JP5723869B2 - 酸変性プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法 - Google Patents

酸変性プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5723869B2
JP5723869B2 JP2012507067A JP2012507067A JP5723869B2 JP 5723869 B2 JP5723869 B2 JP 5723869B2 JP 2012507067 A JP2012507067 A JP 2012507067A JP 2012507067 A JP2012507067 A JP 2012507067A JP 5723869 B2 JP5723869 B2 JP 5723869B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
propylene
aqueous dispersion
polymer
modified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012507067A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2011118721A1 (ja
Inventor
梨沙 仁位
梨沙 仁位
圭一 八木
圭一 八木
長谷 信隆
信隆 長谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Techno UMG Co Ltd
Original Assignee
UMG ABS Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UMG ABS Ltd filed Critical UMG ABS Ltd
Priority to JP2012507067A priority Critical patent/JP5723869B2/ja
Publication of JPWO2011118721A1 publication Critical patent/JPWO2011118721A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5723869B2 publication Critical patent/JP5723869B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/05Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media from solid polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10Homopolymers or copolymers of propene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/26Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D123/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D123/26Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2351/00Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
    • C08J2351/06Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

本発明は、酸変性プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法に関する。
本願は、2010年3月26日に、日本に出願された特願2010−72318号、2010年3月26日に、日本に出願された特願2010−71746号、及び、2010年4月7日に、日本に出願された特願2010−88815号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
ポリオレフィンは軽量かつ安価である上、成形性及び耐溶剤性に優れるため、近年、自動車用途に多く採用されている。従来、ポリオレフィンの成形体に対して塗装や接着を行う場合には、トルエンやキシレンなどの芳香族系有機溶剤に塩素化ポリオレフィンを溶解させた塗料や接着剤が広く使用されていた。しかしながら、近年、環境への配慮から、有機溶剤を含有しない塗料や接着剤あるいはプライマーが求められている。
そこで、特許文献1では、塩素化ポリオレフィンを有機溶剤に溶解した後、脱溶剤の工程を経て、有機溶剤を殆ど含まない水性分散体を製造し、この水性分散体を塗料や接着剤等に使用することが提案されている。しかし、特許文献1に記載の方法では、水性分散体の製造工程で有機溶剤を使用するため、脱溶剤工程にて揮発性有機溶剤(VOC)を排出する上に、脱溶剤工程後の水性分散体中に微量の有機溶剤が残留していた。そのため、環境汚染や作業環境を悪化させるおそれがあった。また、塩素を含有するポリマーを使用する点でも、環境への負荷が懸念される。
しかも、特許文献1に記載の方法では、塩素化ポリオレフィンの溶剤溶解性を高くする必要があるため、耐溶剤性を高くすることは困難であった。
また、環境への負荷や省エネルギーの問題から、塗膜の乾燥温度、焼付け温度の低温化が求められている。低温乾燥条件において成膜する方法としては、乾燥温度よりも低い融点を有する樹脂を用いる方法、成膜助剤を添加する方法などが挙げられるが、いずれも、耐溶剤性、環境汚染、作業環境悪化の面で問題があった。
また、特許文献2では、100℃以下の低温乾燥条件で、非極性基材に対する付着性を有する変性ポリオレフィン分散樹脂組成物が提案されている。しかしながら、低温乾燥条件での付着性を有するためには変性ポリオレフィンの融点を低くしなければならず、その場合には、充分な耐溶剤性を得ることは困難であった。
自動車車体、特にその外板部の表面には、通常、優れた防食性や外観を付与することを目的として、高い防食性を有する下塗り塗膜と、優れた平滑性や耐チッピング性を有する第1ベース塗膜(以下、「中塗り塗膜」という。)と、優れた外観を有する第2ベース塗膜(以下、「上塗り塗膜」という。)と、クリヤー塗膜からなる複層塗膜とが形成されている。
これら複層塗膜の形成方法としては、一層ずつ、塗布・乾燥により未硬化の塗膜を形成し、これを焼付け硬化する方法と、塗布により複層の未硬化塗膜を形成した後、これらを同時に焼付け硬化する方法とが知られている。このうち、複層の未硬化塗膜を同時に焼付け硬化する方法では、中塗り塗料や上塗り塗料の乾燥工程を省略できるため、環境面及び経済性の点で有利である。
近年、環境への負荷低減がより一層求められている。そのため、焼付け硬化時の揮発性有機溶剤(VOC)排出による環境汚染を抑制するために、水性の中塗り塗料を塗布した後に硬化せずに水性の上塗り塗料を重ね塗りする水性ウェットオンウェット塗装の適用が求められている。
しかしながら、水性ウェットオンウェット塗装では、中塗り塗料及び上塗り塗料の分散媒が共に水であるため、互いの塗料が混じりやすく、中塗り塗料と上塗り塗料の界面において、塗料のなじみや反転(以下、「混層」という。)が生じることがあった。塗膜界面にて混層が生じると、平滑性や光沢等の塗膜仕上がり外観などが低下するといった問題が生じた。
また、クリヤー塗料は溶剤型塗料が多用されており、クリヤー塗料中に含まれる有機溶剤によって塗膜が侵されて混層が生じて、平滑性や光沢等の塗膜外観が低下することがあった。そのため、中塗り塗料及び上塗り塗料には、高い耐溶剤性が求められる。
混層を抑制する方法としては、例えば、特許文献3では、塗料にアミド基含有アクリル樹脂、ウレタン変性ポリエステル、ポリエチレンワックスを含有させて、中塗り塗膜と上塗り塗膜との混層を抑制する方法が開示されている。しかしながら、この方法でも、混層抑制効果が不充分である上に、上塗り塗膜とクリヤー塗膜との混層を抑制できなかった。
また、特許文献4では、塗料にウレタン変性ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ブロックイソシアネート化合物、コアシェル構造を有する非水ディスパージョン樹脂を含有させることで、各塗膜間での混層を制御する方法が開示されている。しかしながら、この方法では、混層抑制効果が不充分である上に、混層防止性付与粒子として非水ディスパージョンを使用しているため、塗料中の有機溶剤量が増加し、環境負荷の低減を図ることができなかった。
特許文献5では、塩素化ポリオレフィン樹脂及び/又はビニル変性塩素化ポリオレフィン樹脂を含有することにより、混層を制御する方法が開示されている。しかしながら、この方法では、塩素化ポリオレフィン樹脂及び/又はビニル変性塩素化ポリオレフィン樹脂が有機溶剤に溶解しやすく、形成した塗膜の耐溶剤性が低いため、溶剤系塗料の塗膜との混層を充分に抑制できなかった。しかも、ハロゲン化合物である塩素を含有していることから、環境汚染の原因となるおそれがあった。
また、塗料においては、基材や他の塗膜に対する付着性が求められるが、特許文献3〜5に記載の方法では付着性が不充分になることがあった。
また、環境への負荷や省エネルギーの問題から、塗膜の乾燥温度、焼付け温度の低温化が求められている。低温乾燥条件において成膜する方法としては、乾燥温度よりも低い融点を有する樹脂を用いる方法、成膜助剤を添加する方法などが挙げられるが、いずれも、耐溶剤性、環境汚染、作業環境悪化の面で問題があった。
また、特許文献2では、100℃以下の低温乾燥条件で、非極性基材に対する付着性を有する変性ポリオレフィン分散樹脂組成物が提案されている。特許文献2では、低温乾燥条件でも付着性を発揮するために融点が低いポリオレフィンを用いているが、融点の低いポリオレフィンは耐溶剤性が不充分であった。
また、塗膜においては耐湿性が求められることもあり、特許文献6では、非塩素化ポリオレフィンと極性樹脂からなり、付着性、耐湿性を兼ね備えた水性プライマー塗料組成物が提案されている。しかしながら、特許文献6の塗料組成物は極性樹脂を含んでいるため、ポリオレフィン等の非極性基材に対する付着性が不充分であった。
特許第3626594号公報 特開2008−214414号公報 特開2002−146282号公報 特開2004−337738号公報 特開2003−260411号公報 特開2008−56914号公報
本発明の第一の態様、及び第五の態様は、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まないにもかかわらず、ポリオレフィン成形体に対する付着性に優れる上に、低温乾燥条件での成膜性に優れ、耐溶剤性に優れた塗膜を形成できる酸変性プロピレン系水性分散体及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様は、環境への負荷が小さく、また、耐溶剤性が高く、複層塗膜界面(中塗り塗膜と上塗り塗膜との界面、上塗り塗膜とクリヤー塗膜との界面)での混層を抑制でき、さらには付着性にも優れるプロピレン系水性分散体、水性塗料組成物、及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第四の態様、及び第八の態様は、低温乾燥条件での成膜性に優れる上に、耐溶剤性、耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性に優れた塗膜を形成できる水性塗料組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は以下の態様を包含する。
発明である第一の態様における酸変性プロピレン系水性分散体(I)は、酸変性ポリマー材料(G)、アニオン型界面活性剤(C)、塩基性物質(D)及び水(E1)を含み、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まない水性分散体であって、前記酸変性ポリマー材料(G)が、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)を含有し、前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ酸価が10〜65mgKOH/g、融点が120〜150℃、結晶化度が30〜60%、質量平均分子量が2,000〜30,000であることを特徴とする。
一の態様における酸変性プロピレン系水性分散体(I)は、前記酸変性ポリマー材料(G)が、さらに第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を含有し、前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ質量平均分子量が31,000〜50,000であり、前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を、前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)100質量部に対して1〜50質量部含有することが好ましい。
一の態様における酸変性プロピレン系水性分散体(I)は、前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)がメタロセン系触媒を用いて重合された重合体であることが好ましい。
二の態様におけるプロピレン系水性分散体(I)は、酸変性ポリマー材料(G)、アニオン型界面活性剤(C)、塩基性物質(D)及び水(E1)を含み、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まない水性分散体であって、前記酸変性ポリマー材料(G)が、プロピレン系重合体(AP)を含有し、前記プロピレン系重合体(AP)が、プロピレン単位を有し、且つ密度が0.876〜0.960g/cm、融点が120〜150℃、質量平均分子量が2,000〜30,000であることを特徴とする。
第二の態様におけるプロピレン系水性分散体(I)は、前記プロピレン系重合体(AP)が、不飽和カルボン酸単位または不飽和カルボン酸無水物単位を有することが好ましい。
第二の態様におけるプロピレン系水性分散体(I)は、前記酸変性ポリマー材料(G)が、さらに第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を含有し、前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ質量平均分子量が31,000〜50,000であり、前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を、前記プロピレン系重合体(AP)100質量部に対して1〜50質量部含有することが好ましい。
三の態様における水性塗料組成物(L)は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂及びポリエステルからなる群から選ばれる1種以上の樹脂を含む塗料樹脂(J)と、第二の態様のプロピレン系水性分散体(I)とを含有することを特徴とする。
三の態様における水性塗料組成物(L)は、前記塗料樹脂(J)と前記プロピレン系水性分散体(I)との固形分質量比[(J)/(I)]が99/1〜70/30であることが好ましい。
発明である第四の態様における水性塗料組成物(M)は、第一の態様の酸変性プロピレン系水性分散体(I)と、ポリプロピレン材料(H)及び水(E2)を含むプロピレン系水性分散体(K)とを含有し、前記ポリプロピレン材料(H)が、プロピレン系重合体(F)を含有し、前記プロピレン系重合体(F)が、プロピレン単位を有し且つ融点が60〜119℃、結晶化度が0〜29%、質量平均分子量が30,000〜300,000であることを特徴とする。
第四の態様における水性塗料組成物(M)は、前記プロピレン系重合体(F)が、炭素数2〜4のα−オレフィン単位を有することが好ましい。
第四の態様における水性塗料組成物(M)は、前記酸変性プロピレン系水性分散体(I)の固形分と前記プロピレン系水性分散体(K)の固形分との質量比[(I)/(K)]が90/10〜10/90であることが好ましい。
発明である第五の態様における酸変性プロピレン系水性分散体(I)の製造方法は、酸変性ポリマー材料(G)とアニオン型界面活性剤(C)とを溶融混練して混練物を得る第1の混練工程と、前記混練物に、塩基性物質(D)と水(E1)とを添加し、溶融混練する第2の混練工程とを有する酸変性プロピレン系水性分散体(I)の製造方法であって、前記酸変性プロピレン系水性分散体(I)が、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まない水性分散体であって、前記酸変性ポリマー材料(G)が、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)を含有し、前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ酸価が10〜65mgKOH/g、融点が120〜150℃、結晶化度が30〜60%、質量平均分子量が2,000〜30,000であることを特徴とする。
第五の態様における酸変性プロピレン系水性分散体(I)の製造方法は、前記酸変性ポリマー材料(G)が、さらに第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を含有し、前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ質量平均分子量が31,000〜50,000であり、前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を、前記前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)100質量部に対して1〜50質量部含有することが好ましい。
六の態様におけるプロピレン系水性分散体(I)の製造方法は、酸変性ポリマー材料(G)とアニオン型界面活性剤(C)とを溶融混練して混練物を得る第1の混練工程と、前記混練物に、塩基性物質(D)と水(E1)とを添加し、溶融混練する第2の混練工程とを有するプロピレン系水性分散体(I)の製造方法であって、前記プロピレン系水性分散体(I)が、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まない水性分散体であって、前記酸変性ポリマー材料(G)が、プロピレン系重合体(AP)を含有し、前記プロピレン系重合体(AP)が、プロピレン単位を有し、且つ密度が0.876〜0.960g/cm、融点が120〜150℃、質量平均分子量が2,000〜30,000であることを特徴とする。
第六の態様における第2のプロピレン系水性分散体(I)の製造方法は、前記プロピレン系重合体(AP)が、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位を有することが好ましい。
第六の態様におけるプロピレン系水性分散体(I)の製造方法は、酸変性ポリマー材料(G)が、さらに第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を含有し、前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ質量平均分子量が31,000〜50,000であり、前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を、前記プロピレン系重合体(AP)100質量部に対して1〜50質量部含有することが好ましい。
七の態様における水性塗料組成物(L)の製造方法は、酸変性ポリマー材料(G)とアニオン型界面活性剤(C)とを溶融混練して混練物を得る第1の混練工程と、前記混練物に、塩基性物質(D)と水(E1)とを添加し、溶融混練してプロピレン系水性分散体(I)を得る第2の混練工程と、前記プロピレン系水性分散体(I)と、アクリル樹脂、ウレタン樹脂及びポリエステルからなる群から選ばれる1種以上の樹脂を含む塗料樹脂(J)とを混合する混合工程とを有する水性塗料組成物(L)の製造方法であって、前記プロピレン系水性分散体(I)が、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まない水性分散体であって、前記酸変性ポリマー材料(G)が、プロピレン系重合体(AP)を含み、前記プロピレン系重合体(AP)が、プロピレン単位を有し且つ密度が0.876〜0.960g/cm、融点が120〜150℃、質量平均分子量が2,000〜30,000であることを特徴とする。
第七の態様における水性塗料組成物(L)の製造方法は、前記プロピレン系重合体(AP)が、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位を有することが好ましい。
第七の態様における水性塗料組成物(L)の製造方法は、酸変性ポリマー材料(G)が、さらに第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を含有し、前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ質量平均分子量が31,000〜50,000であり、前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を、前記プロピレン系重合体(AP)100質量部に対して1〜50質量部含有することが好ましい。
第七の態様における水性塗料組成物(L)の製造方法は、前記塗料樹脂(J)とプロピレン系水性分散体(I)との混合比[(J)/(I)]を、固形分の質量基準で99/1〜70/30にすることが好ましい。
発明である第八の態様における水性塗料組成物(M)の製造方法は、酸変性ポリマー材料(G)とアニオン型界面活性剤(C)とを溶融混練して混練物を得る第1の混練工程と、前記混練物に、塩基性物質(D)と水(E1)とを添加し、溶融混練して酸変性プロピレン系水性分散体(I)を得る第2の混練工程と、前記酸変性プロピレン系水性分散体(I)と、ポリプロピレン材料(H)及び水(E2)を含むプロピレン系水性分散体(K)とを混合する混合工程とを有する水性塗料組成物(M)の製造方法であって、前記酸変性プロピレン系水性分散体(I)が、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まない水性分散体であって、前記酸変性ポリマー材料(G)が、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)を含有し、前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)を含有し、前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ酸価が10〜65mgKOH/g、融点が120〜150℃、結晶化度が30〜60%、質量平均分子量が2,000〜30,000であり、前記ポリプロピレン材料(H)が、プロピレン系重合体(F)を含有し、前記プロピレン系重合体(F)が、プロピレン単位を有し、且つ融点が60〜119℃、結晶化度が0〜29%、質量平均分子量が30,000〜300,000であることを特徴とする。
第八の態様における水性塗料組成物(M)の製造方法は、前記酸変性ポリマー材料(G)が、さらに第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を含有し、前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)が、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位を有し、且つ質量平均分子量が31,000〜50,000であり、前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を、前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)100質量部に対して1〜50質量部含有することが好ましい。
第八の態様における水性塗料組成物(M)の製造方法は、前記プロピレン系重合体(F)が、炭素数2〜4のα−オレフィン単位を有することが好ましい。
第八の態様における水性塗料組成物(M)の製造方法は、混合工程における前記酸変性プロピレン系水性分散体(I)と前記プロピレン系水性分散体(K)との混合比[(I)/(K)]を、固形分の質量基準で90/10〜10/90にすることが好ましい。
本発明の第一の態様における酸変性プロピレン系水性分散体(I)は、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まないにもかかわらず、ポリオレフィン成形体に対する付着性に優れる上に、低温乾燥条件での成膜性に優れ、耐溶剤性に優れた塗膜を形成できる。
本発明の第五の態様における酸変性プロピレン系水性分散体(I)の製造方法によれば、上記の酸変性プロピレン系水性分散体(I)を容易に製造できる。
本発明の第二の態様、及び第三の態様における水性塗料組成物(L)において、プロピレン系水性分散体(I)が有機溶剤を含まない。このため、水性塗料組成物(L)中の有機溶剤の含量が極めて少ない。さらに、塩素原子を有さないため、環境への負荷が小さい。また、水性塗料組成物(L)は耐溶剤性が高く、塗膜界面での混層を抑制できるため、平滑性、光沢等の塗膜外観に優れ、さらには、付着性にも優れる。また、水性塗料組成物(L)によれば、平滑性や光沢等の仕上がり外観が良好な塗膜を形成できる。このような水性塗料組成物(L)の用途は、塗料樹脂(J)が通常使用される用途であれば特に制限されないが、複層塗膜を形成する用途(例えば、自動車塗料用途)にとりわけ好適である。水性塗料組成物(L)を自動車塗料用途に適用する場合には、水性中塗り塗料として使用することで、水性中塗り塗膜と水性上塗り塗膜の界面での混層を抑制できる。また、水性上塗り塗料として使用することで、水性上塗り塗膜と溶剤型クリヤー塗膜の界面での混層を抑制できる。
本発明の第六の態様におけるプロピレン系水性分散体(I)の製造方法によれば、上記のプロピレン系水性分散体(I)を容易に製造できる。
本発明の第七の態様における水性塗料組成物(L)の製造方法によれば、上記の水性塗料組成物(L)を容易に製造できる。
本発明の第四の態様における水性塗料組成物(M)において、酸変性プロピレン系水性分散体(I)が有機溶剤を含まない。このため、水性塗料組成物(M)中の有機溶剤の含量が極めて少ないにもかかわらず、低温乾燥条件での成膜性に優れる上に、耐溶剤性、耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性に優れた塗膜を形成できる。
本発明の第八の態様における水性塗料組成物(M)の製造方法によれば、上記の水性塗料組成物(M)を容易に製造できる。
<酸変性プロピレン系水性分散体(I)>
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、酸変性プロピレン系水性分散体(I)(以下、「水性分散体(I)」と略すこともある。)は、酸変性ポリマー材料(G)、アニオン型界面活性剤(C)、塩基性物質(D)、水(E1)を含み、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まないものである。
(酸変性ポリマー材料(G))
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、酸変性ポリマー材料(G)は、酸基を有するものであり、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)を必須成分として含有する。
[第1の酸変性プロピレン系重合体(A)]
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)は、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有するプロピレン系重合体であり、プロピレン系重合体に有機酸をグラフト重合させた重合体である。また、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)は、α−オレフィン単位を有してもよい。
ここで、α−オレフィン成分は、ポリオレフィン成形体に対する付着性の点から、炭素数2〜4のα−オレフィン、すなわちエチレン、1−ブテンが好ましい。
不飽和カルボン酸単位又は不飽和カルボン酸無水物単位としては、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、アコニット酸、又はこれらの無水物に由来する構成単位が挙げられる。第1の酸変性プロピレン系重合体(A)は、プロピレン系重合体と、これらの有機酸とをグラフト重合させることにより形成することができる。
これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)としては、プロピレン単位90〜100質量%とα‐オレフィン単位0〜10質量%を有する共重合体に、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物から選択される少なくとも1種の有機酸を結合(グラフト重合)させたものが好ましく用いられる。
プロピレン単位の含有率が90質量%以上であれば、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性の面から好ましく、100質量%以下であれば、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜のポリオレフィン成形体に対する付着性がより向上する。
α−オレフィン単位の含有率が0質量%以上であれば、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜のポリオレフィン成形体に対する付着性がより向上し、10質量%以下であれば、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性がより向上する。
また、本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位は、前記共重合体100質量部に対して1.0〜7.5質量部であることが好ましい。
不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位の含有量が1.0質量部以上であれば、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の成膜性、耐溶剤性がより向上し、7.5質量部以下であれば、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性がより向上する。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の融点は120〜150℃、好ましくは125〜145℃である。第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の融点が120℃未満であると、水性分散体(I)、含む水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性が低く、150℃を超えると、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の成膜性、耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低くなる。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の結晶化度は、30〜60%、好ましくは35〜55%である。第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の結晶化度が30%未満であると、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性が低く、60%を超えると、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の成膜性、耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低くなる。
結晶化度は、X線回折を測定し、結晶のピーク面積の割合から求められる。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の酸価は、10〜65mgKOH/g、好ましくは20〜55mgKOH/gである。ここでいう、酸価は、酸変性プロピレン系重合体1gを中和するのに必要な水酸化カリウムのmg数である。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、酸価が10mgKOH/g未満であると、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の成膜性、耐溶剤性が低くなり、65mgKOH/gを超えると水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低くなる。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の質量平均分子量は2,000〜30,000、好ましくは5,000〜28,000、より好ましくは10,000〜26,000である。
第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の質量平均分子量が2,000未満であると、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低くなり、30,000を超えると、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の成膜性、耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低くなる。
本発明における質量平均分子量Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィを用いて測定し、標準ポリスチレンで換算した値である。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)を製造する方法としては、特開2004−115712号公報に記載されているようなメタロセン系触媒を用いて前駆体ポリプロピレンを重合する重合工程と、該前駆体ポリプロピレンに不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物から選択される少なくとも1種の有機酸をグラフトする変性工程とを有する方法が好ましい。
メタロセン系触媒はマルチサイト触媒であるチーグラー・ナッタ触媒とは異なり、触媒活性が均一であるために、結晶化度、組成分布、分子量を任意に制御することが可能である。
そのため、本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、メタロセン系触媒を用いて製造した第1の酸変性プロピレン系重合体(A)を用いると、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の成膜性、耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性がより高くなる。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、重合工程にて使用するメタロセン系触媒としては、シクロペンタジエニル骨格を少なくとも1個有する周期表第4族〜第6族の遷移金属の錯体を挙げることができる。例えば、特開平9−151205号公報に記載されたメタロセン系触媒を用いることができる。
