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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf feine Teilchen aus Polyurethanharz,
eine Beschichtungszusammensetzung, die diese feinen Teilchen enthalten,
zur Bildung eines Beschichtungsfilms mit hochklassigen Griffeigenschaften
und einen Gegenstand, der mit der Beschichtungszusammensetzung beschichtet
wird.
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Autoinnenteile,
wie Armaturenbretter, werden im allgemeinen mit einer matten Beschichtungszusammensetzung
beschichtet, um eine hochklassige Griffeigenschaft oder den Teilen
eine hochklassige Griffeigenschaft zu verleihen. Außerdem werden
einige Innengegenstände
mit einer matten Beschichtungszusammensetzung beschichtet.
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Konventionelle
matte Beschichtungszusammensetzungen enthalten Mattierungsmittel,
wie anorganische feine Teilchen, beispielsweise Siliciumdioxid,
Diatomeeneerde, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat oder dergleichen,
feine Teilchen aus Acrylharzen oder dergleichen. Beschichtungsfilme,
die aus diesen Beschichtungszusammensetzungen gebildet werden, sind
hart und wenig elastisch wie der Beschichtungsfilm und es fehlt
der „weiche
Griff (angenehmes Gefühl)".
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Ein
matter Beschichtungsfilm, der feine Teilchen aus Polyurethanharz
als ein Mattierungsmittel enthält, ist
elastisch, aber auf der Oberfläche
uneben, rauh und nicht glatt.
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Wie
oben beschrieben, sind die konventionellen Beschichtungszusammensetzungen
in bezug auf den weichen Griff (angenehmes Gefühl) nicht zufriedenstellend
und bleiben hinsichtlich dieses Griffs nicht zufriedenstellend.
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Ein
Gegenstand der Erfindung ist, einen Beschichtungsfilm mit hochklassigen
Griffeigenschaften mit weichem Griff (angenehmes Gefühl) und
eine Beschichtungszusammensetzung zur Bildung dieses Beschichtungsfilmes
bereitzustellen.
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Es
wurde bisher als schwierig betrachtet, die Griffeigenschaft quantitativ
zu bestimmen. Kürzlich
ist jedoch ein Konzept des „Weichwertes
(S-Wert)" zur quantitativen
Bestimmung des Griffs aufgestellt worden [Kenji Kawazu et al., Society
of Automotive Engineers of Japan, Inc., Proceedings, Nr. 87–99, S.
19–22
(1999); und Kenji Kawazu et al., SAE Technical Paper Series, 1362
(2000-01)]. Der S-Wert wird auf der Grundlage von 4 Sinnesfaktoren
bestimmt, nämlich
Feucht-Trocken-Gefühl,
Glatt-Rauh-Gefühl,
Warm-Kalt-Gefühl
und Weich-Hart-Gefühl.
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Wir
bestimmten die Griffeigenschaft der Beschichtungsfilme, die die
anorganischen feinen Teilchen oder feine Teilchen aus Acrylharz
enthalten, basierend auf dem S-Wert
quantitativ. Es wurde herausgefunden, daß die Oberfläche des
Beschichtungsfilms aufgrund des Mattierungsmittels gehärtet wurde,
und daß es
dem Beschichtungsfilm an der erforderlichen Elastizität des Beschichtungsfilms
fehlt und in bezug auf das Feucht-Trocken-Gefühl und Weich-Hart-Gefühl deutlich
unzureichend war. Andererseits wurde festgestellt, daß die Beschichtungsfilme,
die feine Teilchen aus Polyurethanharz enthalten, in bezug auf das Weich-Hart-Gefühl gegenüber Beschichtungsfilmen,
die anorganische feine Teilchen oder feine Teilchen aus Acrylharz
enthalten, besser waren, aber schlechter in bezug auf das Feucht-Trocken-Gefühl, und
der „weiche Griff
(angenehmes Gefühl)" fehlt.
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Die
betreffenden Erfinder führten
intensive Untersuchungen durch, um den „weichen Griff" durch Erhöhen des
Feucht-Trocken-Gefühls
und Weich-Hart-Gefühls
zu verbessern. Im Verlauf der Untersuchung bewerteten die Erfinder
die Griffeigenschaft der Beschichtungsfilme, die aus den Beschichtungszusammensetzungen
gebildet wurden, welche feine Teilchen aus Polyurethanharz und Lanolin
enthalten. Die Beschichtungsfilme waren in bezug auf das weiche
Gefühl
besser, aber in bezug auf die Beständigkeit gegen Rindertalg,
Haftung, Wiederbeschichtungshaftung, Feuchtigkeitsbeständigkeit
und Abriebbeständigkeit
schlechter.
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Die
betreffenden Erfinder führten
weitere Untersuchungen durch und fanden folglich folgendes heraus. Wenn
feine Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin durch
das Umsetzen von mindestens einem Vertreter, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen, mit
Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen in einem schlechten
Lösungsmittel
in Gegenwart eines Lanolinderivatives erhältlich sind, ist es möglich, einen
Beschichtungsfilm mit hochklassigen Griffeigenschaften zu bilden,
der hinsichtlich des „weichen
Griffs" besser ist
und hervorragende Beständigkeit
gegen Rindertalg, Haftung, Wiederbeschichtungshaftung und dergleichen
aufweist.
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Außerdem untersuchten
die betreffenden Erfinder die Verbesserungen einer solchen Beschichtungszusammensetzung
hinsichtlich der Tieftemperaturhärtbarkeit
und Gebrauchsdauer. Im allgemeinen enthalten härtbare Harzzusammensetzungen
einen Reaktionsbeschleuniger in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffe in der Beschichtungszusammensetzung,
um die Härtbarkeit
zu verbessern, und einen Reaktionsverzögerer in einer spezifizierten
Menge, bezogen auf die herkömmliche Menge
des Reaktionsbeschleunigers, d. h. in einer Menge von etwa 1 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht von Feststoffen in der Beschichtungszusammensetzung,
um die Gebrauchsdauer zu verlängern.
Da die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
die Tieftemperaturhärtbarkeit
durch konventionelle Maßnahmen
nicht erreicht, führten
die Erfinder versuchsweise einen Reaktionsbeschleuniger in mehr
als der herkömmlichen
Menge ein. In diesem Fall wurde eine herkömmliche Menge eines Reaktionsverzögerers verwendet,
aber verlieh keine längere
Gebrauchsdauer. Im weiteren Verlauf der Untersuchung wurde angenommen,
daß die
Verwendung einer größeren Menge
eines Reaktionsverzögerers
die Löslichkeit
des Polyisocyanats verringern würde,
so daß es
unmöglich
sein würde,
eine Beschichtungszusammensetzung mit einer längeren Gebrauchsdauer zu erhalten. Überraschenderweise
wurde jedoch entdeckt, wenn die Erfinder versuchsweise eine große Menge
eines Reaktionsbeschleunigers und eine große Menge eines Reaktionsverzögerers zugaben,
daß zwei
widersprüchliche
Wirkungen, d. h. bessere Tieftemperaturhärtbarkeit und längere Gebrauchsdauer,
gleichzeitig erhalten wurden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde basierend auf diesen Ergebnissen erreicht.
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Die
Erfindung stellt folgendes bereit.
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Punkt
1. Feine Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin,
umfassend ein Lanolinderivat und feine Teilchen aus Polyurethanharz,
wobei das Lanolinderivat nicht entfernt wird, selbst wenn die feinen
Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin mit einem
guten Lösungsmittel
für das
Lanolinderivat gewaschen werden.
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Punkt
2. Die feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin,
wie in Punkt 1 definiert, die eine durchschnittliche Teilchengröße von 5
bis 40 μm
aufweisen.
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Punkt
3. Die feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin,
wie in Punkt 1 definiert, die durch Umsetzen mindestens eines Vertreters,
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen,
mit einem Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen in
einem schlechten Lösungsmittel
in Gegenwart des Lanolinderivats erhältlich sind.
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Punkt
4. Die feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin,
wie in Punkt 3 definiert, wobei die Menge an abgeschiedenem Lanolin
derart ist, daß die
durchschnittliche Teilchengröße um 1 bis
5 μm zunimmt,
wenn der mindestens eine Vertreter, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Polyesterharzen und Polyetherharzen, mit dem Polyisocyanat mit
mindestens zwei Isocyanatgruppen in einem schlechten Lösungsmittel
in Gegenwart des Lanolinderivats umgesetzt wird, verglichen mit
der durchschnittlichen Teilchengröße von feinen Teilchen, erhalten
durch Umsetzen des mindestens einen Vertreters, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen, mit
dem Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen in einem
schlechten Lösungsmittel
in Abwesenheit des Lanolinderivats.
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Punkt
5. Ein Verfahren zur Herstellung der feinen Teilchen aus Polyurethanharz
mit abgeschiedenem Lanolin, wie in Punkt 1 definiert, wobei das
Verfahren das Umsetzen mindestens eines Vertreters, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen, mit
einem Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen in einem
schlechten Lösungsmittel
in Gegenwart eines Lanolinderivats umfaßt.
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Punkt
6. Eine Beschichtungszusammensetzung, umfassend:
- (i)
mindestens ein Bindemittelharz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Polyesterharzen und Polyetherharzen, wobei das Bindemittelharz
eine Glasübergangstemperatur
von –30
bis –70°C, ein Zahlenmittel
des Molekulargewichtes von 1000 bis 50000 und eine Hydroxylzahl
von 30 bis 70 mg KOH/g Harz aufweist,
- (ii) ein Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen,
- (iii) die feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem
Lanolin, wie in Punkt 1 definiert, und
- (iv) ein organisches Lösungsmittel.
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Punkt
7. Die Beschichtungszusammensetzung, wie in Punkt 6 definiert, enthaltend
5 bis 20 Gew.-Teile der feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit
abgeschiedenem Lanolin, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Gesamtgewichtes
des Bindemittelharzes und des Polyisocyanats mit mindestens zwei
Isocyanatgruppen.
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Punkt
8. Die Beschichtungszusammensetzung, wie in Punkt 6 definiert, ferner
enthaltend (v) einen Reaktionsbeschleuniger und (vi) einen Reaktionsverzögerer, wobei
die Menge des Reaktionsbeschleunigers 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht an Feststoffen in der Zusammensetzung, beträgt, und
wobei die Menge des Reaktionsverzögerers 5 bis 15 Gew.-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht an Feststoffen in der Zusammensetzung, beträgt.
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Punkt
9. Die Beschichtungszusammensetzung, wie in Punkt 8 definiert, wobei
das Bindemittelharz eine Glasübergangstemperatur
von –30
bis –70°C, ein Zahlenmittel
des Molekulargewichts von 1000 bis 25000 und eine Hydroxylzahl von
50 bis 70 mg KOH/g Harz aufweist und mindestens ein Vertreter, ausgewählt aus
der Grup pe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen, ist,
wobei die feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit angeschiedenem
Lanolin ein Lanolinderivat und feine Teilchen aus Polyurethanharz
umfassen, wobei das Lanolinderivat nicht entfernt, aber erhalten
werden kann, selbst wenn die feinen Teilchen aus Polyurethanharz
mit abgeschiedenem Lanolin mit einem guten Lösungsmittel für das Lanolinderivat
gewaschen werden, wobei die feinen Teilchen aus Polyurethanharz
mit abgeschiedenem Lanolin eine durchschnittliche Teilchengröße von 5
bis 40 μm
und eine Hydroxylzahl von 50 bis 200 mg KOH/g Harz aufweisen, und wobei
die Verhältnisse
des Bindemittelharzes und des Polyisocyanats (als Gew.-Verhältnis) in
einem Bereich von 80 : 20 bis 40 : 60 liegen.
