JP2011144338A - Water-based paint and water-based coating film using same - Google Patents

Water-based paint and water-based coating film using same Download PDF

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JP2011144338A JP2010012112A JP2010012112A JP2011144338A JP 2011144338 A JP2011144338 A JP 2011144338A JP 2010012112 A JP2010012112 A JP 2010012112A JP 2010012112 A JP2010012112 A JP 2010012112A JP 2011144338 A JP2011144338 A JP 2011144338A
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Tatsuya Suzuki
達也 鈴木
Kentaro Watanabe
健太郎 渡邉
Tetsuro Kikukawa
哲郎 菊川
Mariko Shibuya
麻里子 渋谷
Christian Ruslim
クリスティアン ルスリム
Masahiko Yamanaka
雅彦 山中
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Nissan Motor Co Ltd
ASM Inc
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Nissan Motor Co Ltd
Advanced Softmaterials Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide water-based paint having improved dispersibility in a solvent. <P>SOLUTION: The water-based paint containing a modified polyrotaxane has a cyclic molecule having a modified group formed with all or a part of the modified group converted into carboxylate; a straight chain molecule including the cyclic molecules in a skewing state; and blocker groups which are located at both ends of the straight chain molecule and prevent elimination of the cyclic molecule. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、水系塗料および当該水系塗料を用いて形成される水系塗膜に関する。当該水系塗料は、主として、自動車のボディ、屋内・屋外において使用される樹脂成型品、階段、床、家具等の木工製品、メッキ、蒸着、スパッタリング等の処理が施されたアルミホイール、ドアミラー等の製品などに好適に用いられる。さらに詳しくは、本発明は、水分散可能なポリロタキサンを含有し、平滑性、耐擦傷性、耐水性、耐酸性、耐鳥糞性及び延伸性に優れ、酸性雨や鳥糞等の大気降下物から塗膜の保護が可能となる水系塗料および当該水系塗料を用いて形成される水系塗膜に関する。また、本発明は、上記水系塗料用の材料として用いられるカルボン酸塩変性ポリロタキサン水分散体(エマルジョン、ディスパージョン)に関する。   The present invention relates to an aqueous coating material and an aqueous coating film formed using the aqueous coating material. These water-based paints are mainly used for automobile bodies, resin molded products used indoors and outdoors, woodwork products such as stairs, floors, furniture, aluminum wheels that have been subjected to plating, vapor deposition, sputtering, etc., door mirrors, etc. It is suitably used for products and the like. More specifically, the present invention contains a water-dispersible polyrotaxane, and is excellent in smoothness, scratch resistance, water resistance, acid resistance, bird dropping resistance and stretchability, and atmospheric precipitation such as acid rain and bird droppings. The present invention relates to a water-based paint that enables protection of the paint film and a water-based paint film formed using the water-based paint. The present invention also relates to a carboxylate-modified polyrotaxane aqueous dispersion (emulsion, dispersion) used as a material for the water-based paint.

ポリカーボネートやアクリル等の樹脂成型品、あるいは各種金属製品においては、硬度、耐候性、耐汚染性、耐溶剤性、防食性等の諸物性が要求されるレベルに満たない場合には、これらの物性を補うために、表面処理が施されることがある。このような表面処理には、通常、常温乾燥型塗料や2液ウレタン塗料等の硬化型塗料が用いられるが、このような塗料による表面処理膜には傷が付き易く、しかも傷が付いてしまった場合には、これが目立ち易い。   In the case of resin molded products such as polycarbonate and acrylic, or various metal products, if the physical properties such as hardness, weather resistance, stain resistance, solvent resistance, and corrosion resistance do not meet the required levels, these physical properties In order to compensate for this, surface treatment may be applied. For such surface treatments, curable paints such as room temperature drying paints and two-component urethane paints are usually used, but the surface treatment films with such paints are easily scratched and scratched. This is easily noticeable.

また、製品としての意匠性を向上させるために、各種部品に、めっきや蒸着、スパッタリングのような金属鏡面処理を施すことがあるが、このような金属鏡面処理を行った場合、処理膜には傷が付き易く、付いた傷が目立ち易い。そのため、このような鏡面処理膜には、通常、さらに上述したような塗料による表面処理が行われているが、この塗料処理膜にも、上記のように傷が付き易く、付いた傷が目立ち易いという欠点がある。   In addition, in order to improve the design as a product, various parts may be subjected to metal mirror surface treatment such as plating, vapor deposition, and sputtering. Scratches are easily attached, and the attached scratches are easily noticeable. For this reason, such a mirror-finished film is usually further subjected to a surface treatment with a paint as described above. However, the paint-treated film is also easily damaged as described above, and the attached scratch is conspicuous. There is a drawback that it is easy.

また、自動車用トップコートについても、近年では新車時の塗装外観を長期間に亘って保持することができるように、高耐久化指向が強まってきており、塗膜には、洗車機や、砂塵等によっても傷の付かない耐擦傷性が求められている。   In recent years, the top coat for automobiles has been increasingly oriented toward high durability so that the paint appearance of new cars can be maintained over a long period of time. There is a need for scratch resistance that does not cause scratches due to, for example.

このような耐擦傷性を有する塗膜を形成することができる塗料としては、従来、親水性ポリロタキサンを用いた水系塗料等が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a paint capable of forming such a scratch-resistant coating film, a water-based paint using a hydrophilic polyrotaxane has been conventionally known (for example, see Patent Document 1).

また、自動車等の大型商品は、消費者の手に届くまでの期間中に、風雨、湿気、日光、空気、鉄粉、鳥糞、煤煙などの大気中の汚染物質に曝され、塗装面が汚染され易い。このため、従来から自動車等の塗装面の上に更に塗膜保護剤を塗布しておき、消費者に渡る直前にその塗膜保護剤を除去することで、塗装面の汚染を防止し商品価値を維持することが行なわれている。   In addition, large products such as automobiles are exposed to atmospheric pollutants such as wind, rain, moisture, sunlight, air, iron powder, bird droppings, and smoke during the period until they reach the consumer's hands. Prone to contamination. For this reason, a coating film protective agent is conventionally applied on the painted surface of automobiles, etc., and the coating surface protective agent is removed immediately before passing to consumers, thereby preventing contamination of the painted surface and commercial value. Is being done.

上述の塗膜保護剤は、その用途から明らかなように、風雨や湿気等によっては簡単に除去されないような耐久性と、除去が必要となった時には有機溶剤や水または手拭きなどによって簡単に除去できるという易除去性を兼ねそなえる必要がある。   As is clear from its application, the above-mentioned coating film protective agent is durable so that it cannot be easily removed by rain or moisture, and when it is necessary to remove it, it can be easily removed by organic solvent, water, or hand-wiping. It must be easy to remove.

従来の塗膜保護剤としては、例えば、ワックス溶剤分散型、手拭き除去が可能なワックス−固体粉末溶剤分散型、ワックスを乳化分散した水性乳液型等がある。   Examples of conventional coating film protective agents include a wax solvent dispersion type, a wax-solid powder solvent dispersion type that can be removed by hand, and an aqueous emulsion type in which wax is emulsified and dispersed.

このような塗膜保護剤のうち、塗布乾燥の際に有機溶剤が揮発する塗膜保護剤や、除去の際には有機溶剤が必要な塗膜保護剤は、特に公害問題の点、その他資源の浪費、経済性
、安全性などの点で近年問題視されている。
Among these coating film protective agents, coating film protective agents that volatilize organic solvents during coating and drying, and coating film protective agents that require organic solvents during removal, are particularly pollutant and other resources. In recent years, it has been regarded as a problem in terms of waste, economy and safety.

そこで、有機溶剤の揮発が無く、不用になったときに剥ぎ取ることができる親水性ポリロタキサンを用いたストリッパブルペイント型が検討され始めている(例えば、特許文献2参照)。   Therefore, a strippable paint type using a hydrophilic polyrotaxane that does not volatilize an organic solvent and can be peeled off when it is not used has been studied (for example, see Patent Document 2).

特開2007−99973号公報JP 2007-99973 A 特開2007−106867号公報JP 2007-106867 A

しかしながら、上記特許文献1に開示された水系塗料や特許文献2に開示されたストリッパブルペイント型塗膜保護剤は、耐擦傷性、下地保護性及び除去性の観点での問題はないものの、親水性ポリロタキサンが分散できる溶媒種が限定されるため、その限定された溶媒種に可溶な添加剤を選択することになるため添加剤の材料選択の自由度が低い。   However, the water-based paint disclosed in Patent Document 1 and the strippable paint-type coating film protective agent disclosed in Patent Document 2 are hydrophilic, although there are no problems in terms of scratch resistance, base protection and removability. Since the solvent type in which the conductive polyrotaxane can be dispersed is limited, an additive that is soluble in the limited solvent type is selected, so the degree of freedom in selecting the material of the additive is low.

本発明は、このような従来の水系塗料における上記課題に鑑みてなされたものであり、溶媒への分散性が向上した水系塗料を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said subject in such a conventional water-system paint, and it aims at providing the water-system paint which the dispersibility to a solvent improved.

本発明はまた、平滑性、耐擦傷性、下地保護性、除去性、耐水性、耐湿性、耐酸性、耐鳥糞性、延伸性等、塗料として具備すべき種々の性能にも優れた水系塗膜を形成しうる水系塗料を提供することを目的とする。   The present invention is also an aqueous system excellent in various performances to be provided as a paint, such as smoothness, scratch resistance, base protection, removability, water resistance, moisture resistance, acid resistance, bird dropping resistance, stretchability, etc. An object is to provide a water-based paint capable of forming a coating film.

本発明は、平滑性、耐擦傷性、下地保護性、除去性、耐水性、耐湿性、耐酸性、耐鳥糞性、延伸性に優れた水系塗膜を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a water-based coating film excellent in smoothness, scratch resistance, base protection, removability, water resistance, moisture resistance, acid resistance, bird dropping resistance, and stretchability.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討をさらに繰り返した結果、ポリロタキサンの滑車効果に基づく優れた伸縮性や粘弾性、機械的強度に着目した。すなわち、環状分子が有する水酸基の全部又は一部を修飾基で修飾されたポリロタキサンの、該修飾基の全部又は一部をカルボン酸塩に変性すると、分散できる溶媒種を広げることができ、また、その分散性が向上することを知得した。また、当該変性ポリロタキサンは水や水系溶媒に分散可能であり、耐久性が要求される製品への適用範囲が広がり、このような変性ポリロタキサンを塗料に適用することによって、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of further intensive studies to solve the above problems, the present inventors have focused on excellent stretchability, viscoelasticity, and mechanical strength based on the pulley effect of polyrotaxane. That is, when all or part of the modification group of the polyrotaxane modified with all or part of the hydroxyl group of the cyclic molecule is modified with a carboxylate, the dispersible solvent species can be expanded, It was found that the dispersibility was improved. Further, the modified polyrotaxane can be dispersed in water or an aqueous solvent, and the range of application to products requiring durability is widened. It has been found that the above object can be achieved by applying such a modified polyrotaxane to a paint. The present invention has been completed.

すなわち、上記目的は、環状分子の修飾基の全部又は一部をカルボン酸塩に変性した変性ポリロタキサンを含む水系塗料によって達成されうる。   That is, the above object can be achieved by a water-based paint containing a modified polyrotaxane in which all or part of the modifying group of the cyclic molecule is modified with a carboxylate.

本発明の変性ポリロタキサンを含む水系塗料は、変性ポリロタキサンの水や水系溶媒への分散性が向上した塗料となる。また、本発明の水系塗料は、変性ポリロタキサンが様々な溶媒種に分散できるため、添加剤等の材料選択の自由度が広がる。   The aqueous paint containing the modified polyrotaxane of the present invention is a paint having improved dispersibility of the modified polyrotaxane in water or an aqueous solvent. Moreover, since the modified | denatured polyrotaxane can be disperse | distributed to various solvent seed | species in the water-based paint of this invention, the freedom degree of material selection, such as an additive, spreads.

また、本発明の水系塗料を用いて形成される水系塗膜は、平滑性、耐擦傷性、下地保護性、除去性、耐水性、耐湿性、耐酸性、耐鳥糞性、延伸性に優れる。   In addition, the water-based coating film formed using the water-based paint of the present invention is excellent in smoothness, scratch resistance, base protection, removability, water resistance, moisture resistance, acid resistance, bird dropping resistance, and stretchability. .

本発明に係る変性ポリロタキサンの基本構造を概念的に示す模式図である。1 is a schematic diagram conceptually showing the basic structure of a modified polyrotaxane according to the present invention. 架橋構造型変性ポリロタキサンを概念的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows notionally a crosslinked structure type modified polyrotaxane. 本発明のクリヤー塗膜を含む積層塗膜の構造例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structural example of the laminated coating film containing the clear coating film of this invention. 本発明の塗装保護膜の構造例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structural example of the coating protective film of this invention.

本発明は、修飾基を有しかつ前記修飾基の全部または一部をカルボン酸塩に変性してなる環状分子と、前記環状分子を串刺し状に包接する直鎖状分子と、前記直鎖状分子の両末端に配置され前記環状分子の脱離を防止する封鎖基と、を有する変性ポリロタキサンを含む水系塗料を提供する。なお、本明細書では、修飾基を有しかつ前記修飾基の全部または一部をカルボン酸塩に変性してなる環状分子を、単に「変性環状分子」とも称し、変性前の環状分子を、単に「環状分子」とも称する。また、前記環状分子を串刺し状に包接する直鎖状分子を、単に「直鎖状分子」とも称する。さらに、前記直鎖状分子の両末端に配置され前記環状分子の脱離を防止する封鎖基を、単に「封鎖基」とも称する。   The present invention includes a cyclic molecule having a modifying group and in which all or a part of the modifying group is modified into a carboxylate, a linear molecule that includes the cyclic molecule in a skewered manner, and the linear Provided is a water-based paint comprising a modified polyrotaxane having a blocking group which is disposed at both ends of a molecule and prevents the elimination of the cyclic molecule. In the present specification, a cyclic molecule having a modifying group and obtained by modifying all or part of the modifying group into a carboxylate salt is also simply referred to as “modified cyclic molecule”. Also simply called “cyclic molecule”. The linear molecule that includes the cyclic molecule in a skewered manner is also simply referred to as “linear molecule”. Furthermore, a blocking group that is disposed at both ends of the linear molecule and prevents the elimination of the cyclic molecule is also simply referred to as a “blocking group”.

本発明は、環状分子と、直鎖状分子と、封鎖基と、を有するポリロタキサンにおいて、環状分子に修飾基を導入しかつ当該修飾基の少なくとも一部をカルボン酸塩に変性した変性ポリロタキサンを使用することに特徴がある。このような変性ポリロタキサンは、環状分子に導入された修飾基の少なくとも一部をカルボン酸塩に変換しているので、水や水系溶媒への分散性がさらに向上する。また、この変性ポリロタキサンは、水や水系溶媒への分散性の向上により、使用できる水系溶媒の種類も多様化できる。このため、本発明の水系塗料を、例えば、車体のクリヤー塗膜や塗装保護膜等の物体の表面塗膜や表面保護膜の形成に使用する場合には、得られる水系塗膜は、優れた平滑性を示す。また、ポリロタキサンは、その構造による滑車効果に基づき、優れた伸縮性や粘弾性、機械的強度を発揮でき、この効果は、変性ポリロタキサンであっても維持される。このため、本発明の水系塗料を、例えば、車体のクリヤー塗膜や塗装保護膜等の物体の表面塗膜や表面保護膜の形成に使用される場合には、得られる水系塗膜は、優れた耐擦傷性、耐チッピング性、耐鳥糞性、延伸性を発揮しうる。なお本願発明において修飾基は、親水性、疎水性、両親媒性のいずれの特性を有していてもよいが、疎水性修飾基であることが好ましい。   The present invention uses a modified polyrotaxane having a cyclic molecule, a linear molecule, and a blocking group, wherein a modified group is introduced into the cyclic molecule and at least a part of the modified group is modified to a carboxylate. There is a feature in doing. In such a modified polyrotaxane, since at least a part of the modifying group introduced into the cyclic molecule is converted to a carboxylate, the dispersibility in water or an aqueous solvent is further improved. In addition, this modified polyrotaxane can diversify the types of aqueous solvents that can be used by improving the dispersibility in water and aqueous solvents. For this reason, when the water-based paint of the present invention is used, for example, for the formation of a surface paint film or a surface protective film on an object such as a clear paint film or a paint protective film of a vehicle body, the water-based paint film obtained is excellent. Shows smoothness. In addition, polyrotaxane can exhibit excellent stretchability, viscoelasticity, and mechanical strength based on the pulley effect due to its structure, and this effect is maintained even with a modified polyrotaxane. For this reason, when the water-based paint of the present invention is used, for example, in the formation of a surface paint film or a surface protective film on an object such as a clear paint film or a paint protective film on a vehicle body, It can also exhibit scratch resistance, chipping resistance, bird dropping resistance, and stretchability. In the present invention, the modifying group may have any of hydrophilic, hydrophobic, and amphiphilic properties, but is preferably a hydrophobic modifying group.

以下、本発明を詳細に説明する。なお、本明細書において、「質量」と「重量」、「質量%」と「重量%」、および「質量部」と「重量部」は同義語であり、「%」は特記しない限り質量百分率(質量%)を意味する。また、物性等の測定に関しては特に断りがない場合は室温(20〜25℃)/相対湿度40〜50%で測定する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present specification, “mass” and “weight”, “mass%” and “wt%”, “mass part” and “part by weight” are synonyms, and “%” is a mass percentage unless otherwise specified. (Mass%) is meant. Moreover, when there is no notice in particular regarding the measurement of a physical property etc., it measures at room temperature (20-25 degreeC) / 40-50% of relative humidity.

上記したように、本発明に係る変性ポリロタキサンは、環状分子の修飾基の少なくとも一部をカルボン酸塩に変性したものであり、このような変性により、水や水系溶媒への分散性が向上する。本発明の水系塗料は、上記変性ポリロタキサンを含有するものである。   As described above, the modified polyrotaxane according to the present invention is obtained by modifying at least a part of the modifying group of the cyclic molecule into a carboxylate, and such modification improves dispersibility in water or an aqueous solvent. . The water-based paint of the present invention contains the modified polyrotaxane.

