JP7172125B2 - Method for producing coated metal substrate, coated metal plate and coated metal can - Google Patents

Method for producing coated metal substrate, coated metal plate and coated metal can Download PDF

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Description

本発明は、塗装金属基体の製造方法に関するものであり、より詳細には、加工性に優れると共に、硬化性や耐食性にも優れた塗膜が形成された金属基体の製造方法、及び優れた加工性及び硬化性、耐食性を備えた塗膜を有する塗装金属板及び塗装金属容器に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a coated metal substrate, and more particularly, to a method for producing a metal substrate on which a coating film having excellent workability, curability and corrosion resistance is formed, and excellent workability. The present invention relates to a coated metal plate and a coated metal container having a coating film with toughness, curability and corrosion resistance.

飲料缶等の金属容器或いは金属蓋に用いられる塗料組成物には、金属容器或いは金属蓋を成形する際の過酷な加工(例えばネックイン加工、ビード加工、スコア加工、リベット加工)にも耐え得る加工性が要求される。その他、用途によっては、良好な硬化性を有していることや内容物等による金属基体の腐食を防止し得る耐食性を有していること、内容物のフレーバーを損なうことがないこと、塗料成分の溶出がなく衛生性に優れること、耐レトルト性に優れること等の様々な特性が要求される。さらに、塗装時や焼付時の有機溶剤の揮散による環境汚染や作業環境などへの影響を考慮する必要もある。 The coating composition used for metal containers such as beverage cans or metal lids should be able to withstand severe processing (e.g., neck-in processing, bead processing, score processing, riveting) during molding of metal containers or metal lids. Workability is required. In addition, depending on the application, it must have good curability, have corrosion resistance that can prevent corrosion of the metal substrate due to the contents, etc., do not impair the flavor of the contents, and paint ingredients. Various properties are required, such as excellent sanitation without the elution of ions, and excellent retort resistance. Furthermore, it is also necessary to consider the environmental pollution and the working environment caused by volatilization of the organic solvent during painting and baking.

従来より、金属容器或いは金属蓋等に用いられる塗料組成物はエポキシーフェノール系塗料、エポキシーアミノ系塗料、エポキシーアクリル系塗料等のエポキシ系塗料が広く使用されているが、エポキシ系塗料はビスフェノールAを原料として製造されるものが多いため、ビスフェノールAを含有しない塗料が望まれている。 Epoxy-based paints such as epoxy-phenol-based paints, epoxy-amino-based paints, and epoxy-acrylic-based paints have been widely used as coating compositions for metal containers or metal lids. Since many of them are manufactured as raw materials, paints that do not contain bisphenol A are desired.

このような観点から、金属容器或いは金属蓋用の塗料組成物として、ビスフェノールAを使用せず、さらには環境汚染や作業環境への影響をも考慮したポリエステル系水性塗料組成物が提案されている。
このようなポリエステル系水性塗料組成物としては、例えば、カルボキシル基を有する芳香族ポリエステル樹脂を主体とするものであって、10~30mgKOH/gの酸価(AV)と、3000~10000の数平均分子量(Mn)とを有するものを用い、これを硬化剤、前記ポリエステル樹脂に対する中和剤、及び共溶剤と組み合わせたことを特徴とする硬化性、耐レトルト性に優れた金属包装体用塗料が提案されている(特許文献1)。
From this point of view, as a coating composition for metal containers or metal lids, there has been proposed a polyester-based water-based coating composition that does not use bisphenol A and also takes into consideration the effects on environmental pollution and working environment. .
Such a polyester-based water-based coating composition, for example, is mainly composed of an aromatic polyester resin having a carboxyl group, and has an acid value (AV) of 10 to 30 mgKOH / g and a number average of 3000 to 10000 molecular weight (Mn) and is combined with a curing agent, a neutralizing agent for the polyester resin, and a co-solvent, and has excellent curability and retort resistance. It has been proposed (Patent Document 1).

また水性塗料組成物として、例えば、エチレン性二重結合を樹脂端部に持つ数平均分子量2,000~50,000のポリエステル樹脂(A)に、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマーを含む重合性不飽和モノマー成分(B)をグラフト重合してなるアクリル変性ポリエステル樹脂(C)と、β-ヒドロキシアルキルアミド架橋剤(D)とが水性媒体中に安定に分散されてなる水性塗料組成物が提案されている(特許文献2)。 Further, as a water-based coating composition, for example, a polyester resin (A) having a number average molecular weight of 2,000 to 50,000 having an ethylenic double bond at the resin end, a polymerizable polymerizable monomer containing a carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer An aqueous coating composition is proposed in which an acrylic-modified polyester resin (C) obtained by graft polymerization of an unsaturated monomer component (B) and a β-hydroxyalkylamide cross-linking agent (D) are stably dispersed in an aqueous medium. (Patent Document 2).

特許第4228585号Patent No. 4228585 特開2003-26992号公報JP-A-2003-26992

しかしながら、特許文献1のように、硬化剤として自己縮合体を形成するレゾール型のフェノール樹脂を用いた場合には、塗膜内においてフェノール樹脂の自己縮合体に由来する硬く脆いドメインが形成されることから、塗膜の加工性の点で充分満足するものではなかった。また特許文献2のように、酸価が高いポリエステル樹脂を用いた場合には、硬化剤との反応点(架橋点)が多くなることで硬化性には優れるものの、架橋密度が高くなり過ぎることで成形時に塗膜が割れやすくなり、過酷な加工に耐えることができず、充分な加工性を得ることができなかった。 However, when a resol-type phenolic resin that forms a self-condensate is used as a curing agent as in Patent Document 1, a hard and brittle domain derived from the self-condensate of the phenolic resin is formed in the coating film. Therefore, the processability of the coating film was not sufficiently satisfactory. As in Patent Document 2, when a polyester resin with a high acid value is used, the number of reaction points (crosslinking points) with the curing agent increases, resulting in excellent curability, but the crosslink density becomes too high. At the time of molding, the coating film was easily cracked and could not withstand severe processing, and sufficient workability could not be obtained.

従って本発明の目的は、特定のポリエステル系水性塗料組成物を用い、優れた加工性、硬化性、及び耐食性を備えた塗膜を有する塗装金属基体の製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、優れた加工性及び耐食性を備えた塗膜を有する塗装金属板及び塗装金属容器を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing a coated metal substrate having a coating with excellent workability, curability and corrosion resistance using a specific polyester-based water-based coating composition.
Another object of the present invention is to provide a coated metal sheet and coated metal container having a coating with excellent workability and corrosion resistance.

本発明によれば、酸価17mgKOH/g以上30mgKOH/g未満のポリエステル樹脂と、該ポリエステル樹脂が有するカルボキシル基と架橋反応可能な官能基を有する硬化剤とが含有されて成り、前記官能基が、β-ヒドロキシアルキルアミド基であり、前記ポリエステル樹脂(固形分)100質量に対し、前記硬化剤(固形分)が2~8質量部の量で含有されて成る水性塗料組成物を、金属基体上に塗布する塗装工程と、該塗装工程で金属基体上に塗布された前記水性塗料組成物を200℃より高く320℃以下の温度で加熱する焼付け工程とを有することを特徴とする塗装金属基体の製造方法が提供される。
本発明の塗装金属基体の製造方法においては、
1.前記硬化剤の官能基当量が、30~500g/eqであること、
2.前記硬化剤の分子量が1000以下であること、
.前記硬化剤が、β-ヒドロキシアルキルアミド化合物であること、
.前記金属基体が、金属板又は金属缶であること、
が好適である。
According to the present invention, a polyester resin having an acid value of 17 mgKOH/g or more and less than 30 mgKOH/g and a curing agent having a functional group capable of cross- linking with a carboxyl group of the polyester resin are contained, and the functional group is is a β-hydroxyalkylamide group, and a water-based coating composition containing 2 to 8 parts by mass of the curing agent (solid content) with respect to 100 mass of the polyester resin (solid content) . A coated metal characterized by comprising a coating step of applying onto a substrate, and a baking step of heating the water-based coating composition applied onto the metal substrate in the coating step at a temperature higher than 200°C and not higher than 320°C. A method of manufacturing a substrate is provided.
In the method for producing a coated metal substrate of the present invention,
1. the functional group equivalent weight of the curing agent is 30 to 500 g/eq;
2. that the molecular weight of the curing agent is 1000 or less;
3 . the curing agent is a β-hydroxyalkylamide compound;
4 . wherein the metal substrate is a metal plate or a metal can;
is preferred.

本発明によればまた、酸価17mgKOH/g以上30mgKOH/g未満のポリエステル樹脂と、該ポリエステル樹脂の硬化剤としてβ-ヒドロキシアルキルアミド化合物とを、前記ポリエステル樹脂(固形分)100質量に対し、前記硬化剤(固形分)が2~8質量部の量で含有し、膜厚が20μm未満である塗膜を、少なくとも一方の面に有することを特徴とする塗装金属板が提供される。
本発明によれば更に、酸価17mgKOH/g以上30mgKOH/g未満のポリエステル樹脂と、該ポリエステル樹脂の硬化剤としてβ-ヒドロキシアルキルアミド化合物とを、前記ポリエステル樹脂(固形分)100質量に対し、前記硬化剤(固形分)が2~8質量部の量で含有し、膜厚が20μm未満である塗膜を、少なくとも片面に有することを特徴とする塗装金属缶が提供される。
According to the present invention, a polyester resin having an acid value of 17 mgKOH/g or more and less than 30 mgKOH/g and a β-hydroxyalkylamide compound as a curing agent for the polyester resin are added to 100 mass of the polyester resin (solid content). and a coating film containing 2 to 8 parts by mass of the curing agent (solid content) and having a thickness of less than 20 μm on at least one surface.
According to the present invention, a polyester resin having an acid value of 17 mgKOH/g or more and less than 30 mgKOH/g and a β-hydroxyalkylamide compound as a curing agent for the polyester resin are added to 100 mass of the polyester resin (solid content). On the other hand, there is provided a coated metal can characterized by having, on at least one side thereof, a coating film containing 2 to 8 parts by mass of the curing agent (solid content) and having a film thickness of less than 20 μm.

