WO2020085260A1 - 水性樹脂組成物、その製造方法およびその利用 - Google Patents

水性樹脂組成物、その製造方法およびその利用 Download PDF

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WO2020085260A1
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aqueous
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resin composition
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匠 伊藤
白石 諭勲
芳峰 坂元
謙太 下道
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株式会社日本触媒
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
    • C08F2/22Emulsion polymerisation
    • C08F2/24Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/26Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C09D123/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers
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    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes

Definitions

  • the present invention relates to an aqueous resin composition, a method for producing the same, and its use.
  • Molded products of polyolefins such as polyethylene and polypropylene are used for parts such as vehicle bumpers, vehicle moldings, and home electric appliances.
  • the surface is coated with a top coat paint, and in the coating, a primer is previously coated in order to improve the adhesion between the top coat film and the molded product.
  • a primer a solvent-based primer containing a chlorinated polyolefin has been conventionally used, but in recent years, an aqueous paint that does not use an organic solvent and halogen has been developed in consideration of the environment (for example, Patent Document 1). ⁇ 3).
  • An aspect of the present invention is to provide an aqueous resin composition having excellent adhesion to a polyolefin substrate and a method for producing the same.
  • the present inventors have conducted extensive studies in order to solve the above problems, a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group, and an aqueous resin composition containing an acrylic resin containing a specific structural unit, a polyolefin substrate. It was found that an aqueous resin composition having excellent adhesiveness can be realized, and the present invention was completed.
  • the aqueous resin composition according to one embodiment of the present invention is a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group and an acrylic resin, and includes a surfactant-derived structural unit having a polymerizable group as a structural unit. It includes an acrylic resin and an aqueous medium.
  • the method for producing an aqueous resin composition includes a polyolefin aqueous dispersion (A) containing a carboxyl group-containing non-chlorinated polyolefin and an aqueous medium, and an interface having a polymerizable group. It includes a step of mixing with an acrylic resin aqueous dispersion (B) obtained by emulsion-polymerizing a monomer in the presence of an activator.
  • A polyolefin aqueous dispersion
  • B acrylic resin aqueous dispersion obtained by emulsion-polymerizing a monomer in the presence of an activator.
  • an aqueous resin composition having excellent adhesion to a polyolefin substrate can be realized.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention is not limited to the respective configurations described below, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and the technical means disclosed in different embodiments or examples can be applied. Embodiments and examples obtained by appropriately combining them are also included in the technical scope of the present invention.
  • the “adhesiveness” means the adhesiveness to a polyolefin substrate and is a physical property evaluated by the initial adhesiveness evaluation (cross-cut test) described in Examples described later.
  • the “peel strength” is the peel strength between the polyolefin base material and the coating film after sticking a gum tape on the coating film for evaluation and left standing at 23 ° C.
  • peel strength evaluation peel strength test
  • a to B representing a numerical range means “A or more and B or less”.
  • An aqueous resin composition according to an embodiment of the present invention is a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group, and an acrylic resin, an acrylic resin containing a constitutional unit derived from a surfactant having a polymerizable group as a constitutional unit. It contains a resin and an aqueous medium.
  • the aqueous resin composition according to one embodiment of the present invention contains a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group, an acrylic resin, and an aqueous medium, and the acrylic resin has a polymerizable group as a constitutional unit. It contains a constitutional unit derived from a surfactant.
  • the aqueous resin composition according to one embodiment of the present invention contains a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group.
  • the non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group may be a non-chlorinated polyolefin as long as it has a carboxyl group bonded thereto.
  • Examples of the non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group include acid-modified non-chlorinated polyolefin.
  • the acid-modified non-chlorinated polyolefin is at least one selected from the group consisting of unsaturated carboxylic acids, acid anhydrides of unsaturated carboxylic acids, and derivatives of unsaturated carboxylic acids (hereinafter, in the present specification. It may be referred to as “unsaturated carboxylic acid etc.”), and non-chlorinated polyolefin acid-modified with (for example, unsaturated carboxylic acid is graft-copolymerized with unchlorinated polyolefin).
  • the following copolymers can be used.
  • the above-mentioned polyolefin is not particularly limited as long as it is obtained by polymerizing an olefin compound.
  • the olefin compound include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, and 4-methyl-1-pentene.
  • the polyolefin may be a homopolymer obtained by polymerizing one of these olefin compounds, or a copolymer obtained by copolymerizing two or more of these olefin compounds. Among them, the copolymer is More preferable.
  • the polyolefin when it is a copolymer, it may be a random copolymer, a block copolymer, or a graft copolymer. Above all, the olefin compound is more preferably ethylene or propylene.
  • polystyrene resin examples include homopolymers such as polyethylene and polypropylene, and poly ⁇ -olefin copolymers obtained by copolymerizing a monomer containing ⁇ -olefin.
  • poly ⁇ -olefin for example, a propylene- ⁇ -olefin copolymer is more preferable.
  • the propylene- ⁇ -olefin copolymer is obtained by copolymerizing ⁇ -olefin with propylene as a main component.
  • ⁇ -olefin for example, ethylene, 1-butene, 1-heptene, 1-octene, 4-methyl-1-pentene and the like can be used alone or in combination of two or more.
  • 1-butene is more preferable.
  • the polyolefin those containing propylene as a constitutional unit are preferable from the viewpoint of the adhesiveness of the formed coating film, and in this case, the content of the propylene unit in the polyolefin is the adhesiveness of the formed coating film or the like. From this viewpoint, it is preferably 50% by mass to 100% by mass, more preferably 70% by mass to 99% by mass.
  • polyolefin examples include, for example, HARDREN (registered trademark) NZ-1004, NZ-1015 (manufactured by Toyobo Co., Ltd.); Arrow Base (registered trademark) DA, TD, SB, TC, SE, and YA. , DB and the like, or Arrowbase (registered trademark) SB-1200, SE-1200, SD-1200, DA-1010, DB-4010 and the like (manufactured by Unitika Ltd.).
  • the method for producing the polyolefin is not particularly limited, but for example, polyolefin polymerized by using a metallocene catalyst has uniform crystallinity and excellent solubility in a solvent, which is preferable.
  • the melting point Tm of the polyolefin is 60 to 125 ° C., preferably 60 to 100 ° C., and more preferably 60 to 90 ° C. from the viewpoint of improving the adhesion of the formed coating film.
  • Examples of the unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid, aconitic acid, and crotonic acid.
  • Examples of the acid anhydride of the unsaturated carboxylic acid include maleic anhydride and itaconic anhydride.
  • Examples of the acid anhydride derivatives of unsaturated carboxylic acids include half esters and half amides of unsaturated carboxylic acids. Among the unsaturated carboxylic acids and the like, it is more preferable to use acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride or the like.
  • the amount of graft polymerization with the unsaturated carboxylic acid or the like can be appropriately changed according to the physical properties desired for the formed coating film, but is preferably 0.1 based on the solid mass of the polyolefin having a carboxyl group. It is from 10% by mass to 10% by mass, more preferably from 1% by mass to 5% by mass. Since the polyolefin can be stably dispersed in water, the graft polymerization amount of the unsaturated carboxylic acid or the like, in other words, the content of the unsaturated carboxylic acid or the like is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less.
  • Examples of the method for graft-copolymerizing the unsaturated carboxylic acid or the like on the polyolefin include known methods such as a solution method and a melting method.
  • the solution method is, for example, as follows. That is, after dissolving at least one kind of the polyolefin in an aromatic organic solvent such as toluene at 100 to 180 ° C., at least one kind selected from the unsaturated carboxylic acid and the like is added, and a radical generator is further added. Add all at once or in divided portions to react.
  • the melting method is, for example, as follows. That is, at least one kind of the polyolefin is heated and melted to a temperature equal to or higher than the melting point, and then at least one kind selected from the unsaturated carboxylic acid and the like is added and reacted with a radical generator.
  • radical generator examples include benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide and the like, which can be selected depending on the reaction temperature and the decomposition temperature.
  • the weight average molecular weight of the non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group is preferably 5,000 to 200,000, more preferably 30,000 to 120,000.
  • the weight average molecular weight is 5000 or more, the final aqueous resin composition is excellent in adhesiveness and peel strength, which is preferable.
  • the weight average molecular weight is 200,000 or less, dispersion in water is favorably performed, which is preferable.
  • the weight average molecular weight is a polystyrene-equivalent molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group may be used alone or in combination of two or more.
  • the non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group is mixed with an acrylic resin aqueous dispersion (B) described below in the form of a polyolefin aqueous dispersion (A) dispersed in an aqueous medium. sell.
  • the polyolefin aqueous dispersion (A) contains a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group and an aqueous medium.
  • the polyolefin aqueous dispersion (A) may contain a polyolefin other than the non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group.
  • water is usually used as the aqueous medium in the present specification, but a hydrophilic organic solvent such as a lower alcohol such as methanol or ethanol may be used in combination, if necessary.
  • the content rate of the non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group in the polyolefin aqueous dispersion (A) may be appropriately adjusted depending on the finally obtained aqueous dispersion and primer composition. It is 5% by mass to 60% by mass, preferably 10% by mass to 50% by mass, more preferably 15% by mass to 45% by mass, further preferably 20% by mass with respect to the dispersion (A). % To 40% by mass.
  • the reaction liquid obtained in the step of graft-copolymerizing the unsaturated carboxylic acid or the like with the polyolefin may be used as it is.
  • the aqueous resin composition according to one embodiment of the present invention contains an acrylic resin, and the acrylic resin contains a structural unit derived from a surfactant having a polymerizable group as a structural unit.
  • acrylic resin for example, an acrylic resin containing a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester and a structural unit derived from a surfactant having a polymerizable group can be preferably used.
  • (meth) acrylic means “methacrylic” and "acrylic.”
  • Preferred examples of the (meth) acrylic acid ester used as a monomer include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl.
  • the (meth) acrylic acid ester is more preferably an alkyl (meth) acrylate in which the alkyl group has 1 to 12 carbon atoms, from the viewpoint of the adhesion of the aqueous resin composition to the polyolefin substrate.
  • alkyl (meth) acrylates having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms methyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate are also included.
  • “Acrylic resin” refers to a resin containing a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester, and 20% by mass of the structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester with respect to the entire structural unit derived from a monomer constituting the resin. % To 99 mass% of resin.
  • the structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester is a structural unit derived from an alkyl (meth) acrylate in which the alkyl group has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 8 and even more preferably 1 to 6 carbon atoms.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is 1 to 12, more preferably 1 to 8, and still more preferably 1 to 6 with respect to the total constitutional units derived from the monomers constituting the acrylic resin.
  • the total amount of structural units derived from a certain alkyl (meth) acrylate is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, further preferably 70% by mass, further preferably 90% by mass. Is particularly preferred.
  • an acrylic copolymer containing a constituent unit derived from 2-ethylhexyl (meth) acrylate and / or a constituent unit derived from cyclohexyl (meth) acrylate is more preferable, and a constituent unit derived from a monomer constituting the acrylic resin is more preferable.
  • the total of structural units derived from these monomers is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and further preferably 70% by mass or more, It is particularly preferable that the content is 90% by mass or more.
  • the surfactant having a polymerizable group means a surfactant having an unsaturated double bond and capable of polymerizing with another monomer. More specifically, for example, a surfactant having a radically polymerizable double bond such as a vinyl group, a (meth) acryloyl group, an allyl group or a propenyl group in the molecule and functioning as an emulsifier is preferably used. be able to. If such a surfactant is used as an emulsifier during the production of the acrylic resin, the emulsifier itself is incorporated into the acrylic resin as a constituent unit of the acrylic resin. Therefore, the elution with time due to contact with water or the like after forming the coating film is suppressed, and the water resistance of the coating film is improved as compared with the case of using an emulsifier having no polymerizable group.
  • a surfactant having a radically polymerizable double bond such as a vinyl group, a (meth)
  • surfactant having a polymerizable group examples include bis (polyoxyethylene polycyclic phenyl ether) methacrylated sulfonate salt (eg, Anox (registered trademark) MS-60 manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), propenyl- Alkyl sulfosuccinate ester salt, (meth) acrylic acid polyoxyethylene sulfonate salt, (meth) acrylic acid polyoxyethylene phosphonate salt (for example, Sanyo Chemical Industry Co., Ltd., Eleminol (registered trademark) RS-30) , Polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether sulfonate salt (for example, AQUALON (registered trademark) HS-10 manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), sulfonate salt of allyloxymethylalkyloxypolyoxyethylene (for example, Dai-ichi Kogyo) AQUARON (registere
  • Ester salts for example, ADEKA CORPORATION, ADEKA REASOAP (registered trademark) SR-10, SR-30, etc.), allyloxymethylalkoxyethyl hydroxypolyoxyethylene (for example, ADEKA CORPORATION, ADEKA rear soap (registered trademark) ) ER-20, etc.), polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether (for example, Aqualon (registered trademark) RN-20, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), allyloxymethylnonylphenoxyethyl hydroxypolyoxyethylene
  • ADEKA Co., Ltd., ADEKA RIASOAP (registered trademark) NE-10, etc. polyoxyethylene styrenated propenyl phenyl ether sulfate ammonium salt (for example, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Aqualon (registered
  • the content of the structural unit derived from the surfactant having a polymerizable group is more preferably 1.0% by mass to 10% by mass with respect to the total structural units derived from the monomers constituting the acrylic resin.
  • the content is more preferably 0.5 to 8.0% by mass, and particularly preferably 2.0 to 5.0% by mass.
  • the constitutional unit derived from the surfactant is contained in an amount of 1.0% by mass or more because the polymerization stability is good. Further, when the constituent unit derived from the surfactant is 10% by mass or less, it is difficult to reduce the water resistance of the coating film formed using the aqueous resin composition, which is preferable.
  • the acrylic resin may further include a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid.
  • a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid By further including a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid, the interaction between acrylic resins can be enhanced. Therefore, it is possible to impart cohesive force to the coating film formed from the aqueous resin composition, which can improve the adhesiveness and peel strength.
  • the unsaturated carboxylic acid used as a monomer examples include (meth) acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic anhydride, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, 2-acryloyloxyethylsuccinic acid, Examples thereof include 2-acryloyloxyethyl phthalic acid, 2-acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, maleic acid monomethyl ester, maleic acid monobutyl ester, itaconic acid monomethyl ester, itaconic acid monobutyl ester, vinyl benzoic acid and the like. More preferably, the unsaturated carboxylic acid is (meth) acrylic acid.
  • the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid is contained in an amount of 0.4% by mass to 8.0% by mass based on the total structural units derived from the monomers constituting the acrylic resin. It is more preferable that the content is 0.6% by mass to 7.0% by mass, still more preferably 1.0% by mass to 6.0% by mass.
  • the content of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid is 0.4% by mass or more, the adhesiveness and the peel strength are improved, which is preferable.
  • the constitutional unit derived from the unsaturated carboxylic acid is 8.0% by mass or less because the water resistance is improved.
  • the acrylic resin preferably contains a structural unit derived from a nitrogen atom-containing monomer.
  • the nitrogen atom-containing monomer include 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine , 4- (meth) acryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4- (meth) acryloyl-1-methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-cyano- Piperidine groups such as 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1- (meth) acryloyl-4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine Monomers included: (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, N-monomethyl (meth) acrylamide
  • a (meth) acrylamide compound, (meth) acrylonitrile, and a piperidine group-containing monomer are preferable from the viewpoint of forming a coating film having excellent cohesive force, and (meth) acrylamide, Acrylonitrile, 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine (LA-87), and 4- (meth) acryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine ( LA-82) is more preferable, and acrylamide, acrylonitrile, 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine (LA-87), and 4- (meth) acryloyloxy-1,2, 2,6,6-Pentamethylpiperidine (LA-82) is more preferred.
  • the constituent unit derived from the nitrogen atom-containing monomer is more preferably contained in an amount of 0.1% by mass to 20% by mass, based on the total constituent units derived from the monomer constituting the acrylic resin.
  • the content is more preferably from 15 to 15 mass%, particularly preferably from 0.1 to 10 mass%.
  • the acrylic resin contains a structural unit derived from a hydroxyl group-containing monomer from the viewpoint of improving peel strength and adhesiveness.
  • the hydroxyl group-containing monomer include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 4-hydroxy.
  • examples thereof include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as butyl (meth) acrylate.
  • the structural unit derived from the hydroxyl group-containing monomer is contained in an amount of 0.1% by mass to 20% by mass, based on the total structural units derived from the monomer forming the acrylic resin.
  • the content is more preferably from 15 to 15 mass%, particularly preferably from 0.1 to 10 mass%. It is preferable that the structural unit derived from the hydroxyl group-containing monomer is contained in an amount of 0.1% by mass to 20% by mass, because a coating film excellent in peel strength and improvement in adhesion can be formed.
