JPH0641559B2 - 水性分散体組成物 - Google Patents

水性分散体組成物

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JPH0641559B2
JPH0641559B2 JP62100278A JP10027887A JPH0641559B2 JP H0641559 B2 JPH0641559 B2 JP H0641559B2 JP 62100278 A JP62100278 A JP 62100278A JP 10027887 A JP10027887 A JP 10027887A JP H0641559 B2 JPH0641559 B2 JP H0641559B2
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acid
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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,塗料に配合され塗膜に潤滑効果を付与するこ
とのできる水性分散体に関し,さらには,塗膜に優れた
潤滑性を与えるとともに潤滑剤が塗膜表面から脱離した
り,塗膜との接触物に転移して接触物を潤滑剤で汚染す
ることのない潤滑剤成分を含む水性分散体に関する。
(従来の技術) 鉄,アルミニウム等の金属製品には、美観および金属の
腐食防止の目的で印刷および塗装がなされることが多
い。これらの金属用塗料には,塗装板あるいは製品の移
送を良好に行い,移送中における塗膜面の傷付き防止の
目的で潤滑剤を添加することが一般的に行われている。
これらの潤滑剤は,パーム油もしくはカルナバワックス
のような天然ワックスや合成ワックスあるいはシリコー
ン系の添加剤が用いられてきた。
しかしながら、これらの従来型潤滑剤は、塗料表面に
浮き出ている潤滑剤が他の物質との接触により脱落し非
接触面を汚す,水,溶媒等との接触により添加剤が抽
出され潤滑性が経時変化する,塗装面にハジキ,アイ
ホール等が発生することがある,等の問題点があり,高
度に潤滑性がありしかも塗膜表面からの脱離もしくは接
触物への転移が少なく,経時時にも安定した潤滑性を与
える塗料用潤滑剤もしくは塗料の開発が要望されてい
た。
特に金属缶外面塗料の場合,印刷.塗装を行った塗装板
を製缶工程を経て製缶を行い,さらに内容物を充填し,
殺菌処理を行う等,塗装後に種々の機械的工程を経るた
め,上記の特性は金属缶の性能を維持する極めて重要な
特性となっているが、現在満足できる水準にないのが実
情であった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明者等は,現状を解決するため,塗膜表面からの脱
離もしくは接触物への転移が極めて少なく,かつ,環境
による潤滑性の変化あるいは組成物の保存安定性に優
れ,塗装性に悪影響を与えない塗料用潤滑剤の開発を目
的として鋭意研究を重ねてきた。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) その結果,本発明者らは,官能基を有するワックスと官
能基を有するシリコーン樹脂とを反応させ,その生成物
を塗料中に配合せしめることにより上記目的を達成でき
ることを見い出した。
すなわち,本発明は,エポキシ基,水酸基およびアミノ
基から選ばれる少なくとも一種の官能基を有する変性シ
リコーン樹脂と,カルボキシル基もしくは水酸基を有す
るポリオレフィン系ワックスもしくは天然ワックスの反
応生成物を含む組成物を分散助剤の存在下で水中に分散
せしめてなる水性分散体組成物である。
本発明におけるカルボキシル基もしくは水酸基を有する
ポリオレフィン系ワックスとしては,エチレンもしくは
プロピレンとアクリル酸,メタクリル酸,マレイン酸等
の重合性カルボン酸を共重合もしくはグラフト重合させ
ることにより得られる酸変性ポリオレフィンワックスが
あり,例えば三井石油化学(株)製のハイワックス11
05A,2203A,アライド社製AC−540等が挙
げられる。また,酸変性ポリエチレンとしてはアライド
社のAC629,AC680,AC330,三井石油化
学工業(株)製のハイワックス4052E,4202E
がある。これらのカルボキシル基含有ポリオレフィンワ
ックスはその酸価が10〜100KOHmg/gの範囲に
あることが望ましい。また,水酸基含有ポリオレフィン
ワックスとしては,バレコ社製ポリワックスOH42
5,550,700がある。
本発明におけるカルボキシル基もしくは水酸基を有する
天然ワックスとしては,その成分中に遊離脂肪酸もしく
は遊離アルコールを含有するものであり,例えば、カル
ナバワックス(遊離脂肪酸含有量3〜4%;遊離アルコ
ール含有量10〜12%,以下同じ順序で記す。),キ