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Punkt
10. Die Beschichtungszusammensetzung, wie in Punkt 8 definiert,
wobei das Verhältnis (Gew.-Verhältnis) des
Reaktionsbeschleunigers (x) und des Reaktionsverzögerers (y)
x : y = 1 : 20 bis 1 : 7,5 ist.
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Punkt
11. Die Beschichtungszusammensetzung, wie in Punkt 8 definiert,
wobei der Reaktionsbeschleuniger ein Zinnkatalysator ist.
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Punkt
12. Ein beschichteter Gegenstand, hergestellt durch Auftragen der
Beschichtungszusammensetzung nach Punkt 6 auf ein zu beschichtendes
Substrat.
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Punkt
13. Ein beschichteter Gegenstand mit einem Beschichtungsfilm mit
einem S-Wert von 0,51 bis 1.
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Punkt
14. Der beschichtete Gegenstand, wie in Punkt 13 definiert, wobei
der Beschichtungsfilm durch Auftragen der Beschichtungszusammensetzung,
wie in Punkt 6 definiert, auf ein zu beschichtendes Substrat gebildet
wird.
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Punkt
15. Das Verfahren, wie in Punkt 5 definiert, wobei das Lanolinderivat
Polyoxyalkylen-Lanolinalkohol ist (die Molzahl von zugegebenem Alkylenoxid
= 5 bis 75).
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Punkt
16. Das Verfahren, wie in Punkt 5 definiert, wobei das schlechte
Lösungsmittel
mindestens ein Lösungsmittel
ist, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Xylol, Toluol, Lösungsbenzin, Cyclohexan und n-Hexan.
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Punkt
17. Das Verfahren, wie in Punkt 5 definiert, wobei die Reaktion
in Gegenwart eines Carbodiimidreagens durchgeführt wird.
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Punkt
18. Das Verfahren, wie in Punkt 5 definiert, wobei die Reaktion
in Gegenwart eines ölmodifizierten
Alkydharzes und eines Naphthensäuresalzes
durchgeführt
wird.
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Punkt
19. Die Beschichtungszusammensetzung, wie in Punkt 6 definiert,
die die feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin
in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile
des Gesamtgewichtes des Bindemittelharzes und des Polyisocyanats
mit mindestens zwei Isocyanatgruppen, und ebenso enthaltend ein
organisches Lösungsmittel
in solch einer Menge, daß die
Beschichtungszusammensetzung einen Feststoffgehalt von 20 bis 30
Gew.-% aufweist.
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Punkt
20. Ein Autoinnengegenstand, hergestellt durch Auftragen der Beschichtungszusammensetzung
von Punkt 6 auf ein zu beschichtendes Substrat.
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Punkt
21. Die Beschichtungszusammensetzung, wie in Punkt 8 definiert,
wobei der Reaktionsbeschleuniger in einer Menge von 0,4 bis 2 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht an Feststoffen in der Zusammensetzung,
vorliegt.
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Punkt
22. Die Beschichtungszusammensetzung, wie in Punkt 8 definiert,
wobei der Reaktionsverzögerer
in einer Menge von 6 bis 12 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge
an Feststoffen in der Zusammensetzung, vorliegt.
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Punkt
23. Die Beschichtungszusammensetzung, wie in Punkt 11 definiert,
wobei der Zinnkatalysator mindestens ein Vertreter, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Zinnoctylat, Zinnnaphthenat und Dibutylzinndilaurat,
ist.
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Punkt
24. Die Beschichtungszusammensetzung, wie in Punkt 8 definiert,
wobei der Reaktionsverzögerer
mindestens ein Vertreter, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Ethylacetoacetat, Butylacetoacetat und
Acetylaceton, ist.
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Punkt
25. Die Beschichtungszusammensetzung, wie in Punkt 8 definiert,
wobei die Menge der feinen Teilchen aus Polyurethanharz 5 bis 20
Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Gesamtgewichts des Bindemittelharzes
und des Polyisocyanats, beträgt.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlich beschrieben.
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1 Feine Teilchen aus Polyurethanharz
der Erfindung
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Die
feinen Teilchen aus Polyurethanharz gemäß der Erfindung bestehen aus
einem Lanolinderivat und feinen Teilchen aus Polyurethanharz, und
liegen in Form von feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem
Lanolin vor, von denen das Lanolinderivat nicht entfernt werden
kann, selbst wenn das Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin
mit einem guten Lösungsmittel
(wie Xylol und Toluol) für
das Lanolinderivat gewaschen wird.
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Die
feinen Teilchen aus Polyurethanharz können beispielsweise in einer
Beschichtungszusammensetzung verwendet werden. Wenn die feinen Teilchen
aus Polyurethanharz in eine Beschichtungszusammensetzung aufgenommen
werden, ist es wünschenswert,
daß die
feinen Teilchen eine durchschnittliche Teilchengröße von vorzugsweise
etwa 5 bis etwa 40 μm,
stärker
bevorzugt etwa 5 bis etwa 35 μm,
am stärksten
bevorzugt etwa 10 bis etwa 35 μm
aufweisen.
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Um
der Beschichtungszusammensetzung, die die feinen Teilchen aus Polyurethanharz
enthält,
ausgezeichnete Tieftemperaturhärtbarkeit
und verlängerte
Gebrauchsdauer zu verleihen, ist es bevorzugt, daß die feinen
Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin (i) eine
Hydroxylzahl von etwa 50 bis etwa 200 mg KOH/g Harz, insbesondere
etwa 50 bis etwa 150 mg KOH/g Harz aufweisen und/oder (ii) in der
Breite der Teilchengrößenverteilung
eng sind, so daß beispiels weise
die feinen Teilchen davon mit einer Teilchengröße von etwa 20 bis etwa 30 μm in einem
Teil von 90% oder mehr in der Messung der Teilchengrößenverteilung durch
Laserlichtstreuung vorliegen.
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1-1 Eigenschaften der
feinen Teilchen aus Polyurethanharz
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Das
Lanolinderivat wird im wesentlichen nicht aus den feinen Teilchen
aus Polyurethanharz der Erfindung entfernt, selbst wenn sie mit
einem Lösungsmittel
gewaschen werden, das zum Lösen
von Lanolin oder einem Lanolinderivat fähig ist und zum Lösen eines
Polyurethanharzes nicht fähig
ist. Mit anderen Worten, es gibt im wesentlichen keine Verringerung
des Gewichtes und der Teilchengröße der feinen
Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin, bevor und
nachdem es mit Xylol oder Toluol gewaschen wurde. Deshalb wird angenommen,
daß das
Lanolin vermutlich an die Oberfläche
der Polyurethanharzteilchen aufgrund der kovalenten Bindung gebunden
ist, obwohl die Einzelheiten dieses Phänomens zu klären bleiben.
Der obige Waschvorgang wird durch Dispergieren der feinen Teilchen
aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin der Erfindung in
einem guten Lösungsmittel
für das
Lanolinderivat bei etwa 15 bis etwa 40°C und Rühren der Dispersion für etwa 30
bis etwa 60 Minuten durchgeführt.
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Die
durchschnittliche Teilchengröße der Polyurethanharzteilchen
mit abgeschiedenem Lanolin kann mit einer Laserbeugungs-Teilchengrößenverteilungs-Meßvorrichtung
(LA500, Produkt von Horiba, Ltd.) gemessen werden.
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Die
Menge an Lanolin, die auf dem Harz abgeschieden wird, ist so, daß die durchschnittliche
Teilchengröße an Polyurethanharzteilchen
um etwa 1 bis etwa 5 μm,
vorzugsweise etwa 1 bis etwa 3 μm,
erhöht
wird, wenn die Teilchen durch das Umsetzen von mindestens einem
Vertreter, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen,
mit einem Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen in
einem schlechten Lösungsmittel
in Gegenwart eines Lanolinderivats hergestellt werden, verglichen
mit der durchschnittlichen Teilchengröße der Teilchen, die durch
Umsetzen des mindestens einen Vertreters, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Polyesterharzen und Polyetherharzen, mit dem Polyisocya nat mit mindestens
zwei Isocyanatgruppen in dem schlechten Lösungsmittel in derselben Weise
hergestellt wird, außer,
daß das
Lanolinderivat nicht verwendet wird.
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Das
heißt,
wenn die Polyurethanharzteilchen mit abgeschiedenem Lanolin durch
das Umsetzen von mindestens einem Vertreter, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen, mit
einem Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen in einem
schlechten Lösungsmittel
in Gegenwart eines Lanolinderivats hergestellt wird, ist die Menge
des abgeschiedenen Lanolins so, daß die durchschnittliche Teilchengröße der Polyurethanharzteilchen
mit abgeschiedenem Lanolin etwa 1 bis etwa 5 μm größer und vorzugsweise etwa 1
bis etwa 3 μm
größer als
die durchschnittliche Teilchengröße von Polyurethanharzteilchen
beträgt,
die durch deren Umsetzen in derselben Weise hergestellt werden,
außer,
daß das
Lanolinderivat nicht verwendet wird.
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1-2 Herstellungsverfahren
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Die
feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin können beispielsweise
durch Umsetzen von mindestens einem Vertreter, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen, mit
einem Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen in einem
schlechten Lösungsmittel
in Gegenwart eines Lanolinderivats hergestellt werden.
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1-2-1 Lanolinderivat
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Lanolin,
das für
das Lanolinderivat ein Rohmaterial ist, ist Wollfett, d. h. eine
Art von Tierwachs, hergestellt als Nebenprodukt beim Sammeln von
Wolle aus reiner Schafswolle. Seine chemische Zusammensetzung ist
in Abhängigkeit
der Art des Schafes, des Zuchtortes des Schafes, den Wetterbedingungen
und dergleichen nicht immer unveränderlich. Die Alkoholkomponenten
von Lanolin umfassen überwiegend
aliphatische Alkohole, Cholesterine und Triterpenalkohole, und die
Säurekomponenten
umfassen überwiegend
normale Fettsäuren,
Isofettsäuren,
Anti-isofettsäuren
und Hydroxyfettsäuren.
Wie oben genannt, ist das Lanolin ein Gemisch aus verschiedenen
Verbindungen, so daß es
die Form einer Paste bei Raumtemperatur annimmt und bei einer Temperatur
von mehreren Gradzahlen schmilzt, wenn es erhitzt wird, aber von
Natur aus in Wasser nicht löslich
ist.
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Solches
Lanolin kann zu verschiedenen Derivaten durch Reinigung oder chemische
Modifikation hergestellt werden. Beispielsweise wird Lanolin hydrolysiert,
um Alkoholkomponenten und Säurekomponenten
zu erhalten, die dann der fraktionellen Reinigung durch Lösungsmittelfraktionierung
unterzogen werden, und dieses gereinigte Produkt ist eines der Beispiele
von Lanolinderivaten. Das Hydrolysat oder Lanolin selbst kann ebenso
zu Lanolinderivaten durch Acetylierung, Alkoxylierung, Sulfonierung,
Hydrierung, Esteraustausch, Reduktion oder ähnliche chemische Aktionen
hergestellt werden.