図1は、本発明に係る変性ポリロタキサンの基本構造を概念的に示す模式図である。図1中、変性ポリロタキサン1は、環状分子2、当該環状分子2の開口部を介して串刺し状に貫通する直鎖状分子3、当該直鎖状分子3の両末端に結合する封鎖基4からなる。ここで、封鎖基4は、環状分子2が直鎖状分子3からの脱離を防止するよう働く。上記構造により、外的応力が加わる場合には、環状分子2が直鎖状分子3に沿って自由に移動する(滑車効果)。このため、本発明の水系塗料を使用して形成された水系塗膜は、伸縮性や粘弾性に優れ、フィルムが切れたり、傷が生じ難いという優れた特性を備えている。ゆえに、本発明の水系塗料を用いて形成される水系塗膜は、耐擦傷性(耐チッピング性)、耐鳥糞性、延伸性、下地保護性に優れる。また、環状分子2は、修飾基2aを有し、この修飾基の全部又は一部がカルボン酸塩2bに変性されている。このようにカルボン酸塩が存在することにより、変性ポリロタキサンは、水や水系溶媒への分散性が向上し、水系塗料の
成分として好適に配合できる。ゆえに、本発明の水系塗料は、様々な用途に応じた水や水系溶媒を利用した塗料となる。また、変性ポリロタキサンが水系塗料中に均一に分散できるので、当該水系塗料を用いて形成される水系塗膜は平滑性にも優れる。
FIG. 1 is a schematic diagram conceptually showing the basic structure of a modified polyrotaxane according to the present invention. In FIG. 1, the modified polyrotaxane 1 includes a cyclic molecule 2, a linear molecule 3 penetrating through the opening of the cyclic molecule 2, and a blocking group 4 bonded to both ends of the linear molecule 3. Become. Here, the blocking group 4 serves to prevent the cyclic molecule 2 from detaching from the linear molecule 3. With the above structure, when an external stress is applied, the cyclic molecule 2 freely moves along the linear molecule 3 (pulley effect). For this reason, the water-based coating film formed using the water-based paint of the present invention is excellent in stretchability and viscoelasticity, and has excellent characteristics that the film is not cut or easily damaged. Therefore, the water-based coating film formed using the water-based paint of the present invention is excellent in scratch resistance (chipping resistance), bird dropping resistance, stretchability, and base protection. The cyclic molecule 2 has a modifying group 2a, and all or part of the modifying group is modified with a carboxylate 2b. Thus, the presence of the carboxylate improves the dispersibility of the modified polyrotaxane in water or an aqueous solvent and can be suitably blended as a component of the aqueous paint. Therefore, the water-based paint of the present invention is a paint using water or a water-based solvent corresponding to various applications. Moreover, since the modified polyrotaxane can be uniformly dispersed in the water-based paint, the water-based coating film formed using the water-based paint is also excellent in smoothness.

また、上記したような水や水系溶媒への分散性の発現は、従来は水や水系溶媒に難溶性ないしは不溶性であったポリロタキサンに対し、水や水系溶媒という反応場、典型的には架橋場を提供するものである。すなわち、本発明に係る変性ポリロタキサンは、水や水系溶媒の存在下で他のポリマーとの架橋が容易に行えるよう反応性を向上させたものである。   In addition, the expression of dispersibility in water and aqueous solvents as described above is based on the reaction field of water or aqueous solvent, typically a cross-linking field, with respect to polyrotaxanes that have been hardly soluble or insoluble in water or aqueous solvents. Is to provide. That is, the modified polyrotaxane according to the present invention has improved reactivity so that crosslinking with other polymers can be easily performed in the presence of water or an aqueous solvent.

上記したように、本発明に係る変性ポリロタキサンは、環状分子と、直鎖状分子と、封鎖基と、を有するポリロタキサンにおいて、環状分子に修飾基を導入しかつ当該修飾基の少なくとも一部をカルボン酸塩に変性した構造を有する。   As described above, the modified polyrotaxane according to the present invention is a polyrotaxane having a cyclic molecule, a linear molecule, and a blocking group, wherein a modifying group is introduced into the cyclic molecule and at least a part of the modifying group is carboxylated. It has a structure modified to an acid salt.

ここで、環状分子としては、環状構造を有し、直鎖状分子に包接されて滑車効果を奏するものであれば特に制限されない。なお、本明細書において、「環状構造」とは、必ずしも閉環した形状である必要はない。すなわち、環状分子は、例えば、「C」字状のように、実質的に環状構造を有するものであれば十分である。   Here, the cyclic molecule is not particularly limited as long as it has a cyclic structure and is included in a linear molecule and exerts a pulley effect. In the present specification, the “annular structure” does not necessarily have a closed ring shape. That is, it is sufficient that the cyclic molecule has a substantially cyclic structure, for example, a “C” shape.

また、環状分子は、反応基を有することが好ましい。これによって、修飾基などの導入が行い易くなる。このような反応基としては、例えば水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基、チオール基、アルデヒド基などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、反応基としては、後述する封鎖基を形成する(ブロック化反応)際に、この封鎖基と反応しない基が好ましい。このような点を考慮すると、反応基は、水酸基、エポキシ基、アミノ基であることが好ましく、水酸基であることが特に好ましい。   The cyclic molecule preferably has a reactive group. This facilitates the introduction of modifying groups and the like. Examples of such a reactive group include, but are not limited to, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, an isocyanate group, a thiol group, and an aldehyde group. The reactive group is preferably a group that does not react with the blocking group when a blocking group described later is formed (blocking reaction). Considering such points, the reactive group is preferably a hydroxyl group, an epoxy group, or an amino group, and particularly preferably a hydroxyl group.

具体的には、環状分子としては、シクロデキストリン、クラウンエーテル類、ベンゾクラウン類、ジベンゾクラウン類、ジシクロヘキサノクラウン類、ならびにこれらの誘導体及び変性体などが挙げられる。これらのうち、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体が好ましく使用される。ここで、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の種類は、特に制限されない。シクロデキストリンは、α型、β型、γ型、δ型、ε型のいずれでもよい。また、シクロデキストリン誘導体としてもα型、β型、γ型、δ型、ε型のいずれでもよい。なお、シクロデキストリン誘導体とは、例えば、アミノ体、トシル体、メチル体、プロピル体、モノアセチル体、トリアセチル体、ベンゾイル体、スルホニル体及びモノクロロトリアジニル体等の化学修飾体を意図したものである。本発明で使用できるシクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体のより具体的な例としては、α−シクロデキストリン(グルコース数=6個)、β−シクロデキストリン(グルコース数=7個)、γ−シクロデキストリン(グルコース数=8個)等の、シクロデキストリン;ジメチルシクロデキストリン、グルコシルシクロデキストリン、2−ヒドロキシプロピル−α−シクロデキストリン、2,6−ジ−O−メチル−α−シクロデキストリン、6−O−α−マルトシル−α−シクロデキストリン、6−O−α−D−グルコシル−α−シクロデキストリンモノ、ヘキサキス(2,3,6−トリ−O−アセチル)−α−シクロデキストリン、ヘキサキス(2,3,6−トリ−O−メチル)−α−シクロデキストリン、ヘキサキス(6−O−トシル)−α−シクロデキストリン、ヘキサキス(6−アミノ−6−デオキシ)−α−シクロデキストリン、ヘキサキス(2、3−アセチル−6−ブロモ−6−デオキシ)−α−シクロデキストリン、ヘキサキス(2,3,6−トリ−O−オクチル)−α−シクロデキストリン、モノ(2−O−ホスホリル)−α−シクロデキストリン、モノ[2,(3)−O−(カルボキシルメチル)]−α−シクロデキストリン、オクタキス(6−O−t−ブチルジメチルシリル)−α−シクロデキストリン、スクシニ
ル−α−シクロデキストリン、グルクロニルグルコシル−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,6−ジ−O−メチル)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,6−ジ−O−エチル)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(6−O−スルホ)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,3−ジ−O−アセチル−6−O−スルホ)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,3−ジ−O−メチル−6−O−スルホ)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,3,6−トリ−O−アセチル)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,3,6−トリ−O−ベンゾイル)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,3,6−トリ−O−メチル)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(3−O−アセチル−2,6−ジ−O−メチル)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,3−O−アセチル−6−ブロモ−6−デオキシ)−β−シクロデキストリン、2−ヒドロキシエチル−β−シクロデキストリン、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン、2−ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン、(2−ヒドロキシ−3−N,N,N−トリメチルアミノ)プロピル−β−シクロデキストリン、6−O−α−マルトシル−β−シクロデキストリン、メチル−β−シクロデキストリン、ヘキサキス(6−アミノ−6−デオキシ)−β−シクロデキストリン、ビス(6−アジド−6−デオキシ)−β−シクロデキストリン、モノ(2−O−ホスホリル)−β−シクロデキストリン、ヘキサキス[6−デオキシ−6−(1−イミダゾリル)]−β−シクロデキストリン、モノアセチル−β−シクロデキストリン、トリアセチル−β−シクロデキストリン、モノクロロトリアジニル−β−シクロデキストリン、6−O−α−D−グルコシル−β−シクロデキストリン、6−O−α−D−マルトシル−β−シクロデキストリン、スクシニル−β−シクロデキストリン、スクシニル−(2−ヒドロキシプロピル)−β−シクロデキストリン、2−カルボキシメチル−β−シクロデキストリン、2−カルボキシエチル−β−シクロデキストリン、ブチル−β−シクロデキストリン、スルホプロピル−β−シクロデキストリン、6−モノデオキシ−6−モノアミノ−β−シクロデキストリン、シリル[(6−O−t−ブチルジメチル)2,3−ジ−O−アセチル]−β−シクロデキストリン、2−ヒドロキシエチル−γ−シクロデキストリン、2−ヒドロキシプロピル−γ−シクロデキストリン、ブチル−γ−シクロデキストリン、3A−アミノ−3A−デオキシ−(2AS,3AS)−γ−シクロデキストリン、モノ−2−O−(p−トルエンスルホニル)−γ−シクロデキストリン、モノ−6−O−(p−トルエンスルホニル)−γ−シクロデキストリン、モノ−6−O−メシチレンスルホニル−γ−シクロデキストリン、オクタキス(2,3,6−トリ−O−メチル)−γ−シクロデキストリン、オクタキス(2,6−ジ−O−フェニル)−γ−シクロデキストリン、オクタキス(6−O−t−ブチルジメチルシリル)−γ−シクロデキストリン、オクタキス(2,3,6−トリ−O−アセチル)−γ−シクロデキストリン、などが挙げられる。ここで、上述のシクロデキストリン等の環状分子は、その1種を単独、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。上記環状分子の中では、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、およびこれらの誘導体が好ましく、被包接性の観点からは、α−シクロデキストリンおよびこれらの誘導体を使用することが特に好ましい。
Specifically, examples of the cyclic molecule include cyclodextrin, crown ethers, benzocrowns, dibenzocrowns, dicyclohexanocrowns, and derivatives and modified products thereof. Of these, cyclodextrin and cyclodextrin derivatives are preferably used. Here, the types of cyclodextrin and cyclodextrin derivatives are not particularly limited. The cyclodextrin may be any of α-type, β-type, γ-type, δ-type, and ε-type. The cyclodextrin derivative may be any of α-type, β-type, γ-type, δ-type, and ε-type. The cyclodextrin derivative is intended to be a chemical modification such as amino, tosyl, methyl, propyl, monoacetyl, triacetyl, benzoyl, sulfonyl, and monochlorotriazinyl. It is. More specific examples of cyclodextrins and cyclodextrin derivatives that can be used in the present invention include α-cyclodextrin (glucose number = 6), β-cyclodextrin (glucose number = 7), γ-cyclodextrin (glucose). Cyclodextrin; dimethylcyclodextrin, glucosylcyclodextrin, 2-hydroxypropyl-α-cyclodextrin, 2,6-di-O-methyl-α-cyclodextrin, 6-O-α- Maltosyl-α-cyclodextrin, 6-O-α-D-glucosyl-α-cyclodextrin mono, hexakis (2,3,6-tri-O-acetyl) -α-cyclodextrin, hexakis (2,3,6 -Tri-O-methyl) -α-cyclodextrin, hexakis (6-O-toshi ) -Α-cyclodextrin, hexakis (6-amino-6-deoxy) -α-cyclodextrin, hexakis (2,3-acetyl-6-bromo-6-deoxy) -α-cyclodextrin, hexakis (2, 3,6-tri-O-octyl) -α-cyclodextrin, mono (2-O-phosphoryl) -α-cyclodextrin, mono [2, (3) -O- (carboxylmethyl)]-α-cyclodextrin , Octakis (6-Ot-butyldimethylsilyl) -α-cyclodextrin, succinyl-α-cyclodextrin, glucuronylglucosyl-β-cyclodextrin, heptakis (2,6-di-O-methyl) -β Cyclodextrin, heptakis (2,6-di-O-ethyl) -β-cyclodextrin, heptakis (6-O-sulfur E) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3-di-O-acetyl-6-O-sulfo) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3-di-O-methyl-6-O-sulfo) -Β-cyclodextrin, heptakis (2,3,6-tri-O-acetyl) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3,6-tri-O-benzoyl) -β-cyclodextrin, heptakis (2, 3,6-tri-O-methyl) -β-cyclodextrin, heptakis (3-O-acetyl-2,6-di-O-methyl) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3-O-acetyl- 6-bromo-6-deoxy) -β-cyclodextrin, 2-hydroxyethyl-β-cyclodextrin, hydroxypropyl-β-cyclodextrin, 2-hydroxypro Ru-β-cyclodextrin, (2-hydroxy-3-N, N, N-trimethylamino) propyl-β-cyclodextrin, 6-O-α-maltosyl-β-cyclodextrin, methyl-β-cyclodextrin, Hexakis (6-amino-6-deoxy) -β-cyclodextrin, bis (6-azido-6-deoxy) -β-cyclodextrin, mono (2-O-phosphoryl) -β-cyclodextrin, hexakis [6- Deoxy-6- (1-imidazolyl)]-β-cyclodextrin, monoacetyl-β-cyclodextrin, triacetyl-β-cyclodextrin, monochlorotriazinyl-β-cyclodextrin, 6-O-α-D- Glucosyl-β-cyclodextrin, 6-O-α-D-maltosyl-β-cyclodextrin, Sinyl-β-cyclodextrin, succinyl- (2-hydroxypropyl) -β-cyclodextrin, 2-carboxymethyl-β-cyclodextrin, 2-carboxyethyl-β-cyclodextrin, butyl-β-cyclodextrin, sulfopropyl -Β-cyclodextrin, 6-monodeoxy-6-monoamino-β-cyclodextrin, silyl [(6-Ot-butyldimethyl) 2,3-di-O-acetyl] -β-cyclodextrin, 2- Hydroxyethyl-γ-cyclodextrin, 2-hydroxypropyl-γ-cyclodextrin, butyl-γ-cyclodextrin, 3A-amino-3A-deoxy- (2AS, 3AS) -γ-cyclodextrin, mono-2-O- (P-toluenesulfonyl) -γ-cyclodextrin, Mono-6-O- (p-toluenesulfonyl) -γ-cyclodextrin, mono-6-O-mesitylenesulfonyl-γ-cyclodextrin, octakis (2,3,6-tri-O-methyl) -γ-cyclo Dextrin, octakis (2,6-di-O-phenyl) -γ-cyclodextrin, octakis (6-Ot-butyldimethylsilyl) -γ-cyclodextrin, octakis (2,3,6-tri-O— Acetyl) -γ-cyclodextrin, and the like. Here, the above-mentioned cyclic molecules such as cyclodextrin can be used singly or in combination of two or more. Among the cyclic molecules, α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin, and derivatives thereof are preferable. From the viewpoint of inclusion, α-cyclodextrin and derivatives thereof should be used. Is particularly preferred.

直鎖状分子に包接される環状分子の個数(包接量)は、特に制限されず、所望の溶媒への分散性、修飾基の種類などによって適宜選択されうる。具体的には、直鎖状分子に包接される環状分子の個数(包接量)は、直鎖状分子が環状分子を包接し得る最大包接量を1とするとき、0.06〜0.61が好ましく、0.11〜0.48がより好ましく、0.24〜0.41が特に好ましい。   The number (inclusion amount) of the cyclic molecule included in the linear molecule is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the dispersibility in a desired solvent, the type of the modifying group, and the like. Specifically, the number (inclusion amount) of the cyclic molecule included in the linear molecule is 0.06 to 0 when the maximum inclusion amount that the linear molecule can include the cyclic molecule is 1. 0.61 is preferable, 0.11 to 0.48 is more preferable, and 0.24 to 0.41 is particularly preferable.

本明細書において、「直鎖状分子が環状分子を包接し得る最大包接量」とは、直鎖状分子に対して環状分子が隙間無く包接する際の環状分子の数を意味し、下記式により算出できる。   In the present specification, the "maximum inclusion amount that a linear molecule can include a cyclic molecule" means the number of cyclic molecules when the cyclic molecule is included in the linear molecule without a gap. It can be calculated by an equation.

ここで、直鎖状分子の鎖長は、その分子量(重量平均分子量)から鎖長を容易に求められる。また、環状分子の厚みもまた、公知であり、例えば、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンの場合は、約0.7nmである。   Here, the chain length of the linear molecule can be easily determined from its molecular weight (weight average molecular weight). The thickness of the cyclic molecule is also known, for example, about 0.7 nm in the case of α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, and γ-cyclodextrin.

本発明では、上記環状分子は、修飾基を有する。修飾基の環状分子への導入により、ある程度溶媒への分散性を向上でき、他のポリマーとの反応性を向上することができる。ここで、環状分子が備える修飾基は、下記修飾基であることが好ましい。例えば、アルキル基、ベンジル基、ベンゼン誘導体含有基、アシル基、シリル基、トリチル基、及びトシル基等の、上記基がウレタン結合、エステル結合またはエーテル結合と結合した基または上記2つの基が上記いずれかの結合を介して結合した基などを挙げることができる。   In the present invention, the cyclic molecule has a modifying group. By introducing the modifying group into the cyclic molecule, the dispersibility in a solvent can be improved to some extent, and the reactivity with other polymers can be improved. Here, the modifying group included in the cyclic molecule is preferably the following modifying group. For example, an alkyl group, a benzyl group, a benzene derivative-containing group, an acyl group, a silyl group, a trityl group, a tosyl group, or the like, wherein the group is bonded to a urethane bond, an ester bond or an ether bond, or the two groups are the above Examples thereof include a group bonded through any bond.

また、本発明に係る変性ポリロタキサンが複数の環状分子を有する場合には、環状分子の反応基の全部が修飾基によって修飾されている必要はない。言い換えると、次のカルボン酸塩への変性により変性ポリロタキサン全体として所望の溶媒への分散性を示す限り、修飾基によって修飾されていない水酸基を有する環状分子が部分的に存在したとしても何ら差し支えない。また、変性ポリロタキサン中に複数の環状分子を有する場合、修飾基は、環状分子全体に均一に導入されていても、あるいは不均一に導入されてもよい。しかし、溶媒への分散性、機械的強度、滑車効果に基づく優れた伸縮性や粘弾性等、塗料として具備すべき種々の諸特性を考慮すると、修飾基は環状分子全体に均一に(実質的に同数のまたは同比の修飾基が各環状分子に存在するように)導入されることが好ましい。   Further, when the modified polyrotaxane according to the present invention has a plurality of cyclic molecules, it is not necessary that all of the reactive groups of the cyclic molecules are modified with a modifying group. In other words, as long as the modified polyrotaxane as a whole exhibits dispersibility in a desired solvent by modification to the next carboxylate, there may be any partial presence of a cyclic molecule having a hydroxyl group that is not modified by the modifying group. . Further, when the modified polyrotaxane has a plurality of cyclic molecules, the modifying group may be introduced uniformly or non-uniformly throughout the cyclic molecule. However, considering various properties to be provided as a coating material, such as dispersibility in solvents, mechanical strength, and excellent stretchability and viscoelasticity based on the pulley effect, the modifying group is uniform throughout the cyclic molecule (substantially Are preferably introduced in such a way that the same number or ratio of modifying groups are present in each cyclic molecule).