前駆体プロピレン系重合体の組成は、重合工程時のプロピレンモノマーとα−オレフィンモノマーの供給量を適宜変更することにより調節できる。また、質量平均分子量と結晶化度の調整方法としては、重合時に水素ガスを使用して制御する方法、モノマー濃度を制御する方法、重合温度を制御する方法等が挙げられる。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、変性工程では、ラジカル重合開始剤を用いることが好ましい。ラジカル重合開始剤としては、有機過酸化物、アゾニトリルから適宜選択して使用できる。
有機過酸化物としては、ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサンなどのパーオキシケタール類、クメンヒドロキシパーオキシドなどのハイドロパーオキシド類、ジ(t−ブチル)パーオキシドなどのジアルキルパーオキサイド類、ベンゾイルパーオキシドなどのジアシルパーオキサイド類が挙げられる。
アゾニトリルとしては、アゾイソブチロニトリル、アゾイソプロピロニトリル等が挙げられる。
これらラジカル重合開始剤は1種を単独で用いても構わないし、2種以上を組み合わせてもよい。
ラジカル重合開始剤の添加量は、前駆体のポリプロピレン系重合体100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましい。
グラフト反応させる方法は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)を製造できれば、いかなる方法であってもよい。例えば、無溶媒で溶融加熱攪拌して反応させる方法、押出機で加熱混練して反応させる方法等が挙げられる。それらの中でも押出機を用いてグラフト重合する方法は溶媒を使用する必要がなく、溶媒留去工程が不要であり、さらにグラフト重合工程に時間を有しないためエネルギー的に有利な点で好適である。
(酸変性ポリマー材料(G))
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、酸変性ポリマー材料(G)は、プロピレン系重合体(AP)を必須成分として含有する。
(プロピレン系重合体(AP))
発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、プロピレン系重合体(AP)は、プロピレン単位を有し、且つ密度が0.876〜0.960g/cm、融点が120〜150℃、質量平均分子量が2,000〜30,000であることを特徴とする。
本願の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、プロピレン系重合体(AP)は、少なくともプロピレン単位を有する重合体であり、プロピレン単位90〜100質量%とα−オレフィン単位0〜10質量%とを有する共重合体であることが好ましい。
ここで、α−オレフィン成分としては特に限定されるものではないが、例えば、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−へキセン、1−ヘプテン、1−オクテン等が挙げられる。これらの中でも、水性塗料組成物(L)から形成される塗膜の混層防止性の点からエチレン、1−ブテンが好ましい。
本願の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、プロピレン系重合体(AP)は、混層防止性の点から、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位を有することが好ましい。不飽和カルボン酸又はその無水物としては、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、アコニット酸、又はこれらの無水物が挙げられる。プロピレン系重合体(AP)は、これらの有機酸をグラフト重合させることにより、酸変性させたプロピレン系重合体(AP)(以下、「第3の酸変性プロピレン系重合体(A)」と略すこともある。)を形成することができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、酸価が10mg/KOHg以上であれば、水性塗料組成物(L)から形成される塗膜の付着性及び塗膜界面での混層防止性により優れ、平滑性と光沢がより良好となる。一方、65mg/KOHg以下であれば、水性塗料組成物(L)から形成される塗膜界面での混層防止性により優れ、平滑性と光沢がより良好となる。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、プロピレン系重合体(AP)の密度は、0.875〜0.960g/cmであり、0.880〜0.937g/cmであることが好ましい。プロピレン系重合体(AP)の密度が前記範囲外であると、水性塗料組成物(L)から形成される塗膜界面での混層防止性が得られず、平滑性及び光沢が低下する。
また、第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、プロピレン系重合体(AP)の融点が120℃未満であると、水性塗料組成物(L)から形成される塗膜の耐溶剤性及び塗膜界面での混層防止性が低下し、平滑性と光沢が低下する。一方、150℃を超えると、水性塗料組成物(L)から形成される塗膜の光沢、付着性が低下する。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、プロピレン系重合体(AP)の質量平均分子量は2,000〜30,000、好ましくは5,000〜28,000、より好ましくは10,000〜26,000である。プロピレン系重合体(AP)の質量平均分子量が2,000未満であると、水性塗料組成物(L)から形成される塗膜の耐溶剤性、付着性及び塗膜界面での混層防止性が低下し、平滑性と光沢が低下する。一方、30,000を超えると、水性塗料組成物(L)から形成される塗膜の付着性及び塗膜界面での混層防止性が低下し、平滑性と光沢が低くなる。
また、本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、プロピレン系重合体(AP)を製造する方法としては、特開2004−115712号公報に記載されているようなメタロセン系触媒を用いて前駆体ポリプロピレンを重合する重合工程を有する方法が好ましい。メタロセン系触媒はマルチサイト触媒であるチーグラー・ナッタ触媒とは異なり、触媒活性が均一であるために、結晶化度、組成分布、分子量を任意に制御することが可能である。そのため、メタロセン系触媒を用いて製造したプロピレン系重合体(AP)を用いると、水性塗料組成物(L)から形成した塗膜界面での混層防止性がより高くなる。
重合工程にて使用するメタロセン系触媒としては、シクロペンタジエニル骨格を少なくとも1個有する周期表第4族〜第6族の遷移金属の錯体を挙げることができる。例えば、特開平9−151205号公報に記載されたメタロセン系触媒を用いることができる。
前駆体プロピレン系重合体の組成は、重合工程時のプロピレンモノマーとα−オレフィンモノマーの供給量を適宜変更することにより調節できる。また、質量平均分子量と結晶化度の調整方法としては、重合時に水素ガスを使用して制御する方法、モノマー濃度を制御する方法、重合温度を制御する方法等が挙げられる。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、プロピレン系重合体(AP)に不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物から選択される少なくとも1種の有機酸を付加する場合には、重合工程の後に、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物から選択される少なくとも1種の有機酸をグラフトさせる変性工程を有する。
変性工程では、ラジカル重合開始剤を用いることが好ましい。ラジカル重合開始剤としては、有機過酸化物、アゾニトリルから適宜選択して使用できる。
有機過酸化物としては、ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサンなどのパーオキシケタール類、クメンヒドロキシパーオキシドなどのハイドロパーオキシド類、ジ(t−ブチル)パーオキシドなどのジアルキルパーオキサイド類、ベンゾイルパーオキシドなどのジアシルパーオキサイド類が挙げられる。
アゾニトリルとしては、アゾイソブチロニトリル、アゾイソプロピロニトリル等が挙げられる。
これらラジカル重合開始剤は1種を単独で用いても構わないし、2種以上を組み合わせてもよい。
ラジカル重合開始剤の添加量は、前駆体のポリプロピレン系重合体100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましい。
グラフト反応させる方法は、酸変性できれば、いかなる方法であってもよい。例えば、無溶媒で溶融加熱攪拌して反応させる方法、押出機で加熱混練して反応させる方法等が挙げられる。それらの中でも押出機を用いてグラフト重合する方法は溶媒を使用する必要がなく、溶媒留去工程が不要であり、さらにグラフト重合工程に時間を有しないためエネルギー的に有利な点で好適である。
[第2の酸変性プロピレン系重合体(B)]
本発明の第一の態様〜第八の態様において、第2の酸変性プロピレン系重合体(B)は、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを必須成分とし、α−オレフィン単位を任意成分として有する重合体である。ここで、α−オレフィン単位、不飽和カルボン酸単位又は不飽和カルボン酸無水物単位としては、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)と同じものを使用できる。第2の酸変性プロピレン系重合体(B)は、プロピレン系重合体と、有機酸とをグラフト重合させることにより形成することができる。有機酸としては、不飽和カルボン酸又は不飽和カルボン酸無水物が挙げられ、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)と同じものを使用できる。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、第2の酸変性プロピレン系重合体(B)としては、プロピレン単位と必要に応じてα−オレフィン単位を有する重合体に、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物から選択される少なくとも1種の有機酸をグラフト重合させたものが好ましく用いられる。
プロピレン単位を有する重合体において、α−オレフィン単位は10質量%以下であることが好ましい。
α−オレフィン単位の含有率が10質量%以下であれば、水性分散体(I)、及び水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性がより向上する。
また、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位は、前記重合体100質量部に対して1.5〜7.5質量部であることが好ましい。
不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位の含有量が1.5質量部以上であれば水性分散体(I)、及び水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性が向上し、7.5質量部以下であれば水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性がより向上する。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、第2の酸変性プロピレン系重合体(B)の質量平均分子量は、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性がより高くなることから、31,000〜50,000であり、35,000〜45,000であることがより好ましい。
第2の酸変性プロピレン系重合体(B)の酸価は、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性がより高くなることから、20〜60mgKOH/gであることが好ましく、30〜50mgKOH/gであることがより好ましい。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、第2の酸変性プロピレン系重合体(B)の含有量は、水性分散体(I)、及び水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性がより高くなることから、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)100質量部に対して1〜50質量部であることが好ましく、10〜40質量部であることがより好ましい。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、第2の酸変性プロピレン系重合体(B)としては、プロピレン単位と必要に応じてα−オレフィン単位を有する重合体に、不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸無水物を結合させたものが好ましく用いられる。
プロピレン単位を有する重合体においては、α−オレフィン単位は10質量%以下であることが好ましい。α−オレフィン単位の含有率が10質量%以下であれば、水性塗料組成物(L)から形成した塗膜の耐溶剤性がより向上する。
また、不飽和カルボン酸単位または不飽和カルボン酸無水物単位は、前記重合体100質量部に対して1.5〜7.5質量部であることが好ましい。
不飽和カルボン酸単位または不飽和カルボン酸無水物単位の含有量が1.5質量部以上であれば、プロピレン系水性分散体(I)および水性塗料組成物(L)の貯蔵安定性がより向上し、7.5質量部以下であれば、水性塗料組成物(L)から形成した塗膜の耐溶剤性がより向上する。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、第2の酸変性プロピレン系重合体(B)の質量平均分子量は、プロピレン系水性分散体(I)および水性塗料組成物(L)の貯蔵安定性の点から、31,000〜50,000であることが好ましく、35,000〜45,000であることがより好ましい。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、第2の酸変性プロピレン系重合体(B)の酸価は、プロピレン系水性分散体(I)および水性塗料組成物(L)の貯蔵安定性の点から、20〜60mgKOH/gであることが好ましく、30〜50mgKOH/gであることがより好ましい。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、第2の酸変性プロピレン系重合体(B)の含有量は、水性塗料組成物(L)の貯蔵安定性がより高くなることから、プロピレン系重合体(AP)100質量部に対して1〜50質量部であることが好ましく、10〜40質量部であることがより好ましい。
(アニオン型界面活性剤(C))
本発明の第一の態様〜第八の態様において、アニオン型界面活性剤(C)としては、例えば、第1級高級脂肪酸、第2級高級脂肪酸、第1級高級アルコール硫酸エステル、第2級高級アルコール硫酸エステル、第1級高級アルキルスルホン酸、第2級高級アルキルスルホン酸、高級アルキルジスルホン酸、スルホン化高級脂肪酸、高級脂肪酸硫酸エステル、高級脂肪酸エステルスルホン酸、高級アルコールエーテルの硫酸エステル、高級アルコールエーテルのスルホン酸、高級脂肪酸アミドのアルキロール化硫酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルフェノールスルホン酸、アルキルナフタリンスルホン酸、アルキルベンゾイルイミダゾールスルホン酸などの酸及びその塩が挙げられる。
上記のアニオン型界面活性剤を構成する高級脂肪酸としては、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、アラキン酸等の飽和脂肪酸、リンデル酸、ツズ酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸等の不飽和脂肪酸と、これらの混合物が挙げられる。
酸と塩を形成するための元素としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属が挙げられる。本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様においては、中でも脂肪酸カリウムが、水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性の面から好ましい。本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様においては、中でも脂肪酸カリウムが、プロピレン系水性分散体(I)、及び水性塗料組成物(L)の貯蔵安定性の面からも好ましい。
アニオン型界面活性剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて使用してもよい。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、アニオン型界面活性剤(C)の量は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)100質量部に対して1〜40質量部であることが好ましく、5〜25質量部であることがより好ましい。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、アニオン型界面活性剤(C)の量が1質量部以上であれば、水性分散体(I)、及び水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性が向上し、40質量部以下であれば、水性分散体(I)、及び水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の、ポリオレフィン成形体に対する付着性、耐溶剤性がより高くなる。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、アニオン型界面活性剤(C)の量は、プロピレン系重合体(AP)100質量部に対して1〜40質量部であることが好ましく、5〜25質量部であることがより好ましい。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、アニオン型界面活性剤(C)の量が1質量部以上であれば、プロピレン系水性分散体(I)及び水性塗料組成物(L)の貯蔵安定性が向上し、40質量部以下であれば、水性塗料組成物(L)から形成される塗膜の耐溶剤性、付着性及び塗膜界面での混層防止性により優れ、平滑性と光沢がより高くなる。
(塩基性物質(D))
本発明の第一の態様〜第八の態様において、塩基性物質(D)は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)、プロピレン系重合体(AP)、第2の酸変性プロピレン系重合体(B)、及び未中和のアニオン型界面活性剤等を中和するために必要とされる。
塩基性物質(D)としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニア、及びアミン等の水中で塩基として作用する物質、アルカリ金属の酸化物、水酸化物、弱塩基、水素化物、アルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、弱塩基、水素化物等の水中で塩基として作用する物質、これらの金属のアルコキシド等を挙げることができる。中でも、貯蔵安定性の点から、水酸化カリウムが好ましい。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、塩基性物質(D)の量は、水性分散体(I)、及び水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性の点から、酸変性ポリマー材料(G)及びアニオン型界面活性剤(C)に由来する酸を中和するのに必要な量に対して1〜2倍量であることが好ましく、1.2〜1.8倍量であることがより好ましい。本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、塩基当量は、塩基性物質(D)の添加部数÷{(第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の添加部数×第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の酸価)+(第2の酸変性プロピレン系重合体(B)の添加部数×第2の酸変性プロピレン系重合体(B)の酸価)+(アニオン型界面活性剤(C)の添加部数×アニオン型界面活性剤(C)の酸価)}×1000より算出した。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、塩基性物質(D)の量は、プロピレン系水性分散体(I)及び水性塗料組成物(L)の貯蔵安定性の点から、プロピレン系重合体(AP)と第2の酸変性プロピレン系重合体(B)およびアニオン型界面活性剤(C)に由来する酸を中和するのに必要な量に対して1〜2倍量であることが好ましく、1.2〜1.8倍量であることがより好ましい。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、塩基当量は、塩基性物質(D)の添加部数÷{プロピレン系重合体(AP)の添加部数×プロピレン系重合体(AP)の酸価)+(第2の酸変性プロピレン系重合体(B)の添加部数×第2の酸変性プロピレン系重合体(B)の酸価)+(アニオン型界面活性剤(C)の添加部数×アニオン型界面活性剤(C)の酸価)}×1000より算出した。なお、「プロピレン系重合体(AP)の酸価」とは、プロピレン系重合体(AP)を酸変性させた場合は、酸変性後の酸価を意味する。
(粒子径)
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、水性分散体(I)の体積平均粒子径は、0.01〜0.55μmであることが好ましく、0.05〜0.30μmであることがより好ましい。ここで、体積平均粒子径は、レーザ回折・光散乱法により測定した値である。
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、水性分散体の体積平均粒子径が0.01μm以上であれば、水性分散体(I)、及び水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性がより高くなり、0.55μm以下であれば、水性分散体(I)、及び水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性と、水性分散体(I)、及び水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の成膜性、耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性がより高くなる。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、プロピレン系水性分散体(I)の体積平均粒子径は、0.01〜0.55μmであることが好ましく、0.05〜0.45μmであることがより好ましい。
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、プロピレン系水性分散体(I)の体積平均粒子径が0.01μm以上であれば、水性塗料組成物(L)から形成した塗膜の耐溶剤性、付着性がより高くなる。一方、プロピレン系水性分散体(I)の体積平均粒子径が0.55μm以下であれば、水性塗料組成物(L)の貯蔵安定性と、水性塗料組成物(L)から形成した塗膜の耐溶剤性、付着性、塗膜界面での混層防止性がより高くなる。
「水性塗料組成物(L)」
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、水性塗料組成物(L)は、塗料樹脂(J)とプロピレン系水性分散体(I)とを含有する。
<塗料樹脂(J)>
塗料樹脂(J)は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂及びポリエステルからなる群から選ばれる1種以上の樹脂を含むものである。塗料樹脂(J)は、プロピレン系水性分散体(I)との混合性が高くなることから、水に分散されていることが好ましい。
(アクリル樹脂)
アクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体を公知の重合方法により重合して得た重合体である。
本明細書中「(メタ)アクリル酸」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸と、α位にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリレート」とは、α位に水素原子が結合したアクリレートと、α位にメチル基が結合したメタクリレートの一方あるいは両方を意味する。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体としては、例えば、(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、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルなどが挙げられる。
アクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体以外に水酸基含有重合性不飽和単量体が共重合されていてもよい。ここで、水酸基含有重合性不飽和単量体は、1分子中に水酸基及び重合性不飽和結合をそれぞれ1個以上有する化合物である。
水酸基含有重合性不飽和単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物;(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物のε−カプロラクトン変性体;N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド;アリルアルコール、さらに、分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの単量体は、単独で若しくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
また、アクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体及び水酸基含有重合性不飽和単量体以外の単量体(以下、「その他の単量体」という。)が共重合されていてもよい。
その他の単量体としては、スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、酢酸ビニル、(メタ)アクリルアミド、メチロール(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
(ウレタン樹脂)
ウレタン樹脂は、公知の方法により得られたものが使用される。ウレタン樹脂は、具体的には、多官能イソシアネート化合物と、活性水素基を1分子中に2個以上有する活性水素化合物とを反応させることで得られる。
多官能イソシアネート化合物としては、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、含硫脂肪族イソシアネート、芳香族スルフィド系イソシアネート、脂肪族ジスルフィド系イソシアネート、芳香族スルホン系イソシアネート、スルホン酸エステル系イソシアネート、芳香族スルホン酸アミド系イソシアネート、含硫複素環化合物などが挙げられる。
さらに、脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、2,2−ジメチルペンタンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ブテンジイソシアネート、1,3−ブタジエン−1,4−ジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカトリイソシアネート、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチルオクタン、2,5,7−トリメチル−1,8−ジイソシアナト−5−イソシアナトメチルオクタン、ビス(イソシアナトエチル)カーボネート、ビス(イソシアナトエチル)エーテル、1,4−ブチレングリコールジプロピルエーテル−ω,ω’−ジイソシアネート、リジンジイソシアナトメチルエステル、リジントリイソシアネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート、2−イソシアナトプロピル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート、キシリレンジイソシアナート、ビス(イソシアナトエチル)ベンゼン、ビス(イソシアナトプロピル)ベンゼン、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアナート、ビス(イソシアナトブチル)ベンゼン、ビス(イソシアナトメチル)ナフタレン、ビス(イソシアナトメチル)ジフェニルエーテル、ビス(イソシアナトエチル)フタレート、メシチレントリイソシアネート、2,6−ジ(イソシアナトメチル)フラン等が挙げられる。
脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、4,4’−ジシクロヘキシルメタン−ジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルジメチルメタンジイソシアネート、2,2−ジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ビス(4−イソシアナト−n−ブチリデン)ペンタエリスリトール、ダイマー酸ジイソシアネート、2−イソシアナトメチル−3−(3−イソシアナトプロピル)−5−イソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]−ヘプタン、2−イソシアナトメチル−3−(3−イソシアナトプロピル)−6−イソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]−ヘプタン、2−イソシアナトメチル−2−(3−イソシアナトプロピル)−5−イソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]−ヘプタン、2−イソシアナトメチル−2−(3−イソシアナトプロピル)−6−イソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]−ヘプタン、2−イソシアナトメチル−3−(3−イソシアナトプロピル)−6−(2−イソシアナトエチル)−ビシクロ[2.2.1]−ヘプタン、2−イソシアナトメチル−3−(3−イソシアナトプロピル)−6−(2−イソシアナトエチル)−ビシクロ[2.1.1]−ヘプタン、2−イソシアナトメチル−2−(3−イソシアナトプロピル)−5−(2−イソシアナトエチル)−ビシクロ[2.1.1]−ヘプタン、2−イソシアナトメチル−2−(3−イソシアナトプロピル)−6−(2−イソシアナトエチル)−ビシクロ[2.2.1]−ヘプタン、2,5−ビスイソシアナートメチルノルボルナン、2,6−ビスイソシアナートメチルノルボルナン等が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、エチルフェニレンジイソシアネート、イソプロピレンフェニレンジイソシアネート、ジメチルフェニレンジイソシアネート、ジエチルフェニレンジイソシアネート、ジイソプロピルフェニレンジイソシアネート、トリメチルベンゼントリイソシアネート、ベンゼントリイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、メチルナフタレンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ビベンジル−4,4’−ジイソシアネート、ビス(イソシアナトフェニル)エチレン、3,3’−ジメトキシビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメリックMDI、ナフタレントリイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4,4’−トリイソシアネート、3−メチルジフェニルメタン−4,6,4’−トリイソシアネート、4−メチル−ジフェニルメタン−3,5,2’,4’,6’−ペンタイソシアネート、フェニルイソシアナトメチルイソシアネート、フェニルイソシアナトエチルエチルイソシアネート、テトラヒドロナフチレンジイソシアネート、ヘキサヒドロベンゼンジイソシアネート、ヘキサヒドロジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、エチレングリコールジフェニルエーテルジイソシアネート、1,3−プロピレングリコールジフェニルエーテルジイソシアネート、ベンゾフェノンジイソシアネート、ジエチレングリコールジフェニルエーテルジイソシアネート、ジベンゾフランジイソシアネート、カルバゾールジイソシアネート、エチルカルバゾールジイソシアネート、ジクロロカルバゾールジイソシアネート等が挙げられる。
含硫脂肪族イソシアネートとしては、例えば、チオジエチルジイソシアネート、チオプロピルジイソシアネート、チオジヘキシルジイソシアネート、ジメチルスルフォンジイソシアネート、ジチオジメチルジイソシアネート、ジチオジエチルジイソシアネート、ジチオプロピルジイソシアネート、ジシクロヘキシルスルフィド−4,4’−ジイソシアネート等が挙げられる。
芳香族スルフィド系イソシアネートとしては、例えば、ジフェニルスルフィド−2,4’−ジイソシアネート、ジフェニルスルフィド−4,4’−ジイソシアネート、3,3’ ,4,4’−ジイソシアナトジベンジルチオエーテル、ビス(4−イソシアナトメチルベンゼン)スルフィド、4、4’−メトキシベンゼンチオエチレングリコール−3,3’−ジイソシアネート等が挙げられる。
脂肪族ジスルフィド系イソシアネートとしては、例えば、ジフェニルジスルフィド−4,4’−ジイソシアネート、2,2’−ジメチルジフェニルジスルフィド−5,5’−ジイソシアネート、3,3’−ジメチルジフェニルジスルフィド−5,5’−ジイソシアネート、3,3’−ジメチルジフェニルジスルフィド−6,6’−ジイソシアネート、4,4’−ジメチルジフェニルジスルフィド−5,5’−ジイソシアネート、3,3’−ジメトキシジフェニルジスルフィド−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジメトキシジフェニルジスルフィド−3,3’−ジイソシアネート等が挙げられる。