本発明者等は、ポリエステル系水性塗料組成物から形成される塗膜の加工性向上について鋭意検討した結果、酸価5mgKOH/g以上30mgKOH/g未満のポリエステル樹脂から成る主剤と特定の硬化剤の組み合わせから成る水性塗料組成物を用い、これを金属基体上に塗布し、200℃より高く320℃以下の温度で加熱することで、短時間で充分硬化させることができると共に、適度な架橋密度を有し、優れた加工性及び耐食性を実現可能な塗膜を形成することが可能になった。 The present inventors have made intensive studies on improving the workability of a coating film formed from a polyester-based water-based coating composition. By using a water-based coating composition consisting of a combination, coating it on a metal substrate, and heating it at a temperature higher than 200°C and not higher than 320°C, it is possible to sufficiently cure it in a short time and achieve an appropriate crosslink density. It has become possible to form a coating film capable of realizing excellent workability and corrosion resistance.

(水性塗料組成物)
本発明の塗装金属基体の製造方法に用いられる水性塗料組成物は、前述した特定の酸価を有するポリエステル樹脂及び特定の硬化剤を用いることが重要な特徴であり、これらが水性媒体中に含有されて成る塗料組成物である。
(Aqueous paint composition)
An important feature of the water-based coating composition used in the method for producing a coated metal substrate of the present invention is that it uses a polyester resin having a specific acid value and a specific curing agent, which are contained in the aqueous medium. It is a coating composition formed by

(ポリエステル樹脂)
本発明の塗料組成物において、主剤となるポリエステル樹脂は、酸価が5mgKOH/g以上30mgKOH/g未満、特に10~29mgKOH/gの範囲にあることが重要である。
すなわち本発明においては、主剤となるポリエステル樹脂が適度なカルボキシル基量(酸価)を有することが、硬化性及び加工性、更に塗膜の密着性を兼ね備える上で重要になる。上記範囲よりも酸価が小さい場合には、硬化剤との架橋点となるカルボキシル基が少なく充分な硬化性を得ることができないと共に、塗膜と金属基体間の密着性に寄与する遊離のカルボキシル基が少ないため、塗膜の密着性が劣るようになる。一方上記範囲よりも酸価が大きい場合には、硬化剤との架橋点が多くなることで硬化性には優れるものの、架橋密度が過度に高くなりやすく、塗膜が硬くなり、加工性が劣るようになる。なお、上記範囲よりも酸価が大きい場合においても、硬化剤の配合量を少なくするなど調整すれば架橋密度を低く抑えることは可能であるが、その場合においては、架橋に用いられない遊離のカルボキシル基が塗膜に残存することになるため、塗膜の耐水性に劣るようになり、結果として充分な耐食性が得られない。
(polyester resin)
In the coating composition of the present invention, it is important that the polyester resin, which is the main ingredient, has an acid value of 5 mgKOH/g or more and less than 30 mgKOH/g, particularly in the range of 10 to 29 mgKOH/g.
That is, in the present invention, it is important for the polyester resin that is the main ingredient to have an appropriate amount of carboxyl groups (acid value) in order to achieve curability, workability, and adhesion of the coating film. If the acid value is smaller than the above range, the number of carboxyl groups serving as cross-linking points with the curing agent is small, and sufficient curability cannot be obtained. Since the number of groups is small, the adhesion of the coating film becomes poor. On the other hand, if the acid value is larger than the above range, the number of cross-linking points with the curing agent increases, resulting in excellent curability, but the cross-linking density tends to be excessively high, the coating film becomes hard, and workability is poor. become. Even if the acid value is higher than the above range, it is possible to keep the crosslink density low by adjusting the amount of the curing agent to be reduced. Since the carboxyl group remains in the coating film, the coating film becomes inferior in water resistance, and as a result, sufficient corrosion resistance cannot be obtained.

また、本発明においては酸価の異なる2種以上のポリエステル樹脂をブレンドして用いても良く、その場合においては各々のポリエステル樹脂の酸価と配合比(質量比)を乗じて得られた値の総和をブレンド体の平均酸価とし、その平均酸価が5mgKOH/g以上30mgKOH/g未満の範囲内であれば良い。(単独の酸価が上記範囲外のポリエステル樹脂を用いても、酸価の異なる別のポリエステル樹脂とのブレンド体の平均酸価が上記範囲内に入れば良い。) In addition, in the present invention, two or more polyester resins having different acid values may be blended and used, and in that case, the value obtained by multiplying the acid value of each polyester resin and the blending ratio (mass ratio) is defined as the average acid value of the blend, and the average acid value may be in the range of 5 mgKOH/g or more and less than 30 mgKOH/g. (Even if a polyester resin having a single acid value outside the above range is used, the average acid value of a blend with another polyester resin having a different acid value may be within the above range.)

本発明で用いるポリエステル樹脂は、上述した酸価を有する以外は、塗料組成物に用いられる公知の水分散性ポリエステル樹脂及び/又は水溶性ポリエステル樹脂を使用することができる。
水分散性ポリエステル樹脂及び水溶性ポリエステル樹脂は、親水基を成分として含むポリエステル樹脂であり、これらの成分は、ポリエステル分散体表面に物理吸着されていてもよいが、ポリエステル樹脂骨格中に共重合されていていることが特に好ましい。
親水基としては、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、又はこれらの誘導体や金属塩、エーテル等であり、これらを分子内に含むことにより水に分散可能な状態で存在することができる。
親水性基を含む成分としては、具体的には無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等のカルボン酸無水物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン等の水酸基含有ポリエーテルモノマー、5-スルホイソフタル酸、4-スルホナフタレン-2,7-ジカルボン酸、5(4-スルホフェノキシ)イソフタル酸等のスルホン酸含有モノマーの金属塩、又はアンモニウム塩等を挙げることができる。
また親水性基を有するビニル系モノマーをポリエステル樹脂にグラフト重合させたアクリル樹脂変性ポリエステル樹脂でもよく、親水性基を有するビニル系モノマーとしては、カルボキシル基、水酸基、スルホン酸基、アミド基等を含むもの、親水性基に変化させることができる基としては酸無水物基、グリシジル基、クロル基等を含むものを挙げることができる。しかしながら、アクリル樹脂で変性されたポリエステル樹脂は、その変性のために製造工程数が増え、製造コストが高くなる場合があるため、本発明に用いるポリエステル樹脂としては、アクリル樹脂で変性していないポリエステル樹脂であることが好ましい。
本発明においては、ポリエステル樹脂としては、親水基としてカルボキシル基を有するカルボキシル基含有水分散性ポリエステル樹脂及び/又はカルボキシル基含有水溶性ポリエステル樹脂を好適に用いることができる。
The polyester resin used in the present invention may be a known water-dispersible polyester resin and/or water-soluble polyester resin used in coating compositions, except that it has the acid value described above.
The water-dispersible polyester resin and the water-soluble polyester resin are polyester resins containing hydrophilic groups as components, and these components may be physically adsorbed on the surface of the polyester dispersion, but are copolymerized in the polyester resin skeleton. It is particularly preferred that
Examples of hydrophilic groups include hydroxyl groups, amino groups, carboxyl groups, sulfonic acid groups, derivatives thereof, metal salts, ethers, and the like. By including these in the molecule, they can exist in a water-dispersible state. .
Specific examples of components containing hydrophilic groups include carboxylic anhydrides such as phthalic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, trimellitic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride, polyethylene glycol, polypropylene glycol, hydroxyl group-containing polyether monomers such as glycerin and polyglycerin, metal salts of sulfonic acid-containing monomers such as 5-sulfoisophthalic acid, 4-sulfonaphthalene-2,7-dicarboxylic acid and 5(4-sulfophenoxy)isophthalic acid, or An ammonium salt etc. can be mentioned.
It may also be an acrylic resin-modified polyester resin obtained by graft-polymerizing a vinyl-based monomer having a hydrophilic group to a polyester resin, and the vinyl-based monomer having a hydrophilic group includes a carboxyl group, a hydroxyl group, a sulfonic acid group, an amide group, and the like. Examples of groups that can be converted to hydrophilic groups include those containing an acid anhydride group, a glycidyl group, a chloro group, and the like. However, a polyester resin modified with an acrylic resin may increase the number of manufacturing steps due to its modification, and the manufacturing cost may be high. Resin is preferred.
In the present invention, a carboxyl group-containing water-dispersible polyester resin having a carboxyl group as a hydrophilic group and/or a carboxyl group-containing water-soluble polyester resin can be suitably used as the polyester resin.

また、前記親水性基を含むモノマーと組み合わせて、ポリエステル樹脂を形成するモノマー成分としては、ポリエステル樹脂の重合に通常用いられるモノマーであれば特に限定されるものではない。
ポリエステル樹脂を構成する多価カルボン酸成分としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸、(無水)マレイン酸、フマル酸、テルペン-マレイン酸付加体などの不飽和ジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、1,2-シクロヘキセンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸、(無水)トリメリット酸、(無水)ピロメリット酸、メチルシクロへキセントリカルボン酸等の3価以上の多価カルボン酸等が挙げられ、これらの中から1種または2種以上を選択し使用できる。
本発明においては、耐食性や耐レトルト性、フレーバー性等の観点からポリエステル樹脂を構成する多価カルボン酸成分に占める芳香族ジカルボン酸(テレフタル酸やイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)の割合が60モル%以上であることが好ましく、特に80%以上であることが好ましい。
Moreover, the monomer component for forming the polyester resin in combination with the monomer containing the hydrophilic group is not particularly limited as long as it is a monomer commonly used for polymerization of the polyester resin.
Examples of the polyvalent carboxylic acid component constituting the polyester resin include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, and dodecanedione. acids, aliphatic dicarboxylic acids such as dimer acid, (anhydrous) maleic acid, fumaric acid, unsaturated dicarboxylic acids such as terpene-maleic acid adducts, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydroisophthalic acid, Alicyclic dicarboxylic acids such as 1,2-cyclohexenedicarboxylic acid, (anhydrous) trimellitic acid, (anhydrous) pyromellitic acid, trivalent or higher polyvalent carboxylic acids such as methylcyclohexene tricarboxylic acid, and the like. One or more of these can be selected and used.
In the present invention, from the viewpoint of corrosion resistance, retort resistance, flavor properties, etc., the ratio of aromatic dicarboxylic acid (terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, etc.) to the polyvalent carboxylic acid component constituting the polyester resin is 60 mol. % or more, and particularly preferably 80% or more.

