MHz), and the residual ratio (%) of the ester group was determined with the amount of the ester group of the (meth) acrylic acid ester before being made aqueous as 100%.
(3) Solid content concentration of polyolefin resin aqueous dispersion An appropriate amount of the polyolefin dispersion was weighed and heated at 150 ° C. until the mass of the residue (solid content) reached a constant weight to determine the polyolefin resin solid content concentration.
The rotational viscosity of the aqueous dispersion at a temperature of 20 ° C. was measured using a DVL-BII type digital viscometer (B type viscometer) manufactured by Tokimec.
(5) Average particle diameter of polyolefin resin particles The number average particle diameter was determined using a Microtrac particle size distribution analyzer UPA150 (MODEL No. 9340) manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
(6) Aqueousization yield Resin mass remaining on the filter when the aqueous resin dispersion is hydrofiltered with a 300 mesh stainless steel filter (wire diameter 0.035 mm, plain weave) (air pressure 0.2 MPa) The yield was calculated from the mass of charged resin.
(7) Appearance of aqueous dispersion The color tone of the aqueous resin dispersion was evaluated by visual observation.
(8) Pot life When the aqueous polyolefin resin dispersion was allowed to stand at room temperature for 90 days, the appearance of the aqueous dispersion was evaluated in the following three stages.
○: No change in appearance.
Δ: Thickening is observed.
X: Solidification, aggregation and precipitation are observed.
(9) Water resistance evaluation method The coated steel sheet was evaluated after being left at room temperature for 1 day. The coating film was rubbed several times with a cloth wetted with water, and the state of the coating film was visually evaluated.
○: No change, Δ: The coating film is cloudy, ×: The coating film is completely dissolved (10) Alkali resistance evaluation method
A NaOH aqueous solution adjusted to pH 12.0 at 20 ° C. was heated to 45 ° C. and stirred, and the coated metal plate was immersed in this aqueous solution for 3 minutes. Then, it washed with water and evaluated the state of the coating film visually.
○: No change, Δ: Coating film is cloudy, ×: Coating film is dissolved or peeled (11) Solvent resistance evaluation method The coated steel sheet was evaluated after standing at room temperature for 1 day. The coating film was rubbed several times with a cloth wetted with ethanol, and the state of the coating film was visually evaluated.
○: No change, Δ: Coating film is cloudy, ×: Coating film is completely dissolved (12) Rust prevention evaluation method The coated steel sheet was evaluated after standing at room temperature for 1 day. Using a salt spray tester of JIS Z-2371 standard, a 5 mass% NaCl aqueous solution was sprayed at 35 ° C., and the coating state after 100 hours was evaluated.
◎: Rust area ratio less than 5%, ○: Rust area ratio 5% or more, less than 10%, △: Rust area ratio 10% or more, less than 50%, ×: Rust area ratio 50% or more (13) Processability evaluation method The coated steel sheet was evaluated after being left at room temperature for 1 day. The coated steel plate was bent so that the surface opposite to the painted surface was in contact, and the presence or absence of cracks in the bent portion was examined.
○: No crack, ×: Crack (14) Adhesion evaluation (I): Cross-cut tape peeling The coated steel sheet was evaluated after standing at room temperature for 1 day. Conforms to JIS K5400 8.5.2. The grid area of 1 mm × 1 mm × 100 pieces was peeled off with an adhesive tape and evaluated by the number remaining without peeling. “N / 100” indicates that n pieces out of 100 grids remain after the test.
(15) Adhesion evaluation (II): Erichsen processing The coated steel sheet was evaluated after standing at room temperature for 1 day. Eriksen processing of 8 mm was performed, and after the adhesive tape was adhered to the processed part, the tape was peeled off vigorously and the state of the coating film was visually evaluated.
○: No peeling, x: peeling (16) Organic solvent content in aqueous polyolefin resin dispersion Shimadzu Corporation gas chromatograph GC-8A [FID detector used, carrier gas: nitrogen, column packing material (GL (Science): PEG-HT (5%)-Uniport HP (60/80 mesh), Column size: Diameter 3 mm x 3 mm, Sample input temperature (injection temperature): 150 ° C, Column temperature: 60 ° C, Internal standard : N-butanol], an aqueous resin dispersion or a solution obtained by diluting this with water was directly put into the apparatus, and the content of the organic solvent was determined. The detection limit was 0.01% by mass.
(17) Haze (cloudiness value)
According to JIS K7105, “Haze (%)” was measured using NDH2000 “turbidity and haze meter” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. A haze 2.8% PET film (thickness 12μm) is coated with an aqueous polyolefin resin dispersion using a Meyer bar so that the coating thickness after drying is 2μm, and then left in an atmosphere at 25 ° C for 3 days. And dried to produce a coated film. Thus, the haze of the whole coat film produced was measured.