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Irgendwelche
dieser Lanolinderivate können
in der Erfindung verwendet werden. Beispiele von Lanolinderivaten
umfassen die, die durch Zugeben von Ethylenoxid, Propylenoxid oder ähnliche
Alkylenoxide hergestellt werden (= Polyoxyalkylenlanolinalkohol;
die, worin die Molzahl von zugegebenen Ethylenoxid oder Propylenoxid
etwa 5 bis etwa 75, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 30 beträgt, sind
bevorzugt), die, die durch Einführen
einer Schwefelsäuregruppe,
Phosphorsäuregruppe
oder einer ähnlichen
hydrophilen Gruppe darin und Salzen davon, Alkalimetallsalzen oder
Ammoniumsalzen von Lanolinfettsäuren
hergestellt werden.
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Nützliche
Lanolinderivate können
kommerziell erhältliche
Produkte, wie Bellpol A-20, Bellpol L-30, Bellpol L-50 und Bellpol
L-75 (alle sind Markennamen für
die Produkte von Nippon Fine Chemical Co., Ltd.).
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Die
Menge des Lanolinderivats, die verwendet werden soll, beträgt etwa
5 bis etwa 50 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 30 Gew.-Teile,
bezogen auf 100 Gew.-Teile des mindestens einen Vertreters, ausgewählt aus
Polyesterharzen und Polyetherharzen, die beim Herstellen von feinen
Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin verwendet
werden.
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1-2-2 Polyesterharz
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Nützliche
Polyesterharze können
durch die Veresterungsreaktion einer mehrwertigen Säure und
eines mehrwertigen Alkohols gemäß konventionellen
Verfahren hergestellt werden.
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Die
mehrwertige Säure
ist eine Verbindung mit mindestens 2 Carboxylgruppen, vorzugsweise
2 bis 4 Carboxylgruppen, in einem Molekül. Spezielle Beispiele sind
Bernsteinsäure,
Glutarsäure,
Adipinsäure,
Azelainsäure,
Sebacinsäure,
Dodecandicarbonsäure,
Korksäure,
Pimelinsäure,
Maleinsäure,
Fumarsäure,
Itaconsäure,
Citraconsäure
und ähnliche
aliphatische mehrwertige Säuren;
Phthalsäure,
Isophthalsäure,
Terephthalsäure,
Biphenyldicarbonsäure,
Naphthalindicarbonsäure,
Tetrachlorphthalsäure,
Trimellithsäure,
Pyromellithsäure
und ähnliche
aromatische mehrwertige Säuren;
Hexahydrophthalsäure,
Hexahydroisophthalsäure,
Hexahydroterephthalsäure,
Hexahydrotrimellithsäure,
Methylhexahydroisophthalsäure,
Tetrahydrophthalsäure, Tetrahydroisophthalsäure und ähnliche
alicyclische mehrwertige Säuren
usw. Anhydride von diesen mehrwertigen Säuren können in der Erfindung verwendet
werden. Unter diesen sind Terephthalsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid
und Phthalsäureanhydrid
stärker
bevorzugt.
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Der
mehrwertige Alkohol ist eine Verbindung mit mindestens zwei Hydroxylgruppen,
insbesondere 2 bis 4 Hydroxylgruppen, in dem Molekül. Beispiele
sind Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Trimethylenglykol,
Dipropylenglykol, Butandiol, Pentandiol, Cyclohexandiol, Neopentylglykol,
ein Addukt von Lakton mit Polyol, Glycerin, Trimethylolpropan, Trimethylolethan,
Pentol, hydriertes Bisphenol A und ähnliche aliphatische oder alicyclische
mehrwertige Alkohole. Unter diesen sind Ethylenglykol, Glycerin
und Pentol stärker
bevorzugt.
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Polyesterharze,
die bei der Herstellung von feinen Teilchen aus Polyurethanharz
gemäß der Erfindung verwendet
werden, können
durch die Veresterungsreaktion der mehrwertigen Säure und
mehrwertigen Alkohols, die oben veranschaulicht werden, durch konventionelle
Verfahren hergestellt werden.
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Das
Molekulargewicht des Polyesterharzes ist nicht speziell beschränkt, aber
beträgt
normalerweise etwa 4.000 bis etwa 40.000, vorzugsweise etwa 15.000
bis etwa 30.000, bezogen auf das zahlenmittlere Molekulargewicht.
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Die
Polyesterharze, die bei der Herstellung der feinen Teilchen aus
Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin gemäß der Erfindung verwendet werden,
weisen eine Hydroxylzahl von vorzugsweise etwa 20 bis etwa 80 mg
KOH/g Harz, stärker
bevorzugt etwa 40 bis etwa 70 mg KOH/g Harz auf, obwohl nicht darauf
beschränkt.
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1-2-3 Polyetherharz
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Nützliche
Polyetherharze sind Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polyethylenpropylenglykol
und so weiter.
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Das
Polyetherharz, das bei der Herstellung der feinen Teilchen aus Polyurethanharz
mit abgeschiedenem Lanolin gemäß der Erfindung
verwendet werden soll, kann aus Ethylenoxid, Propylenoxid oder dergleichen
durch Polymerisation durch konventionelle Verfahren hergestellt
werden. Das Molekulargewicht des Polyetherharzes ist nicht speziell
eingeschränkt,
aber beträgt
normalerweise etwa 4.000 bis etwa 40.000, vorzugsweise etwa 15.000
bis etwa 30.000, bezogen auf das Zahlenmittel des Molekulargewichts.
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Die
Hydroxylzahl des Polyetherharzes, das bei der Herstellung der feinen
Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin gemäß der Erfindung
verwendet werden soll, ist nicht speziell eingeschränkt, aber
beträgt
vorzugsweise etwa 20 bis etwa 80 mg KOH/g Harz, stärker bevorzugt
etwa 40 bis etwa 70 mg KOH/g Harz.
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1-2-4 Polyisocyanat mit
mindestens zwei Isocyanatgruppen
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Das
Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen ist eine Verbindung
mit mindestens 2 freien Isocyanatgruppen, insbesondere 2 bis 4 freien
Isocyanatgruppen, in einem Molekül.
Spezielle Beispiele sind organische Polyisocyanate, wie Hexamethylendiisocyanat,
Trimethylhexamethylendiisocyanat und ähnliche aliphatische Diisocyanate;
Isophorondiisocyanat und ähnliche
alicylcische Diisocyanate; Tolylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
Xylylendiisocyanat, Naphthylindiisocyanat und ähnliche aromatische Diisocyanate;
Triphenylmethan-4,4',4''-triisocyanat, 1,3,5-Triisocyanatobenzol,
2,4,6-Triisocynatotoluol, 4,4'-Dimethyldiphenylmethan-2,2',5,5'-tetraisocyanat und ähnliche
Polyisocyanate mit mindestens 3 Isocyanatgruppen.
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Das
Polyisocyanat mit mindestens 2 Isocyanatgruppen kann Isocyanatgruppen
aufweisen, die mit einem Blocker blockiert sind. Nützliche
Blocker können
irgendwelche vom folgenden Typ sein: Phenol, Laktam, aktives Methylen,
Alkohol, Mercaptan, Säureamid,
Imid, Amin, Imidazol, Harnstoff, Carbaminsäureester, Imin, Oxim, Sulfat
und dergleichen. Es ist bevorzugt, Blocker des folgenden Typs zu
verwenden: Phenol, Laktam, Alkohol, Oxim und dergleichen.
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Das
Polyisocyanat mit mindestens 2 Isocyanatgruppen kann ein kommerziell
erhältliches
Produkt sein, wie Burnock D-750, Burnock-800, Burnock DN-950, Burnock
DN-970, Burnock DN-15-455 (sind alle Markennamen für die Produkte
von Dainippon Ink und Chemicals, Inc.), Desmodur L, Desmodur N,
Desmodur HL, Desmodur N3390 (sind alle Markennamen für die Produkte
von Sumitomo Byer Urethane Co., Ltd.), Takenate D-102, Takenate-202,
Takenate-110, Takenate-123N (sind alle Markennamen für die Produkte
von Takeda Chemical Ind., Ltd.), Coronate EH, Coronate L, Coronate
HL, Coronate 203 (sind alle Markennamen für die Produkte von Nippon Polyurethane
Industry Co., Ltd.), Duranate E-402-90T, Duranate 24A-90CX (sind
beide Markennamen für
die Produkte von Asahi Kasei Co.) und dergleichen.
-
Die
Menge des Polyisocyanats mit mindestens 2 Isocyanatgruppen, die
in bezug auf den mindestens einen Vertreter, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen, verwendet werden
soll, liegt zwischen 1M bis 1,3M, vorzugsweise 1,1M bis 1,2M, wobei
M eine Menge an Polyisocyanat ist, wobei die Menge der Isocyanatgruppen
stöchiometrisch äquivalent
zu der Menge der Hydroxylgruppen des Harzes ist.
-
1-2-5 Schlechtes Lösungsmittel
-
Der
Ausdruck „schlechtes
Lösungsmittel", wie hierin verwendet,
bezieht sich auf ein Lösungsmittel, das
nicht in der Lage ist, die erhaltenen feinen Teilchen aus Polyurethanharz
zu lösen,
und das eine geringe Fähigkeit,
den mindestens einen Vertreter, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Polyesterharzen und Polyetherharzen, zu lösen, aufweist, wobei das Lösungsmittel
mit dem Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen nicht
reaktiv ist. Beispiele eines solchen schlechten Lösungsmittels
sind Xylol, Toluol und ähnliche
aromatische Kohlenwasserstoffe; Cyclohexan, Ethylcyclohexan und ähnliche
alicyclische Kohlenwasserstoffe; n-Hexan und ähnliche alicyclische gesättigte Kohlenwasserstoffe;
Lösungsbenzin
usw.
-
Die
Menge des schlechten Lösungsmittels,
die verwendet werden soll, beträgt
etwa 500 bis etwa 1.000 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 600 bis etwa
800 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile von mindestens einem
Vertreter, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen.
-
1-2-6 Haftmittelreagens
(Carbodiimid)
-
Ein
Haftmittelreagens kann bei der Herstellung der feinen Teilchen aus
Polyurethanharz verwendet werden. Das Haftmittelreagens wird verwendet,
damit es als ein Medium bei der Reaktion zwischen dem Polyisocyanat
mit mindestens zwei Isocyanatgruppen und dem Lanolinderivat zur
Ausführung
einer Reaktion mit der Carbonsäuregruppe,
Hydroxylgruppe und Aminogruppe agiert, oder wird verwendet, um den
intermolekularen Abstand zwischen dem Polyisocyanat mit mindestens
zwei Isocyanatgruppen und dem Lanolinderivat aufgrund der Gegenwart
davon in dem Reaktionssystem zu schmälern. Bevorzugte Beispiele
der Haftmittelreagenzien umfassen beispielsweise N,N-Dicyclohexylcarbodiimid,
1-Cyclohexyl-3-(2-morpholinoethyl)carbodiimid und ähnliche
Carbodiimidreagenzien, unter denen N,N-Dicyclohexylcarbodiimid stärker bevorzugt
ist.