芳香族スルホン系イソシアネートとしては、例えば、ジフェニルスルホン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルスルホン−3,3’−ジイソシアネート、ベンジディンスルホン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルメタンスルホン−4,4’−ジイソシアネート、4−メチルジフェニルメタンスルホン−2,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジメトキシジフェニルスルホン−3,3’−ジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジイソシアネートジベンジルスルホン、4,4’−ジメチルジフェニルスルホン−3,3’−ジイソシアネート、4,4’−ジ−tert−ブチルジフェニルスルホン−3,3’−ジイソシアネート、4,4’−ジメトキシベンゼンエチレンジスルホン−3,3’−ジイソシアネート、4,4’−ジクロロジフェニルスルホン−3,3’−ジイソシアネート等が挙げられる。
スルホン酸エステル系イソシアネートとしては、例えば、4−メチル−3−イソシアナトベンゼンスルホニル−4’−イソシアナトフェノールエステル、4−メトキシ−3−イソシアナトベンゼンスルホニル−4’−イソシアナトフェノールエステル等が挙げられる。
芳香族スルホン酸アミド系イソシアネートとしては、例えば、4,4’−ジメチルベンゼンスルホニル−エチレンジアミン−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジメトキシベンゼンスルホニル−エチレンジアミン−3,3’−ジイソシアネート、4−メチル−3−イソシアナトベンゼンスルホニルアニリド−4−メチル−3’−イソシアネート等が挙げられる。
含硫複素環化合物としては、例えば、チオフェン−2,5−ジイソシアネート、チオフェン−2,5−ジイソシアナトメチル、1,4−ジチアン−2,5−ジイソシアネート、1,4−ジチアン−2,5−ジイソシアナトメチル等が挙げられる。
多官能イソシアネート化合物としては、上述した各化合物のアルキル置換体、アルコキシ置換体、ニトロ置換体や、多価アルコールとのプレポリマー型変性体、カルボジイミド変性体、ウレア変性体、ビュレット変性体、ダイマー化あるいはトリマー化反応生成物等も使用できる。また、上述した化合物以外の多官能イソシアネート化合物を使用してもかまわない。
これらの多官能イソシアネート化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
一方、活性水素化合物としては、例えば以下に例示するものが挙げられる。
ポリオール化合物:エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ブタントリオール、1,2−メチルグリコサイド、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ソルビトール、エリスリトール、スレイトール、リビトール、アラビニトール、キシリトール、アリトール、マニトール、ドルシトール、イディトール、グリコール、イノシトール、ヘキサントリオール、トリグリセロース、ジグリペロール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、シクロブタンジオール、シクロペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘプタンジオール、シクロオクタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ヒドロキシプロピルシクロヘキサノール、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−ジメタノール、ビシクロ[4.3.0]−ノナンジオール、ジシクロヘキサンジオール、トリシクロ[5.3.1.1]ドデカンジオール、ビシクロ[4.3.0]ノナンジメタノール、トリシクロ[5.3.1.1]ドデカンジエタノール、ヒドロキシプロピルトリシクロ[5.3.1.1]ドデカノール、スピロ[3,4]オクタンジオール、1,1’−ビシクロヘキシリデンジオール、シクロヘキサントリオール、マルチトール、ラクチトール等の脂肪族ポリオール;ジヒドロキシナフタレン、トリヒドロキシナフタレン、テトラヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゼン、ベンゼントリオール、ビフェニルテトラオール、ピロガロール、(ヒドロキシナフチル)ピロガロール、トリヒドロキシフェナントレン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、キシリレングリコール、ジ(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、ビスフェノールA−ビス−(2−ヒドロキシエチルエーテル)、テトラブロムビスフェノールA、テトラブロムビスフェノールA−ビス−(2−ヒドロキシエチルエーテル)、ビスフェノールS等の芳香族ポリオール;ジブロモネオペンチルグリコール等のハロゲン化ポリオール;ポリエステルポリオール、ポリエチレングリコール、ポリエーテルポリオール、ポリチオエーテルポリオール、ポリアセタールポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、シリコンポリオール、フランジメタノール。
また、活性水素化合物としては、シュウ酸、グルタミン酸、アジピン酸、酢酸、フタル酸、イソフタル酸、サリチル酸、ピロメリット酸等の有機酸と、前記ポリオール化合物との縮合反応生成物;前記ポリオール化合物と、エチレンオキシドやプロピレンオキシド等のアルキレンオキシドとの付加反応生成物;アルキレンポリアミンとアルキレンオキシドとの付加反応生成物;2,2−ジメチロール乳酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロール吉草酸、3,4−ジアミノブタンスルホン酸、3,6−ジアミノ−2−トルエンスルホン酸、及びこれらのカプロラクトン変性品;2−メルカプトエタノール、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール、グリセリンジ(メルカプトアセテート)、1−ヒドロキシ−4−メルカプトシクロヘキサン、2,4−ジメルカプトフェノール、2−メルカプトハイドロキノン、4−メルカプトフェノール、1,3−ジメルカプト−2−プロパノール、2,3−ジメルカプト−1,3−ブタンジオール、ペンタエリスリトールトリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールモノ(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールトリス(チオグリコレート)、ペンタエリスリトールペンタキス(3−メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシメチル−トリス(メルカプトエチルチオメチル)メタン、1−ヒドロキシエチルチオ−3−メルカプトエチルチオベンゼン、4−ヒドロキシ−4’−メルカプトジフェニルスルフォン、2−(2−メルカプトエチルチオ)エタノール、ジヒドロキシエチルスルフィドモノ(3−メルカプトプロピオネート)、ジメルカプトエタンモノ(サルチレート)、ヒドロキシエチルチオメチル−トリス(メルカプトエチルチオ)メタン等が挙げられる。
さらに、活性水素化合物としては、上述した以外にも、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキシレンジアミン、ピペラジン、2ーメチルピペラジン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、α,α’−メチレンビス(2−クロルアニリン)3,3’−ジクロル−α,α’−ビフェニルアミン、m−キシレンジアミン、イソフォロンジアミン、N−メチル−3,3’−ジアミノプロピルアミン、ノルボルネンジアミン等のポリアミノ化合物、セリン、リジン、ヒスチジン等のα−アミノ酸も使用することができる。
(ポリエステル)
ポリエステルは、多塩基酸と多価アルコールとのエステルを有する重合体であり、例えば、多塩基酸と多価アルコールとをエステル化反応させることによって合成することができる。ポリエステルの質量平均分子量については、特に制限されない。
多塩基酸は、1分子中に2個以上のカルボキシ基を有する化合物であり、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4−ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルメタン、4,4−ジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘット酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、及びこれらの無水物などが挙げられる。
また、多塩基酸として、1分子中に1個以上の脂環式構造(主として4〜6員環)と2個以上のカルボキシ基を有する脂環式多塩基酸を用いることもできる。脂環式多塩基酸としては、例えば、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロトリメリット酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、及びこれらの無水物などが挙げられる。
多価アルコールのうち、1分子中に2個の水酸基を有する多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラ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、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、3−メチル−1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、2,3−ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3−メチル−4,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル等のグリコール類、これらのグリコール類にε−カプロラクトン等のラクトン類を付加したポリラクトンジオール、ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート等のポリエステルジオール類などが挙げられる。
また、多価アルコールのうち、1分子中に3個以上の水酸基を有する多価アルコールとしては、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトールなどが挙げられる。
また、多価アルコールとして、1分子中に1個以上の脂環式構造(主として4〜6員環)と2個以上の水酸基とを有する脂環式多価アルコールを用いることもできる。脂環式多価アルコールとしては、例えば、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、トリシクロデカンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、スピログリコール、ジヒドロキシメチルトリシクロデカンなどが挙げられる。
ポリエステルとして、ポリエステル中の水酸基の一部にポリイソシアネート化合物をウレタン化反応により付加させて高分子量化した、いわゆるウレタン変性ポリエステルを使用してもよい。
(その他の樹脂、硬化剤)
また、塗料樹脂(J)は、硬化剤との反応性を有する極性基含有樹脂と、硬化剤(例えば、イソシアネート、メラミン樹脂、アミノ樹脂、アミン化合物等)とを含有してもよい。
<塗料樹脂(J)とプロピレン系水性分散体(I)との割合>
本発明の第二の態様、第三の態様、第六の態様、及び第七の態様において、水性塗料組成物(L)における、塗料樹脂(J)とプロピレン系水性分散体(I)との割合[(J)/(I)]は、固形分の質量基準で、99/1〜70/30であることが好ましく、95/5〜80/20であることがより好ましい。塗料樹脂(J)とプロピレン系水性分散体(I)との合計100に対してプロピレン系水性分散体(I)が1以上かつ30以下であれば、水性塗料組成物(L)から形成される塗膜界面での混層防止性がより高くなり、平滑性及び光沢がより向上する。
「水性塗料組成物(M)」
本発明の第四の態様、及び第八の態様における水性塗料組成物(M)は、酸変性プロピレン系水性分散体(I)とプロピレン系水性分散体(K)とを含有する。
<プロピレン系水性分散体(K)>
本発明の第四の態様、及び第八の態様において、プロピレン系水性分散体(K)は、ポリプロピレン材料(H)及び水(E2)を含む水性分散体である。
(ポリプロピレン材料(H))
ポリプロピレン材料(H)は、プロピレン単位を有するプロピレン系重合体(F)を含有する。
また、ポリプロピレン材料(H)は、上記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)と同様のものを含んでもよい。その含有量は、プロピレン系水性分散体(K)及び水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性の点から、プロピレン系重合体(F)100質量部に対して1〜20質量部であることが好ましい。
[プロピレン系重合体(F)]
プロピレン系重合体(F)は、プロピレン単位60〜100質量%とα−オレフィン単位0〜40質量%とからなる(α−オレフィン単位は任意成分である。)。
ここで、α−オレフィンとしては、例えば、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−へキセン、1−ヘプテン、1−オクテン等が挙げられる。これらの中でも、ポリオレフィン成形体に対する付着性の点から、炭素数2〜4のα−オレフィン、すなわちエチレン、1−ブテンが好ましい。
プロピレン系重合体(F)の融点は60〜119℃、好ましくは70〜105℃である。プロピレン系重合体(F)の融点が60℃未満であると、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低く、119℃を超えると、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の成膜性、ポリオレフィンに対する付着性が低くなる。
プロピレン系重合体(F)の結晶化度は0〜29%、好ましくは5〜25%である。プロピレン系重合体(F)の結晶化度が29%を超えると、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の成膜性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低くなる。
プロピレン系重合体(F)の質量平均分子量は30,000〜300,000、好ましくは70,000〜250,000である。プロピレン系重合体(F)の質量平均分子量が30,000未満であると、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低くなる。一方、プロピレン系重合体(F)の質量平均分子量が300,000を超えると、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低くなる。
プロピレン系重合体(F)は、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位を有してもよい。不飽和カルボン酸単位又は不飽和カルボン酸無水物単位は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)で使用するものと同様である。これらの不飽和カルボン酸単位又は不飽和カルボン酸無水物単位は、プロピレン系重合体(F)に有機酸をグラフト重合させることにより形成される。有機酸としては、不飽和カルボン酸又はその無水物が挙げられ、具体的には、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、アコニット酸、又はこれらの無水物が挙げられる。
不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位を有する場合の酸価は、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性の点から、0.1〜60mgKOH/gであることが好ましい。
プロピレン系重合体(F)は、ラジカル重合性モノマーが付加(グラフト重合)されていてもよい。ラジカル重合性モノマーとは、(メタ)アクリル化合物、ビニル化合物を意味する。(メタ)アクリル化合物は、分子中に(メタ)アクリロイル基(アクリロイル基及び/又はメタアクリロイル基を意味する。)を少なくとも1個含む化合物である。
ラジカル重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n‐ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−イソブチル(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N‐ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−メチレン−ビス(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、n−ブチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレートが好ましく、さらには、これらのメタクリレートが好ましい。これらは単独、或いは2種以上を混合して使用することができ、その混合割合を自由に設定することができる。
プロピレン系重合体(F)中のラジカル重合性モノマー単位は、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、耐湿性、ポリオレフィンに対する付着性の点から、0.1〜30質量%が好ましい。
プロピレン系重合体(F)は、塩素化されていてもよい。塩素化反応は公知の方法で行うことができる。例えば、塩素化溶媒中に溶解した後に紫外線の照射下、又は触媒の存在下、又は不存在下において、常温又は加圧下で50〜140℃の温度で塩素ガスを吹き込んで反応させる方法が挙げられる。塩素含有率は、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性の点から、0.1〜35質量%が好ましい。
(アニオン型界面活性剤(C2))
プロピレン系水性分散体(K)は、アニオン型界面活性剤(C2)を含んでもよい。
アニオン型界面活性剤(C)の量はプロピレン系重合体(F)100質量部に対して1〜40質量部であることが好ましい。この範囲であれば、プロピレン系水性分散体(K)と水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性により優れ、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性がより高くなる。
(塩基性物質(D2))
プロピレン系水性分散体(K)は、塩基性物質(D2)を含んでもよい。塩基性物質(D2)の量は、プロピレン系水性分散体(K)と水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性の点から、ポリプロピレン材料(H)及び未中和のアニオン型界面活性剤(C2)に由来する酸を中和するのに必要な量に対して1〜2倍量であることが好ましい。
(水(E2))
プロピレン系水性分散体(K)における水(E2)の量は、特に制限されず、例えば、固形分濃度が10〜60質量%になる量が好ましい。
(粒子径)
プロピレン系水性分散体(K)の体積平均粒子径は、0.01〜0.55μmであることが好ましく、0.05〜0.45μmであることがより好ましい。プロピレン系水性分散体(K)の体積平均粒子径が0.01μm以上であれば、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性がより高くなる。
一方、プロピレン系水性分散体(K)の体積平均粒子径が0.55μm以下であれば、プロピレン系水性分散体(K)及び水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性と、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の成膜性、耐溶剤性、耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性がより高くなる。
<酸変性プロピレン系水性分散体(I)とプロピレン系水性分散体(K)との割合>
本発明の第四の態様、及び第八の態様において、水性塗料組成物(M)における酸変性プロピレン系水性分散体(I)とプロピレン系水性分散体(K)との割合[(I)/(K)]は、固形分の質量基準で、90/10〜10/90であることが好ましく、80/20〜20/80であることがより好ましく、70/30〜30/70であることが特に好ましい。このような範囲であれば、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性がより高くなる。
(他の成分)
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、水性分散体(I)、及び水性塗料組成物(M)には、必要に応じて、他の水性樹脂、例えば、ポリオレフィン樹脂エマルション、水性アクリル樹脂、水性ウレタン樹脂、水性エポキシ樹脂、水性アルキッド樹脂、水性フェノール樹脂、水性アミノ樹脂、水性ポリブタジエン樹脂、水性シリコン樹脂等が含まれてもよい。これらの中でも、水性アクリル樹脂が好ましい。
水性アクリル樹脂は、アクリル系単量体を重合することによって得られたものである。
アクリル系単量体としては特に限定されず、例えば、(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n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルへキシルなどのアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステルなどを挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の第一の態様〜第八の態様において、また、酸変性プロピレン系水性分散体(I)、プロピレン系水性分散体(I)、水性塗料組成物(M)、及び水性分散体組成物(L)は、必要に応じて、副資材を含んでもよい。
副資材としては、例えば、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等の分散剤、乳化剤、安定化剤、湿潤剤、増粘剤、起泡剤、消泡剤、凝固剤、ゲル化剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、着色剤、付香剤、粘着防止剤、離型剤、造膜助剤、レベリング剤等が挙げられる。
(使用方法)
本発明の第一の態様、第四の態様、第五の態様、及び第八の態様において、水性分散体(I)及び水性塗料組成物(M)は各種基材に塗布して使用することができる。基材としては、例えば、紙、繊維織物、プラスチック成形品、とりわけポリプロピレン成形品やポリエチレン成形品等の非極性基材に対しては、水性分散体(I)及び水性塗料組成物(M)の高い耐溶剤性が顕著に発揮される。該非極性基材に、他のポリオレフィン(例えば、エチレン・プロピレン共重合体ゴム等)、無機フィラー(例えば、タルク、ガラス繊維、炭酸カルシウム等)、安定剤、着色剤などの各種添加剤が含まれている場合も同様である。
水性分散体(I)及び水性塗料組成物(M)の塗布方法としては、例えば、各種塗工機を用いる方法、スプレーを用いる方法、刷毛塗りなどを採ることができる。
本発明の第一の態様、及び第五の態様において、上記水性分散体(I)は、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まないにもかかわらず、低温乾燥条件での成膜性に優れ、また、ポリオレフィン成形体に対する付着性及び耐溶剤性に優れた塗膜を形成できる。しかも、水性分散体(I)は有機溶剤を全く含有しないため、水以外の溶媒を留去する必要がなく、VOCの排出を抑制できる。
また、本発明の第四の態様、及び第八の態様において、上記水性塗料組成物(M)は、低温乾燥条件での成膜性に優れる。また、ポリオレフィン成形体に対する付着性および耐溶剤性に優れた塗膜を形成できる。
<水性分散体の製造方法>
本発明の第五、及び第八の態様において、水性分散体(I)の製造方法は、酸変性ポリマー材料(G)とアニオン型界面活性剤(C)とを溶融混練して混練物を得る第1の混練工程と、前記混練物に塩基性物質(D)と水(E1)とを添加し、溶融混練する第2の混練工程とを有する。
第1の混練工程では、ニーダー、バンバリーミキサー、多軸スクリュー押出機などを用いて溶融混練する。
第1の混練工程でのアニオン型界面活性剤(C)の添加量は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)100質量部に対して1〜40質量部であることが好ましく、5〜25質量部であることがより好ましい。アニオン型界面活性剤(C)の添加量が1質量部以上であれば、水性分散体(I)の貯蔵安定性が向上し、40質量部以下であれば、水性分散体(I)から形成した塗膜の、ポリオレフィン成形体に対する付着性、耐溶剤性がより高くなる。
第2の混練工程でも、ニーダー、バンバリーミキサー、多軸スクリュー押出機などを用いて溶融混練する。
第2の混練工程での塩基性物質(D)の添加量は、水性分散体(I)の貯蔵安定性の点から、酸変性ポリマー材料(G)及びアニオン型界面活性剤(C)に由来する酸を中和するのに必要な量に対して1〜2倍量であることが好ましく、1.2〜1.8倍量であることがより好ましい。
塩基性物質(D)は混練物に直接添加してもよいが、5〜40質量%程度の水溶液の形態で添加するのが好ましい。
第2の混練工程で添加する水(E1)は、転相に必要な水である。
第2の混練工程での水(E1)の添加量は、転相の容易性、水性分散体の貯蔵安定性の点から、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)100質量部に対して5〜25質量部であることが好ましく、10〜22質量部であることがより好ましい。
水(E1)の添加量が前記範囲である水性分散体(I)の固形分濃度は80質量%以上であり、実質的に固体である。そのため、この水性分散体を既存の塗工方法で塗工するためには、あるいは、他の薬剤を混合しやすくするためには、粘度を適切な範囲にする目的で、第2の混練工程の後に、水性分散体(I)に34質量部以上の希釈水を添加して希釈する希釈工程を有することが好ましい。希釈工程では、固形分濃度が10〜60質量%にすることが好ましい。
上記の製造方法によれば、ポリオレフィン成形体に対する付着性、低温成膜性、耐溶剤性に優れた水性分散体(I)を容易に製造できる。しかも、貯蔵安定性の高い水性分散体(I)を得ることができる。また、上記製造方法では、有機溶剤を使用する必要がないから、製造時のVOCの排出を抑制でき、また、得られる水性分散体に有機溶剤は含まれない。
「プロピレン系水性分散体(I)の製造方法」
本発明の第六の態様において、プロピレン系水性分散体(I)の製造方法は、酸変性ポリマー材料(G)とアニオン型界面活性剤(C)とを溶融混練して混練物を得る第1の混練工程と、前記混練物に塩基性物質(D)と水(E1)とを添加し、溶融混練してプロピレン系水性分散体(I)を得る第2の混練工程とを有する。
「水性塗料組成物(L)の製造方法」
本発明の第七の態様において、水性塗料組成物(L)の製造方法は、酸変性ポリマー材料(G)とアニオン型界面活性剤(C)とを溶融混練して混練物を得る第1の混練工程と、前記混練物に塩基性物質(D)と水(E1)とを添加し、溶融混練してプロピレン系水性分散体(I)を得る第2の混練工程と、プロピレン系水性分散体(I)と塗料樹脂(J)とを混合する混合工程とを有する。
本発明の第六の態様、及び第七の態様における第1の混練工程では、ニーダー、バンバリーミキサー、多軸スクリュー押出機などを用いて溶融混練する。
第1の混練工程でのアニオン型界面活性剤(C)の添加量は、プロピレン系重合体(AP)100質量部に対して1〜40質量部であることが好ましく、5〜25質量部であることがより好ましい。アニオン型界面活性剤(C)の添加量が1質量部以上であれば、プロピレン系水性分散体(I)及び水性塗料組成物(L)の貯蔵安定性が向上し、40質量部以下であれば、水性塗料組成物(L)から形成される塗膜の耐溶剤性、付着性及び塗膜界面での混層防止性により優れ、平滑性と光沢がより高くなる。
本発明の第六の態様、及び第七の態様における第2の混練工程でも、ニーダー、バンバリーミキサー、多軸スクリュー押出機などを用いて溶融混練する。
第2の混練工程での塩基性物質(D)の添加量は、プロピレン系水性分散体(I)及び水性塗料組成物(L)の貯蔵安定性の点から、酸変性ポリマー材料(G)及びアニオン型界面活性剤(C)に由来する酸を中和するのに必要な量に対して1〜2倍量であることが好ましく、1.2〜1.8倍量であることがより好ましい。
塩基性物質(D)は混練物に直接添加してもよいが、5〜40質量%程度の水溶液の形態で添加するのが好ましい。
本発明の第六の態様、及び第七の態様における第2の混練工程で添加する水(E1)は、転相に必要な水である。
第2の混練工程での水(E1)の添加量は、転相の容易性、プロピレン系水性分散体(I)及び水性塗料組成物(L)の貯蔵安定性の点から、プロピレン系重合体(AP)100質量部に対して5〜25質量部であることが好ましく、10〜22質量部であることがより好ましい。
本発明の第六の態様、及び第七の態様における水(E1)の添加量が前記範囲であるプロピレン系水性分散体(I)は固形分濃度が80質量%以上であり、実質的に固体又はペースト状である。そのため、プロピレン系水性分散体(I)に塗料樹脂(J)を混合する際には、混合性を高めるために、希釈水を添加して希釈する希釈工程を有することが好ましい。希釈工程では、固形分濃度が30〜80質量%にすることが好ましい。
本発明の第七の態様における混合工程での塗料樹脂(J)とプロピレン系水性分散体(I)との混合方法は特に制限されず、例えば、容器内で攪拌混合する方法が挙げられる。
塗料樹脂(J)とプロピレン系水性分散体(I)との混合比[(J)/(I)]は、固形分の質量基準で99/1〜70/30にすることが好ましく、95/5〜80/20にすることがより好ましい。プロピレン系水性分散体(I)の混合割合が1以上かつ30以下であれば、水性塗料組成物(L)から形成される塗膜界面での混層防止性がより高くなり、平滑性及び光沢がより向上する。
上記の製造方法によれば、塩素原子を有さないプロピレン系水性分散体(I)を塗料樹脂(J)に混合する上に、製造時のVOCの排出を抑制できるため、環境への負荷が小さい。
また、付着性が優れる上に、耐溶剤性が高く、塗膜界面での混層を抑制できる水性塗料組成物(L)を容易に得ることができる。
「水性塗料組成物(M)の製造方法」
本発明の第八の態様において、水性塗料組成物(M)の製造方法は、酸変性ポリマー材料(G)とアニオン型界面活性剤(C)とを溶融混練して混練物を得る第1の混練工程と、前記混練物に塩基性物質(D)と水(E1)とを添加し、溶融混練して酸変性プロピレン系水性分散体(I)を得る第2の混練工程と、酸変性プロピレン系水性分散体(I)とプロピレン系水性分散体(K)とを混合する混合工程とを有する。
第1の混練工程では、ニーダー、バンバリーミキサー、多軸スクリュー押出機などを用いて溶融混練する。
第1の混練工程でのアニオン型界面活性剤(C)の添加量は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)100質量部に対して1〜40質量部であることが好ましく、5〜25質量部であることがより好ましい。アニオン型界面活性剤(C)の添加量が1質量部以上であれば、酸変性プロピレン系水性分散体(I)及び水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性が向上し、40質量部以下であれば、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の、ポリオレフィン成形体に対する付着性、耐溶剤性がより高くなる。
第2の混練工程でも、ニーダー、バンバリーミキサー、多軸スクリュー押出機などを用いて溶融混練する。
第2の混練工程での塩基性物質(D)の添加量は、酸変性プロピレン系水性分散体(I)及び水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性の点から、酸変性ポリマー材料(G)及びアニオン型界面活性剤(C)に由来する酸を中和するのに必要な量に対して1〜2倍量であることが好ましく、1.2〜1.8倍量であることがより好ましい。
塩基性物質(D)は混練物に直接添加してもよいが、5〜40質量%程度の水溶液の形態で添加するのが好ましい。
第2の混練工程で添加する水(E1)は、転相に必要な水である。
第2の混練工程での水(E1)の添加量は、転相の容易性、水性分散体(I)及び水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性の点から、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)100質量部に対して5〜25質量部であることが好ましく、10〜22質量部であることがより好ましい。
水(E1)の添加量が前記範囲である酸変性プロピレン系水性分散体(I)の固形分濃度は80質量%以上であり、実質的に固体である。そのため、酸変性プロピレン系水性分散体(I)を既存の塗工方法で塗工するため、あるいは、他の薬剤を混合しやすくするためには、粘度を適切な範囲にする目的で、第2の混練工程の後に、酸変性プロピレン系水性分散体(I)に34質量部以上の希釈水を添加して希釈する希釈工程を有することが好ましい。希釈工程では、固形分濃度が10〜60質量%にすることが好ましい。
混合工程での酸変性プロピレン系水性分散体(I)とプロピレン系水性分散体(K)との混合方法は特に制限されず、例えば、容器内で攪拌混合する方法が挙げられる。
酸変性プロピレン系水性分散体(I)とプロピレン系水性分散体(K)との混合割合[(I)/(K)]は、固形分の質量基準で、90/10〜10/90にすることが好ましく、80/20〜20/80にすることがより好ましく、70/30〜30/70にすることが特に好ましい。このような範囲にすれば、水性塗料組成物(M)から形成した塗膜の耐溶剤性、耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性がより高くなる。
プロピレン系水性分散体(K)の製造方法は特に制限されないが、貯蔵安定性の高いプロピレン系水性分散体(K)が得られることから、酸変性プロピレン系水性分散体(I)と同様の方法が好ましい。
すなわち、ポリプロピレン材料(H)とアニオン型界面活性剤(C2)とを溶融混練して混練物を得た後、該混練物に塩基性物質(D2)と水(E2)とを添加し、溶融混練し、必要に応じて希釈する方法が好ましい。
