説明

水性塗料組成物及び該水性塗料組成物を被覆してなる被塗物

【課題】本発明は、金属缶、ポリエステルフィルム被膜絞り缶外面において、高級感のある艶消し意匠性を与える水性塗料組成物であり、耐レトルト性、耐傷つき性に優れた塗膜を提供する水性塗料組成物である。
【解決手段】ベンゾグアナミン樹脂25〜60重量%と、下記(i)〜(iii)のモノマーを共重合してなるアクリル系共重合体40〜75重量%とを含有する水性樹脂溶液、シリカ粒子、及びポリ四フッ化エチレン粒子を含む水性塗料組成物。
(i)α、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸:1〜10重量%
(ii)N−アルコキシメチル(メタ)アクリルアマイド:15〜50重量%
(iii)上記(i)、(ii)と共重合可能な(メタ)アクリレート系モノマー及び/又はビニル系モノマーであり、(iii)のモノマーのみで共重合した場合にガラス転移温度が20〜80℃の共重合体を形成し得るモノマー:40〜80重量%

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水性塗料組成物に関するものであり、詳しくは、金属缶、ポリエステルフィルム被覆絞り缶の外面に艶消し意匠性を与える水性塗料組成物に関する。更に詳しくは、耐レトルト性、耐傷付き性に優れる水性塗料組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、家電、化粧品用、美術缶、などの分野において、高級感のある意匠性が求められており、塗料中にシリカ、マイカ、アルミナ、タルク、パール顔料等を配合し塗膜の光沢を変化させ高級感を出す方法が行われている。
【0003】
飲料缶においても美的商品価値を高める方法として、様々な形態の飲料缶が出現するようになった。例えば、缶胴部にダイヤカット形状に凸凹の加工を施しキラキラ光をアピールした缶や、縦、横、斜め等にビード加工を施しストライプ感をイメージさせた缶や、ロゴ等をエンボス加工した異形缶等が出現している。しかし、意匠性はあるが高級感に乏しいのが現状である。高級感ある意匠性を付与することができる技術としては、特許文献1、特許文献2に開示されている様に、パール調の顔料を使用したり、光干渉性顔料を使用したりする塗料が提案されている。
【0004】
又、通常、飲料缶の印刷システムは、インキをオフセット印刷し、インキを乾燥させること無く、仕上げワニスを塗装するWET−ON−WET方式で塗装した後、焼付けを行う方式が取られている。このシステムを利用し、特許文献3のような熱膨張剤(発泡剤)をインキに配合し、仕上げワニスを塗装した後、塗膜にマット感のある意匠性を出す方式も提案されているが、光沢が残り、艶消しの高級感に乏しいのが現状である。
【0005】
又、飲料缶で塗料が使用される場合、美的商品価値を高める以外に缶材の腐食を防止する必要がある。更にコーヒー等の飲料缶では、内容物を充填密封したあとに内容物を殺菌するため、125℃−30分間程度の加圧水蒸気処理(レトルト処理)が行われ、この処理に対する塗膜の耐性が必要とされる。この殺菌処理がなされた後、飲料缶が長距離に渡って運搬されるようになり、ケース内で飲料缶同士が接触して長時間に渡って摩擦しあい、塗膜表面が傷つき、外観意匠性を損なうトラブルが、意匠性をほどこした飲料缶で多発している現状がある。
【特許文献1】特開平8−225756号公報
【特許文献2】特開平2000−95973号公報
【特許文献3】特開平10−279852号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、前記現状に鑑みてなされたものであり、金属缶、ポリエステルフィルム被覆絞り缶外面に高級感のある艶消し意匠性を与える水性塗料組成物であり、更には、優れた耐レトルト性、耐傷付き性を有する塗膜を得ることのできる水性塗料組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、鋭意研究を重ねた結果、特定のモノマー組成のアクリル系共重合体を含有する水性塗料組成物において、特定のシリカ粒子とポリ四フッ化エチレン粒子とを使用することにより、レトルト処理後も優れた意匠性、耐傷付き性を有する硬化塗膜を与えることを見出し完成させるに至った。
【0008】
