JPH04351682A - Aqueous resin composition for metal coating - Google Patents

Aqueous resin composition for metal coating

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JPH04351682A
JPH04351682A JP12369791A JP12369791A JPH04351682A JP H04351682 A JPH04351682 A JP H04351682A JP 12369791 A JP12369791 A JP 12369791A JP 12369791 A JP12369791 A JP 12369791A JP H04351682 A JPH04351682 A JP H04351682A
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aqueous
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Abstract

PURPOSE:To provide an aqueous resin composition which serves as a non-repair coating material that necessitates no repairing owing to its superior workability and is capable of forming a coating film excellent in adhesion and lid openablility when used as a coating material for can lid. CONSTITUTION:The title composition is prepared by dispersing in an aqueous medium a self-emulsifiable carboxylated epoxy resin which comprises a specific bisphenol F epoxy resin with an epoxy equivalent of 2,000-8,000 and a number average molecular weight of 3,000-8,000.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は新規にして有用なる金属
被覆用水性樹脂組成物に関する。さらに詳細には、特定
のビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いることから成
る、特に缶蓋内面用塗料として、加工性ならびに密着性
などに優れ、しかも、加工後に補修を必要としない塗膜
を形成することができる、改良された金属被覆用水性樹
脂組成物に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a new and useful aqueous resin composition for coating metals. More specifically, it uses a specific bisphenol F-type epoxy resin to form a coating that has excellent processability and adhesion, especially as a paint for the inner surface of can lids, and does not require repair after processing. The present invention relates to an improved aqueous resin composition for metal coating, which can be used to coat metals.

【0002】0002

【従来の技術】従来、金属缶素材としては、アルミニュ
ウム、ブリキ、ティンフリースチールなどの金属が用い
られている。これらの金属は、その腐食を防止するため
に、通常、缶の内外面には塗膜が形成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, metals such as aluminum, tinplate, and tin-free steel have been used as materials for metal cans. To prevent corrosion of these metals, coatings are usually formed on the inner and outer surfaces of the can.

【0003】缶内面用塗料としては、密着性および防食
性の面で優れている処から、通常、エポキシ/フェノー
ル樹脂系、エポキシ/アクリル樹脂系またはエポキシ/
アミノ樹脂系などの塗料が用いられている。
[0003] As paints for the inside of cans, epoxy/phenol resin, epoxy/acrylic resin, or epoxy/
Paints such as amino resin are used.

【0004】しかしながら、上述したような塗料は、加
工性が不充分であって、製缶加工工程において、素地金
属の露出がよく起こる。そのために、製缶加工後に金属
露出部分の補修が行なわれるが、この様な補修は、製缶
加工工程を複雑にする処から、何ら、補修を必要としな
いような、加工性の優れた塗料が要望されている。
[0004] However, the above-mentioned paints have insufficient workability, and the base metal is often exposed during the can manufacturing process. For this reason, the exposed metal parts are repaired after the can manufacturing process, but since such repairs complicate the can manufacturing process, it is recommended to use paints with excellent workability that do not require any repairs. is requested.

【0005】これらの要求を満たす塗料としては、塩化
ビニル樹脂系オルガノゾル塗料が開発されている。とこ
ろで、上記したオルガノゾル塗料は、金属素材への密着
性および加工性に優れており、補修を必要としない塗料
として有用でこそあるものの、有機溶剤を分散媒とする
ために、安全衛生面で問題が多かった。
[0005] As a paint that satisfies these requirements, a vinyl chloride resin-based organosol paint has been developed. By the way, the above-mentioned organosol paint has excellent adhesion to metal materials and processability, and is useful as a paint that does not require repair. However, since it uses an organic solvent as a dispersion medium, it poses health and safety problems. There were many.

【0006】加えて、金属内面用塗料として用いた場合
には、特に加熱殺菌工程によって、可塑剤または安定化
剤であるエポキシ化油成分が内容物中に溶出するので、
食品衛生上好ましくなく、しかも、内容物の風味を変化
させるという問題点を有しているばかりでなく、塗膜が
白化したり、イージーオープン蓋の開口性(缶蓋本体に
ある開口用舌片を引張って開口したさいに、開口部内面
の塗膜の残存の程度を示し、残存する塗膜が少ないほど
、開口性が優れている。)が不良となる問題点をも有し
ていた。
In addition, when used as a paint for metal interior surfaces, the epoxidized oil component, which is a plasticizer or stabilizer, is eluted into the contents, especially during the heat sterilization process.
Not only is this undesirable from a food hygiene standpoint, it also has the problem of changing the flavor of the contents. When opening the opening by pulling the opening, it shows the degree of remaining coating film on the inner surface of the opening.The less coating film remaining, the better the opening property.)

【0007】またさらに、最近では、塩化ビニル樹脂に
残留する塩化ビニルモノマーの発ガン性が指摘されたり
、塩化ビニル樹脂を塗装した缶を廃棄処理するさい、塩
化ビニル樹脂から毒性があって、腐食性の強い塩素ガス
ないしは塩化水素ガスが発生して、環境汚染や焼却装置
の腐食を起こしたりするために、塩化ビニル樹脂の使用
は、まさに、重大なる社会問題となって来ている。
Furthermore, recently it has been pointed out that the vinyl chloride monomer remaining in vinyl chloride resin is carcinogenic, and when disposing of cans coated with vinyl chloride resin, the vinyl chloride resin is toxic and corrosive. The use of vinyl chloride resin has become a serious social problem because highly toxic chlorine gas or hydrogen chloride gas is generated, causing environmental pollution and corrosion of incinerators.

【0008】そこで、塩化ビニル樹脂を用いたオルガノ
ゾル塗料に代わる、これらの問題点、特に大気汚染、作
業環境の悪化ならびに火災や爆発の危険性を回避した形
の塗料として、エポキシ樹脂をアクリル系樹脂で変性せ
しめることによって、乳化力のあるセグメントを分子中
に導入した、いわゆる自己乳化性エポキシ樹脂を、水中
に分散させる方法が、種々、提案されている。
[0008] Therefore, as an alternative to organosol paints using vinyl chloride resin, epoxy resins have been replaced with acrylic resins as paints that avoid these problems, especially air pollution, deterioration of the working environment, and the risk of fire and explosion. Various methods have been proposed for dispersing in water a so-called self-emulsifying epoxy resin in which a segment with emulsifying power is introduced into the molecule by modification.

【0009】たとえば、特開昭53−1228号公報に
は、エポキシ樹脂の存在下に、ベンゾイルパーオキサイ
ドなどのフリーラジカル発生剤を用いて、カルボキシル
基含有ビニルモノマーを含むモノマー混合物を重合する
ことによって得られる、グラフト化されたエポキシ樹脂
を、塩基を含む水性媒体中に安定に分散せしめるという
方法が開示されている。
For example, JP-A-53-1228 discloses that a monomer mixture containing a carboxyl group-containing vinyl monomer is polymerized using a free radical generator such as benzoyl peroxide in the presence of an epoxy resin. A method is disclosed in which the resulting grafted epoxy resin is stably dispersed in an aqueous medium containing a base.

【0010】特開昭55−75460号公報および特開
昭56−109243号公報には、それぞれ、アクリル
系樹脂と比較的高分子量の芳香族エポキシ樹脂とを反応
させたカルボキシル基過剰の部分反応物を、アンモニア
もしくはアミンの存在下で、水性媒体中に分散せしめる
という方法が開示されている。
[0010] JP-A-55-75460 and JP-A-56-109243 disclose partial reactants with an excess of carboxyl groups, which are obtained by reacting an acrylic resin with an aromatic epoxy resin having a relatively high molecular weight. Dispersed in an aqueous medium in the presence of ammonia or an amine is disclosed.

【0011】特開昭55−3481号公報および特開昭
55−3482号公報には、それぞれ、カルボキシル基
含有ビニルポリマーを、アミン系エステル化触媒の存在
下で、エポキシ樹脂とエステル化させた、実質上、エポ
キシ樹脂のオキシラン基を有しない、カルボキシル基含
有ビニルポリマー変性エポキシ樹脂を、塩基で中和して
水中に分散せしめるという方法が開示されている。
[0011] JP-A-55-3481 and JP-A-55-3482 disclose methods in which a carboxyl group-containing vinyl polymer is esterified with an epoxy resin in the presence of an amine-based esterification catalyst, respectively. A method is disclosed in which a carboxyl group-containing vinyl polymer-modified epoxy resin, which is substantially free of oxirane groups in the epoxy resin, is neutralized with a base and dispersed in water.

