JPH02255773A - 水性塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、有機溶剤含有量が極めて少ない水性塗料組成
物に関するもので、より詳しくは、有機溶剤含有量が少
ないにもかかわらずロールコート適性や造膜性において
優れた性能を有する水性塗料組成物に関する。

（従来の技術） 従来、製缶業界において缶詰缶の製造に際しては。

缶内面に、金属の内容物への溶出を防止し、また金属の
腐食を防止することを目的として、各種の塗料で金属素
材を塗装することが行われている。この中でスリーピー
ス缶の缶胴や缶蓋の内面は金属素材に各種内面塗料をナ
チュラルロールコータ−で塗装し。

形成された塗膜を焼付で内面塗膜を形成させる方法が一
般にとられている。これらの内面塗料は、従来。

有機溶剤溶液の形態であり、このため有機溶剤中毒予防
規則や消防法等の多くの規制を受けるとともに。

大気汚染等公害規制の対象となっている。従って。

これらの缶内面塗料の水性塗料化が広く要望されていた
。しかしながら缶内面の塗装は、（１）金属素材表面に
防錆を目的として塗布される綿実油、ジオクチルセバケ
ート等の防錆油を付着したまま行われる。

（２）内面および外面の塗装後、焼イ１オーブン中で他
の塗料に含有する潤滑油あるいは低分子量の樹脂成分が
塗装下地に付着する可能性が多い。等の作業方法が従来
からなされている。これ等の作業方法を変更せずに内面
塗料に水性塗料を使用すると、塗装下地に対する「漏れ
性」が不十分で、ハジキ状の塗膜欠陥が発生する。塗膜
欠陥が発生すると前述した様に素材金属の内容物への溶
出や９素材金属の腐食の原因となる。そのため現在まで
に開発された缶内面用水性塗料は、これらの問題を解決
するために、水と共に多量の有機溶剤を使用する結果と
なり（通常塗料中に１５乃至４０％）、上記各種規制へ
の対策としては不十分なものでしかなかった。

（発明が解決しようとする課題） 水性塗料中の有機溶剤量を低減させれば、上記の問題点
は当然解消されるであろうが、従来公知の方法により歌
に有機溶剤の使用割合を低減させて製造した低溶剤型の
水性塗料では、ロール塗装に際してハジキ状の塗膜欠陥
が発生したり、ロール塗装特有のしま模様状のリブが発
生していわゆるフロー不良となる。更に形成される塗膜
は白色粉末状もしくは鱗片状となって剥離し易いという
造膜性に劣るという欠点がある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記問題点を解決するため鋭意検討した結果１本発明者
等は、特定の化学構造を有する１種以上の水混和性有機
溶剤と、１種以上の疎水性有機溶剤との混合溶剤を組み
合わせることによって塗料中の全有機溶削を１０重量％
以下に低減しても溶剤型塗料と同等の塗装適性が得られ
ることを見出した。

すなわち本発明は、水分散性樹脂（Ａ）、有機溶剤（Ｂ
）、水（Ｃ）および必要に応じて添加剤（Ｄ）からなる
水性塗料組成物において、有機溶剤（Ｂ）は下記一般式 ％式％ （ただし１式中ＲはＨもしくはＣＨａ基、Ｒ′は炭素数
５〜９であるアルキル基、ｎは１もしくは２を表わす、
）で示される水混和性有機溶剤（ｂ、）と。

２５℃における水に対する溶解度および水の溶解度がい
ずれも２重量％以下である疎水性有機溶剤（ｂりとを（
ｂ、）／　（ｂ、）＝９５１５〜５０１５０の割合で含
み、（ｂ））と（ｂよ）の合計量は全塗料組成物に対し
て４重量％以上配合され、かつ有機溶剤（Ｂ）は全塗料
組成物に対して１０重量％以下であることを特徴とする
ロールコート適性の優れた水性塗料組成物を提供するも
のである。

本発明の特徴は水性塗料組成物中の有機溶剤成分（Ｂ）
が特定の化学構造をもつ水混和性有機溶剤（ｂｔ　）と
、疎水性有機溶剤（ｂりとの混合溶剤から成っているこ
とにある。

特定の化学構造をもつ水混和性有機溶剤（ｂｌ）とは下
記一般式 ％式％ （ただし２式中ＲはＨもしくはＣＨｚ基、Ｒ′は炭素数
５〜９であるアルキル基、ｎは１もしくは２を表わす。

