JPS6157873B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6157873B2 JPS6157873B2 JP12839878A JP12839878A JPS6157873B2 JP S6157873 B2 JPS6157873 B2 JP S6157873B2 JP 12839878 A JP12839878 A JP 12839878A JP 12839878 A JP12839878 A JP 12839878A JP S6157873 B2 JPS6157873 B2 JP S6157873B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- properties
- acid
- thermoplastic polyester
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Description
本発明は塗料組成、更に詳しくは金属容器用の
分散型塗料に関するものである。
従来から食品および飲料缶として鉄、ブリキ、
アルミニウムなどの材料からなる容器が使用され
てきた。これらの容器に詰める内容物を容器、つ
まり金属による汚染から守るために、該容器の内
部を、内容物に本質的に不活性で、かつ容器と内
容物間に効果的な障害となる有機塗料で被覆する
必要がある。現在この種の目的には有機溶媒に溶
解させたフエノール−エポキシ樹脂、エポキシ−
尿素樹脂などの有機塗料が保護塗膜として使用さ
れている。これらの樹脂は金属素材に対して優れ
た密着性を示すとともに、容器と内容物間に効果
的な障害となり、水、その他内容物に対するバリ
ヤー性が高いものである。この意味では金属容器
用内面塗料(以下缶内面塗料とよぶ)として好適
である。しかしながら、実際には製缶工程におい
て種々の外的な力が加わるので、塗料のベースと
なる樹脂は上記の性質以外にかなり可撓性に富ん
だものでなければならない。フエノール−エポキ
シ樹脂やエポキシ−尿素樹脂などの熱硬化性樹脂
を金属板上で加熱すると加熱条件により、内容物
に対するバリヤー性、密着性、樹脂の可撓性など
の性質が大きく変化する。加熱処理の条件を調節
するだけでこれらの性質を全て適切なレベルに維
持することはむつかしい。事実、製缶工程におい
て缶ブタのプレス成形、缶胴のフランジ加工、巻
き締めなどの成形加工を行なつた際に、塗膜の損
傷や部分的な剥離が認められる。この場合、塗膜
の加工性は充分とは言えず、わずかな損傷によつ
ても密着不良の部分が発生し、露出金属の腐蝕が
進行する。この結果内容物の風味や新鮮さを損な
い食品を長期に亘つて保護するという食品包装材
本来の機能が充分果されないことになる。
そこで、実際の製缶工程においては前記フエノ
ール−エポキシ樹脂又はエポキシ−尿素樹脂を下
塗り塗料として金属に塗装した上に、更に別の塗
料を重ね塗りしてこれら熱硬化性樹脂単一塗膜の
欠点を補なつているのが現状である。この場合表
面塗装に使用される樹脂は塩ビ−酢ビ共重合体、
塩ビ−酢ビ−無水マレイン酸共重合体などであ
る。又、これら塩ビ系の樹脂の単一塗膜ではバリ
ヤー性、加工性が優れているが、金属素材に対す
る密着性が劣るという欠点がある。
以上の結果から熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂何
れを使用するにしても内容物に対するバリヤー
性、密着性、加工性、衛生性、フレーバー、耐煮
沸性など缶内面塗料として必要とされる巾広い性
質を高いレベルで維持できる樹脂はほとんど見あ
たらないと言える。この意味で缶内面塗料として
使用できる樹脂の種類は非常に限定されてしまう
が、現在上記適性のある樹脂の出現が強く望まれ
ている。
最近、芳香族二塩基酸又は脂肪族二塩基酸、及
びジオール成分の組み合せから成る熱可塑性ポリ
エステル樹脂を缶内面塗料として使用することが
提案されており、金属素材への密着性、金属素材
の腐蝕や金属溶出の抑制作用、被覆金属素材の加
工性、塗膜の耐抽出等の衛生性、塗装の作業性及
び種々の内容物に対する広い適用性等の組み合せ
に対して巾広い適性を有することが知られてい
る。しかしながら、一般に熱可塑性ポリエステル
樹脂の性質を組成の面から考えると芳香族二塩基
酸の中でも、例えばテレフタル酸が多くなるにつ
れて耐煮沸性などの性質はよくなるが、逆に溶媒
への溶解性又は分散性、造膜性、金属への密着
性、加工性などの性質は低下する傾向を示す。一
方イソフタル酸、オルソフタル酸などの非結晶性
成分が多い樹脂は、溶媒への溶解性又は分散性、
造膜性、金属への密着性などの性質は向上する
が、逆に耐煮沸性など塗膜の性質は低下する。
又、ジオール成分についても同様のことが認めら
れる。例えばエチレングリコール、1・4−ブタ
ンジオールなどの結晶性成分をジオール成分とし
た場合、得られる塗膜は耐煮沸性などの性質を向
上させるが、逆に溶媒への溶解性又は分散性、造
膜性、加工性などの性質は低下する。他のジオー
ルを使用した場合も、例えば耐煮沸性と溶媒への
溶解性又は分散性など各々相反する性質が表われ
る場合が多く、実際にはこれらの原料を適切に組
み合せたり、芳香族二塩基酸に一定量の脂肪族二
塩基酸やポリエーテル型のジオールなどを併用す
ることにより解決している。
しかしながら、これらの二塩基酸、ジオール成
分を組み合わせて目的とする性質をバランスよく
維持した樹脂を得ようとする場合、熱可塑性ポリ
エステル樹脂成分となるモノマーの選択を非常に
厳密に行わなければならないという不便さがある
ばかりでなく、脂肪族二塩基酸、ポリエーテル型
のジオールなどを使用して塗膜の耐煮沸性、造膜
性、溶媒への溶解性又は分散性、加工性などの巾
広い性質をバランスよく維持しようとしても実際
にはかなりむずかしい問題である。
本発明者らは熱可塑性ポリエステル樹脂の衛生
的、金属容器への密着性、加工性などの性質が極
めて良好である点に注目し、この樹脂を更に有利
に使用するために、特に溶媒への分散性、耐煮沸
性等の相反する性質をバランスよく維持する点に
ついて鋭意検討した。その結果、熱可塑性ポリエ
ステル樹脂が線状で高分子量であるが故に生じる
有利な性質をそのまま生かす方法として熱可塑性
ポリエステル樹脂末端水酸基を重合性不飽和カル
ボン酸又はこれらの酸無水物と反応させること及
び重合性不飽和結合によるラジカル重合反応させ
ることにより有機溶媒への分散性を高めた安定な
有機溶媒分散型ポリエステル系共重合体を得た。
得られた共重合体が抽出物のない、衛生性のよい
ことを確認し、更に耐煮沸性、金属容器への密着
性、加工性、耐化学薬品性などの点で良好な結果
を示すことを確認して、本発明を達成したもので
ある。
本発明は、末端水酸基を有する熱可塑性ポリエ
ステル樹脂と重合性不飽和カルボン酸もしくはそ
の酸無水物とをエステル化反応()させた後、
(メタ)アクリル酸誘導体と(メタ)アクリル酸
および/またはスチレンの混合物、もしくはこれ
に液状ポリブタジエンを加えたものをラジカル重
合()させて得られるポリエステル系共重合体
を有機溶媒に分散させてなることを特徴とする金
属缶用塗料に関する。
本発明に係わる熱可塑性ポリエステル樹脂とし
ては耐煮沸性などの樹脂皮膜そのものの性質は良
好であるが、溶媒への溶解性又は分散性、塗料と