【0012】そして、特開昭57−105418号公報
および特開昭58−198513号公報には、それぞれ
、芳香族エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸を部分反応
させて得られる一分子中にエポキシ基とアクリロイル基
とを併有する低分子化合物と、アクリル酸もしくはメタ
クリル酸を含むモノマー混合物を共重合させ、この共重
合体を塩基で中和して水中に分散せしめるという方法が
開示されている。
[0012] JP-A-57-105418 and JP-A-58-198513 each disclose an epoxy group in one molecule obtained by partially reacting an aromatic epoxy resin and (meth)acrylic acid. A method has been disclosed in which a monomer mixture containing acrylic acid or methacrylic acid is copolymerized with a low molecular weight compound having an acryloyl group and an acrylic acid group, and the copolymer is neutralized with a base and dispersed in water.

【0013】しかしながら、これらの水性樹脂組成物は
、食品衛生面では優れているという反面で、塗膜の密着
性や開口性などにに劣るものであるし、しかも、加工性
も劣っているというものであった。
However, although these water-based resin compositions are excellent in terms of food hygiene, they are inferior in coating film adhesion and opening properties, and are also inferior in processability. It was something.

【0014】特に、特開平3−33169号公報には、
或る特定の分子量を持ったビスフェノールF型エポキシ
樹脂を用いた水性樹脂組成物が提案されているが、分子
量が大きすぎる処から、缶の蓋内面用の樹脂として使っ
た場合には、塗膜の下地との密着性が劣るし、加えて、
熱水処理後の開口性ならびに耐食性などの面で満足でき
るものでは無かった。
[0014] In particular, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-33169,
Aqueous resin compositions using bisphenol F type epoxy resins with a certain molecular weight have been proposed, but because the molecular weight is too large, when used as a resin for the inner surface of can lids, the coating film The adhesion with the base is poor, and in addition,
The openability and corrosion resistance after hot water treatment were not satisfactory.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、安全衛
生上の問題が小さく、かつ、塗膜の密着性、開口性なら
びに加工性などに優れた水性樹脂組成物は、目下に処、
見い出されていないのが実状である。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, there is currently a water-based resin composition that poses few safety and health problems and has excellent coating film adhesion, openness, processability, etc.
The reality is that it has not been discovered.

【0016】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、まさしく、従来の塩化ビニル樹脂系オルガノゾル
塗料の密着性ならびに加工性を保有し、しかも、安全衛
生性を有する、斬新なる金属被覆用水性樹脂組成物を得
ることであるし、さらには、食品、化粧品ならびに医療
品類などの各種の容器として、就中、加熱殺菌処理後に
おいても、塗膜中に存在する水可溶性樹脂成分の溶出量
が極めて少なく、加えて、食品衛生性、風味保持性なら
びに開口性などに優れた、極めて実用性の高い金属被覆
用水性樹脂組成物を得ることである。
Therefore, the problem to be solved by the present invention is precisely to provide a novel water-based resin for metal coating, which has the adhesion and processability of conventional vinyl chloride resin organosol paints, and also has safety and hygiene properties. In addition, it can be used as various containers for foods, cosmetics, and medical products, and in particular, even after heat sterilization, the amount of water-soluble resin components present in the coating film is extremely low in elution. The object of the present invention is to obtain an extremely practical aqueous resin composition for metal coating, which has excellent food hygiene properties, flavor retention properties, opening properties, and the like.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述した如き発明が解決しようとする課題に照準を当て
て、特定の数平均分子量とエポキシ当量とを有するビス
フェノールF型エポキシ樹脂を用いて得られるカルボキ
シル基含有自己乳化性エポキシ樹脂を、塩基の存在下に
水性媒体中に分散せしめることから成る、改良された金
属被覆用水性樹脂組成物を提供するべく、鋭意、研究を
行った。
[Means for solving the problem] Therefore, the present inventors
Aiming at the problems to be solved by the invention as described above, a carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin obtained using a bisphenol F type epoxy resin having a specific number average molecular weight and epoxy equivalent is Intensive research has been conducted in an effort to provide an improved aqueous metal coating resin composition comprising dispersion in an aqueous medium.

【0018】ところで、これまでの処、缶内面用水性樹
脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を主体と
したアクリル変性エポキシ樹脂が用いられて来たが、か
かる樹脂の硬化皮膜のガラス転移点(Tg)は約120
℃と高く、熱水処理後の諸物性に優れるという反面で、
内部応力が大きく、缶蓋の開口性を改良するのが、著し
く、困難であった。
By the way, acrylic modified epoxy resins mainly consisting of bisphenol A type epoxy resins have been used as water-based resins for the inside of cans, but the glass transition point (Tg) of the cured film of such resins ) is about 120
Although it has a high temperature of ℃ and has excellent physical properties after hot water treatment,
The internal stress was large and it was extremely difficult to improve the openability of the can lid.

【0019】そのために、本発明者らは、上述したビス
フェノールA型エポキシ樹脂を主体としたアクリル変性
エポキシ樹脂の欠点をも改善すべく、鋭意、検討した結
果、ここに、特定の分子量とエポキシ当量とを持ったビ
スフェノールF型エポキシ樹脂を用いるときは、内部応
力が小さく、密着力に優れる処から、開口性に優れるこ
とはもとより、その他の物性もまた、非常に良好なもの
であることを見い出すに及んで、本発明を完成するに到
った。
[0019] To this end, the present inventors have made extensive studies to improve the drawbacks of acrylic-modified epoxy resins mainly based on the above-mentioned bisphenol A type epoxy resins. When using bisphenol F type epoxy resin with As a result, the present invention has been completed.

【0020】すなわち、本発明は、カルボキシル基含有
自己乳化性エポキシ樹脂を、塩基の存在下に、水性媒体
中に分散している水性樹脂組成物において、該カルボキ
シル基含有自己乳化性エポキシ樹脂を得るための原料成
分の主成分として、数平均分子量が3,000〜8,0
00で、かつ、エポキシ当量が2,000〜8,000
なるビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いることから
成る、改良された金属被覆用水性樹脂組成物を提供しよ
うとするものである。
That is, the present invention provides a carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin in an aqueous resin composition in which the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin is dispersed in an aqueous medium in the presence of a base. As the main component of the raw material components for
00, and the epoxy equivalent is 2,000 to 8,000
It is an object of the present invention to provide an improved aqueous resin composition for metal coating, which uses a bisphenol F type epoxy resin.

【0021】つまり、本発明は、このカルボキシル基含
有自己乳化性エポキシ樹脂として、上記した特定のビス
フェノールF型エポキシ樹脂を用いることから成る、改
良された金属被覆用水性樹脂組成物を提供しようとする
ものである。
That is, the present invention aims to provide an improved aqueous resin composition for metal coating, which comprises using the above-mentioned specific bisphenol F type epoxy resin as the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin. It is something.

【0022】ここにおいて、当該ビスフェノールF型エ
ポキシ樹脂とは、エポキシ当量が2,000以上で8,
000未満のもの、より好ましくは、3,000以上で
6,000未満のものであり、かつ、数平均分子量が3
,000以上で8,000未満のもの、特に好ましくは
、4,000以上であって7,000未満のものを指称
する。
[0022] Here, the bisphenol F type epoxy resin has an epoxy equivalent of 2,000 or more and 8,
000, more preferably 3,000 or more and less than 6,000, and a number average molecular weight of 3
,000 or more and less than 8,000, particularly preferably 4,000 or more and less than 7,000.