使用した樹脂の組成を表1に示す。なお、表1に記載されている樹脂の融点はDSC(測定装置:パーキンエルマー社製DSC−7)で測定した値であり、メルトフローレートはJIS 6730記載(190℃、2160g荷重)の方法で測定した値である。  Table 1 shows the composition of the resin used. The melting point of the resin described in Table 1 is a value measured by DSC (measuring device: DSC-7 manufactured by Perkin Elmer), and the melt flow rate is a method described in JIS 6730 (190 ° C., 2160 g load). It is a measured value.

(コート剤組成物E−1の製造)
ヒーター付きの密閉できる耐圧1リットル容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、60.0gのポリオレフィン樹脂(ボンダインHX−8210,住友化学製)、60.0gのイソプロパノール(以下、IPA)、4.5g(樹脂中の無水マレイン酸のカルボキシル基に対して1.2倍当量)のトリエチルアミン(以下、TEA)及び175.5gの蒸留水をガラス容器内に仕込み、撹拌翼の回転速度を300rpmとして撹拌したところ、容器底部には樹脂粒状物の沈澱は認められず、浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ちつつ、10分後にヒーターの電源を入れ加熱した。そして系内温度を140〜145℃に保ってさらに20分間撹拌した。その後、水浴につけて、回転速度300rpmのまま攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、乳白色の均一なポリオレフィン樹脂水性分散体を得た。これをコート剤組成物E−1として用いた。
コート剤組成物の各種特性を表2に示した。数平均粒子径は0.068μmであり、その分布も1山であり、ポリオレフィン樹脂が水性媒体中に良好な状態で分散していた。さらに、水性分散体のポットライフも90日以上であった。なお、水性化後の樹脂のエステル基残存率は99%であり、アクリル酸エチルの1%が加水分解されていた。このエステル基残存率は室温で90日、放置後でも変化せず99%であった。このコート剤組成物を前記した方法でコートしたコートフィルムのヘーズは2.8%であり、透明性は良好であった。
(Manufacture of coating agent composition E-1)
3. Using a stirrer equipped with a heat-resistant 1-liter glass container with a heater, 60.0 g of polyolefin resin (Bondaine HX-8210, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 60.0 g of isopropanol (hereinafter, IPA); 5 g (1.2 times equivalent to the carboxyl group of maleic anhydride in the resin) of triethylamine (hereinafter TEA) and 175.5 g of distilled water are charged in a glass container and stirred at a rotation speed of 300 rpm. As a result, no precipitation of resin particles was observed at the bottom of the container, and it was confirmed that the container was in a floating state. Therefore, while maintaining this state, the heater was turned on and heated after 10 minutes. Then, the system temperature was kept at 140 to 145 ° C. and further stirred for 20 minutes. Then, after putting in a water bath and cooling to room temperature (about 25 ° C.) while stirring at a rotational speed of 300 rpm, pressure filtration (air pressure 0.2 MPa) with a 300 mesh stainless steel filter (wire diameter 0.035 mm, plain weave) As a result, a milky white uniform polyolefin resin aqueous dispersion was obtained. This was used as a coating agent composition E-1.
Various properties of the coating composition are shown in Table 2. The number average particle diameter was 0.068 μm, and the distribution was also one peak, and the polyolefin resin was dispersed in a good state in the aqueous medium. Furthermore, the pot life of the aqueous dispersion was 90 days or longer. In addition, the ester group residual ratio of the resin after being made aqueous was 99%, and 1% of ethyl acrylate was hydrolyzed. This ester group residual ratio was 99% at room temperature for 90 days and remained unchanged after standing. The haze of the coated film coated with this coating composition by the above-described method was 2.8%, and the transparency was good.