ここで、環状分子の修飾基による平均修飾度は、特に制限されず、所望の溶媒への分散性、環状分子の種類などによって適宜選択されうる。環状分子の修飾基による平均修飾度は、環状分子の有する反応基が修飾され得る最大数を1とするとき、0.02以上であることが好ましく、0.04以上であることがより好ましく、0.06以上であることが特に好ましい。なお塗膜形成時に不溶性ブツ(異物付着などに由来する突出物)が生成することがある。本明細書において、「環状分子の反応基が修飾され得る最大数」とは、修飾基による修飾前に環状分子が有していた全反応基数を意味する。また、「平均修飾度」とは、変性ポリロタキサンの環状分子1個の全反応基数に対する修飾された全反応基数の比のことである。例えば、環状分子としてα−シクロデキストリンを有する場合には、α−シクロデキストリンは18個の水酸基を反応基として持つため、修飾前のポリロタキサンの全反応基数は18×(α−シクロデキストリンの個数)となる。このうち、計n個の反応基が修飾基で修飾されたとすると、平均修飾度は、n/(18×(α−シクロデキストリンの個数))となる。   Here, the average modification degree by the modifying group of the cyclic molecule is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the dispersibility in a desired solvent, the kind of the cyclic molecule, and the like. The average degree of modification by the modifying group of the cyclic molecule is preferably 0.02 or more, more preferably 0.04 or more, when the maximum number that the reactive group of the cyclic molecule can be modified is 1. It is especially preferable that it is 0.06 or more. Note that insoluble bumps (protrusions derived from adhesion of foreign substances) may be generated during coating film formation. In the present specification, the “maximum number of reactive groups of a cyclic molecule that can be modified” means the total number of reactive groups that the cyclic molecule had before modification with the modifying group. The “average degree of modification” is the ratio of the total number of reactive groups modified to the total number of reactive groups in one cyclic molecule of the modified polyrotaxane. For example, when α-cyclodextrin is used as a cyclic molecule, since α-cyclodextrin has 18 hydroxyl groups as reactive groups, the total number of reactive groups of polyrotaxane before modification is 18 × (number of α-cyclodextrins). It becomes. Of these, assuming that a total of n reactive groups are modified with a modifying group, the average modification degree is n / (18 × (number of α-cyclodextrin)).

本発明では、上記修飾基の少なくとも一部をカルボン酸塩に変性する。このような変性により、特に水や水系溶媒への分散性が向上できる。ここで、修飾基の全てがカルボン酸塩に変性する必要はない。言い換えると、最終産物である変性ポリロタキサン全体として所望の溶媒への分散性を示す限り、カルボン酸塩に変性していない修飾基が部分的に存在したとしても何ら差し支えない。また、変性ポリロタキサン中に複数の環状分子を有する場合、カルボン酸塩は、環状分子全体に均一になるように修飾基を変性しても、あるいは不均一な状態で修飾基を変性していてもよい。しかし、溶媒への分散性、機械的強度、滑車効果に基づく優れた伸縮性や粘弾性等、塗料として具備すべき種々の諸特性を考慮すると、カルボン酸塩は、環状分子全体に均一になるように修飾基を変性することが好ましい。即ち、各環状分子当たり実質的に同数のカルボン酸塩が存在することが好ましい。   In the present invention, at least a part of the modifying group is modified to a carboxylate. By such modification, dispersibility in water or an aqueous solvent can be improved. Here, it is not necessary for all of the modifying groups to be modified to carboxylate. In other words, as long as the modified polyrotaxane, which is the final product, exhibits dispersibility in a desired solvent, there may be any partial modification groups that are not modified in the carboxylate. In addition, when the modified polyrotaxane has a plurality of cyclic molecules, the carboxylate may be modified evenly by modifying the modifying group so as to be uniform over the entire cyclic molecule or in a non-uniform state. Good. However, in consideration of various properties to be provided as a coating material such as dispersibility in a solvent, mechanical strength, and excellent stretchability and viscoelasticity based on the pulley effect, the carboxylate is uniform over the entire cyclic molecule. Thus, it is preferable to modify the modifying group. That is, it is preferred that substantially the same number of carboxylates be present for each cyclic molecule.

カルボン酸塩による修飾基の変性度は、特に制限されず、所望の溶媒への分散性、修飾基の種類などによって適宜選択されうる。カルボン酸塩による修飾基の変性度は、修飾基全数に対して、好ましくは10〜50%、より好ましくは20〜40%である。このような範囲であれば、十分な溶媒への分散性、特に水や水系溶媒への十分な分散性を示すことができる。なお、上記カルボン酸塩による修飾基の変性度は、下記に詳述するが、酸無水物、およびアミン化合物の添加量によって適宜制御できる。   The degree of modification of the modifying group by the carboxylate is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the dispersibility in a desired solvent, the type of the modifying group, and the like. The degree of modification of the modifying group by the carboxylate is preferably 10 to 50%, more preferably 20 to 40%, based on the total number of modifying groups. If it is such a range, the dispersibility to sufficient solvent, especially sufficient dispersibility to water or an aqueous solvent can be shown. In addition, although the modification degree of the modifying group by the carboxylate is described in detail below, it can be appropriately controlled by the addition amount of the acid anhydride and the amine compound.

カルボン酸塩としては、特に水や水系溶媒への分散性が向上できる形態であれば特に制限されない。具体的には、カルボン酸塩は、下記式(1)で示される基を有する。   The carboxylate is not particularly limited as long as the dispersibility in water or an aqueous solvent can be improved. Specifically, the carboxylate has a group represented by the following formula (1).

上記式(1)において、R、R及びRは、水素原子または炭素原子数1〜8の分岐鎖を有してもよい炭化水素基を表わす。ここで、R、R及びRは、それぞれ、同一であってもあるいは異なるものであってもよい。炭素原子数1〜8の分岐鎖を有してもよい炭化水素基は、特に制限されないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、等の、炭素原子数1〜8の直鎖または分岐鎖のアルキル基;シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル及びシクロオクチル等の、炭素原子数3〜8のシクロアルキル基;フェニル、ベンジル、フェネチル、o−,m−若しくはp−トリル、2,3−若しくは2,4−キシリル、メシチル、ナフチル、アントリル、フェナントリル、ビフェニリル、ベンズヒドリル、トリチル及びピレニル等の、炭素原子数6〜20のアリール基などが挙げられる。これらのうち、R、R及びRは、水素原子、炭素原子数1〜4の直鎖または分岐鎖のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基がより好ましく、水素原子、エチル基がさらにより好ましく、特にエチル基が特に好ましい。また、Rは、ヒドロキシアルキル基の水酸基をラクトン誘導体で修飾した修飾基を表わす。好ましくは、Rは、ヒドロキシプロピル基の水酸基をラクトン誘導体で修飾した修飾基を表わす。このようなカルボン酸塩の形態であれば、得られる変性ポリロタキサンは特に水や水系溶媒への優れた分散性を示す。 In the above formula (1), R 1, R 2 and R 3 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group which may have a branched chain having 1 to 8 carbon atoms. Here, R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different from each other. The hydrocarbon group which may have a branched chain having 1 to 8 carbon atoms is not particularly limited, but for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec A linear or branched chain having 1 to 8 carbon atoms, such as -butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, etc. An alkyl group; a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl; phenyl, benzyl, phenethyl, o-, m- or p-tolyl, 2, 3 -Or 2,4-xylyl, mesityl, naphthyl, anthryl, phenanthryl, biphenylyl, benzhydryl, trityl and pyrenyl, etc. An aryl group having 6 to 20 carbon atoms can be mentioned. Among these, R 1 , R 2 and R 3 are preferably a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a propyl group, A hydrogen atom and an ethyl group are even more preferable, and an ethyl group is particularly preferable. R 4 represents a modifying group obtained by modifying a hydroxyl group of a hydroxyalkyl group with a lactone derivative. Preferably, R 4 represents a modifying group obtained by modifying a hydroxyl group of a hydroxypropyl group with a lactone derivative. With such a carboxylate form, the resulting modified polyrotaxane exhibits particularly excellent dispersibility in water and aqueous solvents.

本発明に係る変性ポリロタキサンは、上記環状分子を串刺し状に包接する直鎖状分子をさらに有する。直鎖状分子は、実質的に直鎖であればよく、回転子である環状分子が回動可能で滑車効果を発揮できるように包接できる限り、分岐鎖を有していてもよい。また、環状分子の大きさにも影響を受けるが、直鎖状分子の長さ(直鎖状分子の分子量)についても、環状分子が滑車効果を発揮できる限り特に限定されない。   The modified polyrotaxane according to the present invention further has a linear molecule that includes the cyclic molecule in a skewered manner. The linear molecule may be substantially linear, and may have a branched chain as long as the cyclic molecule as a rotor can be rotated and can be included so as to exert a pulley effect. Further, although it is affected by the size of the cyclic molecule, the length of the linear molecule (molecular weight of the linear molecule) is not particularly limited as long as the cyclic molecule can exhibit the pulley effect.

直鎖状分子は、その材質は特に制限されないが、両末端に反応基を有するものが好ましい。これにより、上記封鎖基と容易に反応させることができ、直鎖状分子の両末端に封鎖基を導入できる。かかる反応基は、特に制限されず、採用する直鎖状分子や封鎖基の種類などに応じて適宜変更することができるが、水酸基、アミノ基、カルボキシル基及びチオール基などを例示することができる。   The material of the linear molecule is not particularly limited, but preferably has a reactive group at both ends. Thereby, it can be made to react easily with the said blocking group, and a blocking group can be introduce | transduced into the both ends of a linear molecule. Such a reactive group is not particularly limited and can be appropriately changed depending on the type of linear molecule or blocking group employed, and examples thereof include a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, and a thiol group. .

このような直鎖状分子は、特に限定されるものではない。具体的には、直鎖状分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリアルキレン類;ポリカプロラクトン、ポリバレロラクトンなどのポリエステル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリエーテル類;ポリアミド類;ポリ(メタ)アクリル類;及びベンゼン環を
有する直鎖状分子などを挙げることができる。これら直鎖状分子のうち、ポリエステルやポリエーテルが好ましく、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリカプロラクトンがより好ましく、水や水系溶媒への分散性の観点から、ポリエチレングリコールが特に好ましい。
Such a linear molecule is not particularly limited. Specifically, the linear molecules include polyalkylenes such as polyethylene and polypropylene; polyesters such as polycaprolactone and polyvalerolactone; polyethers such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; polyamides; poly (meth) Acrylics; and linear molecules having a benzene ring. Of these linear molecules, polyester and polyether are preferable, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polycaprolactone are more preferable, and polyethylene glycol is particularly preferable from the viewpoint of dispersibility in water or an aqueous solvent.

また、上記直鎖状分子の分子量(重量平均分子量)は、特に制限されず、環状分子の種類や包接量などによって適宜選択されうる。直鎖状分子の分子量は、好ましくは10,000〜60,000、より好ましくは15,000〜40,000、特に好ましくは20,000〜35,000の範囲である。このような範囲であれば、十分数の環状分子を直鎖状分子に包接できる。なお、直鎖状分子の分子量が10,000未満では、環状分子による滑車効果が十分に得られなくなって塗膜の伸び率が低下する可能性がある。このような場合には、変性ポリロタキサンを塗膜にした場合の塗膜の耐擦傷性が低くなるおそれがある。また、分子量が50,000を超えると、水や水系溶媒への分散性が低下する可能性がある。このような場合には、変性ポリロタキサンを塗膜にした場合の塗膜の平滑性などが劣るおそれがある。なお、上記分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC:Gel
Permeation Chromatography)などの公知の方法によって測定できる。
Further, the molecular weight (weight average molecular weight) of the linear molecule is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the kind of the cyclic molecule, the inclusion amount, and the like. The molecular weight of the linear molecule is preferably in the range of 10,000 to 60,000, more preferably 15,000 to 40,000, and particularly preferably 20,000 to 35,000. Within such a range, a sufficient number of cyclic molecules can be included in the linear molecule. If the molecular weight of the linear molecule is less than 10,000, the pulley effect due to the cyclic molecule may not be sufficiently obtained, and the elongation percentage of the coating film may decrease. In such a case, when the modified polyrotaxane is used as a coating film, the scratch resistance of the coating film may be lowered. Moreover, when molecular weight exceeds 50,000, the dispersibility to water or an aqueous solvent may fall. In such a case, the smoothness of the coating film may be inferior when the modified polyrotaxane is used as the coating film. The molecular weight is determined by gel permeation chromatography (GPC: Gel
Permeation Chromatography) and other known methods.

本発明に係る変性ポリロタキサンは、環状分子の脱離を防止するために、上記直鎖状分子の両末端に配置される封鎖基をさらに有する。上記封鎖基は、直鎖状分子の両末端に配置されて、環状分子が直鎖状分子によって串刺し状に貫通された状態を保持できる基でさえあれば、特に制限されない。例えば、「嵩高さ」を有する基又は「イオン性」を有する基などを挙げることができる。なお、ここで「基」とは、分子基及び高分子基を含む種々の基を意味する。「嵩高さ」を有する基は、主にその大きさにより環状分子の脱離を防止する基であり、例えば、球形をなすものや、側壁状の基を例示することができる。また、「イオン性」を有する基は、主に封鎖基のイオン性により、環状分子の有するイオン性との相互作用、例えば、反発作用等により、環状分子が直鎖状分子に串刺しにされた状態を保持する基である。   The modified polyrotaxane according to the present invention further has blocking groups arranged at both ends of the linear molecule in order to prevent elimination of the cyclic molecule. The blocking group is not particularly limited as long as it is a group that is arranged at both ends of a linear molecule and can maintain a state in which a cyclic molecule is pierced by a linear molecule. For example, a group having “bulkyness” or a group having “ionicity” can be used. Here, the “group” means various groups including a molecular group and a polymer group. The group having “bulkyness” is a group that mainly prevents the elimination of the cyclic molecule depending on its size, and examples thereof include a spherical shape and a side wall-shaped group. In addition, the group having “ionicity” is mainly caused by the interaction of the ionicity of the cyclic molecule, for example, the repulsive action, and the cyclic molecule is skewed into the linear molecule due to the ionicity of the blocking group. It is a group that maintains the state.

このような封鎖基を有する物質としては、2,4−ジニトロフェニル基、3,5−ジニトロフェニル基等の、ジニトロフェニル基を有する化合物類、シクロデキストリン類、アダマンタンアミン等の、アダマンタン類、トリチル基を有する化合物類、フルオレセイン類、及びピレン類;並びにこれらの誘導体や変性体などを挙げることができる。なお、封鎖基を有する物質は、環状分子の脱離を防止できればよく、上記に限定されるものではない。   Examples of the substance having such a blocking group include compounds having a dinitrophenyl group such as 2,4-dinitrophenyl group and 3,5-dinitrophenyl group, adamantanes such as cyclodextrins and adamantamine, and trityl. Examples thereof include compounds having a group, fluoresceins, and pyrenes; and derivatives and modified products thereof. Note that the substance having a blocking group is not limited to the above as long as it can prevent the elimination of the cyclic molecule.

本発明に係る上記変性ポリロタキサンの製造方法は、特に制限されない。以下で、本発明に係る変性ポリロタキサンの製造方法の好ましい形態を記載するが、本発明は、下記方法に限定されるものではない。本発明に係る変性ポリロタキサンの製造方法の好ましい形態としては、下記(1)〜(4)の工程を有する。
(1)環状分子と直鎖状分子とを混合し、環状分子の開口部を直鎖状分子で串刺し状に貫通して直鎖状分子に環状分子を包接して、擬ポリロタキサンを得る工程;
(2)上記(1)で得られた擬ポリロタキサンの直鎖状分子の両末端(直鎖状分子の両末端)を封鎖基で封鎖することにより環状分子が直鎖状分子から脱離しないように調整して、ポリロタキサンを得る工程;
(3)上記(2)で得られたポリロタキサンの環状分子が有する反応基(例えば、水酸基)を修飾基で修飾して、修飾ポリロタキサンを得る工程;および
(4)上記(3)で得られた修飾ポリロタキサンの修飾基をさらにカルボン酸塩に変性する工程。
The method for producing the modified polyrotaxane according to the present invention is not particularly limited. Below, although the preferable form of the manufacturing method of the modification | denaturation polyrotaxane based on this invention is described, this invention is not limited to the following method. As a preferable form of the manufacturing method of the modified polyrotaxane according to the present invention, the following steps (1) to (4) are included.
(1) A step of mixing a cyclic molecule and a linear molecule, penetrating through the opening of the cyclic molecule with a linear molecule in a skewered manner, and enclosing the cyclic molecule in the linear molecule to obtain a pseudopolyrotaxane;
(2) By blocking both ends (both ends of the linear molecule) of the linear molecule of the pseudopolyrotaxane obtained in (1) above with a blocking group, the cyclic molecule is not detached from the linear molecule. Adjusting to obtain a polyrotaxane;
(3) a step of obtaining a modified polyrotaxane by modifying a reactive group (for example, a hydroxyl group) of the polyrotaxane cyclic molecule obtained in (2) above with a modifying group; and (4) obtained in (3) above. A step of further modifying the modifying group of the modified polyrotaxane into a carboxylate.

まず、環状分子と直鎖状分子とを混合し、環状分子の開口部を直鎖状分子で串刺し状に
貫通して直鎖状分子に環状分子を包接して、擬ポリロタキサンを得る。
First, a cyclic molecule and a linear molecule are mixed, and the opening of the cyclic molecule is penetrated by the linear molecule in a skewered manner so that the cyclic molecule is included in the linear molecule to obtain a pseudopolyrotaxane.

ここで、直鎖状分子は、環状分子との混合前に、酸化されてもよい。例えば、直鎖状分子が反応基として水酸基を有する場合には、直鎖状分子は、酸化されると、少なくとも一部(好ましくは、末端部分)にカルボキシル基が導入される。このように直鎖状分子を予め酸化することにより、次工程(2)で擬ポリロタキサンの直鎖状分子の両末端との反応性が上がるため、封鎖基を導入しやすい、環状分子の酸化を防ぐという利点がある。   Here, the linear molecule may be oxidized before mixing with the cyclic molecule. For example, when a linear molecule has a hydroxyl group as a reactive group, when the linear molecule is oxidized, a carboxyl group is introduced into at least a part (preferably a terminal part). In this way, by oxidizing the linear molecule in advance, the reactivity with both ends of the pseudo-polyrotaxane linear molecule is increased in the next step (2), so that it is easy to introduce a blocking group to oxidize the cyclic molecule. There is an advantage of preventing.

この際、直鎖状分子の酸化方法は、特に制限されず、公知の酸化方法が使用できる。例えば、TEMPO(2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシラジカル)などが挙げられる。また、酸化条件は、特にされず、公知の酸化条件が同様にあるいは適宜修飾して適用できる。   At this time, the oxidation method of the linear molecule is not particularly limited, and a known oxidation method can be used. Examples thereof include TEMPO (2,2,6,6-tetramethyl-piperidinyloxy radical). The oxidation conditions are not particularly limited, and known oxidation conditions can be applied similarly or appropriately modified.

