JPH0739555B2 - 缶外面用水性塗料組成物 - Google Patents

缶外面用水性塗料組成物

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JPH0739555B2
JPH0739555B2 JP60266100A JP26610085A JPH0739555B2 JP H0739555 B2 JPH0739555 B2 JP H0739555B2 JP 60266100 A JP60266100 A JP 60266100A JP 26610085 A JP26610085 A JP 26610085A JP H0739555 B2 JPH0739555 B2 JP H0739555B2
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清司 奥上
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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) 本発明は高度に水性化された缶外面用塗料に関し,特に
ウエットオンウエット方式で印刷インキ上に施すことの
できる缶外面用水性塗料組成物に関する。
(従来の技術) 缶外面塗装はアンダーコート金属板に印刷後トップコー
ティング塗装している。近年,塗装コストの低減という
観点から,印刷インキの最終乾燥工程を省略してトップ
コーティング塗装を行うウエットオンウエット方式の塗
装工程が採用されている。トップコーティング塗料とし
ては,水希釈性の塗料が使用されている。例えば,水性
アクリル系樹脂を主成分とした水性トップコーティング
塗料が知られている(特開昭49−115125号公報,特開昭
53−94362号公報,特開昭57−209963号公報,特開昭58
−755号公報)。しかしながら,これらの水性塗料には
未だ塗装作業に携わる作業者に対する衛生性の点におい
て十分に水性化されたものではなかった。特に,通常の
乳化重合で得られたアクリル系樹脂は,粒子径が0.2〜
0.5ミクロン程度であるため,塗料の流動性と光沢に欠
点があった。流動性についていえばそのままでは粘度が
低すぎてロールコーター塗装が困難である。ある種の有
機溶剤には添加することにより増粘傾向を示すものもあ
るが,塗料の安定性が悪く2〜3日でゲル化してしまう
という欠点があった。塗膜の光沢については塗料がチク
ソトロピック性となるため半光沢状態の塗装面となるこ
とがあった。
また,塗料中に占める有機溶剤の量を衛生性の点で問題
を生じない程度にすると塗膜のはじきが発生したり,塗
膜の光沢が著しく低下する等の問題点があった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上記現状に鑑みてなされたものであり,作業衛
生上の問題を解決し,しかも塗料の流動性,塗膜の光
沢,塗料の保存安定性等を改良したものである。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) すなわち,本発明は,乳化重合により得られたアクリル
系樹脂50〜80重量部と水溶性ポリエステル樹脂50〜20重
量部との合計量100重量部に対してアミノ樹脂10〜80重
量部を樹脂成分として配合し,大部分の水と,塗料組成
物を基準として5〜10重量%の親水性有機溶剤とを溶剤
成分としてなり,上記アクリル系樹脂の数平均粒子径は
0.1ミクロン以下であることを特徴とする缶外面用水性
塗料組成物である。
本発明のアクリル系樹脂乳化物は,通常のアクリル系樹
脂の乳化物より粒子系がかなり小さく0.1ミクロン以下
である。したがって,その流動性は樹脂溶液に近い特性
を示す(ニュートン流動に近い流動特性)。アクリル系
樹脂乳化物のモノマー構成としては,アクリル酸,メタ
アクリル酸もしくはそのアルキルエステル,アクリルア
ミド,メチロール化アクリルアミドスチレン,α−メチ
ルスチレン等である。アクリル系樹脂乳化物は上記モノ
マーをアニオン系界面活性剤またはノニオン系界面活性
剤との混合物を乳化状態とし,過硫酸アンモニウム,過
硫酸カリウムを重合触媒として得られるものであり,エ
スシージョンソンアンドサン社から市販されているジョ
ンクリルシリーズとして入手することができる。
本発明において,水溶性ポリエステル樹脂は,未乾燥印
刷インキ層上にトップコーティングする際の塗料のハジ
キあるいは塗膜の光沢を改良するために配合されるもの
であっる。