(コート剤組成物E−2の製造)
ポリオレフィン樹脂(B)(ボンダインTX−8030,住友化学製)を用い、IPA量を表2のように変更した以外はコート剤組成物E−1の製造と同様の操作でポリオレフィン樹脂水性分散体を得、これをコート剤組成物E−2として用いた。このコート剤組成物の各種特性を表2に示した。
(Production of coating agent composition E-2)
Using the polyolefin resin (B) (Bondyne TX-8030, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), except that the amount of IPA was changed as shown in Table 2, the aqueous polyolefin resin dispersion was prepared in the same manner as in the production of the coating composition E-1. This was used as coating agent composition E-2. Various characteristics of this coating agent composition are shown in Table 2.

(コート剤組成物E−3の製造)
E−1 250g、蒸留水85gを0.5リットルの2口丸底フラスコに仕込み、メカニカルスターラーとリービッヒ型冷却器を設置し、フラスコをオイルバスで加熱していき、水性媒体を留去した。約90gの水性媒体を留去したところで、加熱を終了し、室温まで冷却した。冷却後、フラスコ内の液状成分を300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、濾液の固形分濃度を測定したところ、20.5質量%であった。この濾液を攪拌しながら蒸留水を添加し、固形分濃度が20.0質量%になるように調整した。得られた水性分散体をコート剤組成物E−3とした。
このコート剤組成物中の有機溶剤(IPA)の含有率は0.3質量%であった。また、このコート剤組成物の外観を目視で観察したところ、沈殿や層分離の見られない均一なものであり、数平均粒子径は0.070μmであり、その分布も1山であった。また、室温で90日間、放置しても外観に変化はなく安定であった。このコート剤組成物を前記した方法でコートしたコートフィルムのヘーズは3.3%であり、透明性は良好であった。
(Manufacture of coating agent composition E-3)
E-1 250 g and distilled water 85 g were charged into a 0.5 liter 2-neck round bottom flask, a mechanical stirrer and a Liebig condenser were installed, and the flask was heated in an oil bath to distill off the aqueous medium. When about 90 g of the aqueous medium was distilled off, heating was terminated and the mixture was cooled to room temperature. After cooling, the liquid component in the flask was subjected to pressure filtration (air pressure 0.2 MPa) with a 300-mesh stainless steel filter (wire diameter 0.035 mm, plain weave), and the solid content concentration of the filtrate was measured to be 20.5 mass. %Met. While stirring the filtrate, distilled water was added to adjust the solid content concentration to 20.0% by mass. The obtained aqueous dispersion was designated coating agent composition E-3.
The content of the organic solvent (IPA) in this coating agent composition was 0.3% by mass. Moreover, when the external appearance of this coating agent composition was observed visually, it was a uniform thing in which precipitation and layer separation were not seen, the number average particle diameter was 0.070 micrometer, and the distribution was also 1 mountain. Moreover, even if it was left to stand at room temperature for 90 days, the appearance did not change and was stable. The haze of the coated film coated with this coating composition by the above-described method was 3.3%, and the transparency was good.

(コート剤組成物E−4の製造)
コート剤組成物E−2を用いた以外は、コート剤組成物E−3の製造に準じた操作でポリオレフィン樹脂水性分散体を得、これをコート剤組成物E−4とした。コート剤組成物の各種特性を表2に示した。
(Manufacture of coating agent composition E-4)
Except having used coating agent composition E-2, polyolefin resin aqueous dispersion was obtained by operation according to manufacture of coating agent composition E-3, and this was made into coating agent composition E-4. Various properties of the coating composition are shown in Table 2.