  • the acrylic resin preferably contains a structural unit derived from an alkoxyalkyl group-containing monomer from the viewpoint of improving peel strength and adhesion.
  • alkoxyalkyl group-containing monomer examples include alkoxyalkyl (meth) acrylates such as methoxyethyl (meth) acrylate, methoxybutyl (meth) acrylate, ethoxybutyl (meth) acrylate, and trimethylolpropane tripropoxy (meth) acrylate. And the like.
  • alkoxyalkyl group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • the structural unit derived from the alkoxyalkyl group-containing monomer is more preferably contained in an amount of 0.1% by mass to 20% by mass, based on the total structural units derived from the monomer forming the acrylic resin.
  • the content is more preferably 1% by mass to 15% by mass, and particularly preferably 0.1% by mass to 10% by mass. It is preferable that the constituent unit derived from the alkoxyalkyl group-containing monomer is contained in an amount of 0.1% by mass to 20% by mass, because a coating film excellent in peel strength and adhesion can be formed.
  • the acrylic resin preferably contains a functional group ⁇ capable of reacting with a polyfunctional compound described below to form a crosslinked structure between particles of the aqueous dispersion.
  • the functional group ⁇ include an alkoxycarbonyl group, a cyclocarbonate group, an epoxy group, an isocyanate group, a blocked isocyanate group, an oxazoline group, an oxazolidine group, an acetoacetoxy group, a hydrazino group, and a carbonyl group.
  • the present invention is not limited to such an example.
  • These functional groups may be used alone or in combination of two or more.
  • an epoxy group, an isocyanate group, an oxazoline group, a hydrazino group and a carbonyl group are preferable, an oxazoline group, a hydrazino group and a carbonyl group are more preferable, and a carbonyl group is further preferable.
  • the acrylic resin containing the functional group ⁇ can be obtained, for example, by copolymerizing a monomer containing the functional group ⁇ as a monomer.
  • carbonyl group-containing monomer examples include, for example, acrylolein, methacrolein, homyl styrene, vinyl ethyl ketone, acryloxyalkylpropenal.
  • Methacryloxyalkylpropenal acetonyl acrylate, acetonyl methacrylate, diacetone acrylate, diacetone methacrylate, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, 2-hydroxypropyl acrylate acetyl acetate, 2-hydroxypropyl methacrylate acetyl acetate, butanediol -1,4-acrylate acetylacetate, 2- (acetoacetoxy) ethyl acrylate, 2- (acetoacetoxy) ethyl methacrylate And the like can be given.
  • These carbonyl group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • (meth) acryloline, formyl Styrole, vinyl ethyl ketone, (meth) acryloxyalkyl propenal, acetonyl (meth) acrylate, diacetone (meth) acrylate, and diacetone (meth) acrylamide are preferable, and (meth) acrylorain, formyl styrene, acetonyl (meta) ) Crylate, diacetone (meth) acrylate, and diacetone (meth) acrylamide are more preferable, (meth) acryloline, acetonyl (meth) acrylate, diacetone (meth) acrylate, and diacetone (meth) acrylamide. More preferably, diacetone (meth) acrylate
  • the constituent unit derived from the monomer containing the functional group ⁇ is more preferably contained in an amount of 0.1% by mass to 20% by mass with respect to the entire constituent unit derived from the monomer forming the acrylic resin,
  • the content is more preferably 0.1 to 15% by mass, and particularly preferably 0.1 to 10% by mass.
  • the structural unit derived from the carbonyl group-containing monomer is contained in an amount of 0.1% by mass to 20% by mass, the water whitening resistance, the water crack resistance, the water deformation resistance, the weather resistance and the long-term hydrophilicity are comprehensively obtained. It is preferable because an excellent coating film can be formed.
  • the acrylic resin preferably contains a structural unit derived from a silane group-containing monomer.
  • silane group-containing monomer examples include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltri (methoxyethoxy) silane, ⁇ - (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 2-styrylethyltrimethoxysilane, and vinyl. Examples thereof include trichlorosilane, ⁇ - (meth) acryloyloxypropylhydroxysilane, and ⁇ - (meth) acryloyloxypropylmethylhydroxysilane. These silane group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • ⁇ - (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane is preferable from the viewpoint of forming a coating film excellent in water resistance, blister resistance and adhesion to a substrate.
  • -Methacryloyloxypropyltrimethoxysilane is more preferred.
  • the constituent unit derived from the silane group-containing monomer is more preferably contained in an amount of 0.01% by mass to 10% by mass, based on the total constituent units derived from the monomer constituting the acrylic resin,
  • the content is more preferably from 10 to 10% by mass, and particularly preferably from 0.1 to 10% by mass.
  • the constituent unit derived from the silane group-containing monomer is contained in an amount of 0.01% by mass to 10% by mass, it is possible to form a coating film excellent in water resistance, blister resistance and adhesion to a substrate. preferable.
  • the acrylic resin is a structural unit derived from the aforementioned (meth) acrylic acid ester, a structural unit derived from a surfactant having a polymerizable group, and if necessary, a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid, a nitrogen atom-containing unit amount.
  • the structural unit derived from the body the structural unit derived from the hydroxyl group-containing monomer, the structural unit derived from the monomer containing the functional group ⁇ , and / or the structural unit derived from the silane group-containing monomer.
  • Constituent units derived from other monomers may be contained within a range that does not adversely affect the effects of the present invention. Examples of the other monomer include styrene.
  • the structural unit derived from the other monomer may be contained in the range of 0 to 70% by mass with respect to the entire structural unit derived from the monomer constituting the acrylic resin.
  • the acrylic resin has two or more types of polymer chains obtained by producing (for example, multi-stage polymerization) a polymer containing two or more types of polymer chains in a series of production steps. It may be a composite resin. In such a case, the acrylic resin may have at least one kind of polymer chain containing a structural unit derived from the aforementioned (meth) acrylic acid ester and a structural unit derived from a surfactant having a polymerizable group, From the viewpoint of water resistance, it is more preferable that two or more kinds of polymer chains include the structural unit derived from the above-mentioned (meth) acrylic acid ester and the structural unit derived from the surfactant having a polymerizable group.
  • the resin in which two or more kinds of polymer chains are complexed may have a homogeneous structure in which one polymer chain and the other polymer chain are completely compatible with each other and cannot be distinguished from each other. It may be one that is formed inhomogeneously without compatibility (for example, core-shell structure or microdomain structure). Among these structures, for example, a core-shell composite structure is more preferable from the viewpoint of producing a stable dispersion.
  • the acrylic resin in one embodiment of the present invention has a core part and a shell part
  • the acrylic resin is composed of two kinds of polymer chains, and one of the two kinds of polymer chains is a core part, The other one forms the shell portion.
  • the surface of the core part is covered with the shell part.
  • the surface of the core portion is preferably completely covered with the shell portion, but may not be completely covered.
  • the surface of the core portion may be covered in a mesh shape, or the core may be in some places. The part may be exposed.
  • the method for producing the acrylic resin having the core-shell structure is not particularly limited, but multi-step emulsion polymerization is performed to form the core portion in the first stage, and then the second stage is emulsion-polymerized on the core portion.
  • a method of forming the shell portion by using the above method is preferable.
  • the mass ratio of the core part and the shell part is preferably 1/99 to 99/1. It is more preferably 5/95 to 95/5, still more preferably 10/90 to 90/10.
  • the acrylic resin is a resin having a core-shell composite structure
  • at least one of the polymer chain forming the core part and the polymer chain forming the shell part has a structural unit derived from the above-mentioned (meth) acrylic acid ester, and a polymer.
  • a polymer chain containing a constitutional unit derived from a surfactant having a polymerizable group both are structural units derived from the above-mentioned (meth) acrylic acid ester and a constitutional unit derived from a surfactant having a polymerizable group. More preferably, it is a polymer chain containing.
  • both polymer chains are a polymer chain containing a structural unit derived from the above-mentioned (meth) acrylic acid ester and a structural unit derived from a surfactant having a polymerizable group
  • the core part is further derived from an unsaturated carboxylic acid. It is more preferable to include at least one selected from a structural unit, a structural unit derived from a hydroxyl group-containing monomer, and a structural unit derived from a nitrogen atom-containing monomer.
  • the shell portion is further composed of a constituent unit derived from an alkoxyalkyl group-containing monomer, a constituent unit derived from a nitrogen atom-containing monomer, a constituent unit derived from a silane group-containing monomer, and a constituent derived from a hydroxyl group-containing monomer. It is more preferable to contain at least one selected from a unit and a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid.
  • one of the polymer chains is a polymer chain containing a structural unit derived from the above-mentioned (meth) acrylic ester and a structural unit derived from a surfactant having a polymerizable group
  • the other polymer chain is not particularly limited.
  • one or more kinds of structural units derived from (meth) acrylic acid ester and other copolymerizable unsaturated bond-containing monomers can be used.
  • the acrylic resin may include one kind of the above-mentioned acrylic resin, or may include two or more kinds.
  • the weight average molecular weight of the acrylic resin is not limited to this, but is preferably 100,000 to 5,000,000, and more preferably 300,000 to 3,000,000 from the viewpoint of the adhesion of the formed coating film.
  • the glass transition temperature Tg of the acrylic resin (hereinafter sometimes simply referred to as “Tg”) is preferably 0 ° C. to 60 ° C., more preferably 10 ° C. to 40 ° C.
  • Tg can be calculated by the following method.
  • Wn represents the content rate (mass%) of the monomer n
  • Tgn represents the Tg (K: absolute temperature) of the homopolymer composed of the monomer n.
  • the glass transition temperature Tg is It means Tg calculated from the used monomers.
  • the Tg of the acrylic resin is 0 ° C. or higher, it is preferable for improving the adhesion of the formed coating film, peeling strength, and water resistance. Further, if the temperature is 60 ° C. or lower, the resin composition (or coating material) according to one embodiment of the present invention can be applied to a substrate and dried (for example, dried by heating in a jet oven at 80 ° C. described later) to be dried. It is preferable because the formed coating film can be molded into a film without cracking or cracking. Furthermore, if the Tg of the acrylic resin is 10 ° C. or higher, it is more preferable from the viewpoint of improving the peel strength of the formed coating film.
  • the method for producing the acrylic resin is not limited to this, but the (meth) acrylic acid ester, and optionally the unsaturated carboxylic acid and the nitrogen.
  • Atom-containing monomer, the hydroxyl group-containing monomer, the functional group ⁇ -containing monomer, the silane group-containing monomer, and / or using the other monomer as a monomer A method of carrying out emulsion polymerization in the presence of the surfactant having the above-mentioned polymerizable group which functions as an emulsifier can be preferably used.
  • an aqueous dispersion of acrylic resin particles also referred to as an acrylic resin emulsion
  • the emulsion polymerization carried out here is not particularly limited, and it can be carried out by using a conventionally known method such as a multistage feed method or a power feed method. Specifically, the following methods (1) and (2) can be used. At this time, the above-mentioned surfactant having a polymerizable group is used as an emulsifier.
  • the polymerization initiator is not particularly limited, but examples thereof include azo compounds such as 2,2-azobis (2-diaminopropane) hydrochloride; persulfates such as potassium persulfate; peroxides such as hydrogen peroxide; Etc.
  • azo oily compounds eg, azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile)
  • Etc. aqueous compounds
  • anionic 4,4-azobis (4-cyanovaleric acid e.g. 4,4-azobis (4-cyanovaleric acid), cationic 2,2-azobis (2-methylpropionamidine)
  • redox oily peroxides eg, , Benzoyl peroxide, parachlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butyl perbenzoate, etc.
  • aqueous peroxide eg potassium persulfate, ammonium peroxide, etc.
  • the polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the polymerization initiator used is not particularly limited, but is preferably 0.05% by mass to 1% by mass, more preferably 0.1% by mass to 0%, based on the total monomer components. It is preferable to set it to 0.5% by mass.
  • the amount of the polymerization initiator used is 0.05% by mass or more, a suitable polymerization rate can be obtained, so that the monomer hardly remains, and when the amount is 1% by mass or less, the water resistance of the coating film formed is Good.
  • the addition method is not particularly limited, and may be, for example, batch charging, divided charging, continuous dropping, or the like. Furthermore, in order to accelerate the completion of the polymerization, a part of the polymerization initiator may be added before or after the dropping of the final polymerizable monomer component.
  • a reducing agent such as sodium hydrogen sulfite and / or a transition metal salt such as ferrous sulfate may be added for the purpose of promoting the decomposition of the polymerization initiator.
  • known additives such as a pH buffering agent, a chelating agent, a chain transfer agent, and a film forming aid may be added, if necessary.
  • the chain transfer agent include compounds having a thiol group such as t-dodecyl mercaptan.
  • the amount of the chain transfer agent and the regulator used is not particularly limited, but is, for example, 0.01% by mass to 5% by mass, more preferably 0.1% by mass to 3% by mass, based on the total monomer components. Good to do.
  • the polymerization temperature in the polymerization step is not particularly limited, and is preferably 0 ° C to 100 ° C, more preferably 40 ° C to 95 ° C.
  • the polymerization temperature may be constant or may be changed during the polymerization or in each step.
  • the polymerization time is also not particularly limited and may be appropriately set according to the progress of the reaction, but for example, it is preferably in the range of 2 hours to 8 hours from the start to the end of the polymerization.
  • the atmosphere during the polymerization it is preferable to carry out under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen in order to enhance the efficiency of the polymerization initiator.
  • a surfactant not having a polymerizable group may be used in combination.
  • the surfactant having no polymerizable group include anionic surfactants having no polymerizable group, anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and polymeric surfactants. Can be used. These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
  • anionic surfactant having no polymerizable group examples include, for example, alkyl sulfate salts such as ammonium dodecyl sulfate and sodium dodecyl sulfate; alkyl sulfonate salts such as ammonium dodecyl sulfonate and sodium dodecyl sulfonate; Alkyl aryl sulfonate salts such as ammonium dodecyl benzene sulfonate and sodium dodecyl naphthalene sulfonate; polyoxyethylene alkyl sulphate salts; polyoxyethylene alkyl aryl sulphate salts; dialkyl sulfosuccinates; aryl sulfonic acid formalin condensates; ammonium Fatty acid salts such as laurylate and sodium stearate; and the like.
  • alkyl sulfate salts such as ammonium dodec
  • nonionic surfactant having no polymerizable group examples include polyoxyethylene alkyl ether; polyoxyethylene alkylaryl ether; condensate of polyethylene glycol and polypropylene glycol; sorbitan fatty acid ester; polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester. Fatty acid monoglyceride; polyamide; condensation product of ethylene oxide and aliphatic amine; and the like.
  • examples of the cationic surfactant having no polymerizable group include alkylammonium salts such as dodecylammonium chloride; and the like.
  • amphoteric surfactant having no polymerizable group examples include betaine ester type emulsifiers and the like.
  • polymer surfactant having no polymerizable group examples include poly (meth) acrylic acid salts such as sodium polyacrylate; polyvinyl alcohol; polyvinylpyrrolidone; polyhydroxyalkyl (meth) such as polyhydroxyethyl acrylate. Acrylate; or a copolymer having one or more of the polymerizable monomers constituting these polymers as a copolymerization component; and the like.
  • the amount of the surfactant having no polymerizable group to be used is not particularly limited, but from the viewpoint of not reducing both the water resistance and the polymerization stability of the coating film, it is 0 to 5 mass% based on all the monomer components. %, More preferably 0 to 3% by mass, further preferably 0 to 1% by mass, and most preferably substantially 0% by mass.
  • the acrylic resin aqueous dispersion (B) is the acrylic resin aqueous dispersion (B) is The surfactant having no polymerizable group may be contained in the acrylic resin in an amount of preferably 0 to 5% by mass, more preferably 0 to 3% by mass, and still more preferably 0 to 1% by mass. It may be substantially 0% by mass.
  • the average particle size of the acrylic resin particles in the acrylic resin aqueous dispersion (acrylic resin emulsion) (B) is preferably 40 nm to 300 nm, more preferably 50 nm to 200 nm.
  • the average particle size means the average particle size measured by the method described in Examples.
  • the acrylic resin is an acrylic resin obtained by emulsion-polymerizing monomers constituting the acrylic resin, and as a structural unit, a structural unit derived from a surfactant having a polymerizable group.
  • the acrylic resin aqueous dispersion (B) containing the acrylic resin containing the above and the aqueous medium the above-mentioned polyolefin aqueous dispersion (A) can be mixed.
  • the acrylic resin aqueous dispersion (B) contains the acrylic resin and an aqueous medium.