）で示され、この様な溶剤としてはエチレングリコール
モノイソアミルエーテル、エチレングリコールモノヘキ
シルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテ
ル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、エチレ
ングリコールモノオクチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノイソアミルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノヘキシ
ルエーテル。

ジプロピレングリコールモノヘキシルエーテル等を挙げ
ることができる。

また疎水性有機溶剤（ｂｚ　）とは２５℃で水に対する
溶解度および水の溶解度がいずれも２重量％以下である
溶剤であり、この様な溶剤としては、トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ブチルベ
ンゼン、ｎ−アミルベンゼン（いずれも水に不溶）等の
芳香族炭化水素系溶剤、メチルイソブチルケトン（水に
対する溶解度１．７重量％。

水の溶解度１．９重量％、以下この順で示す、）メチル
ペンチルケトン（０，４重量％、１．４重量％）、ジプ
ロピルケトン（０，４３重量％、０．８７１！１％）。

ジイソブチルケトン（０，０４３重量％、０．４重量％
）、ホロン（不溶）、イソホロン（不ｔ＄）等のケトン
系溶剤、酢酸５ｅｃ−ヘキシル（０，１３重量％。

ｏ、ｓａ重ｔ％）、酢酸２−エチルブチル酢酸２−エチ
ルヘキシル（不溶）、酢酸シクロヘキシル（不溶）酢酸
ベンジル（不溶）等のエステル系溶剤を挙げることがで
きる。

上記特定の水混和性有機溶剤（ｂｌ）、および疎水性有
機溶剤Ｃｂｔ　）以外の有機溶剤としては特に制限はな
いが１例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、
ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ
−ブチルアルコール、イソブチルアルコール１　ｎ−ア
ミルアルコール、ヘキシルアルコール等のアルコール系
有機溶剤、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エチルエーテル、エチレングリコ
ールモノブチルエーテル等のセロソルブ系溶剤、ジエチ
レングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブ
チルエーテル等のカルピトール系溶剤等が使用できる。

水混和性有機溶剤（ｂｉ　）と疎水性有機溶剤（ｂ２）
との混合溶剤（Ｂ）により、低溶剤含有量でありながら
優れたロールコート適性の得られる理由は現在のところ
明らかではないが、特定の化学構造を有する水混和性有
機溶剤（ｂ、）は２親水性でありながら、かつ後述する
塗膜形成樹脂、特にエポキシ樹脂に対して良好な溶解性
をもつため、下地金属に対する濡れ性が優れハジキのな
い塗膜が得られる。

また水混和性有機溶剤（ｂ、）は１８０℃以上の高沸点
を有することにより、塗装後の塗膜表面からの溶剤の蒸
発が抑制され、溶剤が塗膜中に保有されることによって
造膜性の良好な塗膜が得られる。また疎水性有機溶剤（
ｂｔ　）は親水性である水混和性有機溶剤（ｂｉ）との
相互作用により、水性塗料の流動性を調節し、ロール塗
装時にリブが発生拡大する前に流動性を失わせることに
よりフローの良好な塗膜を得ることができるものと思わ
れる。このため。

ｂｉ　／ｂｇ　−９５１５〜５０１５０とする必要があ
り、この値が９５７５より大きくなるとロールコート適
性、特にフローが不良となり、逆に上記値が５０１５０
より小さくなると、ハジキが発生するようになる。また
、水混和性有機溶剤（ｂｉ　）と疎水性有機溶剤（ｂよ
）の合計量は全塗料組成物に対して４重量％以上配合す
ることが必要であり、これ以外の有機溶剤を含めて全有
機溶剤剤を全塗料組成物に対して１０重量％以下で範囲
で配合する。

本発明で使用される水分散性樹脂（Ａ）は１例えば、芳
香族系エポキシ樹脂を化学的処理または物理的処理する
ことによって水性媒体に分散性としたものがある。化学
的処理とは１分子中に導入したカルボキシル基により潜
在的に自己乳化性とする方法。

カルボキシル基含有アクリル樹脂をエステル化触媒の存
在下に反応させて自己乳化性とする方法などがあり、又
２物理的処理とはカルボキシル基含有アクリル樹脂の有
機溶剤溶液と、前記芳香族系エポキシ樹脂の有機溶剤溶
液とを混合し、アクリル樹脂中のカルボキシル基をアン
モニア水もしくはアミン水で中和するとともに溶液中の
樹脂分を機械的に乳化分散する方法などがある。