(コート剤組成物H−1の製造)
ヒーター付きの密閉できる耐圧1リットル容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、45.0gのエチレン−アクリル酸共重合体樹脂(プリマコール5980I、アクリル酸20質量%共重合体、ダウ・ケミカル製)、12.6g(樹脂中のアクリル酸のカルボキシル某に対して1.0倍当量)のTEA、及び242.4gの蒸留水をカラス容器内に仕込み、撹拌翼の回転速度を300rpmとして撹拌したところ、容器底部には樹脂粒状物の沈澱は認められず、浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ちつつ、10分後にヒーターの電源を入れ加熱した。そして系内温度を100〜105℃に保ってさらに20分間撹拌した。その後、水浴につけて、回転速度300rpmのまま攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、微白濁の水性分散体を得た。これをコート剤組成物H−1とした。この際、フィルター上に樹脂は殆ど残っていなかった。
(Manufacture of coating agent composition H-1)
45.0 g of ethylene-acrylic acid copolymer resin (Primacol 5980I, 20% by weight acrylic acid copolymer, manufactured by Dow Chemical) ), 12.6 g (1.0 times equivalent to the carboxyl soot of acrylic acid in the resin) of TEA and 242.4 g of distilled water were charged into a crow container, and stirred at a rotation speed of 300 rpm. However, no sedimentation of resin particles was observed at the bottom of the container, and it was confirmed that the container was in a floating state. Therefore, while maintaining this state, the heater was turned on and heated after 10 minutes. Then, the system temperature was kept at 100 to 105 ° C. and further stirred for 20 minutes. Then, after putting in a water bath and cooling to room temperature (about 25 ° C.) while stirring at a rotational speed of 300 rpm, pressure filtration (air pressure 0.2 MPa) with a 300 mesh stainless steel filter (wire diameter 0.035 mm, plain weave) As a result, a slightly cloudy aqueous dispersion was obtained. This was designated coating agent composition H-1. At this time, almost no resin remained on the filter.

実施例1
コート剤組成物E−1を脱脂した溶融亜鉛めっき鋼板(日本テストパネル大阪社製、サイズ70mm×150mm×0.8mmt、実施例2〜13、比較例1、2でも同じものを使用)上にメイヤーバーで塗装し、200℃で2分間乾燥熱処理し、塗装鋼板を得た。乾燥後の塗膜厚みは2μmであった。性能評価結果を表3に示す。耐アルカリ性は良好であった。
Example 1
On hot-dip galvanized steel sheet (made by Nippon Test Panel Osaka Co., Ltd., size 70 mm × 150 mm × 0.8 mm t , Examples 2 to 13 and Comparative Examples 1 and 2) Was coated with a Mayer bar and dried and heat treated at 200 ° C. for 2 minutes to obtain a coated steel sheet. The coating thickness after drying was 2 μm. Table 3 shows the performance evaluation results. The alkali resistance was good.

実施例2〜4
コート剤組成物として、E−2(実施例2)、E−3(実施例3)、E−4(実施例4)を用いた以外は実施例1と同様の操作を行って塗装鋼板を得た。性能評価結果を表3に示す。
Examples 2-4
A coated steel sheet was prepared by performing the same operation as in Example 1 except that E-2 (Example 2), E-3 (Example 3), and E-4 (Example 4) were used as the coating agent composition. Obtained. Table 3 shows the performance evaluation results.

実施例5
コート剤組成物E−3を用いて、乾燥熱処理を表3に示すように変えた以外は実施例1と同様の操作を行って塗装鋼板を得た。性能評価結果を表3に示す。
Example 5
A coated steel sheet was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the drying heat treatment was changed as shown in Table 3 using the coating agent composition E-3. Table 3 shows the performance evaluation results.

実施例6
コート剤組成物E−1中の樹脂100質量部に対してシリカ(アエロジル380、日本アエロジル社製)20質量部を添加、攪拌してコート剤組成物を調製した。このコート剤組成物を用いて実施例1と同様の操作を行って塗装鋼板を得た。性能評価結果を表3に示す。シリカを添加すると防錆性は向上した。
Example 6
A coating agent composition was prepared by adding and stirring 20 parts by mass of silica (Aerosil 380, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) with respect to 100 parts by mass of the resin in the coating agent composition E-1. Using this coating agent composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a coated steel sheet. Table 3 shows the performance evaluation results. Addition of silica improved rust prevention.