しての安定性などの性質が劣る樹脂、すなわち分
子量が大きい、結晶性が高い、及び官能基が少な
い熱可塑性ポリエステル樹脂が好ましい。一方、
熱可塑性ポリエステル樹脂の中には常温で各種溶
媒に溶解又は分散する樹脂も知られているが、こ
の種の樹脂は耐煮沸性などの塗膜としての性質は
不良となる場合が多い。この原因の1つはこの樹
脂の結晶性が低いことである。この欠点を改良す
る一つとして樹脂中に官能基を導入し、物性を改
良する手段を講じることができるようにすること
である。本発明によれば、熱可塑性ポリエステル
樹脂そのものが例え耐性のない樹脂であつても反
応させる重合性不飽和結合を有するモノマー又は
液状ポリマーを適切に選択することによつて樹脂
中にカルボキシル基、水酸基等を導入することが
でき、自己架橋又はメラミン樹脂、エポキシ樹
脂、フエノール樹脂、尿素樹脂などの各種樹脂と
の反応により、物性の優れた塗膜とすることがで
きる。従つて、本発明においては熱可塑性ポリエ
ステル樹脂として高分子量の、結晶性の高い樹脂
だけに制限されるものではない。本発明に用いる
熱可塑性ポリエステル樹脂の合成に使用し得る芳
香族二塩基酸の例としてはテレフタル酸、イソフ
タル酸、オルソフタル酸などの二塩基酸が挙げら
れる。特にテレフタル酸の含有量が多い程、塗膜
の耐煮沸性などは良好になるが、金属への密着性
は不良となる。イソフタル酸及びオルソフタル酸
の含有率が高くなるにつれて、金属への密着性、
溶媒への溶解性又は分散性などが良好となるが折
り曲げなどの加工性は必ずしもよくない。脂肪族
二塩基酸も種々の性質のバランスを取るために使
用することができる。例えばアジピン酸、セバシ
ン酸、マロン酸、コハク酸などの二塩基酸が挙げ
られるが、一般に脂肪族二塩基酸の使用は樹脂の
溶解性又は分散性を高めるには効果が有るが、逆
に塗膜の性質は低下する。従つて、芳香族二塩基
酸、脂肪族二塩基酸の種類及びその量は適切に組
合わせなければならない。一方、ジオールとして
は、例えばエチレングリコール、プロピレングリ
コール、1・3−ブタンジオール、1・4−ブタ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、1・6
−ヘキサンジオールなどから1種類又は2種類以
上の組合せから得られる。又、ポリエーテルグリ
コールの使用も可能であるが、その種類及び量は
他のジオールとの組合せで決定される。
本発明の反応()に使用する重合性不飽和カ
ルボン酸又はこれらの酸無水物としてはアクリル
酸、メタクリル酸などの一塩基酸、イタコン酸、
マレイン酸、コハク酸、フマル酸などの二塩基酸
及び無水イタコン酸、無水マレイン酸などの酸無
水物などが挙げられる。()の反応は末端水酸
基を有する熱可塑性ポリエステル樹脂をトルエ
ン、キシレン、クロロホルム、セロソルブアセテ
ート、メチルエチルケトン、ジオキサン、テトラ
ヒドロフラン、シクロヘキサノンなどの単独又は
混合溶媒に加熱溶解させ、熱可塑性ポリエステル
樹脂の水酸基に対して0.5〜2.5当量の重合性不飽
和カルボン酸又はこれらの酸無水物を窒素気流下
140〜160℃の温度で1〜5時間反応させる。反応
は常法により水の留去と共に進行させるが、この
際エステル化反応を進行させるために通常のエス
テル化触媒及び重合禁止剤を少量使用することは
可能である。エステル化の終点は樹脂の水酸基価
を測定することによつて確認する。
本発明の反応()は、反応()より得られ
た生成物と重合不飽和化合物とを通常のラジカル
重合と同様の方法で行うことができる。重合性不
飽和化合物としてはアクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エ
チルヘキシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル
などのアクリル酸誘導体、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、
メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸
2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ラウリル、
メタクリル酸グリシジルなどのメタクリル酸誘導
体、スチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、
液状1・2−ポリブタジエン、液状1・4−ポリ
ブタジエンなどが挙げられる。()の反応では
アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイ
ル、過酸化ジクミルなど、通常ラジカル重合触媒
が使用される。重合性不飽和化合物の使用量は熱
可塑性ポリエステル樹脂、重合性不飽和カルボン
酸又はこれらの酸無水物及び重合性不飽和化合物
を含めた全体に対し1〜30重量%の範囲で使用す
ることが望ましく、更には5〜20重量%の範囲の
使用が好適である。1重量%以下では目的とする
分散型塗料を得ることがむずかしく、逆に30重量
%以上では分散型塗料は得られるものの、塗膜の
加工性が低下したり、塗膜が不透明になるなどの
欠点が生じてくる。
本発明に係わる反応()及び()によりポ
リエステル系共重合体、つまり熱可塑性ポリエス
テルの未端に有機溶剤への分散性を向上させるこ
とのできる重合体を結合させた樹脂が得られる。
又、()及び()の反応において、例えば重
合性不飽和結合を有するモノマー又はポリマーが
熱可塑性ポリエステル樹脂と重合性不飽和カルボ
ン酸とのエステル化物と結合せず、単なるモノマ
ー又はポリマーどおしの重合体が一部生成してし
まうことが反応の条件等により起こる可能性があ
るが、塗装して得られた塗膜に悪影響を及ぼさな
い範囲であれば問題はない。
本発明の分散型塗料には通常用いられる添加剤
を併用することもできる。
本発明に係わる分散型塗料は外観上乳白色を呈
し、不揮発分15〜40重量%の濃度であり、40℃で
保存しても樹脂分の分離、沈降などが全く生じな
い非常に安定な塗料である。()の反応に使用
した重合性不飽和化合物が重合性不飽和カルボン
酸又はこれらの酸無水物により導入された熱可塑
性ポリエステル樹脂未端二重結合と共重合するこ
とにより、該ポリエステル樹脂未端部分が有機溶
媒との親和力を増し、有機溶媒に安定に分散して
いるものと考えられる。熱可塑性ポリエステル樹
脂そのものが常温で有機溶媒に溶解又は分散しな
いものでも、本発明により安定な分散型塗料が得
られる。従つて、熱可塑性ポリエステル樹脂その
ものが耐煮沸性など、塗膜としての性質はよい
が、溶解性又は分散性がないといつた場合に、特
に効果的に本発明が適用できる。本発明に係わる
分散型塗料が単なる熱可塑性ポリエステル樹脂と
()の反応で使用した重合性不飽和化合物の重
合物とのブレンド物とは異なり、塗膜の透明性が
非常に優れている。
本発明の分散型塗料を缶内面塗料として使用す
る場合、金属容器素材の表面に直接塗装すること
もできるが、従来のエポキシ−フエノール樹脂、
エポキシ−尿素樹脂、メラミン−エポキシ樹脂な
どの上にトツプコーテイング剤として使用するこ
ともできる。これら何れの場合にも、造膜性、透
明性、密着性、耐煮沸性、過マンガン酸カリウム
消費量、加工性などの性質は良好である。本発明
の分散型塗料を金属素材又は各種プラスチツクス