本発明の水溶性ポリエステル樹脂は,樹脂の構成成分と
して,例えば,フタル酸,マレイン酸,トリメリット酸
もしくはその酸無水物,イソフタル酸,テレフタル酸,
マロン酸,コハク酸,グルタル酸,アジピン酸,セバシ
ン酸等の多塩基酸と,エチレングリコール,1,3−プロピ
レンジオール,ジエチレングリコール,ジプロピレング
リコール,ネオペンチルグリコール,1,6−ヘキサンジオ
ール,トリメチロールエタン,トリメチロールプロパ
ン,グリセリン,ペンタエリスリトール等の多価アルコ
ールを組み合せるものであるが,分子量の調整や物性改
選のために,大豆油脂肪酸,ヤシ油脂肪酸,脱水ヒマシ
油脂肪酸,安息香酸,パラターシャリーブチル安息香酸
等の一塩基酸を少量含んでいても良い。
水溶性ポリエステル樹脂の製法としては,上記原料の混
合物を不活性ガス気流中で撹拌しながら160〜250℃の温
度で所望の酸価になるまで反応させた後,親水性溶剤と
水とを,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,2−ジメチルエタノールアミ
ン,ジエタノールアミン,トリエタノールアミン,アミ
ノメチルプロパノール,モルホリン等の1価アミン,ジ
エチレンアミン,ジエチレントリアミン等の多価アミン
の存在下に加えて水溶化させる。また,水溶性ポリエス
テル樹脂として,水性オイルフリーアルキド樹脂,水性
エポンエステル樹脂を使用しても良い。
水溶性ポリエステル樹脂は,アクリル系樹脂乳化物50〜
80重量部と組み合わせて100重量部となるように配合す
る。水溶性樹脂が20重量部より少ないと,ウエットオン
ウエット塗装適性および塗膜の光沢が劣り,50重量部よ
り多いと,水溶性樹脂の製造時および水性化に使用され
る有機溶剤の割合も多くなるので,塗料組成物中に占め
る有機溶剤の量を少なくすることが困難となる。
本発明においてアミノ樹脂としては,ヘキサメチロール
メラミン樹脂,メチロール化ベンゾグアナミン樹脂,メ
チロール化メラミン樹脂,メチロール化尿素樹脂および
これらのエーテル化物がある。アミノ樹脂は,アクリル
系樹脂乳化物と水溶性樹脂を加えたもの100重量部に対
して10〜80重量部が配合され,10重量部より少ないと,
硬化速度,塗膜の硬度が劣り,80重量部より多いと塗膜
の形成が不良となるので実用的ではない。
本発明では,上述した必須の樹脂成分の他に,自己乳化
性エポキシ樹脂を配合することができる。自己乳化性エ
ポキシ樹脂は,例えば,ビスフェノールA型エポキシ樹
脂とカルボキシル基含有アクリル系樹脂とをエステル化
させアミンで水中に分散させたものがある。エポキシ樹
脂としてはエポキシ当量が500〜1000程度のものが良
い。
本発明において,水性の樹脂は水および少量の親水性有
機溶剤に分散,溶解される。親水性有機溶剤としては,
水溶性樹脂の水溶化に使用される有機アミン類,および
ウエットオンウエット塗装においてハジキのない均一な
塗膜を形成するために必要な有機溶剤を含む。塗料組成
物中に占める有機溶剤の量は,5〜10重量%の範囲であ
る。塗装適性を得るために必要な親水性有機溶剤として
は,メチルセロソルブ,エチルセロソルブ,プロピルセ
ロソルブ,ブチルセロソルブ,ヘキシルセロソルブ等の
セロソルブ系の溶剤,およびメチルカルビトール,エチ
ルカルビトール,メチルセロソルブアセテート,エチル
セロソルブアセテート,ダイアセトンアルコール等の高
沸点の溶剤が好ましいが,この他に,メチルアルコー
ル,エチルアルコール,ブチルアルコール等の低沸点の
アルコール類が配合されても良い。
本発明に係わるウエットオンウエット塗装方法として
は,例えは,ホワイトコーティング塗装した金属板上に
アルキド系,ポリエステル系の印刷インキで印刷し,次
いで,トップコーティング塗料を施し,印刷インキとト
ップコーティング塗料とを同時に乾燥,硬化させる。
本発明の缶外面用水性塗料組成物は,ウエットオンウエ
ット塗装適性のあるトップコーティング塗料として,ま
た顔料を配合してベースコート塗料あるいはカラーワニ
スとして用いることができる。
本発明の缶外面用水性塗料組成物には表面平滑剤,消泡
剤,顔料分散助剤などの添加剤を配合することができ
る。
塗装方法としては,ロールコート塗装が最も好ましい
が,エアースプレー塗装,エアレススプレー塗装,静電
スプレー塗装,浸漬塗装,電着塗装等も可能である。
本発明の缶外面用水性塗料組成物は温度150〜250℃,時
間5秒〜20分の加熱条件で焼付することができる。
以下,本発明を実施例にて具体的に説明する。例中
「部」,「%」とあるのは「重量部」,「重量%」を示