-
Das
Haftmittelreagens wird, wenn es eingesetzt wird, in einer Menge
von etwa 5 bis etwa 30 Gew.-Teilen, vorzugsweise etwa 8 bis etwa
15 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile von mindestens einem
Vertreter, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen.
-
1-2-7 Dispergiermittel
-
Das
Reaktionssystem kann ein Dispergiermittel enthalten. Nützliche
Dispergiermittel sind beispielsweise ölmodifizierte Alkydharze, Naphthensäuresalze,
Polycarbonsäuren,
ungesättigte
Ester mit hohem Molekulargewicht, Silikone und dergleichen.
-
Beispiele
von nutzbaren ölmodifizierten
Alkydharzen sind Kokosnußöl-modifizierte
Alkydharze, Rizinusöl-modifizierte
Alkydharze, Reisschalenöl-modifizierte
Alkydharze, Talgöl-modifizierte
Alkydharze, Leinöl-modifizierte Alkydharze, Sojabohnenöl-modifizierte Alkydharze
usw.
-
Das ölmodifizierte
Alkydharz kann durch Polymerisieren einer mehrwertigen Alkohol-komponente, wie Ethylenglykol,
Neopentylglykol, Propylenglykol, Trimethylolpropan, Hexandiol, Glycerin,
Pentaerythritol, Butandiol oder dergleichen, und eine Säurekomponente,
wie Isophthalsäure,
Terephthalsäure,
Adipinsäure,
Sebacinsäure,
Bernsteinsäure,
Maleinsäure
oder Anhydride davon gemäß den konventionellen
Verfahren und Modifizieren des Polymers mit Kokosnußöl, Rizinusöl oder dergleichen
hergestellt werden.
-
Das ölmodifizierte
Alkydharz, das in der Erfindung verwendet werden soll, weist vorzugsweise
eine Öllänge von
10 bis 50%, stärker
bevorzugt 20 bis 45% auf. Der hierin verwendete Ausdruck „Öllänge", bedeutet das Gewichtsverhältnis (%)
des Öls,
das in dem ölmodifizierten
Alkydharz vorliegt. Das ölmodifizierte
Alkydharz, das in der Erfindung verwendet werden soll, weist vorzugsweise
eine Hydroxylzahl von vorzugsweise etwa 50 bis etwa 160 mg KOH/g
Harz, stärker
bevorzugt etwa 70 bis etwa 130 mg KOH/g Harz und eine Säurezahl
von vorzugsweise etwa 15 mg KOH/g Harz oder weniger, stärker bevorzugt
etwa 9 mg KOH/g Harz oder weniger auf.
-
Bevorzugte
Beispiele des Salzes von Naphthensäure sind Zinknaphthenat, Eisennaphthenat
und so weiter.
-
Die
oben beschriebenen Dispergiermittel können entweder allein oder in
Kombination verwendet werden.
-
Wenn
das Dispergiermittel verwendet wird, beträgt dessen Menge etwa 5 bis
etwa 30 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 20 Gew.-Teile,
bezogen auf 100 Gew.-Teile von mindestens einem Vertreter, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen.
-
Wenn
mindestens zwei Arten von Dispergiermitteln verwendet werden, ist
eine Kombination aus ölmodifiziertem
Alkydharz (insbesondere Kokosnußöl-modifiziertes
Alkydharz) und einem Salz von Naphthensäure bevorzugt, und eine Kombination
aus ölmodifiziertem
Alkydharz (insbesondere Kokosnußöl-modifiziertes Alkydharz)
und Zinknaphthenat ist stärker
bevorzugt. Das Gewichtsverhältnis
des ölmodifizierten
Alkyldharzes (oder Kokosnußöl-modifizierten
Alkydharzes) zu einem Salz von Naphthensäure (oder Zinknaphthenat) beträgt vorzugsweise
ungefähr
100 : 1 bis 100 : 20, stärker
bevorzugt ungefähr
100 : 3 bis 100 : 10.
-
1-2-8 Reaktionskatalysator
-
Ein
Katalysator kann bei der Reaktion zwischen mindestens einem Vertreter,
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen,
mit Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen in der Gegenwart
eines Lanolinderivats verwendet werden. Beispiele des Katalysators,
die in der Erfindung verwendet werden sollen, umfassen mindestens
einen der Katalysatoren, die normalerweise für Urethanreaktionen verwendet
werden, wie Trimethylen-bis(4-aminobenzoat), Dimethylethanolamin,
Triethylenamin, Tetramethylpolymethylendiamin, Tris(dimethylaminomethyl)phenol
und ähnliche
Amine, Zinnoctylat, Zinnnaphthenat, Kobaltnaphthenat, Zinknaphthenat,
Dibutylzinndilaurat und ähnliche
Metallsalze, Bismutsalz höherer
Carbonsäuren
und dergleichen. Diese Katalysatoren können entweder allein oder in
Kombination verwendet werden.
-
Die
Menge des Katalysators, die verwendet werden kann, kann gemäß den Mengen
und den Arten der anderen Rohmaterialien geeignet bestimmt werden.
Sie beträgt
etwa 0,01 bis etwa 5 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 0,03 bis etwa
3 Gew.-Teile, stärker
bevorzugt etwa 0,07 bis etwa 2 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile
von mindestens einem Vertreter, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Polyesterharzen und Polyetherharzen. Um die ausgezeichnete Tieftemperaturhärtbarkeit
und lange Gebrauchsdauer der Beschichtungszusammensetzung, die die
feinen Teilchen enthält,
zu verleihen, beträgt
die Menge des Katalysators, die verwendet werden soll, etwa 0,02
bis etwa 5 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 0,07 bis etwa 2 Gew.-Teile,
stärker bevorzugt
etwa 1 bis etwa 2 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile von mindestens
einem Vertreter, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen.
-
1-2-9 Reaktionsbedingungen
-
In
dem erfindungsgemäßen Reaktionsverfahren
werden beispielsweise ein Lanolinderivat, mindestens ein Vertreter,
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen,
Polyisocyanat mit mindestens 2 Isocyanatgruppen und gegebenenfalls
ein Haftmittelreagens zu einem schlechten Lösungsmittel zugegeben. Dann
wurde das Gemisch kontinuierlich bei etwa 70 bis etwa 100°C, vorzugsweise etwa
80 bis etwa 95°C
für etwa
0,5 bis etwa 3 Stunden, vorzugsweise etwa 1 bis etwa 1,5 Stunden
unter Rühren
umgesetzt.
-
Um
die ausgezeichnete Tieftemperaturhärtbarkeit und eine lange Gebrauchsdauer
der Beschichtungszusammensetzung, die feine Teilchen enthält, zu verleihen,
beträgt
die Reaktionstemperatur vorzugsweise etwa 90 bis etwa 95°C.
-
Das
Dispergiermittel und/oder der Katalysator können, wenn sie verwendet werden,
zugegeben werden, nachdem ein Lanolinderivat und Polyester- oder
Polyetherharz zu dem schlechten Lösungsmittel zugegeben und vollständig dispergiert
wurden.
-
Um
die Reaktion zu stoppen, wird ein Reaktionsstopper, wie Propylenglykolmonomethylether,
Propylenglycolbutylether oder dergleichen, zu dem Reaktionssystem zugegeben.
Die Menge des Reaktionsstoppers, die verwendet werden soll, beträgt etwa
10 bis etwa 50 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 20 bis etwa 40 Gew.-Teile,
bezogen auf 100 Gew.-Teile von mindestens einem Vertreter, ausgewählt aus
Polyesterharzen und Polyetherharzen.
-
Das
Reaktionsgemisch, das die so erhaltenen feinen Teilchen aus Polyurethanharz
mit abgeschiedenem Lanolin enthält,
können
so wie sie sind bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
mit hochklassigen Griffeigenschaften verwendet werden. Gegebenenfalls
wird das Reaktionsgemisch, das die so erhaltenen feinen Teilchen
aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin enthält, beispielsweise
mit dem oben veranschaulichten schlechten Lösungsmittel (wie Xylol, Toluol
und ähnliche
aromatische Kohlenwasserstoffe; Cyclohexan, Ethylcyclohexan und ähnliche
alicyclische Kohlenwasserstoffe; Lösungsbenzin; n-Hexan und ähnliche
aliphatische gesättigte
Kohlenwasserstoffe) durch konventionelle Verfahren verdünnt, durch
ein Metallgewebe mit etwa 325 Mesh filtriert, um die Teilchen zu
isolieren, und dann getrocknet, was die feinen Teilchen aus Polyurethanharz
mit abgeschiedenem Lanolin ergibt.
-
2. Beschichtungszusammensetzung
mit hochklassigen Griffeigenschaften
-
Die
erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
zur Bildung eines Beschichtungsfilms mit hochklassigen Griffeigenschaften
umfaßt:
- (i) mindestens ein Bindemittelharz, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen, wobei
das Bindemittelharz eine Glasübergangstemperatur
von –30
bis –70°C, ein zahlenmittleres
Molekulargewicht von 1.000 bis 50.000 und eine Hydroxylzahl von
30 bis 70 mg KOH/g Harz aufweist;
- (ii) Polyisocyanat mit mindestens 2 Isocyanatgruppen;
- (iii) die feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem
Lanolin der Erfindung, wie oben in Punkt 1 „feine Teilchen aus Polyurethanharz
der Erfindung" beschrieben;
und
- (iv) ein organisches Lösungsmittel.
-
2-1 Bindemittelharz
-
Das
Bindemittelharz unter (i) in der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
ist mindestens ein Harz, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Polyesterharzen und Polyetherharzen.
Das Bindemittelharz weist eine Glasübergangstemperatur von –30 bis –70°C, ein Zahlenmittel
des Molekulargewichts von 1.000 bis 50.000 und eine Hydroxylzahl
von 30 bis 70 mg KOH/g Harz auf.
-
Das
Bindemittelharz in der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
weist eine Glasübergangstemperatur
von –30
bis –70°C, vorzugsweise
von –30
bis –60°C, stärker bevorzugt
etwa –30
bis etwa –50°C auf.
-
Das
Molekulargewicht des Bindemittelharzes beträgt etwa 1.000 bis etwa 50.000,
vorzugsweise etwa 1.000 bis etwa 35.000, stärker bevorzugt etwa 3.000 bis
etwa 30.000, bezogen auf das Zahlenmittel des Molekulargewichts,
auf. Um der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
ausgezeichnete Tieftemperaturhärtbarkeit
und lange Gebrauchsdauer zu verleihen, beträgt das Zahlenmittel des Molekulargewichts des
Bindemittelharzes vorzugsweise etwa 1.000 bis etwa 25.000, stärker bevorzugt
5.000 bis etwa 20.000, am stärksten
bevorzugt etwa 10.000 bis etwa 18.000.
-
Wenn
das Molekulargewicht des Bindemittelharzes in dem vorhergehenden
Bereich liegt, tritt wahrscheinlich keine Veränderung mit der Zeit auf. Folglich
ist es beispielsweise für
Autoinnenteile, insbesondere zum Beschichten von Armaturenbrettern
geeignet.