  • the content of the acrylic resin in the acrylic resin aqueous dispersion (B) may be appropriately adjusted according to the finally obtained aqueous resin composition and primer composition, but the acrylic resin aqueous dispersion ( It is preferably 15% by mass to 60% by mass, more preferably 20% by mass to 50% by mass, based on B).
  • the solid content of the acrylic resin aqueous dispersion (B) is preferably 10% by mass to 50% by mass, more preferably 15% by mass to 40% by mass. In the present specification, the solid content means the solid content measured by the method described in Examples below.
  • the reaction liquid obtained in the emulsion polymerization may be used as it is.
  • the pH of the acrylic resin aqueous dispersion (B) is preferably 5 to 10, more preferably 6 to 9.5, and further preferably 7 to 9.5, from the viewpoint of the stability of the dispersion. If the pH is less than 5, the stability and mechanical stability of the emulsion may decrease. When the pH exceeds 10, there is a possibility that there is a problem in practical use such as deterioration of water resistance and generation of odor.
  • Any suitable pH adjuster may be used to adjust the pH of the acrylic resin aqueous dispersion (B) within the above range.
  • pH adjusters include alkali metal compounds such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkaline earth metal compounds such as calcium hydroxide and calcium carbonate; ammonia; dimethylaminoethanol, monomethylamine, dimethylamine , Water-soluble organic amines such as trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, monopropylamine, dimethylpropylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine and diethylenetriamine. These pH adjusters may be used alone or in combination of two or more.
  • the aqueous resin composition according to one embodiment of the present invention may include a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group, a carboxyl group contained in an acrylic resin, and a crosslinking agent capable of reacting with the functional group ⁇ .
  • a crosslinking agent capable of reacting with a carboxyl group include an oxazoline group-containing compound, a carbodiimide group-containing compound and an epoxy group-containing compound, and a plurality of them may be mixed and used as necessary.
  • the oxazoline group-containing compound is not particularly limited as long as it has at least two or more oxazoline groups in the molecule.
  • 2,2'-bis (2-oxazoline), 2,2'-ethylene-bis (4,4'-dimethyl-2-oxazoline), 2,2'-p-phenylene-bis (2-oxazoline) 2,2'-bis (2-oxazoline), 2,2'-ethylene-bis (4,4'-dimethyl-2-oxazoline), 2,2'-p-phenylene-bis (2-oxazoline) ,
  • a compound having an oxazoline group such as bis (2-oxazolinylcyclohexane) sulfide, and an oxazoline group-containing polymer.
  • These 1 type (s) or 2 or more types can be used.
  • an oxazoline group-containing polymer is preferable because it is easy to handle.
  • the oxazoline group-containing polymer is generally obtained by polymerizing an addition-polymerizable oxazoline such as 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2-oxazoline. If necessary, the oxazoline group-containing polymer may be copolymerized with another monomer.
  • the method for polymerizing the oxazoline group-containing polymer is not particularly limited, and a known polymerization method can be adopted.
  • oxazoline group-containing polymers include Epocros (registered trademark) series manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., for example, water-soluble types “WS-500” and “WS-700”; emulsion type “K-1010E”. , "K-1020E”, “K-1030E”, “K-2010E”, “K-2020E”, “K-2030E” and the like.
  • the carbodiimide group-containing compound is not particularly limited as long as it has at least two carbodiimide groups in the molecule.
  • Compounds having a carbodiimide group such as p-phenylene-bis (2,6-xylylcarbodiimide), tetramethylene-bis (t-butylcarbodiimide), cyclohexane-1,4-bis (methylene-t-butylcarbodiimide) ,
  • polycarbodiimide which is a polymer having a carbodiimide group.
  • These 1 type (s) or 2 or more types can be used.
  • polycarbodiimide is preferable because it is easy to handle.
  • polycarbodiimide examples include the carbodilite (registered trademark) series manufactured by Nisshinbo. Specific products include, for example, water-soluble type “SV-02”, “V-02”, “V-02-L2", “V-04”; emulsion type “E-01”, “E” -02 “; organic solution type” V-01 “,” V-03 “,” V-07 “,” V09 “; solventless type” V-05 “and the like.
  • the epoxy group-containing compound is not particularly limited as long as it has at least two epoxy groups in the molecule.
  • Examples of commercially available epoxy compounds include water-based epoxy compounds suitable for the present invention, for example, Denacol (registered trademark) series (EM-150, EM-101, etc.) manufactured by Nagase Chemtech, and ADEKA Resin (registered trademark) manufactured by ADEKA Corporation. ) Series and the like, and Adeka Resin (registered trademark) EM-0517, EM-0526, EM-11-50B manufactured by ADEKA Co., Ltd., which is a polyfunctional epoxy resin emulsion from the viewpoint of improving UV ink adhesion and scratch resistance. EM-051R and the like are preferable.
  • the content of the cross-linking agent is, relative to the solid content of the aqueous resin composition, more preferably the total solid content of the non-chlorinated polyolefin having the carboxyl group and the acrylic resin contained in the aqueous resin composition.
  • the amount is preferably 0.1% by mass to 5% by mass, more preferably 0.5% by mass to 2% by mass.
  • the content of the crosslinking agent is 0.1% by mass to 5% by mass, the adhesion of the formed coating film is improved, which is preferable.
  • the aqueous resin composition according to one embodiment of the present invention preferably contains a polyfunctional compound as a crosslinking agent capable of reacting with the functional group ⁇ .
  • the polyfunctional compound preferably contains a hydrazino group-containing crosslinking agent containing two or more of at least one of a carboxyl group, a hydrazino group, an oxazoline group and an epoxy group, and preferably has two or more hydrazino groups.
  • hydrazino group-containing cross-linking agent examples include oxalic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, glutaric acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, maleic acid dihydrazide, fumaric acid dihydrazide, and itaconic acid dihydrazide. 2 to 10 dicarboxylic acid dihydrazides, ethylene-1,2-dihydrazine, propylene-1,3-dihydrazine, butylene-1,4-dihydrazine, and other aliphatic water-soluble dihydrazines having 2 to 4 carbon atoms, etc.
  • hydrazino group-containing compounds may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • hydrazino group-containing cross-linking agents from the viewpoint of the adhesiveness of the coating film formed, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, maleic acid dihydrazide, fumaric acid dihydrazide, itaconic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, glutaric acid dihydrazide, etc.
  • a dicarboxylic acid dihydrazide having 4 to 6 carbon atoms is preferable, and adipic acid dihydrazide is more preferable.
  • the content of the crosslinking agent is 0.1% by mass to 5% by mass, the adhesion of the formed coating film is improved, which is preferable.
  • the hydrazino group-containing cross-linking agent is a cross-linking agent capable of reacting with a carbonyl group, and more preferably used in combination with an acrylic resin containing a constitutional unit derived from a carbonyl group-containing monomer.
  • the aqueous resin composition according to one embodiment of the present invention may further contain an acid catalyst, for example, paratoluenesulfonic acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, ammonium chloride, etc., in order to further promote crosslinking, if necessary.
  • an acid catalyst for example, paratoluenesulfonic acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, ammonium chloride, etc.
  • the content of the crosslinking accelerator is 10% by mass to 50% by mass with respect to the crosslinking agent.
  • An aqueous resin composition according to an embodiment of the present invention contains the non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group, the acrylic resin, and an aqueous medium.
  • the aqueous resin composition according to one embodiment of the present invention is obtained by emulsion-polymerizing a polyolefin aqueous dispersion (A) containing a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group and an aqueous medium.
  • An acrylic resin which may include, as a constituent unit, an acrylic resin containing a constituent unit derived from a surfactant having a polymerizable group, and an aqueous acrylic resin dispersion (B) containing an aqueous medium. .
  • a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group according to one embodiment of the present invention, an acrylic resin, as the structural unit, an acrylic resin containing a structural unit derived from a surfactant having a polymerizable group, and an aqueous medium. According to the aqueous resin composition containing, such a problem can be solved.
  • the aqueous resin composition may include a non-chlorinated polyolefin having the carboxyl group, the acrylic resin, and an aqueous medium, but if necessary, the cross-linking agent. May be included.
  • the aqueous resin composition may be, for example, a thickener, a pigment, a pigment dispersant, a defoaming agent, an inorganic filler, a surfactant, a neutralizing agent, a stabilizer, a thickener, or a surface, if necessary. It may contain a regulator, a leveling agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a conductive carbon, a conductive filler, a conductive filler such as a metal powder, an organic modifier and a plasticizer.
  • the content of the non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group in the aqueous resin composition is preferably 2% by mass to 48% by mass, more preferably 4% by mass to 32% by mass, based on the aqueous resin composition. It is% by mass.
  • the content of the acrylic resin in the aqueous resin composition is preferably 2% by mass to 48% by mass, more preferably 4% by mass to 32% by mass, based on the aqueous resin composition.
  • the content ratio of the non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group to the acrylic resin in the aqueous resin composition is preferably 10:90 to 70:30 on a mass basis, more preferably 20: 80 to 60:40. When the content ratio is within the above range, it is possible to realize an aqueous resin composition excellent in adhesion to a polyolefin substrate and peel strength.
  • the solid content of the aqueous resin composition is preferably 10% by mass to 60% by mass, more preferably 20% by mass to 40% by mass.
  • the pH of the aqueous resin composition is preferably 5 to 10, more preferably 6 to 9.5, and further preferably 7 to 9.5 from the viewpoint of improving the stability of the dispersion. .
  • the pH is less than 5, the stability and mechanical stability of the aqueous resin composition may be reduced.
  • the pH exceeds 10, there is a possibility that there is a problem in practical use such as deterioration of water resistance and generation of odor.
  • the average particle size of the non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group and the acrylic resin contained in the aqueous resin composition as a whole is preferably 40 nm to 300 nm, more preferably 50 nm to 200 nm. Is.
  • the water-based resin composition according to one embodiment of the present invention has excellent adhesiveness to a polyolefin substrate, and thus can be used as an aqueous primer composition for a polyolefin substrate. Therefore, the present invention also includes an aqueous primer composition containing the above-described aqueous resin composition.
  • the aqueous primer composition according to one embodiment of the present invention is applied to a polyolefin base material such as polyethylene, polypropylene, TPO (thermoplastic olefin; thermoplastic olefin resin), and dried to form a flyer on the polyolefin base material. A layer is formed.
  • the drying temperature is not particularly limited, but when the aqueous primer composition contains a cross-linking agent, the cross-linking reaction proceeds during heating and drying, so the drying is performed at a temperature at which the cross-linking reaction rapidly proceeds depending on the type of the cross-linking agent. It is preferable.
  • a conventionally known method for example, gravure roll coating, reverse roll coating, wire bar coating, lip coating, air knife coating, curtain flow coating, spray coating, dip coating, brush coating method or the like can be used. .
  • the molded product according to one embodiment of the present invention is preferably a molded product having a polyolefin base material or a polyolefin molded product, the primer layer, and one or more overcoat layers on the primer layer.
  • topcoat layer examples include coating films obtained by applying a one-component melamine baking coating, a two-component urethane coating, a one-component lacquer coating, a glitter coating, a high solid clear coating and the like.
  • the top coat film has a multilayer structure of two or more layers, for example, a multilayer structure including a base coating film and a clear coating film can be mentioned.
  • Examples of the above-mentioned polyolefin molded products include bumpers for vehicles, moldings, fender mirrors, grills, members of home appliances, and the like.
  • An aqueous resin composition according to an embodiment of the present invention is a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group as described above and an acrylic resin, and includes a surfactant-derived constitutional unit having a polymerizable group as a constitutional unit. It can be produced by mixing an acrylic resin, an aqueous medium and, if necessary, other components.
  • the method for producing an aqueous resin composition is an olefin aqueous dispersion (A) containing a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group and an aqueous medium, and a surfactant having a polymerizable group.
  • the acrylic resin aqueous dispersion (B) obtained by emulsion-polymerizing the monomer constituting the acrylic resin is prepared in advance, and it is preferable that the method further includes the step of mixing these. preferable.
  • An embodiment of the present invention may have the following configuration.
  • a water-based resin composition including a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group, an acrylic resin, an acrylic resin containing a constitutional unit derived from a surfactant having a polymerizable group as a constitutional unit, and an aqueous medium. object.
  • the constitutional unit derived from the surfactant having a polymerizable group is contained in an amount of 1% by mass to 10% by mass based on the total constitutional units derived from the monomers constituting the acrylic resin.
  • Aqueous resin composition is contained.
  • An aqueous primer composition used for a polyolefin substrate which comprises the aqueous resin composition according to any one of [1] to [5].
  • a method for producing an aqueous resin composition which comprises a step of mixing the obtained acrylic resin aqueous dispersion (B).
  • part means “part by mass”.
  • ⁇ Measuring method Tg, melting point, and average particle size of the acrylic resin particles obtained in Production Examples 1 and 2, and the acrylic resin aqueous dispersions obtained in Production Examples 1 and 2, and the aqueous resins obtained in Examples and Comparative Examples.
  • the solid content of the composition, pH, and the average particle diameter of all the resin particles contained in the composition were measured by the following methods.
  • the volume average particle size was measured using a particle size distribution analyzer (“FPAR-1000” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) by the dynamic light scattering method.
  • FPAR-1000 particle size distribution analyzer manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
  • the melting point is 20 ° C./min using a differential scanning calorimeter (hereinafter, also referred to as “DSC”, manufactured by TA Instruments Japan, “Q-2000”). It is a value measured from the top temperature and the area of the melting peak when the temperature rise melting is performed, the resin is cooled to form a resin, and then the temperature rise melting is performed again.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the coating material for evaluation was applied onto a polypropylene plate (manufactured by Nippon Test Panel Co., Ltd., length: 70 mm, width: 150 mm, thickness: 2 mm) using a bar coater (No. 14).
  • the coated coating composition for evaluation is dried in a jet oven at a wind speed of 3 m and 80 ° C. for 15 minutes to prepare a test plate in which a coating film for evaluation having a film thickness of 10 ⁇ 2 ⁇ m is formed on the polypropylene plate. did.
  • a 25 mm (vertical: 5 squares, horizontal: 5 squares) incision was made in a 2 mm square grid pattern with a sharp blade on the evaluation coating film.
  • a 25 mm-wide cellophane adhesive tape (Nichiban CT-24) was rubbed with a finger to be closely attached to the portion in which the cross-cuts were made.
  • the coating film for evaluation was allowed to stand in the atmosphere at 25 ° C. for 5 minutes, and then the cellophane adhesive tape was peeled off. The number of peeled squares was counted from the 25 squares produced, and the initial adhesion to the polyolefin substrate was evaluated based on the following evaluation criteria.
  • The number of peeled squares is 0 to 4.
  • The number of peeled squares is 5 to 14.
  • X The number of peeled squares is 15 or more.
  • test method The test plate on which the coating film for evaluation was formed was immersed in warm water kept at 40 ° C. for 10 days. After 10 days, the test plate was pulled up and dried, and then a cross-cut test was conducted in the same procedure as the cross-cut test of the initial adhesion evaluation, the number of peeled squares was counted, and based on the following evaluation criteria: Water resistance was evaluated.
  • The number of peeled squares is 0 to 4.
  • The number of peeled squares is 5 to 14.
  • X The number of peeled squares is 15 or more.
  • the rest of the pre-emulsion for dropping was uniformly added dropwise to the flask over 120 minutes.
  • the content of the flask was maintained at 80 ° C. for 60 minutes, and then the pH was adjusted to 9 with a 25% aqueous ammonia solution to terminate the polymerization reaction.
  • the acrylic resin particles contained in the obtained acrylic resin aqueous dispersion had an average particle diameter of 130 nm, and the calculated Tg of the acrylic resin particles was 30 ° C.
  • the monomer composition of the obtained acrylic resin, the content of the structural unit derived from the surfactant having a polymerizable group, the calculated Tg and the average particle diameter of the acrylic resin particles, and the pH and solid content of the acrylic resin aqueous dispersion Is shown in Table 1.
  • the monomer composition of the obtained acrylic resin, the content of the structural unit derived from the surfactant having a polymerizable group, the calculated Tg and the average particle diameter of the acrylic resin particles, and the pH and solid content of the acrylic resin aqueous dispersion. Is shown in Table 3.
  • the monomer composition of the obtained acrylic resin, the content of the structural unit derived from the surfactant having a polymerizable group, the calculated Tg and the average particle diameter of the acrylic resin particles, and the pH and solid content of the acrylic resin aqueous dispersion. Is shown in Table 4.