す。
(実施例) 実施例 1 粒子系0.1ミクロン以下のアクリル系樹脂乳化物 ジョンクリル540(エスシージョンソンアンドサ ン社商品名,固形分45%) 156 部 水溶性ポリエステル樹脂(固形分65%) 47 部 アミノ樹脂サイメイル303(三井東圧化学株式会社商品
名) 20 部 キャタリスト3006B(三井東圧株式会社商品名) 0.6部 ヘキシルセロソルブ 8 部 ブチルセロソルブ 3 部 脱イオン水 70 部 上記の配合で各成分をよく混合した後ジメチルエタノー
ルアミンによりpHを7.3に調整し,水性シリコン溶液を
0.5%添加し,固形分39.5%,有機溶剤含有量7.5%,粘
度305cpsの半透明の水性ワニスを得た。
ここで使用した水溶性ポリエステル樹脂は,ネオペンチ
ルグリコール,イソフタル酸,無水トリメリット酸を原
料として,220℃にて6時間反応させて得られた酸化55の
ブチルセロソルブ80%溶液を,ジメチルエタノールアミ
ンを酸成分に対して等モル数を加えて中和して得られ
た,固形分65%,pH7.2の透明な溶液である。
上記水性ワニスを厚さ0.24mmのブリキ板上に油性アルキ
ド系の印刷インキで絵柄を印刷し,ウエットオンウエッ
ト方式で乾燥塗膜にして10ミクロンの厚さになるように
ロールコーターで塗布した後,180℃,10分間焼付乾燥を
行った。得られた塗膜の平滑性は従来の溶剤系ワニスと
同等であり,60゜反射率の測定値は100,塗膜の鉛筆硬度
は2Hであった。
比較例 1 アクリル系遅遅化物の製造 メタアクリル酸 150部 アクリル酸エチル 620部 スチレン 100部 メタアクリル酸メチル 100部 メタアクリル酸2−ヒドロキシルエチル 30部 過硫酸アンモニウム 2部 リポノックスNCY(ライオン株式会社商品名) 20部 サンノールNES(ライオン株式会社商品名) 20部 窒素ガス置換した四ッ口フラスコにイオン交換水と混合
モノマーの3分の1を仕込み65℃に加熱しその温度を保
持しつつ残りの混合モノマーの3分の2を2時間を要し
て滴下し,さらに1時間反応を続けた。固形分46.6%の
白色不透明のアクリル樹脂乳化物を得た。この乳化物の
粒子径は平均0.2ミクロンであった。
水性ワニスの調整 上記アクリル樹脂乳化物 140 部 実施例1で使用した水溶性ポリエステル樹脂 46.2部 アミノ樹脂サイメル303 20 部 キャタリスト3006B 0.6部 ブチルセロソルブ 11 部 イオン交換水 81.3部 ジメチルエタノールアミン 1 部 上記成分を混合し,固形分39.8%,粘度1075cps(25
℃),pH7.2の不透明な水性ワニスを得た。この塗料中の
有機溶剤含有量は7.6%である。
この水性ワニスを実施例1と同一条件にて塗装を行った
ところ,得られた焼付塗膜は塗装方向に著しいフロー目
が発生し,印刷インキ部分にはハジキが発生した。この
塗膜の光沢の測定値は87,鉛筆硬度はH〜2Hであった。
次ぎに,この塗料にブチルセロソルブを23部加えたとこ
ろ平滑な塗膜が得られたが,この場合の塗料中の有機溶
剤量は14.2%となった。
〔発明の効果〕
本発明の缶外面用水性塗料組成物は,流動特性の良い平
均粒子径0.1ミクロン以下のアクリル系樹脂の乳化物と
水溶性樹脂とを組み合わせて使用しているため,塗装適
性に必要な有機溶剤を衛生上問題ない程度まで少なくす
ることができる。さらに,ウエットオンウエット塗装性
が良好であり,加工性,塗膜の光沢にも優れるので缶外
面のクリヤートップコーティング塗料として有用であ
り,顔料分散性も良好なので缶外面用のベースコート塗
料としても実用的である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−84766(JP,A) 特開 昭57−209963(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】乳化重合により得られたアクリル系樹脂50
    〜80重量部と水溶性ポリエステル樹脂50〜20重量部との
    合計量100重量部に対してアミノ樹脂10〜80重量部を樹
    脂成分として配合し,大部分の水と,塗料組成物を基準
    として5〜10重量%の親水性有機溶剤とを溶剤成分とし
    てなり,上記アクリル系樹脂の数平均粒子径は0.1ミク
    ロン以下で,ウエットオンウエット方式にて印刷インキ
    上に塗布することを特徴とする缶外面用水性塗料組成
    物。
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