上記プロピレン系水性分散体(K)の製造方法において、アニオン型界面活性剤(C2)の添加量は、プロピレン系重合体(F)100質量部に対して1〜40質量部であることが好ましく、3〜25質量部であることがより好ましい。
塩基性物質(D2)の添加量は、ポリプロピレン材料(H)及びアニオン型界面活性剤(C2)に由来する酸を中和するのに必要な量に対して1〜2倍量であることが好ましく、1.2〜1.8倍量であることがより好ましい。
また、水(E2)の添加量は、プロピレン系重合体(F)100質量部に対して0.5〜25質量部であることが好ましく、3〜20質量部であることがより好ましい。
上記の製造方法によれば、ポリオレフィン成形体に対する付着性、低温成膜性、耐湿性、耐溶剤性に優れた水性塗料組成物(M)を容易に製造できる。しかも、貯蔵安定性の高い水性塗料組成物(M)を得ることができる。また、上記製造方法では、有機溶剤を使用する必要がないから、製造時のVOCの排出を抑制でき、また、得られる水性塗料組成物(M)に有機溶剤は含まれない。
以下、本発明を製造例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の例において「%」は「質量%」、「部」は「質量部」のことを意味する。
各重合体の特性(密度、質量平均分子量、結晶化度、融点、酸価、平均粒子径、塩素含有率、有機溶剤残存量、)は、下記のようにして測定した。
[密度]:第1の酸変性プロピレン系重合体(A)、第2の酸変性プロピレン系重合体(B)、及びプロピレン系重合体(AP)の密度は、ASTM D 792に準拠して測定した。
[質量平均分子量]:ウォーターズ社製、アライアンスGPC V2000型(標準物質;ポリスチレン, 溶媒;オルトジクロロベンゼン, 測定温度;140℃, 溶媒流速;1mL/分)により測定した。
[結晶化度]:理学電機(株)製、広角X線回折装置RAD−RX型を用いて測定したX線回折スペクトルより求めた。
[融点]:セイコーインスツルメンツ製、DSC200、示差走査熱量計(DSC)を使用して、以下の方法で求めた。試料(約5〜10mg)を160℃で3分間融解後、10℃/分の速度で−20℃まで降温し、−20℃で2分間保持した後、10℃/分で160℃まで昇温することにより融解曲線を得、最後の昇温段階における主吸熱ピークのピークトップ温度を融点として求めた。
[酸価の測定]:第1の酸変性プロピレン系重合体(A)、プロピレン系重合体(AP)又は第2の酸変性プロピレン系重合体(B)200mgとクロロホルム4800mgを10mlのサンプル瓶に入れて50℃で30分加熱し完全に溶解させた。NaCl、光路長0.5mmの液体セルにクロロホルムを入れ、バックグラウンドとした。次に溶解した酸変性プロピレン系重合体溶液、又はプロピレン系重合体溶液をセルに入れ、FT−IR(日本分光社製)を用いて、積算回数32回にて赤外吸収スペクトルを測定した。無水マレイン酸のグラフト率は、無水マレイン酸をクロロホルムに溶解した溶液を測定し、検量線を作成したものを用いて計算した。カルボニル基の吸収ピーク(1780cm−1付近の極大ピーク、1750〜1813cm−1)の面積から、別途作成した検量線に基づき、重合体中の酸成分含有量を算出した。算出した酸成分含有量/(100−酸成分含有量)×1/97(グラフトされた無水マレイン酸1分子当りの分子量)×2当量(グラフトされた1分子の無水マレイン酸が中和された時のカルボン酸基数)×57(KOH分子量)×1000から酸価を算出した。
[平均粒子径]:日機装社製のマイクロトラック(ナノトラック150)(測定溶媒;純水)を用いて体積基準の平均粒子径を測定した。
[塩素含有率の測定]:JIS−K7229に準じて測定した。すなわち、塩素含有樹脂を酸素雰囲気下で燃焼させ、発生した気体塩素を水で吸収し、滴定により定量する「酸素フラスコ燃焼法」により測定した。
[有機溶剤残存量測定]:ガスクロマトグラフ計を用い、トルエンの検量線を使用して、水性分散体中の有機溶剤含有量を測定した。
酸変性ポリプロピレン系重合体の前駆体として使用するプロピレン系重合体(AP−1)を以下の方法により得た。
1000mL丸底フラスコに、脱イオン水110mL、硫酸マグネシウム・7水和物22.2g及び硫酸18.2gを採取し、攪拌して溶解させた。これにより得た溶液に、市販の造粒モンモリロナイト16.7gを分散させ、100℃まで昇温し、2時間攪拌を行った。その後、室温まで冷却し、得られたスラリーを濾過してウェットケーキを回収した。回収したウェットケーキを1000mL丸底フラスコにて、脱塩水500mLにて再度スラリー化し、濾過を行った。この操作を2回繰り返した。最終的に得られたケーキを、窒素雰囲気下110℃で一晩乾燥して、化学処理モンモリロナイト13.3gを得た。
得られた化学処理モンモリロナイト4.4gに、トリエチルアルミニウムのトルエン溶液(0.4mmol/mL)20mLを加え、室温で1時間攪拌した。この懸濁液にトルエン80mLを加え、攪拌後、上澄みを除いた。この操作を2回繰り返した後、トルエンを加えて、粘土スラリー(スラリー濃度=99mg粘土/mL)を得た。別のフラスコに、トリイソブチルアルミニウム0.2mmolを採取し、ここで得られた粘土スラリー19mL及びジクロロ[ジメチルシリレン(シクロペンタジエニル)(2,4−ジメチル−4H−5,6,7,8−テトラヒドロ−1−アズレニル)ハフニウム]131mg(57μmol)のトルエン希釈液を加え、室温で10分間攪拌し、触媒スラリーを得た。
次いで、内容積24リットルの誘導攪拌式オートクレーブ内に液体プロピレン2.48L及び液体エチレン0.05Lを導入した。室温で、上記触媒スラリーを全量導入し、85℃まで昇温し重合時全圧を0.60MPa、水素濃度400ppmで一定に保持しながら、同温度で2時間攪拌を継続した。攪拌終了後、未反応プロピレンを放出して重合を停止した。オートクレーブを開放してポリマーのトルエン溶液を全量回収し、溶媒並びに粘土残渣を除去して、プロピレン−エチレン共重合体トルエン溶液を得た。得られたプロピレン−エチレン共重合体をプロピレン系重合体(AP−1)とした。
プロピレン系重合体(AP−1)のエチレン単位量は2%、質量平均分子量Mwは70,000(ポリスチレン換算)、結晶化度は50%であった。
上記プロピレン系重合体(AP−1)に無水マレイン酸をグラフトさせる変性処理を施して、第1の酸変性ポリプロピレン系重合体(A−1)を得た。
具体的には、上記プロピレン系重合体(AP−1)100部に、無水マレイン酸5部、ジ−t−ブチルパーオキシド1.8部を、170℃に設定した二軸押出機を用いて反応させて、酸変性ポリプロピレン系重合体を得た。その際、押出機内を脱気して、残留する未反応物を除去した。
この反応により得られた第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)は、質量平均分子量25,000、酸価40mgKOH/gであった。融点及び結晶化度はプロピレン系重合体(AP−1)と同じである。
プロピレン系重合体(AP−2)〜(AP−9):
エチレン及び/又は1−ブテンのガス供給量を調整した以外はプロピレン系重合体(AP−1)の製法と同様にしてプロピレン系重合体(AP−2)〜(AP−9)を調製した。エチレン及び/又は1−ブテンのガス供給量を調整することで、プロピレン系重合体の融点を調整した。表1に、得られたプロピレン系重合体の質量平均分子量、融点、結晶化度を示す。
プロピレン系重合体(AP−10)〜(AP−13):
エチレン及び/又は1−ブテンのガス供給量を調整した以外はプロピレン系重合体(AP−1)の製法と同様にしてプロピレン系重合体(AP−10)〜(AP−13)を調製した。エチレン及び/又は1−ブテンのガス供給量を調整することで、プロピレン系重合体の結晶化度を調整した。表1に、得られたプロピレン系重合体の質量平均分子量、融点、結晶化度を示す。
プロピレン系重合体(AP−14):
メタロセン触媒を使用せず、トリエチルアルミニウムのみを触媒として添加したこと以外は、プロピレン系重合体(AP−1)の製法と同様にしてプロピレン系重合体(AP−14)を調製した。
表1に、得られたプロピレン系重合体の質量平均分子量、融点、結晶化度を示す。なお、表1における「3EtAlのみ」とはメタロセン触媒を使用せず、トリエチルアルミニウムのみを触媒として添加したことを意味する。
Figure 0005723869
第1の酸変性プロピレン系重合体(A−2)〜(A−10),(A−23)〜(A−26):
無水マレイン酸の変性条件を表2に示すように変更した以外は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−2)〜(A−10),(A−23)〜(A−26)を得た。表2に、得られた第1の酸変性プロピレン系重合体の質量平均分子量、酸価、融点、結晶化度を示す。
第1の酸変性プロピレン系重合体(A−11)〜(A−22),(A−27):
プロピレン系重合体(AP−1)を表2に示すプロピレン系重合体に変更したこと以外は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−11)〜(A−22),(A−27)を得た。表2に、得られた第1の酸変性プロピレン系重合体の質量平均分子量、酸価、融点、結晶化度を示す。
Figure 0005723869
第2の酸変性プロピレン系重合体(B)としては、下記(B−1)〜(B−3)を用いた。
(B−1):無水マレイン酸変性ポリプロピレン(三井化学(株)製「三井ハイワックス 0555A」)、質量平均分子量:37,000、酸価:45mgKOH/g、融点140℃)
(B−2):第2の酸変性プロピレン系重合体(B−2)は、プロピレン系重合体(AP−6)を前駆体として用い、変性条件を表2に示すように変更した以外は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして得た。第2の酸変性プロピレン系重合体(B−2)の質量平均分子量は37,000、酸価は21mgKOH/gであった。
(B−3):第2の酸変性プロピレン系重合体(B−3)は、プロピレン系重合体(AP−8)を前駆体として用い、変性条件を表2に示すように変更した以外は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして得た。第2の酸変性プロピレン系重合体(B−3)の質量平均分子量は55,000、酸価は45mgKOH/gであった。
アニオン型界面活性剤(C)としては、脂肪酸カリウム(花王製「KSソープ」)(C−1)を用いた。
塩基性物質(D)としては、水酸化カリウム(D−1)を用いた。
(実施例1−1)
第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)と、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)100部に対して10部の脂肪酸カリウム(C−1)を、二軸押出機(スクリュー径;30mm、L/D;40、バレル温度;210℃)にその投入口から供給して溶融混練した。
また、該二軸押出機のベント部に設けた供給口より、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)と脂肪酸カリウム(C−1)の総質量に対して、水酸化カリウム水溶液の形態で、6.0部(酸を中和するのに必要な量に対して1.5倍)の水酸化カリウム(D−1)と17部の水(E1)を1.8MPaで連続的に圧入し、二軸押出機内で溶融混練した。
そして、二軸押出機先端より吐出させた固形状の水性分散体を、150部の温水中で分散させ、希釈して、固形分濃度が30%で、平均粒子径0.23μmの水性分散体(I−1)を得た。
得られた水性分散体(I−1)の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び水性分散体(I−1)から得られた塗膜のポリプロピレン成形体に対する付着性、耐溶剤性、低温成膜性を以下のように評価した。その結果を表3に示す。
[貯蔵安定性試験]
貯蔵安定性評価として、水性分散体(I)を1Lの密封できる容器に入れ、40℃で1ヶ月間静置した後の水性分散体(I)の状態を、以下の判定基準に従い評価した。
◎:分離及び沈殿せず、粘度に変化がない
○:分離及び沈殿は確認されないが、増粘している
△:分離及び/又は沈殿が確認されたが、攪拌にて容易に分散できる
×:分離及び/又は沈殿が確認され、攪拌にて容易に分散できない
なお、分離及び/又は沈殿が確認されるが、攪拌にて容易に分散できる場合は、貯蔵安定性を有すると判断した。
[残存有機溶剤量測定]
ガスクロマトグラフ計を用いた。トルエンの検量線を使用して、水性分散体(I)中の有機溶剤含有量を測定した。
[試験片の作製]
プライムポリマー社製の「J715M」の100×100mm、厚さ2mmの平板を射出成形により得た。この平板の表面を脱脂処理した後、水性分散体を乾燥膜厚で15μmになるようにスプレー塗装した。そして、75℃で15分間乾燥し、室温で24時間静置して塗膜を形成し、塗膜を形成した平板を試験片として用いた。
[耐溶剤性試験]
試験片の塗膜上に内径30mmの金属製円筒を置き、円筒内にヘキサン5mlを入れ、円筒上部に蓋をして密閉状態にした。この状態のまま、80℃の雰囲気下で4時間放置した後、同一試験片の未試験品と比較し、以下の判定基準に従い評価した。
◎:外観変化が見られない
○:全塗膜面積に対し、変色退色及び/又は剥離している面積が1%以上25%未満
△:全塗膜面積に対し、変色退色及び/又は剥離している面積が25%以上50%未満
×:全塗膜面積に対し、変色退色及び/又は剥離している面積が50%以上
なお、変色退色及び/又は剥離している面積が50%未満の場合、耐溶剤性を有すると判断した。
[低温成膜性試験]
試験片の塗装外観の目視観察により、以下の判定基準に従い評価した。
◎:クラック及び/又は白化がない
○:全塗膜面積に対し、クラック及び/又は白化が見られる面積が1%以上25%未満
△:全塗膜面積に対し、クラック及び/又は白化が見られる面積が25%以上50%未満
×:全塗膜面積に対し、クラック及び/又は白化が見られる面積が50%以上
なお、全塗膜面積に対し、クラック及び/又は白化が見られる面積が50%未満の場合、低温成膜性を有するとすると判断した。
[付着性試験]
ポリオレフィン成形体に対する付着性評価として、JIS K5400に準拠して、セロハンテープを用いて剥離試験を行った。試験片の塗膜に2mm間隔で25個のマス目を形成させた後、それらのマス目にセロハンテープを密着させた後、引き剥がし、以下の判定基準に従い評価した。
◎:残存したマス目の数が25
○:残存したマス目の数が20〜24
△:残存したマス目の数が5〜19
×:残存したマス目の数が0〜4
なお、残存したマス目が5以上のとき実用的な付着性を有すると判断した。
(実施例1−2)
第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)と、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)100部に対して第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)1.5部と、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)100部に対して脂肪酸カリウム(C−1)10部とを、二軸押出機(スクリュー径;30mm、L/D;40、バレル温度;210℃)にその投入口から供給し、溶融混練した。
また、該二軸押出機のベント部に設けた供給口より、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)と第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)と脂肪酸カリウム(C−1)の総質量に対して、水酸化カリウム水溶液の形態で、6.1部(酸を中和するのに必要な量に対して1.5倍)の水酸化カリウム(D−1)と17部の水(E1)を1.8MPaで連続的に圧入した。そして、二軸押出機内で溶融混練して水性分散体を得た。
そして、二軸押出機先端より吐出させた固形状の水性分散体を、150部の温水中で分散させ、希釈して、固形分濃度が30%で、平均粒子径0.22μmの水性分散体(I−2)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表3に示す。
(実施例1−3)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を10部に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を6.7部に変更した以外は実施例1−2と同様にして、平均粒子径0.20μmの水性分散体(I−3)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表3に示す。
(実施例1−4)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を49部に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を9.3部に変更した以外は実施例1−2と同様にして、平均粒子径0.24μmの水性分散体(I−4)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表3に示す。
(実施例1−5)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を51部に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を9.5部に変更した以外は実施例1−2と同様にして、平均粒子径0.28μmの水性分散体(I−5)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表3に示す。
(実施例1−6)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を0.5部に変更した以外は実施例1−3と同様にして平均粒子径0.53μmの水性分散体(I−6)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表3に示す。
(実施例1−7)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を1.5部に変更した以外は実施例1−3と同様にして、平均粒子径0.41μmの水性分散体(I−7)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表3に示す。
(実施例1−8)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を39部に変更した以外は実施例1−3と同様にして、平均粒子径0.05μmの水性分散体(I−8)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表3に示す。
(実施例1−9)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を41部に変更した以外は実施例1−3と同様にして、平均粒子径0.04μmの水性分散体(I−9)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表3に示す。
(実施例1−10)
水(E1)の添加量を4部に変更し、(A)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を0.9倍量に変更した以外は実施例1−3と同様にして、平均粒子径0.54μmの水性分散体(I−10)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表3に示す。
(実施例1−11)
水(E1)の添加量を6部に変更し、(A)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を1.1倍量に変更した以外は実施例1−3と同様にして、平均粒子径0.41μmの水性分散体(I−11)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表4に示す。
(実施例1−12)
水(E1)の添加量を24部に変更し、(A)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を1.9倍量に変更した以外は実施例1−3と同様にして、平均粒子径0.38μmの水性分散体(I−12)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表4に示す。
(実施例1−13)
水(E1)の添加量を26部に変更し、(A)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を2.1倍量に変更した以外は実施例1−3と同様にして平均粒子径0.52μmの水性分散体(I−13)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表4に示す。
(実施例1−14)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)を第2の酸変性プロピレン系重合体(B−2)に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を6.3部に変更した以外は実施例1−3と同様にして、平均粒子径0.29μmの水性分散体(I−14)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表4に示す。
(実施例1−15)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)を第2の酸変性プロピレン系重合体(B−3)に変更した以外は実施例1−3と同様にして、平均粒子径0.32μmの水性分散体(I−15)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表4に示す。
(実施例1−16)〜(実施例1−33)
第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)と、水酸化カリウム(D−1)の添加量を表4、5に示すように変更した以外は実施例1−3と同様にして、水性分散体(I−16)〜(I−33)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表4、及び5に示す。
Figure 0005723869
Figure 0005723869
Figure 0005723869
(比較例1−1)〜(比較例1−8)
第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)と、水酸化カリウム(D−1)の添加量を表6に示すように変更した以外は実施例1−3と同様にして、水性分散体(I−34)〜(I−41)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表6に示す。
(比較例1−9)
攪拌機を備えた内容積2リットルのオートクレーブ内に、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−3)100部とトルエン500部を仕込み、125℃で1時間攪拌して溶解した後、90℃に冷却した。また、これとは別に、攪拌機を備えた内容積2リットルのオートクレーブ内で、脂肪酸カリウム(C−1)10部と水酸化カリウム(D−1)6.0部と水600部を含む水溶液を90℃に加熱し、その中に、前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A−3)のトルエン溶液を攪拌継続下で添加した。2時間攪拌して分散した後、エスエムテー社製(HG−92型)高速ホモジナイザーで、10,000rpmで10分間、分散した。次いで、攪拌翼による攪拌を継続したまま、凝縮水を還流させながら、2時間水蒸気蒸留してトルエンを留去し、平均粒子径0.31μmの水性分散体(I−42)を得た。そして、実施例1−1と同様にして、得られた水性分散体の貯蔵安定性、残存有機溶剤量及び得られた塗膜の付着性、耐溶剤性、低温成膜性を評価した。その結果を表6に示す。
Figure 0005723869
本発明の第一の態様に係る発明の範囲にある実施例1−1〜1−33の水性分散体では、低温成膜性、塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性に優れていた。また、水性分散体は有機溶剤を全く含有せず、貯蔵安定性にも優れていた。
質量平均分子量が2,000未満の第1の酸変性プロピレン系重合体(A−2)を用いて得た比較例1−1の水性分散体では、塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低かった。
質量平均分子量が30,000を超える第1の酸変性プロピレン系重合体(A−10)を用いて得た比較例1−2の水性分散体では、低温成膜性、塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低かった。
融点が120℃未満の第1の酸変性プロピレン系重合体(A−11)を用いて得た比較例1−3の水性分散体では、塗膜の耐溶剤性が低かった。
融点が150℃を超える第1の酸変性プロピレン系重合体(A−18)を用いて得た比較例1−4の水性分散体では、低温成膜性、塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低かった。
結晶化度が30%未満の第1の酸変性プロピレン系重合体(A−19)を用いて得た比較例1−5の水性分散体では、塗膜の耐溶剤性が低かった。
結晶化度が60%を超える第1の酸変性プロピレン系重合体(A−22)を用いて得た比較例1−6の水性分散体では、低温成膜性、塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低かった。
酸価が10mgKOH/g未満の第1の酸変性プロピレン系重合体(A−23)を用いて得た比較例1−7の水性分散体では、低温成膜性、塗膜の耐溶剤性が低かった。
酸価が65mgKOH/gを超える第1の酸変性プロピレン系重合体(A−26)を用いて得た比較例1−8の水性分散体では、塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン系成形体に対する付着性が低かった。
第1の酸変性プロピレン系重合体(A−3)をトルエンに溶解させた溶媒置換法を用いた比較例1−9では、水性分散体中に有機溶剤が残留していた。
以下の実施例、比較例において、プロピレン系重合体(AP)成分として、下記の(AP−1)〜(AP−26)、及び(A−27)〜(A−31)を用いた。
なお、プロピレン系重合体(AP−1)〜(AP−26)は重合工程のみにより製造した。
第3の酸変性プロピレン系重合体(A−27)〜(A−30)は重合工程にて製造したプロピレン系重合体(AP−1)を前駆体として用い、プロピレン系重合体(AP−1)を変性工程にて変性することにより得た。プロピレン系重合体(AP−31)は重合工程にて製造したプロピレン系重合体(AP−18)を前駆体として用い、プロピレン系重合体(AP−18)を塩素化工程にて塩素化することにより得た。以下、具体的に手順を示す。
プロピレン系重合体(AP−1):
(i)重合工程
1000mL丸底フラスコに、脱イオン水110mL、硫酸マグネシウム・7水和物22.2g及び硫酸18.2gを採取し、攪拌して溶解させた。これにより得た溶液に、市販の造粒モンモリロナイト16.7gを分散させ、100℃まで昇温し、2時間攪拌を行った。その後、室温まで冷却し、得られたスラリーを濾過してウェットケーキを回収した。回収したウェットケーキを1000mL丸底フラスコにて、脱塩水500mLにて再度スラリー化し、濾過を行った。この操作を2回繰り返した。最終的に得られたケーキを、窒素雰囲気下110℃で一晩乾燥して、化学処理モンモリロナイト13.3gを得た。
得られた化学処理モンモリロナイト4.4gに、トリエチルアルミニウムのトルエン溶液(0.4mmol/mL)20mLを加え、室温で1時間攪拌した。この懸濁液にトルエン80mLを加え、攪拌後、上澄みを除いた。この操作を2回繰り返した後、トルエンを加えて、粘土スラリー(スラリー濃度=99mg粘土/mL)を得た。別のフラスコに、トリイソブチルアルミニウム0.2mmolを採取し、ここで得られた粘土スラリー19mL及びジクロロ[ジメチルシリレン(シクロペンタジエニル)(2,4−ジメチル−4H−5,6,7,8−テトラヒドロ−1−アズレニル)ハフニウム]131mg(57μmol)のトルエン希釈液を加え、室温で10分間攪拌し、触媒スラリーを得た。
次いで、内容積24リットルの誘導攪拌式オートクレーブ内に液体プロピレン2.48L及び液体エチレン0.05Lを導入した。室温で、上記触媒スラリーを全量導入し、85℃まで昇温し重合時全圧を0.60MPa、水素濃度1000ppmで一定に保持しながら、同温度で2時間攪拌を継続した。攪拌終了後、未反応プロピレンを放出して重合を停止した。オートクレーブを開放してポリマーのトルエン溶液を全量回収し、溶媒並びに粘土残渣を除去して、プロピレン−エチレン共重合体トルエン溶液を得た。得られたプロピレン−エチレン共重合体をプロピレン系重合体(AP−1)とした。
プロピレン系重合体(AP−1)のエチレン単位量は2%、質量平均分子量は25,000(ポリスチレン換算)、融点は135℃、密度は0.930g/cmであった。
プロピレン系重合体(AP−2)〜(AP−26):
重合条件を表7に示すように変更した以外は、プロピレン系重合体(AP−1)の製法と同様にして、プロピレン系重合体(AP−2)〜(AP−26)を得た(表7参照)。
Figure 0005723869
第3の酸変性プロピレン系重合体(A−27):
(ii)変性工程
上記プロピレン系重合体(AP−1)100部に、無水マレイン酸5部、ジ−t−ブチルパーオキシド1.8部を、170℃に設定した二軸押出機を用いて反応させて、第3の酸変性プロピレン系重合体(A−27)を得た。その際、押出機内を脱気して、残留する未反応物を除去した。
この反応により得られた第3の酸変性プロピレン系重合体(A−27)は、質量平均分子量25,000、酸価40mgKOH/g、融点135℃、密度0.948g/cmであった。
第3の酸変性プロピレン系重合体(A−28)〜(A−30):
変性条件を表8に示すように変更した以外は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−27)の製造と同様にして、第3の酸変性プロピレン系重合体(A−28)〜(A−30)を得た(表8参照)。
Figure 0005723869
プロピレン系重合体(AP−31):
(iii)塩素化工程
プロピレン系重合体(AP−18)2kgを、グラスライニングされた50L反応釜に投入し、20Lのクロロホルムを加え、0.2MPaの圧力下、紫外線を照射しながらガス状の塩素を反応釜底部より吹き込み塩素化して、塩素含有率21%の塩素化ポリオレフィンを得た。次いで、溶媒であるクロロホルムをエバポレーターで留去し、固形分濃度30質量%に調整した。このクロロホルム溶液に安定剤(t−ブチルフェニルグリシジルエーテル)を対樹脂1.5質量%加えた後、バレル温度90℃に設定した二軸押出機にて固形化して、プロピレン系重合体(AP−31)を得た。
得られたプロピレン系重合体(AP−31)は、質量平均分子量25,000、塩素化率21%、融点126℃、密度0.955g/cmであった。(表9参照)。
Figure 0005723869
第2の酸変性プロピレン系重合体(B)としては、下記(B−1)〜(B−3)を用いた。
(B−1):無水マレイン酸変性ポリプロピレン(三井化学(株)製「三井ハイワックス 0555A」)、質量平均分子量:37,000、酸価:45mgKOH/g、融点140℃)
(B−3):第2の酸変性プロピレン系重合体(B−3)は、プロピレン系重合体(AP−8)を前駆体として用い、変性条件を表8に示すように変更した以外は、プロピレン系重合体(AP−1)の製造と同様にして得た。第2の酸変性プロピレン系重合体(B−3)の質量平均分子量は55,000、酸価は45mgKOH/g、融点は149℃であった。
アニオン型界面活性剤(C)としては、脂肪酸カリウム(花王製「KSソープ」)(C−1)を用いた。
塩基性物質(D)として、水酸化カリウム(D−1)を用いた
(製造例2−1)プロピレン系水性分散体(I−1)
プロピレン系重合体(AP−1)と、プロピレン系重合体(AP−1)100部に対して第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)0.5部と、プロピレン系重合体100部に対して脂肪酸カリウム(C−1)10部を、二軸押出機(スクリュー径;30mm、L/D;40、バレル温度;210℃)にその投入口から供給して溶融混練した。
また、該二軸押出機のベント部に設けた供給口より、プロピレン系重合体(AP−1)と第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)と脂肪酸カリウム(C−1)の総質量に対して、水酸化カリウム水溶液の形態で、0.034部の水酸化カリウム(D−1)と17部の水を1.8MPaで連続的に圧入した。
そして、二軸押出機先端より吐出させた固形状の水性分散体を、150部の温水中で分散させて、固形分濃度が30%で、平均粒子径0.49μm、有機溶剤量0ppmのプロピレン系水性分散体(I−1)得た。
得られたプロピレン系水性分散体(I−1)の貯蔵安定性を評価した。その結果を表10に示す。
[貯蔵安定性試験]
水性分散体を1Lの密封できる容器に入れ、40℃で1ヶ月間静置した後の水性分散体の状態を、以下の判定基準に従い評価した。
◎:分離及び沈殿せず、粘度に変化がない
○:分離及び沈殿は確認されないが、増粘している
△:分離及び/又は沈殿が確認されたが、攪拌にて容易に分散できる
×:分離及び/又は沈殿が確認され、攪拌にて容易に分散できない
なお、分離及び/又は沈殿が確認されるが、攪拌にて容易に分散できる場合は、貯蔵安定性を有すると判断した。
(製造例2−2)プロピレン系水性分散体(I−2)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を1.5部に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を0.1部に変更した以外は製造例2−1と同様にして、平均粒子径0.46μmのプロピレン系水性分散体(I−2)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−2)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表10に示す。
(製造例2−3)プロピレン系水性分散体(I−3)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を10部に変更し水酸化カリウム(D−1)の添加量を0.68部に変更した以外は製造例2−1と同様にして、平均粒子径0.34μmのプロピレン系水性分散体(I−3)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−3)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表10に示す。