-
Die
Hydroxylzahl des Bindemittelharzes beträgt etwa 30 bis etwa 70 mg KOH/g
Harz, vorzugsweise etwa 40 bis etwa 70 mg KOH/g Harz, stärker bevorzugt
etwa 45 bis etwa 70 mg KOH/g Harz. Um der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
ausgezeichnete Tieftemperaturhärtbarkeit
und lange Gebrauchsdauer zu verleihen, beträgt die Hydroxylzahl des Bindemittelharzes
vorzugsweise etwa 50 bis etwa 70 mg KOH/g Harz, stärker bevorzugt
etwa 55 bis etwa 68 mg KOH/g Harz, am stärksten bevorzugt etwa 58 bis etwa
65 mg KOH/g Harz.
-
Ein
solches Polyesterharz kann durch Veresterungsreaktion einer mehrwertigen
Säure und
eines mehrwertigen Alkohols, wie oben in Punkt 1-2-2 „Polyesterharz" veranschaulicht,
durch konventionelle Verfahren hergestellt werden.
-
Das
Polyesterharz, das als Bindemittelharz verwendet wird, weist vorzugsweise
eine geradkettige Struktur auf.
-
Beispiele
eines solchen Polyetherharzes sind Polyethylenglykol, Polypropylenglykol,
Polyethylen-Propylenglykol usw. Das Harz kann aus Ethylenoxid oder
Propylenoxid durch Polymerisation durch konventionelle Verfahren
in einer Weise hergestellt werden, um die obengenannten Erfordernisse
für das
Bindemittelharz zu erfüllen.
-
Die
Menge des Bindemittelharzes, die in die Beschichtungszusammensetzung
eingeführt
werden soll, beträgt
etwa 20 bis etwa 80 Gew.-%, vorzugsweise etwa 30 bis etwa 70 Gew.-%,
berechnet als der Harzfeststoffgehalt.
-
2-2 Polyisocyanat mit
mindestens 2 Isocyanatgruppen
-
Das
Polyisocyanat mit mindestens 2 Isocyanatgruppen unter (ii) wird
als ein Härtungsmittel
in der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
verwendet.
-
Das
Polyisocyanat mit mindestens 2 Isocyanatgruppen, das verwendet werden
soll, wird in Punkt 1-2-4 „Polyisocyanat
mit mindestens zwei Isocyanatgruppen" veranschaulicht. Irgendeines der Polyisocyanate mit
mindestens 2 Isocyanatgruppen kann verwendet werden.
-
Die
Menge des Härtungsmittels,
die verwendet werden soll, ist so, daß das Gewichtsverhältnis der
Bindemittelharzfeststoffe zu dem Härtungsmittel in der Beschichtungszusammensetzung,
nämlich
Bindemittelharz : Polyisocyanat zwischen ungefähr 77 : 23 bis 45,5 : 54,5,
vorzugsweise ungefähr
70 : 30 bis 46,5 : 53,5 liegt.
-
Um
der Beschichtungszusammensetzung ausgezeichnete Tieftemperaturhärtbarkeit
und lange Gebrauchsdauer zu verleihen, wird das Härtungsmittel
in einer solchen Menge verwendet, daß das Gewichtsverhältnis der
Bindemittelharzfeststoffe zu dem Härtungsmittel in der Beschichtungszusammensetzung,
nämlich Bindemittelharz
Polyisocyanat zwischen vorzugsweise ungefähr 80 : 20 bis 40 : 60, stärker bevorzugt
ungefähr 75
: 25 bis 50 : 50 liegt.
-
2-3 Feine Teilchen aus
Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin
-
Die
feinen Teilchen aus Polyurethanharz der Erfindung, die in Punkt
1 „Feine
Teilchen aus Polyurethanharz der Erfindung" beschrieben werden, werden als die
feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin unter
(iii) verwendet.
-
Die
Menge der feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem
Lanolin, die in der Beschichtungszusammensetzung verwendet werden
soll, ist so, daß die
Menge der feinen Teilchen aus Polyurethanharz etwa 5 bis etwa 20
Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 5 bis etwa 15 Gew.-Teile, bezogen
auf 100 Gew.-Teile des vereinigten Gewichtes des Bindemittelharzes
und des Polyisocycanats mit mindestens zwei Isocyanatgruppen, beträgt.
-
2-4 Reaktionsbeschleuniger
und Reaktionsverzögerer
-
Die
erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
kann einen Reaktionsbeschleuniger und einen Reaktionsverzögerer bei
einem spezifizierten Verhältnis
enthalten.
-
Der
Reaktionsbeschleuniger, der in die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
aufgenommen werden kann, umfaßt
konventionelle Reaktionsbeschleuniger, die zum Beschleunigen der
Urethanreaktion in dem Bereich von Beschichtungszusammensetzungen
verwendet wird. Bevorzugte Beispiele eines solchen Reaktionsbeschleunigers
sind Zinnoctylat, Zinnnaphthenat, Dibutylzinndilaurat und ähnliche
Zinnreaktionsbeschleuniger. Diese Reaktionsbeschleuniger können entweder
allein oder in Kombination verwendet werden.
-
Konventionell
sind diese Reaktionsbeschleuniger in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht an Feststoffen in der Zusammensetzung,
verwendet worden. Jedoch wird in der vorliegenden Erfindung der
Reaktionsbeschleuniger, der in der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung verwendet
werden soll, in einer Menge von etwa 0,2 bis etwa 2 Gew.-%, vorzugsweise
etwa 0,4 bis etwa 2 Gew.-%, stärker
bevorzugt etwa 0,5 bis etwa 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
an Feststoffen in der Zusammensetzung, verwendet.
-
Der
Reaktionsverzögerer,
der in die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
aufgenommen werden kann, umfaßt
konventionelle Reaktionsverzögerer,
die bei der Urethanreaktion in dem Bereich von Beschichtungszusammensetzungen
verwendet werden. Beispiele eines solchen Reaktionsverzögerers sind
Ethylacetoacetat, Butylacetoacetat und ähnliches C1-C4-Niederalkylacetoacetat und Acetylaceton
usw.
-
Konventionell
sind solche Reaktionsverzögerer
in einer Menge von etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
an Feststoffen in der Zusammensetzung, verwendet worden. Wenn jedoch
der Reaktionsbeschleuniger in die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
aufgenommen wird, wird der Reaktionsverzögerer in einer Menge von etwa
5 bis etwa 15 Gew.-%, vorzugsweise etwa 6 bis etwa 12 Gew.-%, stärker bevorzugt
etwa 6 bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht an Feststoffen
in der Zusammensetzung, verwendet.
-
Das
Verhältnis
des Reaktionsbeschleunigers (x) zu dem Reaktionsverzögerer (y),
bezogen auf das Gewichtsverhältnis,
ist (x) : (y) = ungefähr
1 : 20 bis 1 : 7,5, vorzugsweise ungefähr 1 : 15 bis 1 : 8, stärker bevorzugt
ungefähr
1 : 12 bis 1 : 10.
-
Die
Beschichtungszusammensetzung, die ausgezeichnete Tieftemperaturhärtbarkeit
aufweist, weist im allgemeinen eine kurze Gebrauchsdauer auf. Jedoch
kann die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
gleichzeitig zwei widersprüchliche
Wirkungen aufweisen, oder kann spezieller ausgezeichnete Tieftemperaturhärtbarkeit
und lange Gebrauchsdauer gleichzeitig aufgrund der Gegenwart des
Reakti onsbeschleunigers und des Reaktionsverzögerers in den oben spezifizierten
Mengen erreichen.
-
2-5 Herstellung der Beschichtungszusammensetzung
-
Die
erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
kann Komponenten enthalten, die konventionell in den Beschichtungszusammensetzungen
verwendet werden, insofern die beabsichtigten Wirkungen der Erfindung
erzeugt werden können.
Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
gegebenenfalls Siliciumdioxid, Diatomeenerde, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat
und ähnliche
anorganische feine Teilchen, feine Acrylharzteilchen oder dergleichen,
die bisher als ein Mattierungsmittel verwendet wurden, enthalten.
-
Die
erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
kann auf eine optimale Viskosität
zur Beschichtung mit einem organischen Lösungsmittel durch konventionelle
Verfahren unter Verwendung der feinen Teilchen aus Polyurethanharz
der Erfindung, des Bindemittelharzes, des Polyisocyanats mit mindestens
2 Isocyanatgruppen und gegebenenfalls anderen Komponenten, wie dem
Reaktionsbeschleuniger und dem Reaktionsverzögerer, eingestellt werden.
Beispielsweise ist es bevorzugt, die Zusammensetzung auf einen Feststoffgehalt
von etwa 20 bis etwa 30 Gew.-% und auf eine Viskosität von etwa
12 bis etwa 14 Sekunden einzustellen, wie (20°C) durch FC (Fordbecher) Nr.
4 bestimmt. Nützliche
organische Lösungsmittel
umfassen die, die als das schlechte Lösungsmittel verwendet werden,
wie in Punkt 1-2-5 „Schlechtes
Lösungsmittel" beschrieben (beispielsweise
n-Heptan, n-Hexan, Cyclohexan, Benzol, Toluol, Xylol usw.). Außerdem können andere
organische Lösungsmittel
als schlechte Lösungsmittel
ebenso verwendet werden. Wenn das schlechte Lösungsmittel als das organische
Lösungsmittel
zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung verwendet wird,
ist seine Verwendung günstig,
da das Reaktionsgemisch (Suspension), das die feinen Teilchen aus
Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin, hergestellt in der in
Punkt 1-2 „Herstellungsverfahren" dargestellten Weise,
enthält,
als solches verwendet werden kann.
-
Wenn
die speziellen Mengen des Reaktionsbeschleunigers und des Reaktionsverzögerers in
die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
aufgenommen werden, wird der Zusammensetzung eine solche ausgezeichnete
Tieftemperaturhärtbarkeit
verliehen, daß die
Zusammensetzung durch Erhitzen bei 70°C für etwa 5 Minuten härtbar ist,
es ist nämlich
mit dem Lack hinsichtlich der Filmbildungsfähigkeit vergleichbar. Außerdem weist
die Zusammensetzung eine lange Gebrauchsdauer, beispielsweise 2
bis 4 Stunden bei 0 bis 35°C
auf. Wie oben dargestellt, kann die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung,
die die speziellen Mengen des Reaktionsbeschleunigers und des Reaktionsverzögerers enthält, gleichzeitig
zwei widersprüchliche
Wirkungen erzeugen, sie kann nämlich
ausgezeichnete Tieftemperaturhärtbarkeit
und eine lange Gebrauchsdauer zeigen. Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
ist in bezug auf die Energie- und Verfahrenskosten zur Bildung von
Beschichtungsfilmen wünschenswert
und ist besonders zur kommerziellen Verwendung geeignet.
-
Vorzugsweise
zeigt die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung,
die die speziellen Mengen des Reaktionsbeschleunigers und des Reaktionsverzögerers enthält, eine
Gebrauchsdauer von 2 Stunden oder länger. Der hierin verwendete
Ausdruck „Gebrauchsdauer" bedeutet den Zeitraum,
der beispielsweise für
eine Erhöhung
der Viskosität
nach der Herstellung der Beschichtungszusammensetzung erforderlich
ist und 2 Sekunden beträgt,
wie durch den Fordbecher (Fordbecher Nr. 4 bei 20°C) bestimmt.