即ち、第1の発明は、ベンゾグアナミン樹脂(a)25〜60重量%と、下記(i)〜(iii)のモノマーを共重合してなるアクリル系共重合体(b)40〜75重量%[ただし、(a)と(b)との合計(固形分換算)を100重量%とする]とを含有する水性樹脂溶液(A)、シリカ粒子(c)、及びポリ四フッ化エチレン粒子(d)を含む水性塗料組成物であって、
水性樹脂溶液(A)中の樹脂成分100重量部に対し、1〜12重量部のシリカ粒子(c)と、0.5〜5重量部のポリ四フッ化エチレン粒子(d)とを含み、
シリカ粒子(c)の吸油量が100〜400ml/100g、平均粒子径(D1)が1〜10μmであり、
ポリ四フッ化エチレン粒子(d)の平均粒子径(D2)が2〜15μmであり、
かつ、シリカ粒子(c)の平均粒子径(D1)とポリ四フッ化エチレン粒子(d)の平 均粒子径(D2)との比(D1/D2)が、0.1〜1.0であることを特徴とする水 性塗料組成物に関する。
(i)α、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸:1〜10重量%
(ii)N−アルコキシメチル(メタ)アクリルアマイド:15〜50重量%
(iii)上記(i)、(ii)と共重合可能な(メタ)アクリレート系モノマー及び/又はビニル系モノマーであり、(iii)のモノマーのみで共重合した場合にガラス転移温度が20〜80℃の共重合体を形成し得るモノマー:40〜80重量%。
【0009】
又、第2の発明は、ベンゾグアナミン樹脂(a)が、N−メチロール基、N−アルコキシメチル基、及びベンゾグアナミン核1個あたり0.75〜2.0個のイミノ基を有し、
かつ、一核体を40〜70重量%含有することを特徴とする第1の発明の水性塗料組成物に関する。
【0010】
又、第3の発明は、水性樹脂溶液(A)中の樹脂成分100重量部に対し、平均粒子径2〜15μmのポリエチレンワックス粒子(e)0.5〜5重量部を含むことを特徴とする第1又は第2の発明の水性塗料組成物に関する。
【0011】
又、第4の発明は、第1〜3いずれかの発明の水性塗料組成物を、金属板、有底円筒状金属缶、又はポリエステルフィルム被覆絞り缶に塗布し、乾燥、硬化してなることを特徴とする被塗物に関する。
【発明の効果】
【0012】
本発明より得られる水性塗料組成物により、金属缶、ポリエステルフィルム被覆絞り缶外面において、高級感のある艶消し意匠性を与えることができ、更には、耐レトルト性、耐傷付き性に優れた塗膜を得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明を詳細に説明する。ベンゾグアナミン樹脂(a)とは、ベンゾグアナミン中のアミノ基にホルムアルデヒドを付加せしめてなるメチロール基を有する化合物、前記メチロール基を有する化合物が更に縮合した化合物、前記2つの化合物中のメチロール基の一部又は全部をアルコールもしくはアルコール系溶剤でエーテル化せしめて成るものである。具体的には、メチルエーテル化ベンゾグアナミン、ブチルエーテル化ベンゾグアナミン等が挙げられる。
【0014】
本発明において、ベンゾグアナミン樹脂(a)は、ベンゾグアナミン核1個あたり0.75〜2.0個のイミノ基を有することが好ましい。イミノ基が2.0個より多いと塗料の経時安定性が悪く、0.75未満だと硬化反応性が劣り、塗膜の耐レトルト性、硬度が低下する場合がある。イミノ基とは、通常、=NHであって環骨格でないものを示すが、ここで言うイミノ基とは、ベンゾグアナミン骨格に2つ存在する−NH2の−NH−基であり、更に、通常アミノ樹脂業界の分野では、−NH2部分をホルムアルデヒドで付加しメチロール基を生成した後、アルコール(ROH:Rはアルキル基等の置換基を示す)でエーテル化した−NH−CH2−O−Rなる構造の窒素含有基の−NH−の部分をイミノ基と言う。そして、アミノ樹脂を扱う業界では、ホルムアルデヒド未変性部分の−NH2(アミノ基)もイミノ基2.0個とカウントする。すなわちホルムアルデヒド変性前のベンゾグアナミンの官能基はイミノ基4.0個とカウントする。
【0015】