ポリエステル樹脂を構成する多価アルコール成分としては、特に限定はなく、エチレングリコール、プロピレングリコール(1,2-プロパンジオール)、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、1-メチル-1,8-オクタンジオール、3-メチル-1,6-ヘキサンジオール、4-メチル-1,7-ヘプタンジオール、4-メチル-1,8-オクタンジオール、4-プロピル-1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、などの脂肪族グリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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グリコール等のエーテルグリコール類、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,2-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカングリコール類、水添加ビスフェノール類、などの脂環族ポリアルコール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、などの3価以上のポリアルコール等から1種、または2種以上の組合せで使用することができる。
本発明においては、衛生性等の観点から上記の多価アルコール成分の中でも、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノールを、ポリエステル樹脂を構成する成分として好適に用いることできる。
The polyhydric alcohol component constituting the polyester resin is not particularly limited, and may be ethylene glycol, propylene glycol (1,2-propanediol), 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,2-butane. diol, 1,3-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2 -ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 1-methyl-1,8-octanediol, 3-methyl-1,6-hexanediol, 4 -aliphatic glycols such as methyl-1,7-heptanediol, 4-methyl-1,8-octanediol, 4-propyl-1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, diethylene glycol, triethylene glycol , polyethylene glycol, polypropylene glycol, ether glycols such as polytetramethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,2-cyclohexanedimethanol, tricyclodecane glycols, hydrogenated bisphenol , trihydric or higher polyalcohols such as trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol, and the like, or a combination of two or more thereof.
In the present invention, among the above polyhydric alcohol components, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol are suitable as components constituting the polyester resin from the viewpoint of hygiene and the like. can be used for

ポリエステル樹脂は、上記の多価カルボン酸成分の1種類以上と多価アルコール成分の1種類以上とを重縮合させることや、重縮合後に多価カルボン酸成分、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、無水トリメリット酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等で解重合する方法、また、重縮合後に酸無水物、例えば 無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、エチレングリコールビストリメリテート二無水物等を開環付加させること等、公知の方法によって製造することができる。 The polyester resin can be obtained by polycondensing one or more of the above polycarboxylic acid components and one or more of the polyhydric alcohol components, or polycondensing polyhydric carboxylic acid components such as terephthalic acid, isophthalic acid, and trianhydride after polycondensation. A method of depolymerizing with mellitic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, etc., and after polycondensation, acid anhydrides such as phthalic anhydride, maleic anhydride, trimellitic anhydride, ethylene glycol bis trimellitate dianhydride, etc. It can be produced by a known method such as ring-opening addition.

また、これらポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、これに限定されるものではないが、-30℃~120℃、特に15℃~100℃の範囲にあることが好ましい。上記範囲よりもTgが高い場合には、形成される塗膜が硬くなるため、加工性が劣るおそれがある。一方上記範囲よりもTgが低い場合には、塗膜のバリアー性が低下し耐食性や耐レトルト性が劣るおそれがある。 The glass transition temperature (Tg) of these polyester resins is preferably in the range of -30°C to 120°C, particularly 15°C to 100°C, although not limited thereto. If the Tg is higher than the above range, the formed coating film will be hard and may be poor in workability. On the other hand, if the Tg is lower than the above range, the barrier properties of the coating film may deteriorate, resulting in poor corrosion resistance and retort resistance.

また、本発明においては、Tgの異なる2種以上のポリエステル樹脂をブレンドして用いることが好ましい。Tgの異なるポリエステル樹脂をブレンドすることで、ポリエステル樹脂1種のみを使用した場合に比べ、耐衝撃性に優れ、外部から衝撃を受けても塗膜欠陥のできにくい塗膜を形成できる場合がある。
その場合においても、下記式(1)により算出されるポリエステル樹脂ブレンドのTg
mixが上記のTg範囲にあれば良い。
1/Tgmix=(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+…+(Wm/Tgm)
・・・(1)
W1+W2+…+Wm=1
式中、Tgmixはポリエステル樹脂ブレンドのガラス転移温度(K)を表わし、Tg1,Tg2,…,Tgmは使用する各ポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂1,ポリエステル樹脂2,…ポリエステル樹脂m)単体のガラス転移温度(K)を表わす。また、W1,W2,…,Wmは各ポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂1,ポリエステル樹脂2,…ポリエステル樹脂m)の重量分率を表わす。
Moreover, in the present invention, it is preferable to use a blend of two or more polyester resins having different Tg. By blending polyester resins with different Tg, it may be possible to form a coating film that has excellent impact resistance and is less likely to cause coating film defects even when subjected to external impact, compared to the case where only one type of polyester resin is used. .
Even in that case, Tg of the polyester resin blend calculated by the following formula (1)
mix should be within the above Tg range.
1/Tg mix =(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+...+(Wm/Tgm)
... (1)
W1+W2+...+Wm=1
In the formula, Tg mix represents the glass transition temperature (K) of the polyester resin blend, and Tg1, Tg2, . Represents temperature (K). W1, W2, . . . , Wm represent the weight fraction of each polyester resin (polyester resin 1, polyester resin 2, .

本発明の水性塗料組成物においては特に、ポリエステル樹脂として、Tgが35℃~100℃のポリエステル樹脂(A)と、Tgが-30℃~25℃のポリエステル樹脂(B)を混合して用いることが、塗膜の耐衝撃性の観点から特に好ましい。その場合の配合比率は質量比で(A):(B)=98:2~10:90、特に95:5~30:70であることが好ましい。また、前記式(1)で算出されるガラス転移温度(Tgmix)が30℃以上であることが、耐食性や耐レトルト性の観点から好ましい。 In the aqueous coating composition of the present invention, in particular, a mixture of a polyester resin (A) having a Tg of 35° C. to 100° C. and a polyester resin (B) having a Tg of −30° C. to 25° C. is used as the polyester resin. is particularly preferred from the viewpoint of the impact resistance of the coating film. In that case, it is preferable that the mass ratio of (A):(B) is 98:2 to 10:90, particularly 95:5 to 30:70. Moreover, it is preferable that the glass transition temperature (Tg mix ) calculated by the above formula (1) is 30° C. or higher from the viewpoint of corrosion resistance and retort resistance.

ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)はこれに限定されるものではないが、1,000~100,000、特に3,000~50,000の範囲にあることが好ましい。上記範囲よりも小さいと塗膜が脆くなり、加工性に劣る場合があり、上記範囲よりも大きいと塗料安定性が低下するおそれがある。 Although the number average molecular weight (Mn) of the polyester resin is not limited to this, it is preferably in the range of 1,000 to 100,000, particularly 3,000 to 50,000. If it is smaller than the above range, the coating film may become brittle and may be inferior in workability, and if it is larger than the above range, the coating stability may decrease.

水分散性ポリエステル樹脂におけるポリエステル樹脂の平均分散粒子径は10~1,000nm、特に20~500nmの範囲にあることが好ましい。 The average dispersed particle size of the polyester resin in the water-dispersible polyester resin is preferably in the range of 10 to 1,000 nm, particularly 20 to 500 nm.

ポリエステル樹脂の水酸基価については、これに限定されるものではないが、20mgKOH/g以下、より好ましくは10mgKOH/g以下であることが好ましい。硬化剤として、ポリエステル樹脂のカルボキシル基とは反応するが、水酸基とは反応しにくい、或いは反応しないと考えられるもの、例えばβ-ヒドロキシアルキルアミド化合物等を使用する場合は、ポリエステル樹脂の水酸基の大部分は未反応のまま塗膜に残存することとなる。そのため、上記範囲よりも水酸基価が大きい場合は、残存する水酸基が多くなり、耐食性が低下するおそれがある。 Although the hydroxyl value of the polyester resin is not limited to this, it is preferably 20 mgKOH/g or less, more preferably 10 mgKOH/g or less. As the curing agent, when using a compound that reacts with the carboxyl group of the polyester resin but is unlikely to react with, or does not react with, the hydroxyl group, such as a β-hydroxyalkylamide compound, the hydroxyl group of the polyester resin is large. A portion will remain in the coating film unreacted. Therefore, when the hydroxyl value is larger than the above range, the number of remaining hydroxyl groups increases, and there is a risk that the corrosion resistance will decrease.

(硬化剤)
本発明においては、主剤であるポリエステル樹脂が有するカルボキシル基と架橋反応可能な官能基を有する特定の硬化剤を用いることが重要な特徴である。
本発明に用いる硬化剤の官能基当量としては、30~500g/eqであることが好ましく、特に40~200g/eqの範囲にあることが好ましい。なお、本発明における官能基当量とは、分子量を硬化剤1分子当たりの官能基数(ここで言う官能基は主剤ポリエステル樹脂のカルボキシル基と架橋反応可能な官能基を指す)で除した値であり、硬化剤の官能基1個当たりの分子量を意味し、例えばエポキシ当量などで表される。官能基当量が上記範囲よりも小さいと架橋点間距離を長くとることができないため、塗膜の柔軟性が低下し、加工性が劣る。一方で上記範囲よりも大きすぎると、硬化性が不足し、加工性、耐レトルト性が劣る。
また、硬化剤の平均分子量が1000以下であることが好ましい。上記範囲よりも大きいと、主剤のポリエステル樹脂との相溶性が低下するおそれがあり、反応性が低下する場合がある。
さらに、硬化剤1分子当たりの平均官能基数が3以上であることが、良好な硬化性を得る上で好ましい。
(curing agent)
An important feature of the present invention is the use of a specific curing agent having a functional group capable of cross-linking with the carboxyl group of the main polyester resin.
The functional group equivalent weight of the curing agent used in the present invention is preferably 30 to 500 g/eq, more preferably 40 to 200 g/eq. The functional group equivalent in the present invention is a value obtained by dividing the molecular weight by the number of functional groups per molecule of the curing agent (the functional group referred to here refers to a functional group capable of cross-linking with the carboxyl group of the main polyester resin). , means the molecular weight per functional group of the curing agent, and is expressed, for example, as an epoxy equivalent. If the functional group equivalent weight is less than the above range, the distance between cross-linking points cannot be increased, resulting in decreased flexibility of the coating film and poor workability. On the other hand, if it is larger than the above range, the curability will be insufficient, resulting in poor workability and retort resistance.
Also, the average molecular weight of the curing agent is preferably 1,000 or less. If it is larger than the above range, the compatibility with the polyester resin of the main agent may decrease, and the reactivity may decrease.
Furthermore, the average number of functional groups per molecule of the curing agent is preferably 3 or more for obtaining good curability.