ャンデリラワックス(10〜20%;10〜15%),
木ロウ(3.7〜5.6%;1.2〜1.6%)等の植物系ワック
ス,蜜ロウ(7〜16%;1〜2ぱ),ラノリンワック
ス(微量;3〜5%)等の動物系ワックス,モンタンワ
ックス(酸価115〜175;ケン化価135〜17
5)のような鉱物系ワックスを挙げることができる。天
然ワックスを変性してカルボキシル基もしくは水酸基を
導入したものを使用してもよい。
本発明に用いられる変性シリコーン樹脂は,カルボキシ
ル基もしくは水酸基と反応させる官能基を含有してお
り,エポキシ基含有シリコーン樹脂としては信越化学工
業(株)製KF100T,KF101,KF102,X
−22−3667,X−22−163A等があり,水酸
基含有シリコーン樹脂としては信越化学工業(株)製K
F851,X−22−801,X−22−160A,ア
ミノ基含有シリコーン樹脂としては、信越化学工業
(株)製KF393,KF857,X−22−368
0,X−22−161A等がある。特に、塗料に添加し
た際に塗膜表面にハジキ,アイホール等の塗膜欠陥の発
生防止に効果のあるエチレンオキサイドもしくはプロピ
レンオキサイドで変性して水溶性もしくは水分散性とし
た変性シリコーン樹脂が好ましい。このような水溶性も
しくは水分散性で末端水酸基含有シリコーン樹脂として
は,信越化学工業(株)製KS−506,KS−496
を挙げることができる。
本発明の水性分散体は,まず,ワックス5〜90重量部
と変性シリコーン樹脂10〜95重量部,好ましくは3
0〜90重量部を合計が100重量部となるように混合
して,150〜230℃に加熱して溶融させた後,酸も
しくはアルカリ触媒の存在下または不存在下で反応させ
る。ワックスの使用量が5重量部未満では単独で使用し
た場合に近くなるので好ましくない。ワックスと変性シ
リコーン樹脂との反応の際使用される酸触媒としては,
塩酸,りん酸,p−トルエンスルホン酸等があり,アル
カリ触媒としては,水酸化ナトリウム,水酸化カリウ
ム,有機アミン類等がある。反応の終点は合成樹脂の官
能基当量,ワックスに含有されるカルボキシル基もしく
は水酸基の当量によって異なり,また使用用途によって
も異なるものの,ワックスの官能基濃度が5ないし10
0%低下する範囲で選定される。
ついでワックスと変性シリコーン樹脂の反応生成物を含
む組成物を水中に分散させる。反応生成物を含む組成物
を水分散体とするには,反応生成物を含む組成物を溶融
状態にして乳化剤を加え,これを加温した水に徐々に添
加していくか,あるいは,これに加温水を添加して相転
換させてもよい。このような乳化剤としては,ノニオン
系もしくはアニオン系の乳化剤を単独もしくは併用して
用いることができる。乳化剤として好ましいものとして
は,例えば,ステアリン酸石けん,ラウリン酸石けん,
バスフ社製エマルファー1178C,ネカニール910
を挙げることができる。
また,反応生成物がカルボキシル基のような酸性基を含
有する場合には,分散助剤として塩基性化合物を使用し
て水中に分散させても良い。この場合においても乳化剤
を併用することが好ましい。中和に使用される塩基性化
合物としては,水酸化アルカリ,アンモニア,メチルジ
エタノールアミン,トリエタノールアミンのようなアル
カノールアミン,ジメチルエタノールアミン,ジエチレ
ンエタノールアミンのようなジアルキルアルカノールア
ミンが使用できる。分散助剤の添加量としては反応生成
物を含む組成物の100重量部に対し,1〜40重量部
が好ましい。
反応生成物を分散させる水中にはアルコール系,セロソ
ルブ系などの水の相溶性のある有機溶剤あるいは塗膜表
面改良用の配合剤を添加してもよい。
このようにして得られた分散体は,ホモミキサー,ホモ
ジナイザー,ボールミル,サンドミル,シトライタ等の
ような分散機によって微分散させることができる。
本発明の水性分散体組成物が配合される水性塗料として
はアクリル系塗料,アルキド系塗料,ポリエステル系塗
料,エポキシ系塗料等の熱硬化性塗料が好ましい。
本発明の分散体の塗料への添加量は,通常,塗料100
重量部に対して固形分として0.01ないし10重量部の範
囲である。
以下,実施例について説明する。例中,「部」「%」
は,それぞれ「重量部」,「重量%」を示す。
(実施例) 実施例1 酸変性ポリエチレンワックス(三井石油化学工業(株)
製三井ハイワックス2203A,酸価30)30部と両
末端エポキシ基変性シリコーン樹脂(X−22−163
A)20部を四ッ口フラスコに投入し加熱溶解した。温
度140℃にて7時間反応を行ない樹脂混合物の酸価が
15KOHmg/gとなったところで,温度を100℃ま
で下げ,トリエタノールアミンを10部添加し,約30
分攪拌を行い反応生成物を中和した。この中和物にステ
アリン酸石けんを10部添加した後,95℃の水480