メチロール基をエーテル化する際に供されるアルコールとしては、メタノール、n−ブタノールの他にn−プロパノール、イソプロパノール、エタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール等のアルキルアルコールが挙げられ、水性化の容易性、反応性(硬化時の離脱性)の点よりメタノールを使用するのが好ましい。アルコール系溶剤としては、ブチルセロソルブ、ヘキシルセロソルブ、ブチルカルビトール、3−メチル−3−メトキシブタノール、3−メトキシブタノール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、メチルプロピレングリコール等のセロソルブ系も挙げられ、これを混合で使用してもかまわない。上記アルキルアルコールを使用した場合、N−メチロール基およびN−アルコキシメチル基を有するベンゾグアナミン樹脂が得られ、これは、本発明において好ましく用いられる。
【0016】
又、ベンゾグアナミン樹脂(a)は、一核体を40〜70重量%含有することが好ましい。一核体の量が40重量%未満では、ベンゾグアナミン樹脂の水親和性が乏しくなるため水性化が困難となり、70重量%を越えると低分子量成分の増加につながり、高温にて焼付け硬化させる際のフューム量(焼付け時に揮発する低分子量樹脂であり、オーブンの内壁、被塗物の内面等を汚染する物質の量)が多くなる場合がある。なお、ここでいう一核体とは、その分子中の縮合反応性基(メチロール基及びN−アルコキシメチル基)のいずれもが縮合反応には関与しておらず、分子中にベンゾグアナミン核を一つのみ有するものを示す。
【0017】
本発明に用いられるアクリル系共重合体(b)とは、下記(i)、(ii)、(iii)のモノマーを共重合して得られるアクリル系共重合体である。
(i)α、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸:1〜10重量%
(ii)N−アルコキシメチル(メタ)アクリルアマイド:15〜50重量%
(iii)上記(i)、(ii)と共重合可能な(メタ)アクリレート系モノマー及び/又はビニル系モノマーであり、(iii)のモノマーのみで合成した場合にガラス転移温度が20〜80℃の共重合体を形成し得るモノマー:40〜80重量%
【0018】
α、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸(i)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸などがあり、特にアクリル酸、メタクリル酸が好ましい。α、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸(i)は、アクリル系共重合体(b)を得る際に、モノマーの合計100重量%中1〜10重量%使用することが重要であり、3.5〜8重量%使用することが好ましい。1重量%未満では、アクリル系共重合体(b)の水性化が困難となり、10重量%を越えると塗膜の耐水性が不良となる。
【0019】
N−アルコキシメチル(メタ)アクリルアマイド(ii)とは、(メタ)アクリルアマイドとホルマリンを反応せしめてN−メチロール(メタ)アクリルアマイドを得、かかるN−メチロール(メタ)アクリルアマイドとアルコールとを反応せしめてなるものである。ここで用いられるアルコールとしては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、n−アミルアルコール、イソアミルアルコール、2−メチル−1−ブタノール、シクロヘキサノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、n−ヘプタノール、2−エチルブタノール、n−オクタノール、2−オクタノール、2−エチルヘキサノール、ノナノール、n−デカノール、ウンデカノール等のアルキルアルコール類;
エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブ、ヘキシルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、3−メトキシ−ブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、メチルグリコール、メチルジグリコール、メチルプロピレングリコール、プロピルプロピレングリコール、イソプロピルグリコール等のセロソルブ系やカルビトール系のアルコール類;
エチレングリコール、ジエチレングリコール等の多価アルコール類;が挙げられ、これらの中でもアルキルアルコール類が好ましく、炭素数4以下のアルキルアルコールが特に好ましい。
【0020】