実施例7
実施例6で調製したコート剤組成物を用いて、乾燥後膜厚を表3に示すように変えた以外は実施例1と同様の操作を行って塗装鋼板を得た。性能評価結果を表3に示す。乾燥後膜厚が薄くても各種性能は良好であった。
Example 7
Using the coating composition prepared in Example 6, the same operation as in Example 1 was performed except that the film thickness after drying was changed as shown in Table 3 to obtain a coated steel sheet. Table 3 shows the performance evaluation results. Various performances were good even if the film thickness after drying was thin.

実施例8
コート剤組成物E−2中の樹脂100質量部に対して無機層状化合物(クニミネ工業製、クニピアF(平均粒子径0.1〜0.5μm)、以下KFと略す。)を10質量部添加、攪拌した後、150MPa×2回(みずほ工業社製マイクロフルイタイザー)の処理を行いコート剤組成物を調製した。このコート剤組成物を用いて、実施例1と同様の操作を行って塗装鋼板を得た。性能評価結果を表3に示す。無機層状化合物を添加すると防錆性は向上した。
Example 8
10 parts by mass of an inorganic layered compound (Kunimine Industries, Ltd., Kunipia F (average particle size 0.1 to 0.5 μm), hereinafter abbreviated as KF) was added to 100 parts by mass of the resin in the coating composition E-2 and stirred. Thereafter, 150 MPa × 2 times (Mizuho Kogyo Microfluidizer) was applied to prepare a coating composition. Using this coating agent composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a coated steel sheet. Table 3 shows the performance evaluation results. When the inorganic layered compound was added, the rust prevention property was improved.

実施例9
コート剤組成物E−1中の樹脂100質量部に対してリン酸アルミニウム(石津製薬社製)を40質量部添加、攪拌した後、150MPa×2回(みずほ工業社製マイクロフルイタイザー)の処理を行いコート剤組成物を調製した。このコート剤組成物を用いて、実施例1と同様の操作を行って塗装鋼板を得た。性能評価結果を表3に示す。リン酸塩化合物を添加すると防錆性は向上した。
Example 9
After adding 40 parts by mass of aluminum phosphate (Ishizu Pharmaceutical Co., Ltd.) to 100 parts by mass of the resin in coating agent composition E-1, stirring, 150 MPa × twice (Mizuho Kogyo Microfluidizer) treatment To prepare a coating composition. Using this coating agent composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a coated steel sheet. Table 3 shows the performance evaluation results. Addition of a phosphate compound improved rust prevention.

実施例10
コート剤組成物E−3中の樹脂中のカルボキシル基に対して水酸化カルシウム(和光純薬社製)を30mol%添加、攪拌してコート剤組成物を調製した。このコート剤組成物を用いて、実施例1と同様の操作を行って塗装鋼板を得た。性能評価結果を表3に示す。水酸化カルシウムを添加すると防錆性は向上した。
Example 10
A coating agent composition was prepared by adding 30 mol% of calcium hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to the carboxyl group in the resin in the coating agent composition E-3 and stirring. Using this coating agent composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a coated steel sheet. Table 3 shows the performance evaluation results. Addition of calcium hydroxide improved rust prevention.

実施例11〜13
コート剤組成物E−3中の樹脂100質量部に対して、架橋剤として10質量部のメラミン化合物(サイメル327、三井サイテック製、実施例11)、10質量部のオキサゾリン基含有化合物(エポクロスWS−700、日本触媒製、実施例12)、5質量部のエポキシ化合物(デナコールEX−313、ナガセ化成工業製、実施例13)をそれぞれ添加、攪拌してコート剤組成物を調製した。このコート剤組成物を用いて、実施例1と同様の操作を行って塗装鋼板を得た。性能評価結果を表3に示す。架橋剤を添加すると防錆性は向上した。
Examples 11-13
10 parts by weight of a melamine compound (Cymel 327, manufactured by Mitsui Cytec, Example 11) as a crosslinking agent with respect to 100 parts by weight of the resin in the coating agent composition E-3, 10 parts by weight of an oxazoline group-containing compound (Epocross WS) -700, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., Example 12) 5 parts by mass of an epoxy compound (Denacol EX-313, manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd., Example 13) were added and stirred to prepare a coating composition. Using this coating agent composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a coated steel sheet. Table 3 shows the performance evaluation results. Addition of a cross-linking agent improved rust prevention.