上に塗装する方法としてスプレー塗装、ロールコ
ート塗装、ナイフコート塗装、エアーナイフコー
ト塗装など何れの方法でもよいが、金属素材を完
全に保護し、容器と内容物間に効果的な障害とな
る保護塗料本来の機能が発揮される塗装法でなけ
ればならない。この意味では樹脂の塗膜厚も重要
な役割を果たすことになる。どうしても避けられ
ないピンホールなどを考えた場合、実用的には前
記熱硬化性樹脂と併用することが望ましい。
本発明の有機溶媒分散型塗料を缶内面塗料とし
て使用すれば、熱可塑性ポリエステル樹脂が高分
子量であることに起因した特徴が生かされるのみ
ならず、常温では有機溶媒に溶解は勿論、分散さ
せることができない熱可塑性ポリエステル樹脂で
も安定に溶媒中に分散させることができる。しか
も分散型塗料であるため、高い樹脂濃度で、低い
粘度の塗料を合成することも可能となる。一般に
缶内面塗料として塗膜にバリヤー性、内容物保護
機能を付与するためには一定塗膜厚が必要である
が、低い樹脂濃度の塗料をこの目的に使用すると
塗料のタレが生じたり、缶の底部分が厚塗りにな
るなどの問題が生じる。同時に缶底部にブリツジ
などが生じる原因となる。本発明の分散型塗料で
は高い樹脂濃度で、かつ低粘度塗料の調整がで
き、目的とする塗装物が得やすいばかりでなく、
作業上の安全性、大気汚染、経済性に優れるとい
う点で非常に有利である。
次に本発明を実施例により説明する。
実施例 1
予め熱可塑性ポリエステル樹脂を次のようにし
て合成した。テレフタル酸ジメチル(0.75モ
ル)、イソフタル酸ジメチル(0.25モル)、エチレ
ングリコール(3モル)及び全モノマーに対して
0.3重量%のチタンテトラブトキシドを混合し、
窒素気流下、180℃にて1〜2時間反応させ、脱
メタノール量を測定しながら反応を進行させる。
脱メタノール反応が終了した後、反応系を減圧
(1mmHg)にして約30分間で220℃まで昇温す
る。220℃で約3時間反応を行ない、脱グリコー
ル反応を促進させると樹脂の粘度は上昇し、熱可
塑性ポリエステル樹脂が生成する。得られた熱可
塑性ポリエステル樹脂の分子量及び軟化点はそれ
ぞれ23000、73℃であつた。
得られた熱可塑性ポリエステル樹脂をシクロヘ
キサノンに120℃で溶解し、熱時に6ミルアプリ
ケーターを使用してブリキ板に5μの塗膜で塗装
した。透明な塗膜が得られ、100℃、30分間の煮
沸試験に供しても白化、その他全く異常は認めら
れなかつた。得られた塗膜につき、表1の各種試
験した結果を表1に示す。
しかしながら、該ポリエステル樹脂は常温では
シクロヘキサノン、セロソルブアセテート、キシ
レン、メチルエチルケトンなどの単独又は混合溶
媒にも全く溶解もしくは分散しなかつた。
次に、該熱可塑性ポリエステル樹脂50グラムを
キシレン/セロソルブアセテート(重量比1/
1)の混合溶媒と混合し、次に3グラムのメタク
リル酸及び0.05グラムのP−トルエンスルホン酸
(触媒)を混合し、150℃まで昇温させて、2時間
反応させ、水を留去させながらエステル化反応を
進めた。脱水量の測定値からエステル化反応はほ
ぼ定量的に進行することが確認できる。エステル
化反応が終了したのを確認した後、スチレン/メ
タクリル酸メチル/アクリル酸エチル/メタクリ
ル酸(重量比20/20/40/20)からなるモノマー
を熱可塑性ポリエステル樹脂−メタクリル酸のエ
ステル化物に対して10重量%の割合で滴下した。
反応はモノマーに対して3重量%の過酸化ベンゾ
イル存在下100℃で2時間行なつた。反応が進行
するにつれて透明な状態から懸濁状態となる。反
応終了後、更にキシレン/セロソルブアセテート
(重量比1/1)混合溶媒で不揮発分35重量%に
なるように調整して分散型塗料を得た。
得られた分散型塗料を40℃で14日間保存してお
いたが、樹脂の分離、沈降等全く異常は認められ
なかつた。更に該分散型塗料を6ミルアプリケー
ターを使用してブリキ板に5μの塗膜厚で塗布
し、170℃、10分間の加熱処理を行ない、塗膜の
性質を調べた。結果を表1に示す。
The present invention relates to coating compositions, and more particularly to dispersion coatings for metal containers. Food and beverage cans have traditionally been made of iron, tin,
Containers made of materials such as aluminum have been used. In order to protect the contents packed in these containers from contamination by the container, i.e. metal, the interior of the container is coated with an organic paint that is essentially inert to the contents and provides an effective barrier between the container and the contents. It needs to be covered with. Currently, phenol-epoxy resins, epoxy-epoxy resins dissolved in organic solvents, and
Organic paints such as urea resins are used as protective coatings. These resins exhibit excellent adhesion to metal materials, act as an effective barrier between the container and the contents, and have high barrier properties against water and other contents. In this sense, it is suitable as an inner surface coating for metal containers (hereinafter referred to as can inner surface coating). However, in reality, various external forces are applied during the can manufacturing process, so the resin that serves as the base of the paint must be highly flexible in addition to the above-mentioned properties. When a thermosetting resin such as a phenol-epoxy resin or an epoxy-urea resin is heated on a metal plate, its properties such as barrier properties, adhesion to contents, and flexibility of