  • a surfactant manufactured by ADEKA Corporation, trade name: ADEKA REASOAP (registered trademark) SR-10 (containing 15 parts as a surfactant), 2-ethylhexyl 101 parts of acrylate, 186 parts of methyl methacrylate, 6 parts of 2-hydroxyl ethyl methacrylate, 0.6 parts of silyl group-containing monomer (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KBM-503), and 2,2,6,6- A second-stage pre-emulsion consisting of 6 parts of tetramethyl-4-piperidyl methacrylate (Adeka Stab LA-87) was uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. After the dropping was completed, the contents of the flask were maintained at 80 ° C. for 120 minutes. Then, the content of the flask was adjusted to pH 9 with a 25% aqueous solution of a surfactant (manufactured by ADEKA Corporation, trade name: ADEKA
  • the acrylic resin particles contained in the obtained acrylic resin aqueous dispersion had an average particle diameter of 100 nm, and the calculated Tg of the acrylic resin particles was 19 ° C.
  • the monomer composition of the obtained acrylic resin, the content of the structural unit derived from the surfactant having a polymerizable group, the calculated Tg and the average particle diameter of the acrylic resin particles, and the pH and solid content of the acrylic resin aqueous dispersion Is shown in Table 7.
  • the acrylic resin particles contained in the obtained acrylic resin aqueous dispersion had an average particle diameter of 100 nm, and the calculated Tg of the acrylic resin particles was 19 ° C.
  • the monomer composition of the obtained acrylic resin, the content of the structural unit derived from the surfactant having a polymerizable group, the calculated Tg and the average particle diameter of the acrylic resin particles, and the pH and solid content of the acrylic resin aqueous dispersion Is shown in Table 7.
  • Example 1 Polyolefin aqueous dispersion containing 50 parts of acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1 (containing 15 parts as a solid content), a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group and an aqueous medium (manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name) : HARDREN (registered trademark) NZ-1004: Modified polyolefin aqueous dispersion obtained by modifying 100 parts of polypropylene with 2.0 parts of maleic anhydride, which is an unsaturated carboxylic acid, solid content: 30 mass%, 50 parts (as solid content) 15 parts) and were mixed with a homodisper at a rotation speed of 500 rpm for 30 minutes.
  • HARDREN registered trademark
  • NZ-1004 Modified polyolefin aqueous dispersion obtained by modifying 100 parts of polypropylene with 2.0 parts of maleic anhydride, which is an unsaturated carboxylic acid, solid
  • an aqueous resin composition containing a non-chlorinated polyolefin aqueous dispersion having a carboxyl group and an acrylic resin aqueous dispersion containing a constitutional unit derived from a surfactant having a polymerizable group was obtained.
  • Table 2 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Example 2 An aqueous resin composition was obtained by performing the same operations as in Example 1 except that the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1 was changed to the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 2. Table 2 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Example 3 100 parts of solid content (total mass of non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group and acrylic resin) in the aqueous resin composition obtained in Example 1 to 2 parts of crosslinking agent (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Epocros) (Registered trademark) WS-500 and an oxazoline group-containing water-soluble polymer (0.8 part) were mixed and stirred for 30 minutes at a rotation speed of 500 times / minute using a homodisper. As a result, an aqueous resin composition containing a crosslinking agent that reacts with a carboxyl group was obtained. Table 2 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Example 4 2 parts of a crosslinking agent (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Epocros) in 100 parts of solid content (total mass of non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group and acrylic resin) in the aqueous resin composition obtained in Example 2 (Registered trademark) WS-500 and an oxazoline group-containing water-soluble polymer (0.8 parts) were mixed and stirred for 30 minutes at a rotation speed of 500 times / minute using a homodisper. As a result, an aqueous resin composition containing a crosslinking agent that reacts with a carboxyl group was obtained. Table 2 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • a crosslinking agent manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Epocros
  • aqueous resin composition was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 3 was used in place of the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1. .
  • Table 2 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Examples 5 to 12, 16 to 24 Aqueous resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1 was changed to the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Examples shown in Tables 5 and 6. I got a thing. The evaluation results of the obtained aqueous resin composition are shown in Tables 5 and 6.
  • Example 13 An aqueous resin composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1 was changed to the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 12.
  • Adipic acid dihydrazide manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.
  • DAAM diacetone acrylamide
  • Production Example 12 was added to the obtained aqueous resin composition as a cross-linking agent.
  • a homodisper at a rotation speed of 500 times / min for 30 minutes.
  • Table 5 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Example 14 The acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1 was changed to the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 13, and the amount of adipic acid dihydrazide (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used in Production Example 13. The same operation as in Example 13 was performed except that the amount of diacetone acrylamide (DAAM, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was changed to 1 to obtain an aqueous resin composition containing a crosslinking agent that reacts with a carbonyl group. Table 5 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • DAAM diacetone acrylamide
  • Example 15 The acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1 was changed to the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 14, and the amount of adipic acid dihydrazide (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used in Production Example 14. The same operation as in Example 13 was performed except that the amount of diacetone acrylamide (DAAM, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was changed to 1.5 equivalents to obtain an aqueous resin composition containing a crosslinking agent that reacts with a carbonyl group. . Table 5 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • DAAM diacetone acrylamide
  • Example 25 The acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1 was changed to the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 22, and a polyolefin aqueous dispersion containing a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group and an aqueous medium was prepared.
  • TOYOBO CO., LTD. HARDREN (registered trademark) NZ-1015 (modified polyolefin water dispersion obtained by modifying 100 parts of polypropylene with 1.1 parts of unsaturated carboxylic acid, solid content: 30% by mass) 50 parts (15 as solid content)
  • the same operation as in Example 1 was carried out except that the content was changed to (parts contained) to obtain an aqueous resin composition.
  • Table 6 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Example 26 An aqueous resin composition was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1 was changed to the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 24. Table 6 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Example 27 Polyolefin aqueous dispersion containing 40 parts of acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 18 (containing 12 parts as solid content), a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group and an aqueous medium (manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name) : HARDREN (registered trademark) NZ-1004, solid content: 30% by mass) was mixed with 60 parts (containing 18 parts as a solid content) to carry out the same operation as in Example 1 to obtain an aqueous resin composition. It was Table 8 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Example 28 Polyolefin aqueous dispersion containing 60 parts (containing 18 parts as solid content) of the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 18 and a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group and an aqueous medium (manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name) : HARDREN (registered trademark) NZ-1004, solid content: 30% by mass) and 40 parts (containing 12 parts as a solid content) were mixed, and the same operation as in Example 1 was performed to obtain an aqueous resin composition. It was Table 8 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Example 29 An aqueous resin composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1 was changed to the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 25.
  • Table 8 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Example 30 An aqueous resin composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1 was changed to the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 26.
  • Table 8 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Example 31 An aqueous resin composition was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1 was changed to the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 27.
  • Table 8 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Example 32 An aqueous resin composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 1 was changed to the acrylic resin aqueous dispersion obtained in Production Example 28.
  • Table 8 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Example 33 A polyolefin aqueous dispersion containing a non-chlorinated polyolefin having a carboxyl group and an aqueous medium was manufactured by Toyobo Co., Ltd., Hardlen (registered trademark) NA-6600 (100 parts of polypropylene was modified with 1.1 parts of unsaturated carboxylic acid).
  • Aqueous resin composition was obtained by performing the same operations as in Examples 23 and 25, except that the amount of the modified polyolefin aqueous dispersion was changed to 50 parts (solid content: 30% by mass) (containing 15 parts as solid content). Table 8 shows the evaluation results of the obtained aqueous resin composition.
  • Comparative Example 5 In Comparative Example 1, instead of HARDREN (registered trademark) NZ-1004 (modified polyolefin aqueous dispersion obtained by modifying 100 parts of polypropylene with 2.0 parts of unsaturated carboxylic acid), HARDREN (registered trademark) NZ-1015 ( A modified polyolefin aqueous dispersion) obtained by modifying 100 parts of polypropylene with 1.1 parts of an unsaturated carboxylic acid was used as an aqueous resin composition. Table 8 shows the evaluation results of this aqueous resin composition.
  • Comparative Example 6 In Comparative Example 1, instead of HARDREN (registered trademark) NZ-1004 (modified polyolefin aqueous dispersion obtained by modifying 100 parts of polypropylene with 2.0 parts of unsaturated carboxylic acid), HARDREN (registered trademark) NA-6600 ( A modified polyolefin aqueous dispersion) obtained by modifying 100 parts of polypropylene with 1.1 parts of an unsaturated carboxylic acid was used as an aqueous resin composition. Table 8 shows the evaluation results of this aqueous resin composition.
  • HARDREN registered trademark
  • NA-6600 A modified polyolefin aqueous dispersion obtained by modifying 100 parts of polypropylene with 1.1 parts of an unsaturated carboxylic acid was used as an aqueous resin composition.
  • Table 8 shows the evaluation results of this aqueous resin composition.
  • the aqueous resin composition produced by mixing the olefin aqueous dispersion and the acrylic resin aqueous dispersion is excellent in initial adhesion and water resistance.