比較例1
コート剤組成物としてH−1を用いた以外は実施例1に準じた操作を行って乾燥後膜厚2μmの塗装鋼板を得た。性能評価結果を表3に示す。耐アルカリ性以外の性能は実施例1とほぼ同様の結果であったが、耐アルカリ性は非常に悪かった。
Comparative Example 1
A coated steel sheet having a film thickness of 2 μm was obtained after drying by performing the same operation as in Example 1 except that H-1 was used as the coating agent composition. Table 3 shows the performance evaluation results. The performance other than the alkali resistance was almost the same as that of Example 1, but the alkali resistance was very poor.

比較例2
H−1中の樹脂100質量部に対してシリカ(アエロジル380、日本アエロジル社製)20質量部を添加、攪拌してコート剤組成物を調製した。このコート剤組成物を用いて実施例1に準じた操作を行って乾燥後膜厚2μmの塗装鋼板を得た。性能評価結果を表3に示す。防錆性は向上したが、耐アルカリ性は改善されず非常に悪かった。
Comparative Example 2
A coating agent composition was prepared by adding and stirring 20 parts by mass of silica (Aerosil 380, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) with respect to 100 parts by mass of the resin in H-1. Using this coating composition, an operation according to Example 1 was performed to obtain a coated steel sheet having a thickness of 2 μm after drying. Table 3 shows the performance evaluation results. Although the rust prevention property was improved, the alkali resistance was not improved and was very bad.

実施例14、15
コート剤組成物E−1を脱脂した0.8mm厚の銅板(実施例14)及び、アルミ板(実施例15)上にメイヤーバーで塗装し、200℃で2分間乾燥熱処理し、塗装鋼板を得た。乾燥後の塗膜厚みは2μmであった。性能評価結果を表4に示す。
Examples 14 and 15
A 0.8 mm thick copper plate (Example 14) degreased with coating agent composition E-1 and an aluminum plate (Example 15) were coated with a Mayer bar, dried and heat treated at 200 ° C. for 2 minutes, Obtained. The coating thickness after drying was 2 μm. Table 4 shows the performance evaluation results.

比較例3、4
コート剤H−1を脱脂した0.8mm厚の銅板(比較例3)及び、アルミ板(比較例4)上にメイヤーバーで塗装し、200℃で2分間乾燥熱処理し、塗装鋼板を得た。乾燥後の塗膜厚みは2μmであった。性能評価結果を表4に示す。
Comparative Examples 3 and 4
A 0.8 mm-thick copper plate (Comparative Example 3) degreased with coating agent H-1 and an aluminum plate (Comparative Example 4) were coated with a Mayer bar and subjected to a drying heat treatment at 200 ° C. for 2 minutes to obtain a coated steel plate. . The coating thickness after drying was 2 μm. Table 4 shows the performance evaluation results.

発明の効果Effect of the invention

本発明によると、優れた防錆性を有するコート剤組成物が得られ、しかも同時に、耐アルカリ性、耐溶剤性、加工性、及び鋼板への良好な密着性を有する。コート剤組成物、及びそれより成る層を有する積層金属材料が提供される。  According to the present invention, a coating agent composition having excellent rust prevention properties is obtained, and at the same time, it has alkali resistance, solvent resistance, workability, and good adhesion to a steel plate. A coating composition and a laminated metal material having a layer comprising the same are provided.

Claims (14)