the resin change greatly depending on the heating conditions. It is difficult to maintain all of these properties at appropriate levels simply by adjusting the heat treatment conditions. In fact, during the can manufacturing process, when forming processes such as press molding of can lids, flanging of can bodies, and seaming are performed, damage to the paint film and partial peeling are observed. In this case, the workability of the coating film is not sufficient, and even the slightest damage causes areas with poor adhesion, and corrosion of the exposed metal progresses. As a result, the flavor and freshness of the contents are impaired, and the original function of the food packaging material, which is to protect the food over a long period of time, is not fully fulfilled. Therefore, in the actual can manufacturing process, the above-mentioned phenol-epoxy resin or epoxy-urea resin is applied to the metal as an undercoat paint, and then another paint is coated over it to avoid the drawbacks of these thermosetting resin single coatings. The current situation is that they are making up for it. In this case, the resin used for surface coating is vinyl chloride-vinyl acetate copolymer,
Examples include vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer. Furthermore, although a single coating film of these PVC resins has excellent barrier properties and processability, it has the disadvantage of poor adhesion to metal materials. From the above results, regardless of whether thermosetting resin or thermoplastic resin is used, it has a wide range of properties required for can interior coatings, including barrier properties against contents, adhesion, processability, hygiene, flavor, and boiling resistance. It can be said that there are almost no resins that can maintain properties at a high level. In this sense, the types of resins that can be used as paints for the inside of cans are extremely limited, but there is currently a strong desire for the emergence of resins with the above-mentioned suitability. Recently, it has been proposed to use a thermoplastic polyester resin consisting of a combination of an aromatic dibasic acid or an aliphatic dibasic acid and a diol component as a paint for the inside of a can, which improves adhesion to metal materials and corrosion of metal materials. It has a wide range of suitability for combinations of properties such as metal elution suppression effect, workability of coated metal materials, hygiene properties such as extraction resistance of coating films, workability of coating, and wide applicability to various contents. Are known. However, in general, when considering the properties of thermoplastic polyester resins from the viewpoint of composition, among aromatic dibasic acids, for example, as the amount of terephthalic acid increases, properties such as boiling resistance improve, but conversely, the solubility or dispersion in solvents improves. Properties such as hardness, film-forming properties, adhesion to metals, and processability tend to decrease. On the other hand, resins with a large amount of amorphous components such as isophthalic acid and orthophthalic acid have low solubility or dispersibility in solvents.