これらのアルコールを用いて得られるN−アルコキシメチル(メタ)アクリルアマイド(ii)として具体的には、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアマイド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアマイド、N−n−ブトキシメチル(メタ)アクリルアマイド、N−イソブトキシメチル(メタ)アクリルアマイド等が挙げられる。これらのモノマー(ii)は、アクリル系共重合体(b)を得る際に、モノマーの合計100重量%中15〜50重量%使用することが重要であり、20〜40重量%使用することが好ましい。15重量%未満では、塗膜の耐レトルト性、硬度が低下し、50重量%を超えると反応中にゲル化し易くなるばかりでなく、ゲル化せずに共重合体が得られても該共重合体を用いた場合の塗膜の加工性は低下する。
【0021】
アクリル系共重合体(b)を得る際に用いる上記(i)、(ii)と共重合可能な(メタ)アクリレート系モノマー及び/又はビニル系モノマー(iii)のうち、(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート(105℃[単独重合体のTg:℃、以下同様])、エチルメタクリレート(65℃)、n−ブチルメタクリレート(107℃)、イソプロピルメタクリレート(81℃)、シクロヘキシルメタクリレート(66℃)、n−ヘキシルメタクリレート(−5℃)、2−エチルヘキシルメタクリレート(−10℃)、n−ラウリルメタクリレート(−65℃)、トリデシルメタクリレート(−46℃)、メチルアクリレート(8℃)、エチルアクリレート(−22℃)、イソプロピルアクリレート(−5℃)、n−ブチルアクリレート(−54℃)、2−エチルヘキシルアクリレート(−85℃)、n−ラウリルアクリレート(3℃)、イソオクチルアクリレート(−45℃)、フェノキシエチルアクリレート(−25℃)、2−ヒドロキシエチルアクリレート(−15℃)、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(55℃)、ジメチルアミノエチルアクリレート(18℃)、ジエチルアミノエチルアクリレート(20℃)、カプロラクトン変性アクリレート(ダイセル化学工業(株)製、商品名「プラクセルFA−1(−28℃)」、「プラクセルFA−3(−45℃)」等が挙げられる。又、ビニル系モノマーとしては、例えば、スチレン(100℃)、酢酸ビニル(30℃)等が挙げられる。
【0022】
ここに、モノマー(iii)は、それらのみからなる共重合体が20〜80℃のガラス転移温度を与えるように選択して、用いることが重要である。例えばモノマー(iii)として、モノマーM1、M2,M3、M4・・・・・MNを使用する場合、それぞれの(iii)中での重量%をW1、W2、W3、W4・・・・・WN(W1、W2、W3、W4・・・・・WNの合計を100重量%とする)とし、それぞれのモノマーの単独重合体のガラス転移温度(K)をTg1、Tg2、Tg3、Tg4・・・・・TgNとする。ここでのモノマー(iii)のみを共重合して得られる共重合体のガラス転移温度Tg(K)は、下記式(I)なるFoxの式より算出することができる。
【0023】
1/Tg(K)=[(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+(W3/Tg3)+・・・(WN/TgN)]/100 式(I)
【0024】
本発明においては、このようにして得られるガラス転移温度(Tg)が20〜80℃であることが重要である。ガラス転移温度が20℃未満では、得られる塗膜の耐レトルト性が低下し、耐傷付き性が低下し、ガラス転移温度が80℃を超えると塗膜の柔軟性が低下し加工性が劣る。
【0025】
アクリル系共重合体(b)は、通常の溶液重合によって得ることができ、前記モノマー(i)〜(iii)の混合物を有機溶剤中で過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパ−オキシベンゾエート等の過酸化物、又は、2,2’−アゾビスイソブチルニトリルのようなアゾ化合物を触媒としてラジカル重合すればよい。重合溶媒に用いられる有機溶剤としては、例えば、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、n−アミノアルコール、イソアミルアルコール等のアルコール系溶剤、ブチルセロソルブ、ヘキシルセロソルブ、ブチルカルビトール、メチルグリコール、メチルプロピレングリコール、プロピルプロピレングリコール、3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル等のセロソルブ系溶剤等が挙げられる。