また、前記硬化剤としては、硬化剤同士で自己縮合反応しにくいもの、特に自己縮合反応しないものが好ましい。一般にポリエステル系塗料組成物の硬化剤として使用されているレゾール型フェノール樹脂やアミノ樹脂等は硬化剤同士の自己縮合反応を起こしやすく、塗膜形成時に硬く脆いドメインである自己縮合体が形成され、それにより塗膜が硬くなり加工性を低下させる場合がある。また自己縮合反応に硬化剤の反応点(官能基)が消費されてしまうため、充分な硬化性を得るために必要となる硬化剤の量は当然多くなり非効率であると共に、塗膜に含まれる多量の硬化剤の存在が、加工性及び耐食性などの塗膜特性に悪影響を与えるおそれがある。これに対して、自己縮合反応しにくい、或いは自己縮合反応しない硬化剤を使用した場合は、硬く脆い自己縮合体の形成を抑制できると共に、ポリエステル樹脂のカルボキシル基量に対応した最低限の量を配合すれば良いため効率的であると共に、塗膜中の硬化剤量も少なくでき、結果として加工性及び耐食性に優れた塗膜を形成することができる。
したがって硬化剤としては、ポリエステル樹脂のカルボキシル基との反応性を有する官能基として、上述した理由により、硬化剤同士の自己縮合反応を誘発しにくい官能基を有する硬化剤が好ましく、そのような官能基としては、例えばエポキシ基、カルボジイミド基、オキサゾリン基、アミノ基、水酸基(ただし、レゾール型フェノール樹脂やアミノ樹脂等に含まれる自己縮合性メチロール基由来の水酸基やシランカップリング剤等に含まれる自己縮合性シラノール基由来の水酸基は除く)、β-ヒドロキシアルキルアミド基等が挙げられる。それらの中でもエポキシ基、オキサゾリン基、β-ヒドロキシアルキルアミド基を有する硬化剤が好ましく、特にβ-ヒドロキシアルキルアミド基を有する硬化剤を好適に使用することができる。
Moreover, as the curing agent, a curing agent that is difficult to undergo a self-condensation reaction, particularly one that does not undergo a self-condensation reaction is preferable. Generally, resol-type phenol resins, amino resins, and the like, which are used as curing agents for polyester-based coating compositions, tend to cause self-condensation reactions between curing agents, and self-condensation products, which are hard and brittle domains, are formed during coating film formation. As a result, the coating film may become hard and workability may be reduced. In addition, since the reaction points (functional groups) of the curing agent are consumed in the self-condensation reaction, the amount of the curing agent required to obtain sufficient curability naturally increases, resulting in inefficiency. The presence of large amounts of hardener in the coating can adversely affect coating properties such as processability and corrosion resistance. On the other hand, when a curing agent that is difficult to undergo self-condensation reaction or does not undergo self-condensation reaction is used, the formation of a hard and brittle self-condensate can be suppressed, and the minimum amount corresponding to the amount of carboxyl groups in the polyester resin is used. It is efficient because it is only required to be blended, and the amount of curing agent in the coating film can be reduced. As a result, a coating film having excellent workability and corrosion resistance can be formed.
Therefore, as the curing agent, a curing agent having a functional group that hardly induces a self-condensation reaction between curing agents is preferable for the reason described above as a functional group having reactivity with the carboxyl group of the polyester resin. Examples of the group include epoxy group, carbodiimide group, oxazoline group, amino group, and hydroxyl group (however, hydroxyl group derived from self-condensing methylol group contained in resol-type phenolic resin, amino resin, etc., self contained in silane coupling agent, etc.). excluding hydroxyl groups derived from condensable silanol groups), β-hydroxyalkylamide groups, and the like. Among them, curing agents having an epoxy group, an oxazoline group, or a β-hydroxyalkylamide group are preferred, and curing agents having a β-hydroxyalkylamide group are particularly preferred.

(β-ヒドロキシアルキルアミド基含有硬化剤)
β-ヒドロキシアルキルアミド基を有する硬化剤としては、β―ヒドロキシアルキルアミド化合物が挙げられ、例えば下記一般式〔I〕で示されるものが挙げられる。
一般式〔I〕;
[HO―CH(R)―CH―N(R)―CO―]―A―[―CO―N(R’)
―CH―CH(R’)―OH]
[式中、RおよびR’は水素原子又は炭素数1から5までのアルキル基、RおよびR’は水素原子又は炭素数1から5までのアルキル基又は一般式〔II〕で示されるもの、Aは多価の有機基、mは1又は2、nは0から2(mとnの合計は少なくとも2である。)を表わす。]
(β-hydroxyalkylamide group-containing curing agent)
The curing agent having a β-hydroxyalkylamide group includes β-hydroxyalkylamide compounds such as those represented by the following general formula [I].
general formula [I];
[HO-CH(R 1 )-CH 2 -N(R 2 )-CO-] m -A-[-CO-N(R 2 ')
—CH 2 —CH(R 1 ′)—OH] n
[In the formula, R 1 and R 1 ' are hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms; R 2 and R 2 ' are hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms; As shown, A represents a polyvalent organic group, m is 1 or 2, and n is 0 to 2 (the sum of m and n being at least 2). ]

一般式〔II〕;HO―CH(R)―CH
[式中、Rは水素原子又は炭素数1から5までのアルキル基を表わす。]
general formula [II]; HO—CH(R 3 )—CH 2
[In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. ]

前記一般式〔I〕中のAは、脂肪族、脂環族又は芳香族炭化水素であることが好ましく、炭素数2から20の脂肪族、脂環族又は芳香族炭化水素がより好ましく、炭素数4から10の脂肪族炭化水素が更に好ましい。
また、前記一般式〔I〕におけるmとnの合計は、2又は3又は4であることが好ましい。
上記一般式〔I〕で示されるもの中でも、硬化剤として用いるβ-ヒドロキシアルキルアミド基含有硬化剤(β-ヒドロキシアルキルアミド化合物)としては、特にN,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシエチル)アジポアミド[CAS:6334-25-4、分子量:約320、官能基当量:約80g/eq、1分子当たりの官能基数:4、製品例:EMS社製Primid XL552]やN,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)アジポアミド[CAS:57843-53-5、分子量:約376、官能基当量:約95g/eq、1分子当たりの官能基数:4、製品例:EMS社製Primid QM1260]が好ましい。これらの中でも、硬化性や耐レトルト性の観点からN,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)アジポアミドを用いることがより好ましい。N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシエチル)アジポアミドに比べて、N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)アジポアミドの方が、ポリエステル樹脂との反応性が高く、硬化性に優れると共に、より緻密な架橋構造を形成することで、レトルト時にも塗膜が白化しにくく、耐レトルト性に優れた塗膜を形成することができる。
A in the general formula [I] is preferably an aliphatic, alicyclic or aromatic hydrocarbon, more preferably an aliphatic, alicyclic or aromatic hydrocarbon having 2 to 20 carbon atoms, Aliphatic hydrocarbons of numbers 4 to 10 are more preferred.
Also, the sum of m and n in the general formula [I] is preferably 2, 3, or 4.
Among those represented by the above general formula [I], β-hydroxyalkylamide group-containing curing agents (β-hydroxyalkylamide compounds) used as curing agents include N,N,N′,N′-tetrakis (2 -hydroxyethyl) adipamide [CAS: 6334-25-4, molecular weight: about 320, functional group equivalent: about 80 g/eq, number of functional groups per molecule: 4, product example: Primid XL552 manufactured by EMS] and N, N ,N',N'-tetrakis(2-hydroxypropyl)adipamide [CAS: 57843-53-5, molecular weight: about 376, functional group equivalent: about 95 g/eq, number of functional groups per molecule: 4, product example: Primid QM1260 manufactured by EMS Co., Ltd.] is preferred. Among these, it is more preferable to use N,N,N',N'-tetrakis(2-hydroxypropyl)adipamide from the viewpoint of curability and retort resistance. Compared to N,N,N',N'-tetrakis(2-hydroxyethyl)adipamide, N,N,N',N'-tetrakis(2-hydroxypropyl)adipamide is more reactive with polyester resins. By forming a more dense crosslinked structure, the coating film is less likely to whiten even during retort treatment, and a coating film with excellent retort resistance can be formed.

[エポキシ基含有硬化剤]
エポキシ基を有する硬化剤としては、例えばポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル等の水に溶解するポリエポキシ化合物が好ましく、具体的には、ナガセケムテックス株式会社製デナコールEX-314[分子量:約320、官能基(エポキシ)当量:144g/eq]、EX-421[分子量:約440、官能基(エポキシ)当量:約159g/eq]、EX-611[分子量:約630、官能基(エポキシ)当量:167g/eq]が挙げられる。
[Epoxy group-containing curing agent]
Examples of the curing agent having an epoxy group include water-soluble polyepoxy compounds such as polyethylene glycol diglycidyl ether, sorbitol tetraglycidyl ether, trimethylolpropane diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, and polyglycerol polyglycidyl ether. Preferably, specifically, Nagase ChemteX Co., Ltd. Denacol EX-314 [molecular weight: about 320, functional group (epoxy) equivalent: 144 g / eq], EX-421 [molecular weight: about 440, functional group (epoxy) equivalent : about 159 g/eq], EX-611 [molecular weight: about 630, functional group (epoxy) equivalent: 167 g/eq].

[オキサゾリン基含有硬化剤]
オキサゾリン基を有する硬化剤としては、例えばオキサゾリン誘導体を含むモノマー組成物を重合させた水溶性重合体が挙げられ、そのようなオキサゾリン誘導体としては、例えば、2-ビニル-2-オキサゾリン、2-ビニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-ビニル-5-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-5-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-5-エチル-2-オキサゾリン等が挙げられる。また、オキサゾリン誘導体を含むモノマー組成物に含まれるオキサゾリン誘導体以外のモノマーとしては、オキサゾリン誘導体と共重合し、かつ、オキサゾリン基に対して不活性な化合物であればよく、特に限定されるものではない。オキサゾリン基含有重合体中において、オキサゾリン誘導体に由来する構造単位が占める割合としては、5質量%以上であることが好ましい。具体的には、株式会社日本触媒製エポクロスWS-300[官能基(オキサゾリン)当量:約130g/eq]、エポクロスWS-700[官能基(オキサゾリン)当量:約220g/eq]が挙げられる。
[Oxazoline group-containing curing agent]
The curing agent having an oxazoline group includes, for example, a water-soluble polymer obtained by polymerizing a monomer composition containing an oxazoline derivative. Such oxazoline derivatives include, for example, 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl -4-methyl-2-oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5- methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5-ethyl-2-oxazoline and the like. Further, the monomer other than the oxazoline derivative contained in the monomer composition containing the oxazoline derivative is not particularly limited as long as it is a compound that copolymerizes with the oxazoline derivative and is inert to the oxazoline group. . The ratio of structural units derived from oxazoline derivatives in the oxazoline group-containing polymer is preferably 5% by mass or more. Specific examples include Epocross WS-300 [functional group (oxazoline) equivalent: about 130 g/eq] and Epocross WS-700 [functional group (oxazoline) equivalent: about 220 g/eq] manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.