  • the present invention can be used for a water-based primer used for a molded product of polyolefin, for example, a member for a vehicle bumper, a molding for a vehicle, a member for home electric appliances and the like.

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Abstract

ポリオレフィン基材に対する付着性に優れた水性樹脂組成物、およびその製造方法を提供する。カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、単量体を乳化重合してなるアクリル系樹脂であって、構成単位として、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むアクリル系樹脂と、水性媒体と、を含む水性樹脂組成物により課題を解決する。

Description

水性樹脂組成物、その製造方法およびその利用
 本発明は水性樹脂組成物、その製造方法およびその利用に関する。
 車両用バンパー、車両用モール等の部材、家電製品の部材等に、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンの成形品が使用されている。その表面には上塗り塗料が塗装されるが、その塗装にあたり、上塗り塗膜と成形品との付着性を向上させるために、プライマーがあらかじめ塗装される。かかるプライマーとしては、従来は、塩素化ポリオレフィンを含有する溶剤系プライマーが用いられてきたが、近年環境へ配慮から、有機溶剤およびハロゲンを使用しない水性塗料が開発されている(例えば、特許文献1~3)。
日本国公開特許公報「特開2011-195718号公報」 日本国公開特許公報「特開2015-214600号公報」 国際公開2007/094510号公報
 しかしながら、上述のような従来の有機溶剤およびハロゲンを使用しない水性塗料は、ポリオレフィン基材との付着性の点で十分ではなかった。
 本発明の一態様は、ポリオレフィン基材に対する付着性に優れた水性樹脂組成物、およびその製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは、前記の課題を解決するために鋭意検討した結果、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、特定の構成単位を含むアクリル樹脂とを含む水性樹脂組成物により、ポリオレフィン基材との付着性に優れた水性樹脂組成物を実現できることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物は、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、アクリル樹脂であって、構成単位として、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むアクリル樹脂と、水性媒体と、を含む。
 また、本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物の製造方法は、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、水性媒体と、を含むポリオレフィン水性分散体(A)と、重合性基を有する界面活性剤の存在下で、単量体を乳化重合して得られたアクリル樹脂水性分散体(B)と、を混合する工程を含む。
 本発明の一態様によれば、ポリオレフィン基材に対する付着性に優れた水性樹脂組成物を実現することができる。
 本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。本明細書において、「付着性」とは、ポリオレフィン基材に対する付着性を意図し、後述する実施例に記載の初期付着性評価(碁盤目試験)により評価される物性である。また、「剥離強度」とは、評価用塗膜にガムテープを貼り付け、23℃、65%RHにて一日静置した後の、ポリオレフィン基材と塗膜との剥離強度であり、後述する実施例に記載の剥離強度評価(剥離強度試験)により測定され、「付着性」とは異なる物性である。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上B以下」を意図する。
 〔1.水性樹脂組成物〕
 本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物は、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、アクリル系樹脂であって、構成単位として、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むアクリル系樹脂と、水性媒体と、を含む。
 言い換えれば、本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物は、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィン、アクリル系樹脂、および水性媒体を含有し、該アクリル樹脂は構成単位として、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含む。
 〔1.1 カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィン〕
 本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物は、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンを含む。ここで、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンとは、塩素化していないポリオレフィンであって、カルボキシル基が結合しているポリオレフィンであればよい。カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンとしては、例えば、酸変性された非塩素化ポリオレフィンを挙げることができる。酸変性された非塩素化ポリオレフィンとしては、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸の酸無水物、および、不飽和カルボン酸の誘導体からなる群より選択される少なくとも1種(以下、本明細書において「不飽和カルボン酸等」と称することがある。)により酸変性された非塩素化ポリオレフィンを挙げることができ、例えば、塩素化されていないポリオレフィンに、不飽和カルボン酸等をグラフト共重合してなる共重合体を用いることができる。
 前記ポリオレフィンは、オレフィン化合物を重合したものであれば特に限定されるものではない。前記オレフィン化合物としては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、および4-メチル-1-ペンテン等が挙げられる。前記ポリオレフィンは、これらのオレフィン化合物の1種を重合させてなる単独重合体であってもよいし、2種以上を共重合させてなる共重合体であってもよいが、中でも共重合体がより好ましい。また、前記ポリオレフィンが共重合体である場合には、ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもよいし、或いはグラフト共重合体であってもよい。前記オレフィン化合物は、中でも、エチレン、およびプロピレンであることがより好ましい。
 前記ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の単独重合体、およびα-オレフィンを含む単量体を共重合させることによって得られるポリα-オレフィン共重合体等が挙げられる。ポリα-オレフィンとしては、例えば、プロピレン-α-オレフィン共重合体であることがより好ましい。ここで、プロピレン-α-オレフィン共重合体とは、プロピレンを主成分としてこれにα-オレフィンを共重合したものである。α-オレフィンとしては、例えば、エチレン、1-ブテン、1-ヘプテン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテンなどを1種または2種以上用いることができる。これらの中では、1-ブテンがより好ましい。また、前記ポリオレフィンとしては、形成塗膜の付着性などの観点から、プロピレンを構成単位として含むものが好適であり、その場合、ポリオレフィン中のプロピレン単位の含有率は、形成塗膜の付着性などの観点から、好ましくは、50質量%~100質量%、より好ましくは70質量%~99質量%である。
 前記ポリオレフィンのより具体的な一例としては、例えば、ハードレン(登録商標)NZ-1004、NZ-1015等(株式会社東洋紡製);アローベース(登録商標)DA、TD、SB、TC、SE、YA、およびDB等、或いはアローベース(登録商標)SB-1200、SE-1200、SD-1200、DA-1010、およびDB-4010等(ユニチカ株式会社製)を挙げることができる。
 前記ポリオレフィンの製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、メタロセン系触媒を用いて重合したポリオレフィンは、均一な結晶性を有しており、溶剤に対する溶解性も優れており、好ましい。前記ポリオレフィンの融点Tmは、形成塗膜の付着性が向上する点から、60~125℃であり、好ましくは、60~100℃、より好ましくは、60~90℃である。
 前記不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、アコニット酸、およびクロトン酸等が挙げられる。前記不飽和カルボン酸の酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸等が挙げられる。また、前記不飽和カルボン酸の酸無水物の誘導体としては、不飽和カルボン酸のハーフエステル、ハーフアミド等が挙げられる。前記不飽和カルボン酸等の中でも、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等を用いることがより好ましい。
 前記不飽和カルボン酸等によるグラフト重合量は、形成塗膜に望まれる物性などに応じて適宜変更することができるが、カルボキシル基を有するポリオレフィンの固形分質量に基づいて、好ましくは、0.1質量%~10質量%、より好ましくは1質量%~5質量%である。ポリオレフィンが安定的に水分散できるために、不飽和カルボン酸等によるグラフト重合量、言い換えれば不飽和カルボン酸等の含有率が、0.1質量%以上、10質量%以下であることが好ましい。
 前記ポリオレフィンに、前記不飽和カルボン酸等をグラフト共重合する方法としては、溶液法および溶融法などの公知の方法が挙げられる。
 溶液法としては、例えば次のように行う。すなわち、前記ポリオレフィンの少なくとも1種を、トルエン等の芳香族系有機溶媒に100~180℃で溶解させた後、前記不飽和カルボン酸等から選ばれる少なくとも1種を添加し、さらにラジカル発生剤を一括または分割で添加して反応させる。
 溶融法としては、例えば次のように行う。すなわち、前記ポリオレフィンの少なくとも1種を、融点以上に加熱溶融した後、前記不飽和カルボン酸等から選ばれる少なくとも1種とラジカル発生剤を添加して反応させる。
 前記ラジカル発生剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド等が挙げられ、反応温度と分解温度によって選定することができる。
 前記カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンの重量平均分子量は、好ましくは、5000~200000であり、より好ましくは、30000~120000である。重量平均分子量が5000以上であれば、最終的な水性樹脂組成物が付着性および剥離強度に優れるため好ましい。重量平均分子量が200000以下であれば、水への分散を良好に行うことができるため好ましい。ここで、本明細書において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定したポリスチレン換算の分子量である。
 前記カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンは、1種を用いてもよいし、2種以上を併用することもできる。
 本発明の一実施形態において、前記カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンは、水性媒体に分散されてなるポリオレフィン水性分散体(A)の形で、後述するアクリル樹脂水性分散体(B)と混合されうる。前記ポリオレフィン水性分散体(A)は、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと水性媒体とを含む。前記ポリオレフィン水性分散体(A)は、前記カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィン以外のポリオレフィンを含んでいてもよい。ここで、本明細書において、水性媒体としては、通常、水が使用されるが、必要に応じて、例えばメタノール、エタノール等の低級アルコール等の親水性有機溶媒を併用することもできる。
 前記ポリオレフィン水性分散体(A)における、前記カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンの含有率は、最終的に得られる水性分散体、プライマー組成物に応じて、適宜調整すればよいが、前記ポリオレフィン水性分散体(A)に対して、5質量%~60質量%であり、好ましくは10質量%~50質量%であり、より好ましくは15質量%~45質量%であり、さらに好ましくは、20質量%~40質量%である。
 また、前記ポリオレフィン水性分散体(A)としては、前記ポリオレフィンに、前記不飽和カルボン酸等をグラフト共重合する工程において得られた反応液をそのまま用いることもできる。
 〔1.2 アクリル樹脂〕
 本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物は、アクリル樹脂を含み、該アクリル樹脂は、構成単位として、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含む。
 前記アクリル樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位と、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位とを含むアクリル樹脂を好適に用いることができる。なお、本明細書において「(メタ)アクリル」とは、「メタアクリル」および「アクリル」を意味する。
 単量体として用いられる前記(メタ)アクリル酸エステルの好ましい一例としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート;2-(アセトアセトキシ)エチル(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリル酸エチレングリコール、メトキシ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール、メトキシ(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール等のオキソ基を有する(メタ)アクリル酸エステル;ポリオキシアルキレン基を有する(メタ)アクリル酸エステル等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。中でも、前記(メタ)アクリル酸エステルは、水性樹脂組成物のポリオレフィン基材への付着性の観点から、アルキル基の炭素数が1~12であるアルキル(メタ)アクリレートであることがより好ましい。また、同様の観点から、アルキル基の炭素数が1~12であるアルキル(メタ)アクリレートの中でも、メチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートおよび、ブチル(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種であることがさらに好ましく、シクロヘキシル(メタ)アクリレートを少なくとも含むことが特に好ましい。
 「アクリル樹脂」とは、(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位を含む樹脂を言い、樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対し(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位を20質量%~99質量%含有する樹脂をいう。中でも、(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位は、アルキル基の炭素数が1~12、より好ましくは1~8、さらに好ましくは1~6であるアルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位を1種以上含むことがより好ましく、前記アクリル樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対して、アルキル基の炭素数が1~12、より好ましくは1~8、さらに好ましくは1~6であるアルキル(メタ)アクリレート由来の構造単位の合計が、20質量%以上含まれることが好ましく、50質量%以上含まれることがより好ましく、70質量%含まれることがさらに好ましく、90質量%含まれることが特に好ましい。さらに、中でも、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート由来の構成単位及び/又はシクロヘキシル(メタ)アクリレート由来の構成単位を含むアクリル共重合体がより好ましく、前記アクリル樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対して、これらの単量体由来の構造単位の合計が、20質量%以上含まれることが好ましく、50質量%以上含まれることがより好ましく、70質量%以上含まれることがさらに好ましく、90質量%以上含まれることが特に好ましい。
 前記重合性基を有する界面活性剤とは、不飽和二重結合を有する、他の単量体と重合可能な界面活性剤を意味する。より具体的には、例えば、分子中に、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、プロペニル基等のラジカル重合性の二重結合を有し、乳化剤として機能する界面活性剤を好適に用いることができる。かかる界面活性剤を前記アクリル樹脂製造時に乳化剤として用いれば、乳化剤自体がアクリル樹脂の構成単位としてアクリル樹脂に組み込まれる。それゆえ、塗膜化後の水等との接触による経時溶出が抑制され、重合性基を有しない乳化剤を用いた場合に比べ、塗膜の耐水性が向上する。
 前記重合性基を有する界面活性剤としては、例えば、ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート化スルフォネート塩(例えば、日本乳化剤社製、アントックス(登録商標)MS-60等)、プロペニル-アルキルスルホコハク酸エステル塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンスルフォネート塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンホスフォネート塩(例えば、三洋化成工業社製、エレミノール(登録商標)RS-30等)、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテルスルフォネート塩(例えば、第一工業製薬社製、アクアロン(登録商標)HS-10等)、アリルオキシメチルアルキルオキシポリオキシエチレンのスルフォネート塩(例えば、第一工業製薬社製、アクアロン(登録商標)KH-10等)やアリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレンのスルフォネート塩(例えば、株式会社ADEKA製、アデカリアソープ(登録商標)SE-10等)、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン硫酸エステル塩(例えば、株式会社ADEKA製、アデカリアソープ(登録商標)SR-10、SR-30等)、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン(例えば、株式会社ADEKA製、アデカリアソープ(登録商標)ER-20等)、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル(例えば、第一工業製薬社製、アクアロン(登録商標)RN-20等)、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン(例えば、株式会社ADEKA製、アデカリアソープ(登録商標)NE-10等)、ポリオキシエチレンスチレン化プロペニルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(例えば、第一工業製薬社製、アクアロン(登録商標)AR-10、AR-20、AR-30等)、ポリオキシエチレンスチレン化プロペニルフェニルエーテル(例えば、第一工業製薬社製、アクアロン(登録商標)AN-10、AN-20、AN-30、AN-5065等)等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。特に環境面を重視する場合には、非ノニルフェニル型の界面活性剤を用いることがより好ましい。
 前記重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位は、前記アクリル樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対して、1.0質量%~10質量%含まれることがより好ましく、1.5質量%~8.0質量%含まれることがさらに好ましく、2.0質量%~5.0質量%含まれることが特に好ましい。前記面活性剤由来の構成単位が、1.0質量%以上含まれれば、重合安定性が良いため好ましい。また、前記面活性剤由来の構成単位が、10質量%以下であれば、水性樹脂組成物を用いて形成した塗膜の耐水性を低下させにくいため好ましい。
 また、本発明の一実施形態において、前記アクリル樹脂は、不飽和カルボン酸由来の構成単位をさらに含んでいてもよい。不飽和カルボン酸由来の構成単位をさらに含めることにより、アクリル樹脂間の相互作用を高めることができる。そえゆえ、水性樹脂組成物から形成された塗膜に凝集力を付与することができ、これにより、付着性および剥離強度を向上させることができる。単量体として用いられる、前記不飽和カルボン酸としては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-アクリロイルオキシエチルフタル酸、および2-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノブチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、イタコン酸モノブチルエステル、ビニル安息香酸等が挙げられる。前記不飽和カルボン酸は、(メタ)アクリル酸であることがより好ましい。
 本発明の一実施形態において、前記不飽和カルボン酸由来の構成単位は、前記アクリル樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対して、0.4質量%~8.0質量%含まれることがより好ましく、0.6質量%~7.0質量%含まれることがさらに好ましく、1.0質量%~6.0質量%含まれることが特に好ましい。前記不飽和カルボン酸由来の構成単位が、0.4質量%以上含まれれば、付着性および剥離強度が向上するため好ましい。また、前記不飽和カルボン酸由来の構成単位が、8.0質量%以下であれば、耐水性が向上するため好ましい。
 本発明の一実施形態において、前記アクリル樹脂は、窒素原子含有単量体由来の構成単位を含むことが好ましい。窒素原子含有単量体としては、例えば、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイル-1-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン等のピペリジン基含有単量体;(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、N-モノメチル(メタ)アクリルアミド、N-モノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド化合物;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの窒素原子含有(メタ)アクリレート化合物;N-ビニルピロリドン;(メタ)アクリロニトリルなどが挙げられる。これらの窒素原子含有単量体は、単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 これらの窒素原子含有単量体の中でも、凝集力に優れた塗膜を形成する観点から、(メタ)アクリルアミド化合物、(メタ)アクリロニトリル、およびピペリジン基含有単量体が好ましく、(メタ)アクリルアミド、アクリロニトリル、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン(LA-87)、および4-(メタ)アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン(LA-82)がより好ましく、アクリルアミド、アクリロニトリル、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン(LA-87)、および4-(メタ)アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン(LA-82)がさらに好ましい。
 前記窒素原子含有単量体由来の構成単位は、前記アクリル樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対して、0.1質量%~20質量%含まれることがより好ましく、0.1質量%~15質量%含まれることがさらに好ましく、0.1質量%~10質量%含まれることが特に好ましい。前記窒素原子含有単量体由来の構成単位が、0.1質量%~20質量%含まれれば、凝集力に優れた塗膜を形成することができるため好ましい。
 本発明の一実施形態において、前記アクリル樹脂は、剥離強度、および付着性向上の観点から、ヒドロキシル基含有単量体由来の構成単位を含むことが好ましい。ヒドロキシル基含有単量体としては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類等を挙げることができる。これらのヒドロキシル基含有単量体は、単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 前記ヒドロキシル基含有単量体由来の構成単位は、前記アクリル樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対して、0.1質量%~20質量%含まれることがより好ましく、0.1質量%~15質量%含まれることがさらに好ましく、0.1質量%~10質量%含まれることが特に好ましい。前記ヒドロキシル基含有単量体由来の構成単位が、0.1質量%~20質量%含まれれば、剥離強度、および付着性向上に優れた塗膜を形成することができるため好ましい。