(製造例2−4)プロピレン系水性分散体(I−4)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を49部に変更し水酸化カリウム(D−1)の添加量を3.3部に変更した以外は製造例2−1と同様にして、平均粒子径0.46μmのプロピレン系水性分散体(I−4)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−4)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表10に示す。
(製造例2−5)プロピレン系水性分散体(I−5)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を51部に変更し水酸化カリウム(D−1)の添加量を3.4部に変更した以外は製造例2−1と同様にして、平均粒子径0.49μmのプロピレン系水性分散体(I−5)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−5)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表10に示す。
(製造例2−6)プロピレン系水性分散体(I−6)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を0.5部に変更した以外は製造例2−3と同様にして、平均粒子径0.51μmのプロピレン系水性分散体(I−6)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−6)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表10に示す。
(製造例2−7)プロピレン系水性分散体(I−7)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を1.5部に変更した以外は製造例2−3と同様にして、平均粒子径0.48μmのプロピレン系水性分散体(I−7)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−7)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表10に示す。
(製造例2−8)プロピレン系水性分散体(I−8)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を39部に変更した以外は製造例2−3と同様にして、平均粒子径0.29μmのプロピレン系水性分散体(I−8)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−8)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表10に示す。
(製造例2−9)プロピレン系水性分散体(I−9)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を41部に変更した以外は製造例2−3と同様にして、平均粒子径0.28μmのプロピレン系水性分散体(I−9)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−9)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表10に示す。
(製造例2−10)プロピレン系水性分散体(I−10)
水酸化カリウム(D−1)の添加量を0.41部に変更し、(A)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を0.9倍量に変更した以外は製造例2−3と同様にして、平均粒子径0.52μmのプロピレン系水性分散体(I−10)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−10)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表10に示す。
(製造例2−11)プロピレン系水性分散体(I−11)
水酸化カリウム(D−1)の添加量を0.5部に変更し、(A)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を1.1倍量に変更した以外は製造例2−3と同様にして、平均粒子径0.49μmのプロピレン系水性分散体(I−11)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−11)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表10に示す。
(製造例2−12)プロピレン系水性分散体(I−12)
水酸化カリウム(D−1)の添加量を0.86部に変更し、(A)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を1.9倍量に変更した以外は製造例2−3と同様にして、平均粒子径0.38μmのプロピレン系水性分散体(I−12)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−12)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表10に示す。
(製造例2−13)プロピレン系水性分散体(I−13)
水酸化カリウム(D−1)の添加量を0.95部に変更し、(AP)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を2.1倍量に変更した以外は製造例2−3と同様にして、平均粒子径0.41μmのプロピレン系水性分散体(I−13)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−13)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表11に示す。
(製造例2−15)プロピレン系水性分散体(I−15)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)を第2の酸変性プロピレン系重合体(B−3)に変更した以外は製造例2−3と同様にして、平均粒子径0.36μmのプロピレン系水性分散体(I−15)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−15)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表11に示す。
(製造例2−16)プロピレン系水性分散体(I−16)
攪拌機、冷却管、温度計、ロートを取り付けた4つ口フラスコ中に、プロピレン系重合体(AP−1)100部と、プロピレン系重合体(AP−1)100部に対して脂肪酸カリウム(C−1)10部、水酸化カリウム水溶液の形態で水酸化カリウム(D−1)0.1部、トルエン20部を添加し、120℃で30分混練した。その後、90℃の脱イオン水290gを90分かけて添加した。引き続き、溶剤を減圧下にて除去後、室温まで攪拌しながら冷却して、プロピレン系水性分散体(I−16)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−16)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表11に示す。
(製造例2−17〜41)プロピレン系水性分散体(I−17)〜(I−41)
プロピレン系重合体(AP−1)をそれぞれプロピレン系重合体(AP−2)〜(AP−26)に変更した以外は製造例2−3と同様にして、プロピレン系水性分散体(I−17)〜(I−41)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−17)〜(I−41)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表11,12,及び13に示す。
(製造例2−42〜46)プロピレン系水性分散体(I−42)〜(I−46)
プロピレン系重合体(AP−1)をそれぞれ第3の酸変性プロピレン系重合体(A−27)〜(A−30)、又はプロピレン系重合体(AP−31)に変更し、水酸化カリウムの添加量を表13に示すように変更した以外は製造例2−3と同様にして、プロピレン系水性分散体(I−42)〜(I−46)を得た。このプロピレン系水性分散体(I−42)〜(I−46)の体積平均粒子径、貯蔵安定性、有機溶剤量の測定結果を表13に示す。
Figure 0005723869
Figure 0005723869
Figure 0005723869
Figure 0005723869
(J)成分としては、下記の(J−1)〜(J−4)を用いた。
塗料樹脂(J−1):水酸基含有アクリル塗料樹脂
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器及び滴下装置を備えた反応容器に、脱イオン水70.7部及びアニオン型界面活性剤(「アクアロンKH−10」、第一工業製薬(株)製)0.52部を仕込み、窒素気流中で攪拌混合し、80℃に昇温した。
次いで、下記のモノマー乳化物のうちの全量の1%量及び6%過硫酸アンモニウム水溶液5部を反応容器内に導入し80℃で15分間保持した。その後、残りのモノマー乳化物を3時間かけて、同温度に保持した反応容器内に滴下し、滴下終了後1時間熟成した後、5%2−(ジメチルアミノ)エタノール水溶液40部を反応容器に徐々に加えながら30℃まで冷却して、水酸基含有アクリル樹脂を含む固形分濃度40%の塗料樹脂(J−1)を得た。
モノマー乳化物:脱イオン水50部、スチレン10部、メチルメタクリレート40部、エチルアクリレート35部、n−ブチルメタクリレート3.5部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート10部、アクリル酸1.5部、アクアロンKH−10 1.0部及び過硫酸アンモニウム0.03部を混合攪拌して、モノマー乳化物を得た。
塗料樹脂(J−2):水性ウレタン塗料樹脂
攪拌機、温度計、還流管、及び、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、数平均分子量1000のメトキシポリエチレングリコール100部と、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート168部とを仕込み、窒素雰囲気下70℃で6時間反応させた。得られた反応液を薄膜蒸留して、未反応の1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートを取り除き、ポリオキシエチレン基含有モノイソシアネートを得た。
次いで、攪拌機、温度計、還流管、及び、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、ジエタノールアミン86部を仕込み、窒素雰囲気下、空冷しながら上記ポリオキシエチレン基含有モノイソシアネート950部を、反応温度が70℃を超えないように徐々に滴下した。滴下終了後、約1時間、窒素雰囲気下において70℃で攪拌し、イソシアネート基が消失したことを確認し、ジアルカノールアミン誘導体を得た。
次いで、攪拌機、温度計、還流管、及び、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、水添キシリレンジイソシアネート(「タケネート600」、三井化学ポリウレタン(株)製)175部、上記ジアルカノールアミン誘導体172部を加え、乾燥窒素を吹き込みながら80℃まで昇温した。1時間経過後オクチル酸第一スズ0.12部を添加し、さらに3時間攪拌して、イソシアネート基末端プレポリマーを得た。
次いで、これに、p−メトキシフェノール0.36部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(「ライトアクリレートPE−3A」、共栄社化学(株)製)732部を添加し、乾燥空気を吹き込みながら攪拌して、70℃まで昇温した。1時間経過時にオクチル酸第一スズ0.24部を添加し、さらに5時間攪拌して、水性ウレタン樹脂を得た。
上記水性ウレタン樹脂70部に、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(「ライトアクリレートPE−4A」、共栄社化学(株)製)30部を混合した。得られた混合物229部を40℃に調整し、ホモミキサーにより、2000rpmで攪拌しながら23℃のイオン交換水280部を30分かけて添加した。その後、レベリング剤(「オルフィンE1004」、東信化学(株)製)0.25部を添加し、1000rpmでさらに1時間攪拌して、水性ウレタン塗料樹脂を含む固形分濃度40%の塗料樹脂(J−2)を得た。
塗料樹脂(J−3):水酸基含有ポリエステル塗料樹脂
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン174部、ネオペンチルグリコール327部、アジピン酸352部、イソフタル酸109部及び1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物101部を仕込み、160℃〜230℃まで3時間かけて昇温させた。その後、生成した縮合水を水分離器により留去しながら230℃で保持し、酸価が3mgKOH/g以下となるまで反応させた。この反応生成物に、無水トリメリット酸59部を添加し、170℃で30分間付加反応を行った。次いで、50℃以下に冷却し、2−(ジメチルアミノ)エタノールを酸基に対して当量添加し中和してから、脱イオン水を徐々に添加することにより、水酸基含有ポリエステルを含む固形分濃度40%の塗料樹脂(J−3)を得た。
塗料樹脂(J−4):水性エポキシ塗料樹脂
温度計、撹拌機を取り付けたフラスコにビスフェノールA228gとエピクロルヒドリン185g、SY−GTA80を18.9g、n−ブタノール36g、トルエン71gを仕込み溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、65℃に昇温した後に、20%水酸化ナトリウム水溶液400gを5時間かけて滴下した。次いで、この条件下で0.5時間撹拌を続けた。その後、トルエン355gを添加し、水層を除去した。その後、樹脂溶液を共沸によって系内を脱水し、エポキシ樹脂を得た。
上記エポキシ樹脂500gをベンジルアルコール41g、メトキシプロパノール41gに90℃で溶解した。溶解後、温度を下げ、50〜60℃にて高速攪拌しながら、水を分割添加して、水性エポキシ樹脂を含む固形分濃度40%の塗料樹脂(J−4)を得た。
(実施例2−1)
塗料樹脂(J−1)90部とプロピレン系水性分散体(I−3)10部とを混合して、水性塗料組成物(L−1)を得た。
この水性塗料組成物(L−1)から得られた皮膜の耐溶剤性を以下のように評価した。
また、水性塗料組成物(L−1)を水性中塗り塗料として使用した際の混層防止性と付着性、水性上塗り塗料として使用した際の混層防止性と付着性と光沢を以下のように評価した。その結果を表14に示す。
[耐溶剤性]
リン酸亜鉛系化成処理剤(「サーフダインSD2000」、日本ペイント(株)製)で化成処理したダル鋼板(「SPCC−SD」、大きさ:20cm×30cm、板厚:0.8mm)に、カチオン電着塗料(「パワートップU−50」、日本ペイント(株)製)を、乾燥膜厚が20μmになるように電着塗装し、160℃で30分間焼き付け、電着塗膜を形成した。次に、該電着塗膜上に、水性塗料組成物(L−1)を、乾燥膜厚が30μmになるようにスプレー塗装し、80℃で3分間プレヒートして、試験片(T−1)を作製した。
試験片(T−1)の塗膜上に内径30mmの金属製円筒を置き、円筒内にn−ヘキサン5mlを入れ、円筒上部に蓋をして密閉状態にした。この状態のまま、80℃の雰囲気下で4時間放置した後、同一試験片の未試験品と比較し、以下の判定基準に従い評価した。
◎:外観変化が見られない
○:全塗膜面積に対し、変色退色及び/又は剥離している面積が1%以上25%未満
△:全塗膜面積に対し、変色退色及び/又は剥離している面積が25%以上50%未満
×:全塗膜面積に対し、変色退色及び/又は剥離している面積が50%以上
なお、変色退色及び/又は剥離している面積が50%未満の場合、耐溶剤性を有すると判断した。
[水性中塗り塗料としての評価]
リン酸亜鉛系化成処理剤(「サーフダインSD2000」、日本ペイント(株)製)で化成処理したダル鋼板(「SPCC−SD」、大きさ:20cm×30cm、板厚:0.8mm)に、カチオン電着塗料(「パワートップU−50」、日本ペイント(株)製)を、乾燥膜厚が20μmになるように電着塗装し、160℃で30分間焼き付けて、電着塗膜を形成した。
次に、該電着塗膜上に、水性中塗り塗料として水性塗料組成物(L−1)を、乾燥膜厚が30μmになるようにスプレー塗装し、80℃で3分間プレヒートを行って、中塗り塗膜を形成した。
さらに、該中塗り塗膜上に水性上塗り塗料として、水酸基含有アクリル樹脂とメラミン樹脂を含有する熱硬化性上塗り塗料(「WBC−713T」、関西ペイント(株)製)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、乾燥膜厚15μmとなるように静電塗装して、上塗り塗膜を形成した。
次いで、140℃で30分間加熱することにより、中塗り塗膜及び上塗り塗膜を同時に硬化させて、試験片(T−2)を作製した。
・混層防止性評価
混層防止性は、塗膜平滑性を以下のように測定することによって評価した。
すなわち、BYK−Gardner(株)製「ウェーブスキャン」を用い、得られた試験片(T−2)の320〜800μmの長波長領域の測定値「W3」、及び50〜320μmの短波長領域の測定値「W4」により平滑性を評価した。これらの測定値W3、W4は、数値が小さい程、塗膜が平滑であることを表し、塗膜界面での混層が抑制されていることを示す。
・付着性評価
JIS K5400に準拠して、セロハンテープを用いて剥離試験を行った。試験片(T−2)の塗膜に2mm間隔で25個のマス目を形成させた後、それらのマス目にセロハンテープを密着させた後、引き剥がし、以下の判定基準に従い評価した。
◎:残存したマス目の数が25
○:残存したマス目の数が20〜24
△:残存したマス目の数が5〜19
×:残存したマス目の数が0〜4
なお、残存したマス目が5以上のとき実用的な付着性を有すると判断した。
[水性上塗り塗料としての評価]
リン酸亜鉛系化成処理剤(「サーフダインSD2000」、日本ペイント(株)製)で化成処理したダル鋼板(「SPCC−SD」、大きさ:20cm×30cm、板厚:0.8mm)に、カチオン電着塗料(「パワートップU−50」、日本ペイント(株)製)を、乾燥膜厚が20μmになるように電着塗装し、160℃で30分間焼き付けて、電着塗膜を形成した。
次に、該電着塗膜上に、水性中塗り塗料として水性アクリル塗料(「リカボンドES−20」、中央理化工業(株)製)を、乾燥膜厚が30μmとなるようにスプレー塗装し、140℃で30分間加熱硬化させて、中塗り塗膜を形成した。
次に、該中塗り塗膜上に、水性上塗り塗料として水性塗料組成物(L−1)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、乾燥膜厚15μmとなるように静電塗装し、80℃で3分間プレヒートを行って上塗り塗膜を形成した。
さらに、該上塗り塗膜上に溶剤型クリヤー塗料として、カルボキシ基含有アクリル樹脂とエポキシ基含有アクリル樹脂を含有する熱硬化型クリヤー塗料(「マジクロンKINO−1210TW」、関西ペイント(株)製)を、乾燥膜厚で35μmとなるように静電塗装した。
次いで、140℃で20分間加熱することにより、上塗り塗膜及びクリヤー塗膜を同時に硬化させて、試験片(T−3)を作製した。
得られた試験片(T−3)について、光沢計(「GM−26」、村上色彩研究所製)を用い、塗膜面の60°鏡面光沢値を測定した。
また、試験片(T−2)の代わりに試験片(T−3)を用い、中塗り塗料の評価と同様に、混層防止性と付着性を評価した。
(実施例2−2)
塗料樹脂(J−1)の代わりに塗料樹脂(J−2)を用いた以外は実施例2−1と同様にして水性塗料組成物(L−2)を得た。そして、実施例2−1と同様にして評価した。評価結果を表14に示す。
(実施例2−3)
塗料樹脂(J−1)の代わりに塗料樹脂(J−3)を用いた以外は実施例2−1と同様にして水性塗料組成物(L−3)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表14に示す。
(実施例2−4)
プロピレン系水性分散体(I−3)の代わりにプロピレン系水性分散体(I−16)を用いた以外は、実施例2−1と同様にして水性塗料組成物(L−4)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表14に示す。
(実施例2−5)
プロピレン系水性分散体(I−3)の代わりにプロピレン系水性分散体(I−16)を用いた以外は、実施例2−2と同様にして水性塗料組成物(L−5)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表14に示す。
(実施例2−6)
プロピレン系水性分散体(I−3)の代わりにプロピレン系水性分散体(I−16)を用いた以外は、実施例2−3と同様にして水性塗料組成物(L−6)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表14に示す。
(実施例2−7)
プロピレン系水性分散体(I−3)の代わりにプロピレン系水性分散体(I−42)を用いた以外は、実施例2−1と同様にして水性塗料組成物(L−7)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表14に示す。
(実施例2−8)
プロピレン系水性分散体(I−3)の代わりにプロピレン系水性分散体(I−42)を用いた以外は、実施例2−2と同様にして水性塗料組成物(L−8)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表14に示す。
(実施例2−9)
プロピレン系水性分散体(I−3)の代わりにプロピレン系水性分散体(I−42)を用いた以外は、実施例2−3と同様にして水性塗料組成物(L−9)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表14に示す。
(実施例2−10)
塗料樹脂(J−1)99.5部とプロピレン系水性分散体(I−42)0.5部とを混合した以外は、実施例2−7と同様にして水性塗料組成物(L−10)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表14に示す。
(実施例2−11)
塗料樹脂(J−1)98.5部とプロピレン系水性分散体(I−42)1.5部とを混合した以外は、実施例2−7と同様にして水性塗料組成物(L−11)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表14に示す。
(実施例2−12)
塗料樹脂(J−1)71部とプロピレン系水性分散体(I−42)29部とを混合した以外は、実施例2−7と同様にして水性塗料組成物(L−12)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表14に示す。
(実施例2−13)
塗料樹脂(J−1)69部とプロピレン系水性分散体(I−42)31部とを混合した以外は、実施例2−7と同様にして水性塗料組成物(L−13)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表14に示す。
(実施例2−14)〜、(実施例2−25)、及び(実施例2−27)〜(実施例2−47)
プロピレン系水性分散体(I−3)を表15,16,17に示すように変更した以外は、実施例2−1と同様にして水性塗料組成物(L−14)〜(L−25)、及び(L−27)〜(L−47)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表15,16,及び17に示す。
Figure 0005723869
Figure 0005723869
Figure 0005723869
Figure 0005723869
(比較例2−1)
塗料樹脂(J−1)そのものを水性塗料組成物(L−48)とし、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表18に示す。
(比較例2−2)
塗料樹脂(J−1)の代わりに塗料樹脂(J−4)を用いた以外は、実施例2−1と同様にして水性塗料組成物(L−49)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表18に示す。
(比較例2−3)
プロピレン系水性分散体(I−3)の代わりにプロピレン系水性分散体(I−16)を用いた以外は、比較例2−2と同様にして水性塗料組成物(L−50)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表18に示す。
(比較例2−4)
プロピレン系水性分散体(I−3)の代わりにプロピレン系水性分散体(I−42)を用いた以外は、比較例2−2と同様に水性塗料組成物(L−51)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表18に示す。
(比較例2−5)〜(比較例2−13)
プロピレン系水性分散体(I−3)を表18に示すように変更した以外は、実施例2−1と同様にして水性塗料組成物(L−52)〜(L−60)を得た。そして、実施例2−1と同様に評価した。評価結果を表18に示す。
Figure 0005723869
実施例2−1〜2−25、及び実施例2−27〜2−47の水性塗料組成物は、耐溶剤性、塗膜界面での混層防止効果に優れ、しかも付着性にも優れていた。また、実施例2−1〜2−25、及び実施例2−27〜2−47の水性塗料組成物は、水を分散媒としているため、塗料中の有機溶剤量が少なく、環境への負荷が小さい。
プロピレン系水性分散体(I)を含まない比較例2−1の水性塗料組成物では、耐溶剤性、混層防止性が得られなかった。
塗料樹脂(J)が水性エポキシ塗料である比較例2−2〜2−4の水性塗料組成物では、耐溶剤性、混層防止性が得られなかった。特に、比較例2−2,2−3では付着性も低かった。
融点が120℃未満であるプロピレン系重合体(AP−2)を含むプロピレン系水性分散体(I−17)を用いた比較例2−5の水性塗料組成物では、耐溶剤性、混層防止性が得られなかった。
融点が150℃を超えるプロピレン系重合体(AP−9)を含むプロピレン系水性分散体(I−24)を用いた比較例2−6の水性塗料組成物では、光沢、付着性が低かった。
質量平均分子量が2,000未満のプロピレン系重合体(AP−10)を含むプロピレン系水性分散体(I−25)を用いた比較例2−7の水性塗料組成物では、耐溶剤性、混層防止性、付着性が得られなかった。
質量平均分子量が30,000を超えるプロピレン系重合体(AP−18)を含むプロピレン系水性分散体(I−33)を用いた比較例2−8の水性塗料組成物では、付着性、混層防止性が得られなかった。
密度が0.875g/cm未満のプロピレン系重合体(AP−19)を含むプロピレン系水性分散体(I−34)を用いた比較例2−9の水性塗料組成物では、混層防止性が得られなかった。
密度が0.960g/cmを超えるプロピレン系重合体(AP−22)を含むプロピレン系水性分散体(I−37)を用いた比較例2−10の水性塗料組成物では、混層防止性が得られなかった。
融点が120℃未満であるプロピレン系重合体(AP−23)を含むプロピレン系水性分散体(I−38)を用いた比較例2−11の水性塗料組成物では、耐溶剤性、混層防止性が得られなかった。
融点が150℃を超えるプロピレン系重合体(AP−26)を含むプロピレン系水性分散体(I−41)を用いた比較例2−12の水性塗料組成物では、光沢、付着性が低かった。
塩素化されたプロピレン系重合体(AP−31)を含むプロピレン系水性分散体(I−46)を用いた比較例2−13の水性塗料組成物では、耐溶剤性、混層防止性、付着性が得られなかった。
酸変性ポリプロピレン系重合体の前駆体として使用するプロピレン系重合体(AP−1)を以下の方法により得た。
1000mL丸底フラスコに、脱イオン水110mL、硫酸マグネシウム・7水和物22.2g及び硫酸18.2gを採取し、攪拌して溶解させた。これにより得た溶液に、市販の造粒モンモリロナイト16.7gを分散させ、100℃まで昇温し、2時間攪拌を行った。その後、室温まで冷却し、得られたスラリーを濾過してウェットケーキを回収した。回収したウェットケーキを1000mL丸底フラスコにて、脱塩水500mLにて再度スラリー化し、濾過を行った。この操作を2回繰り返した。最終的に得られたケーキを、窒素雰囲気下110℃で一晩乾燥して、化学処理モンモリロナイト13.3gを得た。
得られた化学処理モンモリロナイト4.4gに、トリエチルアルミニウムのトルエン溶液(0.4mmol/mL)20mLを加え、室温で1時間攪拌した。この懸濁液にトルエン80mLを加え、攪拌後、上澄みを除いた。この操作を2回繰り返した後、トルエンを加えて、粘土スラリー(スラリー濃度=99mg粘土/mL)を得た。別のフラスコに、トリイソブチルアルミニウム0.2mmolを採取し、ここで得られた粘土スラリー19mL及びジクロロ[ジメチルシリレン(シクロペンタジエニル)(2,4−ジメチル−4H−5,6,7,8−テトラヒドロ−1−アズレニル)ハフニウム]131mg(57μmol)のトルエン希釈液を加え、室温で10分間攪拌し、触媒スラリーを得た。
次いで、内容積24リットルの誘導攪拌式オートクレーブ内に液体プロピレン2.48L及び液体エチレン0.05Lを導入した。室温で、上記触媒スラリーを全量導入し、85℃まで昇温し重合時全圧を0.60MPa、水素濃度400ppmで一定に保持しながら、同温度で2時間攪拌を継続した。攪拌終了後、未反応プロピレンを放出して重合を停止した。オートクレーブを開放してポリマーのトルエン溶液を全量回収し、溶媒並びに粘土残渣を除去して、プロピレン−エチレン共重合体トルエン溶液を得た。得られたプロピレン−エチレン共重合体をプロピレン系重合体(AP−1)とした。
プロピレン系重合体(AP−1)のエチレン単位量は2%、質量平均分子量Mwは70,000(ポリスチレン換算)、結晶化度は50%であった。
上記プロピレン系重合体(AP−1)に無水マレイン酸をグラフトさせる変性処理を施して、第1の酸変性ポリプロピレン系重合体(A−1)を得た。
具体的には、上記プロピレン系重合体(AP−1)100部に、無水マレイン酸5部、ジ−t−ブチルパーオキシド1.8部を、170℃に設定した二軸押出機を用いて反応させて、酸変性ポリプロピレン系重合体を得た。その際、押出機内を脱気して、残留する未反応物を除去した。
この反応により得られた第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)は、質量平均分子量25,000、酸価40mgKOH/gであった。融点及び結晶化度はプロピレン系重合体(AP−1)と同じである。
プロピレン系重合体(AP−2)〜(AP−9):
エチレン及び/又は1−ブテンのガス供給量を調整した以外は(AP−1)の製法と同様にしてプロピレン系重合体(AP−2)〜(AP−9)を調製した。エチレン及び/又は1−ブテンのガス供給量を調整することで、プロピレン系重合体の融点を調整した。表19に、得られたプロピレン系重合体の質量平均分子量、融点、結晶化度を示す。
プロピレン系重合体(AP−10)〜(AP−13):
エチレン及び/又は1−ブテンのガス供給量を調整した以外は(AP−1)の製法と同様にしてプロピレン系重合体(AP−10)〜(AP−13)を調製した。エチレン及び/又は1−ブテンのガス供給量を調整することで、プロピレン系重合体の結晶化度を調整した。表19に、得られたプロピレン系重合体の質量平均分子量、融点、結晶化度を示す。
Figure 0005723869
第1の酸変性プロピレン系重合体(A−2)〜(A−5),(A−18)〜(A−21):
無水マレイン酸の変性条件を表20に示すように変更した以外は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−2)〜(A−5),(A−18)〜(A−21)を得た。表20に、得られた第1の酸変性プロピレン系重合体の質量平均分子量、酸価、融点、結晶化度を示す。
第1の酸変性プロピレン系重合体(A−6)〜(A−17):
プロピレン系重合体(AP−1)を表20に示すプロピレン系重合体に変更したこと以外は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−6)〜(A−17)を得た。表20に、得られた第1の酸変性プロピレン系重合体の質量平均分子量、酸価、融点、結晶化度を示す。
Figure 0005723869
第2の酸変性プロピレン系重合体(B)としては、下記(B−1)〜(B−3)を用いた。
(B−1):無水マレイン酸変性ポリプロピレン(三井化学(株)製「三井ハイワックス 0555A」)、質量平均分子量:37,000、酸価:45mgKOH/g、融点140℃)
(B−2):第2の酸変性プロピレン系重合体(B−2)は、プロピレン系重合体(AP−6)を前駆体として用い、変性条件を表20に示すように変更した以外は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして得た。第2の酸変性プロピレン系重合体(B−2)の質量平均分子量は37,000、酸価は21mgKOH/gであった。
(B−3):第2の酸変性プロピレン系重合体(B−3)は、プロピレン系重合体(AP−8)を前駆体として用い、変性条件を表20に示すように変更した以外は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして得た。第2の酸変性プロピレン系重合体(B−3)の質量平均分子量は55,000、酸価は45mgKOH/g、融点149℃であった。
アニオン型界面活性剤(C)としては、脂肪酸カリウム(花王製「KSソープ」)(C−1)を用いた。
塩基性物質(D)としては、水酸化カリウム(D−1)を用いた。
(製造例3−1)
第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)と、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)100部に対して脂肪酸カリウム(C−1)10部を、二軸押出機(スクリュー径;30mm、L/D;40、バレル温度;210℃)にその投入口から供給して溶融混練した。
また、該二軸押出機のベント部に設けた供給口より、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)と脂肪酸カリウム(C−1)の総質量に対して、水酸化カリウム水溶液の形態で、水酸化カリウム(D−1)6.0部(酸を中和するのに必要な量に対して1.5倍)と水(E1)17部を1.8MPaで連続的に圧入し、二軸押出機内で溶融混練した。
そして、二軸押出機先端より吐出させた固形状の水性分散体を、150部の温水中で分散させ、希釈して、固形分濃度が30%で、平均粒子径0.23μm、有機溶剤残存量0ppmの水性分散体(I−1)を得た(表21参照)。
(製造例3−2)
第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)と、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)100部に対して酸変性プロピレン系重合体(B−1)1.5部と、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)100部に対して脂肪酸カリウム(C−1)10部とを、二軸押出機(スクリュー径;30mm、L/D;40、バレル温度;210℃)にその投入口から供給し、溶融混練した。