なお直鎖分子の酸化法、及び末端がカルボン酸基で酸化された直鎖分子と環状分子との包接錯体の形成、さらにアダマンタンアミンを用いた封鎖反応についての詳細は国際公開公報WO2005−052026に記載されている。本発明で用いたポリロタキサンは上記国際公開公報を参考に作製したものである。   The details of the oxidation method of a linear molecule, the formation of an inclusion complex between a linear molecule and a cyclic molecule oxidized with a carboxylic acid group at the end, and the blocking reaction using adamantaneamine are disclosed in International Publication WO 2005-052026. It is described in. The polyrotaxane used in the present invention was prepared with reference to the above International Publication.

次に、上記で得られたポリロタキサンの環状分子が有する反応基(例えば、水酸基)を修飾基で修飾して、修飾ポリロタキサンを得る。   Next, the reactive group (for example, hydroxyl group) of the polyrotaxane cyclic molecule obtained above is modified with a modifying group to obtain a modified polyrotaxane.

ここで、ポリロタキサンの環状分子への修飾基の導入方法としては、特に制限されない。例えば、上記で得られたポリロタキサンにアルキレンオキシドを添加して、環状分子の反応基とアルキレンオキシドを反応させる。ここで、ポリロタキサンは適当な溶媒に溶解させておくことが好ましい。この際、適当な溶媒としては、ポリロタキサンを溶解できれば特に制限されないが、溶解性を考慮すると、アルカリ溶液であることが好ましい。例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などが挙げられる。   Here, the method for introducing the modifying group into the cyclic molecule of polyrotaxane is not particularly limited. For example, an alkylene oxide is added to the polyrotaxane obtained above to react the reactive group of the cyclic molecule with the alkylene oxide. Here, the polyrotaxane is preferably dissolved in a suitable solvent. In this case, the suitable solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the polyrotaxane, but considering the solubility, an alkaline solution is preferable. For example, sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, etc. are mentioned.

上記方法において、アルキレンオキシドとしては、特に制限されないが、炭素原子数2〜4のアルキレンオキシドが好ましい。具体的には、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなどである。これらのうち、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドがより好ましい。上記アルキレンオキシドは、1種を単独で使用してもあるいは2種以上を混合物の形態で使用してもよい。アルキレンオキシドの添加量は、特に制限されず、上記したような環状分子の修飾基による修飾度となるような量であることが好ましい。具体的には、アルキレンオキシドの添加量は、ポリロタキサンの全反応基数に対して、好ましくは50〜100モル%、より好ましくは80〜100モル%である。   In the above method, the alkylene oxide is not particularly limited, but an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms is preferable. Specific examples include ethylene oxide, propylene oxide, and butylene oxide. Of these, propylene oxide and butylene oxide are more preferable. One of these alkylene oxides may be used alone, or two or more thereof may be used in the form of a mixture. The addition amount of the alkylene oxide is not particularly limited, and is preferably such an amount that the degree of modification by the modifying group of the cyclic molecule as described above is obtained. Specifically, the amount of alkylene oxide added is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 80 to 100 mol%, based on the total number of reactive groups in the polyrotaxane.

またアルキレンオキシドの添加、反応条件は特に制限されないが、通常10〜30℃で、水酸化ナトリウム水溶液中で行なうことが好ましい。詳細な条件は国際公開公報WO2005−080469に記載されている。   Addition of alkylene oxide and reaction conditions are not particularly limited, but it is preferably carried out usually at 10 to 30 ° C. in an aqueous sodium hydroxide solution. Detailed conditions are described in International Publication WO2005-080469.

次に、このヒドロキシアルキル化ポリロタキサンに、ラクトン誘導体を添加して、環状分子のヒドロキシアルキルをさらにラクトン誘導体で修飾する。ここで、ラクトン誘導体としては、特に制限されない。例えば、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンなどが挙げられる。これらのうち、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンおよびδ−バレロラクトンが好ましく、ε−カプロラクトンが特に好ましい。上記ラクトン誘導体は、1種を単独で使用してもあるいは2種以上を混合物の形態で使用してもよい。ラクトン誘導体の添加量は、特に制限されず、上記したような環状分
子の修飾基による修飾度となるような量であることが好ましい。具体的には、ラクトン誘導体の添加量は、ポリロタキサンの重量に対して、好ましくは1〜4.5倍、より好ましくは3.5〜4.5倍である。
Next, a lactone derivative is added to the hydroxyalkylated polyrotaxane to further modify the hydroxyalkyl of the cyclic molecule with the lactone derivative. Here, the lactone derivative is not particularly limited. Examples include ε-caprolactone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, and the like. Of these, ε-caprolactone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone and δ-valerolactone are preferred, and ε-caprolactone is particularly preferred. One of these lactone derivatives may be used alone, or two or more thereof may be used in the form of a mixture. The addition amount of the lactone derivative is not particularly limited, and is preferably such an amount that the degree of modification by the modifying group of the cyclic molecule as described above is obtained. Specifically, the addition amount of the lactone derivative is preferably 1 to 4.5 times, more preferably 3.5 to 4.5 times the weight of the polyrotaxane.

また、ラクトン誘導体の添加・反応条件は、特に制限されない。例えば、上記ヒドロキシアルキル化ポリロタキサンに、ラクトン誘導体を添加し、反応を行なう。この際、当該反応は、ヒドロキシアルキル化ポリロタキサンとラクトン誘導体とのみで行なわれてもよいが、触媒の存在下でこの反応を行なうことが好ましい。ここで使用できる触媒は、特に制限されず、公知の触媒が使用できる。例えば、2−エチルへキサン酸スズなどが挙げられる。また、上記反応は、通常、80〜100℃で、4時間、行なうことが好ましい。なお、上記反応は、溶液が均一になるように、攪拌してもよい。ここで、攪拌は、上記反応の前あるいは上記反応と同時のいずれでもよいが、反応前に予め攪拌した後、触媒を添加することが好ましい。上記添加及び必要であれば攪拌後は、適当な溶媒による析出、遠心分離、透析、凍結乾燥、熱風乾燥、減圧蒸留、減圧乾燥、真空乾燥などを行なってもよい。これにより、環状分子の修飾基がラクトン誘導体で修飾された修飾ポリロタキサンが得られる。   The addition / reaction conditions for the lactone derivative are not particularly limited. For example, a lactone derivative is added to the hydroxyalkylated polyrotaxane to carry out the reaction. In this case, the reaction may be performed only with the hydroxyalkylated polyrotaxane and the lactone derivative, but it is preferable to perform the reaction in the presence of a catalyst. The catalyst which can be used here is not particularly limited, and a known catalyst can be used. For example, 2-ethylhexanoic acid tin etc. are mentioned. Moreover, it is preferable to perform the said reaction normally at 80-100 degreeC for 4 hours. In addition, you may stir the said reaction so that a solution may become uniform. Here, the stirring may be performed before the above reaction or simultaneously with the above reaction, but it is preferable to add the catalyst after stirring in advance before the reaction. After the above addition and, if necessary, stirring, precipitation with an appropriate solvent, centrifugation, dialysis, freeze drying, hot air drying, vacuum distillation, vacuum drying, vacuum drying, and the like may be performed. Thereby, the modified polyrotaxane in which the modifying group of the cyclic molecule is modified with the lactone derivative is obtained.

次に、この修飾ポリロタキサンの修飾基をさらにカルボン酸塩に変性して、本発明に係る変性ポリロタキサンを得る。これにより、本発明に係る変性ポリロタキサンは特に水や水系溶媒への分散性が向上する。ここで、修飾ポリロタキサンの修飾基のカルボン酸塩への変性方法は、特に制限されない。具体的には、上記修飾ポリロタキサンに、酸無水物を添加して、反応させる。ここで酸無水物としてはエチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、t−ブチレン基を有する、炭素原子数1〜4の直鎖または分岐鎖のアルキレン基、またはフェニレン基、ナフタレン基を有する、炭素原子数6〜20のアリール基、の少なくともいずれか1種を有する酸無水物が挙げられる。より具体的には、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸の酸無水物などが挙げられる。これらのうち、コハク酸、イソフタル酸の無水物が好ましく、コハク酸の無水物がより好ましい。上記酸無水物は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。   Next, the modifying group of the modified polyrotaxane is further modified to a carboxylate to obtain the modified polyrotaxane according to the present invention. Thereby, the modified polyrotaxane according to the present invention is particularly improved in dispersibility in water or an aqueous solvent. Here, the modification method of the modified group of the modified polyrotaxane into the carboxylate is not particularly limited. Specifically, an acid anhydride is added to the modified polyrotaxane and reacted. Here, the acid anhydride is an ethylene group, an n-propylene group, an isopropylene group, an n-butylene group, an isobutylene group, a sec-butylene group, or a t-butylene group, and is a straight chain or branched chain having 1 to 4 carbon atoms. Examples thereof include acid anhydrides having at least any one of a chain alkylene group, a phenylene group, and a naphthalene group, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. More specifically, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, acid anhydrides of terephthalic acid and the like can be mentioned. Of these, succinic acid and isophthalic anhydride are preferable, and succinic anhydride is more preferable. The acid anhydrides may be used alone or in the form of a mixture of two or more.

上記酸無水物と修飾ポリロタキサンとの混合比は、特に制限されず、上記したようなカルボン酸塩による修飾基の変性度となるような量であることが好ましい。具体的には、その酸無水物を、修飾ポリロタキサン100質量部に対して、好ましくは1〜10質量部、より好ましくは5〜8質量部となるように、混合する。また、酸無水物の添加量は、特に制限されず、上記したようなカルボン酸塩による修飾基の変性度となるような量であることが好ましい。具体的には、酸無水物の添加量は、ポリロタキサンの全反応基数に対して、好ましくは10〜50モル%、より好ましくは20〜40モル%である。   The mixing ratio of the acid anhydride and the modified polyrotaxane is not particularly limited, and is preferably an amount that gives a modification degree of the modifying group by the carboxylate as described above. Specifically, the acid anhydride is mixed with respect to 100 parts by mass of the modified polyrotaxane, preferably 1 to 10 parts by mass, more preferably 5 to 8 parts by mass. Moreover, the addition amount of the acid anhydride is not particularly limited, and is preferably an amount that gives a modification degree of the modifying group by the carboxylate as described above. Specifically, the amount of acid anhydride added is preferably 10 to 50 mol%, more preferably 20 to 40 mol%, based on the total number of reactive groups in the polyrotaxane.

上記酸無水物と修飾ポリロタキサンとの反応は、無溶媒下で行なわれてもあるいは溶媒中で行なわれてもよいが、溶媒中で行なわれることが好ましい。この際、溶媒としては、上記修飾ポリロタキサン及び酸無水物が溶解できるものであれば特に制限されない。具体的には、トルエン、脱水トルエンである。上記溶媒は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。また、上記溶媒の添加量は、上記反応が進行する量であれば特に制限されない。具体的には、溶媒中の修飾ポリロタキサンの濃度が、10〜25質量%となるような量である。また、上記反応条件は、その酸無水物と修飾ポリロタキサンとの反応が進行する条件であれば特に制限されない。好ましくは、酸無水物と修飾ポリロタキサンとの混合物を、30〜80℃で2〜3時間、反応させる。なお、上記反応は、溶液が均一になるように、攪拌してもよい。ここで、攪拌は、上記反応の前あるいは上記反応と同時のいずれでもよいが、攪拌しながら反応を行うことが好ましい。これ
により、カルボン酸は、修飾基に均一に導入できる。上記添加及び必要であれば攪拌後は、適当な溶媒による析出、遠心分離、透析、凍結乾燥、熱風乾燥、減圧蒸留、減圧乾燥、真空乾燥などを行なってもよい。これにより、環状分子の修飾基がカルボン酸で修飾されたカルボン酸修飾ポリロタキサンが得られる。
The reaction between the acid anhydride and the modified polyrotaxane may be performed in the absence of a solvent or in a solvent, but is preferably performed in a solvent. In this case, the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the modified polyrotaxane and the acid anhydride. Specifically, toluene and dehydrated toluene. The said solvent may be used independently or may be used with the form of a 2 or more types of mixture. Moreover, the addition amount of the said solvent will not be restrict | limited especially if the said reaction advances. Specifically, the amount is such that the concentration of the modified polyrotaxane in the solvent is 10 to 25% by mass. The reaction conditions are not particularly limited as long as the reaction between the acid anhydride and the modified polyrotaxane proceeds. Preferably, the mixture of the acid anhydride and the modified polyrotaxane is reacted at 30 to 80 ° C. for 2 to 3 hours. In addition, you may stir the said reaction so that a solution may become uniform. Here, stirring may be performed either before the above reaction or simultaneously with the above reaction, but it is preferable to carry out the reaction while stirring. Thereby, carboxylic acid can be uniformly introduced into the modifying group. After the above addition and, if necessary, stirring, precipitation with an appropriate solvent, centrifugation, dialysis, freeze drying, hot air drying, vacuum distillation, vacuum drying, vacuum drying, and the like may be performed. Thereby, a carboxylic acid-modified polyrotaxane in which the modifying group of the cyclic molecule is modified with a carboxylic acid is obtained.

その後、このカルボン酸修飾ポリロタキサンにアミン化合物を添加して、反応(中和)を行い、本発明に係る変性ポリロタキサンを得る。ここで、アミン化合物は、特に制限されず、所望の変性ポリロタキサンの構造によって適宜選択される。具体的には、アミン化合物としては、アンモニア;メチルアミン、エチルアミン等の第1級アミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン等の第2級アミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン等の第3級アミンなどが挙げられる。これらのうち、第3級アミンが好ましく、トリメチルアミン、トリエチルアミンが特に好ましい。上記アミン化合物は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。なお、上記アミン化合物のうち、アンモニアを使用する場合には、アンモニアガスをカルボン酸修飾ポリロタキサンを含む溶液中に吹き込む方法などが使用できる。このような方法によって、カルボン酸修飾ポリロタキサンのカルボキシル基がカルボン酸塩に変性して、上記式(1)中のR〜Rが水素原子である変性ポリロタキサンが製造できる。 Thereafter, an amine compound is added to the carboxylic acid-modified polyrotaxane and reacted (neutralized) to obtain the modified polyrotaxane according to the present invention. Here, the amine compound is not particularly limited and is appropriately selected depending on the structure of the desired modified polyrotaxane. Specifically, examples of the amine compound include ammonia; primary amines such as methylamine and ethylamine; secondary amines such as dimethylamine and diethylamine; tertiary amines such as trimethylamine and triethylamine. Of these, tertiary amines are preferred, and trimethylamine and triethylamine are particularly preferred. The above amine compounds may be used alone or in the form of a mixture of two or more. In addition, when using ammonia among the said amine compounds, the method of blowing ammonia gas in the solution containing a carboxylic acid modification polyrotaxane etc. can be used. By such a method, the carboxyl group of the carboxylic acid-modified polyrotaxane is modified to a carboxylate, and a modified polyrotaxane in which R 1 to R 3 in the above formula (1) are hydrogen atoms can be produced.

アミン化合物とカルボン酸修飾ポリロタキサンとの混合比は、特に制限されず、上記したようなカルボン酸塩による修飾基の変性度となるような量であることが好ましい。具体的には、アミン化合物を、カルボン酸修飾ポリロタキサン100質量部に対して、好ましくは1〜10質量部、より好ましくは5〜8質量部となるように、混合する。また、アミン化合物の添加量は、特に制限されず、上記したようなカルボン酸塩による修飾基の変性度となるような量であることが好ましい。具体的には、アミン化合物の添加量は、ポリロタキサンの全反応基数に対して、好ましくは10〜50モル%、より好ましくは20〜40モル%である。   The mixing ratio of the amine compound and the carboxylic acid-modified polyrotaxane is not particularly limited, and is preferably an amount that provides the degree of modification of the modifying group by the carboxylate as described above. Specifically, the amine compound is mixed so that it is preferably 1 to 10 parts by mass, more preferably 5 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carboxylic acid-modified polyrotaxane. Moreover, the addition amount of the amine compound is not particularly limited, and is preferably such an amount that the degree of modification of the modifying group by the carboxylate is as described above. Specifically, the addition amount of the amine compound is preferably 10 to 50 mol%, more preferably 20 to 40 mol%, based on the total number of reactive groups in the polyrotaxane.

上記アミン化合物によるカルボン酸修飾ポリロタキサンの中和反応は、無溶媒下で行なわれてもあるいは溶媒中で行なわれてもよいが、溶媒中で行なわれることが好ましい。この際、溶媒としては、上記反応で得られたカルボン酸修飾ポリロタキサンの溶媒をそのまま用いてもよいし、上記アミン化合物が液状である場合には、アミン化合物を溶媒として使用してもよい。また、中和反応後の溶液のpHは、7〜8程度であることが好ましい。これにより、カルボン酸は、適度にカルボン酸塩に変性(中和)導入できる。上記反応後は、適当な溶媒による析出、遠心分離、透析、凍結乾燥、熱風乾燥、減圧蒸留、減圧乾燥、真空乾燥などを行なってもよい。これにより、環状分子の修飾基がカルボン酸塩で修飾された本発明に係る変性ポリロタキサンが得られる。   The neutralization reaction of the carboxylic acid-modified polyrotaxane with the amine compound may be performed in the absence of a solvent or in a solvent, but is preferably performed in a solvent. In this case, as the solvent, the solvent of the carboxylic acid-modified polyrotaxane obtained by the above reaction may be used as it is, or when the amine compound is liquid, the amine compound may be used as the solvent. Moreover, it is preferable that the pH of the solution after neutralization reaction is about 7-8. As a result, the carboxylic acid can be appropriately modified (neutralized) into the carboxylate. After the above reaction, precipitation with an appropriate solvent, centrifugation, dialysis, freeze drying, hot air drying, vacuum distillation, vacuum drying, vacuum drying and the like may be performed. Thereby, the modified polyrotaxane according to the present invention in which the modifying group of the cyclic molecule is modified with the carboxylate is obtained.

上記方法をより理解することを目的として、ジカルボン酸の酸無水物として、無水コハク酸を、また、アミン化合物としてトリエチルアミンを、それぞれ、使用した場合の、修飾ポリロタキサンの修飾基をカルボン酸塩に変性する反応を、下記反応式1に示す。なお、下記反応式1は、本発明をより明瞭に理解することを目的とするものであり、本発明を限定するものではない。   For the purpose of better understanding the above method, the modification group of the modified polyrotaxane is modified to a carboxylate salt when succinic anhydride is used as the acid anhydride of the dicarboxylic acid and triethylamine is used as the amine compound. The reaction to be performed is shown in the following reaction formula 1. In addition, the following reaction formula 1 aims at understanding the present invention more clearly, and does not limit the present invention.