【0023】この数平均分子量は、ゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィー(GPC)によって測定し、ポリ
スチレン換算で求めたものである。エポキシ当量が8,
000より大きいと、どうしても、硬化性が劣って、熱
水処理後における塗膜が白化するという現象が見られる
し、一方、2,000より小さいと、どうしても、硬化
し過ぎる処となって、加工性が悪くなる。
[0023] This number average molecular weight was measured by gel permeation chromatography (GPC) and calculated in terms of polystyrene. Epoxy equivalent is 8,
If it is larger than 000, the curing property will inevitably be poor and the coating film will whiten after hot water treatment.On the other hand, if it is smaller than 2,000, it will inevitably become too hard and difficult to process. Sexuality becomes worse.

【0024】他方、数平均分子量が8,000以上であ
る場合には、加工性が良好となるものの、密着性が劣る
ようになり、その結果は、開口性が不良となるようにな
るし、また、数平均分子量が3,000以下である場合
には、加工性が劣るようになる処から、ノン・リペアの
缶蓋用の樹脂に使うことは適切ではなくなる。
On the other hand, if the number average molecular weight is 8,000 or more, the processability will be good, but the adhesion will be poor, and as a result, the opening property will be poor. Furthermore, if the number average molecular weight is 3,000 or less, the processability will be poor and it will not be appropriate to use it as a resin for non-repairable can lids.

【0025】このように、缶蓋用の樹脂としては、それ
ぞれ、最適なるエポキシ当量と分子量の範囲を持ったビ
スフェノールF型エポキシ樹脂を用いる必要がある。本
発明においては、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を主
体とするものであって、さらには、Tgの調節ないしは
調整目的などの面で、ビスフェノールA型エポキシ樹脂
との併用もまた、許容され得ることは、勿論である。
[0025] As described above, it is necessary to use a bisphenol F type epoxy resin having an optimum epoxy equivalent weight and molecular weight range as the resin for can lids. In the present invention, bisphenol F type epoxy resin is used as the main component, and furthermore, for the purpose of adjusting Tg, it is also acceptable to use it in combination with bisphenol A type epoxy resin. Of course.

【0026】本発明において用いられる、前記したカル
ボキシル基含有自己乳化性エポキシ樹脂〔以下、これを
樹脂(A)ともいう。〕は、カルボキシル基を有し、別
途、乳化剤を用いなくとも、水性媒体中に乳化すること
が出来るものを指称する。
The above-described carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin used in the present invention [hereinafter also referred to as resin (A)]. ] refers to a compound that has a carboxyl group and can be emulsified in an aqueous medium without using a separate emulsifier.

【0027】この樹脂(A)は、上述した通り、カルボ
キシル基を有し、かつ、自己乳化性を有しているもので
あれば、どのようなものでも用いることができるが、た
とえば、次のような製造方法で調製された樹脂を、必要
に応じて、塩基性化合物で中和したものが、とくに代表
的なものとして挙げられる。
As described above, any resin (A) can be used as long as it has a carboxyl group and self-emulsifying properties. For example, the following resins can be used. A particularly representative example is a resin prepared by such a manufacturing method, which is neutralized with a basic compound as necessary.

【0028】(1)  ビスフェノールF型エポキシ樹
脂(a−1)の存在下に、エチレン性不飽和カルボン酸
を必須の成分として含有する共重合性単量体の混合物を
、重合開始剤の存在下で、有機溶媒中で、共重合せしめ
るという方法、(2)  ビスフェノールF型エポキシ
樹脂(a−1)と、エチレン性不飽和カルボン酸を必須
の成分として含有する共重合性単量体混合物を、有機溶
媒中で、共重合させることによって得られる、カルボキ
シル基含有アクリル系樹脂(a−2)とを、エポキシ基
に対して、カルボキシル基が過剰とする反応基濃度にお
いて、有機溶媒中でエステル化反応せしめるという方法
、あるいは、(3)(メタ)アクリロイル基を導入した
ビスフェノールF型エポキシ樹脂と、エチレン性不飽和
カルボン酸化合物を必須の成分として含有する共重合性
単量体混合物とを、重合開始剤の存在下で、有機溶媒中
で、共重合せしめるという方法などが、特に代表的なも
のである。
(1) In the presence of bisphenol F type epoxy resin (a-1), a mixture of copolymerizable monomers containing ethylenically unsaturated carboxylic acid as an essential component is added in the presence of a polymerization initiator. (2) A copolymerizable monomer mixture containing bisphenol F type epoxy resin (a-1) and ethylenically unsaturated carboxylic acid as essential components, The carboxyl group-containing acrylic resin (a-2) obtained by copolymerization in an organic solvent is esterified in an organic solvent at a reactive group concentration such that the carboxyl group is in excess of the epoxy group. (3) A method of polymerizing a bisphenol F type epoxy resin into which a (meth)acryloyl group has been introduced and a copolymerizable monomer mixture containing an ethylenically unsaturated carboxylic acid compound as an essential component. A particularly typical method is copolymerization in an organic solvent in the presence of an initiator.

【0029】勿論、これら以外の方法によって得られる
、カルボキシル基含有の自己乳化性エポキシ樹脂、つま
り、カルボキシル基含有の変性エポキシ樹脂もまた、使
用することができる。
Of course, carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resins obtained by methods other than these, ie, carboxyl group-containing modified epoxy resins, can also be used.

【0030】エチレン性不飽和カルボン酸として特に代
表的なもののみを例示するにとどめれば、(メタ)アク
リル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸またはフ
マル酸などである。
Typical ethylenically unsaturated carboxylic acids include (meth)acrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid.

【0031】また、マレイン酸モノメチル、フマル酸モ
ノエチル、イタコン酸モノn−ブチル如き、各種のエチ
レン性不飽和ジカルボン酸のモノアルキルエステル類を
、かかるエチレン性不飽和カルボン酸の代わりに用いて
もよいことは、勿論である。
Furthermore, monoalkyl esters of various ethylenically unsaturated dicarboxylic acids, such as monomethyl maleate, monoethyl fumarate, and mono-n-butyl itaconate, may be used in place of such ethylenically unsaturated carboxylic acids. Of course, that is true.

【0032】その他の共重合性単量体として特に代表的
なもののみを例示するにとどめれば、(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
ル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)ア
クリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メ
タ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル
、(メタ)アクリル酸オクタデシルの如き、各種の(メ
タ)アクリル酸エステル;
Other particularly representative copolymerizable monomers include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, and (meth)acrylate. Various (meth)acrylic esters such as butyl acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, and octadecyl (meth)acrylate;

【0033】スチレン、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン、クロルスチレン、2,4−ジブロムスチレンの
如き、各種のエチレン性不飽和芳香族単量体(芳香族ビ
ニル単量体;(メタ)アクリロニトリルの如き、各種の
エチレン性不飽和ニトリル;酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニルの如き、各種のビニルエステル;塩化ビニリデン
、臭化ビニリデンの如き、各種のビニリデンハライド;
Various ethylenically unsaturated aromatic monomers (aromatic vinyl monomers; (meth)acrylonitrile and various ethylenically unsaturated nitriles such as; various vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; various vinylidene halides such as vinylidene chloride and vinylidene bromide;

【0034】アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、アク
リル酸−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−2−
ヒドロキシエチルの如き、各種のエチレン性不飽和カル
ボン酸ヒドロキシアルキルエステル;(メタ)アクリル
酸グリシジルの如き、各種のエチレン性不飽和カルボン
酸グリシジルエステル;または(メタ)アクリルアミド
、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ブトキ
シメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドの
如き、各種の(メタ)アクリルアミド誘導体などの、い
わゆるラジカル重合可能な化合物である。
2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-methacrylate
various ethylenically unsaturated carboxylic acid hydroxyalkyl esters such as hydroxyethyl; various ethylenically unsaturated carboxylic acid glycidyl esters such as glycidyl (meth)acrylate; or (meth)acrylamide, N-methylol (meth)acrylamide , N-butoxymethylacrylamide, diacetone acrylamide, and various (meth)acrylamide derivatives, which are so-called radically polymerizable compounds.

【0035】上記した(1)、(2)および(3)なる
各種の製造方法における、エチレン性不飽和カルボン酸
の使用量は、共重合性単量体の合計重量を100重量部
とした時、20重量部〜80重量部とすることが好まし
い。
[0035] In the various production methods (1), (2), and (3) above, the amount of ethylenically unsaturated carboxylic acid used is based on the total weight of the copolymerizable monomers being 100 parts by weight. , 20 parts by weight to 80 parts by weight.