Wenn eine Erhöhung
der Viskosität
die 2 Sekunden nicht überschreitet,
wie durch den Fordbecher bestimmt, beseitigt es beispielsweise die
Notwendigkeit zur Verdünnung
mit einem Lösungsmittel.
Die Zusammensetzung ist nämlich
in der Bearbeitbarkeit hervorragend. Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
beträgt
vorzugsweise beispielsweise etwa 12 bis etwa 14 Sekunden in der
Viskosität
(Fordbecher) direkt nach der Herstellung der Zusammensetzung. Selbst
nachdem die Viskosität
der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
2 Sekunden (Fordbecher) nach der Herstellung der Beschichtungszusammensetzung überschritt,
kann die Zusammensetzung, wenn sie noch nicht gelierte, durch die
Verdünnung
zu dem Ausmaß,
in dem sie beschichtet ist, verwendet werden.
-
3. Gegenstände der
Erfindung
-
Die
Erfindung umfaßt
Gegenstände
(Produkte) mit einer Beschichtung mit einem S-Wert von 0,51 bis 1
[wie bestimmt gemäß dem Verfahren,
das in Society of Automotive Engineers of Japan, Inc., Proceedings, Nr.
87–99,
S. 19–22
(1999) beschrieben wird], insbesondere eine Beschichtung, die durch
das Auftragen der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung,
die oben in Punkt 2 „Beschichtungszusammensetzung mit
hochklassigen Griffeigenschaften",
auf die Oberfläche
eines zu beschichtenden Substrats hergestellt wird.
-
Die
erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
kann durch konventionelle Verfahren wie Luftdruckspritzverfahren,
druckluftlose Spritzverfahren, Flow-Coat-Verfahren oder dergleichen aufgetragen werden.
Die obengenannte Beschichtungszusammensetzung wird bei einer Temperatur
zwischen Raumtemperatur und etwa 100°C, vorzugsweise etwa 75 bis
etwa 90°C
ausreichend gehärtet,
um einen Beschichtungsfilm mit hochklassigen Griffeigenschaften
zu bilden. Wenn die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
den Reaktionsbeschleuniger und den Reaktionsverzögerer enthält, wird die Beschichtungszusammensetzung
bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und etwa 90°C, vorzugsweise
etwa 65 bis etwa 75°C
ausreichend gehärtet,
um einen Beschichtungsfilm mit hochklassigen Griffeigenschaften
zu bilden. Die Menge der Beschichtungszusammensetzung, die zur Bildung
eines Beschichtungsfilms mit hochklassigen Griffeigenschaften aufgetragen
werden soll, wird geeigneterweise in Abhängigkeit der beabsichtigten
Verwendung der fertigen Produkte bestimmt.
-
Es
ist wünschenswert,
die Zusammensetzung in einer Menge aufzutragen, die einen Beschichtungsfilm
mit einer Dicke von etwa 10 bis etwa 70 μm (nach dem Härten), vorzugsweise
etwa 25 bis etwa 45 μm (nach
dem Härten)
bildet. Die Härtungszeit
ist ein Zeitraum, in dem der Beschichtungsfilm zu dem gewünschten
Ausmaß gemäß der spezifizierten
Temperatur gehärtet
wird. Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung,
die den Reaktionsbeschleuniger und den Reaktionsverzögerer enthält, weist
ausgezeichnete Tieftemperaturhärtbarkeit
auf, so daß die
Zusammensetzung beispielsweise in etwa 5 Minuten bei etwa 70°C gehärtet wird.
-
Die
Substrate, die mit einem Beschichtungsfilm mit hochklassigen Griffeigenschaften
beschichtet werden sollen, umfassen beispielsweise Kunststoffmaterialien,
die gegebenenfalls oberflächenbehandelt,
grundiert und zwischenbeschichtet werden, und die normalerweise
für Autoinnenteile
(wie Armaturenbretter, Türverkleidungen,
Konsolenplatten, Mittelkonsole, Schaltfelder, Motorhauben und Schalthebelknöpfe) und
für Innenmaterialien
für die
Architektur (Wandmaterialien, Haltegriffe, Türgriffe, Deckplatten und ähnliche
Innendekormaterialien) verwendet werden, und Verbundmaterialien,
umfassend eine Kombination davon und so weiter.
-
Beispiele
der Kunststoffmaterialien sind nicht besonders eingeschränkt und
werden aus einem breiten Bereich ausgewählt, und umfassen typischerweise
Acrylnitril-Styrol-Butadien-Copolymere,
Harze auf Polypropylenbasis, thermoplastische Polyolefine.
-
Die
Gegenstände
(Produkte), die mit der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
beschichtet sind, stellen den Beschichtungsfilm mit einem ausreichenden
Glatt-Rauh-Gefühl
und Warm-Kalt-Gefühl
bereit. Der Beschichtungsfilm weist ein ausgezeichnetes Feucht-Trocken-Gefühl und Weich-Hart-Gefühl auf,
und ist ein Beschichtungsfilm mit hochklassigen Griffeigenschaften
mit ausreichend weichem Gefühl,
beispielsweise mit einem S-Wert von 0,51 bis 1. Die obengenannte
Beschichtungszusammensetzung enthält die speziellen feinen Teilchen
aus Polyurethanharz der Erfindung, so daß der Beschichtungsfilm, der
daraus gebildet wird, ausgezeichnete Haftung, Wiederbeschichtungshaftung
und Beständigkeit
gegen die Verunreinigung mit Fetten und Ölen aufweist. Solche Gegenstände sind
zur Verwendung als Autoarmaturenbretter und ähnliche Autoinnenteile für Architektur,
Innenmaterialien und ähnliche
Innengegenstände
geeignet.
-
Beispiele
-
Diese
Erfindung wird nachstehend in bezug auf die folgenden Beispiele,
Vergleichsbeispiele und Referenzbeispiele ausführlich beschrieben.
-
Beispiel 1. Herstellung
von feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin
-
Eine
Menge von 60 g Polyesterpolyol [Desmon Nr. 2200 (Markenname), Produkt
von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.] und 10 g eines Lanolinderivats
[Polyoxyethylen (20) Lanolinalkohol, Bellpol A-20 (Markenname),
Produkt von Nissei Sangyo Co., Ltd.] wurden in Xylol (schlechtes
Lösungsmittel,
445 g) zusammen mit 7,0 g N,N-Dicyclohexylcarbodiimid(cyanamid)
(Haftmittel) gegossen. Dann wurden 9,0 g Kokosnußöl-modifziertes Alkydharz (Öllänge 33)
und 0,56 g Zinknaphthenat (wobei beide Dispergiermittel sind) zugegeben. Das
Gemisch wurde auf 85°C
unter Rühren
erhitzt.
-
Danach
wurden 32,5 g Hexamethylendiisocyanat [Coronate HL (Markenname),
Produkt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.] und 50 mg Dibutylzinndilaurat
(Reaktionskatalysator) zugegeben. Dann wurde das Gemisch der Suspensionspolymerisation
unter nicht-homogenen Bedingungen bei 85°C für 1 Stunde unterzogen.
-
Nach
einer Zeitspanne von 1 Stunde wurden 20 g Propylenglykolmonomethylether
als ein Reaktionsstopper zugegeben. Das Gemisch wurde für etwa 10
Minuten gerührt,
wodurch 650 g einer Suspension erhalten wurden, die 260 g feine
Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin enthielt,
wobei das Lanolin auf eine Dicke von etwa 3 μm auf der Oberfläche der
feinen Teilchen aus Polyurethan-Harz
mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 30 μm abgeschieden wurde.
-
Die
durchschnittliche Teilchengröße der Polyurethanharzteilchen
mit abgeschiedenem Lanolin wurde mit einer Laserbeugungs-Teilchengrößenverteilungs-Meßvorrichtung
(IA500, Produkt von Horiba, Ltd.) gemessen.
-
Nach
dem Filtern der Suspension wurden die getrockneten feinen Teilchen
aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin mit Xylol und Toluol
gewaschen, aber das Lanolinderivat wurde nicht aus den Teilchen
entfernt.
-
Referenzbeispiel 1
-
Eine
Suspension (Feststoffkonzentration 40%), die 260 g feine Teilchen
aus Polyurethanharz enthielt, wurde in derselben Weise wie in Beispiel
1 hergestellt, außer,
daß kein
Lanolin verwendet wurde.
-
Beispiele 2 bis 7
-
I-i) Herstellung der Beschichtungszusammensetzung
-
Jede
Beschichtungszusammensetzung wurde aus den nachstehend angegebenen
Komponenten a) bis e) hergestellt.
- a) Bindemittelharz
Geradkettiges
Polyesterharz mit einer Glasübergangstemperatur
von –40°C, einem
Zahlenmittel des Molekulargewichts von 3.000 und einer Hydroxylzahl
von 40 mg KOH/g Harz.
- b) Polyisocyanat, das mindestens 2 Isocyanatgruppen enthält (Härtungsmittel)
Polymer aus Hexamethylendiisocyanat [Duranate E-402-90-T (Markenname),
Produkt von Asahi Kasei Co., Ltd.].
- c) Feine Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin,
hergestellt in Beispiel 1 (die feinen Teilchen aus Polyurethanharz
mit abgeschiedenem Lanolin in der Form einer Suspension wurden als
solche verwendet)
- d) organisches Lösungsmittel
Xylol
- e) feine Teilchen aus Siliciumdioxid
(Die feinen Teilchen
aus Siliciumdioxid werden im allgemeinen als ein Mattierungsmittel
für eine
Beschichtungszusammensetzung verwendet. Sie wurden in solch einer
Menge verwendet, damit die Mattierung, die selbst nach der Zugabe
der feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin
der Erfindung unzurei chend bleibt, ausgeglichen wird, um die Beschichtungsfilme
hinsichtlich des Glanzes einheitlich zu machen.)
-
Die
Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 2 bis 7 wurden durch
Mischen von 40 Gew.-Teilen von Xylol mit dem Bindemittelharz und
dem Mattierungsmittel in den Mengen, die in der in Tabelle 1 gezeigten
Formulierung angegeben sind, unter Rühren und Dispergieren des Gemisches
in der Suspension, die in Beispiel 1 erhalten wurde, hergestellt,
um eine Beschichtungszusammensetzung mit einem Feststoffgehalt von
25% bereitzustellen. Das Härtungsmittel
wurde zu der Zusammensetzung direkt vor der Auftragung der Beschichtungszusammensetzung
zugegeben.
-
Vergleichsbeispiel 1
-
Die
Beschichtungszusammensetzung mit der in Tabelle 1 gezeigten Formulierung
(Feststoffgehalt 26 Gew.-%) wurde in derselben Weise wie in Beispiel
5 mit der Ausnahme der Verwendung der Suspension, die in Referenzbeispiel
1 erhalten wurde, anstelle der Suspension, die in Beispiel 1 erhalten
wurde, hergestellt.