硬化剤は、ポリエステル樹脂(固形分)100質量部に対して、1~10質量部で配合することが好ましく、2~8質量部がより好ましく、3~7質量部が更に好ましい。上記範囲よりも硬化剤の配合量が少ない場合には、充分な硬化性を得ることができず、一方上記範囲よりも硬化剤の配合量が多い場合には、経済性に劣るだけでなく、ポリエステル樹脂のカルボキシル基量に対して、硬化剤の官能基が大過剰になると、硬化剤1分子が2分子以上のポリエステル樹脂と反応することが困難になり、結果として架橋形成に不備が生じ、かえって硬化性が低下する場合がある。また長期保存の安定性に劣るおそれがある。
また、ポリエステル樹脂のカルボキシル基量に対する硬化剤の官能基量(β-ヒドロキシアルキルアミド基等)としては、0.2~3.0当量の範囲が好ましく、0.5~2.5当量の範囲が更に好ましい。
The curing agent is preferably blended in an amount of 1 to 10 parts by mass, more preferably 2 to 8 parts by mass, and even more preferably 3 to 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyester resin (solid content). If the amount of the curing agent is less than the above range, sufficient curability cannot be obtained. If the functional groups of the curing agent are excessively large relative to the amount of carboxyl groups in the polyester resin, it becomes difficult for one molecule of the curing agent to react with two or more molecules of the polyester resin, resulting in insufficient cross-linking. On the contrary, curability may decrease. In addition, there is a possibility that the stability of long-term storage is inferior.
Further, the amount of functional groups (β-hydroxyalkylamide group, etc.) of the curing agent relative to the amount of carboxyl groups of the polyester resin is preferably in the range of 0.2 to 3.0 equivalents, more preferably in the range of 0.5 to 2.5 equivalents. is more preferred.

(水性媒体)
本発明の水性塗料組成物は上述したポリエステル樹脂及び硬化剤、並びに水性媒体を含有する。水性媒体としては、公知の水性塗料組成物と同様に、水、或いは水とアルコールや多価アルコール、その誘導体等の有機溶剤を混合したものを水性媒体として用いることができる。有機溶剤を用いる場合には、水性塗料組成物中の水性媒体全体に対して、1~45質量%の量で含有することが好ましく、特に5~30質量%の量で含有することが好ましい。上記範囲で溶剤を含有することにより、製膜性能が向上する。
このような有機溶媒としては、両親媒性を有するものが好ましく、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n―ブタノール、エチレングリコール、メチルエチルケトン、ブチルセロソルブ、カルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールエチレングリコールモノブルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、3-メチル3-メトキシブタノールなどが挙げられる。
(aqueous medium)
The aqueous coating composition of the present invention contains the polyester resin and curing agent described above, and an aqueous medium. As the aqueous medium, water or a mixture of water and an organic solvent such as an alcohol, a polyhydric alcohol, or a derivative thereof can be used as the aqueous medium in the same manner as a known aqueous coating composition. When an organic solvent is used, it is preferably contained in an amount of 1 to 45% by mass, particularly preferably 5 to 30% by mass, based on the total aqueous medium in the aqueous coating composition. By containing the solvent in the above range, the film-forming performance is improved.
As such an organic solvent, those having amphipathic properties are preferable, and examples thereof include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butanol, ethylene glycol, methyl ethyl ketone, butyl cellosolve, carbitol, butyl carbitol, and propylene glycol monopropyl. ether, propylene glycol ethylene glycol monoblu ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol and the like.

(塩基性化合物)
本発明の水性塗料組成物において、ポリエステル樹脂に水分散性又は水溶性を付与するために、ポリエステル樹脂のカルボキシル基を中和可能な塩基性化合物が含有されていることが好ましい。塩基性化合物としては塗膜形成時の焼付で揮散する化合物、すなわち、アンモニア及び/又は沸点が250℃以下の有機アミン化合物などが好ましい。
具体的には、トリメチルアミン、トリエチルアミン、n-ブチルアミン等のアルキルアミン類、2-ジメチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミノメチルプロパノール、ジメチルアミノメチルプロパノール等のアルコールアミン類等が使用される。またエチレンジアミン、ジエチレントリアミン等の多価アミンも使用できる。更に、分岐鎖アルキル基を有するアミンや複素環アミンも好適に使用される。分岐鎖アルキル基を有するアミンとしては、イソプロピルアミン、sec-ブチルアミン、tert-ブチルアミン、イソアミルアミン等の炭素数3~6、特に炭素数3~4の分岐鎖アルキルアミンが使用される。複素環アミンとしては、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン等の1個の窒素原子を含む飽和複素環アミンが使用される。
本発明においては、上記の中でもトリエチルアミン、又は2-ジメチルアミノエタノールを好適に使用することができ、その使用量は、カルボキシル基に対して0.5~1.5当量で用いるのがよい。
(basic compound)
In order to impart water-dispersibility or water-solubility to the polyester resin, the water-based coating composition of the present invention preferably contains a basic compound capable of neutralizing the carboxyl groups of the polyester resin. The basic compound is preferably a compound that volatilizes during baking during coating film formation, ie, ammonia and/or an organic amine compound having a boiling point of 250° C. or less.
Specifically, alkylamines such as trimethylamine, triethylamine and n-butylamine, and alcoholamines such as 2-dimethylaminoethanol, diethanolamine, triethanolamine, aminomethylpropanol and dimethylaminomethylpropanol are used. Polyvalent amines such as ethylenediamine and diethylenetriamine can also be used. Furthermore, amines having branched chain alkyl groups and heterocyclic amines are also preferably used. As the amine having a branched chain alkyl group, branched chain alkylamines having 3 to 6 carbon atoms, particularly 3 to 4 carbon atoms such as isopropylamine, sec-butylamine, tert-butylamine and isoamylamine are used. As heterocyclic amines, saturated heterocyclic amines containing one nitrogen atom such as pyrrolidine, piperidine and morpholine are used.
In the present invention, among the above, triethylamine or 2-dimethylaminoethanol can be preferably used, and the amount used is preferably 0.5 to 1.5 equivalents relative to the carboxyl group.

(硬化触媒)
本発明の水性塗料組成物には、必要に応じてポリエステル樹脂と硬化剤の架橋反応を促進する目的で硬化触媒を配合しても良い。硬化触媒としては、従来公知の硬化触媒を用いることができ、p-トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸、またはこれらのアミンブロック化物等の酸触媒、有機スズ化合物、有機チタン化合物、有機亜鉛化合物、有機コバルト化合物、有機アルミニウム化合物等の有機金属化合物、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム等の金属酸化物、アルカリ金属次亜リン酸塩、アルカリ金属亜リン酸塩、次亜リン酸、アルキルホスフィン酸等のリン系化合物などを使用することができる。 硬化触媒は、ポリエステル樹脂の固形分100質量部に対して、0.1~5質量部の範囲で配合することが好ましい。上記範囲よりも硬化触媒の配合量が少ない場合には、硬化触媒を配合することにより得られる硬化反応促進効果を充分に得ることができない。一方上記範囲よりも硬化触媒の配合量が多い場合には、それ以上の効果が望めず、経済性に劣る。
(Curing catalyst)
The aqueous coating composition of the present invention may optionally contain a curing catalyst for the purpose of promoting the cross-linking reaction between the polyester resin and the curing agent. As the curing catalyst, conventionally known curing catalysts can be used, and acid catalysts such as p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, dinonylnaphthalenedisulfonic acid, or amine-blocked products thereof, organic tin compounds, and organic titanium compounds. compounds, organometallic compounds such as organozinc compounds, organocobalt compounds, and organoaluminum compounds; metal oxides such as zinc oxide, titanium oxide, and aluminum oxide; alkali metal hypophosphites; alkali metal phosphites; Phosphorus compounds such as phosphoric acid and alkylphosphinic acid can be used. The curing catalyst is preferably blended in the range of 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the polyester resin. If the amount of the curing catalyst to be blended is less than the above range, the curing reaction acceleration effect obtained by blending the curing catalyst cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the amount of the curing catalyst is more than the above range, no further effect can be expected, resulting in poor economy.

(潤滑剤)
本発明の水性塗料組成物には、必要に応じ潤滑剤を含有することができる。ポリエステル樹脂100質量部に対し、潤滑剤0.1質量部~10質量部を加えることが好ましい。
潤滑剤を加えることにより、缶蓋等の成形加工時の塗膜の傷付きを抑制でき、また成形加工時の塗膜の滑り性を向上させることができる。
(lubricant)
The aqueous coating composition of the present invention may contain a lubricant if necessary. It is preferable to add 0.1 to 10 parts by mass of a lubricant to 100 parts by mass of the polyester resin.
By adding a lubricant, it is possible to suppress damage to the coating film during molding of can lids and the like, and to improve the lubricity of the coating film during molding.

本発明の水性塗料組成物に加えることのできる潤滑剤としては、例えば、ポリオール化合物と脂肪酸とのエステル化物である脂肪酸エステルワックス、シリコン系ワックス、フッ素系ワックス、ポリエチレンなどのポリオレフィンワックス、ラノリン系ワックス、モンタンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナバろう、およびシリコン系化合物、などを挙げることができる。これらの潤滑剤は一種、または二種以上を混合し使用できる。 Lubricants that can be added to the aqueous coating composition of the present invention include, for example, fatty acid ester waxes, which are esters of polyol compounds and fatty acids, silicone waxes, fluorine waxes, polyolefin waxes such as polyethylene, and lanolin waxes. , montan wax, microcrystalline wax, carnauba wax, and silicon compounds. These lubricants can be used singly or in combination of two or more.