【0036】エチレン性不飽和カルボン酸の使用量が2
0重量部〜80重量部なる範囲内にある場合には、水性
媒体中における樹脂の分散安定性をはじめ、塗装した塗
膜の、それぞれ、金属に対する密着性、耐溶剤性ならび
に缶内面用に使用した場合におけるフレーバー適性など
が、いずれも良くなる傾向があるので、好ましい。
[0036] The amount of ethylenically unsaturated carboxylic acid used is 2
If the amount is within the range of 0 parts by weight to 80 parts by weight, it is used for the dispersion stability of the resin in an aqueous medium, the adhesion of the painted film to metals, the solvent resistance, and the inside of the can. This is preferable because flavor suitability and the like tend to improve in both cases.

【0037】上記(1)、(2)および(3)なる、そ
れぞれの製造方法における、ビスフェノールF型エポキ
シ樹脂(a−1)のような、いわゆる芳香族系エポキシ
樹脂と、上掲した如き各種の共重合性単量体の混合物、
あるいは、カルボキシル基含有アクリル系樹脂(a−2
)の使用割合は、それらの合計重量を100重量部とし
たとき、固形分重量比で、(a−1)/(a−2)=5
0/50〜90/10なる範囲内が好ましく、エポキシ
基に対して、カルボキシル基が過剰となるような反応基
濃度範囲が好ましい。
[0037] In each of the production methods (1), (2) and (3) above, the so-called aromatic epoxy resin such as bisphenol F type epoxy resin (a-1) and the various types listed above are used. a mixture of copolymerizable monomers,
Alternatively, carboxyl group-containing acrylic resin (a-2
) is used as a solid content weight ratio when the total weight is 100 parts by weight, (a-1)/(a-2) = 5
A range of 0/50 to 90/10 is preferable, and a preferable reactive group concentration range is such that carboxyl groups are in excess of epoxy groups.

【0038】ビスフェノールF型エポキシ樹脂(a−1
)の使用割合が50〜90重量部である場合には、塗膜
の金属に対する密着性に優れるし、しかも、得られる樹
脂(A)の分散安定性が向上する傾向にあるので、好ま
しい。
Bisphenol F type epoxy resin (a-1
) is preferably used in an amount of 50 to 90 parts by weight, since the adhesion of the coating film to metals is excellent and the dispersion stability of the resulting resin (A) tends to improve.

【0039】上記(3)の製造方法におけるビスフェノ
ールF型エポキシ樹脂(a−1)と無水(メタ)アクリ
ル酸との使用割合は、それらの合計重量を100重量部
としたとき、固形分重量比で、樹脂/無水酸=90/1
0〜 99.95/0.05成る範囲内が好ましい。
In the production method (3) above, the usage ratio of bisphenol F type epoxy resin (a-1) and (meth)acrylic anhydride is based on the solid content weight ratio when their total weight is 100 parts by weight. So, resin/acid anhydride=90/1
It is preferably within the range of 0 to 99.95/0.05.

【0040】上記したそれぞれの反応で用いる重合開始
剤は、特に限定されるものではないが、たとえば、アゾ
ビスイソブチロニトリルやベンゾイルパーオキサイドな
どの、通常の重合開始剤が特に代表的なものとして挙げ
られる。
[0040] The polymerization initiators used in each of the above reactions are not particularly limited, but typical examples include common polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile and benzoyl peroxide. It is mentioned as.

【0041】これらの重合開始剤の使用量は、特に限定
されるものではないが、共重合性単量体の合計重量の0
.01〜20重量%の範囲が好ましい。有機溶媒として
特に代表的なもののみを例示するにとどめれば、メタノ
ール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノー
ル、n−ブタノール、sec−ブタノール、tert−
ブタノール、イソブタノール、メチルセロソルブ、エチ
ルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ
、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、メチルセ
ロソルブアセテートまたはエチルセロソルブアセテート
などをはじめ、ジオキサン、ジメチルホルムアミドまた
はダイアセトンアルコールのような、各種の親水性有機
溶媒;酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、シクロヘキサノン、トルエンまたはキシレ
ンの如き、各種の親油性有機溶媒などである。
[0041] The amount of these polymerization initiators used is not particularly limited;
.. A range of 0.01 to 20% by weight is preferred. Examples of particularly typical organic solvents include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, and tert-butanol.
Various hydrophilic substances such as dioxane, dimethylformamide or diacetone alcohol, including butanol, isobutanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl carbitol, butyl carbitol, methyl cellosolve acetate or ethyl cellosolve acetate, etc. various lipophilic organic solvents such as ethyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, toluene or xylene.

【0042】これらは単独使用でも2種以上を併用して
もよく、必要に応じて、水とこれらの有機溶媒とを併用
してもよい。上記した(1)〜(3)の方法で得られる
樹脂(A)のカルボキシル基の中和に使用できる塩基性
化合物としては、通常の無機塩基および有機塩基が、い
ずれも使用できる。
These may be used alone or in combination of two or more, and if necessary, water and these organic solvents may be used in combination. As the basic compound that can be used to neutralize the carboxyl groups of the resin (A) obtained by the above methods (1) to (3), both ordinary inorganic bases and organic bases can be used.

【0043】そのうち、無機塩基として特に代表的なも
ののみを例示するにとどめれば、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムなど
が、他方、有機塩基として特に代表的なもののみを例示
するに止めれば、アンモニアをはじめ、トリメチルアミ
ン、トリエチルアミンもしくはブチルアミンの如きアル
キルアミン類:ジメチルアミノエタノール、ジエタノー
ルアミンもしくはアミノメチプロパノールの如きアルコ
ールアミン類;またはモルホリンなどである。
Among these, only particularly representative inorganic bases are exemplified by sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, etc. On the other hand, only particularly representative organic bases are listed. Examples include ammonia, alkylamines such as trimethylamine, triethylamine or butylamine; alcohol amines such as dimethylaminoethanol, diethanolamine or aminomethylpropanol; or morpholine.

【0044】また、エチレンジアミン、ジエチレントリ
アミンの如き多価アミンも使用できる。上記した塩基性
化合物としては、アンモニアや揮発性のアミン類は、塗
膜中に残留せずに、耐水性を良くする傾向があるので、
好ましい。
Polyvalent amines such as ethylenediamine and diethylenetriamine can also be used. Among the basic compounds mentioned above, ammonia and volatile amines tend to improve water resistance without remaining in the coating film.
preferable.

【0045】塩基性化合物の使用量としては、分散体の
pHが5以上となるような量が好ましい。特に、本発明
で用いるカルボキシル基含有自己乳化性エポキシ樹脂(
A)中のカルボキシル基の少なくとも一部を、塩基性化
合物で中和し、水性媒体中に分散させたのち、この樹脂
分散体を加熱することにより、微小な粒子の中で残存す
るエポキシ基とカルボキシル基との反応を行なわせ、三
次元網目構造を有するミクロゲル粒子を得ることができ
る。
The amount of the basic compound used is preferably such that the pH of the dispersion is 5 or more. In particular, the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin used in the present invention (
After neutralizing at least a portion of the carboxyl groups in A) with a basic compound and dispersing it in an aqueous medium, by heating this resin dispersion, the epoxy groups remaining in the microparticles are removed. By reacting with carboxyl groups, microgel particles having a three-dimensional network structure can be obtained.

【0046】ただし、かかるカルボキシル基含有自己乳
化性エポキシ樹脂(A)の合成方法(2)のときには、
エポキシ基を残すように、部分エステル化反応せしめる
必要がある。
However, in the synthesis method (2) of the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin (A),
It is necessary to carry out a partial esterification reaction so as to leave an epoxy group.

【0047】このミクロゲル粒子を得る反応は、当該カ
ルボキシル基含有自己乳化性エポキシ樹脂(A)の合成
に用いた溶媒を含有する樹脂分散体の状態で行うことも
できるし、また、溶媒を蒸留によって留去したのちに行
うこともできる。
The reaction for obtaining microgel particles can be carried out in the state of a resin dispersion containing the solvent used in the synthesis of the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin (A), or the solvent can be removed by distillation. This can also be done after leaving the country.