また、該二軸押出機のベント部に設けた供給口より、第1の酸変性プロピレン系重合体(A−1)と第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)と脂肪酸カリウム(C−1)の総質量に対して、水酸化カリウム水溶液の形態で、水酸化カリウム(D−1)6.1部(酸を中和するのに必要な量に対して1.5倍)と水(E−1)17部を1.8MPaで連続的に圧入した。そして、二軸押出機内で溶融混練して水性分散体を得た。
そして、二軸押出機先端より吐出させた固形状の水性分散体を、150部の温水中で分散させ、希釈して、固形分濃度が30%で、平均粒子径0.22μm、有機溶剤残存量0ppmの水性分散体(I−2)を得た(表21参照)。
(製造例3−3)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を10部に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を6.7部に変更した以外は製造例3−2と同様にして、平均粒子径0.20μmの水性分散体(I−3)を得た(表21参照)。
(製造例3−4)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を49部に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を9.3部に変更した以外は製造例3−2と同様にして、平均粒子径0.24μmの水性分散体(I−4)を得た(表21参照)。
(製造例3−5)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を51部に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を9.5部に変更した以外は製造例3−2と同様にして、平均粒子径0.28μmの水性分散体(I−5)を得た(表21参照)。
(製造例3−6)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を0.5部に変更した以外は製造例3−3と同様にして、平均粒子径0.53μmの水性分散体(I−6)を得た(表21参照)。
(製造例3−7)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を1.5部に変更した以外は製造例3−3と同様にして、平均粒子径0.41μmの水性分散体(I−7)を得た(表21参照)。
(製造例3−8)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を39部に変更した以外は製造例3−3と同様にして、平均粒子径0.05μmの水性分散体(I−8)を得た(表21参照)。
(製造例3−9)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を41部に変更した以外は製造例3−3と同様にして、平均粒子径0.04μmの水性分散体(I−9)を得た(表21参照)。
(製造例3−10)
水(E−1)の添加量を4部に変更し、(A)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を0.9倍量に変更した以外は製造例3−3と同様にして、平均粒子径0.54μmの水性分散体(I−10)を得た(表21参照)。
(製造例3−11)
水(E−1)の添加量を6部に変更し、(A)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を1.1倍量に変更した以外は製造例3−3と同様にして、平均粒子径0.41μmの水性分散体(I−11)を得た(表22参照)。
(製造例3−12)
水(E−1)の添加量を24部に変更し、(A)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を1.9倍量に変更した以外は製造例3−3と同様にして、平均粒子径0.38μmの水性分散体(I−12)を得た(表22参照)。
(製造例3−13)
水(E−1)の添加量を26部に変更し、(A)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を2.1倍量に変更した以外は製造例3−3と同様にして、平均粒子径0.52μmの水性分散体(I−13)を得た(表22参照)。
(製造例3−14)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)を第2の酸変性プロピレン系重合体(B−2)に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を6.3部に変更した以外は製造例3−3と同様にして、平均粒子径0.29μmの水性分散体(I−14)を得た(表22参照)。
(製造例3−15)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)を第2の酸変性プロピレン系重合体(B−3)に変更した以外は製造例3−3と同様にして、平均粒子径0.32μmの水性分散体(I−15)を得た(表22参照)。
(製造例3−16)〜(製造例3−35)
第2の酸変性プロピレン系重合体(A−1)、及び水酸化カリウム(D−1)の添加量を表22、23に示すように変更した以外は製造例3−3と同様にして、水性分散体(I−16)〜(I−35)を得た(表22、及び23参照)。
Figure 0005723869
Figure 0005723869
Figure 0005723869
プロピレン系重合体(F−1)〜(F−21):
エチレン及び/又は1−ブテンのガス供給量を調整した以外は、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の前駆体であるプロピレン系重合体(AP−1)の製法と同様にしてプロピレン系重合体(F−1)〜(F−21)を調製した。その際、エチレン及び/又は1−ブテンのガス供給量を調整することで、プロピレン系重合体の融点及び結晶化度を調整した。得られたプロピレン系重合体(F)の質量平均分子量、融点、結晶化度、エチレン付加量、ブテン付加量を表24に示す。
Figure 0005723869
プロピレン系重合体(F−2A):
プロピレン系重合体(F−2)100部に、無水マレイン酸3部、エチルメタクリレート3部、ジ−t−ブチルパーオキシド1.0部を、170℃に設定した二軸押出機を用いて反応させた。その際、押出機内を脱気して、残留する未反応物を除去し、プロピレン系重合体(F−2A)を得た(表25参照)。
プロピレン系重合体(F−3M):
プロピレン系重合体(F−3)を前駆体として用い、無水マレイン酸の添加量を4部、ジ−t−ブチルパーオキシドの添加量を1.0部に変更したこと以外は、酸変性プロピレン系重合体(A−1)の製造と同様にして、プロピレン系重合体(F−3M)を得た(表25参照)。
プロピレン系重合体(F−4MC):
プロピレン系重合体(F−4)100部に、無水マレイン酸3部、ジ−t−ブチルパーオキシド1.0部を、170℃に設定した二軸押出機を用いて反応させた。その際、押出機内を脱気して、残留する未反応物を除去して酸変性物を得た。この酸変性物2kgを、グラスライニングされた50L反応釜に投入し、20Lのクロロホルムを加え、0.2MPaの圧力下、紫外線を照射しながらガス状の塩素を反応釜底部より吹き込み塩素化して、塩素含有率18%の塩素化ポリオレフィンを得た。次いで、溶媒であるクロロホルムをエバポレーターで留去し、固形分濃度30質量%に調整した。このクロロホルム溶液に安定剤(t−ブチルフェニルグリシジルエーテル)を対樹脂1.5質量%添加した後、バレル温度90℃に設定した二軸押出機にて固形化して、プロピレン系重合体(F−4MC)を得た(表25参照)。
プロピレン系重合体(F−4C):
プロピレン系重合体(F−4)に無水マレイン酸を反応させなかったこと以外はプロピレン系重合体(F−4MC)と同様にして、塩素化したプロピレン系重合体(F−4C)を得た(表25参照)。
Figure 0005723869
(製造例3−36)
プロピレン系重合体(F−1)と、プロピレン系重合体(F−1)100部に対して第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)10部と、プロピレン系重合体(F−1)100部に対して脂肪酸カリウム(C−1)10部を、二軸押出機(スクリュー径;30mm、L/D;40、バレル温度;210℃)にその投入口から供給して溶融混練した。
また、該二軸押出機のベント部に設けた供給口より、プロピレン系重合体(F−1)と第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)と脂肪酸カリウム(C−1)の総質量に対して、水酸化カリウム水溶液の形態で、水酸化カリウム(D−1)0.68部と水(E2)5.0部を1.8MPaで連続的に圧入した。
そして、二軸押出機先端より吐出させた固形状の水性分散体を、150部の温水中で分散させ、希釈して、固形分濃度が30%で、平均粒子径0.31μmのプロピレン系水性分散体(K−1)を得た(表26参照)。
(製造例3−37)
プロピレン系重合体(F−1)をプロピレン系重合体(F−2)に変更した以外は製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.33μmのプロピレン系水性分散体(K−2)を得た(表26参照)。
(製造例3−38)
攪拌機、冷却管、温度計、ロートを取り付けた4つ口フラスコ中に、プロピレン系重合体(F−2A)100部と、プロピレン系重合体(F−2A)100部に対して脂肪酸カリウム(C−1)20部、水酸化カリウム水溶液の形態で水酸化カリウム(D−1)2.3部、トルエン20部を添加し、120℃で30分混練した。その後、90℃の脱イオン水290gを90分かけて添加した。次いで、トルエンを減圧下にて除去後、室温まで攪拌しながら冷却した。これにより得られたプロピレン系水性分散体(K−3)は、平均粒子径0.24μmであった(表26参照)。
(製造例3−39)
プロピレン系重合体(F−1)をプロピレン系重合体(F−3)に変更した以外は製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.34μmのプロピレン系水性分散体(K−4)を得た(表26参照)。
(製造例3−40)
プロピレン系重合体(F−2A)をプロピレン系重合体(F−3M)に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を4.5部に変更した以外は製造例3−38と同様にして、平均粒子径0.21μmのプロピレン系水性分散体(K−5)を得た(表26参照)。
(製造例3−41)
プロピレン系重合体(F−2A)をプロピレン系重合体(F−4MC)に変更した以外は製造例3−38と同様にして、平均粒子径0.21μmのプロピレン系水性分散体(K−6)を得た(表26参照)。
(製造例3−42)
プロピレン系重合体(F−2A)をプロピレン系重合体(F−4C)に変更した以外は製造例3−38と同様にして、平均粒子径0.23μmのプロピレン系水性分散体(K−7)を得た(表26参照)。
(製造例3−43)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を0.5部に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を0.034部に変更した以外は製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.48μmのプロピレン系水性分散体(K−8)を得た(表26参照)。
(製造例3−44)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を2部に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を0.14部に変更した以外は製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.43μmのプロピレン系水性分散体(K−9)を得た(表26参照)。
(製造例3−45)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を19部に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を1.3部に変更した以外は製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.37μmのプロピレン系水性分散体(K−10)を得た(表26参照)。
(製造例3−46)
第2の酸変性プロピレン系重合体(B−1)の添加量を21部に変更し、水酸化カリウム(D−1)の添加量を1.4部に変更した以外は製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.42μmのプロピレン系水性分散体(K−11)を得た(表26参照)。
(製造例3−47)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を0.5部に変更した以外は、製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.56μmのプロピレン系水性分散体(K−12)を得た(表27参照)。
(製造例3−48)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を2部に変更した以外は、製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.51μmのプロピレン系水性分散体(K−13)を得た(表27参照)。
(製造例3−49)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を39部に変更した以外は、製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.26μmのプロピレン系水性分散体(K−14)を得た(表27参照)。
(製造例3−50)
脂肪酸カリウム(C−1)の添加量を41部に変更した以外は、製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.23μmのプロピレン系水性分散体(K−15)を得た(表27参照)。
(製造例3−51)
(F)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を0.9倍量に変更した以外は、製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.49μmのプロピレン系水性分散体(K−16)を得た(表27参照)。
(製造例3−52)
(F)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を1.1倍量に変更した以外は、製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.45μmのプロピレン系水性分散体(K−17)を得た(表27参照)。
(製造例3−53)
(F)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を1.9倍量に変更した以外は、製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.34μmのプロピレン系水性分散体(K−18)を得た(表27参照)。
(製造例3−54)
(F)、(B)、(C)成分の酸に対する塩基当量を2.1倍量に変更した以外は、製造例3−36と同様にして、平均粒子径0.34μmのプロピレン系水性分散体(K−19)を得た(表27参照)。
(製造例3−55)〜(製造例3−70)
プロピレン系重合体(F−1)を表28,29に示すように変更した以外は製造例3−36と同様にして、プロピレン系水性分散体(K−20)〜(K−35)を得た(表28、及び29参照)。
Figure 0005723869
Figure 0005723869
Figure 0005723869
Figure 0005723869
(実施例3−1)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)95部とプロピレン系水性分散体(K−1)5部を混合して、水性塗料組成物(M−1)を得た。得られた水性塗料組成物(M−1)を、表面を脱脂処理した試験片(プライムポリマー社製の「J715M」を射出成形して得た100×100mmで厚さ2mmの平板)に乾燥膜厚で15μmになるようにスプレー塗装した。その後、75℃で15分間乾燥し、室温で24時間静置して塗膜を形成して試験片を得た。
得られた水性塗料組成物(M−1)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性、低温成膜性を、以下のように評価した。その結果を表30に示す。
[貯蔵安定性試験]
水性塗料組成物(M)を1Lの密封できる容器に入れ、40℃で1ヶ月間静置した後の水性塗料組成物(M)の状態を、以下の判定基準に従い評価した。
◎:分離及び沈殿せず、粘度に変化がない
○:分離及び沈殿は確認されないが、増粘している
△:分離及び/又は沈殿が確認されたが、攪拌にて容易に分散できる
×:分離及び/又は沈殿が確認され、攪拌にて容易に分散できない
なお、分離及び/又は沈殿が確認されるが、攪拌にて容易に分散できる場合は、貯蔵安定性を有すると判断した。
[耐溶剤性試験]
試験片の塗膜上に内径30mmの金属製円筒を置き、円筒内にヘキサン5mlを入れ、円筒上部に蓋をして密閉状態にした。この状態のまま、80℃の雰囲気下で4時間放置した後、同一試験片の未試験品と比較し、以下の判定基準に従い評価した。
◎:外観変化が見られない
○:全塗膜面積に対し、変色退色及び/又は剥離している面積が1%以上25%未満
△:全塗膜面積に対し、変色退色及び/又は剥離している面積が25%以上50%未満
×:全塗膜面積に対し、変色退色及び/又は剥離している面積が50%以上
なお、変色退色及び/又は剥離している面積が50%未満の場合、耐溶剤性を有すると判断した。
[耐湿性試験]
ステンレス製のカゴの中に入れた試験片を、40℃の温水中に完全に浸漬し、10日間放置した。その後、温水中から取出した後、同一試験片の未試験品と比較し、以下の判定基準に従い評価した。
◎:外観変化が見られない
○:全塗膜面積に対し、ブリスターが発生している面積が1%以上25%未満
△:全塗膜面積に対し、ブリスターが発生している面積が25%以上50%未満
×:全塗膜面積に対し、ブリスターが発生している面積が50%以上
なお、ブリスターが発生している面積が50%未満の場合、耐湿性を有すると判断した。
[低温成膜性試験]
試験片の塗装外観の目視観察により、以下の判定基準に従い評価した。
◎:クラック及び/又は白化がない
○:全塗膜面積に対し、クラック及び/又は白化が見られる面積が1%以上25%未満
△:全塗膜面積に対し、クラック及び/又は白化が見られる面積が25%以上50%未満
×:全塗膜面積に対し、クラック及び/又は白化が見られる面積が50%以上
なお、全塗膜面積に対し、クラック及び/又は白化が見られる面積が50%未満の場合、低温成膜性を有すると判断した。
[付着性試験]
ポリオレフィン成形体に対する付着性評価として、JIS K5400に準拠して、セロハンテープを用いて剥離試験を行った。試験片の塗膜に2mm間隔で25個のマス目を形成させた後、それらのマス目にセロハンテープを密着させた後、引き剥がし、以下の判定基準に従い評価した。
◎:残存したマス目の数が25
○:残存したマス目の数が20〜24
△:残存したマス目の数が5〜19
×:残存したマス目の数が0〜4
なお、残存したマス目が5以上のとき実用的な付着性を有すると判断した。
(実施例3−2)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)75部とプロピレン系水性分散体(K−1)25部とを混合して、水性塗料組成物(M−2)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表30に示す。
(実施例3−3)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)65部とプロピレン系水性分散体(K−1)35部とを混合して、水性塗料組成物(M−3)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表30に示す。
(実施例3−4)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)50部とプロピレン系水性分散体(K−1)50部とを混合して、水性塗料組成物(M−4)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表30に示す。
(実施例3−5)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)35部とプロピレン系水性分散体(K−1)65部とを混合して、水性塗料組成物(M−5)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表30に示す。
(実施例3−6)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)25部とプロピレン系水性分散体(K−1)75部とを混合して、水性塗料組成物(M−6)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表30に示す。
(実施例3−7)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)5部とプロピレン系水性分散体(K−1)95部とを混合して、水性塗料組成物(M−7)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表30に示す。
(実施例3−8)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)75部とプロピレン系水性分散体(K−3)25部とを混合して、水性塗料組成物(M−8)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表31に示す。
(実施例3−9)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)50部とプロピレン系水性分散体(K−3)50部とを混合して、水性塗料組成物(M−9)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表31に示す。
(実施例3−10)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)25部とプロピレン系水性分散体(K−3)75部とを混合して、水性塗料組成物(M−10)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表31に示す。
(実施例3−11)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)75部とプロピレン系水性分散体(K−5)25部とを混合して、水性塗料組成物(M−11)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表31に示す。
(実施例3−12)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)50部とプロピレン系水性分散体(K−5)50部とを混合して、水性塗料組成物(M−12)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表31に示す。
(実施例3−13)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)25部とプロピレン系水性分散体(K−5)75部とを混合して、水性塗料組成物(M−13)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表31に示す。
(実施例3−14)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)75部とプロピレン系水性分散体(K−6)25部とを混合して、水性塗料組成物(M−14)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表31に示す。
(実施例3−15)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)50部とプロピレン系水性分散体(K−6)50部とを混合し、水性塗料組成物(M−15)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表31に示す。
(実施例3−16)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)25部とプロピレン系水性分散体(K−6)75部とを混合して、水性塗料組成物(M−16)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表31に示す。
(実施例3−17)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)75部とプロピレン系水性分散体(K−7)25部とを混合して、水性塗料組成物(M−17)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表31に示す。
(実施例3−18)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)50部とプロピレン系水性分散体(K−7)50部とを混合して、水性塗料組成物(M−18)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表31に示す。
(実施例3−19)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)25部とプロピレン系水性分散体(K−7)75部とを混合して、水性塗料組成物(M−19)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表31に示す。
(実施例3−20)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−1)50部とプロピレン系水性分散体(K−1)50部とを混合して、水性塗料組成物(M−20)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表32に示す。
(実施例3−21)〜(実施例3−45)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−1)を表32,33に示すように変更した以外は実施例3−20と同様にして、水性塗料組成物(M−21)〜(M−45)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表32,33に示す。
(実施例3−46)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)50部とプロピレン系水性分散体(K−2)50部とを混合して、水性塗料組成物(M−46)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表34に示す。
(実施例3−47)〜(実施例3−71)
プロピレン系水性分散体(K−2)を表34,35に示すように変更した以外は実施例3−46と同様にして、水性塗料組成物(M−47)〜(M−71)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表34,35に示す。
Figure 0005723869
Figure 0005723869
Figure 0005723869
Figure 0005723869
Figure 0005723869
Figure 0005723869
(比較例3−1)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)を実施例3−1と同様にして、水性分散体(I−3)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表36に示す。
(比較例3−2)
プロピレン系水性分散体(K−1)を実施例3−1と同様にして、水性分散体(K−1)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表36に示す。
(比較例3−3)
プロピレン系水性分散体(K−3)を実施例3−1と同様にして、水性分散体(K−3)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表36に示す。
(比較例3−4)
プロピレン系水性分散体(K−5)を実施例3−1と同様にして、水性分散体(K−5)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表36に示す。
(比較例3−5)
プロピレン系水性分散体(K−6)を実施例3−1と同様にして、水性分散体(K−6)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表36に示す。
(比較例3−6)
プロピレン系水性分散体(K−7)を実施例3−1と同様にして、水性分散体(K−7)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表36に示す。
(比較例3−7)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−16)50部とプロピレン系水性分散体(K−1)とを混合して、水性塗料組成物(M−72)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表37に示す。
(比較例3−8)〜(比較例3−14)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−16)を表37に示すように変更した以外は、比較例3−7と同様にして水性塗料組成物(M−73)〜(M−79)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表37に示す。
(比較例3−15)
酸変性プロピレン系水性分散体(I−3)50部とプロピレン系水性分散体(K−20)50部とを混合して、水性塗料組成物(M−80)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表37に示す。
(比較例3−16)〜(比較例3−18)
プロピレン系水性分散体(K−20)を表37に示すように変更した以外は、比較例3−15と同様にして水性塗料組成物(M−81)〜(M−83)を得た。そして、実施例3−1と同様にして、得られた水性塗料組成物(M)の貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性、付着性、低温成膜性を評価した。その結果を表37に示す。
Figure 0005723869
Figure 0005723869
本発明の第四の態様に係る発明の範囲にある実施例3−1〜3−71の水性塗料組成物(M)では、低温乾燥条件において得られた塗膜の成膜性、耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性に優れていた。また、水性塗料組成物(M)は、貯蔵安定性にも優れていた。
プロピレン系水性分散体(K)を含まない比較例3−1の水性塗料組成物では、ポリオレフィン成形体に対する付着性が不充分であった。
酸変性プロピレン体系水性分散体(I)を含まない比較例3−2,3−3,3−4,3−5,3−6の水性分散体では、塗膜の耐溶剤性、耐湿性が低かった。
第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の質量平均分子量が3,000未満の酸変性プロピレン系水性分散体(I)を用いて得た比較例3−7の水性塗料組成物(M)では、貯蔵安定性及び塗膜の耐溶剤性、耐湿性が低かった。
第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の質量平均分子量が30,000を超える酸変性プロピレン系水性分散体(I)を用いて得た比較例3−8の水性塗料組成物(M)では、塗膜の耐溶剤性が低かった。
第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の融点が120℃未満の酸変性プロピレン系水性分散体(I)を用いて得た比較例3−9の水性塗料組成物(M)では、塗膜の耐溶剤性が低かった。
第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の融点が150℃を超える酸変性プロピレン系水性分散体(I)を用いて得た比較例3−10の水性塗料組成物(M)では、塗膜の耐溶剤性、耐湿性が低かった。
第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の結晶化度が30%未満の酸変性プロピレン系水性分散体(I)を用いて得た比較例3−11の水性塗料組成物(M)では、塗膜の耐溶剤性が低かった。
第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の結晶化度が60%を超える酸変性プロピレン系水性分散体(I)を用いて得た比較例3−12の水性塗料組成物(M)では、塗膜の耐溶剤性、耐湿性が低かった。
第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の酸価が10mgKOH/g未満の酸変性プロピレン系水性分散体(I)を用いて得た比較例3−13の水性塗料組成物(M)では、塗膜の耐溶剤性が低かった。
第1の酸変性プロピレン系重合体(A)の酸価が65mgKOH/gを超える酸変性プロピレン系水性分散体(I)を用いて得た比較例3−14の水性塗料組成物(M)では、塗膜の耐溶剤性、耐湿性が低かった。
プロピレン系重合体(F)の質量平均分子量が30,000未満のプロピレン系水性分散体(K)を用いて得た比較例3−15の水性塗料組成物(M)では、塗膜の耐溶剤性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低かった。
プロピレン系重合体(F)の質量平均分子量が300,000を超えるプロピレン系水性分散体(K)を用いて得た比較例3−16の水性塗料組成物(M)では、耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低かった。
プロピレン系重合体(F)の融点が60℃未満のプロピレン系水性分散体(K)を用いて得た比較例3−17の水性塗料組成物(M)では、塗膜の耐湿性、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低かった。
プロピレン系重合体(F)の融点が119℃を超えるプロピレン系水性分散体(K)を用いて得た比較例3−18の水性塗料組成物(M)では、ポリオレフィン成形体に対する付着性が低かった。