【0026】
アクリル系共重合体(b)としては、数平均分子量1500〜6000、重量平均分子量5000〜30000、酸価10〜150mgKOH/g、水酸基価0〜150mgKOH/gであることが好ましく、数平均分子量3000〜5000、重量平均分子量7000〜20000、酸価30〜70mgKOH/g、水酸基価0〜60mgKOH/gであることがより好ましい。なお、数平均分子量及び重量平均分子量は、GPC測定によるポリスチレン換算の値である。
【0027】
得られたアクリル系共重合体(b)溶液を減圧下である程度脱溶剤を行い、この溶液に有機アミン等の揮発性塩基を加えたのちに水を加え、アクリル系共重合体(b)中のカルボン酸の全部又は一部を中和させ水に溶解させて水性アクリル樹脂溶液を得る。この水性アクリル樹脂溶液に、ベンゾグアナミン樹脂(a)を混合し水性樹脂溶液(A)を得る。揮発性塩基は、沸点が400℃以下のものであることが好ましく、例えば有機アミンとしては、モノエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン等が挙げられる。
【0028】
本発明で用いるシリカ粒子(c)は、水性樹脂溶液(A)中の樹脂成分100重量部に対して1〜12重量部含有することを特徴とし、更に吸油量が100〜400ml/100g、平均粒子径(D1)が1〜10μmであることを特徴とする。好ましくは吸油量が200〜350ml/100g、平均粒子径が3〜8μmである。シリカ粒子(c)が上記範囲であることで、高級感ある艶消し意匠性を得ることができる。シリカ粒子(c)の具体例としては、例えばサイリシア250、サイリシア310P、サイリシア320、サイリシア350、サイリシア370、サイリシア420、サイリシア430、サイリシア440、サイリシア450等(いずれも富士シリシア化学株式会社製)が使用できる。なお、本発明における平均粒子径は、レーザー回折散乱法により測定した値を用いている。
【0029】
本発明で用いるポリ四フッ化エチレン粒子(d)は、水性樹脂溶液(A)中の樹脂成分100重量部に対して0.5〜5重量部含有することを特徴とし、平均粒子径(D2)が2〜15μmの範囲にあることを特徴とする。更に前記シリカ粒子(c)の平均粒子径(D1)とポリ四フッ化エチレン粒子(d)の平均粒子径(D2)との比(D1/D2)が、0.1〜1.0の範囲であることを特徴とする。D1/D2が1を超えると耐傷付き性が劣る。上記ポリ四フッ化エチレン粒子(d)の例としては、具体的には、SST−2、SST−4(Shamrock社製)等が挙げられる。
【0030】
本発明の水性塗料組成物は、更にポリエチレンワックス粒子(e)を使用することが好ましい。ポリエチレンワックス粒子(e)を使用することで更なる耐傷付き性向上効果が得られる。本発明で用いるポリエチレンワックス粒子(e)は、水性樹脂溶液(A)中の樹脂成分100重量部に対して0.5〜5重量部含有することが好ましく、又、平均粒子径が2〜15μmであることが好ましい。ポリエチレンワックス粒子(e)の具体例としては、例えばS−395N1、S−395N2、S−395N3等(いずれもShamrock社製)を使用できる。
【0031】
本発明では、上記したようにアクリル系共重合体(b)に使用するモノマー(iii)
成分のみで共重合した場合のガラス転移温度(Tg)が、20〜80℃であることが重要であることを述べたが、更にこのガラス転移温度(Tg)は、シリカ粒子(c)やポリ四フッ化エチレン粒子(d)の性能に対して影響を及ぼす。すなわち、ガラス転移温度(Tg)が20℃未満であると120℃以上の加圧水蒸気処理(コーヒー缶等の殺菌処理工程)により、塗膜表面に存在する上記シリカ粒子(c)やポリ四フッ化エチレン粒子(d)の塗膜との固定が弱くなり、加圧水蒸気処理後、著しく耐傷付き性が低下する。
【0032】
更に、本発明の水性塗料組成物には、融点100℃以上の酸化ポリエチレン粒子、ポリプロピレン粒子、及び酸化ポリプロピレン粒子を前記ポリ四フッ化エチレン粒子(d)と併用し使用することも可能である。
【0033】