【0048】この反応は、通常、50〜95℃で 0.
5〜100時間のあいだ行われる。このようなミクロゲ
ル粒子化した当該エポキシ樹脂(A)は、特に高温短時
間の、あるいは、低温での焼付けが行なわれる場合の、
硬化不足に対して良好な改良効果を示す。
[0048] This reaction is normally carried out at 50 to 95°C.
It lasts between 5 and 100 hours. The epoxy resin (A) in the form of microgel particles is particularly effective when baking is performed at high temperatures for a short time or at low temperatures.
Shows good improvement effect on insufficient curing.

【0049】つまり、加工性ならびに密着性は勿論のこ
と、衛生性の面でも、水抽出分を少なくし、ひいては、
水フレーバー性を良くする利点を持つ。カルボキシル基
含有自己乳化性エポキシ樹脂(A)は、テトラヒドロフ
ランの如き、各種のエーテル類;N−メチル−2−ピロ
リドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド
もしくはジメチルスルホキシドの如き、各種の非プロト
ン性極性溶媒などに可溶性の非ゲル状の樹脂であるが、
水分散化したのち、加熱処理することによって、溶媒に
不溶性の三次元網目構造のミクロゲル体となる。
[0049] In other words, in terms of processability and adhesion, as well as hygiene, water extraction is reduced, and as a result,
It has the advantage of improving water flavor properties. The carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin (A) is compatible with various ethers such as tetrahydrofuran; various aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide or dimethylsulfoxide, etc. Although it is a soluble non-gel resin,
After dispersion in water, heat treatment results in a microgel with a three-dimensional network structure that is insoluble in solvents.

【0050】この反応の反応率の測定は、反応生成物が
ミクロゲル体となって、溶媒に対して不溶性となる処か
ら、エポキシ基の残存量を追跡する方法によっては不可
能であるが、便宜的には、水性媒体が濁った状態での酸
価を追跡すればよく、これによって反応率を推定するこ
とができる。
The reaction rate of this reaction cannot be measured by the method of monitoring the remaining amount of epoxy groups, since the reaction product becomes a microgel and is insoluble in the solvent, but it is not possible to measure the reaction rate by a method of monitoring the remaining amount of epoxy groups. Specifically, it is sufficient to track the acid value when the aqueous medium is cloudy, and the reaction rate can be estimated from this.

【0051】こうした方法によれば、ほぼ、反応系に残
存するエポキシ基に相当するカルボキシル基の消費が認
められ、その後の酸価は一定になる。アミンを含む水中
での反応であるにも拘らず、エポキシ基はカルボキシル
基と反応することによって、実質的に、完全に消費され
る。
According to this method, the carboxyl groups corresponding to the epoxy groups remaining in the reaction system are almost consumed, and the acid value becomes constant thereafter. Even though the reaction is carried out in water containing an amine, the epoxy groups are virtually completely consumed by reacting with the carboxyl groups.

【0052】本発明において水性媒体とは、少なくとも
10重量%以上が水である、水単独あるいは、親水性有
機溶剤との混合物を意味する。本発明で用いることが出
来る親水性有機溶剤として特に代表的なもののみを例示
するに止めれば、メタノール、エタノール、n−プロパ
ノール、イソプロパノール、n−ブタノール、sec−
ブタノール、tert−ブタノール、イソブタノールの
如きアルキルアルコール類;メチルセロソルブ、エチル
セロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、
ヘキシルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカル
ビトール、ブチルカルビトールの如きグリコールエーテ
ル類;またはメチルセロソルブアセテート、エチルセロ
ソルブアセテートの如きグリコールエーテルエステル類
などであり、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、テト
ラヒドロフラン、メチルエチルケトン、ダイアセトンア
ルコールなどである。
In the present invention, the aqueous medium means at least 10% by weight of water, either alone or in a mixture with a hydrophilic organic solvent. Typical examples of hydrophilic organic solvents that can be used in the present invention include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-
Alkyl alcohols such as butanol, tert-butanol, isobutanol; methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, butyl cellosolve,
Glycol ethers such as hexyl cellosolve, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol; or glycol ether esters such as methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, dioxane, dimethylformamide, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, diacetone alcohol, etc. etc.

【0053】必要に応じて、親油性有機溶剤を用いるこ
とは、何ら、差し支えがない。かくして得られる水性樹
脂組成物から、そこに含有される有機溶剤を減らす必要
がある場合には、カルボキシル基含有自己乳化性エポキ
シ樹脂(A)を製造するさいに、沸点が低く、水と共沸
するよな有機溶剤、たとえば、アセトン、メチルエチル
ケトン、n−ブタノールまたはブチルセロソルブなどを
、水と併用して水性媒体中に分散せしめたのち、常圧も
しくは減圧にて蒸留すれば、安定的に、有機溶剤の含有
率の低い水性樹脂組成物を、容易に得ることができる。
There is no problem in using a lipophilic organic solvent if necessary. When it is necessary to reduce the organic solvent contained in the aqueous resin composition obtained in this way, when producing the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin (A), it is necessary to reduce the amount of organic solvent contained in the aqueous resin composition. If a suitable organic solvent such as acetone, methyl ethyl ketone, n-butanol or butyl cellosolve is dispersed in an aqueous medium in combination with water and then distilled at normal pressure or reduced pressure, the organic solvent can be stably dissolved. It is possible to easily obtain an aqueous resin composition with a low content of .

【0054】本発明の金属被覆用水性樹脂組成物には、
さらに、必要に応じて、塗膜の密着性や開口性などを高
めるために、硬化剤として、フェノール樹脂を添加して
もよい。
The aqueous resin composition for metal coating of the present invention includes:
Furthermore, if necessary, a phenolic resin may be added as a curing agent in order to improve the adhesion and openness of the coating film.

【0055】かかるフェノール樹脂として特に代表的な
もののみを例示するに止めれば、ビスフェノールAまた
はビスフェノールFの如き、各種の4官能性のフェノー
ル化合物、石炭酸、m−エチルフェノール、3,5−キ
シレノール、m−メトキシフェノールの如き3官能のフ
ェノール化合物もしくはp−クレゾール、o−クレゾー
ル、p−tert−ブチルフェノール、p−エチルフェ
ノール、2,3−キシレノール、m−メトキシフェノー
ルの如き、各種の2官能性のフェノールと、ホルムアル
デヒドとを、アルカリ触媒の存在下で、合成したもので
ある。
Typical examples of such phenol resins include various tetrafunctional phenol compounds such as bisphenol A or bisphenol F, carbolic acid, m-ethylphenol, 3,5-xylenol, Trifunctional phenolic compounds such as m-methoxyphenol or various difunctional phenolic compounds such as p-cresol, o-cresol, p-tert-butylphenol, p-ethylphenol, 2,3-xylenol, and m-methoxyphenol. It is synthesized from phenol and formaldehyde in the presence of an alkali catalyst.

【0056】また、フェノール樹脂に含有されるメチロ
ール基の一部ないしは全部を、炭素数が1〜12なるア
ルコール類によってエーテル化した形のものを使用する
こともできる。
It is also possible to use a phenolic resin in which part or all of the methylol groups contained in the phenol resin are etherified with an alcohol having 1 to 12 carbon atoms.

【0057】本発明の水性樹脂組成物には、必要に応じ
て、塗装性を改良するための溶剤、界面活性剤、または
消泡剤などを加えることもまた、可能である。また、本
発明の金属被覆用水性樹脂組成物に、加工時の塗膜の傷
付きを防ぐ目的で、滑剤である、公知慣用の各種のワッ
クス類を添加することも可能である。
[0057] It is also possible to add a solvent, a surfactant, an antifoaming agent, etc. to the aqueous resin composition of the present invention, if necessary, in order to improve the coating properties. Furthermore, it is also possible to add various known and commonly used waxes as lubricants to the aqueous resin composition for metal coating of the present invention for the purpose of preventing damage to the coating film during processing.