Properties such as film-forming properties and adhesion to metals improve, but on the other hand, properties of the coating film such as boiling resistance deteriorate.
Moreover, the same thing is recognized about the diol component. For example, when a crystalline component such as ethylene glycol or 1,4-butanediol is used as a diol component, the resulting coating film improves properties such as boiling resistance, but conversely, it improves solubility or dispersibility in solvents, Properties such as film properties and processability deteriorate. Even when other diols are used, they often exhibit contradictory properties, such as boiling resistance and solubility or dispersibility in solvents. This problem is solved by using a certain amount of aliphatic dibasic acid or polyether type diol in combination with the acid. However, when combining these dibasic acid and diol components to obtain a resin that maintains the desired properties in a well-balanced manner, the monomers that will become the thermoplastic polyester resin component must be selected very strictly. Not only is this inconvenient, but the use of aliphatic dibasic acids, polyether diols, etc. can improve the boiling resistance, film forming properties, solubility or dispersibility in solvents, processability, etc. of the coating film. Trying to maintain a well-balanced property is actually quite difficult. The present inventors have noted that thermoplastic polyester resin has extremely good properties such as hygiene, adhesion to metal containers, and processability. We have carefully considered how to maintain a good balance between contradictory properties such as dispersibility and boiling resistance. As a result, as a method to take advantage of the advantageous properties that arise because thermoplastic polyester resin is linear and has a high molecular weight, it is necessary to react the terminal hydroxyl group of thermoplastic polyester resin with a polymerizable unsaturated carboxylic acid or an acid anhydride thereof. A stable organic solvent-dispersed polyester copolymer with improved dispersibility in organic solvents was obtained by carrying out a radical polymerization reaction using polymerizable unsaturated bonds.
Confirm that the obtained copolymer is free of extractables and has good hygiene properties, and also shows good results in terms of boiling resistance, adhesion to metal containers, processability, chemical resistance, etc. The present invention was achieved by confirming the following. In the present invention, after carrying out an esterification reaction () of a thermoplastic polyester resin having a terminal hydroxyl group and a polymerizable unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride,
A polyester copolymer obtained by radical polymerization of a mixture of a (meth)acrylic acid derivative, (meth)acrylic acid and/or styrene, or a mixture of this and liquid polybutadiene is dispersed in an organic solvent. The present invention relates to a paint for metal cans characterized by the following. The thermoplastic polyester resin according to the present invention has good properties as a resin film itself such as boiling resistance, but it is a resin with poor properties such as solubility or dispersibility in solvents and stability as a paint, that is, a resin with a low molecular weight. Thermoplastic polyester resins that are large, highly crystalline, and have few functional groups are preferred. on the other hand,
Some thermoplastic polyester resins are known to dissolve or disperse in various solvents at room temperature, but these types of resins often have poor properties as coatings, such as boiling resistance. One of the reasons for this is the low crystallinity of this resin. One way to improve this drawback is to introduce functional groups into the resin so that it is possible to take measures to improve the physical properties. According to the present invention, even if the thermoplastic polyester resin itself is not resistant, by appropriately selecting a monomer or liquid polymer having a polymerizable unsaturated bond to be reacted, carboxyl groups and hydroxyl groups can be added to the resin. A coating film with excellent physical properties can be obtained by self-crosslinking or reaction with various resins such as melamine resin, epoxy resin, phenol resin, and urea resin. Therefore, in the present invention, the thermoplastic polyester resin is not limited to only high molecular weight and highly crystalline resins. Examples of aromatic dibasic acids that can be used in the synthesis of the thermoplastic polyester resin used in the present invention include dibasic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, and orthophthalic acid. In particular, as the content of terephthalic acid increases, the boiling resistance of the coating film becomes better, but the adhesion to metal becomes poorer. As the content of isophthalic acid and orthophthalic acid increases, the adhesion to metal,
Although the solubility or dispersibility in solvents is good, the processability such as bending is not necessarily good. Aliphatic dibasic acids can also be used to balance various properties. Examples include dibasic acids such as adipic acid, sebacic acid, malonic acid, and succinic acid, but in general, the use of aliphatic dibasic acids is effective in increasing the solubility or dispersibility of the resin, but it also has the effect of increasing the solubility or dispersibility of the resin. The properties of the membrane deteriorate. Therefore, the types and amounts of aromatic dibasic acids and aliphatic dibasic acids must be appropriately combined. On the other hand, examples of diols include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,6
- Obtained from one type or a combination of two or more types of hexanediol and the like. It is also possible to use polyether glycols, but their type and amount are determined by the combination with other diols. Polymerizable unsaturated carboxylic acids or their acid anhydrides used in the reaction () of the present invention include monobasic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, itaconic acid,
Examples include dibasic acids such as maleic acid, succinic acid, and fumaric acid, and acid anhydrides such as itaconic anhydride and maleic anhydride. The reaction () is carried out by heating and dissolving a thermoplastic polyester resin having a terminal hydroxyl group in a single or mixed solvent such as toluene, xylene, chloroform, cellosolve acetate, methyl ethyl ketone, dioxane, tetrahydrofuran, or cyclohexanone, and reacting with the hydroxyl group of the thermoplastic polyester resin. 0.5 to 2.5 equivalents of polymerizable unsaturated carboxylic acids or their acid anhydrides under a nitrogen stream