本発明の水性塗料組成物は、ベンゾグアナミン樹脂(a)と、アクリル系共重合体(b)との合計(固形分換算)100重量%中に、ベンゾグアナミン樹脂(a)を25〜60重量%、アクリル系共重合体(b)を40〜75重量%を含有するものであり、ベンゾグアナミン樹脂(a)を30〜55重量%、アクリル系共重合体を45〜70重量%含むことが好ましい。ベンゾグアナミン樹脂(a)が25重量%未満、アクリル系共重合体(b)が75重量%を超えると、得られる塗膜の耐レトルト性、硬度が不十分となる。一方、ベンゾグアナミン樹脂(a)が60重量%を超えて、アクリル系共重合体(b)が40重量%未満になると塗膜の加工性が低下する。上記のような重量組成にてベンゾグアナミン樹脂(a)とアクリル系共重合体(b)とを含有することにより、レトルト処理後、優れた耐傷付き性のある塗膜が得られる水性塗料組成物を提供することができる。
【0034】
本発明の水性塗料組成物には、酸触媒、又はそのアミンブロック化したもので、例えばp−トルエンスルフォン酸、ドジシルベンゼンスルフォン酸、ジノリルナフタレンスルフォン酸、或いはそれらのアミンブロック体等を、ベンゾグアナミン樹脂(a)とアクリル系共重合体(b)との合計(固形分換算)100重量部に対して0.05〜2.0重量部添加することができる。
【0035】
本発明の水性塗料組成物には、その他一般的に用いられる水溶性樹脂や水分散樹脂、例えば、アクリル系共重合体(b)以外の水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性ポリエーテルポリオール樹脂、ポリエステルポリオール樹脂、エポキシ樹脂のグリシジル基をアミンやリン酸等により付加変性した変性エポキシ樹脂等を添加して使用することも可能である。又、硬化助剤としてメラミン樹脂、スピログアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、フタログアナミン樹脂等のアミノ樹脂や、イソシアネート基を有する化合物として活性メチレン、MEKオキシム、ε−カプロラクタムをブロック剤とするブロック化イソシアネート化合物、ブロックされていないイソシアネート化合物、及びMEKオキシム型水性イソシアネートを使用することも可能である。
【0036】
本発明の水性塗料組成物は、ロールコート、スプレー、ハケ塗り等の公知の手段により各種基材に塗装することができる。例えば、電気メッキ錫鋼板、アルミニウム鋼板、ステンレス鋼板、又はこれらの金属板にポリエチレンテレフタレートもしくはポリブチレンテレフタレート等のポリエステルフィルムをラミネートしたラミネート鋼板に、本発明の水性塗料組成物を塗布、加熱、硬化して被塗物を得ることができる。特に本発明の水性塗料組成物は、金属缶(有底円筒状金属)もしくはポリエステルフィルム被覆絞り缶の外面側に適用し被膜を形成するのに最適である。
【実施例】
【0037】
以下に、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、実施例における「部」は「重量部」、「%」は「重量%」を表す。
【0038】
製造例1(ベンゾグアナミン樹脂a−1の製造)
温度計、攪拌機、還流冷却器、滴下槽、窒素ガス吹き込み管を備えた四つ口フラスコに、ベンゾグアナミン187部、80%パラホルムアルデヒド281部、メタノール320部を仕込み、25%水酸化ナトリウム溶液0.7部を添加後、60℃で3時間加熱した。その後、60%硝酸溶液を反応溶液がpH3.5になるまで仕込み、引き続き4時間反応した。反応終了後、25%水酸化ナトリウム溶液にて中和した後、減圧濾過し、取り出した後、エチレングリコールモノイソプロピルエーテルを加え、固形分を75%に調整してベンゾグアナミン樹脂a−1を得た。ベンゾグアナミン核1個当たりのイミノ基、メチロール基の数をNMRにて分析算出した結果、及びベンゾグアナミン樹脂中に含まれる一核体の量をGPCのピーク面積から算出した結果を表1に示す。
【0039】
製造例2(ベンゾグアナミン樹脂a−2の製造)
表1に示す量に従って製造例1と同様に、ベンゾグアナミン、パラホルムアルデヒド、メタノールを反応させベンゾグアナミン樹脂a−2を得た。ベンゾグアナミン核1個当たりのイミノ基、メチロール基の数をNMRにて分析算出した結果、及びベンゾグアナミン樹脂中に含まれる一核体の量をGPCのピーク面積から算出した結果を表1に示す。
【0040】
【表1】

【0041】
製造例3(アクリル系共重合体b−1の水性樹脂溶液の製造)