上記したような方法によって、本発明に係る変性ポリロタキサンが製造できる。なお、上記方法では、修飾基による修飾及びカルボン酸塩の変性を、ポリロタキサンを製造した後に行なったが、本発明は、当該順番に制限されない。例えば、環状分子が有する水酸基を予め修飾基で修飾し、更に修飾基をカルボン酸塩変性した後、この修飾後の環状分子を直鎖状分子に包接し、さらに直鎖状分子の両末端に封鎖基を導入しても、水や水系溶媒への分散性に優れた変性ポリロタキサンを得ることができる。または、環状分子が有する水酸基を予め修飾基で修飾した後、この修飾後の環状分子を直鎖状分子に包接し、この状態で上記修飾基をカルボン酸塩変性した後、直鎖状分子の両末端に封鎖基を導入しても、水や水系溶媒への分散性に優れた変性ポリロタキサンを得ることができる。または、環状分子が有する水酸基を予め修飾基で修飾した後、この修飾後の環状分子を直鎖状分子に包接し、直鎖状分子の両末端に封鎖基を導入した後、上記修飾基をカルボン酸塩変性しても、水や水系溶媒への分散性に優れた変性ポリロタキサンを得ることができる。   The modified polyrotaxane according to the present invention can be produced by the method as described above. In the above method, the modification with the modifying group and the modification of the carboxylate were performed after producing the polyrotaxane, but the present invention is not limited to this order. For example, after modifying the hydroxyl group of the cyclic molecule with a modifying group in advance, and further modifying the modifying group with a carboxylate salt, the modified cyclic molecule is included in the linear molecule, and is further attached to both ends of the linear molecule. Even when a blocking group is introduced, a modified polyrotaxane excellent in dispersibility in water or an aqueous solvent can be obtained. Alternatively, after the hydroxyl group of the cyclic molecule is previously modified with a modifying group, the modified cyclic molecule is included in a linear molecule, and in this state, the modifying group is modified with a carboxylate salt. Even if blocking groups are introduced at both ends, a modified polyrotaxane excellent in dispersibility in water or an aqueous solvent can be obtained. Alternatively, after modifying the hydroxyl group of the cyclic molecule with a modifying group in advance, the modified cyclic molecule is included in the linear molecule, and after introducing blocking groups at both ends of the linear molecule, Even when the carboxylate is modified, a modified polyrotaxane excellent in dispersibility in water or an aqueous solvent can be obtained.

なお、本発明において、水や上記のような水系溶媒に分散可能である限りにおいて、変性ポリロタキサンが架橋構造を有しているものであってもよい。かかる架橋構造の変性ポリロタキサン(「架橋構造型変性ポリロタキサン」とも称する)を、非架橋の変性ポリロタキサンの代りに又はこれと混合して用いることができる。このような架橋構造型変性ポリロタキサンとしては、比較的低分子量のポリマー、代表的には分子量が数千程度のポリマーと架橋した変性ポリロタキサンを挙げることができる。ここで、一般に、架橋構造型変性ポリロタキサンは、ポリロタキサン単体と他のポリマーとが架橋したものを言うが、下記に詳述するが、塗膜形成時には、上記変性ポリロタキサンが、ポリマーなどの塗膜形成成分と架橋して成る。この塗膜形成成分は、ポリロタキサンの環状分子を介してポリロ
タキサンと結合している。
In the present invention, the modified polyrotaxane may have a crosslinked structure as long as it can be dispersed in water or the above aqueous solvent. Such a modified polyrotaxane having a crosslinked structure (also referred to as “crosslinked structure-type modified polyrotaxane”) can be used in place of or in combination with the non-crosslinked modified polyrotaxane. Examples of such a crosslinked structure type modified polyrotaxane include a modified polyrotaxane crosslinked with a polymer having a relatively low molecular weight, typically a polymer having a molecular weight of about several thousand. Here, in general, the crosslinked structure type modified polyrotaxane refers to a crosslinked polyrotaxane and another polymer, which will be described in detail below. However, when the coating film is formed, the modified polyrotaxane forms a coating film such as a polymer. Cross-linked with ingredients. This coating film-forming component is bonded to the polyrotaxane via the polyrotaxane cyclic molecule.

また、本発明において、架橋構造型変性ポリロタキサンは、修飾基やカルボン酸塩に加えて、他の官能基を有していてもよい。これにより、他のポリマーとの反応性を向上させることができる。かかる官能基は、特に制限されないが、環状分子、例えばシクロデキストリンの外側にあることが立体構造的に好ましく、ポリマーと結合又は架橋する際、この官能基を用いて容易に反応を行なうことができる。このような官能基は、架橋剤を用いない場合には、例えば用いる溶媒の種類に応じて適宜変更することができる。一方、架橋剤を用いる場合には、その用いる架橋剤の種類に応じて適宜変更することができる。   In the present invention, the crosslinked structure type modified polyrotaxane may have other functional groups in addition to the modifying group and the carboxylate. Thereby, the reactivity with another polymer can be improved. Such a functional group is not particularly limited, but it is preferably three-dimensionally structured to be outside a cyclic molecule, for example, cyclodextrin, and can be easily reacted using this functional group when bonded or crosslinked with a polymer. . Such a functional group can be appropriately changed depending on, for example, the type of solvent used when a crosslinking agent is not used. On the other hand, when using a crosslinking agent, it can change suitably according to the kind of the crosslinking agent to be used.

更に、本発明においては、官能基の具体例として、例えば水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基、チオール基及びアルデヒド基などを挙げることができるが、これに限定されるものではない。本発明に係る変性ポリロタキサンでは、上述の官能基を、その1種を単独で又は2種以上を組合わせて有していてもよい。   Furthermore, in the present invention, specific examples of the functional group may include, for example, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, an isocyanate group, a thiol group, and an aldehyde group, but are not limited thereto. . In the modified polyrotaxane according to the present invention, the above-mentioned functional groups may be used alone or in combination of two or more.

かかる官能基としては、特にシクロデキストリンの水酸基と結合した化合物の残基であり、当該残基が、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基を有するものが良好であり、反応の多様性の観点からは水酸基が好ましい。このような官能基を形成する化合物としては、例えばε−カプロラクトンなどを挙げることができるが、これに限定されるものではない。例えば、当該ポリロタキサンの水や水系溶媒への分散性向上効果をあまり低下させなければ、官能基を形成する化合物がポリマーであってもよく、分散性の観点からは、例えば、分子量が数千程度であることが望ましい。   Such functional groups are particularly residues of compounds bonded to the hydroxyl group of cyclodextrin, and those having a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, or an isocyanate group are good, and there are various reactions. From the viewpoint of properties, a hydroxyl group is preferred. Examples of the compound that forms such a functional group include ε-caprolactone, but are not limited thereto. For example, if the effect of improving the dispersibility of the polyrotaxane in water or an aqueous solvent is not significantly reduced, the compound that forms the functional group may be a polymer. From the viewpoint of dispersibility, for example, the molecular weight is about several thousand. It is desirable that

図2は、このような架橋構造型変性ポリロタキサンを概念的に示す模式図であって、図において架橋構造型変性ポリロタキサン6は、前述のポリロタキサン1とポリマー7とを有しており、このポリロタキサン1は、環状分子2を介して架橋点8によってポリマー7及びポリマー7’と結合している。なお、この図に示す環状分子2は、図1に示したように修飾基2a及びカルボン酸塩2bを有している。このような構成を有する架橋構造型変性ポリロタキサン6に対し、図2(A)の矢印X−X'方向の変形応力が負荷されると、
架橋構造型変性ポリロタキサン6は、図2(B)に示すように変形してこの応力を吸収することができる。すなわち、図2(B)に示すように、環状分子2は滑車効果によって直鎖状分子3に沿って移動可能であるため、容易に変形することができ、上記応力の内部吸収が可能となる。このように、架橋構造型変性ポリロタキサンは、図示したような滑車効果を有するものであり、従来のゲル状物などに比し優れた伸縮性や粘弾性、機械的強度を有するものである。また、この架橋構造型変性ポリロタキサンの前駆体である変性ポリロタキサン(カルボン酸塩変性ポリロタキサン)は、上述の如く水や水系溶媒への分散性が改善されており、水や水系溶媒中での架橋などが容易である。
FIG. 2 is a schematic view conceptually showing such a crosslinked structure-type modified polyrotaxane. In the figure, the crosslinked structure-type modified polyrotaxane 6 has the above-mentioned polyrotaxane 1 and polymer 7, and this polyrotaxane 1 Are linked to the polymer 7 and the polymer 7 ′ by the crosslinking point 8 via the cyclic molecule 2. The cyclic molecule 2 shown in this figure has a modifying group 2a and a carboxylate 2b as shown in FIG. When the cross-linked structure-modified polyrotaxane 6 having such a configuration is loaded with a deformation stress in the direction of arrow XX ′ in FIG.
The crosslinked structure type modified polyrotaxane 6 can be deformed and absorb this stress as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 2 (B), the cyclic molecule 2 can move along the linear molecule 3 due to the pulley effect, so that it can be easily deformed, and internal absorption of the stress is possible. . As described above, the crosslinked structure type modified polyrotaxane has a pulley effect as shown in the figure, and has excellent stretchability, viscoelasticity, and mechanical strength as compared with a conventional gel-like material. Moreover, the modified polyrotaxane (carboxylate-modified polyrotaxane), which is a precursor of the crosslinked structure-type modified polyrotaxane, has improved dispersibility in water and aqueous solvents as described above, such as crosslinking in water and aqueous solvents. Is easy.

上記したように、本発明の水系塗料は、架橋構造型変性ポリロタキサンを用いているので、水や水系溶媒への分散性に優れるため、塗膜形成時に優れた平滑性を発揮する。また、ポリロタキサンは、その構造による滑車効果に基づき、優れた伸縮性や粘弾性、機械的強度を発揮でき、この効果は、架橋構造型変性ポリロタキサンであっても維持する。このため、本発明の水系塗料は、塗膜形成時に優れた耐擦傷性、耐チッピング性、耐鳥糞性、延伸性をも発揮しうる。   As described above, since the water-based paint of the present invention uses a crosslinked structure-type modified polyrotaxane, it has excellent dispersibility in water and water-based solvents, and therefore exhibits excellent smoothness when forming a coating film. In addition, the polyrotaxane can exhibit excellent stretchability, viscoelasticity, and mechanical strength based on the pulley effect due to its structure, and this effect is maintained even with the crosslinked structure-type modified polyrotaxane. For this reason, the water-based paint of the present invention can also exhibit excellent scratch resistance, chipping resistance, bird dropping resistance, and stretchability when forming a coating film.

本発明の水系塗料は、本発明の水系塗料用材料、架橋構造型変性ポリロタキサンを含有するものであって、本発明の塗膜は、当該水系塗料を固化して成るものである。架橋構造型変性ポリロタキサンは、水や水系溶媒が存在する条件下で容易に得ることができ、特に、変性ポリロタキサンと水溶性の塗膜形成成分とを架橋させることにより、容易に得ることができる。   The water-based paint of the present invention contains the water-based paint material of the present invention and the crosslinked structure type modified polyrotaxane, and the coating film of the present invention is formed by solidifying the water-based paint. The crosslinked structure type modified polyrotaxane can be easily obtained under conditions where water or an aqueous solvent is present, and in particular, can be easily obtained by crosslinking the modified polyrotaxane and a water-soluble coating film forming component.

本発明の水系塗料が架橋構造型変性ポリロタキサンを含む場合には、塗膜形成時に架橋構造型変性ポリロタキサンが有する修飾基やカルボン酸塩や他の官能基が、塗膜形成成分と反応し、架橋構造型変性ポリロタキサンを形成することによって、耐擦傷性、耐チッピング性に優れた塗膜となる。また、クラックなども発生し難く、耐候性、耐汚染性、密着性等にも優れたものとなる。よって、本発明の水系塗料用材料は、水溶性の塗膜ポリマーを用いる塗料、特に耐洗車性、耐引っ掻き性、耐チッピング性、耐衝撃性及び耐候性の要求される自動車用の塗料や、家電用の塗料にも適用可能であり、これらの用途においても優れた滑車効果を発現できるものである。   When the water-based paint of the present invention contains a crosslinked structure-type modified polyrotaxane, the modifying group, carboxylate or other functional group of the crosslinked structure-type modified polyrotaxane reacts with the film-forming component during coating film formation, By forming the structural-type modified polyrotaxane, a coating film having excellent scratch resistance and chipping resistance is obtained. In addition, cracks and the like hardly occur, and the weather resistance, contamination resistance, adhesion, and the like are excellent. Therefore, the water-based paint material of the present invention is a paint using a water-soluble coating film polymer, particularly a car paint required for car wash resistance, scratch resistance, chipping resistance, impact resistance and weather resistance, It can also be applied to paints for home appliances, and can exhibit an excellent pulley effect in these applications.

また別の観点からは、上記架橋構造型変性ポリロタキサンは、変性ポリロタキサン(カルボン酸塩変性ポリロタキサン)の架橋対象である塗膜形成成分の物性を損なうことなく、当該塗膜形成成分と当該ポリロタキサンとを複合体化したものと言うことができる。   From another point of view, the crosslinked structure-type modified polyrotaxane is obtained by combining the coating film-forming component and the polyrotaxane without impairing the physical properties of the coating film-forming component that is a crosslinking target of the modified polyrotaxane (carboxylate-modified polyrotaxane). It can be said that it was complexed.

したがって、以下に説明するように、塗膜中に架橋構造型変性ポリロタキサンを形成させることによって、上記塗膜形成成分の物性と親水性ポリロタキサン自体の物性を兼ね備えた塗膜が得られ、ポリマー種などを選択することにより、所望の機械的強度などを有する塗膜とすることができる。   Therefore, as described below, by forming a crosslinked structure-type modified polyrotaxane in the coating film, a coating film having the physical properties of the coating film forming component and the physical properties of the hydrophilic polyrotaxane itself can be obtained, such as a polymer species. By selecting, a coating film having a desired mechanical strength can be obtained.

ここで、本発明に用いる変性ポリロタキサンの架橋について説明する。すなわち、架橋構造型変性ポリロタキサンは、代表的には、
(a)水系塗料用材料である変性ポリロタキサンを他の塗膜形成成分と混合し、
(b)当該塗膜形成成分の少なくとも一部を物理的及び/又は化学的に架橋させ、
(c)当該塗膜形成成分の少なくとも一部と変性ポリロタキサンとを環状分子を介して結合させる(硬化反応)ことにより形成できる。
Here, the crosslinking of the modified polyrotaxane used in the present invention will be described. That is, the crosslinked structure type modified polyrotaxane is typically
(A) A modified polyrotaxane, which is a water-based coating material, is mixed with other coating film forming components,
(B) at least a part of the coating film-forming component is physically and / or chemically crosslinked;
(C) It can be formed by bonding at least a part of the coating film-forming component and the modified polyrotaxane via a cyclic molecule (curing reaction).

なお、架橋構造型変性ポリロタキサンは、水や水系溶媒に分散可能であるため、(a)〜(c)工程を水、水系溶媒、及びこれらの混合溶媒中で円滑に行うことができる。また、これらの工程は硬化剤を用いることでより円滑に行うことができる。   In addition, since a crosslinked structure type modified polyrotaxane can be dispersed in water or an aqueous solvent, the steps (a) to (c) can be smoothly performed in water, an aqueous solvent, and a mixed solvent thereof. Moreover, these processes can be performed more smoothly by using a curing agent.

(b)、(c)工程においては、化学架橋することが好ましく、例えば、これは上述の如き変性ポリロタキサンの環状分子が有する水酸基と、塗料形成成分の一例であるメラミン樹脂とが、ウレタン結合を繰返し形成することによって、架橋構造型変性ポリロタキサンが得られる。また、(b)工程と(c)工程はほぼ同時に実施してもよい。   In the steps (b) and (c), it is preferable to chemically cross-link. For example, the hydroxyl group contained in the cyclic molecule of the modified polyrotaxane as described above and the melamine resin which is an example of the paint forming component have a urethane bond. By repeating the formation, a crosslinked structure-type modified polyrotaxane is obtained. Moreover, you may implement the (b) process and the (c) process substantially simultaneously.

(a)工程の混合工程は、用いる塗膜形成成分に依存するが、水や水系溶媒などの溶媒中で、又はこれら溶媒なしで行なうことができる。また、溶媒は塗膜形成時に加熱処理などで除去できる。   The mixing step (a) depends on the coating film forming component to be used, but can be carried out in a solvent such as water or an aqueous solvent or without these solvents. Further, the solvent can be removed by heat treatment or the like when forming the coating film.

本発明に係る変性ポリロタキサンは、環状分子に導入された修飾基の少なくとも一部をさらにカルボン酸塩に変性することにより、水や水系溶媒への分散性をさらに向上できる。また、溶媒への分散性の向上により、使用できる水系溶媒の種類も多様化できる。   The modified polyrotaxane according to the present invention can further improve dispersibility in water or an aqueous solvent by further modifying at least part of the modifying group introduced into the cyclic molecule into a carboxylate. Moreover, the kind of aqueous solvent which can be used can also be diversified by the improvement of the dispersibility to a solvent.

上記したように、本発明の水系塗料は、溶媒への分散性に優れる変性ポリロタキサンを用いているので、塗膜形成時に優れた平滑性を発揮する。また、ポリロタキサンは、その構造による滑車効果に基づき、優れた伸縮性や粘弾性、機械的強度を発揮でき、この効果は、変性ポリロタキサンであっても維持する。このため、本発明の水系塗料は、塗膜形成時に優れた耐擦傷性、耐チッピング性、耐鳥糞性、延伸性をも発揮しうる。   As described above, since the water-based paint of the present invention uses a modified polyrotaxane excellent in dispersibility in a solvent, it exhibits excellent smoothness when forming a coating film. Polyrotaxane can exhibit excellent stretchability, viscoelasticity, and mechanical strength based on the pulley effect due to its structure, and this effect is maintained even with a modified polyrotaxane. For this reason, the water-based paint of the present invention can also exhibit excellent scratch resistance, chipping resistance, bird dropping resistance, and stretchability when forming a coating film.

本発明の水系塗料は、本発明の水系塗料用材料、すなわち上述した変性ポリロタキサン
(カルボン酸塩変性ポリロタキサン)を含有するものであって、本発明の塗膜は、当該水系塗料を固化して成るものである。
The water-based paint of the present invention contains the water-based paint material of the present invention, that is, the above-described modified polyrotaxane (carboxylate-modified polyrotaxane), and the coating film of the present invention is formed by solidifying the water-based paint. Is.

ここで、水系溶媒とは、水との間で相互作用し合い、水との親和力が強い性質をもつ溶媒のことを意味する。具体的には、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレングリコール等の、アルコール類;セロソルブアセテート、ブチルセロソロブアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等の、エーテルエステル類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の、グリコールエーテル類などを挙げることができる。これらの水系溶媒は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合液の形態で使用されてもよい。また、水系溶媒と水との混合物として使用してもよい。本発明に係る変性ポリロタキサンは、これらの2種以上を混合した溶媒についても良好な分散性を示す。これらのうち、水、アルコール類、グリコールエーテル類が好適に使用され、水、グリコールエーテル類がより好適に使用される。なお、水としては、特に制限されず、水道水、脱イオン水、蒸留水、濾過水などいずれも使用できる。また、本発明の水系塗料に用いられる溶媒は、全体として水との親和力が強い性質を有すれば、トルエンのような有機溶剤が若干含まれていてもよい。   Here, the aqueous solvent means a solvent that interacts with water and has a strong affinity for water. Specifically, alcohols such as isopropyl alcohol, butyl alcohol, and ethylene glycol; ether esters such as cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, and diethylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, Examples include glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether. These aqueous solvents may be used alone or in the form of a mixture of two or more. Further, it may be used as a mixture of an aqueous solvent and water. The modified polyrotaxane according to the present invention exhibits good dispersibility even in a solvent in which two or more of these are mixed. Of these, water, alcohols, and glycol ethers are preferably used, and water and glycol ethers are more preferably used. The water is not particularly limited, and any of tap water, deionized water, distilled water, filtered water and the like can be used. In addition, the solvent used in the water-based paint of the present invention may contain a slight amount of an organic solvent such as toluene as long as it has a strong affinity for water as a whole.