Claims (12)

  1. 酸変性ポリマー材料(G)、アニオン型界面活性剤(C)、塩基性物質(D)及び水(E1)を含み、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まない水性分散体であって、
    前記酸変性ポリマー材料(G)が、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)を含有し、
    前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ酸価が10〜65mgKOH/g、融点が120〜150℃、結晶化度が30〜60%、質量平均分子量が2,000〜30,000であることを特徴とする、酸変性プロピレン系水性分散体(I)。
  2. 前記酸変性ポリマー材料(G)が、さらに第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を含有し、
    前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ質量平均分子量が31,000〜50,000であり、
    前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を、前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)100質量部に対して1〜50質量部含有する、請求項1に記載の酸変性プロピレン系水性分散体(I)。
  3. 前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)はメタロセン系触媒を用いて重合された重合体である、請求項1又は2に記載の酸変性プロピレン系水性分散体(I)。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項の酸変性プロピレン系水性分散体(I)と、ポリプロピレン材料(H)及び水(E2)を含むプロピレン系水性分散体(K)とを含有し、
    前記ポリプロピレン材料(H)が、プロピレン系重合体(F)を含有し、
    前記プロピレン系重合体(F)が、プロピレン単位を有し且つ融点が60〜119℃、結晶化度が0〜29%、質量平均分子量が30,000〜300,000であることを特徴とする水性塗料組成物(M)。
  5. 前記プロピレン系重合体(F)が、炭素数2〜4のα−オレフィン単位を有する請求項に記載の水性塗料組成物(M)。
  6. 前記酸変性プロピレン系水性分散体(I)の固形分と前記プロピレン系水性分散体(K)の固形分との質量比[(I)/(K)]が90/10〜10/90である請求項又はに記載の水性塗料組成物(M)。
  7. 酸変性ポリマー材料(G)とアニオン型界面活性剤(C)とを溶融混練して混練物を得る第1の混練工程と、
    前記混練物に、塩基性物質(D)と水(E1)とを添加し、溶融混練する第2の混練工程とを有する酸変性プロピレン系水性分散体(I)の製造方法であって、
    前記酸変性プロピレン系水性分散体(I)が、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まない水性分散体であって、
    前記酸変性ポリマー材料(G)が、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)を含有し、
    前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ酸価が10〜65mgKOH/g、融点が120〜150℃、結晶化度が30〜60%、質量平均分子量が2,000〜30,000であることを特徴とする、酸変性プロピレン系水性分散体(I)の製造方法。
  8. 前記酸変性ポリマー材料(G)が、さらに第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を含有し、
    前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ質量平均分子量が31,000〜50,000であり、
    前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を、前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)100質量部に対して1〜50質量部含有する、請求項に記載の酸変性プロピレン系水性分散体(I)の製造方法。
  9. 酸変性ポリマー材料(G)とアニオン型界面活性剤(C)とを溶融混練して混練物を得る第1の混練工程と、
    前記混練物に、塩基性物質(D)と水(E1)とを添加し、溶融混練して酸変性プロピレン系水性分散体(I)を得る第2の混練工程と、
    前記酸変性プロピレン系水性分散体(I)と、ポリプロピレン材料(H)及び水(E2)を含むプロピレン系水性分散体(K)とを混合する混合工程とを有する水性塗料組成物(M)の製造方法であって、
    前記酸変性プロピレン系水性分散体(I)が、有機溶剤及び塩素原子含有重合体を含まない水性分散体であって、
    前記酸変性ポリマー材料(G)が、第1の酸変性プロピレン系重合体(A)を含有し、前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)を含有し、
    前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)が、プロピレン単位と、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位とを有し、且つ酸価が10〜65mgKOH/g、融点が120〜150℃、結晶化度が30〜60%、質量平均分子量が2,000〜30,000であり、
    前記ポリプロピレン材料(H)が、プロピレン系重合体(F)を含有し、
    前記プロピレン系重合体(F)が、プロピレン単位を有し、且つ融点が60〜119℃、結晶化度が0〜29%、質量平均分子量が30,000〜300,000であることを特徴とする水性塗料組成物(M)の製造方法。
  10. 前記酸変性ポリマー材料(G)が、さらに第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を含有し、
    前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)が、不飽和カルボン酸単位及び不飽和カルボン酸無水物単位から選択される少なくとも1種の構成単位を有し、且つ質量平均分子量が31,000〜50,000であり、
    前記第2の酸変性プロピレン系重合体(B)を、前記第1の酸変性プロピレン系重合体(A)100質量部に対して1〜50質量部含有する請求項に記載の水性塗料組成物(M)の製造方法。
  11. 前記プロピレン系重合体(F)が、炭素数2〜4のα−オレフィン単位を有する請求項又は10に記載の水性塗料組成物(M)の製造方法。
  12. 混合工程における前記酸変性プロピレン系水性分散体(I)と前記プロピレン系水性分散体(K)との混合比[(I)/(K)]を、固形分の質量基準で90/10〜10/90にする請求項11のいずれか一項に記載の水性塗料組成物(M)の製造方法。
JP2012507067A 2010-03-26 2011-03-24 酸変性プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法 Active JP5723869B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012507067A JP5723869B2 (ja) 2010-03-26 2011-03-24 酸変性プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010072318 2010-03-26
JP2010071746 2010-03-26
JP2010071746 2010-03-26
JP2010072318 2010-03-26
JP2010088815 2010-04-07
JP2010088815 2010-04-07
JP2012507067A JP5723869B2 (ja) 2010-03-26 2011-03-24 酸変性プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法
PCT/JP2011/057217 WO2011118721A1 (ja) 2010-03-26 2011-03-24 酸変性プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015007916A Division JP5909567B2 (ja) 2010-03-26 2015-01-19 プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011118721A1 JPWO2011118721A1 (ja) 2013-07-04
JP5723869B2 true JP5723869B2 (ja) 2015-05-27