(その他)
本発明の水性塗料組成物には、上記成分の他、従来より塗料組成物に配合されている、レベリング剤、顔料、消泡剤等を従来公知の処方に従って添加することもできる。
また、本発明の目的を損なわない範囲で、ポリエステル樹脂と併せてその他の樹脂成分が含まれていても良く、例えばポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニル-酢酸ビニル共重合樹脂、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルエチルエーテル、ポリアクリルアミド、アクリルアミド系化合物、ポリエチレンイミン、澱粉、アラビアガム、メチルセルロース等の水分散或いは水溶性樹脂が含まれていても良い。
本発明の水性塗料組成物においては、ポリエステル樹脂が固形分として5~55質量%の量で含有されていることが好適である。上記範囲よりも樹脂固形分が少ない場合には、適正な塗膜量を確保することができず、被覆性が劣るようになる。一方、上記範囲よりも樹脂固形分が多い場合には、作業性・塗工性に劣る場合がある。
(others)
In addition to the components described above, the water-based paint composition of the present invention may also contain leveling agents, pigments, antifoaming agents, and the like, which have conventionally been blended in paint compositions, according to conventionally known formulations.
In addition, other resin components may be contained in addition to the polyester resin as long as the object of the present invention is not impaired. For example, polyvinyl acetate, ethylene/vinyl acetate copolymer, polyolefin resin, epoxy resin, polyurethane Resin, acrylic resin, phenol resin, melamine resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl ethyl ether, polyacrylamide, acrylamide Compounds, polyethylenimine, starch, gum arabic, and water-dispersible or water-soluble resins such as methylcellulose may also be included.
In the water-based coating composition of the present invention, it is preferable that the polyester resin is contained in an amount of 5 to 55% by mass as a solid content. If the resin solid content is less than the above range, an appropriate coating amount cannot be secured, resulting in poor coverage. On the other hand, when the resin solid content is larger than the above range, workability and coatability may be inferior.

(塗装金属基体の製造方法)
本発明の塗装金属基体の製造方法は、上述した水性塗料組成物を金属基体上に塗布する塗装工程と、該塗装工程で金属基体上に塗布された水性塗料組成物を200℃より高く320℃以下の温度で加熱する焼き付け工程とからなっている。
(Method for producing coated metal substrate)
The method for producing a coated metal substrate of the present invention comprises a coating step of applying the water-based coating composition described above onto a metal substrate, and heating the water-based coating composition applied on the metal substrate in the coating step to a temperature higher than 200°C to 320°C. It consists of a baking process that heats at the following temperature.

(塗装工程)
塗装工程においては、上述した水性塗料組成物をロールコーター塗装、スプレー塗装などの公知の塗装方法によって金属基体に塗装することによって行う。
なお、乾燥膜厚が20μm未満、特に0.5~15μmの膜厚となるように塗工することが望ましい。
(Painting process)
In the coating step, the above-mentioned aqueous coating composition is coated on the metal substrate by a known coating method such as roll coater coating or spray coating.
It should be noted that it is desirable to coat so that the dry film thickness is less than 20 μm, particularly 0.5 to 15 μm.

(焼き付け工程)
焼き付け方法は、金属基体の形状等に応じて、従来公知の加熱手段によって行うことができる。
焼き付け工程においては、金属基体に塗布された水性塗料組成物を200℃より高く320℃以下の温度で加熱することが好ましい。なお、ここで言う温度は焼き付け時の雰囲気温度(オーブンの炉内温度)を指す。
上記範囲の温度で加熱することで、酸価が5mgKOH/g以上30mgKOH/g未満の比較的酸価の低いポリエステル樹脂及び特定の硬化剤から成る水性塗料組成物を用いた場合にも、短時間で充分な硬化性を得ることが可能になる。上記範囲よりも焼き付け温度が低い場合には、焼き付け時間が短い場合に充分な硬化度が得られない場合がある。一方で、上記範囲よりも焼き付け温度が高い場合には、過度な加熱によりポリエステル樹脂が熱分解するおそれがある。なお、焼付け時間としては、5秒以上、好ましくは5~180秒、特に10~120秒加熱することが好ましい。上記範囲よりも焼付け時間が短い場合には、充分な硬化度を得られないおそれがあり、上記範囲よりも焼付け時間が長い場合には経済性や生産性に劣る。
焼き付け方法は、金属基体の形状等に応じて、従来公知の加熱手段によって行うことができる。
(Baking process)
The baking method can be carried out by conventionally known heating means according to the shape of the metal substrate and the like.
In the baking step, it is preferable to heat the water-based coating composition applied to the metal substrate at a temperature higher than 200°C and lower than or equal to 320°C. The temperature referred to here refers to the ambient temperature (inside temperature of the oven) during baking.
By heating at a temperature in the above range, even when using a water-based coating composition composed of a polyester resin with a relatively low acid value having an acid value of 5 mgKOH/g or more and less than 30 mgKOH/g and a specific curing agent, it can be cured for a short time. It becomes possible to obtain sufficient curability. If the baking temperature is lower than the above range, a sufficient degree of hardening may not be obtained if the baking time is short. On the other hand, if the baking temperature is higher than the above range, the polyester resin may be thermally decomposed due to excessive heating. The baking time is 5 seconds or longer, preferably 5 to 180 seconds, particularly preferably 10 to 120 seconds. If the baking time is shorter than the above range, a sufficient degree of hardening may not be obtained, and if the baking time is longer than the above range, economy and productivity are poor.
The baking method can be carried out by conventionally known heating means according to the shape of the metal substrate and the like.

(塗装金属基体)
本発明においては、前述した水性塗料組成物から成る塗膜が形成された塗装金属基体を形成することができる。このような塗膜を形成する金属基体としては、金属板の他、金属缶、金属蓋等を挙げることができる。
(Painted metal substrate)
In the present invention, a coated metal substrate can be formed on which a coating film made of the water-based coating composition described above is formed. Examples of metal substrates on which such coating films are formed include metal plates, metal cans, metal lids, and the like.

(塗装金属板)
本発明の塗装金属板は、金属板の少なくとも一方の表面に、前述した水性塗料組成物から成る塗膜が形成されて成るものである。
金属板としては、これに限定されないが、例えば、熱延伸鋼板、冷延鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、合金メッキ鋼板、アルミニウム亜鉛合金メッキ鋼板、アルミニウム板、スズメッキ鋼板、ステンレス鋼板、銅板、銅メッキ鋼板、ティンフリースチール、ニッケルメッキ鋼板、極薄スズメッキ鋼板、クロム処理鋼板などが挙げられ、必要に応じてこれらに各種表面処理、例えばリン酸クロメート処理やジルコニウム系の化成処理等を行ったものが使用できる。
塗装金属板において塗膜の厚みは、20μm未満、特に0.5~15μmの範囲にあることが好適である。
また、上記塗装金属板の塗膜上に更に、有機樹脂被覆層としてポリエステル樹脂フィルム等の熱可塑性樹脂フィルムをラミネートし、有機樹脂被覆塗装金属板を形成することもできる。
(painted metal plate)
The coated metal sheet of the present invention is obtained by forming a coating film of the water-based coating composition described above on at least one surface of a metal sheet.
Examples of metal sheets include, but are not limited to, hot-drawn steel sheets, cold-rolled steel sheets, hot-dip galvanized steel sheets, electro-galvanized steel sheets, alloy-plated steel sheets, aluminum-zinc alloy-plated steel sheets, aluminum sheets, tin-plated steel sheets, stainless steel sheets, Copper plate, copper-plated steel plate, tin-free steel, nickel-plated steel plate, ultra-thin tin-plated steel plate, chromium-treated steel plate, etc., and various surface treatments such as phosphate chromate treatment and zirconium chemical conversion treatment are applied to these as necessary. You can use what you have.
The thickness of the coating film on the coated metal sheet is preferably less than 20 μm, particularly preferably in the range of 0.5 to 15 μm.
Further, a thermoplastic resin film such as a polyester resin film may be laminated as an organic resin coating layer on the coating film of the coated metal sheet to form an organic resin-coated coated metal sheet.

(塗装金属缶)
本発明の塗装金属缶は、予め成形された金属缶の少なくとも片面に前述した水性塗料組成物を直接塗装することによって得られるものであってもよいし、或いは上記塗装金属板の塗膜形成面を内面として成形された3ピース缶(溶接缶)であってもよく、また前述の塗装金属板上に有機樹脂被覆層を形成した有機樹脂被覆塗装金属板からシームレス缶等の金属缶に成形することもできる。このようなシームレス缶は、有機樹脂被覆塗装金属板を、絞りしごき加工、絞り加工、絞りストレッチ加工、絞りストレッチしごき加工等により成形することができる。
塗装金属缶においても、塗膜の厚みは、20μm未満、特に0.5~15μmの範囲にあることが好適である。
(painted metal can)
The coated metal can of the present invention may be obtained by directly coating at least one side of a preformed metal can with the water-based coating composition described above, or the coating film-formed surface of the coated metal sheet. It may be a three-piece can (welded can) molded as an inner surface, or a metal can such as a seamless can is formed from the organic resin-coated coated metal plate in which an organic resin coating layer is formed on the above-mentioned coated metal plate. can also Such a seamless can can be formed by drawing and ironing, drawing, drawing and stretching, and drawing and stretching and ironing from an organic resin-coated painted metal sheet.
Also in the coated metal can, the thickness of the coating film is preferably less than 20 μm, particularly in the range of 0.5 to 15 μm.

以下実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。実施例において単に部とあるものは質量部を示す。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. In the examples, "parts" means "parts by mass".

ポリエステル樹脂の各種測定項目は以下の方法に従った。なお、測定にはカルボキシル基含有ポリエステル樹脂の水分散液から、エバポレーターを用いて水性媒体を除去した後、真空乾燥により得られた固形物を用いた。
(数平均分子量の測定)
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレンの検量線を用いて測定した。
(ガラス転移温度の測定)
示差走査熱量計(DSC)を用いて20℃/分の昇温速度で測定した。
(酸価の測定)
ポリエステル樹脂0.2gを20mlのクロロホルムに溶解し、0.1NのKOHエタノール溶液で滴定し、樹脂酸価(mgKOH/g)を求めた。指示薬はフェノールフタレインを用いた。ポリエステル樹脂が溶解しない場合には、溶媒にテトラヒドロフラン等の溶媒を用いた。
(モノマー組成の測定)
ポリエステル樹脂のモノマー組成は、真空乾燥した樹脂30mgを重クロロホルム0.6mlに溶解させ、H-NMR測定し、ピーク強度から組成比を求めた。なおごく微量な成分(全モノマー成分に対して1モル%未満)は除き、組成比を決定した。
Various measurement items of the polyester resin were measured according to the following methods. For the measurement, a solid obtained by vacuum drying after removing the aqueous medium from the aqueous dispersion of the carboxyl group-containing polyester resin using an evaporator was used.
(Measurement of number average molecular weight)
Measured by gel permeation chromatography (GPC) using a standard polystyrene calibration curve.
(Measurement of glass transition temperature)
Measurement was performed using a differential scanning calorimeter (DSC) at a heating rate of 20°C/min.
(Measurement of acid value)
0.2 g of a polyester resin was dissolved in 20 ml of chloroform and titrated with a 0.1N KOH ethanol solution to determine the resin acid value (mgKOH/g). Phenolphthalein was used as an indicator. When the polyester resin was not dissolved, a solvent such as tetrahydrofuran was used.
(Measurement of monomer composition)
The monomer composition of the polyester resin was obtained by dissolving 30 mg of the vacuum-dried resin in 0.6 ml of deuterated chloroform, performing 1 H-NMR measurement, and determining the composition ratio from the peak intensity. The composition ratio was determined except for a very small amount of components (less than 1 mol % with respect to all monomer components).