【0058】本発明の水性樹脂組成物は、アルミニュー
ム、錫メッキ鋼板、あるいは、前処理した金属、さらに
は、スチールの如き、各種の金属素材または製品への被
覆用として有用であるが、木材の如き、他の素材や加工
品への被覆剤として用いてもよいことは、勿論である。
The aqueous resin composition of the present invention is useful for coating various metal materials or products such as aluminum, tin-plated steel sheets, pretreated metals, and even steel, but wood Of course, it may also be used as a coating agent for other materials or processed products, such as.

【0059】最も好ましい用途としては、飲食物などに
用られる、各種の金属容器への内面塗装に使用すること
であって、塗膜には耐水性があり、塗膜から缶内容物へ
の低分子化合物の溶出がなく、加えて、非常に塗膜の不
浸透性が高いので、缶内部に貯蔵する飲食物の、天然の
味または香りを変質させないと共に、加工性ならびに開
口性にも優れている被覆品が得られる。
The most preferable application is to use it for coating the inner surfaces of various metal containers used for food and drink, etc. The coating film is water resistant and there is no leakage from the coating film to the contents of the can. There is no elution of molecular compounds, and in addition, the coating film is extremely impermeable, so it does not alter the natural taste or aroma of the food or drink stored inside the can, and has excellent processability and opening properties. A coated product is obtained.

【0060】さらに、本発明の金属被覆用水性樹脂組成
物は、高温短時間の焼付け条件においても発泡すること
がなく、かつ、厚膜塗装が可能であると共に、加工性な
らびに耐食性が良好である処から、溶接缶の溶接部補正
塗料としても有用である。
Furthermore, the aqueous resin composition for metal coating of the present invention does not foam even under high-temperature and short-time baking conditions, allows thick film coating, and has good processability and corrosion resistance. Therefore, it is also useful as a weld correction paint for welded cans.

【0061】本発明の水性樹脂組成物の塗装方法として
は、エアースプレー、エアレススプレーまたは静電スプ
レーの如き、各種のスプレー塗装が好ましいが、浸漬塗
装、ロールコーター塗装ならびに電着塗装なども可能で
ある。
[0061] As a coating method for the aqueous resin composition of the present invention, various spray coatings such as air spray, airless spray or electrostatic spray are preferred, but dipping coating, roll coater coating and electrodeposition coating are also possible. be.

【0062】また、焼付け条件としては、120〜28
0℃で、10秒〜30分間なる範囲内が好ましい。本発
明の水性樹脂組成物は、用途に応じて、それぞれ、適当
な防錆剤、顔料、充填剤などを配合して、防錆プライマ
ー、印刷インキ、あるいは、防食防錆塗料などに使用す
ることもできる。
[0062] Also, the baking conditions are 120 to 28
The temperature is preferably 10 seconds to 30 minutes at 0°C. The aqueous resin composition of the present invention can be used as a rust-preventing primer, printing ink, anti-corrosion paint, etc. by adding appropriate rust preventive agents, pigments, fillers, etc., depending on the purpose. You can also do it.

【0063】次に、本発明を実施例により、一層、具体
的に説明する。以下において、特に断りのない限り、部
および%は、すべて重量基準であるものとする。 実施例  1   (カルボキシル基含有自己乳化性エポキシ樹脂の調
製例)  (1)  n−ブタノール        
                        1
20部  (2)  ビスフェノールF型エポキシ樹脂
                150部  (3)
  メタクリル酸                 
                   25部  (
4)  スチレン                 
                       10
部  (5)  エチルアクリレート        
                        2
部  (6)  過酸化ベンゾイル         
                         
3部  (7)  n−ブタノール         
                         
10部窒素ガス置換した4つ口フラスコに、(1)と(
2)とを仕込み、加熱溶解した。この溶液に、(3)〜
(7)なる、それぞれの原料成分を均一に混合したもの
を、フラスコ内を110℃に保ちながら、攪拌しつつ、
2時間かけて、徐々に、滴下した。
Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. In the following, unless otherwise specified, all parts and percentages are based on weight. Example 1 (Preparation example of carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin) (1) n-butanol
1
20 parts (2) Bisphenol F type epoxy resin 150 parts (3)
methacrylic acid
25 copies (
4) Styrene
10
Part (5) Ethyl acrylate
2
Part (6) Benzoyl peroxide

3 parts (7) n-butanol

(1) and (
2) were added and heated to dissolve. Add (3) to this solution.
(7) While stirring each raw material component while keeping the inside of the flask at 110°C,
It was gradually added dropwise over 2 hours.

【0064】滴下終了後も、さらに同温度で4時間攪拌
し、固形分が58%なるカルボキシル基含有自己乳化性
エポキシ樹脂溶液を得た。ここで用いたビスフェノール
F型エポキシ樹脂は、数平均分子量が6,850で、エ
ポキシ当量が5,700であって、かつ、分子量分布を
示す重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)な
る比が4.5のものであった。
After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 4 hours at the same temperature to obtain a carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin solution with a solid content of 58%. The bisphenol F type epoxy resin used here has a number average molecular weight of 6,850, an epoxy equivalent weight of 5,700, and a molecular weight distribution of weight average molecular weight (Mw)/number average molecular weight (Mn). The ratio was 4.5.

【0065】   (当該カルボキシル基含有自己乳化性エポキシ樹脂
の水分散化)  (8)  上記カルボキシル基含有自
己乳化性エポキシ樹脂溶液    100部  (9)
  ジメチルエタノールアミン           
                     4部  
(10)イオン交換水               
                         
260部  窒素ガスを封入した4つ口フラスコに(8
)を仕込み、これを100℃まで加熱し、(9)と(1
0)との混合液を、攪拌しながら、10分かけて滴下し
、目的とする樹脂の水性分散体を得た。
(Water dispersion of the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin) (8) 100 parts of the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin solution (9)
dimethylethanolamine
4th part
(10) Ion exchange water

260 parts into a 4-necked flask filled with nitrogen gas (8
), heat it to 100℃, and prepare (9) and (1).
0) was added dropwise over 10 minutes while stirring to obtain the desired aqueous dispersion of the resin.

【0066】さらに、減圧下にて、n−ブタノールと水
とを共沸蒸留によって130部留去し、不揮発分が25
%なる、溶剤を含まない目的樹脂の水性分散体を得た。
Furthermore, 130 parts of n-butanol and water were distilled off by azeotropic distillation under reduced pressure, and the nonvolatile content was reduced to 25
A solvent-free aqueous dispersion of the target resin was obtained.

【0067】(塗料化) (15)上記水性分散体              
100部(16)フェノール樹脂          
        0.6部(17)ヘキシルセロソルブ
              6部(15)〜(17)
を混合し、充分攪拌することにより塗料を得た。
(Painting) (15) The above aqueous dispersion
100 parts (16) phenolic resin
0.6 parts (17) Hexyl cellosolve 6 parts (15) to (17)
A paint was obtained by mixing and stirring thoroughly.

【0068】ここで用いたフェノール樹脂は、「EP−
560」(米国モンサント社製のレゾール型フェノール
樹脂)であり、部分的にブチルエーテル化されているも
のであって、不揮発分が72%なるものであった。
The phenolic resin used here was “EP-
560'' (a resol type phenolic resin manufactured by Monsanto, USA), which was partially butyl etherified and had a nonvolatile content of 72%.

【0069】実施例  2 ビスフェノールF型エポキシ樹脂の代わりに、下記する
如きビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いるように変
更した以外は、実施例1と同様にして、水性分散体を得
た。
Example 2 An aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that the following bisphenol F type epoxy resin was used instead of the bisphenol F type epoxy resin.

【0070】以後も、実施例1と同様にして塗料化を行
った。ここで用いたビスフェノールF型エポキシ樹脂は
、数平均分子量が5,600で、エポキシ当量が4,9
00であって、かつ、Mw/Mnが4.8であった。
Thereafter, coating was carried out in the same manner as in Example 1. The bisphenol F type epoxy resin used here has a number average molecular weight of 5,600 and an epoxy equivalent of 4.9.
00, and Mw/Mn was 4.8.