温度計、攪拌機、還流冷却器、窒素ガス吹き込み管を備えた四つ口フラスコにエチレングリコールモノイソプロピルエーテル100部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ攪拌しながら温度を105℃に保ち、滴下槽から下記モノマーの混合物に過酸化ベンゾイル5部を溶解させたものを3時間にわたって滴下した。
【0042】
N−イソブトキシメチルアクリルアマイド 30部
アクリル酸 5部
メチルメタクリレート 45部
エチルアクリレート 20部
その後、105℃に保ち1時間反応し、過酸化ベンゾイル1部を添加し、更に1時間反応させ終了した。これを100℃、100mmHgの減圧下にて溶液の固形分が70%になるまで脱溶剤し、重量平均分子量11000のアクリル系共重合体溶液を得た。次いで、80℃以下まで冷却しジメチルエタノールアミン5.2部と水とを加え、固形分50%の水性アクリル系共重合体(b−1)の水性樹脂溶液を得た。
【0043】
製造例4〜10(アクリル系共重合体b−2〜b−8の水性樹脂溶液の製造)
表2に示したモノマー組成、反応条件にて製造例3と同様に重合、脱溶剤を行い、それぞれ固形分50%の水性アクリル系共重合体(b−2〜b−8)の水性樹脂溶液を得た。
【0044】
【表2】

【0045】
実施例1
製造例1で得たベンゾグアナミン樹脂(a−1)40部(固形分)、製造例3で得たアクリル系共重合体(b−1)60部(固形分)を混合し、水性樹脂溶液を得、該水性樹脂溶液に、更にサイリシア420(富士シリシア化学株式会社製)8部、SST−4(Shamrock社製)3部を加え均一に攪拌する。更に酸触媒としてp−トルエンスルフォン酸アミン塩0.2部、シリコーン系レベリング剤0.3部を混合し、これにエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、及びイオン交換水を添加、混合し固形分40%、有機溶剤量20%の水性塗料組成物を得た。
【0046】
実施例2〜9、比較例1〜6
表3及び表4に示す配合表(固形分換算量)に従って各成分を配合し、更に実施例1と同様にして実施例2〜9、比較例1〜6の水性塗料組成物を得た。
【0047】
【表3】

【0048】
【表4】

【0049】
表3及び表4における(注)は下記のとおりである。
(注1)サイリシア420:富士シリシア化学株式会社製、吸油量220ml/100g、平均粒子径3.1μmを有するシリカ粒子。
(注2)サイリシア440:富士シリシア化学株式会社製、吸油量210ml/100g、平均粒子径6.2μmを有するシリカ粒子。
(注3)サイリシア730:富士シリシア化学株式会社製、吸油量95ml/100g、平均粒子径4.0μmを有するシリカ粒子。
(注4)SST−2:Shamrock社製、平均粒子径12.5μmを有するポリ四フッ化エチレン粒子。
(注5)SST−4:Shamrock社製、平均粒子径4.0μmを有するポリ四フッ化エチレン粒子。
(注6)KTL−500F:株式会社喜多村製、平均粒子径0.5μmを有するポリ四フッ化エチレン粒子。
(注7)S−395N2:Shamrock社製、平均粒子径7.0μmを有するポリエチレンワックス粒子。
【0050】
〔塗膜性能試験〕
2ピース缶用のアルミニウム缶胴部を開缶し平らに伸ばしたものに、油変性ポリエステル樹脂をビヒクルの主成分とする墨インキを印刷(膜厚2μm)し、インキが未乾燥の状態でその上に水性塗料組成物を塗装し(焼き付け後の塗膜厚4μm)、ガスオーブンにて雰囲気温度220℃にて2分間焼き付けたものを試験塗装板とした。
【0051】
<耐レトルト性試験>
塗装板をレトルト処理(125℃−30分間の加熱スチーム処理)した後の白化状態を目視評価した。評価は、塗膜の白化面積を観察して下記の基準で判定した。
【0052】
◎:「白化なし、合格」
○:「2%未満、合格」
△:「2%以上〜10%未満、不合格」
×:「10%以上、不合格」
【0053】
<加工密着性試験>
塗装板を直径25mm×高さ6mmのキャップ状に打ち抜き加工し、レトルト処理(125℃−30分間の加圧スチーム処理)前後において、キャップの胴部の塗膜にセロハンテープを付着させ、次いでセロハンテープを剥離し、塗膜の剥離面積を目視評価した。評価は、塗膜の剥離面積を観察して下記の基準で判断した。
【0054】
◎:「剥離せず、合格」
○:「1%未満、合格」
△:「1以上〜5%未満」、不合格」
×:「5%以上、不合格」
【0055】
<湯中硬度>
塗装板を80℃の湯中に30分浸漬した後、80℃の湯中で鉛筆硬度を測定した。評価は、下記基準で判断した。