React for 1-5 hours at a temperature of 140-160°C. The reaction is allowed to proceed by distilling off water in a conventional manner, but at this time it is possible to use a small amount of an ordinary esterification catalyst and polymerization inhibitor in order to advance the esterification reaction. The end point of esterification is confirmed by measuring the hydroxyl value of the resin. The reaction () of the present invention can be carried out in the same manner as ordinary radical polymerization of the product obtained from the reaction () and a polymerizable unsaturated compound. Examples of polymerizable unsaturated compounds include acrylic acid derivatives such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and 2-hydroxyethyl acrylate, methyl methacrylate,
Ethyl methacrylate, isobutyl methacrylate,
2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, lauryl methacrylate,
Methacrylic acid derivatives such as glycidyl methacrylate, styrene, vinyl acetate, acrylonitrile,
Examples include liquid 1,2-polybutadiene and liquid 1,4-polybutadiene. In the reaction (), a radical polymerization catalyst such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, etc. is usually used. The amount of the polymerizable unsaturated compound to be used is 1 to 30% by weight based on the total amount including the thermoplastic polyester resin, the polymerizable unsaturated carboxylic acid or their acid anhydride, and the polymerizable unsaturated compound. It is desirable to use it in a range of 5 to 20% by weight. If it is less than 1% by weight, it is difficult to obtain the desired dispersion type paint, whereas if it is more than 30% by weight, although it is possible to obtain a dispersed type paint, the processability of the paint film may be reduced or the paint film may become opaque. Shortcomings arise. By the reactions () and () according to the present invention, a polyester copolymer, that is, a resin in which a polymer capable of improving dispersibility in organic solvents is bonded to the end of a thermoplastic polyester is obtained.
In addition, in the reactions of () and (), for example, the monomer or polymer having a polymerizable unsaturated bond does not bond with the esterified product of the thermoplastic polyester resin and the polymerizable unsaturated carboxylic acid, and the monomer or polymer does not bond with the esterified product of the thermoplastic polyester resin and the polymerizable unsaturated carboxylic acid. Although it is possible that some of the polymer may be formed depending on the reaction conditions, there is no problem as long as it does not adversely affect the coating film obtained by coating. Commonly used additives can also be used in combination with the dispersion type paint of the present invention. The dispersion type paint according to the present invention has a milky white appearance, has a nonvolatile content of 15 to 40% by weight, and is an extremely stable paint that does not cause any separation or sedimentation of the resin even when stored at 40°C. be. The polymerizable unsaturated compound used in the reaction of () copolymerizes with the thermoplastic polyester resin end double bond introduced by the polymerizable unsaturated carboxylic acid or these acid anhydrides, thereby forming the polyester resin end end. It is thought that this part increases the affinity with the organic solvent and is stably dispersed in the organic solvent. Even if the thermoplastic polyester resin itself is not dissolved or dispersed in an organic solvent at room temperature, a stable dispersion type coating material can be obtained according to the present invention. Therefore, the present invention can be particularly effectively applied when the thermoplastic polyester resin itself has good properties as a coating film, such as boiling resistance, but lacks solubility or dispersibility. The dispersion-type paint according to the present invention has an extremely excellent coating film transparency, unlike a blend of a simple thermoplastic polyester resin and a polymer of the polymerizable unsaturated compound used in the reaction (2). When the dispersion type paint of the present invention is used as a can inner surface paint, it can be applied directly to the surface of the metal container material, but conventional epoxy-phenolic resin,
It can also be used as a top coating agent on epoxy-urea resins, melamine-epoxy resins, etc. In any of these cases, properties such as film-forming properties, transparency, adhesion, boiling resistance, consumption of potassium permanganate, and processability are good. Any method such as spray coating, roll coating, knife coating, or air knife coating may be used to apply the dispersion type coating of the present invention onto metal materials or various types of plastics. The coating method must enable the protective coating to function as an effective barrier between the container and its contents. In this sense, the resin coating thickness also plays an important role. Considering unavoidable pinholes, it is practically desirable to use the thermosetting resin in combination with the thermosetting resin. If the organic solvent-dispersed paint of the present invention is used as a paint for the inside of a can, not only will the characteristics of the thermoplastic polyester resin due to its high molecular weight be taken advantage of, but it will not only dissolve but also be dispersed in the organic solvent at room temperature. Even thermoplastic polyester resins that cannot be dispersed stably in solvents. Moreover, since it is a dispersed paint, it is also possible to synthesize a paint with a high resin concentration and low viscosity. Generally speaking, a certain coating thickness is required to impart barrier properties and contents protection functions to the coating for the inside of a can, but if a coating with a low resin concentration is used for this purpose, the coating may sag or the coating may sag. Problems arise, such as thick coating on the bottom. At the same time, this may cause brittleness to occur at the bottom of the can. The dispersion-type paint of the present invention not only allows for the preparation of a paint with a high resin concentration and low viscosity, but also makes it easier to obtain the desired coated product.