【0071】実施例3 (カルボキシル基含有アクリル樹脂の合成)(a)  
n−ブタノール                67
0部(b)  スチレン              
        180部(c)  エチルアクリレー
ト              45部(d)  メタ
クリル酸                  225
部(e)  過酸化ベンゾイル           
       3部まず、(a)を窒素ガス置換した4
つ口フラスコに仕込み、攪拌溶解しながら100℃に保
って、この中に、(b)〜(e)を混合溶解したものを
、2時間かけて徐々に滴下した。
Example 3 (Synthesis of carboxyl group-containing acrylic resin) (a)
n-butanol 67
0 parts (b) Styrene
180 parts (c) Ethyl acrylate 45 parts (d) Methacrylic acid 225
Part (e) Benzoyl peroxide
3 parts First, (a) was replaced with nitrogen gas 4
The mixture was placed in a neck flask and maintained at 100° C. while stirring and dissolving, into which a mixed and dissolved mixture of (b) to (e) was gradually added dropwise over 2 hours.

【0072】滴下終了後も、さらに同温度で3時間攪拌
し、固形分が40%なる、カルボキシル基含有アクリル
樹脂溶液を得た。
After the dropwise addition was completed, stirring was continued for 3 hours at the same temperature to obtain a carboxyl group-containing acrylic resin solution with a solid content of 40%.

【0073】   (カルボキシル基含有自己乳化性エポキシ樹脂の合
成)  (f)  実施例1で用いたビスフェノールF
型エポキシ樹脂    150部  (e)  上記カ
ルボキシル基含有アクリル樹脂溶液         
   238部  (h)  n−ブタノール    
                         
       250部  (i)  ジメチルエタノ
ールアミン                    
      20部まず、(f)〜(h)を窒素ガス置
換した4つ口フラスコに仕込み、100℃で2時間攪拌
することによって完全に溶解したのちに、80℃に冷却
した。
(Synthesis of carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin) (f) Bisphenol F used in Example 1
Type epoxy resin 150 parts (e) The above carboxyl group-containing acrylic resin solution
238 parts (h) n-butanol

250 parts (i) Dimethylethanolamine
20 parts (f) to (h) were first charged into a four-necked flask purged with nitrogen gas, stirred at 100°C for 2 hours to completely dissolve, and then cooled to 80°C.

【0074】この溶液に、(i)を仕込んで1時間攪拌
することによって、固形分が48%なる、カルボキシル
基含有自己乳化性エポキシ樹脂の溶液を得た。この時点
で、エポキシ基は56%反応し、非ゲル状の樹脂反応物
の酸価は、固型分換算で121であった。
By adding (i) to this solution and stirring for 1 hour, a solution of a carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin having a solid content of 48% was obtained. At this point, 56% of the epoxy groups had reacted, and the acid value of the non-gelled resin reactant was 121 in terms of solid content.

【0075】   (カルボキシル基含有自己乳化性エポキシ樹脂の水
分散化)  (j)  上記自己乳化性エポキシ樹脂溶
液        100部  (k)  イオン交換
水                        
      194部窒素ガスを封入した4つ口フラス
コに、(j)を仕込んで、これを50℃まで加熱し、攪
拌しながら、(k)を30分かけて滴下し、固形分が1
6.3%なるカルボキシル基含有自己乳化性エポキシ樹
脂の水性分散体を得た。
(Water dispersion of carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin) (j) 100 parts of the above self-emulsifying epoxy resin solution (k) Ion-exchanged water
(j) was charged into a four-necked flask filled with 194 parts of nitrogen gas, heated to 50°C, and while stirring, (k) was added dropwise over 30 minutes until the solid content was 1.
An aqueous dispersion of 6.3% carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin was obtained.

【0076】さらに、減圧下にて、n−ブタノールと水
とを、共沸蒸留によって留去し、不揮発分が25%なる
、溶剤を含まないカルボキシル基含有自己乳化性エポキ
シ樹脂の水性分散体を得た。
Furthermore, n-butanol and water were distilled off by azeotropic distillation under reduced pressure to obtain a solvent-free aqueous dispersion of carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin with a nonvolatile content of 25%. Obtained.

【0077】 さらに、実施例1と同様にして塗料化した。 実施例  4 実施例1で得られた、カルボキシル基含有自己乳化性エ
ポキシ樹脂の水性分散体を80℃に保って攪拌を続けた
処、5時間後には、テトラヒドロフランに不溶性のミク
ロゲル体が生成し、水性媒体が濁った状態での酸価を測
定すると、87.5であった。
[0077] Furthermore, a paint was prepared in the same manner as in Example 1. Example 4 When the aqueous dispersion of the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin obtained in Example 1 was kept at 80°C and continued stirring, a microgel insoluble in tetrahydrofuran was formed after 5 hours. When the acid value of the aqueous medium was measured in a cloudy state, it was 87.5.

【0078】その後も、ミクロゲル体は増加し、逆に、
酸価は低下して、10時間以降の酸価は85.5で一定
となった。15時間保持後に冷却して、ミクロゲル体を
含有する水性樹脂分散体を得た。以後は、実施例1と同
様にして塗料化を行った。
[0078] After that, the number of microgel bodies increased, and conversely,
The acid value decreased and became constant at 85.5 after 10 hours. After being held for 15 hours, it was cooled to obtain an aqueous resin dispersion containing microgel bodies. Thereafter, it was made into a paint in the same manner as in Example 1.

【0079】実施例  5 実施例3で得られたカルボキシル基含有自己乳化性エポ
キシ樹脂の水性分散体を、80℃に保って攪拌を続ける
ことよって、ミクロゲル体を含有する水性樹脂分散体を
得た。
Example 5 The aqueous dispersion of the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin obtained in Example 3 was kept at 80°C and continued stirring to obtain an aqueous resin dispersion containing microgels. .

【0080】 以後は、実施例1と同様にして塗料化を行った。 比較例  1 ビスフェノールF型エポキシ樹脂の代わりに、下記する
ようなビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いるように
変更した以外は、実施例1と同様にして、対照用の水性
分散体を得た。
[0080] Thereafter, a coating was formed in the same manner as in Example 1. Comparative Example 1 A control aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that a bisphenol A epoxy resin as described below was used instead of the bisphenol F epoxy resin.

【0081】さらに、実施例1と同様にして塗料化を行
った。ここで用いたビスフェノールA型エポキシ樹脂は
、数平均分子量が6,500で、エポキシ当量が5,2
50であって、かつ、Mw/Mnが3.1なるものであ
った。
[0081] Furthermore, a paint was formed in the same manner as in Example 1. The bisphenol A type epoxy resin used here has a number average molecular weight of 6,500 and an epoxy equivalent of 5.2
50, and Mw/Mn was 3.1.

【0082】比較例  2 ビスフェノールF型エポキシ樹脂の代わりに、下記する
ようなビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いるように
変更した以外は、実施例1と同様にして、対照用の水性
分散体を得た。
Comparative Example 2 A control aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that a bisphenol F type epoxy resin as described below was used instead of the bisphenol F type epoxy resin. .

【0083】さらに、実施例1と同様にして塗料化を行
った。ここで用いたビスフェノールF型エポキシ樹脂は
、数平均分子量が10,200で、エポキシ当量が4,
000であって、かつ、Mw/Mnが2.8なるもので
あった。
[0083] Furthermore, a paint was formed in the same manner as in Example 1. The bisphenol F type epoxy resin used here has a number average molecular weight of 10,200 and an epoxy equivalent of 4.
000, and Mw/Mn was 2.8.