Family

ID=44673266

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012507067A Active JP5723869B2 (ja) 2010-03-26 2011-03-24 酸変性プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法
JP2015007916A Active JP5909567B2 (ja) 2010-03-26 2015-01-19 プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015007916A Active JP5909567B2 (ja) 2010-03-26 2015-01-19 プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (2) JP5723869B2 (ja)
GB (1) GB2495227A (ja)
WO (1) WO2011118721A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015117382A (ja) * 2010-03-26 2015-06-25 ユーエムジー・エービーエス株式会社 プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5683332B2 (ja) * 2011-03-09 2015-03-11 ユーエムジー・エービーエス株式会社 プロピレン系グラフト重合体、成形体、塗料および接着剤
JP5586509B2 (ja) * 2011-03-18 2014-09-10 ユーエムジー・エービーエス株式会社 酸変性オレフィン系水性分散体の製造方法
JP6628718B2 (ja) * 2014-06-03 2020-01-15 ユニチカ株式会社 水性分散体および積層体
CN109071913B (zh) * 2016-05-13 2021-03-30 住友化学株式会社 水性分散体、涂膜及层叠体
CN110536944A (zh) * 2017-03-30 2019-12-03 罗门哈斯公司 不含甲醛的可固化组合物
CN111630114A (zh) * 2018-01-24 2020-09-04 株式会社大赛璐 硬涂层形成用树脂组合物
CN112888749A (zh) * 2018-10-22 2021-06-01 株式会社日本触媒 水性树脂组合物、其制造方法及其用途
BR112021026784A2 (pt) * 2019-07-12 2022-02-15 Dow Global Technologies Llc Composição, e, método para aglutinar fibras
WO2024203662A1 (ja) * 2023-03-30 2024-10-03 東洋紡エムシー株式会社 樹脂組成物、水性樹脂組成物、水性接着剤及び積層体

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004002842A (ja) * 2002-04-26 2004-01-08 Mitsubishi Chemicals Corp ポリプロピレン系水性分散体
JP2008056914A (ja) * 2006-07-31 2008-03-13 Honda Motor Co Ltd 水性プライマー塗料組成物及び塗膜形成方法
JP2008195832A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Umg Abs Ltd 水性分散体およびその製造方法
JP2008214414A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Nippon Paper Chemicals Co Ltd 変性ポリオレフィン分散樹脂組成物およびそれを含有するプライマー
JP2009013365A (ja) * 2007-07-09 2009-01-22 Umg Abs Ltd 水性分散体およびその製造方法、水性分散体混合物
JP2010106178A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Umg Abs Ltd 水性分散体、塗料組成物および塗装体

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5358870B2 (ja) * 2005-07-07 2013-12-04 三菱化学株式会社 水性樹脂分散体及びその製造方法、塗料、積層体及びその製造方法
JP4892410B2 (ja) * 2007-06-07 2012-03-07 ユーエムジー・エービーエス株式会社 水性分散体およびその製造方法
GB2495227A (en) * 2010-03-26 2013-04-03 Umg Abs Ltd Acid modified propylene aqueous dispersion, water-based coating composition using same and method for producing these

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004002842A (ja) * 2002-04-26 2004-01-08 Mitsubishi Chemicals Corp ポリプロピレン系水性分散体
JP2008056914A (ja) * 2006-07-31 2008-03-13 Honda Motor Co Ltd 水性プライマー塗料組成物及び塗膜形成方法
JP2008195832A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Umg Abs Ltd 水性分散体およびその製造方法
JP2008214414A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Nippon Paper Chemicals Co Ltd 変性ポリオレフィン分散樹脂組成物およびそれを含有するプライマー
JP2009013365A (ja) * 2007-07-09 2009-01-22 Umg Abs Ltd 水性分散体およびその製造方法、水性分散体混合物
JP2010106178A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Umg Abs Ltd 水性分散体、塗料組成物および塗装体

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6014048554; 三洋化成ニュース No.484, 2014, 第9頁〜第11頁, 三洋化成工業株式会社 *
JPN6014048555; 三井化学株式会社|事業・製品|ハイワックス-特性詳細,[online] , 20141106, 三井化学株式会社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015117382A (ja) * 2010-03-26 2015-06-25 ユーエムジー・エービーエス株式会社 プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015117382A (ja) 2015-06-25
GB2495227A (en) 2013-04-03
JP5909567B2 (ja) 2016-04-26
JPWO2011118721A1 (ja) 2013-07-04
WO2011118721A1 (ja) 2011-09-29
GB201219195D0 (en) 2012-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5909567B2 (ja) プロピレン系水性分散体及び、それを用いた水性塗料組成物、その製造方法
JP5532712B2 (ja) 樹脂分散体組成物、及びそれを含有してなるプライマー、塗料、及びその積層体
CN101384676B (zh) 水性底漆组合物及使用该组合物的塑料成型品的涂装方法
CN102959019A (zh) 形成多层涂膜的方法
CN105940067A (zh) 水性涂料组合物
WO2006129804A1 (ja) 水性樹脂分散体及びその製造方法、塗料、並びに積層体
WO2007077843A1 (ja) コート材
JPWO2010018863A1 (ja) 分散樹脂組成物、それを含有する塗料組成物、インキ組成物、接着剤組成物及びプライマー組成物
CN101421366A (zh) 水性底漆组合物
KR102163899B1 (ko) 변성 폴리올레핀 수지
JP2012522103A (ja) ハイブリッド分散体及びその製造方法
JP5141628B2 (ja) 水性樹脂分散体及びその製造方法
CN106459641A (zh) 粉末涂层
JP2016087569A (ja) 複層塗膜の形成方法
JP2011219581A (ja) 水性塗料組成物およびその製造方法
JP2019210308A (ja) 水性塗料組成物
JP2005139437A (ja) 自動車車体用淡彩色系水性塗料
JP2009173756A (ja) 水性分散体およびその製造方法、塗料組成物ならびに塗装体
JP5618562B2 (ja) 水性分散体およびその製造方法、ならびに層間付着性付与組成物
JP2009114317A (ja) 水性塗工材
TWI830890B (zh) 分散樹脂組合物
JP5377267B2 (ja) 水性分散体およびその製造方法
CN110719941B (zh) 醚胺组合物和涂料
JP2002235027A (ja) 水性塗工材、該塗工材から形成された皮膜、皮膜の形成方法及び該皮膜を有する塗工品
JP7272971B2 (ja) プラスチック成形品の塗装方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141118

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150303

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150330

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5723869

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250