-
Vergleichsbeispiel 2
-
Die
Beschichtungszusammensetzung mit der in Tabelle 1 gezeigten Formulierung
(Feststoffgehalt 25 Gew.-%) wurde in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel
1 mit der Ausnahme der weiteren Zugabe von Bellpol A-20 (Polyoxyethylen-(20)-Lanolinalkohol, Markenname,
Produkt von Nissei Sangyo Co., Ltd.) zu 40 Gew.-Teilen Xylol hergestellt.
-
Vergleichsbeispiel 3
-
Die
Beschichtungszusammensetzung mit der in Tabelle 1 gezeigten Formulierung
(Feststoffgehalt 25 Gew.-%) wurde in derselben Weise wie in Beispiel
5 mit der Ausnahme der Zugabe von Bellpol A-20 (Polyoxyethylen-(20)-Lanolinalkohol,
Markenname, Produkt von Nissei Sangyo Co., Ltd.) zu 40 Gew.-Teilen
Xylol und unter Verwendung von Xylol anstelle der Suspension, die
in Beispiel 1 erhalten wurde, hergestellt.
-
-
I-ii) Herstellung der
Prüfkörper
-
Ein
Prüfkörper wurde
durch Auftragen der Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele
2 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3 auf ein Substrat aus Acrylnitril-Styrol-Butadien-Copolymer
aufgetragen, um einen Beschichtungsfilm mit einer Dicke von etwa
30 bis etwa 40 μm
(nach dem Trocknen) zu bilden, und Trocknen des beschichteten Substrats
für 30
Minuten bei 80°C
hergestellt.
-
I-iii) Eigenschaftsbewertung
des beschichteten Films
-
(Haftung)
-
Der
in I-ii) hergestellte Prüfkörper wurde
bei Raumtemperatur für
48 Stunden stehengelassen und einer Querschnitts-Haftfestigkeitsprüfung unterzogen,
um die Haftung des Beschichtungsfilms zu bewerten. Außerdem wurde
der Prüfkörper in
einer Feuchtereglerbox (50°C,
95% rF oder höher)
für 240
Stunden stehengelassen und einer Querschnitts-Haftfestigkeitsprüfung unterzogen,
um die Haftung des Beschichtungsfilms zu bewerten. Speziell wurden
100 Quadrate (2 mm × 2
mm) auf der Oberfläche
jedes Beschichtungsfilms gebildet, und ein Klebeband wurde auf die
Oberfläche
geklebt und abgezogen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
-
-
(Griffeigenschaft)
-
48
Stunden nachdem der Prüfkörper getrocknet
wurde, wurde die Griffeigenschaft basierend auf dem S-Wert bewertet.
-
Die
Werte wurden gemäß der Meßvorrichtung
und der Korrelationsformel erhalten, beschrieben in Society of Automotive
Engineers of Japan, Inc., Proceedings, Nr. 87–99, S. 19–22 (1999). Standardwerte
Feucht-Trocken-Gefühl: | 0,10
oder mehr |
Weich-Hart-Gefühl: | 0,40
oder mehr |
Glatt-Rauh-Gefühl: | 0,00
oder mehr |
Warm-Kalt-Gefühl: | 0,00
oder mehr |
Weichwert: | 0,50
oder mehr |
-
Bewertungskriterien
-
-
- A:
- Alle Standards erfüllt.
- B:
- Nicht alle Standards
erfüllt.
-
Die
Standardwerte wurden bestimmt, um eine Fläche mit ausgezeichneten Griffeigenschaften
zu erreichen, basierend auf der S-Wert-Verteilung, durchgeführt durch
Bewerten der Beschichtungsfilme aus konventionellen Lackbeschichtungszusammensetzungen,
Beschichtungsfilmen aus Zweikomponenten-Urethanbeschichtungen (die
weich sind) und natürlichem
Leder, was eine bemerkenswerte Griffeigenschaft bereitstellt.
-
Die
Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.
-
-
(Beständigkeit gegen Rindertalg)
-
Rindertalg
(Reagens, allgemein verwendet in einem Test für die Beständigkeit gegen Rindertalg,
Produkt von Kanto Chemical Co., Ltd.) wurde auf die Beschichtungsoberfläche des
Prüfkörpers in
einer Menge von 2 g/100 cm2 aufgetragen.
Der beschichtete Prüfkörper wurde
für eine
Woche in einem Elektroofen ohne erzwungene Konvektion in der Atmosphäre bei 80°C stehengelassen.
Bei dem Test wurde ein Flanellstück
(eine Art Gewebe) auf dem Prüfkörper plaziert,
um die Verdampfungsmenge des Ringertalgs bei einem konstanten Niveau
aufrechtzuerhalten.
-
Nach
einem Zeitraum von einer Woche wurde der Prüfkörper vollständig mit Wasser unter Verwendung
einer kleinen Menge an neutralem Reinigungsmittel gewaschen. Dann
wurde der Prüfkörper einem Schältest mit
einem Klebeband (Cellophanband) und einem Trockengewebereibungstest
durch ein Abriebgerät
unterzogen.
-
Der
Schältest
wurde durch den Querschnitt der Oberfläche des Prüfkörpers, der mit einem Schneidemesser
getestet werden soll (X-Schnitt), Fixieren des Cellophanbandes an
der geschnittenen Oberfläche
und Ablösen
des Bandes durchgeführt.
-
Andererseits
wurde der Trockengewebereibungstest durch Hin- und Herbewegen eines
Reibestückes (Gaze
5fach übereinander
gelegt) auf der Oberfläche
des Prüfkörpers unter
einer Ladung von 40,09 kPa bei 200 Schlägen über einem Abstand von 100 mm
durchgeführt.
-
Bewertungskriterien
-
Ablösen:
-
-
- A:
- Kein Ablösen
- B:
- Abgelöst
-
Trockengewebereibung:
-
-
- A:
- Keine Exponierung
des Substrats
- B:
- Das Substrat wurde
exponiert
-
Die
Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.
-
-
Die
Beständigkeit
gegen Rindertalg ist ein Index für
die Beständigkeit
gegen Verunreinigung mit Fetten und Ölen. Wenn die Ablösung in
Tabelle 4 mit A bewertet wird, bedeutet dies, daß der Beschichtungsfilm hohe Haftung
an das Substrat aufweist, so das natürliche Fette und Öle die Haftung
des Films nicht verschlechtern können.
Wenn andererseits die Trockengewebereibung mit A bewertet wird,
bedeutet dies, daß der
Beschichtungsfilm aufgrund der natürlichen Fette und Öle nicht
quillt und gute Barriereeigenschaften aufweist.
-
(Wiederbeschichtungshaftung)
-
Der
in I-ii) hergestellte Prüfkörper wurde
hinsichtlich der Wiederbeschichtungshaftung hergestellt und durch
das folgende Verfahren bewertet.
-
Der
Beschichtungsfilm wurde unter den Trocknungsbedingungen, die oben
in I-ii) beschrieben wurden, getrocknet. Dann wurde dieselbe Beschichtungszusammensetzung
erneut auf den Beschichtungsfilm nach dem Trocknen, spezieller direkt
nach dem Trocknen und nach dem Stehenlassen für 1 Tag, für drei Tage, für eine Woche
und für
10 Tage zur Bestätigung
der Veränderung
mit der Zeit aufgetragen. Dann wurde die Wiederbeschichtungshaftung
des Prüfkörpers durch
eine Querschnitts-Haftfestigkeitsprüfung bewertet.
-
Die
Ergebnisse werden in Tabelle 5 gezeigt.
-
-
Der
Buchstabe A in Tabelle 5 bedeutet, daß es kein Ablösen zischen
dem Beschichtungsfilm und dem Wiederbeschichtungsfilm direkt nach
dem Trocknen und mit der Zeit gab, und daß die Wiederbeschichtungshaftung
zufriedenstellend ist, während
der Buchstabe B das Ablösen
bedeutet, das zwischen dem Beschichtungsfilm und dem Wiederbeschichtungsfilm
direkt nach dem Trocknen und mit der Zeit auftritt.
-
Beispiel 8 Herstellung
der feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin
-
Eine
Menge von 60 g Polyesterpolyol [Desmon No.2200 (Markenname), Produkt
von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.] und 10 g eines Lanolinderivats
[Polyoxyethylen-(20)-Lanolinalkohol, Bellpol A-20 (Markenname),
Produkt von Nissei Sangyo Co., Ltd.] wurden in Xylol (schlechtes
Lösungsmittel,
445 g) zusammen mit 7,0 g N,N-Dicyclohexylcarbodiimid(cyanamid)
(Haftmittelreagens) gegossen. Dann wurden 9,0 g Kokosnußöl-modifiziertes
Alkydharz (Öllänge 33)
und 0,56 g Zinknaphthenat (beide Dispergiermittel) zugegeben und
das Gemisch wurde auf 90°C
unter Rühren
erhitzt.
-
Anschließend wurden
32,5 g Hexamethylendiisocyanat [Coronate HL (Markenname), Produkt
von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.] und 55,3 mg Dibutylzinndilaurat
(Reaktionskatalysator) zugegeben und das Gemisch wurde der Suspensionspolymerisation
unter nicht-homogenen Bedingungen bei 90°C für 90 Minuten unterzogen.
-
Nach
einem Zeitraum von 1 Stunde wurden 20 g Propylenglykolmonomethylether
als ein Reaktionstopper zugegeben. Das Gemisch wurde für etwa 10
Minuten gerührt.
Das Rühren
ergab 650 g einer Suspension, die 260 g feine Teilchen aus Polyurethanharz
mit abgeschiedenem Lanolin enthielt, wobei das Lanolin zu einer
Dicke von etwa 3 μm
auf der Oberfläche
der sphärischen
feinen Teilchen aus Polyurethan mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa
30 μm abgeschieden
wurde, wobei das Polyurethanharz eine Hydroxylzahl von 150 mg KOH/g
Harz aufweist. Die durchschnittliche Teilchengröße der feinen Teilchen aus
Polyurethan mit abgeschiedenem Lanolin wurde mit einer Laserbeugungs-Teilchengrößenverteilungs-Meßvorrichtung
(LA500, Produkt von Horiba, Ltd.) gemessen.
-
Nach
dem Filtrieren der Suspension wurden die getrockneten feinen Teilchen
aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin mit Xylol und Toluol
gewaschen, aber das Lanolinderivat wurde nicht aus den Teilchen
entfernt.
-
Referenzbeispiel 2
-
Eine
Suspension (Feststoffkonzentration 40 Gew.-%), die 260 g feine Teilchen
aus Polyurethanharz enthielt, wurde in derselben Weise wie in Beispiel
1 hergestellt, außer,
daß kein
Lanolinderivat zugegeben wurde.
-
Beispiele 9 bis 15
-
II-i) Herstellung der
Beschichtungszusammensetzung
-
Die
Beschichtungszusammensetzungen, die die folgenden Komponenten a)
bis g) umfassen, wurden hergestellt.
- a) Bindemittelharz
Geradkettiges
Polyesterharz mit einem Glasübergangspunkt
von –40°C, einem
Zahlenmittel des Molekulargewichts von 3.000, einer Hydroxylzahl
von 40 mg KOH/g Harz und einem Elastizitätskoeffizienten von 30 MPa.