また、本発明の水系塗料における変性ポリロタキサンの含有量は、水や水系溶媒中に分散できる量であれば特に制限されない。具体的には、変性ポリロタキサンの含有量は、水系塗料の塗膜形成成分(固形分)に対して、好ましくは1〜90質量%、より好ましくは20〜80質量%、特に好ましくは30〜60質量%の範囲である。ここで、変性ポリロタキサンの含有量が1質量%に満たない場合には、変性ポリロタキサンの滑車効果が十分に得られず、塗膜の伸び率が低下して所望の耐擦傷性が得られなくなることがある。逆に、90質量%を超えると、表面の膜形成のために塗膜としての平滑性が損なわれ、外観が劣化する可能性がある。   In addition, the content of the modified polyrotaxane in the aqueous paint of the present invention is not particularly limited as long as it is an amount that can be dispersed in water or an aqueous solvent. Specifically, the content of the modified polyrotaxane is preferably 1 to 90% by mass, more preferably 20 to 80% by mass, and particularly preferably 30 to 60% with respect to the coating film forming component (solid content) of the water-based paint. It is the range of mass%. Here, when the content of the modified polyrotaxane is less than 1% by mass, the pulley effect of the modified polyrotaxane cannot be sufficiently obtained, and the elongation rate of the coating film is lowered and the desired scratch resistance cannot be obtained. There is. On the contrary, when it exceeds 90 mass%, the smoothness as a coating film is impaired due to film formation on the surface, and the appearance may be deteriorated.

本発明の水系塗料は、変性ポリロタキサンを必須成分として含むが、他の成分をさらに含んでもよい。この際、他の成分としては、通常の水系塗料に使用される成分が同様にして使用でき、種類は特に制限されない。具体的には、界面活性剤や水系溶媒などがある。ここで、水系溶媒は、上記例示と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、界面活性剤としては、特に制限されず、公知の界面活性剤が使用できる。例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルケニルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩、アルケニル硫酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸またはエステル塩、アルカンスルホン酸塩、飽和脂肪酸塩、不飽和脂肪酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アルケニルエーテルカルボン酸塩、アミノ酸型界面活性剤、N−アシルアミノ酸型界面活性剤、アルキルリン酸エステルまたはその塩、アルケニルリン酸エステルまたはその塩等の、アニオン性界面活性剤;ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、高級脂肪酸アルカノールアミドまたはそのアルキレンオキサイド付加物、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグリコキシド、脂肪酸グリセリンモノエステル、アルキルアミンオキサイド等の、ノニオン性界面活性剤;第4級アンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤;およびカルボキシル型両性界面活性剤、スルホベタイン型両性界面活性剤等の両性界面活性剤などが挙げられる。これらのうち、ノニオン性界面活性剤が好ましく、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルが好ましい。この際、界面活性剤の含量は、特に制限されず、通常水系塗料に使用されるのと同様の量でありうる。具体的には、界面活性剤の含量は、水系塗料全質量に対して、0.01〜0.03質量%である。   The water-based paint of the present invention contains a modified polyrotaxane as an essential component, but may further contain other components. In this case, as other components, components used in ordinary water-based paints can be used in the same manner, and the type is not particularly limited. Specific examples include surfactants and aqueous solvents. Here, since an aqueous solvent is the same as that of the said illustration, description is abbreviate | omitted here. Moreover, it does not restrict | limit especially as surfactant, A well-known surfactant can be used. For example, alkylbenzene sulfonate, alkyl ether sulfate, alkenyl ether sulfate, alkyl sulfate, alkenyl sulfate, α-olefin sulfonate, α-sulfo fatty acid or ester salt, alkane sulfonate, saturated fatty acid salt, Anions such as saturated fatty acid salts, alkyl ether carboxylates, alkenyl ether carboxylates, amino acid surfactants, N-acyl amino acid surfactants, alkyl phosphate esters or salts thereof, alkenyl phosphate esters or salts thereof Surfactant: polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkenyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, higher fatty acid alkanolamide or its alkylene oxide adduct, sucrose fatty acid ester, alkyl Nonionic surfactants such as luglycoxide, fatty acid glycerin monoester, and alkylamine oxide; cationic surfactants such as quaternary ammonium salts; and amphoteric surfactants such as carboxyl-type amphoteric surfactants and sulfobetaine-type amphoteric surfactants Surfactant etc. are mentioned. Of these, nonionic surfactants are preferred, and polyoxyethylene octylphenyl ether is preferred. At this time, the content of the surfactant is not particularly limited, and may be the same amount as that usually used for water-based paints. Specifically, the content of the surfactant is 0.01 to 0.03% by mass with respect to the total mass of the water-based paint.

また、本発明の水系塗料は、その用途によって種々の形態で使用できる。例えば、本発明に係る変性ポリロタキサンを、既存の水系塗料、例えばアクリルメラミン系クリヤー塗
料や、2液型ウレタン樹脂塗料などに、望ましくは上記含有量となるように配合することによって得られる。言い換えれば、本発明に係る変性ポリロタキサンに、上記水、水系溶媒、界面活性剤に加えて、樹脂成分、硬化剤、添加剤、顔料、光輝剤及び溶媒からなる群より選択される1種以上を常法に基づいて配合し、混合することによって得ることができる。
Further, the water-based paint of the present invention can be used in various forms depending on the application. For example, it can be obtained by blending the modified polyrotaxane according to the present invention into an existing water-based paint such as an acrylic melamine clear paint or a two-pack type urethane resin paint so as to have the above-mentioned content. In other words, in addition to the water, the aqueous solvent, and the surfactant, the modified polyrotaxane according to the present invention includes at least one selected from the group consisting of a resin component, a curing agent, an additive, a pigment, a brightening agent, and a solvent. It can obtain by mix | blending based on a conventional method and mixing.

上記樹脂成分としては、特に限定されるものではないが、主鎖又は側鎖に水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、ビニル基、チオール基又は光架橋基、及びこれらの任意の組合せに係る基を有するものが好ましい。上記のうち、光架橋基としては、ケイ皮酸、クマリン、カルコン、アントラセン、スチリルピリジン、スチリルピリジニウム塩及びスチリルキノリン塩などを例示できる。また、2種以上の樹脂成分を混合使用してもよいが、この場合、少なくとも1種の樹脂成分が環状分子を介してポリロタキサンと結合していることが好ましい。   The resin component is not particularly limited, but the main chain or side chain is a hydroxyl group, amino group, carboxyl group, epoxy group, vinyl group, thiol group or photocrosslinking group, and any combination thereof. Those having a group are preferred. Among the above, examples of the photocrosslinking group include cinnamic acid, coumarin, chalcone, anthracene, styrylpyridine, styrylpyridinium salt, and styrylquinoline salt. Two or more kinds of resin components may be mixed and used. In this case, it is preferable that at least one kind of resin component is bonded to the polyrotaxane via a cyclic molecule.

かかる樹脂成分は、ホモポリマーでもコポリマーでもよい。コポリマーの場合、2種以上のモノマーから構成されるものでもよく、ブロックコポリマー、交互コポリマー、ランダムコポリマー又はグラフトコポリマーのいずれであってもよい。   Such a resin component may be a homopolymer or a copolymer. In the case of a copolymer, it may be composed of two or more monomers, and may be a block copolymer, an alternating copolymer, a random copolymer or a graft copolymer.

具体例としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ(メタ)アクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリビニルメチルエーテル、ポリアミン、ポリエチレンイミン、カゼイン、ゼラチン、澱粉及びこれらの共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン及び他のオレフィン系単量体との共重合樹脂などのポリオレフィン系樹脂、アルキッド樹脂などのポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレンやアクリロニトリル−スチレン共重合樹脂などのポリスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートや(メタ)アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−メチルアクリレート共重合体などのアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリビニルブチラール樹脂及びこれらの誘導体又は変性体、ポリイソブチレン、ポリテトラヒドロフラン、ポリアニリン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ナイロン(登録商標)などのポリアミド類、ポリイミド類、ポリイソプレン、ポリブタジエンなどのポリジエン類、ポリジメチルシロキサンなどのポリシロキサン類、ポリスルホン類、ポリイミン類、ポリ無水酢酸類、ポリ尿素類、ポリスルフィド類、ポリフォスファゼン類、ポリケトン類、ポリフェニレン類、ポリハロオレフィン類、及びこれらの誘導体などを挙げることができる。誘導体としては、上述した水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、ビニル基、チオール基又は光架橋基及びこれらの組合せに係る基を有するものなどが好ましい。上記樹脂成分は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。   Specific examples include polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, poly (meth) acrylic acid, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and other cellulose resins, polyacrylamide, polyethylene oxide, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyvinyl acetal resins, Polyvinyl resins such as polyvinyl methyl ether, polyamine, polyethyleneimine, casein, gelatin, starch and copolymers thereof, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene and copolymers with other olefin monomers, polyester resins such as alkyd resins, Polyvinyl chloride resin, polystyrene resin such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymer resin, polymethyl methacrylate And acrylic resins such as (meth) acrylic acid ester copolymers, acrylonitrile-methyl acrylate copolymers, polycarbonate resins, polyurethane resins, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resins, polyvinyl butyral resins, and derivatives or modified products thereof. , Polyisobutylene, polytetrahydrofuran, polyaniline, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), polyamides such as nylon (registered trademark), polyimides, polydienes such as polyisoprene and polybutadiene, and polydimethylsiloxane Siloxanes, polysulfones, polyimines, polyacetic anhydrides, polyureas, polysulfides, polyphosphazenes, polyketones, polyphenylenes, polyhaloolefins, and these , And the like derivatives. As the derivative, those having the above-described hydroxyl group, amino group, carboxyl group, epoxy group, vinyl group, thiol group, photocrosslinking group, and a group related to a combination thereof are preferable. The resin component may be used alone or in the form of a mixture of two or more.

上記硬化剤は、特に制限されず、水系塗料で通常使用される硬化剤が同様にして使用できる。具体的には、メラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物(例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート)、ブロックイソシアネート化合物、塩化シアヌル、トリメソイルクロリド、テレフタロイルクロリド、エピクロロヒドリン、ジブロモベンゼン、グルタールアルデヒド、フェニレンジイソシアネート、ジイソシアン酸トリレイン、ジビニルスルホン、1,1’−カルボニルジイミダゾール又はアルコキシシラン類を挙げることができる。上記硬化剤は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。また、上記硬化剤は、分子量などについても特に制限されない。好ましくは、硬化剤は、分子量が2000未満、より好ましくは1000未満、更により好ましくは600未満、いっそう好ましくは400未満のものを用いることができる。なお、硬化剤の分子量の
下限は、特に制限されないが、好ましくは150である。
The said hardening | curing agent in particular is not restrict | limited, The hardening | curing agent normally used with a water-system coating material can be used similarly. Specifically, melamine resin, polyisocyanate compound (for example, hexamethylene diisocyanate), blocked isocyanate compound, cyanuric chloride, trimesoyl chloride, terephthaloyl chloride, epichlorohydrin, dibromobenzene, glutaraldehyde, phenylene diisocyanate, Examples include trilein diisocyanate, divinyl sulfone, 1,1′-carbonyldiimidazole or alkoxysilanes. The said hardening | curing agent may be used independently or may be used with the form of 2 or more types of mixtures. Further, the curing agent is not particularly limited with respect to molecular weight or the like. Preferably, a curing agent having a molecular weight of less than 2000, more preferably less than 1000, even more preferably less than 600, and even more preferably less than 400 can be used. The lower limit of the molecular weight of the curing agent is not particularly limited, but is preferably 150.

上記添加剤は、特に制限されず、水系塗料で通常使用される添加剤が同様にして使用できる。具体的には、紫外線吸収剤、光安定化剤、表面調整剤、沸き防止剤などを挙げることができる。   The additive is not particularly limited, and additives usually used in water-based paints can be used in the same manner. Specifically, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a surface conditioner, a boiling inhibitor and the like can be mentioned.

また、顔料は、特に制限されず、水系塗料で通常使用される顔料が同様にして使用できる。具体的には、アゾ系顔料、フタロシアン系顔料、ペリレン系顔料などの有機系着色顔料や、カーボンブラック、二酸化チタン、ベンガラなどの無機系着色顔料を用いることができる。   The pigment is not particularly limited, and pigments usually used in water-based paints can be used in the same manner. Specifically, organic color pigments such as azo pigments, phthalocyanine pigments, and perylene pigments, and inorganic color pigments such as carbon black, titanium dioxide, and bengara can be used.

そして、光輝剤は、特に制限されず、水系塗料で通常使用される光輝剤が同様にして使用できる。具体的には、アルミ顔料やマイカ顔料を挙げることができ、さらに溶媒としては、水と共に、上記した水系溶媒、例えばアルコール類やグリコールエーテル類を挙げることができる。   The brightening agent is not particularly limited, and brightening agents usually used in water-based paints can be used in the same manner. Specific examples include aluminum pigments and mica pigments, and examples of the solvent include water and the above-mentioned aqueous solvents such as alcohols and glycol ethers.

なお、上記した各種塗料原料に、変性ポリロタキサンを混合するに際しては、カルボン酸塩変性した状態の変性ポリロタキサンをそのまま配合してもよい。しかし、当該変性ポリロタキサンをあらかじめ水や水系溶媒などの溶媒に分散させて希釈した状態で配合することが望ましい。このような変性ポリロタキサン溶液は、塗料製造時に調製しても、塗料製造に先立って、調製しておいてもよい。   When the modified polyrotaxane is mixed with the various coating materials described above, the modified polyrotaxane in a carboxylate-modified state may be blended as it is. However, it is desirable to blend the modified polyrotaxane in a state of being dispersed and diluted in advance in a solvent such as water or an aqueous solvent. Such a modified polyrotaxane solution may be prepared at the time of producing the paint, or may be prepared prior to the production of the paint.

本発明の水系塗料としては、一般的なクリヤー塗料、ベースコート用塗料あるいはエナメル塗料とすることができる。なお、本発明の水系塗料において、上記成分に加えてシリカ、樹脂ビーズなどのマット剤を添加することによって艶消し塗料とすることができる。   The water-based paint of the present invention can be a general clear paint, base coat paint or enamel paint. In the water-based paint of the present invention, a matte paint can be obtained by adding a matting agent such as silica or resin beads in addition to the above components.

本発明はまた、水系塗料を用いて形成される水系塗膜をも提供する。上記したように、本発明の水系塗料は、変性ポリロタキサンを用いているので、水や水系溶媒への分散性に優れる。このため、本発明の水系塗料を用いて形成された水系塗膜塗は、優れた平滑性を発揮する。また、ポリロタキサンは、その構造による滑車効果に基づき、優れた伸縮性や粘弾性、機械的強度を発揮でき、この効果は、変性ポリロタキサンであっても維持する。このため、本発明の水系塗料を用いて形成された水系塗膜は、優れた耐擦傷性、耐チッピング性、耐鳥糞性、延伸性をも発揮しうる。また、本発明の水系塗膜は、優れた下地保護性、除去性、耐水性、耐湿性、耐酸性をも発揮しうる。   The present invention also provides an aqueous coating film formed using an aqueous coating material. As described above, since the water-based paint of the present invention uses a modified polyrotaxane, it is excellent in dispersibility in water or an aqueous solvent. For this reason, the aqueous coating film formed using the aqueous coating material of the present invention exhibits excellent smoothness. Polyrotaxane can exhibit excellent stretchability, viscoelasticity, and mechanical strength based on the pulley effect due to its structure, and this effect is maintained even with a modified polyrotaxane. For this reason, the water-based coating film formed using the water-based paint of the present invention can also exhibit excellent scratch resistance, chipping resistance, bird dropping resistance, and stretchability. Moreover, the water-based coating film of the present invention can also exhibit excellent base protection, removability, water resistance, moisture resistance, and acid resistance.

ここで、水系塗膜としては、その用途は特に制限されず、自動車、建材など、いずれの塗膜として使用されてもよい。例えば、自動車用途では、下塗り塗膜、ベースコート塗膜、クリヤー塗膜、さらには塗装保護膜など、いずれの塗膜にも適用できる。上述したように、本発明の水系塗膜は、平滑性、耐擦傷性、下地保護性、除去性、耐水性、耐湿性、耐酸性、耐鳥糞性、延伸性に優れる。このため、本発明の水系塗膜は、被塗物に被覆される塗膜の最表層に配設される塗膜として好適に使用できる。また、本発明の水系塗膜は、平滑性、耐擦傷性、耐水性に優れる。このため、本発明の水系塗膜は、クリヤー塗膜として特に好適に使用できる。さらに、本発明の水系塗膜は、下地保護性、除去性、耐酸性、耐鳥糞性、延伸性に優れる。このため、本発明の水系塗膜は、塗装保護膜として特に好適に使用できる。   Here, the application of the water-based coating film is not particularly limited, and may be used as any coating film such as an automobile or a building material. For example, in automotive applications, it can be applied to any coating film such as an undercoat coating film, a base coating film, a clear coating film, and a coating protective film. As described above, the aqueous coating film of the present invention is excellent in smoothness, scratch resistance, base protection, removability, water resistance, moisture resistance, acid resistance, bird dropping resistance, and stretchability. For this reason, the aqueous coating film of this invention can be conveniently used as a coating film arrange | positioned in the outermost layer of the coating film coat | covered with a to-be-coated article. The aqueous coating film of the present invention is excellent in smoothness, scratch resistance and water resistance. For this reason, the aqueous coating film of the present invention can be particularly suitably used as a clear coating film. Furthermore, the water-based coating film of the present invention is excellent in substrate protection, removability, acid resistance, bird dropping resistance, and stretchability. For this reason, the aqueous coating film of this invention can be used especially suitably as a coating protective film.