It is very advantageous in terms of operational safety, air pollution, and economy. Next, the present invention will be explained by examples. Example 1 A thermoplastic polyester resin was synthesized in advance as follows. For dimethyl terephthalate (0.75 mol), dimethyl isophthalate (0.25 mol), ethylene glycol (3 mol) and total monomers
Mix 0.3 wt% titanium tetrabutoxide,
The reaction is carried out at 180° C. for 1 to 2 hours under a nitrogen stream, and the reaction is allowed to proceed while measuring the amount of methanol removed.
After the demethanol reaction is completed, the reaction system is reduced in pressure (1 mmHg) and the temperature is raised to 220°C in about 30 minutes. The reaction is carried out at 220°C for about 3 hours to accelerate the deglycol reaction, increasing the viscosity of the resin and producing a thermoplastic polyester resin. The molecular weight and softening point of the obtained thermoplastic polyester resin were 23,000 and 73°C, respectively. The resulting thermoplastic polyester resin was dissolved in cyclohexanone at 120° C. and applied to a tin plate using a 6 mil applicator while hot in a 5 μm coating. A transparent coating film was obtained, and no whitening or other abnormalities were observed even when subjected to a boiling test at 100°C for 30 minutes. Table 1 shows the results of various tests shown in Table 1 regarding the obtained coating film. However, the polyester resin was not dissolved or dispersed at all in single or mixed solvents such as cyclohexanone, cellosolve acetate, xylene, and methyl ethyl ketone at room temperature. Next, 50 grams of the thermoplastic polyester resin was mixed with xylene/cellosolve acetate (weight ratio 1/
Mix with the mixed solvent of 1), then mix 3 grams of methacrylic acid and 0.05 grams of P-toluenesulfonic acid (catalyst), raise the temperature to 150 ° C., react for 2 hours, and distill off water. The esterification reaction proceeded. It can be confirmed from the measured value of the amount of dehydration that the esterification reaction proceeds almost quantitatively. After confirming that the esterification reaction has been completed, a monomer consisting of styrene/methyl methacrylate/ethyl acrylate/methacrylic acid (weight ratio 20/20/40/20) is added to an esterified product of thermoplastic polyester resin and methacrylic acid. It was added dropwise at a rate of 10% by weight.
The reaction was carried out at 100° C. for 2 hours in the presence of 3% by weight of benzoyl peroxide based on the monomer. As the reaction progresses, the state changes from a transparent state to a suspended state. After the reaction was completed, the nonvolatile content was further adjusted to 35% by weight with a mixed solvent of xylene/cellosolve acetate (weight ratio 1/1) to obtain a dispersed paint. The obtained dispersed paint was stored at 40°C for 14 days, but no abnormalities such as resin separation or sedimentation were observed. Further, the dispersion type paint was applied to a tinplate plate with a film thickness of 5 μm using a 6 mil applicator, heat treated at 170° C. for 10 minutes, and the properties of the film were examined. The results are shown in Table 1.
【表】
本発明に係わるポリエステル系共重合体は分散
型塗料として安定であるばかりでなく、塗膜の性
質は熱可塑性ポリエステル樹脂そのものでは劣る
密着性を良好なものとしている。
実施例 2〜9
実施例1と同様にして、表2に示す組成にて分
散型塗料を作製し、各試験法につき試験した結果
を表3に示す。[Table] The polyester copolymer according to the present invention is not only stable as a dispersion type paint, but also has good adhesion properties, which is inferior to that of the thermoplastic polyester resin itself. Examples 2 to 9 In the same manner as in Example 1, dispersion type paints were prepared with the compositions shown in Table 2, and the results of testing for each test method are shown in Table 3.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
比較例 1
実施例1に示した第2段目の反応に使用した重
合性不飽和化合物の組成で別に樹脂を合成した
(数平均分子量26000)。この樹脂を熱可塑性ポリ
エステル樹脂のエステル化物当り、20重量%の割
合で混合した。キシレン/セロソルブアセテート
(1/1)を溶媒として100℃、2時間加熱したと
ころ、外観上少し白濁していた。更に常温まで冷
却したところ、白化した。塗膜をした場合も同様
に塗膜が完全に濁つてしまい、高い透明性が得ら
れなかつた。
比較例 2
実施例2に示した第1及び第2段目の反応で使
用した重合性不飽和化合物の種類及び量を同じく
して、別に樹脂を合成した(数平均分子量
29000)。この樹脂を熱可塑性ポリエステル樹脂当
り10重量%混合し、シクロヘキサノンを溶媒とし
て100℃に加熱したところ、約40分間でゲル化し
た。
高分子量樹脂の単なる混合だけでは安定な分散
体が得られなかつた。
比較例 3
実施例2で示した組成から得られる熱可塑性ポ
リエステル樹脂を常温でシクロヘキサノンに溶解
又は分散させようとした。ほとんど溶解は勿論、
分散せず、安定な分散体が得られなかつた。次に
該樹脂液を110℃に加熱したところ、熱時で該樹
脂は溶解した。該樹脂溶液を熱時でブリキ板に5
μの塗膜厚で塗布し、170℃、10分間の加熱処理
を行なつた。加熱処理後の塗装板を100℃、30分
間の煮沸試験に供した。塗膜の白化その他の異常
は全く認められなかつた。別に該塗装板を用い
て、造膜性、クリヤー性、密着性、過マンガン酸
カリウム消費量、加工性などについて調べたとこ
ろ、密着性以外は良好な性質を示した。しかしな
がら、比較例3から得られる熱可塑性ポリエステ
ル樹脂液は常温で、そのまま基材に塗装できない
という大きな欠点を持つている。[Table] Comparative Example 1 A resin was separately synthesized using the composition of the polymerizable unsaturated compound used in the second stage reaction shown in Example 1 (number average molecular weight 26,000). This resin was mixed at a ratio of 20% by weight based on the esterified thermoplastic polyester resin. When heated at 100° C. for 2 hours using xylene/cellosolve acetate (1/1) as a solvent, it appeared slightly cloudy in appearance. When it was further cooled to room temperature, it turned white. Similarly, when a coating was applied, the coating became completely cloudy and high transparency could not be obtained. Comparative Example 2 A separate resin was synthesized using the same types and amounts of polymerizable unsaturated compounds used in the first and second stage reactions shown in Example 2 (number average molecular weight
29000). When this resin was mixed in an amount of 10% by weight based on the thermoplastic polyester resin and heated to 100°C using cyclohexanone as a solvent, it gelated in about 40 minutes. A stable dispersion could not be obtained by simply mixing high molecular weight resins. Comparative Example 3 An attempt was made to dissolve or disperse a thermoplastic polyester resin obtained from the composition shown in Example 2 in cyclohexanone at room temperature. Of course, it almost dissolves,
It did not disperse and a stable dispersion could not be obtained. Next, the resin liquid was heated to 110°C, and the resin melted when heated. Apply the resin solution to a tin plate while hot.