- b) Polyisocyanat, das mindestens 2 Isocyanatgruppen enthält (Härtungsmittel)
Polymer aus Hexamethylendiisocyanat [Duranate E-402-90-T (Markenname),
Produkt von Asahi Kasei Co., Ltd.].
- c) Feine Teilchen aus Polyurethanharz mit abgeschiedenem Lanolin,
hergestellt in Beispiel 8 (die feinen Teilchen aus Polyurethanharz
mit abgeschiedenem Lanolin in der Form einer Suspension wurden so
zugegeben)
- d) Reaktionsbeschleuniger
Dibutylzinndilaurat
- e) Reaktionsverzögerer
Butylacetoacetat
- f) organisches Lösungsmittel
Xylol
- e) feine Teilchen aus Siliciumdioxid
(Die feinen Teilchen
aus Siliciumdioxid werden im allgemeinen als ein Mattierungsmittel
für eine
Beschichtungszusammensetzung verwendet. Die Siliciumdioxidteilchen
wurden in solch einer Menge verwendet, damit die Mattierung, die
selbst nach der Zugabe der feinen Teilchen aus Polyurethanharz mit
abgeschiedenem Lanolin der Erfindung unzureichend bleibt, ausgeglichen
wird, und um die Beschichtungsfilme hinsichtlich des Glanzes einheitlich
zu machen.)
-
Die
Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 9 bis 15 wurden durch
Mischen von 40 Gew.-Teilen Xylol mit dem Bindemittelharz und dem
Mattierungsmittel in den Mengen, die in der in Tabelle 6 gezeigten
Formulierung angegeben werden, unter Rühren und Dispergieren des Gemisches
in der Suspension, die in Beispiel 8 erhalten wurde, hergestellt,
um eine Beschichtungszusammensetzung mit einem Feststoffgehalt von
25 Gew.-% bereitzustellen. Das Härtungsmittel,
der Reaktionsbeschleuniger und der Reaktionsverzögerer wurden zu der Zusammensetzung
direkt vor der Auftragung der Beschichtungszusammensetzung zugegeben.
-
-
Gebrauchsdauer der Beschichtungszusammensetzung
-
Die
Viskosität
der Beschichtungszusammensetzung wurde direkt nach der Zugabe der
spezifizierten Mengen an Komponenten (a) bis (g) gemessen. Dann
wurde die Öffnung
des Behälters,
der die Zusammensetzung enthielt, geschlossen, um die Verdampfung
des Lösungsmittels
zu verhindern. Die Zusammensetzung wurde in der Atmosphäre von 20°C stehengelassen,
während
die Viskosität
mit der Zeit gemessen wurde. Die Ergebnisse werden in Tabelle 7
gezeigt.
-
-
Die
Viskosität
wurde durch Fordbecher Nr. 4 gemessen. Die Werte der Viskosität in Tabelle
7 werden in Sekunde(n)/Fordbecher Nr. 4/20°C angegeben.
-
Die
Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 9 bis 15 wiesen eine
Gebrauchsdauer von 2 Stunden oder länger auf (Zeitraum, bis die
Erhöhung
der Viskosität
direkt nach der Herstellung der Beschichtungszusammensetzung 2 Sekunden
beträgt).
-
Die
Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 9 bis 15 behielten
die flüssige
Form für
4 Stunden aufgrund der Aufnahme von spezifizierten Mengen des Reaktionsbeschleunigers
und Reaktionsverzögerers.
Daher wurden die Zusammensetzungen durch Verdünnung oder andere Verfahren
anwendbar gemacht.
-
II-ii) Herstellung für den Prüfkörper
-
Ein
Prüfkörper wurde
durch Auftragen jeder Beschichtungszusammensetzung der Beispiele
9 bis 15 auf ein Substrat aus Acrylnitril-Styrol-Butadien-Copolymer
und Trocknen des beschichteten Substrats bei 70°C für 5 Minuten hergestellt, um
einen Beschichtungsfilm mit einer Dicke von etwa 30 bis etwa 40 μm (nach dem Trocknen)
zu bilden.
-
II-iii) Eigenschaftsbewertung
des Beschichtungsfilms
-
(Haftung)
-
Der
in II-ii) hergestellte Prüfkörper wurde
bei Raumtemperatur für
48 Stunden stehengelassen und einer Querschnitts-Haftfestigkeitsprüfung unterzogen,
um die Haftung des Beschichtungsfilms zu bewerten. Außerdem wurde
der Prüfkörper in
einer Feuchtereglerbox (50°C,
95% rF oder höher)
für 240
Stunden stehengelassen und einer Querschnitts-Haftfestigkeitsprüfung unterzogen,
um die Haftung des Beschichtungsfilms zu bewerten. Speziell wurden
100 Quadrate (2 mm × 2
mm) auf der Oberfläche
jedes Beschichtungsfilms gebildet, und ein Klebeband wurde auf die
Oberfläche
geklebt und abgezogen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 8 gezeigt.
-
-
(Griffeigenschaft)
-
48
Stunden nachdem der Prüfkörper getrocknet
wurde, wurde die Griffeigenschaft basierend auf dem S-Wert bewertet.
-
Die
Werte wurden gemäß der Meßvorrichtung
und Korrelationsformel erhalten, beschrieben in Society of Automotive
Engineers of Japan, Inc., Proceedings, Nr. 87–99, S. 19–22 (1999). Standardwerte
Feucht-Trocken-Gefühl: | 0,10
oder mehr |
Weich-Hart-Gefühl: | 0,40
oder mehr |
Glatt-Rauh-Gefühl: | 0,00
oder mehr |
Warm-Kalt-Gefühl: | 0,00
oder mehr |
Weichwert: | 0,50
oder mehr |
-
Bewertungskriterien
-
-
- A:
- Alle Standards erfüllt.
-
Die
Standardwerte wurden bestimmt, um eine Fläche mit ausgezeichneten Griffeigenschaften
zu erreichen, basierend auf der S-Wert-Verteilung, durchgeführt durch
Bewerten der Beschichtungsfilme aus konventionellen Lackbeschichtungszusammensetzungen,
Beschichtungsfilmen aus Zweikomponenten-Urethanbeschichtungen (die
weich sind) und natürlichem
Leder, was eine bemerkenswerte Griffeigenschaft bereitstellt.
-
Die
Ergebnisse werden in Tabelle 9 gezeigt.
-
-
(Beständigkeit gegen Rindertalg)
-
Rindertalg
(Reagens, allgemein verwendet in einem Test für die Beständigkeit gegen Rindertalg,
Produkt von Kanto Chemical Co., Ltd.) wurde auf die Beschichtungsoberfläche des
Prüfkörpers in
einer Menge von 2 g/100 cm2 aufgetragen.
Der beschichtete Prüfkörper wurde
für eine
Woche in einem Elektroofen ohne erzwungene Konvektion in der Atmosphäre bei 80°C stehengelassen.
Bei dem Test wurde ein Flanellstück
(eine Art Gewebe) auf dem Prüfkörper plaziert,
um die Verdampfungsmenge des Ringertalgs bei einem konstanten Niveau
aufrechtzuerhalten.
-
Nach
einem Zeitraum von einer Woche wurde der Prüfkörper vollständig mit Wasser unter Verwendung
einer kleinen Menge an neutralem Reinigungsmittel gewaschen. Dann
wurde der Prüfkörper einem Schältest mit
einem Klebeband (Cellophanband) und einem Trockengewebereibungstest
durch ein Abriebgerät
unterzogen.
-
Der
Schältest
wurde durch den Querschnitt der Oberfläche des Prüfkörpers, der mit einem Schneidemesser
getestet werden soll (X-Schnitt), Fixieren des Cellophanbandes an
der geschnittenen Oberfläche
und Ablösen
des Bandes durchgeführt.
-
Andererseits
wurde der Trockengewebereibungstest durch Hin- und Herbewegen eines
Reibestückes (Gaze
5fach übereinander
gelegt) auf der Oberfläche
des Prüf körpers unter
einer Ladung von 40,09 kPa bei 200 Schlägen über einem Abstand von 100 mm
durchgeführt.
-
Bewertungskriterien
-
Ablösen:
-
-
- A:
- Kein Ablösen
- B:
- Abgelöst
-
Trockengewebereibung:
-
-
- A:
- Keine Exponierung
des Substrats
- B:
- Das Substrat wurde
exponiert
-
Die
Ergebnisse werden in Tabelle 10 gezeigt.
-
-
Die
Beständigkeit
gegen Rindertalg ist ein Index für
die Beständigkeit
gegen Verunreinigung mit Fetten und Ölen. Wenn die Griffeigenschaft
in Tabelle 10 mit A bewertet wird, bedeutet dies, daß der Beschichtungsfilm
hohe Haftung an das Substrat aufweist, so das natürliche Fette
und Öle
die Haftung des Films nicht verschlechtern können. Wenn andererseits die
Trockengewebereibung mit A bewertet wird, bedeutet dies, daß der Beschichtungsfilm
aufgrund der natürlichen
Fette und Öle
nicht quillt und gute Barriereeigenschaften aufweist.
-
(Wiederbeschichtungshaftung)
-
Die
Wiederbeschichtungshaftung des in II-ii) hergestellten Prüfkörpers wurde
durch das folgende Verfahren bewertet.
-
Der
Beschichtungsfilm wurde unter den Trocknungsbedingungen, die oben
in II-ii) beschrieben wurden, getrocknet. Dann wurde dieselbe Beschichtungszusammensetzung
erneut auf den Beschichtungsfilm nach dem Trocknen, spezieller direkt
nach dem Trocknen und nach dem Stehenlassen für 1 Tag, für drei Tage, für eine Woche
und für
10 Tage zur Bestätigung
der Veränderung
mit der Zeit aufgetragen. Dann wurde die Wiederbeschichtungshaftung
des Prüfkörpers durch
eine Querschnitts-Haftfestigkeitsprüfung bewertet.
-
Die
Ergebnisse werden in Tabelle 11 gezeigt.
-
-
Der
Buchstabe A in Tabelle 11 bedeutet, daß es kein Ablösen zischen
dem Beschichtungsfilm und dem Wiederbeschichtungsfilm direkt nach
dem Trocknen und mit der Zeit gab, und daß die Wiederbeschichtungshaftung
zufriedenstellend ist, während
der Buchstabe B das Ablösen
bedeutet, das zwischen dem Beschichtungsfilm und dem Wiederbeschichtungsfilm
direkt nach dem Trocknen und mit der Zeit auftritt.
-
Die
erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen
erreichten die Standardwerte in jedem Feucht-Trocken-Gefühl, Weich-Hart-Gefühl, Glatt-Rauh-Gefühl und Warm-Kalt-Gefühl und zeigten
einen hohen S-Wert, weisen nämlich
ausgezeichnete Griffeigenschaften auf und weisen ebenso gute Haftung
und Wiederbeschichtungshaftung und Beständigkeit gegen Verunreinigungen
mit Fetten und Ölen
auf.
-
Die
erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen,
die spezifizierte Mengen eines Reaktionsbeschleunigers und Reaktionsverzögerers enthalten,
weisen bemerkenswerte Tieftemperaturhärtbarkeit und lange Gebrauchsdauer
auf, und sind daher hinsichtlich der Energie- und Verfahrenskosten
vorteilhaft und zur kommerziellen Verwendung signifikant geeignet.