 本発明の一実施形態において、前記アクリル樹脂は、剥離強度および付着性向上の観点から、アルコキシアルキル基含有単量体由来の構成単位を含むことが好ましい。アルコキシアルキル基含有単量体としては、例えば、メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(メタ)アクリレート、エトキシブチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリプロポキシ(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート類等を挙げることができる。これらのアルコキシアルキル基含有単量体は、単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 前記アルコキシアルキル基含有単量体由来の構成単位は、前記アクリル樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対して、0.1質量%~20質量%含まれることがより好ましく、0.1質量%~15質量%含まれることがさらに好ましく、0.1質量%~10質量%含まれることが特に好ましい。前記アルコキシアルキル基含有単量体由来の構成単位が、0.1質量%~20質量%含まれれば、剥離強度および付着性向上に優れた塗膜を形成することができるため好ましい。
 本発明の一実施形態において、前記アクリル樹脂は、後述の多官能化合物と反応し、水性分散体の粒子間に架橋構造を生じ得る、官能基αを含有することが好ましい。官能基αとしては、例えば、アルコキシカルボニル基、シクロカーボネート基、エポキシ基、イソシアネート基、ブロックイソシアネート基、オキサゾリン基、オキサゾリジン基、アセトアセトキシ基、ヒドラジノ基、カルボニル基などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの官能基は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの官能基のなかでは、エポキシ基、イソシアネート基、オキサゾリン基、ヒドラジノ基およびカルボニル基が好ましく、オキサゾリン基、ヒドラジノ基およびカルボニル基がより好ましく、カルボニル基がさらに好ましい。前記官能基αを含有する前記アクリル樹脂は、例えば、単量体として、官能基αを含有する単量体を共重合させることにより得ることができる。
 本発明の一実施形態において、カルボニル基を含有する単量体は、式:=C=Oで表わされる基を有する単量体であって、当該カルボニル基が有する2つの結合手のうちの一方の結合手に水素原子またはアルキル基が結合し、他方の結合手にビニル基などの重合性不飽和二重結合を末端に有する基が結合している単量体を意味する。
 前記カルボニル基を含有する単量体(以下、「カルボニル基含有単量体」と称することがある)としては、例えば、アクリロレイン、メタクロレイン、ホウミルスチロール、ビニルエチルケトン、アクリルオキシアルキルプロペナール、メタクリルオキシアルキルプロペナール、アセトニルアクリレート、アセトニルメタクリレート、ダイアセトンアクリレート、ダイアセトンメタクリレート、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、2-ヒドロキシプロピルアクリレートアセチルアセテート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレートアセチルアセテート、ブタンジオール-1,4-アクリレートアセチルアセテート、2-(アセトアセトキシ)エチルアクリレート、2-(アセトアセトキシ)エチルメタクリレート等を挙げることができる。これらのカルボニル基含有単量体は、単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 前記カルボニル基含有単量体のなかでは、耐水白化性、耐水クラック性、耐水変形性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗膜を形成させる観点から、(メタ)アクリロレイン、ホルミルスチロール、ビニルエチルケトン、(メタ)アクリルオキシアルキルプロペナール、アセトニル(メタ)アクリレート、ダイアセトン(メタ)アクリレート、およびダイアセトン(メタ)アクリルアミドが好ましく、(メタ)アクリロレイン、ホルミルスチロール、アセトニルア(メタ)クリレート、ダイアセトン(メタ)アクリレート、およびダイアセトン(メタ)アクリルアミドがより好ましく、(メタ)アクリロレイン、アセトニル(メタ)アクリレート、ダイアセトン(メタ)アクリレート、およびダイアセトン(メタ)アクリルアミドがさらに好ましく、ダイアセトン(メタ)アクリレート、およびダイアセトン(メタ)アクリルアミドがさらに一層好ましい。
 前記官能基αを含有する単量体由来の構成単位は、前記アクリル樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対して、0.1質量%~20質量%含まれることがより好ましく、0.1質量%~15質量%含まれることがさらに好ましく、0.1質量%~10質量%含まれることが特に好ましい。例えば、前記カルボニル基含有単量体由来の構成単位が、0.1質量%~20質量%含まれれば、耐水白化性、耐水クラック性、耐水変形性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗膜を形成することができるため好ましい。
 本発明の一実施形態において、前記アクリル樹脂は、シラン基含有単量体に由来する構成単位を含むことが好ましい。
 前記シラン基含有単量体としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ(メトキシエトキシ)シラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、2-スチリルエチルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルヒドロキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルヒドロキシシランなどが挙げられる。これらのシラン基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのシラン基含有単量体のなかでは、耐水性、耐ブリスター性および基材に対する密着性に優れた塗膜を形成する観点から、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランが好ましく、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランがより好ましい。
 前記シラン基含有単量体由来の構成単位は、前記アクリル樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対して、0.01質量%~10質量%含まれることがより好ましく、0.05質量%~10質量%含まれることがさらに好ましく、0.1質量%~10質量%含まれることが特に好ましい。前記シラン基含有単量体由来の構成単位が、0.01質量%~10質量%含まれれば、耐水性、耐ブリスター性および基材に対する密着性に優れた塗膜を形成することができるため好ましい。
 前記アクリル樹脂は、前述の(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位、並びに必要に応じて不飽和カルボン酸由来の構成単位、窒素原子含有単量体由来の構成単位、ヒドロキシル基含有単量体由来の構成単位、前記官能基αを含有する単量体由来の構成単位、および/または、シラン基含有単量体由来の構成単位に加えて、本発明の効果に好ましくない影響を与えない範囲で、その他の単量体に由来する構成単位を含んでいてもよい。前記その他の単量体としては、例えば、スチレンを挙げることができる。前記その他の単量体由来の構成単位は、前記アクリル樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対して、0~70質量%の範囲で含まれてもよい。
 本発明の一実施形態において、前記アクリル樹脂は、一連の製造工程の中で2種以上のポリマー鎖を含むものを製造(例えば、多段重合等)して得られる、2種以上のポリマー鎖が複合化した樹脂であってもよい。かかる場合、前記アクリル樹脂は、少なくとも1種のポリマー鎖が、前述の(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位、および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含んでいればよいが、耐水性の観点から、2種以上のポリマー鎖が前述の(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位、および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含んでいることがより好ましい。
 前記2種以上のポリマー鎖が複合化した樹脂は、一方のポリマー鎖と他方のポリマー鎖とが完全に相溶し、これらを区別できない均質構造のものであってもよく、これらが完全には相溶せずに不均質に形成されるもの(例えば、コア‐シェル構造やミクロドメイン構造)であってもよい。これらの構造の中でも、安定な分散体を製造するとの観点から、例えばコア‐シェル複合構造であることがより好ましい。
 本発明の一実施形態における前記アクリル樹脂が、コア部とシェル部とを有する形態としては、例えば、前記アクリル樹脂が2種類のポリマー鎖からなり、該2種類のポリマー鎖の一方がコア部、他方がシェル部を形成しているものが挙げられる。
 なお、前記コア‐シェル複合構造においては、コア部の表面がシェル部によって被覆された形態であることが好ましい。この場合、コア部の表面は、シェル部によって完全に被覆されていることが好適であるが、完全に被覆されていなくてもよく、例えば、網目状に被覆されている形態や、所々においてコア部が露出している形態であってもよい。
 前記コア‐シェル構造を有する前記アクリル樹脂の製造方法は特に制限されないが、多段階の乳化重合を行い、1段目でコア部を形成した後、当該コア部上に2段目を乳化重合してシェル部を形成させる方法が好適である。
 前記アクリル樹脂が、コア‐シェル複合構造の樹脂である場合、コア部とシェル部との質量比(コア部/シェル部)は、1/99~99/1であることが好ましい。より好ましくは、5/95~95/5であり、更に好ましくは、10/90~90/10である。
 前記アクリル樹脂が、コア‐シェル複合構造の樹脂である場合、コア部を形成するポリマー鎖とシェル部を形成するポリマー鎖の少なくとも一方が前述の(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位、および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むポリマー鎖であればよいが、両方が前述の(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位、および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むポリマー鎖であることがより好ましい。
 ポリマー鎖の両方が前述の(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位、および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むポリマー鎖である場合、コア部はさらに、不飽和カルボン酸由来の構成単位、ヒドロキシル基含有単量体由来の構成単位、及び窒素原子含有単量体由来の構成単位から選択される少なくとも1種を含むことがより好ましい。また、シェル部はさらに、アルコキシアルキル基含有単量体由来の構成単位、窒素原子含有単量体由来の構成単位、シラン基含有単量体由来の構成単位、ヒドロキシル基含有単量体由来の構成単位及び不飽和カルボン酸由来の構成単位から選択される少なくとも1種を含むことがより好ましい。
 ポリマー鎖の片方が前述の(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位、および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むポリマー鎖である場合、他方のポリマー鎖は特に限定されるものではなく、(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位、及び、その他の共重合可能な不飽和結合含有単量体の1種又は2種以上を用いることができる。
 本発明の一実施形態において、前記アクリル樹脂は、前述のアクリル樹脂を1種含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
 前記アクリル樹脂の重量平均分子量は、これに限定されるものではないが、形成塗膜の付着性の観点から好ましくは10万~500万であり、より好ましくは30万~300万である。
 また、前記アクリル樹脂のガラス転移温度Tg(以下、単に「Tg」と称することがある。)は、好ましくは0℃~60℃であり、より好ましくは10℃~40℃である。ここで、Tgは、以下の方法により計算することができる。
前記アクリル樹脂のガラス転移温度Tgは、下記Foxの式より計算される計算Tg(K)から求めることができる。
1/Tg=Σ(Wn/Tgn)/100
ここで、Wnは単量体nの含有率(質量%)、Tgnは単量体nからなる単独重合体のTg(K:絶対温度)を示す。
 また、前記アクリル樹脂の少なくとも1種が多段重合して得られるものである場合(例えば、コア部とシェル部とを有する樹脂粒子である場合)は、前記ガラス転移温度Tgは、全ての段で用いた単量体から算出したTgを意味する。
 前記アクリル樹脂のTgが0℃以上であれば、形成した塗膜の付着性向上、剥離強度向上、および耐水性向上のため好ましい。また、60℃以下であれば、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物(もしくは塗料)を基材に塗布し乾燥(例えば、後述する80℃のジェットオーブンで加熱乾燥)させても、乾燥した塗膜に割れやひび(クラック)が発生することなくフィルムに成型できるため好ましい。さらに、前記アクリル樹脂のTgが10℃以上であれば、形成した塗膜の剥離強度向上の観点からより好ましい。
 本発明の一実施形態において、前記アクリル樹脂を製造する方法としては、これに限定されるものではないが、前記(メタ)アクリル酸エステル、並びに、必要に応じて前記不飽和カルボン酸、前記窒素原子含有単量体、前記ヒドロキシル基含有単量体、前記官能基αを含有する単量体、シラン基含有単量体、および/または、前記その他の単量体を単量体として用いて、乳化剤として機能する前記重合性基を有する界面活性剤の存在下で、乳化重合を行う方法を好適に用いることができる。乳化重合することにより、アクリル樹脂粒子の水性分散体(アクリル樹脂エマルションともいう)が生成する。
 ここで行われる乳化重合としては特に限定されず、例えば、多段階フィード法、パワーフィード法等の従来公知の方法を用いて行うことができる。具体的には、下記(1)、(2)等の方法を用いることができる。このとき、乳化剤として、前述の重合性基を有する界面活性剤を用いる。
 (1)水性媒体中に乳化剤を溶解させ、加熱撹拌下、前記(メタ)アクリル酸エステル、並びに、必要に応じて前記不飽和カルボン酸、前記窒素原子含有単量体、前記ヒドロキシル基含有単量体、前記官能基αを含有する単量体、シラン基含有単量体、および/または、前記その他の単量体と、重合開始剤とを滴下する方法。
 (2)乳化剤と水性媒体とを用いて予め乳化した、前記(メタ)アクリル酸エステル、並びに、必要に応じて前記不飽和カルボン酸、前記窒素原子含有単量体、前記ヒドロキシル基含有単量体、前記官能基αを含有する単量体、シラン基含有単量体、および/または、前記その他の単量体と、重合開始剤とを、加熱撹拌下、水性媒体に滴下する方法。
 前記重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、2,2-アゾビス(2―ジアミノプロパン)ハイドロクロライド等のアゾ化合物;過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素等の過酸化物;等が挙げられる。具体的には、例えば、アゾ系の油性化合物(例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等)、水性化合物(例えば、アニオン系の4,4-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、カチオン系の2,2-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン));レドックス系の油性過酸化物(例えば、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、t-ブチルパーベンゾエート等)、水性過酸化物(例えば、過硫酸カリおよび過酸化アンモニウム等);等を挙げることができる。なお、重合開始剤は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記重合開始剤の使用量は、特に限定されないが、好ましくは、全単量体成分に対し、0.05質量%~1質量%とするのがよく、より好ましくは0.1質量%~0.5質量%とするのがよい。重合開始剤の使用量が0.05質量%以上であれば、好適な重合速度が得られるので単量体が残存しにくく、1質量%以下であれば、形成される塗膜の耐水性がよい。
 前記添加方法は、特に制限はなく、例えば、一括仕込み、分割仕込み、連続滴下等のいずれの方法であってもよい。さらに、重合の完了を速めるためには、最終段の重合性単量体成分の滴下終了前後に、重合開始剤の一部を添加してもよい。
 前記乳化重合においてはまた、重合開始剤の分解を促進する目的で、例えば、亜硫酸水素ナトリウム等の還元剤および/または硫酸第一鉄等の遷移金属塩を添加してもよい。前記乳化重合においては、さらに必要に応じて、pH緩衝剤、キレート剤、連鎖移動剤、成膜助剤等の公知の添加剤を添加してもよい。前記連鎖移動剤としては、t-ドデシルメルカプタン等のチオール基を有する化合物等が挙げられる。前記連鎖移動剤および調節剤の使用量は、特に制限されないが、例えば、全単量体成分に対し、0.01質量%~5質量%、より好ましくは0.1質量%~3質量%とするのがよい。
 前記重合工程における重合温度としては、特に限定はなく、好ましくは0℃~100℃、より好ましくは40℃~95℃とするのがよい。重合温度は一定であってもよいし、重合途中でもしくは各段階によって変化させてもよい。重合時間についても、特に限定はなく、反応の進行状況に応じて適宜設定すればよいが、例えば、重合開始から終了まで2時間~8時間の範囲とするのが好ましい。重合時の雰囲気については、重合開始剤の効率を高めるため窒素等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
 また、前記乳化重合において使用する乳化剤として、前述の重合性基を有する界面活性剤に加えて、重合性基を有しない界面活性剤を併用してもよい。かかる重合性基を有しない界面活性剤としては、重合性基を有しない、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、高分子界面活性剤等を使用することができる。これら界面活性剤は1種類のみを用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 前記重合性基を有しない、アニオン性界面活性剤としては、例えば、アンモニウムドデシルサルフェート、ナトリウムドデシルサルフェート等のアルキルサルフェート塩;アンモニウムドデシルスルフォネート、ナトリウムドデシルスルフォネート等のアルキルスルフォネート塩;アンモニウムドデシルベンゼンスルフォネート、ナトリウムドデシルナフタレンスルフォネート等のアルキルアリールスルフォネート塩;ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩;ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩;ジアルキルスルホコハク酸塩;アリールスルホン酸ホルマリン縮合物;アンモニウムラウリレート、ナトリウムステアリレート等の脂肪酸塩;等が挙げられる。前記重合性基を有しない、ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル;ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル;ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールの縮合物;ソルビタン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル;脂肪酸モノグリセライド;ポリアミド;エチレンオキサイドと脂肪族アミンの縮合生成物;等が挙げられる。前記重合性基を有しない、カチオン性界面活性剤としては、例えば、ドデシルアンモニウムクロライド等のアルキルアンモニウム塩;等が挙げられる。前記重合性基を有しない、両性界面活性剤としては、例えば、ベタインエステル型乳化剤;等が挙げられる。前記重合性基を有しない、高分子界面活性剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム等のポリ(メタ)アクリル酸塩;ポリビニルアルコール;ポリビニルピロリドン;ポリヒドロキシエチルアクリレート等のポリヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;またはこれらの重合体を構成する重合性単量体のうちの1種以上を共重合成分とする共重合体;等が挙げられる。
 前記重合性基を有しない界面活性剤の使用量は、特に限定されないが、塗膜の耐水性及び重合安定性の双方を低下させない観点から、全単量体成分に対して、0~5質量%とすることが好ましく、より好ましくは、0~3質量%、更に好ましくは、0~1質量%であり、最も好ましくは実質0質量%である。従って、重合性基を有しない界面活性剤を併用する前記乳化重合により得られた反応液をそのまま、アクリル樹脂水性分散体(B)として用いる場合は、当該アクリル樹脂水性分散体(B)は、重合性基を有しない界面活性剤を、前記アクリル樹脂の全量に対して、好ましくは0~5質量%、より好ましくは0~3質量%、更に好ましくは、0~1質量%含みうる。実質0質量%であることもありうる。
 前記アクリル樹脂水性分散体(アクリル樹脂エマルション)(B)中のアクリル樹脂粒子の平均粒子径は、好ましくは40nm~300nmであり、より好ましくは50nm~200nmである。本明細書において、平均粒子径とは、実施例に記載の方法により測定された平均粒子径を意味する。
 本発明の一実施形態において、前記アクリル樹脂は、アクリル樹脂を構成する単量体を乳化重合してなるアクリル系樹脂であって、構成単位として、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むアクリル系樹脂と、水性媒体と、を含むアクリル樹脂水性分散体(B)の形で、前述のポリオレフィン水性分散体(A)と混合されうる。前記アクリル樹脂水性分散体(B)は、前記アクリル樹脂と水性媒体とを含む。
 前記アクリル樹脂水性分散体(B)における、前記アクリル樹脂の含有率は、最終的に得られる水性樹脂組成物、プライマー組成物に応じて、適宜調整すればよいが、前記アクリル樹脂水性分散体(B)に対して、好ましくは15質量%~60質量%であり、より好ましくは20質量%~50質量%である。前記アクリル樹脂水性分散体(B)の固形分は、好ましくは10質量%~50質量%であり、より好ましくは15質量%~40質量%である。本明細書において、固形分とは、後述する実施例に記載の方法にて測定された固形分を意味する。
 前記アクリル樹脂水性分散体(B)としては、前記乳化重合において得られた反応液をそのまま用いることもできる。
 アクリル樹脂水性分散体(B)のpHは、当該分散体の安定性の観点から、好ましくは5~10、より好ましくは6~9.5、さらに好ましくは7~9.5である。pHが5未満であると、当該エマルションの安定性、機械的安定性が低下するおそれがある。pHが10を超えると、耐水性の低下や臭気の発生など、実用性に問題があるおそれがある。
 アクリル樹脂水性分散体(B)のpHを前述の範囲に調整するために、任意の適切なpH調整剤を用い得る。かかるpH調整剤の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属化合物類;水酸化カルシウム、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属化合物類;アンモニア;ジメチルアミノエタノール、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノプロピルアミン、ジメチルプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等の水溶性有機アミン類等が挙げられる。これらpH調整剤は、単独で、または2種以上を組み合わせて用い得る。
 〔1.3 架橋剤〕
 本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物は、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィン、アクリル樹脂に含まれるカルボキシル基、および前記官能基αと反応しうる架橋剤を含み得る。カルボキシル基と反応しうる架橋剤としては、オキサゾリン基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物、エポキシ基含有化合物等が挙げられ、必要に応じて複数のものを混合使用してもよい。
 オキサゾリン基含有化合物は、分子中に少なくとも2つ以上のオキサゾリン基を有しているものであれば特に限定されない。例えば、2,2′-ビス(2-オキサゾリン)、2,2′-エチレン-ビス(4,4′-ジメチル-2-オキサゾリン)、2,2′-p-フェニレン-ビス(2-オキサゾリン)、ビス(2-オキサゾリニルシクロヘキサン)スルフィド等のオキサゾリン基を有する化合物、およびオキサゾリン基含有ポリマー等が挙げられる。これらの1種または2種以上を用いることができる。これらの中でも、取り扱いのし易さからオキサゾリン基含有ポリマーが好ましい。
 オキサゾリン基含有ポリマーは、一般に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-イソプロペニル-2-オキサゾリン等の付加重合性オキサゾリンを重合させることにより得られる。オキサゾリン基含有ポリマーには、必要に応じて他の単量体が共重合されていてもよい。オキサゾリン基含有ポリマーの重合方法としては、特に限定されず、公知の重合方法を採用することができる。
 オキサゾリン基含有ポリマーの市販品としては、日本触媒社製のエポクロス(登録商標)シリーズが挙げられ、例えば、水溶性タイプの「WS-500」、「WS-700」;エマルションタイプの「K-1010E」、「K-1020E」、「K-1030E」、「K-2010E」、「K-2020E」、「K-2030E」などが挙げられる。