部を30分を要して徐々に添加して固形分20%の水性
分散体を得た。
この水性分散体の1部(固形分)を水溶性ポリエステル
樹脂(三井東圧化学(株)製アルマテックスWP616
9)80部とメラミン樹脂(三井東圧化学(株)製サイ
メル350)20部を成分(固形分)とする水性ポリエ
ステル系塗料に配合し,アルミニウム板に乾燥膜厚が6
μとなるように塗装し,170℃で10分間加熱硬化さ
せ,塗装板試料を作成した。
上記で得られた塗装板の潤滑剤脱離性を行ったが潤滑剤
の塗膜表面からの脱離は認められなかった。なお,潤滑
剤脱離性は塗膜表面をガーゼで拭いた前後における塗膜
表面から脱離した潤滑剤粒子の有無を,光学顕微鏡で観
察した。
次ぎに,塗装板試料の動摩擦係数を測定したところ0.10
であった。同じ試料の30分間ボイル処理後のものにつ
いて測定したが,動摩擦係数には変化が認められなかっ
た。なお,動摩擦係数は塗装板試料上に5cm×5cmのス
テンレスブロック(荷重500g)を乗せ15m/分の
速度でこのブロックを引張ることにより測定した。
実施例2 実施例1において酸変性ポリエチレンワックスに代えて
カルナバワックス(酸価3KOHmg/g)を使用した他
は実施例1と同様にして水性分散体を得た。
この水性分散体を使用して実施例1と同様にして作成し
た塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったが潤滑剤の脱
離は認められなかった。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理で0.
1であり,ボイル処理後も変化が認められなかった。
実施例3 実施例1において酸変性ポリエチレンワックスに代えて
酸化ポリエチレンワックス(三井石油化学工業(株)
製,三井ハイワックス4052A,酸価20KOHmg/
g)を使用した他は実施例1と同様にして水性分散体を
得た。
この水性分散体を使用して実施例1と同様にして作成し
た塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったが潤滑剤の脱
離は認められなかった。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理で0.
1,ボイル処理後は0.11であった。
実施例4 実施例1において酸変性ポリエチレンワックスに代えて
モンタンワックス(酸価20KOHmg/g)を使用した
他は実施例1と同様にして水性分散体を得た。
この水性分散体を使用して実施例1と同様にして作成し
た塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったが潤滑剤の脱
離は認められなかった。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理で0.
09,ボイル処理後は0.10であった。
実施例5 実施例1においてエポキシ変性シリコーン樹脂に代えて
水酸基含有水溶性シリコーン樹脂(東レシリコーン
(株)製SH3749),酸変性ポリエチレンワックス
に代えて酸化ポリエチレンワックス(アライドケミカル
社製AC629,酸価16KOHmg/g)を使用した他
は実施例1と同様にして水性分散体を得た。
この水性分散体を使用して実施例1と同様にして作成し
た塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったが潤滑剤の脱
離は認められなかった。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理で0.
10,ボイル処理後は0.11であった。
実施例6 実施例5において酸化ポリエチレンワックスに代えて実
施例2で使用したカルナバワックスを使用した他は実施
例5と同様にして水性分散体を得た。
この水性分散体を使用して実施例1と同様にして作成し
た塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったが潤滑剤の脱
離は認められなかった。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理で0.
09,ボイル処理後は0.10であった。
実施例7 実施例1において酸変性ポリエチレンワックスに代えて
水酸基含有ポリオレフィン樹脂(バレコ社製,ポリワッ
クスOH425を使用した他は実施例1と同様にして水
性分散体を得た。
この水性分散体を使用して実施例1と同様にして作成し
た塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったが潤滑剤の脱
離は認められなかった。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理で0.