下記ポリオレフィン樹脂と、有機アミン化合物とを含有する水性分散体であって、前記ポリオレフィン樹脂の数平均粒子径が1μm以下であり、水性分散体中に乳化剤成分あるいは保護コロイド作用を有する化合物を実質的に含まないことを特徴とする防錆用コート剤組成物。
ポリオレフィン樹脂:
(A1)不飽和カルボン酸またはその無水物、
(A2)エチレン系炭化水素、
(A3)下記式(I)〜(IV)のいずれかで示される少なくとも1種の化合物とから構成される共重合体であって、各構成成分(A1)〜(A3)の質量比が下記式(1)、(2)をみたすポリオレフィン樹脂。
0.01≦(A1)/{(A1)+(A2)+(A3)}×100<5 (1)
(A2)/(A3)=55/45〜99/1 (2)
【化1】
An aqueous dispersion containing the following polyolefin resin and an organic amine compound , wherein the polyolefin resin has a number average particle size of 1 μm or less, and substantially contains an emulsifier component or a compound having a protective colloid action in the aqueous dispersion. A coating agent composition for rust prevention which is not contained in
Polyolefin resin:
(A1) unsaturated carboxylic acid or anhydride thereof,
(A2) ethylene hydrocarbon,
(A3) A copolymer composed of at least one compound represented by any one of the following formulas (I) to (IV), wherein the mass ratio of each component (A1) to (A3) is Polyolefin resin satisfying the formulas (1) and (2).
0.01 ≦ (A1) / {(A1) + (A2) + (A3)} × 100 <5 (1)
(A2) / (A3) = 55 / 45-99 / 1 (2)
[Chemical 1]
ポリオレフィン樹脂の190℃、2160g荷重におけるメルトフローレートが0.1〜500g/10分であることを特徴とする請求項1記載の防錆用コート剤組成物。
The rust preventive coating composition according to claim 1, wherein the polyolefin resin has a melt flow rate at 190 ° C and a load of 2160 g of 0.1 to 500 g / 10 min.
不飽和カルボン酸またはその無水物(A1)成分が無水マレイン酸、アクリル酸またはメタクリル酸から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の防錆用コート剤組成物。
The antirust coating agent composition according to claim 1 or 2, wherein the unsaturated carboxylic acid or its anhydride (A1) component is at least one selected from maleic anhydride, acrylic acid or methacrylic acid. object.
エチレン系炭化水素(A2)がエチレンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
The coating composition for rust prevention according to any one of claims 1 to 3, wherein the ethylene-based hydrocarbon (A2) is ethylene.
上記化合物(A3)が、式(I)で示される化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
The said compound (A3) is a compound shown by Formula (I), The coating agent composition for rust prevention in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
ポリオレフィン樹脂がエチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体またはエチレン−メタクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
The polyolefin resin is an ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer or an ethylene-methacrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer. Anticorrosive coating agent composition.
さらに多価金属イオンを含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
Furthermore, a polyvalent metal ion is contained, The coating agent composition for rust prevention in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned.
さらに平均粒子径が0.005〜10μmの無機粒子を含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
Furthermore, the inorganic particle | grain with an average particle diameter of 0.005-10 micrometers is contained, The coating agent composition for rust prevention in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned.
さらにリン酸塩化合物を含有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
Furthermore, a phosphate compound is contained, The coating agent composition for rust prevention in any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned.
水性分散体中の樹脂100質量部に対して、さらに架橋剤を0.01〜100質量部含有することを特徴とする請求項1〜9いずれかに記載の防錆用コート剤組成物。
Per 100 parts by weight of the resin in the aqueous dispersion, further crosslinking agents anticorrosion coat composition according to claim 1, characterized in that it contains 0.01 to 100 parts by weight.
金属材料に請求項1〜10のいずれかに記載の防錆用コート剤組成物を乾燥して得られる被膜を設けてなる積層金属材料。
A laminated metal material comprising a metal material provided with a coating obtained by drying the rust-preventive coating agent composition according to any one of claims 1 to 10 .
金属材料が亜鉛めっき鋼、銅材料又はアルミニウム材料のいずれかである請求項11記載の積層金属材料。
The laminated metal material according to claim 11, wherein the metal material is any one of galvanized steel, copper material, and aluminum material.
被膜の膜厚が0.1〜10μmである請求項11又は12記載の積層金属材料。
The laminated metal material according to claim 11 or 12, wherein the film has a thickness of 0.1 to 10 µm.
請求項1〜10のいずれかに記載の防錆コート剤組成物を金属材料に塗布後、30〜250℃で乾燥することを特徴とする積層金属材料の製造方法。 A method for producing a laminated metal material, wherein the rust-proof coating agent composition according to any one of claims 1 to 10 is applied to a metal material and then dried at 30 to 250 ° C.
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