本発明の水系塗膜の形成方法は、本発明の水系塗料を使用する以外は、従来と、同様の方法が使用できる。例えば、クリヤー塗膜の場合には、本発明の水系塗料を、スプレーガン、刷毛を始めとする各種の塗装装置によって、従来の塗料と同等の作業性の下で、様々な被塗装物に塗装することができる。ここで、被塗物の材質としては、特に制限されず、
用途によって適宜選択される。例えば、鉄や鋼、アルミニウムなどの金属材料、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの各種有機材、石英、セラミックス(炭化カルシウム他)などの各種無機材、木質材料、石材やレンガ、ブロックなどの石質材料、皮革材料などからなる各種の被塗物が使用できる。塗装後は、常温で、あるいは焼付け処理によって、塗膜を固化し、クリヤー塗膜を形成することができる。このときの塗膜厚さとしては、特に限定されるものではないが、20〜40μm程度となるように塗装することが望ましい。
The method for forming the aqueous coating film of the present invention can be the same as the conventional method except that the aqueous coating material of the present invention is used. For example, in the case of a clear coating film, the water-based paint of the present invention is applied to various objects to be coated with various coating devices such as spray guns and brushes under the same workability as conventional paints. can do. Here, the material of the object to be coated is not particularly limited,
It is appropriately selected depending on the application. For example, metal materials such as iron, steel and aluminum, various organic materials such as polypropylene and polycarbonate, various inorganic materials such as quartz and ceramics (calcium carbide, etc.), wood materials, stone materials such as stone materials, bricks and blocks, leather Various coated objects made of materials can be used. After coating, the coating film can be solidified at room temperature or by baking to form a clear coating film. Although it does not specifically limit as a coating-film thickness at this time, It is desirable to apply so that it may become about 20-40 micrometers.

また、塗装保護膜の場合には、本発明の水系塗料を、上記と同様、スプレーガン、刷毛などを用いる既知の塗布方法を採用して、塗布できる。塗布後は、常温乾燥又は加熱乾燥して水分を蒸発させ、固化することによって、塗装保護膜を形成することができる。または、塗装保護膜は、水系塗料を被保護面に塗布して形成することに限られず、あらかじめフィルム状に形成したものを被保護面に被覆してもよい。塗装保護膜の厚さとしては、特に限定されるものではないが、100〜1000μm程度となるように塗装することが好ましい。より好ましくは500〜1000μm、特に好ましくは800〜1000μmである。100μm未満では、保護効果が低減しやすい。1000μmを超えると、水分の蒸発に時間がかかり、作業性が低下する。また、塗装保護膜の保護対象となる塗膜は、特に制限されないが、例えば、アクリルメラミン系塗膜、ウレタン系塗膜などのクリヤー系塗膜、エナメル塗膜などが挙げられる。   Further, in the case of a paint protective film, the water-based paint of the present invention can be applied by adopting a known application method using a spray gun, a brush or the like as described above. After coating, the coating protective film can be formed by drying at room temperature or drying by heating to evaporate and solidify. Alternatively, the coating protective film is not limited to being formed by applying a water-based paint to the surface to be protected, but may be formed by previously forming a film shape on the surface to be protected. Although it does not specifically limit as thickness of a coating protective film, It is preferable to coat so that it may become about 100-1000 micrometers. More preferably, it is 500-1000 micrometers, Most preferably, it is 800-1000 micrometers. If it is less than 100 μm, the protective effect tends to be reduced. If it exceeds 1000 μm, it takes time to evaporate the water, and workability decreases. The coating film to be protected by the coating protective film is not particularly limited, and examples thereof include clear coating films such as acrylic melamine coating films and urethane coating films, and enamel coating films.

本発明の水系塗膜の具体的な積層構造は、特に制限されず、塗膜の種類によって適宜選択できる。例えば、クリヤー塗膜の場合には、被塗物にベース塗料を塗布し、さらにその上に本発明の水系塗料を塗装したのち、焼付けることも望ましく、これによって、ベースコート塗膜と当該塗膜から成る2層構造の塗膜が得られることになる。また、被塗物に下塗り塗料を塗布して常温乾燥あるいは焼付けののち、上記同様に、ベース塗料及び本発明の塗料を塗布して、焼付けるようになすこともでき、これによって、被塗物表面に、下塗り塗膜とベースコート塗膜と当該塗膜から成る3層構造の塗膜が形成されることになる。図3は、このような3層構造の積層塗膜の一例を示す断面図であって、図に示す積層塗膜は、図示しない被塗物の上に形成された下塗り塗膜10と、その上に形成されたベースコート塗膜11と、さらにその上の本発明の水系塗膜からなるクリヤー塗膜12から構成されている。   The specific laminated structure of the aqueous coating film of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the type of the coating film. For example, in the case of a clear coating film, it is also desirable to apply a base paint to an object to be coated and then apply the water-based paint of the present invention thereon, followed by baking, whereby the base coat film and the coating film are coated. Thus, a coating film having a two-layer structure is obtained. In addition, after applying an undercoat paint to an object to be coated and drying or baking at room temperature, the base paint and the paint of the present invention can be applied and baked in the same manner as described above. A three-layered coating film composed of an undercoat coating film, a base coating film and the coating film is formed on the surface. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of such a three-layered laminated coating film. The laminated coating film shown in the figure includes an undercoat coating film 10 formed on an object to be coated and its It is composed of a base coat film 11 formed thereon and a clear film 12 made of the water-based film of the present invention thereon.

また、本発明の水系塗膜が塗装保護膜である場合の一実施形態を図4に示す。図4では、図示しない被塗物表面に、下塗り塗膜20とエナメル塗膜21とから成る積層塗膜が形成されており、当該積層塗膜を保護するために水系塗装保護膜22が更に被覆されている。   Moreover, one Embodiment in case the water-system coating film of this invention is a coating protective film is shown in FIG. In FIG. 4, a laminated coating film comprising an undercoat coating film 20 and an enamel coating film 21 is formed on the surface of an object (not shown), and a water-based coating protective film 22 is further coated to protect the laminated coating film. Has been.

次に、本発明の塗装物品について詳細に説明する。   Next, the coated article of the present invention will be described in detail.

本発明の塗装物品は、上述した本発明の水系塗料から成る水系塗膜と被塗物とから成り、物品に本発明の水系塗料から成る塗膜が形成されているものである。なお、上述した積層塗膜を備え、物品に積層塗膜が形成されているものであっても本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。   The coated article of the present invention comprises a water-based coating film comprising the above-described water-based paint of the present invention and an article to be coated, and the article is formed with a coating film comprising the water-based paint of the present invention. Needless to say, even if the above-described laminated coating film is provided and the laminated coating film is formed on the article, it is included in the scope of the present invention.

被塗物の材質としては上記の通りである。   The material of the object to be coated is as described above.

また、上記被塗物の具体的な適用例としては、耐傷付き性が要求される自動車のボディ、メッキ、蒸着、スパッタリング等の処理が施されたアルミホイール、ドアミラーや、屋内・屋外における樹脂製品、階段、床、家具等の木工製品などを挙げることができる。   In addition, specific examples of application of the object to be coated include automobile bodies that require scratch resistance, aluminum wheels that have been subjected to treatments such as plating, vapor deposition, and sputtering, door mirrors, and indoor and outdoor resin products. And wood products such as stairs, floors and furniture.

このようにして得られる塗装物品としては、自動車、オートバイ、自転車、鉄道、その
他の輸送機械、建設機械、携帯電話、電化製品、光学機器、家具、建材、楽器、鞄、スポーツ用品、レジャー用品、キッチン用品、ペット用品、文房具などを挙げることができる。
Painted articles obtained in this way include automobiles, motorcycles, bicycles, railways, other transport machinery, construction machinery, mobile phones, electrical appliances, optical equipment, furniture, building materials, musical instruments, bags, sports equipment, leisure goods, Kitchen supplies, pet supplies, stationery, etc.

以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されることはない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. The present invention is not limited to these examples.

実施例1
(1)PEGのTEMPO酸化によるPEG−カルボン酸の調製
直鎖状分子として、PEG(ポリエチレングリコール、分子量:35,000)10g、TEMPO(2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジニルオキシラジカル)100mg、臭化ナトリウム1gを水100mLに溶解させ、これに市販の次亜塩素酸ナトリウム水溶液(有効塩素濃度5%)5mLを添加し、室温で10分間攪拌した。次いで、余った次亜塩素酸ナトリウムを分解させるために、エタノールを最大5mLまでの範囲で添加して反応を終了させた。
Example 1
(1) Preparation of PEG-carboxylic acid by TEMPO oxidation of PEG As a linear molecule, 10 g of PEG (polyethylene glycol, molecular weight: 35,000), TEMPO (2,2,6,6-tetramethyl-piperidinyloxy) Radical) 100 mg and sodium bromide 1 g were dissolved in 100 mL of water, and 5 mL of a commercially available sodium hypochlorite aqueous solution (effective chlorine concentration 5%) was added thereto, followed by stirring at room temperature for 10 minutes. Subsequently, in order to decompose surplus sodium hypochlorite, ethanol was added in a range of up to 5 mL to terminate the reaction.

そして、50mLの塩化メチレンを用いた抽出を3回繰返して、無機塩以外の成分を抽出したのち、エバポレータで塩化メチレンを留去し、250mLの温エタノールに溶解させてから、冷凍庫(−4℃)に一晩おいて、PEG−カルボン酸のみを析出させ、回収、乾燥した。   Then, extraction with 50 mL of methylene chloride was repeated three times to extract components other than inorganic salts, and then the methylene chloride was distilled off with an evaporator and dissolved in 250 mL of warm ethanol, and then the freezer (−4 ° C. ) Overnight, only PEG-carboxylic acid was precipitated, collected and dried.

(2)PEG−カルボン酸とα−CDを用いた包接錯体の調製
上記(1)により調製したPEG−カルボン酸3g及びα−CD(シクロデキストリンα)12gをそれぞれ別々に用意した70℃の温水50mLに溶解させた後、両者を混合し、よく振り混ぜた。次に、この混合物を冷蔵庫(4℃)中で一晩静置し、クリーム状に析出した包接錯体を凍結乾燥により回収した。
(2) Preparation of inclusion complex using PEG-carboxylic acid and α-CD 70 g of PEG-carboxylic acid prepared in the above (1) and 12 g of α-CD (cyclodextrin α) were prepared separately. After dissolving in 50 mL of warm water, both were mixed and shaken well. Next, this mixture was allowed to stand overnight in a refrigerator (4 ° C.), and the clathrate complex deposited in a cream form was recovered by freeze-drying.

(3)アダマンタンアミンとBOP試薬反応を用いた包接錯体の封鎖
室温でジメチルホルムアミド(DMF)50mlにアダマンタンアミン0.13gを溶解し、さらに上記得られた包接錯体を添加して速やかによく振り混ぜた。続いてBOP試薬(ベンゾトリアゾール−1−イル−オキシ−トリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート)0.38gをDMFに溶解したものをさらに添加して同様によく振り混ぜた。さらにジイソプロピルエチルアミン0.14mlをDMFに溶解させたものをさらに次いで添加して同様によく振り混ぜて試薬を得た。
(3) Blocking of inclusion complex using adamantaneamine and BOP reagent reaction Dissolve 0.13 g of adamantaneamine in 50 ml of dimethylformamide (DMF) at room temperature, and add the resulting inclusion complex quickly. Shaken. Subsequently, 0.38 g of BOP reagent (benzotriazol-1-yl-oxy-tris (dimethylamino) phosphonium hexafluorophosphate) dissolved in DMF was further added and shaken well in the same manner. Further, a solution obtained by dissolving 0.14 ml of diisopropylethylamine in DMF was further added and shaken well in the same manner to obtain a reagent.

次にスラリー状になった試薬を冷蔵庫(4℃)中に一晩静置した。その後DMF/メタノール混合溶媒(体積比1/1)50mlを添加、混合、遠心分離を行なって上澄みを捨てた。さらに上記DMF/メタノール混合溶液による洗浄を2回繰り返した後、更にメタノール100mLを用いて洗浄、遠心分離を2回繰り返した。得られた沈殿物を真空乾燥で乾燥させた後、50mLのDMSOに溶解させ、得られた透明な溶液を700mLの水中に滴下してポリロタキサンを析出させた。析出したポリロタキサンを遠心分離で回収し、真空乾燥させた。さらにDMSOに溶解、水中で析出、回収、乾燥のサイクルを2回繰り返して最終的に精製ポリロタキサンを得た。なおα−CDの包接量は0.25である。   Next, the reagent in the form of a slurry was allowed to stand overnight in a refrigerator (4 ° C.). Thereafter, 50 ml of a DMF / methanol mixed solvent (volume ratio 1/1) was added, mixed and centrifuged, and the supernatant was discarded. Further, the washing with the DMF / methanol mixed solution was repeated twice, and then the washing with 100 mL of methanol and centrifugation were repeated twice. The obtained precipitate was dried by vacuum drying and then dissolved in 50 mL of DMSO, and the obtained transparent solution was dropped into 700 mL of water to precipitate polyrotaxane. The precipitated polyrotaxane was collected by centrifugation and vacuum dried. Further, a cycle of dissolution in DMSO, precipitation in water, recovery, and drying was repeated twice to finally obtain a purified polyrotaxane. The inclusion amount of α-CD is 0.25.

(4)シクロデキストリンの水酸基のヒドロキシプロピル化
上記調製したポリロタキサン500mgを1mol/LのNaOH水溶液50mLに溶解し、プロピレンオキシド3.83g(66mmol)を添加し、アルゴン雰囲気下、室温で一晩撹拌した。1mol/LのHCl水溶液でpHが7〜8になるように中和し、透析チューブにて透析した後、凍結乾燥し、回収して、ヒドロキシプロピル化ポリロタキサ
ンを得た。得られたヒドロキシプロピル化ポリロタキサンは、H−NMR及びGPCで同定し、所望の構造を有するヒドロキシプロピル化ポリロタキサンであることを確認した。
(4) Hydroxypropylation of hydroxyl group of cyclodextrin 500 mg of the above prepared polyrotaxane was dissolved in 50 mL of 1 mol / L NaOH aqueous solution, 3.83 g (66 mmol) of propylene oxide was added, and the mixture was stirred overnight at room temperature in an argon atmosphere. . The solution was neutralized with a 1 mol / L HCl aqueous solution so as to have a pH of 7 to 8, dialyzed with a dialysis tube, freeze-dried and collected to obtain a hydroxypropylated polyrotaxane. The obtained hydroxypropylated polyrotaxane was identified by 1 H-NMR and GPC, and confirmed to be a hydroxypropylated polyrotaxane having a desired structure.

(5)ヒドロキシプロピル化ポリロタキサンの修飾基修飾
上記調製したヒドロキシプロピル化ポリロタキサン1.0gにモレキュラーシーブで乾燥させたε−カプロラクトン4.5gを添加し、室温で30分間撹拌し、浸透させた。2−エチルへキサン酸スズ0.16gを添加し、100℃で1時間反応させた。
(5) Modification of Modification Group of Hydroxypropylated Polyrotaxane 4.5 g of ε-caprolactone dried with molecular sieves was added to 1.0 g of the hydroxypropylated polyrotaxane prepared above, and the mixture was stirred for 30 minutes at room temperature and allowed to permeate. 0.16 g of tin 2-ethylhexanoate was added and reacted at 100 ° C. for 1 hour.

反応終了後、試料を50mLのトルエンに溶解させ、撹拌した450mLのヘキサン中に滴下して析出させ、回収し、乾燥して、修飾ポリロタキサンを得た。得られた修飾ポリロタキサンは、H−NMR及びGPCで同定し、所望の構造を有する修飾ポリロタキサンであることを確認した。なお得られた修飾ポリロタキサンは修飾基による添加量の4.5倍重量であった。 After completion of the reaction, the sample was dissolved in 50 mL of toluene, dropped into 450 mL of hexane which was stirred, precipitated, collected, and dried to obtain a modified polyrotaxane. The obtained modified polyrotaxane was identified by 1 H-NMR and GPC, and confirmed to be a modified polyrotaxane having a desired structure. The obtained modified polyrotaxane was 4.5 times the weight added by the modifying group.

(6)修飾ポリロタキサンのカルボン酸塩変性
上記調製した修飾ポリロタキサン500mgに、脱水トルエン20mLを加えて、無水コハク酸0.40g(ポリロタキサンの全ての水酸基に対して20mol%)を添加し、50℃で24時間攪拌した。反応後のpHは4〜5であった。トルエンをエバポレータで95体積%除去した後、トリエチルアミン0.55mLで中和し、pHが7〜8であるのを確認した後、乾燥して、変性ポリロタキサンを得た。得られた変性ポリロタキサンはIR及びGPCで同定し、所望の構造を有する変性ポリロタキサンであることを確認した。なお、得られた変性ポリロタキサンの修飾基のカルボン酸塩による変性度は20%であった。
(6) Modification of carboxylate salt of modified polyrotaxane To 500 mg of the modified polyrotaxane prepared above, 20 mL of dehydrated toluene was added, and 0.40 g of succinic anhydride (20 mol% with respect to all hydroxyl groups of the polyrotaxane) was added, Stir for 24 hours. The pH after the reaction was 4-5. After removing 95% by volume of toluene with an evaporator, the solution was neutralized with 0.55 mL of triethylamine, confirmed to have a pH of 7-8, and then dried to obtain a modified polyrotaxane. The obtained modified polyrotaxane was identified by IR and GPC, and confirmed to be a modified polyrotaxane having a desired structure. In addition, the modification degree by the carboxylate of the modification group of the obtained modified polyrotaxane was 20%.

(7)水系塗料の調製
まず、上記(6)で得られた変性ポリロタキサン500mgを蒸留水に10(w/v)%濃度となるように分散させ、さらに界面活性剤としてポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル(和光純薬工業製)を1(v/v)%濃度となる様に加えてよく攪拌し、変性ポリロタキサン水溶液を得た。
(7) Preparation of water-based paint First, 500 mg of the modified polyrotaxane obtained in (6) above is dispersed in distilled water so as to have a concentration of 10 (w / v), and polyoxyethylene octylphenyl ether is further used as a surfactant. (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to a concentration of 1 (v / v)% and stirred well to obtain a modified polyrotaxane aqueous solution.

次に、水溶性アルキッド樹脂(不揮発分:42%、水酸基価;100KOHmg/g、酸価:14KOHmg/gに、上記で得られた変性ポリロタキサン水溶液を攪拌しながら添加した。次に、この溶液に、硬化剤としてHDI系イソシアネート(ヘキサメチレンジイソシアネート)(NCO:8.2%)を、上記水溶性アルキッド樹脂とイソシアネートとの割合が133/2.17(質量比)となるように添加した。これにより、直鎖状分子の分子量が35,000、包接量が0.25、修飾基による添加量の4.5倍重量、修飾基のカルボン酸塩による変性度が20%である変性ポリロタキサンを塗膜形成成分に対して50質量%含有する水系塗料が得られた。   Next, the modified polyrotaxane aqueous solution obtained above was added to a water-soluble alkyd resin (nonvolatile content: 42%, hydroxyl value: 100 KOH mg / g, acid value: 14 KOH mg / g) with stirring. HDI isocyanate (hexamethylene diisocyanate) (NCO: 8.2%) was added as a curing agent so that the ratio of the water-soluble alkyd resin to isocyanate was 133 / 2.17 (mass ratio). A modified polyrotaxane having a molecular weight of 35,000 for the linear molecule, an inclusion amount of 0.25, a weight 4.5 times the amount added by the modifying group, and a modification degree of the modifying group by the carboxylate of 20%. A water-based paint containing 50% by mass with respect to the coating film forming component was obtained.