【0084】次に、実施例1〜5ならびに比較例1およ
び2で得られた、それぞれの塗料についての評価を、下
記するような方法によって行なった。それらの結果は、
まとめて、第1表示す。 〔試験用塗装板の作成〕厚さが0.32mmなるアルミ
ニウム板上に、乾燥塗膜の重量が120mg/dm2と
なるように、バーコーターを用いて、各実施例で得られ
た、それぞれの塗料を塗布し、260℃のオーブン中で
20秒間焼き付けたのち、室温まで冷却して、試験用塗
装板とした。 〔密着性〕試験用塗装板に形成された塗膜に、カッター
で1×1mmの碁盤目を100個作成し、その部分に、
粘着テープを貼ったのち、粘着テープを急速に剥離し、
塗膜の剥離状態を観察し、次に示すような3段階によっ
て評価した。
Next, the paints obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated by the following method. Those results are
All are displayed first. [Preparation of coated plates for testing] Each of the coated plates obtained in each example was coated on an aluminum plate with a thickness of 0.32 mm using a bar coater so that the dry coating weight was 120 mg/dm2. The paint was applied, baked for 20 seconds in an oven at 260°C, and then cooled to room temperature to obtain a coated board for testing. [Adhesion] Use a cutter to create 100 1 x 1 mm grid lines on the coating film formed on the test painted board, and apply
After applying the adhesive tape, quickly peel off the adhesive tape,
The peeling state of the coating film was observed and evaluated according to the following three grades.

【0085】○………剥離が全くない △………全体の1〜30%が剥離した ×………全体の31〜100%が剥離した〔加工性〕試
験用塗装板を用い、プレス温度を20℃とし、塗装板温
度を20℃として、製蓋加工せしめた。加工後の塗膜の
損傷の程度を調べるために、蓋の塗装面を対象として、
エナメルレーター(通電試験機)を用い、蓋の上部に、
1%食塩水を満たし、蓋体を陽極として、他方、食塩水
中に陰極を挿入して、電流値を測定し、次に示すような
3段階によって評価した。
○...No peeling △...1 to 30% of the whole peeled off ×...31 to 100% of the whole peeled off [Workability] Using a coated plate for testing, press temperature The lid was made at a temperature of 20°C and a coated plate temperature of 20°C. In order to investigate the degree of damage to the paint film after processing, we conducted tests on the painted surface of the lid.
Using an enamellator (current testing machine), place the
A 1% saline solution was filled, the lid was used as an anode, and a cathode was inserted into the saline solution, and the current value was measured and evaluated according to the following three steps.

【0086】○………電流値が0.5mA未満である△
………電流値が0.5〜5mAである×………電流値が
5mA以上である 〔開口性〕加工性試験と同様にして製蓋加工せしめた蓋
の開口用舌片を引っ張り、開口したさいの、開口部内面
の塗膜の残存度を、次に示すような3段階によって評価
した。
○...The current value is less than 0.5mA△
…The current value is 0.5 to 5 mA × …The current value is 5 mA or more [Openability] Pull the opening tongue of the lid manufactured in the same manner as the workability test Finally, the residual degree of the coating film on the inner surface of the opening was evaluated according to the following three grades.

【0087】○………全く塗膜が残存していない△……
…僅かに塗膜が残っている ×………かなり、塗膜が残っている 〔溶出試験〕100ミリリットルの精製水中に、160
cm2なる、上記試験用塗装版を浸漬し、100℃で1
時間の煮沸処理を行ったのちの、精製水の過マンガン酸
カリウム消費量を測定し、次に示すような3段階によっ
て評価した。
0087: ○... No paint film remains at all △...
...A little paint film remains ×...A lot of paint film remains [Elution test] In 100 ml of purified water, 160
The above test coated plate of cm2 was immersed and heated at 100°C for 1
After the boiling treatment for several hours, the amount of potassium permanganate consumed in the purified water was measured and evaluated according to the following three levels.

【0088】○………消費量が5ppm以下である△…
……消費量が5ppmを超えるが、10ppm以下であ
る ×………消費量が10ppmを超える 〔フレーバー試験(味覚試験)〕直径が5mmなる硬質
ガラス棒を、各実施例で得られた、それぞれの塗料中に
浸し、引き上げてのち自然滴下が無くなってから、26
0℃のオーブン中で、20秒間の焼き付けを行った。こ
れを取り出して冷却したのち、その塗膜表面の100c
m2当たり100ミリリットルなる割合の精製水に浸し
、密栓状態に保って30分間煮沸したのち、20℃に冷
却した。
○...Consumption amount is 5 ppm or less △...
...The consumption amount is more than 5 ppm but not more than 10 ppm ×... The consumption amount is more than 10 ppm [Flavor test (taste test)] A hard glass rod with a diameter of 5 mm was prepared from each of the hard glass rods obtained in each example. After soaking in the paint and pulling it out, after the natural dripping has stopped, 26
Baking was performed for 20 seconds in an oven at 0°C. After taking it out and cooling it, 100cm of the surface of the coating film was
It was immersed in purified water at a rate of 100 ml per m2, kept tightly sealed, boiled for 30 minutes, and then cooled to 20°C.

【0089】対照品(ブランク)として、同様のガラス
棒を用い、塗料に浸すことなく、260℃のオーブン中
で20秒間焼き付け、それ以外は、全く、同様に処理し
て対照用の水を調製し、これに対する上記試験水(精製
水)の臭いと味とを比較し、次に示すような3段階によ
って評価した。
[0089] As a control product (blank), a similar glass rod was used and baked in an oven at 260°C for 20 seconds without being immersed in the paint, and other than that, water for control was prepared in the same manner. The odor and taste of the above test water (purified water) were compared and evaluated using the following three grades.

【0090】 ○………臭いと味に、実質的に、差が認められない△…
……臭いと味に、疑わしい差(有意差)が認められる ×………臭いと味に、明らかに差(顕著なる差)が認め
られる
○… There is virtually no difference in smell and taste △…
...There is a suspicious difference (significant difference) in odor and taste × ...There is a clear difference (remarkable difference) in smell and taste

【0091】[0091]

【発明の効果】本発明の金属被覆用水性樹脂組成物は、
火災や公害の心配が小さく、安全衛生性に優れるし、塗
膜の密着性に優れるし、加工性もまた、著しく良好であ
る。
[Effect of the invention] The aqueous resin composition for metal coating of the present invention is
There is little fear of fire or pollution, it is excellent in safety and hygiene, it has excellent paint film adhesion, and it is also extremely easy to process.

【0092】加えて、缶内面用塗料として用いたさいに
は、塗膜からの水抽出物が非常に少ない処から、食品衛
生性にも優れているし、開口性もまた、著しく優れてい
る。
In addition, when used as a paint for the inside of a can, it has excellent food sanitation properties as there is very little water extractable from the paint film, and its opening properties are also extremely good. .

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】数平均分子量が3,000〜8,000で
、かつ、エポキシ当量が2,000〜8,000なるビ
スフェノールF型エポキシ樹脂を用いて得られるカルボ
キシル基含有自己乳化性エポキシ樹脂を、塩基の存在下
に、水性媒体中に分散せしめて成る、金属被覆用水性樹
脂組成物。
Claim 1: A carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin obtained using a bisphenol F type epoxy resin having a number average molecular weight of 3,000 to 8,000 and an epoxy equivalent of 2,000 to 8,000. , an aqueous resin composition for metal coating, which is dispersed in an aqueous medium in the presence of a base.
【請求項2】前記したカルボキシル基含有自己乳化性エ
ポキシ樹脂が、アクリル変性のエポキシ樹脂である、請
求項1に記載された金属被覆用水性樹脂組成物。
2. The aqueous resin composition for metal coating according to claim 1, wherein the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin is an acrylic-modified epoxy resin.
【請求項3】前記したカルボキシル基含有自己乳化性エ
ポキシ樹脂がミクロゲル化したものである、請求項2に
記載された金属被覆用水性樹脂組成物。
3. The aqueous resin composition for metal coating according to claim 2, wherein the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin is microgelled.
【請求項4】前記したカルボキシル基含有自己乳化性エ
ポキシ樹脂のほかに、さらに、フェノール樹脂をも含有
するものである、請求項1または2に記載された金属被
覆用水性樹脂組成物。
4. The aqueous resin composition for metal coating according to claim 1, which further contains a phenol resin in addition to the carboxyl group-containing self-emulsifying epoxy resin.
【請求項5】缶の蓋内面用として用いられるものである
、請求項1〜4のいずれか一つに記載された金属被覆用
水性樹脂組成物。
5. The aqueous resin composition for metal coating according to any one of claims 1 to 4, which is used for the inner surface of a can lid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012167193A (en) * 2011-02-15 2012-09-06 Kansai Paint Co Ltd Aqueous adhesive for metal

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