10であり,ボイル処理後も変化を認められなかった。
実施例8 実施例1においてエポキシ変性シリコーン樹脂に代えて
両末端アミン基含有シリコーン樹脂(信越化学(株)製
X−22−161A)を使用して他は実施例1と同様に
して水性分散体を得た。
この水性分散体を使用して実施例1と同様にして作成し
た塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったが潤滑剤の脱
離は認められなかった。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理で0.
11,ボイル処理後は0.12であった。
実施例9 実施例1においてエポキシ変性シリコーン樹脂に代えて
カルボキシル基含有シリコーン樹脂(X−22−370
1E),酸変性ポリエチレンワックスに代えてラノリン
ワックス(OH価20)を使用した他は実施例1と同様
にして水性分散体を得た。
この水性分散体を使用して実施例1と同様にして作成し
た塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったが潤滑剤の脱
離は認められなかった。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理で0.
10,ボイル処理後は0.11であった。
実施例10 実施例1で調製した水性分散体を水溶性アクリル樹脂
(三井東圧化学(株)製,アルマテックスWA911)
80部とメラミン樹脂(三井東圧化学(株)製サイメル
350)20部を成分(固形分)とする水性アクリル塗
料に配合し,以下は実施例1と同様にして塗装板を作成
した。
この塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったが潤滑剤の
脱離は認められなかった。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理で0.
10であり,ボイル処理後も変化が認められなかった。
実施例11 実施例9おいて配合する水性分散体を実施例2で調製し
た水性分散体とした以外は実施例9と同様にして塗装板
を作成した。
この塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったが潤滑剤の
脱離は認められなかった。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理で0.
10であり,ボイル処理後も変化が認められなかった。
比較例1 実施例1で使用したポリエステル系塗料にマイクロクリ
スタリンワックス水分散体を実施例1の潤滑剤固形分と
同量配合し,以下は実施例1と同様して塗装板を作成し
た。
この塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったところ,潤
滑剤の塗膜表面からの脱離が認められた。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理では
0.10であったものが,ボイル処理後は0.15となり,塗膜
潤滑性は大きく低下した。
比較例2 実施例1で使用したポリエステル系塗料に実施例2で使
用したカルナバワックスを水性分散体としたものを実施
例1の潤滑剤固形分と同量配合し,以下は実施例1と同
様して塗装板を作成した。
この塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったところ,潤
滑剤の脱離が認められた。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理では
0.10であったものが,ボイル処理後は0.16となり,塗膜
潤滑性は大きく低下した。
比較例3 実施例9で使用したアクリル樹脂塗料に実施例4で使用
したモンタンワックスを水性分散体としたものを実施例
9の潤滑剤固形分と同量配合し,以下は実施例9と同様
して塗装板を作成した。
この塗装板について潤滑剤脱離試験を行ったところ,潤
滑剤の脱離が認められた。
また塗装板の動摩擦係数を測定したところ,未処理では
0.09であったものが,ボイル処理後は0.19となり,塗膜
潤滑性は大きく低下した。
〔発明の効果〕
本発明の水性分散体組成物は,塗料用配合剤として有用
であり,この塗料から得られる塗膜を常温ないし加熱し
た状態でこすっても潤滑剤粒子は塗膜表面から脱落せ
ず,接触によっても転移することも少なく,従来の塗料
用潤滑剤より極めて良好な性能を示すものである。この
ような性能は工業用塗料に取っ手極めて有用であり,特
に金属缶外面,王冠,キャップ外面の塗料にとっては極
めて有用である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エポキシ基,水酸基およびアミノ基から選
    ばれた少なくとも一種の官能基を有する変性シリコーン
    樹脂10〜95重量%と,カルボキシル基もしくは水酸
    基を有するポリオレフィン系ワックスもしくは天然ワッ
    クス5〜90重量%の反応生成物を含む組成物を分散助
    剤の存在下で水中に分散せしめてなる水性分散体組成
    物。
  2. 【請求項2】ポリオレフィン系ワックスが酸化ポリエチ
    レンもしくはエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体で
    ある特許請求の範囲第1項記載の水性分散体組成物。
  3. 【請求項3】天然ワックスがカルナバワックスもしくは
    モンタンワックスである特許請求の範囲第1項記載の水
    性分散体組成物。
  4. 【請求項4】変性シリコーン樹脂が水溶性もしくは水分
    散性である特許請求の範囲第1項記載の水性分散体組成
    物。
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