 カルボジイミド基含有化合物は、分子中に少なくとも2つ以上のカルボジイミド基を有しているものであれば特に限定されない。例えば、p-フェニレン-ビス(2,6-キシリルカルボジイミド)、テトラメチレン-ビス(t-ブチルカルボジイミド)、シクロヘキサン-1,4-ビス(メチレン-t-ブチルカルボジイミド)等のカルボジイミド基を有する化合物、およびカルボジイミド基を有する重合体であるポリカルボジイミドが挙げられる。これらの1種または2種以上を用いることができる。これらの中でも、取り扱い易さから、ポリカルボジイミドが好ましい。
 ポリカルボジイミドの市販品としては、日清紡社製のカルボジライト(登録商標)シリーズが挙げられる。具体的な商品としては、例えば、水溶性タイプの「SV-02」、「V-02」、「V-02-L2」、「V-04」;エマルションタイプの「E-01」、「E-02」;有機溶液タイプの「V-01」、「V-03」、「V-07」、「V-09」;無溶剤タイプの「V-05」等が挙げられる。
 エポキシ基含有化合物は、分子中に少なくとも2つ以上のエポキシ基を有しているものであれば特に限定されない。例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールAβ-ジメチルグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、テトラヒドロキシフェニルメタンテトラグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、クロル化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物のジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、ポリアルキレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールジグリシジルエーテル、エポキシウレタン樹脂等のグリシジルエーテル型;p-オキシ安息香酸グリシジルエーテル・エステル等のグリシジルエーテル・エステル型;フタル酸ジグリシジルエステル、テトラハイドロフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサハイドロフタル酸ジグリシジルエステル、アクリル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸ジグリシジルエステル等のグリシジルエステル型;グリシジルアニリン、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジルアミノフェノール等のグリシジルアミン型;エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油等の線状脂肪族エポキシ樹脂;3,4-エポキシ-6メチルシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシ-6メチルシクロヘキサンカルボキシレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(3,4-エポキシシクロヘキサン)カルボキシレート、ビス(3,4-エポキシ-6メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンジエポキサイド、ジシクロペンタジエンオキサイド、ビス(2,3-エポキシシクロペンチル)エーテル、リモネンジオキサイド等の脂環族エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの1種または2種以上を用いることができる。
 市販のエポキシ化合物としては、本発明に適した水系のものとして、例えば、長瀬ケムテック社製のデナコール(登録商標)シリーズ(EM-150、EM-101など)、株式会社ADEKA製のアデカレジン(登録商標)シリーズ等が挙げられ、UVインキ付着性および耐スクラッチ性向上の点から多官能エポキシ樹脂エマルションである株式会社ADEKA製のアデカレジン(登録商標)EM-0517、EM-0526、EM-11-50B、EM-051Rなどが好ましい。
 前記架橋剤の含有率は、前記水性樹脂組成物の固形分に対して、より好ましくは前記水性樹脂組成物に含まれる前記カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと前記アクリル樹脂との固形分の合計量に対して、好ましくは0.1質量%~5質量%、より好ましくは、0.5質量%~2質量%である。前記架橋剤の含有率が0.1質量%~5質量%であれば、形成した塗膜の付着性が向上するため好ましい。
 或いは、本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物は、官能基αと反応しうる架橋剤として、多官能化合物を含有することが好ましい。多官能化合物としては、カルボキシル基、ヒドラジノ基、オキサゾリン基およびエポキシ基のうちの少なくとも1種を2個以上含むヒドラジノ基含有架橋剤を含むことが好ましく、ヒドラジノ基を2個以上有することが好ましい。
 前記ヒドラジノ基含有架橋剤としては、例えば、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジドなどの炭素数2~10のジカルボン酸ジヒドラジド、エチレン-1,2-ジヒドラジン、プロピレン-1,3-ジヒドラジン、ブチレン-1,4-ジヒドラジンなどの炭素数2~4の脂肪族水溶性ジヒドラジンなどが挙げられる。これらのヒドラジノ基含有化合物は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのヒドラジノ基含有架橋剤のなかでは、形成した塗膜の付着性の観点から、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジドなどの炭素数4~6のジカルボン酸ジヒドラジドが好ましく、アジピン酸ジヒドラジドがより好ましい。
 前記ヒドラジノ基含有架橋剤等の多官能化合物の含有率は、前記水性樹脂組成物の固形分に対して、より好ましくは前記水性樹脂組成物に含まれる前記カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと前記アクリル樹脂との固形分の合計量に対して、好ましくは0.1質量%~5質量%、より好ましくは、0.5質量%~2質量%である。前記架橋剤の含有率が0.1質量%~5質量%であれば、形成した塗膜の付着性が向上するため好ましい。
 中でも、前記ヒドラジノ基含有架橋剤は、カルボニル基と反応しうる架橋剤であり、カルボニル基含有単量体に由来する構成単位を含むアクリル樹脂との組合せで用いることがより好ましい。
 また、本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物は、必要に応じて、さらに架橋を促進するために酸触媒、例えばパラトルエンスルホン酸、リン酸、塩酸、塩化アンモニウム等を含んでいてもよい。前記架橋促進剤の含有率は前記架橋剤に対して10質量%~50質量%である。
 〔1.4 水性樹脂組成物〕
 本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物は、前記カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、前記アクリル樹脂と、水性媒体とを含んでいる。あるいは、本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物は、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、水性媒体と、を含むポリオレフィン水性分散体(A)と、単量体を乳化重合してなるアクリル樹脂であって、構成単位として、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むアクリル樹脂と、水性媒体と、を含むアクリル樹脂水性分散体(B)と、を含んでいてもよい。
 カルボキシル基含有塩素化ポリプロプレン系ランダム共重合体中の塩素含有率は、低いほどオレフィン基材への付着性が良くなるが、低すぎると樹脂の軟化点、融点が上昇するため、低温焼き付け時に付着性が低下する。このように、塩素化ポリオレフィンの水性分散体を非塩素化ポリオレフィンの水性分散体に置き換えることにより、低温焼き付け時に付着性が低下することが従来からの課題であった。本発明の一実施形態に係るカルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、アクリル樹脂であって、構成単位として、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むアクリル樹脂と、水性媒体とを含む水性樹脂組成物によればかかる課題を解決することができる。
 本発明の一実施形態において、前記水性樹脂組成物は、前記カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、前記アクリル樹脂と、水性媒体とを含んでいればよいが、必要に応じてさらに前記架橋剤を含んでいてもよい。
 また、前記水性樹脂組成物は、必要に応じて、例えば、増粘剤、顔料、顔料分散剤、消泡剤、無機充填剤、界面活性剤、中和剤、安定剤、増粘剤、表面調整剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、導電性カーボン、導電性フィラー、金属粉等の導電性充填剤、有機改質剤、可塑剤、を含みうる。
 前記水性樹脂組成物における、前記カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンの含有率は、前記水性樹脂組成物に対して、好ましくは2質量%~48質量%であり、より好ましくは4質量%~32質量%である。
 前記水性樹脂組成物における、前記アクリル樹脂の含有率は、前記水性樹脂組成物に対して、好ましくは2質量%~48質量%であり、より好ましくは4質量%~32質量%である。
 また、前記水性樹脂組成物における、前記カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、前記アクリル樹脂との含有比率は、質量基準で、好ましくは10:90~70:30であり、より好ましくは20:80~60:40である。前記含有比率が前記範囲内であれば、ポリオレフィン基材に対する付着性、および剥離強度に優れた水性樹脂組成物を実現することができる。
 前記水性樹脂組成物の固形分は、好ましくは10質量%~60質量%であり、より好ましくは20質量%~40質量%である。
 また、前記水性樹脂組成物のpHは、当該分散体の安定性を向上させるための観点から、好ましくは5~10、より好ましくは6~9.5、さらに好ましくは7~9.5である。pHが5未満であると、前記水性樹脂組成物の安定性、機械的安定性が低下するおそれがある。pHが10を超えると、耐水性の低下や臭気の発生など、実用性に問題があるおそれがある。
 また、前記水性樹脂組成物に含まれる、前記カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、前記アクリル樹脂と、の全体としての平均粒子径は、好ましくは40nm~300nmであり、より好ましくは50nm~200nmである。
 〔2.水性樹脂組成物の利用〕
 本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物は、ポリオレフィン基材との付着性に優れているため、ポリオレフィン基材用の水性プライマー組成物として用いることができる。それゆえ、本発明には前述した水性樹脂組成物を含む水性プライマー組成物も含まれる。
 本発明の一実施形態に係る水性プライマー組成物を、ポリエチレン、ポリプロピレン、TPO(サーモプラスチック・オレフィン;熱可塑性オレフィン樹脂)等のポリオレフィン基材に塗布し、乾燥させることにより、ポリオレフィン基材上にフライマー層が形成される。乾燥温度は、特に限定されないが、水性プライマー組成物が架橋剤を含む場合には、加熱乾燥時に架橋反応が進行するので、架橋剤の種類に応じて架橋反応が速やかに進行する温度で乾燥することが好ましい。製膜には、従来公知の方法、例えば、グラビアロールコーティング、リバースロールコーティング、ワイヤーバーコーティング、リップコーティング、エアナイフコーティング、カーテンフローコーティング、スプレーコーティング、浸漬コーティング、はけ塗り法等を用いることができる。
 本発明の一実施形態に係る成形品は、ポリオレフィン基材またはポリオレフィン成形品に、前記プライマー層と、当該プライマー層の上に1層以上の上塗り層を有する成形品であることが好ましい。
 前記上塗り層としては、例えば、一液メラミン焼付塗料、二液ウレタン塗料、一液ラッカー塗料、光輝性塗料、ハイソリッドクリヤー塗料等を塗装することで得られる塗膜等が挙げられる。上塗り塗膜が2層以上の多層構造である場合、例えば、ベース塗膜とクリヤー塗膜とを含む多層構造が挙げられる。
 前記ポリオレフィン成形品としては、例えば、車両用のバンパー、モール、フェンダーミラー、およびグリル、家電製品の部材等が挙げられる。
 〔3.水性樹脂組成物の製造方法〕
 本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物は、前述したカルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、アクリル樹脂であって、構成単位として、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むアクリル樹脂と、水性媒体と、必要に応じてその他の成分とを混合することにより製造することができる。
 本発明の一実施形態に係る水性樹脂組成物の製造方法は、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、水性媒体と、を含むオレフィン水性分散体(A)と、重合性基を有する界面活性剤の存在下で、アクリル樹脂を構成する単量体を乳化重合して得られたアクリル樹脂水性分散体(B)と、をそれぞれ予め調整しておき、これらを混合する工程を含むものであることがより好ましい。
 本発明の一実施形態は、以下の様な構成であってもよい。
 〔1〕カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、アクリル樹脂であって、構成単位として、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むアクリル樹脂と、水性媒体と、を含む水性樹脂組成物。
 〔2〕前記重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位は、前記アクリル樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対して1質量%~10質量%含まれる、〔1〕に記載の水性樹脂組成物。
 〔3〕重合性基を有しない界面活性剤を、前記アクリル樹脂に対して、0~5質量%含む、〔1〕または〔2〕に記載の水性樹脂組成物。
 〔4〕前記アクリル樹脂は、不飽和カルボン酸由来の構成単位をさらに含む、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の水性樹脂組成物。
 〔5〕カルボキシル基と反応しうる架橋剤を含む、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の水性樹脂組成物。
 〔6〕〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の水性樹脂組成物を含む、ポリオレフィン基材に用いられる水性プライマー組成物。
 〔7〕〔6〕に記載の水性プライマー組成物を含む成形品。
 〔8〕カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、水性媒体と、を含むポリオレフィン水性分散体(A)と、重合性基を有する界面活性剤の存在下で、単量体を乳化重合して得られたアクリル樹脂水性分散体(B)と、を混合する工程を含む、水性樹脂組成物の製造方法。
 以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例において、「部」は「質量部」を意味する。
 〔測定方法〕
 製造例1、2で得られたアクリル樹脂粒子のTg、融点、および平均粒子径、ならびに、製造例1、2で得られたアクリル樹脂水性分散体、実施例および比較例で得られた水性樹脂組成物の固形分、pH、および含まれる全樹脂粒子の平均粒子径は以下の方法によって測定した。
 (1)平均粒子径
 動的光散乱法による粒度分布測定器(大塚電子株式会社製、「FPAR-1000」)を用い、体積平均粒子径を測定した。
 (2)Tg
 単量体組成から、前述したFoxの式を用いて算出した。
 (3)融点
 融点は、示差走査熱量計(以下、「DSC」と称することがある。ティー・エー・インスツルメント・ジャパン製、「Q-2000」)を用いて、20℃/分の速度で昇温融解、冷却樹脂化した後、再度昇温融解したときの融解ピークのトップ温度および面積から測定した値である。
 (4)固形分
 各アクリル樹脂水性分散体および各水性樹脂組成物を、1g秤量し、熱風乾燥機にて110℃にて1時間乾燥させ、乾燥残量を固形分として、乾燥前質量に対する比率を質量%で算出した。
 (5)pH
 pHメーター(堀場製作所社製「F-23」)により25℃での値を測定した。
 〔評価方法〕
 実施例および比較例で得られた水性樹脂組成物の評価は以下の方法により行った。
 (評価用塗料の調製)
 各水性樹脂組成物100部に、成膜助剤としてジプロピレングリコールn-ブチルエーテル(Dow Chemical社製、品番:ダワノール(登録商標)DPnB)4部、および濡れ剤(日信化学株式会社製、商品名:オルフィン(登録商標)EXP.4200)1部を添加し、ホモディスパーを使用して回転速度1500回/分にて10分間撹拌することにより、評価用塗料を調製した。
 (評価用塗膜の作製)
 ポリプロピレン板(日本テストパネル株式会社製、縦:70mm、横:150mm、厚さ:2mm)上に、前記評価用塗料を、バーコーター(No.14)を使用して塗工した。塗工した前記評価用塗料を、風速3m、80℃のジェットオーブンで15分間乾燥させることにより、前記ポリプロピレン板上に、膜厚10±2μmの評価用塗膜が形成されてなる試験板を作製した。
 (1)初期付着性評価(碁盤目試験)
 (試験方法)
 前記評価用塗膜が形成されてなる試験板を用いて、JIS K5600-5-6に準拠して碁盤目試験を行った。
 具体的には、前記評価用塗膜に鋭利な刃物で2mm角の碁盤目状に25マス(縦:5マス、横:5マス)の切込みを入れた。その後、25mm幅のセロハン粘着テープ(ニチバンCT-24)を、指で擦ることによって碁盤目状の切込みを入れた部分に密着させた。次いで、前記評価用塗膜を25℃の大気中にて5分間静置した後、前記セロハン粘着テープを剥がした。作製した25マスのうち、剥離したマス目の数を数え、以下の評価基準に基づいてポリオレフィン基材に対する初期付着性を評価した。
 (評価基準)
○:剥離したマス目の数が0~4個である。
△:剥離したマス目の数が5~14個である。
×:剥離したマス目の数が15個以上である。
 (2)耐水性評価
 (試験方法)
 前記評価用塗膜が形成されてなる試験板を40℃に保たれた温水中に10日間浸漬した。10日後、該試験板を引き上げて乾燥してから、前記初期付着性評価の碁盤目試験と同様の手順で碁盤目試験を行ない、剥離したマス目の数を数え、以下の評価基準に基づいて耐水性評価を行った。
 (評価基準)
○:剥離したマス目の数が0~4個である。
△:剥離したマス目の数が5~14個である。
×:剥離したマス目の数が15個以上である。
 (3)剥離強度評価(剥離強度試験)
 前記評価用塗膜が形成されてなる試験板の前記評価用塗膜にガムテープ(ニチバン社製、商品名:布粘着テープ102N)を貼り付け、23℃、65%RHにて一日静置した。その後、基材から塗膜が剥離するきっかけを作るために、前記評価用塗膜に10mm幅の切れ目をガムテープの上から入れた。次に、引っ張り試験機(株式会社島津製作所製、商品名:オートグラフAGS-100D)を用いて、引っ張り速度50mm/minの条件で、ガムテープと塗膜が一体となった膜を180度方向に引っ張った時の剥離強度を測定し、剥離強度を1mあたりに換算して、剥離強度を算出した。
 〔製造例1〕
 滴下ロート、撹拌機、窒素導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1000部を仕込んだ。滴下ロートに、脱イオン水249部、界面活性剤(株式会社ADEKA製、商品名:アデカリアソープ(登録商標)SR-10)の25%水溶液120部(界面活性剤として30部含有)、2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)172部、メチルメタクリレート(MMA)416部、およびアクリル酸(AA)12部からなる滴下用プレエマルションを調製した。そのうちの95部をフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温した。その後、過硫酸アンモニウムの5%水溶液36部をフラスコ内に添加することにより、重合を開始した。
 次いで、滴下用プレエマルションの残部を120分間かけて、均一にフラスコに滴下した。滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、その後25%アンモニア水溶液を用いてpH9に調整することにより、重合反応を終了した。
 得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュ(JISメッシュ、以下同じ)の金網で濾過することにより、固形分が30質量%であるアクリル樹脂水性分散体を得た。得られたアクリル樹脂水性分散体に含まれるアクリル樹脂粒子は、平均粒子径が130nm、アクリル樹脂粒子の計算Tgは30℃であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表1に示す。
 〔製造例2〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)172部を139部に変更し、メチルメタクリレート(MMA)416部をシクロヘキシルメタクリレート(CHMA)449部に変更した以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表1に示す。
 〔製造例3〕
 界面活性剤(株式会社ADEKA製、商品名:アデカリアソープ(登録商標)SR-10)の25%水溶液120部を、重合性基を有しない界面活性剤(日本乳化剤株式会社製、商品名:ニューコール(登録商標)707-SF)の30%水溶液100部(界面活性剤として30部含有)に変更した以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表1に示す。
 〔製造例4~6〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)及びメチルメタクリレート(MMA)の使用量を表3に示す量に変更し、アクリル酸(AA)の代わりに2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)、4-(メタ)アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン(LA-82、株式会社アデカ製)及びγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(KBM-503、信越化学工業株式会社製)を表3に示す量で用いた以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例4における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:HEMA:LA-82:KBM-503:SR-10(固形分)=35.9:61.5:1.5:1.0:0.1:5であった。製造例5における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:HEMA:LA-82:KBM-503:SR-10(固形分)=28.2:69.2:1.5:1.0:0.1:5であった。製造例6における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:HEMA:LA-82:KBM-503:SR-10(固形分)=21.4:76.0:1.5:1.0:0.1:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表3に示す。
 〔製造例7〕
 界面活性剤(株式会社ADEKA製、商品名:アデカリアソープ(登録商標)SR-10)の使用量を表3に示すように変更した以外は、製造例5と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例7における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:HEMA:LA-82:KBM-503:SR-10(固形分)=28.2:69.2:1.5:1.0:0.1:2であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表3に示す。
 〔製造例8~9〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)及びメチルメタクリレート(MMA)の使用量を表3に示す量に変更した以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例8における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:SR-10(固形分)=44.5:53.5:2.0:5であった。製造例9における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:SR-10(固形分)=15.5:82.5:2.0:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表3に示す。
 〔製造例10~11〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、メチルメタクリレート(MMA)及びアクリル酸(AA)の使用量を表3に示す量に変更し、モノマーとしてさらに、アクリロニトリル(AN)及びγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(KBM-503、信越化学工業株式会社製)を表3に示す量で用いた以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例10における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:AN:KBM-503:SR-10(固形分)=28.5:68.4:1.0:2.0:0.1:5であった。製造例11における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:AN:KBM-503:SR-10(固形分)=28.5:67.5:1.0:2.0:1.0:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表3に示す。