It was coated with a film thickness of μ and heat treated at 170°C for 10 minutes. The coated board after heat treatment was subjected to a boiling test at 100°C for 30 minutes. No whitening of the paint film or other abnormalities were observed. Separately, the coated plate was examined for film forming properties, clear properties, adhesion, potassium permanganate consumption, processability, etc., and showed good properties except for adhesion. However, the thermoplastic polyester resin liquid obtained from Comparative Example 3 has a major drawback in that it cannot be applied directly to a substrate at room temperature.
Claims (1)
脂と重合性不飽和カルボン酸もしくはその酸無水
物とをエステル化反応()させた後(メタ)ア
クリル酸誘導体と(メタ)アクリル酸および/ま
たはスチレンの混合物、もしくはこれに液状ポリ
ブタジエンを加えたものをラジカル重合()さ
せて得られるポリエステル系共重合体を有機溶媒
に分散させてなることを特徴とする金属缶用塗
料。1 A mixture of a (meth)acrylic acid derivative, (meth)acrylic acid and/or styrene after an esterification reaction () of a thermoplastic polyester resin having a terminal hydroxyl group and a polymerizable unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride, Or a metal can paint characterized by dispersing in an organic solvent a polyester copolymer obtained by radical polymerization () of a mixture of the same and liquid polybutadiene.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12839878A JPS5556163A (en) | 1978-10-20 | 1978-10-20 | Interior coating material of can |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12839878A JPS5556163A (en) | 1978-10-20 | 1978-10-20 | Interior coating material of can |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5556163A JPS5556163A (en) | 1980-04-24 |
| JPS6157873B2 true JPS6157873B2 (en) | 1986-12-09 |
Family
ID=14983807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12839878A Granted JPS5556163A (en) | 1978-10-20 | 1978-10-20 | Interior coating material of can |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5556163A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0669382A1 (en) * | 1994-02-28 | 1995-08-30 | Dsm N.V. | Use of a polyester in the preparation of coatings for the interior of can ends |
-
1978
- 1978-10-20 JP JP12839878A patent/JPS5556163A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5556163A (en) | 1980-04-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW213946B (en) | ||
| JP3498971B2 (en) | Powder thermosetting composition for producing matte coating | |
| KR950012767B1 (en) | Curable Liquid Coating Compositions Containing Poly Epoxides and Manufacturing Processes | |
| US4085159A (en) | Process for the preparation of powdered thermosetting compositions based on branched-chain carboxyl group-containing polyesters and epoxy compounds | |
| EP0134691B1 (en) | Compositions curable at ambient or slightly elevated temperatures comprising a polyhxdroxy compound together with a specified epoxide/carboxylic anhydride crosslinking system | |
| US5464885A (en) | Low VOC, aqueous dispersed, epoxy-ester acrylic graft coatings | |
| US5840384A (en) | Aqueous coating composition for exterior surface of can | |
| JPS6287288A (en) | Method of feeding composite film to base material | |
| JPH0586435B2 (en) | ||
| US3935138A (en) | Pulverulent binders | |
| US3919347A (en) | Heat-curable pulverulent coating agent consisting of a mixture of copolymers containing glycidyl groups, dicarboxylic acid anhydrides and curing accelerators | |
| JPH05247379A (en) | Binder composition, powder coating and coated support | |
| US6090891A (en) | Carboxyl-containing polymer(s) with (2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl)methyl groups-containing compound(s) | |
| JPH09194794A (en) | Resin composition for can exterior coating | |
| JPS6157873B2 (en) | ||
| JP2002501561A (en) | Modified epoxy resins and thermosetting compositions, especially their use as components of powder coatings | |
| TW474975B (en) | Thermosetting powder coating systems and a method for producing them | |
| JPH1149925A (en) | Organic solvent dispersion of polyester resin and its production | |
| USRE29028E (en) | Heat-curable pulverulent coating agent consisting of a mixture of copolymers containing glycidyl groups, dicarboxylic acid anhydrides and curing anhydrides | |
| JPS6157874B2 (en) | ||
| WO1993019136A1 (en) | Aqueous coatings composition and process for the preparation thereof | |
| JPS62223204A (en) | Production of crosslinked polymer | |
| JP2508185B2 (en) | Method for producing vinyl-modified alkyd resin | |
| JPS6147180B2 (en) | ||
| JPH02235921A (en) | Coating alkyd resin |