【0056】
◎:「F以上、合格」
○:「HB、合格」
△:「B、不合格」
×:「2B以下、不合格」
【0057】
<高速傷つき性>
未処理及び125℃−30分間レトルト処理した塗装板について株式会社レスカ製FPR−2000にて高速の耐傷付き性試験を行った。塗装面中のある一点を回転中心として、試験板を平面状に高速回転させながら、回転中心から5mmの位置においてステンレス製の鋼球(直径5mm)を塗膜と接触させ、摩擦係数をモニターして行き、変曲点を生じた時点をもって塗膜面への傷の入ったポイントとし、この変曲点が生じるまでの総回転数を評価した。測定は、回転速度150rpm、測定温度25℃で行った。評価は、下記基準で判断した。
【0058】
◎:「5000回転以上、合格」
○:「3000回転以上〜5000回転未満、合格」
△:「1000回転以上〜3000回転未満、不合格」
×:「1000回転未満、不合格」
【0059】
<グロス>
グロスメーターΣ−80、VG−1D(日本電子工業株式会社製)にて、光源入射角度60°の条件でのグロスを、未処理及び125℃−30分間レトルト処理した塗装板の塗装面について測定した。評価は、下記基準で判断した。
【0060】
◎:「40未満、合格」
○:「40以上〜60未満、合格」
△:「60以上〜70未満、不合格」
×:「70以上、不合格」
【0061】
評価結果を表3及び表4に示す。表3に示すように実施例1〜9の水性塗料組成物は、レトルト処理した後でも良好な物性を示し、かつ塗膜の硬度も高いものであった。それに対し、比較例1〜6の水性塗料組成物は、各物性すべてを満足する性能が得られなかった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベンゾグアナミン樹脂(a)25〜60重量%と、下記(i)〜(iii)のモノマーを共重合してなるアクリル系共重合体(b)40〜75重量%[ただし、(a)と(b)との合計(固形分換算)を100重量%とする]とを含有する水性樹脂溶液(A)、シリカ粒子(c)、及びポリ四フッ化エチレン粒子(d)を含む水性塗料組成物であって、
水性樹脂溶液(A)中の樹脂成分100重量部に対し、1〜12重量部のシリカ粒子(c)と、0.5〜5重量部のポリ四フッ化エチレン粒子(d)とを含み、
シリカ粒子(c)の吸油量が100〜400ml/100g、平均粒子径(D1)が1〜10μmであり、
ポリ四フッ化エチレン粒子(d)の平均粒子径(D2)が2〜15μmであり、
かつ、シリカ粒子(c)の平均粒子径(D1)とポリ四フッ化エチレン粒子(d)の平 均粒子径(D2)との比(D1/D2)が、0.1〜1.0であることを特徴とする水 性塗料組成物。
(i)α、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸:1〜10重量%
(ii)N−アルコキシメチル(メタ)アクリルアマイド:15〜50重量%
(iii)上記(i)、(ii)と共重合可能な(メタ)アクリレート系モノマー及び/又はビニル系モノマーであり、(iii)のモノマーのみで共重合した場合にガラス転移温度が20〜80℃の共重合体を形成し得るモノマー:40〜80重量%
【請求項2】
ベンゾグアナミン樹脂(a)が、N−メチロール基、N−アルコキシメチル基、及びベンゾグアナミン核1個あたり0.75〜2.0個のイミノ基を有し、
かつ、一核体を40〜70重量%含有することを特徴とする請求項1記載の水性塗料組成物。
【請求項3】
水性樹脂溶液(A)中の樹脂成分100重量部に対し、平均粒子径2〜15μmのポリエチレンワックス粒子(e)0.5〜5重量部を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の水性塗料組成物。
【請求項4】
請求項1〜3いずれか記載の水性塗料組成物を、金属板、有底円筒状金属缶、又はポリエステルフィルム被覆絞り缶に塗布し、乾燥、硬化してなることを特徴とする被塗物。

【公開番号】特開2009−203298(P2009−203298A)
【公開日】平成21年9月10日(2009.9.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−45396(P2008−45396)
【出願日】平成20年2月27日(2008.2.27)
【出願人】(000222118)東洋インキ製造株式会社 (2,229)
【Fターム(参考)】