本発明において使用される芳香族系エポキシ樹脂として
は、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＢ。

ビスフェノールＦ等のビスフェノール類と、エピクロル
ヒドリンとの重縮合により得られるエポキシ樹脂があり
、市販品としてはシェル化学株式会社製のエピコート８
２８．エピコート１００１．　　エピコート１００７．
　　エピコート１００９．　　エピコート１０１０など
がある。

本発明に使用するアクリル系樹脂は、アクリル酸。

メタアクリル酸等の一塩基性カルボン酸モノマーと。

アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸ア
ルキルエステル、スチレン、ビニルトルエン等のスチレ
ン系モノマー、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル
酸ヒドロキシプロピル等のヒドロキシ基含有モノマーを
適宜選択して共重合させたものである。

本発明において水性樹脂分散体の調整は、前記複合樹脂
組成物に最終組成物のｐＨが４乃至１１となる量のアン
モニアもしくはアミンを加え、水性媒体中に分散せしめ
る。

上記アミンとしてはトリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、ブチルアミン等のアルキルアミン類、２−ジメチル
アミノエタノール、ジェタノールアミン。

トリエタノールアミン等のアルコールアミン類１モルホ
リン等が使用される。

このようにして得られた水性分散液を共沸減圧蒸留によ
り有機溶剤を除去し所定の有機溶剤量に調整し、また必
要に応じて有機溶剤を後添加することにより水性塗料が
得られる。さらに必要に応じて、塗装性を改良するため
の界面活性剤、消泡剤などを添加して塗料として用いる
ことができる。

本発明の水性塗料組成物の塗装方法としてはナチュラル
ロールコータ−による塗装が望ましいが、リバースコー
ターやカーテンフローコーター等の各種コーター塗装や
スプレー塗装なども可能である。

焼付は１５０℃〜２３０℃で２〜３０分程度行なわれる
。適用される素材金属としてはスズメツキ鋼板、クロム
処理鋼板、ニッケルメッキ鋼板、アルミ板等が使用され
る。これらの金属板には綿実油、ジオクチルセバケート
等の防錆油が塗布されており。

通常塗装前には脱脂の工程はない。

以下１本発明を実施例により説明する。例中「部」、「
％」はそれぞれ「重量部」、「重量％」を示す。

実施例１ ■エピコート１００９　　　　　　　　　　　　　３７
５部■酢酸ブチル　　　　　　　　　　　　　２５０部
■キシレン　　　　　　　　　　　　　　　６０部■エ
チレングリコールモノヘキシルエーテル８０部■アクリ
ル樹脂溶液　注１）　　　　　　　　２２３部■フェノ
ー、ル樹脂溶液　注２）　　　　　　３１３部■２−ジ
メチルアミノエタノール　　　０．００５部■２５％ア
ンモニア水　　　　　　　　　　６０部■イオン交換水
　　　　　　　　　　　１８３４部スチレン／アクリル
酸エチル／メタアクリル酸−４／１１５をモノマー構成
成分とするアクリル樹脂（重量平均分子量５０００）の
ｎ−ブタノール３０％溶液 ビスフェノールＡ／ｐ−クレゾール＝４／１をフェノー
ル成分とするフェノール樹脂（重量平均分子量１０００
）のｎ−ブタノール／キシレン混合溶剤の５６％溶液 上記組成中■〜■を窒素ガス置換した４ツロフラスコに
仕込み溶解する。次に■と■を仕込み還流するまで加熱
する。還流状態を維持しなから■を添加し３時間反応す
る。反応終了後冷却し、５５℃になったら■を１０分間
で滴下する。さらに■を３０分以上かけて滴下し、固形
分２０％の水性分散体を得た。上記分散体を液温５０℃
、ＩＯｃｍＨｇの減圧下で減圧蒸留を行ない、固形分３
８％、粘度３６０ｃｐｓ、塗料中の有機溶剤含有Ｍ５％
（エチレングリコ−注１） 注２） ルモノヘキシルエーテル４％、キシレン１％；（ｂｌ　
）／　（ｂ、”）＝８０／２０）の水性塗料を得た。