(塗装金属板の作成)
実施例、比較例、参考例の各水性塗料組成物を、リン酸クロメート系表面処理アルミニウム板(3104合金、板厚:0.28mm、表面処理皮膜中のクロム重量:20mg/m)にバーコーターで焼き付け後の塗膜厚みが所定の膜厚となるように塗装し、所定の焼付け温度及び時間で、オーブン焼付けし、塗装金属板を作製した。なお塗装条件としては、表1に示す通りであり、実施例1においては焼き付け温度(オーブン炉内温度)を260℃、焼き付け時間を60秒、焼き付け塗膜厚みを1.5μmとした。得られた塗装金属板は下記の評価方法に基づいて各種評価を行った。
(Preparation of coated metal plate)
Each water-based coating composition of Examples, Comparative Examples, and Reference Examples was applied to a chromate phosphate-based surface-treated aluminum plate (3104 alloy, plate thickness: 0.28 mm, weight of chromium in the surface treatment film: 20 mg/m 2 ). Coating was performed with a coater so that the coating thickness after baking was a predetermined film thickness, and oven baking was performed at a predetermined baking temperature and time to prepare a coated metal plate. The coating conditions are as shown in Table 1. In Example 1, the baking temperature (inside oven temperature) was 260° C., the baking time was 60 seconds, and the thickness of the baked coating was 1.5 μm. Various evaluations were performed on the obtained coated metal sheet based on the following evaluation methods.

(硬化性)
塗装金属板の硬化性はMEK抽出率で評価した。塗装金属板から5cm×5cmサイズの試験片を切り出し、サンプルの質量測定後(W1)、200mlのMEK(メチルエチルケトン)を用い、室温で1時間の抽出を行った。抽出後の塗装板を130℃×1時間の条件で乾燥し、抽出後のサンプルの質量(W2)を測定した。さらに塗膜を濃硫酸による分解法で剥離し、サンプルの質量(W3)を測定した。塗装板のMEK抽出率は下記式(3)で求められる。結果を表1に示す。
MEK抽出率%=100×(W1-W2)/(W1-W3)・・・(3)
評価基準は次の通りである。
◎:10%未満
○:10%以上30%未満
△:30%以上50%未満
×:50%以上
(Curability)
Curability of the coated metal plate was evaluated by MEK extraction rate. A test piece having a size of 5 cm×5 cm was cut out from the coated metal plate, and after measuring the mass of the sample (W1), extraction was performed at room temperature for 1 hour using 200 ml of MEK (methyl ethyl ketone). The coated plate after extraction was dried under the conditions of 130° C. for 1 hour, and the mass (W2) of the sample after extraction was measured. Further, the coating film was peeled off by a decomposition method using concentrated sulfuric acid, and the mass (W3) of the sample was measured. The MEK extraction rate of the coated plate is obtained by the following formula (3). Table 1 shows the results.
MEK extraction rate %=100×(W1−W2)/(W1−W3) (3)
Evaluation criteria are as follows.
◎: Less than 10% ○: 10% or more and less than 30% △: 30% or more and less than 50% ×: 50% or more

(加工性)
塗装金属板をアルミニウム板の圧延方向が長辺となるように3.5×4cmの大きさに切り出し、この試験片の塗装面が外になるように短辺に平行に折り曲げた。25℃の雰囲気下で折り曲げ部の内側に0.28mmのアルミニウム板を2枚挟み、ハゼ折タイプデュポン衝撃試験器を用い衝撃屈曲させた。衝撃屈曲させる接触面が平らな鉄の錘の重さは3kgで、これを高さは40cmから落下させ、この折り曲げられた先端部分の2cm幅の電流値(mA)を1%塩化ナトリウム水溶液に浸漬したスポンジに接触させ、電圧6.3Vをかけ4秒後に測定した。結果を表1に示す。
◎:5mA未満
○:5mA以上20mA未満
△:20mA以上30mA未満
×:30mA以上
(workability)
The coated metal plate was cut into a size of 3.5 x 4 cm so that the rolling direction of the aluminum plate became the long side, and the test piece was bent parallel to the short side so that the coated surface of the test piece faced outward. Two 0.28 mm aluminum plates were sandwiched inside the bent portion in an atmosphere of 25° C. and subjected to impact bending using a seam-fold type DuPont impact tester. An iron weight with a flat contact surface to be impact-bent has a weight of 3 kg and is dropped from a height of 40 cm. It was brought into contact with the soaked sponge, a voltage of 6.3 V was applied, and measurement was performed 4 seconds later. Table 1 shows the results.
◎: Less than 5 mA ○: 5 mA or more and less than 20 mA △: 20 mA or more and less than 30 mA ×: 30 mA or more

(耐食性)
塗装金属板から5cm×5cmサイズの試験片を切り出した後、デュポン衝撃試験器を用い、撃芯の尖端直径1/4インチ、錘荷重120g、落錘高さ30cmの条件で試験塗板の塗面に衝撃張り出し加工を施した試験片を、缶内容物擬似液であるモデル液に浸漬し、腐食の程度を下記基準により目視で評価した。浸漬条件は、37℃で14日間とした。
試験に用いたモデル液は、食塩を0.2%とし、これにクエン酸を加えてpHが2.5となるよう調製したものを用いた。結果を表1に示す。
◎:腐食なし
○:僅かに腐食
△:部分的に腐食
X:大部分で腐食
(corrosion resistance)
After cutting out a test piece of 5 cm x 5 cm size from the coated metal plate, using a DuPont impact tester, the coated surface of the test coated plate under the conditions of 1/4 inch diameter of the tip of the striking core, weight load of 120 g, and drop weight height of 30 cm. A test piece subjected to impact bulging was immersed in a model liquid that simulates the contents of a can, and the degree of corrosion was visually evaluated according to the following criteria. The immersion conditions were 37° C. for 14 days.
The model solution used in the test was prepared by adding 0.2% sodium chloride and adding citric acid to adjust the pH to 2.5. Table 1 shows the results.
◎: No corrosion ○: Slightly corroded △: Partially corroded X: Mostly corroded

(耐レトルト性)
塗装金属板をオートクレーブに入れ、125℃30分のレトルト処理を施し、塗膜の白化状態(白化性)を目視で評価した。結果を表2に示す。
◎:白化なし
○:僅かに白化
△:少し白化
×:著しく白化
(Retort resistance)
The coated metal plate was placed in an autoclave, subjected to retort treatment at 125° C. for 30 minutes, and the whitening state (whitening property) of the coating film was visually evaluated. Table 2 shows the results.
◎: No whitening ○: Slightly whitening △: Slightly whitening ×: Significantly whitening

[水性塗料組成物の調製]
(実施例1)
ポリエステル樹脂としてポリエステル樹脂A(酸価:23mgKOH/g、Tg:80℃、Mn=7,500、モノマー組成:テレフタル酸成分/エチレングリコール成分/プロピレングリコール成分=50/10/40mol%)、β-ヒドロキシアルキルアミド基含有硬化剤としてN,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシエチル)アジポアミド[東京化成工業社製;表中「β-ヒドロキシアルキルアミドA」と表記]を用いた。ポリエステル樹脂Aの水分散液(固形分濃度:30wt%)を333部(固形分100部)、予めイオン交換水を用いて調整しておいたβ-ヒドロキシアルキルアミド基含有硬化剤の水溶液(固形分濃度:10wt%)を50部(固形分5部)、2-プロパノール150部、イオン交換水517部をガラス容器内に入れて10分間攪拌し、固形分濃度10質量%、固形分配合比がポリエステル樹脂/硬化剤=100/5(質量比)の水性塗料組成物を得た。
[Preparation of aqueous coating composition]
(Example 1)
Polyester resin A (acid value: 23 mg KOH / g, Tg: 80 ° C., Mn = 7,500, monomer composition: terephthalic acid component / ethylene glycol component / propylene glycol component = 50/10/40 mol%) as a polyester resin, β- N,N,N',N'-tetrakis(2-hydroxyethyl)adipamide [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.; indicated as "β-hydroxyalkylamide A" in the table] was used as a hydroxyalkylamide group-containing curing agent. 333 parts (solid content: 100 parts) of an aqueous dispersion of polyester resin A (solid content concentration: 30 wt%), and an aqueous solution of a β-hydroxyalkylamide group-containing curing agent (solid content: 100 parts) prepared in advance using deionized water concentration: 10 wt%), 150 parts of 2-propanol, and 517 parts of ion-exchanged water were placed in a glass container and stirred for 10 minutes, and the solid content concentration was 10% by mass. obtained a water-based coating composition of polyester resin/curing agent=100/5 (mass ratio).