 〔製造例12~14〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、メチルメタクリレート(MMA)及びアクリル酸(AA)の使用量を表3に示す量に変更し、モノマーとしてさらに、ダイアセトンアクリルアミド(DAAM、三菱ケミカル株式会社製)を表3に示す量で用いた以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例12における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:DAAM:SR-10(固形分)=28.3:68.7:1.0:2.0:5であった。製造例13における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:DAAM:SR-10(固形分)=28.3:68.7:1.0:2.0:5であった。製造例14における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:DAAM:SR-10(固形分)=28.3:68.7:1.0:2.0:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表3に示す。
 〔製造例15〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)及びメチルメタクリレート(MMA)の使用量を表4に示す量に変更し、アクリル酸(AA)を使用しなかった以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例15における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:SR-10(固形分)=28.7:71.3:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表4に示す。
 〔製造例16~17〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、メチルメタクリレート(MMA)及びアクリル酸(AA)の使用量を表4に示す量に変更した以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例16における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:SR-10(固形分)=28.6:70.4:1.0:5であった。製造例17における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:SR-10(固形分)=28.5:68.5:3.0:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表4に示す。
 〔製造例18〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、メチルメタクリレート(MMA)及びアクリル酸(AA)の使用量を表4に示す量に変更し、さらにモノマーとして2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)を表4に示す量で用いた以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例18における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:HEMA:SR-10(固形分)=28.3:68.7:1.0:2.0:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表4に示す。
 〔製造例19〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、メチルメタクリレート(MMA)及びアクリル酸(AA)の使用量を表4に示す量に変更し、さらにモノマーとしてメトキシエチルアクリレート(MEA)を表4に示す量で用いた以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例19における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:MEA:SR-10(固形分)=27.0:70.0:1.0:2.0:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表4に示す。
 〔製造例20〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、メチルメタクリレート(MMA)及びアクリル酸(AA)の使用量を表4に示す量に変更し、さらにモノマーとしてアクリロニトリル(AN)を表4に示す量で用いた以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例20における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:AN:SR-10(固形分)=28.5:68.5:1.0:2.0:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表4に示す。
 〔製造例21〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、メチルメタクリレート(MMA)及びアクリル酸(AA)の使用量を表4に示す量に変更し、さらにモノマーとしてアクリルアミド(AAm)を表4に示す量で用いた以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例21における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:AAm:SR-10(固形分)=28.9:68.1:1.0:2.0:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表4に示す。
 〔製造例22〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、メチルメタクリレート(MMA)及びアクリル酸(AA)の使用量を表4に示す量に変更し、さらにモノマーとしてダイアセトンアクリルアミド(DAAM、三菱ケミカル株式会社製)を表4に示す量で用いた以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例22における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:DAAM:SR-10(固形分)=28.3:68.7:1.0:2.0:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表4に示す。
 〔製造例23〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)及びメチルメタクリレート(MMA)の使用量を表4に示す量に変更し、アクリル酸(AA)を使用せず、さらにモノマーとしてアクリルアミド(AAm)を表4に示す量で用いた以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例23における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AAm:SR-10(固形分)=29.0:69.0:2.0:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表4に示す。
 〔製造例24〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、メチルメタクリレート(MMA)及びアクリル酸(AA)の使用量を表4に示す量に変更し、さらにモノマーとして2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)を表4に示す量で用い、アデカリアソープ(登録商標)SR-10の代わりにアクアロン(登録商標)AR-10(第一工業製薬社製)を界面活性剤の量として表4に示す量で用いた以外は、製造例1と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。製造例24における各成分の質量部比は、2EHA:MMA:AA:HEMA:AR-10(固形分)=28.3:68.8:1.0:2.0:5であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表4に示す。
 〔製造例25〕
 滴下ロート、撹拌機、窒素導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水1097部を仕込んだ。滴下ロートに、脱イオン水110部、界面活性剤(株式会社ADEKA製、商品名:アデカリアソープ(登録商標)SR-10)の25%水溶液60部(界面活性剤として15部含有)、2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)99部、メチルメタクリレート(MMA)186部、アクリル酸(AA)12部、および2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)3部からなる滴下用プレエマルションを調製した。そのうちの50部を前記フラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら前記フラスコの内容物を80℃まで昇温した。その後、過硫酸アンモニウムの5%水溶液36部をフラスコ内に添加することにより、重合を開始した。
 次いで、滴下用プレエマルションの残部を120分間かけて、均一にフラスコ内に滴下した。フラスコの内容物を80℃に維持した状態で60分間経過した後に、25%アンモニア水溶液11.3部(AAを100%中和する量)を添加した。添加後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持した。
 その後、脱イオン水110部、界面活性剤(株式会社ADEKA製、商品名:アデカリアソープ(登録商標)SR-10)の25%水溶液60部(界面活性剤として15部含有)、2-エチルヘキシルアクリレート101部、メチルメタクリレート186部、2-ヒドロキシルエチルメタクリレート6部、シリル基含有モノマー(信越化学工業株式会社製、商品名:KBM-503)0.6部、および2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルメタクリレート(アデカスタブLA-87)6部からなる2段目のプレエマルションを120分間かけて均一にフラスコ内に滴下した。滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で120分間維持した。その後25%アンモニア水溶液を用いてフラスコの内容物をpH9に調整することにより、重合反応を終了した。
 得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュ(JISメッシュ、以下同じ)の金網で濾過することにより、固形分が30質量%であるアクリル樹脂水性分散体を得た。得られたアクリル樹脂水性分散体に含まれるアクリル樹脂粒子は、平均粒子径が100nm、アクリル樹脂粒子の計算Tgは19℃であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表7に示す。
 〔製造例26〕
 2段目のプレエマルションとして、脱イオン水110部、界面活性剤(株式会社ADEKA製、商品名:アデカリアソープ(登録商標)SR-10)の25%水溶液60部(界面活性剤として15部含有)、2-エチルヘキシルアクリレート101部、メチルメタクリレート180部、2-ヒドロキシルエチルメタクリレート6部、シリル基含有モノマー(信越化学工業株式会社製、商品名:KBM-503)0.6部、およびアクリロニトリル(AN)12部からなるプレエマルションを使用した以外は製造例25と同様にして固形分が30質量%であるアクリル樹脂水性分散体を得た。得られたアクリル樹脂水性分散体に含まれるアクリル樹脂粒子は、平均粒子径が100nm、アクリル樹脂粒子の計算Tgは19℃であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表7に示す。
 〔製造例27〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、及びメチルメタクリレート(MMA)の使用量を表7に示す量に変更し、さらにモノマーとしてスチレン(St)を表7に示す量(単量体全体に対して5質量%)にて用いた以外は、製造例18と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。得られたアクリル樹脂水性分散体に含まれるアクリル樹脂粒子は、平均粒子径が110nm、アクリル樹脂粒子の計算Tgは30℃であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表7に示す。
 〔製造例28〕
 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)、及びメチルメタクリレート(MMA)の使用量を表7に示す量に変更し、さらにモノマーとしてスチレン(St)を表7に示す量(単量体全体に対して60質量%)にて用いた以外は、製造例18と同様の反応および操作を行い、アクリル樹脂水性分散体を得た。得られたアクリル樹脂水性分散体に含まれるアクリル樹脂粒子は、平均粒子径が100nm、アクリル樹脂粒子の計算Tgは30℃であった。得られたアクリル樹脂の単量体組成および重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位の含有率、アクリル樹脂粒子の計算Tgおよび平均粒子径、ならびに、アクリル樹脂水性分散体のpHおよび固形分を表7に示す。
 〔実施例1〕
 製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体50部(固形分として15部含有)と、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと水性媒体とを含むポリオレフィン水性分散体(株式会社東洋紡製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004:ポリプロピレン100部を不飽和カルボン酸である無水マレイン酸2.0部にて変性した変性ポリオレフィン水分散体、固形分:30質量%)50部(固形分として15部含有)とを混合し、ホモディスパーを使用して回転速度500回/分にて30分間撹拌した。その結果、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィン水性分散体と、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むアクリル樹脂水性分散体とを含有する水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
 〔実施例2〕
 製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体を製造例2で得られたアクリル樹脂水性分散体に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
 〔実施例3〕
 実施例1で得られた水性樹脂組成物中の固形分100部(カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンとアクリル樹脂との合計質量)に架橋剤2部(株式会社日本触媒製、商品名:エポクロス(登録商標)WS‐500、オキサゾリン基含有水溶性ポリマーを0.8部含有)を混合しホモディスパーを使用して回転速度500回/分にて30分間撹拌した。その結果、カルボキシル基と反応する架橋剤を含む水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
 〔実施例4〕
 実施例2で得られた水性樹脂組成物中の固形分100部(カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンとアクリル樹脂との合計質量)に架橋剤2部(株式会社日本触媒製、商品名:エポクロス(登録商標)WS‐500、オキサゾリン基含有水溶性ポリマーが0.8部含有)を混合しホモディスパーを使用して回転速度500回/分にて30分間撹拌した。その結果、カルボキシル基と反応する架橋剤を含む水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
 〔比較例1〕
 前記ポリオレフィン水性分散体(株式会社東洋紡製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004:ポリプロピレン100部を不飽和カルボン酸2.0部にて、変性した変性ポリオレフィン水性分散体)のみを使用して、水性樹脂組成物とした。この水性樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
 〔比較例2〕
 製造例1によって得られたアクリル樹脂水性分散体のみを使用して、水性樹脂組成物とした。この水性樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
 〔比較例3〕
 製造例2によって得られたアクリル樹脂水性分散体のみを使用して、水性樹脂組成物とした。この水性樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
 〔比較例4〕
 製造例3で得られたアクリル樹脂水性分散体を製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体の代わりに用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
 〔実施例5~12、16~24〕
 製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体を、表5及び6に示す製造例で得られたアクリル樹脂水性分散体に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表5及び6に示す。
 〔実施例13〕
 製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体を、製造例12で得られたアクリル樹脂水性分散体に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。
 得られた水性樹脂組成物に、架橋剤として、製造例12で使用されたダイアセトンアクリルアミド(DAAM、三菱ケミカル株式会社製)の0.5当量に相当するアジピン酸ジヒドラジド(三菱ケミカル株式会製)を混合しホモディスパーを使用して回転速度500回/分にて30分間撹拌した。その結果、カルボニル基と反応する架橋剤を含む水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表5に示す。
 〔実施例14〕
 製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体を、製造例13で得られたアクリル樹脂水性分散体に変更し、アジピン酸ジヒドラジド(三菱ケミカル株式会製)の量を、製造例13で使用されたダイアセトンアクリルアミド(DAAM、三菱ケミカル株式会社製)の1当量に変更した以外は、実施例13と同様の操作を行い、カルボニル基と反応する架橋剤を含む水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表5に示す。
 〔実施例15〕
 製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体を、製造例14で得られたアクリル樹脂水性分散体に変更し、アジピン酸ジヒドラジド(三菱ケミカル株式会製)の量を、製造例14で使用されたダイアセトンアクリルアミド(DAAM、三菱ケミカル株式会社製)の1.5当量に変更した以外は、実施例13と同様の操作を行い、カルボニル基と反応する架橋剤を含む水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表5に示す。
 〔実施例25〕
 製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体を、製造例22で得られたアクリル樹脂水性分散体に変更し、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと水性媒体とを含むポリオレフィン水性分散体を、株式会社東洋紡製、ハードレン(登録商標)NZ-1015(ポリプロピレン100部を不飽和カルボン酸1.1部にて変性した変性ポリオレフィン水分散体、固形分:30質量%)50部(固形分として15部含有)に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表6に示す。
 〔実施例26〕
 製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体を、製造例24で得られたアクリル樹脂水性分散体に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表6に示す。
 〔実施例27〕
 製造例18で得られたアクリル樹脂水性分散体40部(固形分として12部含有)と、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと水性媒体とを含むポリオレフィン水性分散体(株式会社東洋紡製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004、固形分:30質量%)60部(固形分として18部含有)とを混合したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表8に示す。
 〔実施例28〕
 製造例18で得られたアクリル樹脂水性分散体60部(固形分として18部含有)と、カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと水性媒体とを含むポリオレフィン水性分散体(株式会社東洋紡製、商品名:ハードレン(登録商標)NZ-1004、固形分:30質量%)40部(固形分として12部含有)とを混合したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表8に示す。
 〔実施例29〕
 製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体を、製造例25で得られたアクリル樹脂水性分散体に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表8に示す。
 〔実施例30〕
 製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体を、製造例26で得られたアクリル樹脂水性分散体に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表8に示す。
 〔実施例31〕
 製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体を、製造例27で得られたアクリル樹脂水性分散体に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表8に示す。
 〔実施例32〕
 製造例1で得られたアクリル樹脂水性分散体を、製造例28で得られたアクリル樹脂水性分散体に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表8に示す。
 〔実施例33〕
 カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと水性媒体とを含むポリオレフィン水性分散体を、株式会社東洋紡製、ハードレン(登録商標)NA-6600(ポリプロピレン100部を不飽和カルボン酸1.1部にて変性した変性ポリオレフィン水分散体、固形分:30質量%)50部(固形分として15部含有)に変更した以外は、実施例23及び25と同様の操作を行い、水性樹脂組成物を得た。得られた水性樹脂組成物の評価結果を表8に示す。
 〔比較例5〕
 比較例1において、ハードレン(登録商標)NZ-1004(ポリプロピレン100部を不飽和カルボン酸2.0部にて、変性した変性ポリオレフィン水性分散体)の代わりに、ハードレン(登録商標)NZ-1015(ポリプロピレン100部を不飽和カルボン酸1.1部にて、変性した変性ポリオレフィン水性分散体)のみを使用して、これを水性樹脂組成物とした。この水性樹脂組成物の評価結果を表8に示す。
 〔比較例6〕
 比較例1において、ハードレン(登録商標)NZ-1004(ポリプロピレン100部を不飽和カルボン酸2.0部にて、変性した変性ポリオレフィン水性分散体)の代わりに、ハードレン(登録商標)NA-6600(ポリプロピレン100部を不飽和カルボン酸1.1部にて、変性した変性ポリオレフィン水性分散体)のみを使用して、これを水性樹脂組成物とした。この水性樹脂組成物の評価結果を表8に示す。
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 実施例1~4より、前記オレフィン水性分散体と前記アクリル樹脂水性分散体とを混合して製造した水性樹脂組成物は、初期付着性及び耐水性に優れることが分かる。
 また、実施例5~33からも、前記オレフィン水性分散体と前記アクリル樹脂水性分散体とを混合して製造した水性樹脂組成物は、初期付着性及び耐水性に優れることがわかる。
 これに対して、比較例1、5および6より、オレフィン水性分散体のみを用いて製造した水性樹脂組成物は初期付着性及び耐水性に劣る。また比較例4より、前記オレフィン水性分散体と、重合性基を有さない界面活性剤を用いて得られたアクリル樹脂を含む水性分散体と、を混合して製造した水性樹脂組成物は、初期付着性及び耐水性に劣ることがわかる。
 本発明は、ポリオレフィンの成形品、例えば、車両用バンパー、車両用モール等の部材、および家電製品の部材等に使用される水性プライマーに利用することができる。

Claims (8)

  1.  カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、
     アクリル樹脂であって、構成単位として、重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位を含むアクリル樹脂と、水性媒体と、を含む水性樹脂組成物。
  2.  前記重合性基を有する界面活性剤由来の構成単位は、前記アクリル樹脂を構成する単量体由来の構成単位全体に対して1質量%~10質量%含まれる、請求項1に記載の水性樹脂組成物。
  3.  重合性基を有しない界面活性剤を、前記アクリル樹脂に対して、0~5質量%含む、請求項1または2に記載の水性樹脂組成物。
  4.  前記アクリル樹脂は、不飽和カルボン酸由来の構成単位をさらに含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の水性樹脂組成物。
  5.  カルボキシル基と反応しうる架橋剤を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の水性樹脂組成物。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の水性樹脂組成物を含む、ポリオレフィン基材に用いられる水性プライマー組成物。
  7.  請求項6に記載の水性プライマー組成物を含む成形品。
  8.  カルボキシル基を有する非塩素化ポリオレフィンと、水性媒体と、を含むポリオレフィン水性分散体(A)と、
     重合性基を有する界面活性剤の存在下で、単量体を乳化重合して得られたアクリル樹脂水性分散体(B)と、を混合する工程を含む、水性樹脂組成物の製造方法。
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