得られた水性塗料を５０℃で１ケ月保存したが異常は認
められなかった。

実施例２，３ 実施例１のキシレンおよびエチレングリコールモノヘキ
シルエーテルをそれぞれ表１の有機溶剤におきかえた以
外はすべて実施例１と同様にして水性塗料を得た。

実施例４〜９ 実施例１のキシレンおよびエチレングリコールモノヘキ
シルエーテルをそれぞれ表１の有機溶剤におきかえて得
られた水性塗料に表１に示した有機溶剤を攪拌しながら
添加することにより調整した。

比較例１ 実施例１においてエチレングリコールモノヘキシルエー
テル８０部のうちの４０部をイオン交換水におきかえた
他は実施例１と同様にして水性塗料を得た。

比較例２ 実施例１においてエチレングリコールモノヘキシルエー
テルおよびキシレンをそれぞれ表１に示した有機溶剤に
おきかえた以外は実施例１と同様にして水性塗料を得た
。

比較例３ 実施例１においてエチレングリコールモノヘキシルエー
テルおよびキシレンをそれぞれ表１に示した有機溶剤に
おきかえて得られた有機溶剤を攪拌しながら添加するこ
とにより調整した。

表１に実施例１〜９．比較例１〜３の各水性塗料中の有
機溶剤含有量と（ｂｌ　）／　（ｂｚ　）の比を示す。

（塗装、焼付） 実施例１〜９．比較例１〜３で得られた水性塗料を、板
厚０．２４ｍｍ、＃２５ブリキ板にナチュラルロールコ
ータ−にて１２０　ｍ／ｗｉｎのスピードで塗装し、乾
燥塗膜量４０■／１００ｃｄの塗装板を得た。

その塗装板を一方は室温でタックフリーとなるまで風乾
し、もう一方はガスオープンで１８５℃、１０分間焼付
を行なった。

（評　価） （１１ロールコート適性 （ａ）　　ハジキ、焼付後の塗装板を目視観察により評
価した。

Ｏ：ハジキは全く認められない。

△：塗装板の一部にハジキが認められる。

×：塗装板の全面にハジキが認められる。

ｆｂ）　　フロー Ｏ：良好 △：リブが目立つが実用域である。

×：実用域でない。

（２）造膜性 （ａ）　　塗膜の透明性 塗装板を室温で風乾し、タックフリーとなった時の塗膜
の透明性を目視評価した。

（ｂｌ　　塗膜の形状 風乾塗膜の形状を目視観察するとともに、セロハンテー
プによる剥離試験を行なった。

Ｏ：欠陥はなく連続膜として剥離する。

Δニ一部鱗片状が認められる。

×：全面鱗片状で剥離膜は連続膜にならない。

結果を表２に示す。

〔発明の効果〕

本願発明の水性塗料は、全塗料組成物に占める有機溶剤
量が１０重量％以下であってもロール塗装に際してハジ
キ状が発生したり、ロール塗装特有のしま模様状のリブ
が発生してフロー不良となることがなく、従来の溶剤型
塗料と同等の塗装適性を有している。したがって９本発
明の水性塗料は、溶剤型塗料を同様に金属基材に対して
特別な処理をしなくても塗装することができ、水性塗料
の利点を十分に生かすことができるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水分散性樹脂（Ａ）、有機溶剤（Ｂ）、水（Ｃ）お
   よび必要に応じて添加剤（Ｄ）からなる水性塗料組成物
   において、有機溶剤（Ｂ）は下記一般式ＨＯ−（ＣＨ＿
   ２ＣＨ）＿ｎ−ＯＲ′ （ただし、式中ＲはＨもしくはＣＨ＿３基、Ｒ′は炭素
   数５〜９であるアルキル基、ｎは１もしくは２を表わす
   。）で示される水混和性有機溶剤（ｂ＿１）と２５℃に
   おける水に対する溶解度および水の溶解度がいずれも２
   重量％以下である疎水性有機溶剤（ｂ＿２）とを（ｂ＿
   １）／（ｂ＿２）＝９５／５〜５０／５０の割合で含み
   、（ｂ＿１）と（ｂ＿２）の合計量は全塗料組成物に対
   して４重量％以上配合され、かつ有機溶剤（Ｂ）は全塗
   料組成物に対して１０重量％以下であることを特徴とす
   る水性塗料組成物。