(実施例2~23
表1、表2に示す各種ポリエステル樹脂、硬化剤、固形分配合比(質量比)となるようにした以外は、実施例1と同様に水性塗料組成物を調製した。ポリエステル樹脂としてはポリエステル樹脂B(Tg:67℃、Mn=9,000、酸価:18mgKOH/g、モノマー組成:テレフタル酸成分/イソフタル酸成分/エチレングリコール成分/ネオペンチルグリコール成分=36/14/24/26mol%)、ポリエステル樹脂C(Tg:40℃、Mn=8,500、酸価:17mgKOH/g、モノマー組成:テレフタル酸成分/イソフタル酸成分/アジピン酸/エチレングリコール成分/ネオペンチルグリコール成分=28/15/7/25/25mol%)、ポリエステル樹脂D(Tg:20℃、Mn=11,000、酸価:11mgKOH/g、モノマー組成:テレフタル酸成分/イソフタル酸成分/セバシン酸成分/エチレングリコール成分/ネオペンチルグリコール成分=31/7/12/30/20mol%)、ポリエステル樹脂E(Tg:8℃、Mn=19,000、酸価:12mgKOH/g、モノマー組成:テレフタル酸成分/イソフタル酸成分/セバシン酸成分/エチレングリコール成分/ネオペンチルグリコール成分=30/5/15/22/28mol%)、ポリエステル樹脂F(Tg:-25℃、Mn=17,000、酸価:12mgKOH/g、モノマー組成:テレフタル酸成分/イソフタル酸成分/セバシン酸成分/1,4-ブタンジオール成分=14/17/19/50mol%)、ポリエステル樹脂G(Tg:40℃、Mn=5,000、酸価:29mgKOH/g)、ポリエステル樹脂H(Tg:52℃、Mn=17,000、酸価:5mgKOH/g、モノマー組成:テレフタル酸成分/イソフタル酸成分/アジピン酸成分/エチレングリコール成分/ネオペンチルグリコール成分=23/23/4/24/26mol%)を用いた。
実施例20,21,23においてはβ-ヒドロキシアルキルアミド基含有硬化剤としてN,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)アジポアミド[EMS社製Primid QM1260;表中「β-ヒドロキシアルキルアミドB」と表記]を用いた。
(Examples 2 to 23 )
A water-based coating composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the various polyester resins, curing agents, and solid content blending ratios (mass ratios) shown in Tables 1 and 2 were used. Polyester resin B (Tg: 67°C, Mn = 9,000, acid value: 18 mgKOH/g, monomer composition: terephthalic acid component/isophthalic acid component/ethylene glycol component/neopentyl glycol component = 36/14/ 24/26 mol%), polyester resin C (Tg: 40 ° C., Mn = 8,500, acid value: 17 mg KOH / g, monomer composition: terephthalic acid component / isophthalic acid component / adipic acid / ethylene glycol component / neopentyl glycol component = 28/15/7/25/25 mol%), polyester resin D (Tg: 20°C, Mn = 11,000, acid value: 11 mgKOH/g, monomer composition: terephthalic acid component/isophthalic acid component/sebacic acid component/ Ethylene glycol component/neopentyl glycol component = 31/7/12/30/20 mol%), polyester resin E (Tg: 8°C, Mn = 19,000, acid value: 12 mgKOH/g, monomer composition: terephthalic acid component/ Isophthalic acid component/sebacic acid component/ethylene glycol component/neopentyl glycol component = 30/5/15/22/28 mol%), polyester resin F (Tg: -25°C, Mn = 17,000, acid value: 12 mg KOH/ g, monomer composition: terephthalic acid component/isophthalic acid component/sebacic acid component/1,4-butanediol component = 14/17/19/50 mol%), polyester resin G (Tg: 40°C, Mn = 5,000, Acid value: 29 mgKOH/g), polyester resin H (Tg: 52°C, Mn = 17,000, acid value: 5 mgKOH/g, monomer composition: terephthalic acid component/isophthalic acid component/adipic acid component/ethylene glycol component/neo Pentyl glycol component = 23/23/4/24/26 mol%) was used.
In Examples 20, 21, and 23 , N,N,N',N'-tetrakis(2-hydroxypropyl)adipamide [Primid QM1260 manufactured by EMS Co., Ltd.; Alkylamide B”] was used.

(比較例1~
表1に示す各種ポリエステル樹脂、固形分配合比(質量比となるようにした以外は、実施例1と同様に水性塗料組成物を調製し、塗装金属板を作製した。
(Comparative Examples 1 to 6 )
A water-based coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the various polyester resins shown in Table 1 and the solid content blending ratio (mass ratio) were prepared, and a coated metal plate was produced.

(参考例1)
ポリエステル樹脂としてポリエステル樹脂A(酸価:23mgKOH/g、Tg:80℃、Mn=7,500)、硬化剤としてレゾール型フェノール樹脂を用いた。レゾール型フェノール樹脂としては、メチロール基をブチルエーテル化したメタクレゾール系フェノール樹脂(エーテル化されたメチロール基の割合:90モル%、Mn=1,600)を用いた。ポリエステル樹脂Aの水分散液333部(固形分100部)、上記レゾール型フェノール樹脂のn-ブタノール溶液40部(固形分20部)、ドデシルベンゼンスルホン酸1部(硬化触媒)、トリエチルアミン0.3部、2-プロパノール200部、イオン交換水635部を用いて水性塗料組成物(固形分濃度:10質量%、固形分配合比:ポリエステル樹脂/硬化剤=100/15)を調製した。なお、ドデシルベンゼンスルホン酸としては、東京化成工業社製「ドデシルベンゼンスルホン酸(ソフト型)(混合物)」を用いた。得られた水性塗料組成物を用いて実施例1と同様に塗装金属板を作製した。
(Reference example 1)
Polyester resin A (acid value: 23 mgKOH/g, Tg: 80°C, Mn = 7,500) was used as the polyester resin, and a resol-type phenolic resin was used as the curing agent. As the resol-type phenolic resin, a meta-cresol-based phenolic resin in which methylol groups were butyl-etherified (ratio of etherified methylol groups: 90 mol %, Mn=1,600) was used. 333 parts of aqueous dispersion of polyester resin A (solid content: 100 parts), 40 parts of n-butanol solution of the resol-type phenolic resin (solid content: 20 parts), 1 part of dodecylbenzenesulfonic acid (curing catalyst), 0.3 triethylamine Parts, 200 parts of 2-propanol, and 635 parts of ion-exchanged water were used to prepare an aqueous coating composition (solid content concentration: 10% by mass, solid content mixing ratio: polyester resin/curing agent=100/15). As dodecylbenzenesulfonic acid, "dodecylbenzenesulfonic acid (soft type) (mixture)" manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was used. A coated metal plate was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained aqueous coating composition.

(参考例2)
水性塗料組成物中の固形分配合比がポリエステル樹脂/硬化剤=100/5(質量比)となるように硬化剤のn―ブタノール溶液及びイオン交換水の配合量を調整した以外は、参考例1と同様に水性塗料組成物を調製し、塗装金属板を作製した。
(Reference example 2)
Reference Example except that the blending amounts of the n-butanol solution of the curing agent and the deionized water were adjusted so that the solid content blending ratio in the water-based coating composition was polyester resin / curing agent = 100/5 (mass ratio) A water-based coating composition was prepared in the same manner as in 1 to prepare a coated metal plate.

表1に、表2に各水性塗料組成物の組成(ポリエステル樹脂の種類、硬化剤の種類、固形分配合比)及び塗装条件(焼き付け温度、焼き付け時間、塗膜厚み)と共に評価結果を示す。 Tables 1 and 2 show the composition of each water-based coating composition (type of polyester resin, type of curing agent, solid content mixing ratio) and coating conditions (baking temperature, baking time, coating thickness) and evaluation results.

Figure 0007172125000001
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Figure 0007172125000002
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本発明の塗装金属基体の製造方法は、優れた加工性及び硬化性、耐食性を有する塗装金属基体を製造可能である。また本発明の塗装金属板、及び塗装金属缶は、優れた加工性、及び硬化性、耐食性を兼ね備えており、高い加工性、耐食性が要求される飲料缶用途に好適に使用できる。 The method for producing a painted metal substrate of the present invention can produce a painted metal substrate having excellent workability, curability, and corrosion resistance. Moreover, the coated metal sheet and coated metal can of the present invention have excellent workability, curability, and corrosion resistance, and can be suitably used for beverage can applications that require high workability and corrosion resistance.

Claims (7)

酸価17mgKOH/g以上30mgKOH/g未満のポリエステル樹脂と、該ポリエステル樹脂が有するカルボキシル基と架橋反応可能な官能基を有する硬化剤とが含有されて成り、
前記官能基が、β-ヒドロキシアルキルアミド基であり、
前記ポリエステル樹脂(固形分)100質量に対し、前記硬化剤(固形分)が2~8質量部の量で含有されて成る水性塗料組成物を、金属基体上に塗布する塗装工程と、該塗装工程で金属基体上に塗布された前記水性塗料組成物を200℃より高く320℃以下の温度で加熱する焼付け工程とを有することを特徴とする塗装金属基体の製造方法。
Contains a polyester resin having an acid value of 17 mgKOH/g or more and less than 30 mgKOH/g, and a curing agent having a functional group capable of cross- linking with the carboxyl group of the polyester resin ,
the functional group is a β-hydroxyalkylamide group,
A coating step of applying an aqueous coating composition containing 2 to 8 parts by mass of the curing agent (solid content) to a metal substrate with respect to 100 mass of the polyester resin (solid content) , and the coating and a baking step of heating the aqueous coating composition applied on the metal substrate in the step to a temperature higher than 200°C and lower than or equal to 320°C.
前記硬化剤の官能基当量が、30~500g/eqである請求項1記載の塗装金属基体の製造方法。 2. The method for producing a coated metal substrate according to claim 1, wherein the curing agent has a functional group equivalent weight of 30 to 500 g/eq. 前記硬化剤の分子量が1000以下である請求項1又は2記載の塗装金属基体の製造方法。 3. The method for producing a coated metal substrate according to claim 1, wherein the curing agent has a molecular weight of 1,000 or less. 前記硬化剤が、β-ヒドロキシアルキルアミド化合物である請求項1~の何れかに記載の塗装金属基体の製造方法。 The method for producing a painted metal substrate according to any one of claims 1 to 3 , wherein the curing agent is a β-hydroxyalkylamide compound. 前記金属基体が、金属板又は金属缶である請求項1~の何れかに記載の塗装金属基体の製造方法。 The method for producing a coated metal substrate according to any one of claims 1 to 4 , wherein the metal substrate is a metal plate or a metal can. 酸価17mgKOH/g以上30mgKOH/g未満のポリエステル樹脂と、該ポリエステル樹脂の硬化剤としてβ-ヒドロキシアルキルアミド化合物とを、前記ポリエステル樹脂(固形分)100質量に対し、前記硬化剤(固形分)が2~8質量部の量で含有し、膜厚が20μm未満である塗膜を、少なくとも一方の面に有することを特徴とする塗装金属板。 A polyester resin having an acid value of 17 mgKOH/g or more and less than 30 mgKOH/g and a β-hydroxyalkylamide compound as a curing agent for the polyester resin are added to 100 mass of the polyester resin (solid content), and the curing agent (solid content ) in an amount of 2 to 8 parts by mass and having a film thickness of less than 20 μm on at least one surface. 酸価17mgKOH/g以上30mgKOH/g未満のポリエステル樹脂と、該ポリエステル樹脂の硬化剤としてβ-ヒドロキシアルキルアミド化合物とを、前記ポリエステル樹脂(固形分)100質量に対し、前記硬化剤(固形分)が2~8質量部の量で含有し、膜厚が20μm未満である塗膜を、少なくとも片面に有することを特徴とする塗装金属缶。 A polyester resin having an acid value of 17 mgKOH/g or more and less than 30 mgKOH/g and a β-hydroxyalkylamide compound as a curing agent for the polyester resin are added to 100 mass of the polyester resin (solid content), and the curing agent (solid content ) in an amount of 2 to 8 parts by mass and having a coating film thickness of less than 20 μm on at least one side thereof.
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