(8)積層塗膜の形成
りん酸亜鉛処理した厚み0.8mm、70mm×150mmのダル鋼板に、カチオン電着塗料(日本ペイント社製カチオン型電着塗料、商品名「パワートップU600M」)を、乾燥膜厚が20μmとなるように電着塗装した。次に、この電着塗装膜を160℃で30分間焼き付けた。その後、日本油脂株式会社製のグレーのベース塗料(商品名「ハイエピコNo.500」)を乾燥膜厚が30μmとなるように塗装し、140℃で30分間焼付けることによって、ベースコート塗膜を上記電着塗装膜上に形成した。
(8) Formation of multilayer coating film A cationic electrodeposition paint (cation type electrodeposition paint manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., trade name “Power Top U600M”) is applied to a 0.8 mm thick, 70 mm × 150 mm thick steel plate treated with zinc phosphate. Then, electrodeposition was applied so that the dry film thickness was 20 μm. Next, this electrodeposition coating film was baked at 160 ° C. for 30 minutes. Thereafter, a gray base paint (trade name “Hi-Epico No. 500”) manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd. was applied so that the dry film thickness was 30 μm, and baked at 140 ° C. for 30 minutes, whereby the base coat film was It formed on the electrodeposition coating film.

次に、日本油脂株式会社製のアクアBC−3(3)メタリック塗色を10μmの厚さに塗装し、ウエットオンウエットで上記(7)で得られた水系塗料を乾燥膜厚が30μmと
なるように塗装し、140℃で30分間焼付けてクリヤー塗膜とした。
Next, Aqua BC-3 (3) metallic coating color manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd. is applied to a thickness of 10 μm, and the water-based paint obtained in (7) above is wet-on-wet so that the dry film thickness becomes 30 μm. And then baked at 140 ° C. for 30 minutes to form a clear coating.

(9)塗装保護膜の形成
リン酸亜鉛処理した厚み0.8mm、70mm×150mmのダル鋼板に、カチオン電着塗料(商品名「パワートップU600M」、日本ペイント社製カチオン型電着塗料)を、乾燥膜厚が20μmとなるように電着塗装した後、160℃で30分間焼き付けた。その後、上記(7)で得られた水系塗料を乾燥膜厚が30μmとなるように塗装し、140℃で30分間焼き付けた。
(9) Formation of paint protective film Cationic electrodeposition paint (trade name “Power Top U600M”, a cation type electrodeposition paint manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) is applied to a 0.8 mm thick, 70 mm × 150 mm thick steel plate treated with zinc phosphate. After electrodeposition coating so that the dry film thickness was 20 μm, baking was performed at 160 ° C. for 30 minutes. Thereafter, the water-based paint obtained in the above (7) was applied so that the dry film thickness was 30 μm, and baked at 140 ° C. for 30 minutes.

(実施例2〜4、比較例1〜4)
表1に示す仕様とした以外は、実施例1(1)〜(7)と同様の操作を繰返して、実施例1と同様の操作を行い、水系塗料を調製した。また、それぞれで得られた水系塗料を使用する以外は、実施例1(8)と同様の操作を繰り返して、積層塗膜を形成した。さらに、それぞれで得られた水系塗料を使用する以外は、実施例1(9)と同様の操作を繰り返して、塗装保護膜を形成した。
(Examples 2-4, Comparative Examples 1-4)
Except for the specifications shown in Table 1, the same operations as in Examples 1 (1) to (7) were repeated, and the same operations as in Example 1 were performed to prepare a water-based paint. Moreover, except having used the water-system coating material obtained by each, the same operation as Example 1 (8) was repeated and the laminated coating film was formed. Further, a coating protective film was formed by repeating the same operation as in Example 1 (9) except that the water-based paint obtained in each case was used.

また、比較例1〜3では、実施例1中の(6)を実施しなかった。また、比較例4では実施例1(5)、(6)を実施しなかった。   Moreover, in Comparative Examples 1-3, (6) in Example 1 was not implemented. In Comparative Example 4, Examples 1 (5) and (6) were not performed.

上記各実施例及び比較例で得られた水系塗料について、分散性、当該塗料による塗膜の平滑性、耐擦傷性、耐水性、耐酸性、耐鳥糞性及び延伸性を、以下のような基準に基づいて評価した。その結果を各塗料の特性と共に下記表1に示す。   About the water-based paint obtained in each of the above examples and comparative examples, the dispersibility, the smoothness of the coating film by the paint, scratch resistance, water resistance, acid resistance, bird dropping resistance and stretchability are as follows. Evaluation was based on criteria. The results are shown in Table 1 below together with the characteristics of each paint.

(1)分散性
各塗料をガラス板に塗布(乾燥膜厚が30μm)した時の白濁度を目視評価した。なお、分散性は、下記3段階に分類した。〇:変化なし、△:若干の白濁、×:白濁および分離。
(1) Dispersibility The white turbidity when each paint was applied to a glass plate (dry film thickness was 30 μm) was visually evaluated. The dispersibility was classified into the following three stages. ◯: No change, Δ: Some cloudiness, ×: Cloudiness and separation.

(2)平滑性
各塗膜の平滑度合いを目視評価した。なお、平滑性は、下記3段階に分類した。〇:かなり平滑、△:若干、凹凸、×:凹凸。
(2) Smoothness The degree of smoothness of each coating film was visually evaluated. In addition, smoothness was classified into the following three stages. ◯: Pretty smooth, Δ: Slightly uneven, X: Uneven.

(3)耐擦傷性
各塗膜(大きさ:70mm×150mm)について、磨耗試験機の摺動子にダストネル(摩擦布)を両面テープで貼り付け、0.22g/cmの荷重下で50回往復させ、傷の有無を評価した。なお、平滑性は、下記3段階に分類した。○:殆ど傷がない、△:少し傷がある、×:目立つほど多くの傷がある。
(3) Scratch resistance For each coating film (size: 70 mm × 150 mm), a dustnel (friction cloth) was attached to a slider of an abrasion tester with a double-sided tape, and 50 under a load of 0.22 g / cm 2. The sample was reciprocated once and evaluated for the presence or absence of scratches. In addition, smoothness was classified into the following three stages. ◯: Almost no scratches, Δ: Slightly scratched, X: There are many scratches that stand out.

(4)耐水性
各塗膜(大きさ:70mm×150mm)について、40℃の温水に240時間浸漬した。その後、塗膜の表面の膨れ度合いを目視評価した。なお、耐水性は、下記3段階に分類した。○:異常なし、△:若干の膨れ有り、×:明らかな膨れ有り。
(4) Water resistance Each coating film (size: 70 mm × 150 mm) was immersed in warm water at 40 ° C. for 240 hours. Thereafter, the degree of swelling of the surface of the coating film was visually evaluated. The water resistance was classified into the following three stages. ○: No abnormality, Δ: Slight swelling, ×: Clear swelling

(5)耐酸性
各塗膜(大きさ:70mm×150mm)に、1%の硫酸を2mL滴下し、40℃の恒温槽に24時間放置した。その後、塗膜を剥がし、塗膜表面の外観を目視評価した。なお、耐酸性は、下記3段階に分類した。〇:異常なし、△:若干のしみ有り、×:明らかなしみ有り。
(5) Acid resistance 2 mL of 1% sulfuric acid was dropped on each coating film (size: 70 mm × 150 mm) and left in a constant temperature bath at 40 ° C. for 24 hours. Thereafter, the coating film was peeled off, and the appearance of the coating film surface was visually evaluated. In addition, acid resistance was classified into the following three stages. ◯: No abnormality, Δ: Slight blotting, ×: Clear blotting

(6)耐鳥糞性
各塗膜(大きさ:70mm×150mm)について、10%のアルブミン水溶液を2mL滴下し、40℃の恒温槽に24時間放置した。その後、塗膜を剥がし、塗膜表面の外観を目視評価した。なお、耐鳥糞性は、下記3段階に分類した。〇:異常なし、△:若干のしみ有り、×:明らかなしみ有り。
(6) Bird dropping resistance For each coating film (size: 70 mm × 150 mm), 2 mL of 10% albumin aqueous solution was dropped and left in a constant temperature bath at 40 ° C. for 24 hours. Thereafter, the coating film was peeled off, and the appearance of the coating film surface was visually evaluated. In addition, bird dropping resistance was classified into the following three stages. ◯: No abnormality, Δ: Slight blotting, ×: Clear blotting

(7)延伸性
各塗膜(大きさ:70mm×150mm)について、(株)東洋ボールドウィン製のTENSILON UTM−4−200を用いて測定した。フィルムの引っ張り速度は、4mm/minで行った。なお、延伸性は、下記3段階に分類した。〇:伸び率100%以上、△:伸び率30〜100%未満、×:伸び率30%未満。
(7) Stretchability Each coating film (size: 70 mm × 150 mm) was measured using TENSILON UTM-4-200 manufactured by Toyo Baldwin Co., Ltd. The film pulling speed was 4 mm / min. The stretchability was classified into the following three stages. ◯: Elongation rate 100% or more, Δ: Elongation rate 30 to less than 100%, X: Elongation rate 30% or less.

表1の結果から明らかなように、本発明の実施例1〜4の水系塗料は、疎水性ポリロタキサンの修飾基をカルボン酸塩によって変性することで、良好な分散性を示す。上記利点
に加えて、本発明の実施例1〜4の水系塗料を用いて形成された塗膜及び塗装保護膜は、上記ポリロタキサンが有する滑車効果に基づく耐擦傷性および良好な外観性、下地保護性および除去性の向上と共に、耐水性を示していることが確認される。
As is clear from the results in Table 1, the water-based paints of Examples 1 to 4 of the present invention exhibit good dispersibility by modifying the modifying group of the hydrophobic polyrotaxane with a carboxylate. In addition to the above-mentioned advantages, the coating film and the coating protective film formed using the water-based paints of Examples 1 to 4 of the present invention are scratch resistant and good appearance properties based on the pulley effect of the polyrotaxane, and the base protection. It is confirmed that the water resistance is exhibited together with the improvement of the property and the removability.

これに対し、修飾基をカルボン酸塩に変性されない疎水性ポリロタキサンを含む比較例1〜3の塗料を用いて形成された塗膜では、分散性、平滑性、耐擦傷性、延伸性などに劣ることが判明した。また、修飾されない親水性ポリロタキサンを含む比較例4の塗料を用いて形成された塗膜では、分散性、平滑性、耐擦傷性及び延伸性には優れるものの、耐水性、耐酸性及び耐鳥糞性に劣ることが判明した。   On the other hand, in the coating film formed using the coating material of Comparative Examples 1 to 3 containing a hydrophobic polyrotaxane in which the modifying group is not modified to carboxylate, the dispersibility, smoothness, scratch resistance, stretchability, etc. are inferior. It has been found. In addition, the coating film formed using the coating material of Comparative Example 4 containing an unmodified hydrophilic polyrotaxane is excellent in dispersibility, smoothness, scratch resistance and stretchability, but is water resistant, acid resistant and bird droppings. It turned out to be inferior.

1…変性ポリロタキサン、
2…環状分子、
2a…修飾基、
2b…カルボン酸塩、
3…直鎖状分子、
4…封鎖基、
6…架橋構造型変性ポリロタキサン、
8…ポリマー、
10…下塗り塗膜、
11…ベースコート塗膜、
12…クリヤー塗膜、
20…下塗り塗膜、
21…エナメル塗膜、
22…水系塗装保護膜。
1 ... modified polyrotaxane,
2 ... cyclic molecule,
2a ... modifying group,
2b carboxylate,
3 ... linear molecule,
4. Blocking group,
6 ... cross-linked structure type modified polyrotaxane,
8 ... polymer,
10: Undercoat film,
11 ... Base coat film,
12. Clear film,
20: Undercoat film,
21 ... Enamel coating,
22 ... Water-based paint protective film.

Claims (11)

修飾基を有しかつ前記修飾基の全部または一部をカルボン酸塩に変性してなる環状分子と、前記環状分子を串刺し状に包接する直鎖状分子と、前記直鎖状分子の両末端に配置され前記環状分子の脱離を防止する封鎖基と、を有する変性ポリロタキサンを含む水系塗料。   A cyclic molecule having a modifying group and all or part of the modifying group is modified to a carboxylate; a linear molecule that includes the cyclic molecule in a skewered manner; and both ends of the linear molecule A water-based paint comprising a modified polyrotaxane having a blocking group that is disposed on the surface and prevents the elimination of the cyclic molecule. 前記カルボン酸塩は、下記式(1):
ただし、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素原子数1〜8の分岐鎖を有してもよい炭化水素基を表わし;Rは、ヒドロキシアルキル基の水酸基をラクトン誘導体で修飾した修飾基を表わす、
で示される基を有する、請求項1に記載の水系塗料。
The carboxylate has the following formula (1):
However, R < 1 >, R < 2 > and R < 3 > represent each independently the hydrocarbon group which may have a hydrogen atom or a C1-C8 branched chain; R < 4 > is the hydroxyl group of a hydroxyalkyl group. Represents a modifying group modified with a lactone derivative,
The water-based paint according to claim 1, which has a group represented by:
、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素原子数1〜4の直鎖または分岐鎖のアルキル基である、請求項2に記載の水系塗料。 R 1, R 2 and R 3 are each independently a straight chain or branched chain alkyl group having a hydrogen atom or 1 to 4 carbon atoms, water-based paint according to claim 2. 前記環状分子は、水酸基を有し、
前記修飾基は、環状分子の水酸基をアルキレンオキシドと反応させた後、ラクトン誘導体と反応させることによって、環状分子に導入される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水系塗料。
The cyclic molecule has a hydroxyl group,
The water-based paint according to any one of claims 1 to 3, wherein the modifying group is introduced into the cyclic molecule by reacting the hydroxyl group of the cyclic molecule with an alkylene oxide and then reacting with a lactone derivative.
前記ラクトン誘導体は、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンおよびδ−バレロラクトンからなる群より選択される少なくとも1種である、請求項4に記載の水系塗料。   The lactone derivative is at least one selected from the group consisting of ε-caprolactone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and δ-valerolactone. The water-based paint according to claim 4. 界面活性剤および水系溶媒をさらに含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の水系塗料。   The water-based paint according to any one of claims 1 to 5, further comprising a surfactant and a water-based solvent. 上記界面活性剤がポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルである、請求項6に記載の水系塗料。   The water-based paint according to claim 6, wherein the surfactant is polyoxyethylene octylphenyl ether. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の水系塗料から成る層を、被塗物上に形成させたことを特徴とする水系塗膜。   A water-based coating film characterized in that a layer made of the water-based paint according to any one of claims 1 to 7 is formed on an object to be coated. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の水系塗料から成る層を、被塗物上に形成される塗膜の最表層に配設させたことを特徴とする請求項8に記載の水系塗膜。   The aqueous system according to claim 8, wherein the layer made of the aqueous paint according to any one of claims 1 to 7 is disposed on an outermost layer of a coating film formed on an object to be coated. Paint film. 前記塗膜がクリヤー塗膜または塗装保護膜である、請求項9または10に記載の水系塗膜。   The aqueous coating film according to claim 9 or 10, wherein the coating film is a clear coating film or a paint protective film. 請求項8または9に記載の水系塗膜と、被塗物と、から成ることを特徴とする塗装物品。   A coated article comprising the water-based coating film according to claim 8 or 9, and an article to be coated.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017038865A1 (en) * 2015-09-03 2017-03-09 株式会社トクヤマ Polyrotaxane, production method therefor, and optical composition containing said polyrotaxane
US9706902B2 (en) 2011-11-28 2017-07-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Objective lens for endoscopic device, actuator for focusing, and endoscopic system
CN110678486A (en) * 2017-06-06 2020-01-10 高级软质材料株式会社 Polyrotaxane having cyclic molecule having substituent having polyalkylene oxide chain or derivative thereof, and process for producing the same

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0827243A (en) * 1994-07-20 1996-01-30 Mitsubishi Chem Corp Aqueous polyurethane resin and its production
JP2002037815A (en) * 2000-07-27 2002-02-06 Mitsui Chemicals Inc Aqueous dispersion and method for producing the same
JP2002167423A (en) * 2000-11-30 2002-06-11 Daicel Chem Ind Ltd Curable resin composition using low-lactone modified hydroxyalkyl (meth)acrylic ester composition and coating material therefrom
JP2003160755A (en) * 2001-11-26 2003-06-06 Nippon Paint Co Ltd Aqueous coating composition, its production method and method for forming coating film
JP2004307721A (en) * 2003-04-09 2004-11-04 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd Method for producing polyurethane water-based resin
JP2007099973A (en) * 2005-10-06 2007-04-19 Nissan Motor Co Ltd Material for curing type aqueous clear coating and coating by using the same
JP2007106867A (en) * 2005-10-13 2007-04-26 Nissan Motor Co Ltd Curing-type water-based film protecting composition, curing-type water-based film protecting agent obtained by using the same, and water-based film protecting coat
JP2009287031A (en) * 2009-08-14 2009-12-10 Nissan Motor Co Ltd Curable solvent-based coating material

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0827243A (en) * 1994-07-20 1996-01-30 Mitsubishi Chem Corp Aqueous polyurethane resin and its production
JP2002037815A (en) * 2000-07-27 2002-02-06 Mitsui Chemicals Inc Aqueous dispersion and method for producing the same
JP2002167423A (en) * 2000-11-30 2002-06-11 Daicel Chem Ind Ltd Curable resin composition using low-lactone modified hydroxyalkyl (meth)acrylic ester composition and coating material therefrom
JP2003160755A (en) * 2001-11-26 2003-06-06 Nippon Paint Co Ltd Aqueous coating composition, its production method and method for forming coating film
JP2004307721A (en) * 2003-04-09 2004-11-04 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd Method for producing polyurethane water-based resin
JP2007099973A (en) * 2005-10-06 2007-04-19 Nissan Motor Co Ltd Material for curing type aqueous clear coating and coating by using the same
JP2007106867A (en) * 2005-10-13 2007-04-26 Nissan Motor Co Ltd Curing-type water-based film protecting composition, curing-type water-based film protecting agent obtained by using the same, and water-based film protecting coat
JP2009287031A (en) * 2009-08-14 2009-12-10 Nissan Motor Co Ltd Curable solvent-based coating material

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9706902B2 (en) 2011-11-28 2017-07-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Objective lens for endoscopic device, actuator for focusing, and endoscopic system
WO2017038865A1 (en) * 2015-09-03 2017-03-09 株式会社トクヤマ Polyrotaxane, production method therefor, and optical composition containing said polyrotaxane
CN107922605A (en) * 2015-09-03 2018-04-17 株式会社德山 Polyrotaxane and its preparation method and the optics composition containing the polyrotaxane
US10494488B2 (en) 2015-09-03 2019-12-03 Tokuyama Corporation Polyrotaxane, production method therefor, and optical composition containing said polyrotaxane
CN107922605B (en) * 2015-09-03 2020-12-11 株式会社德山 Polyrotaxane, process for producing the same, and optical composition containing the same
US11578174B2 (en) 2015-09-03 2023-02-14 Tokuyama Corporation Polyrotaxane, production method therefor, and optical composition containing said polyrotaxane
CN110678486A (en) * 2017-06-06 2020-01-10 高级软质材料株式会社 Polyrotaxane having cyclic molecule having substituent having polyalkylene oxide chain or derivative thereof, and process for producing the same
EP3636674A4 (en) * 2017-06-06 2021-03-31 Advanced Softmaterials Inc. Polyrotaxane having substituent having polyalkylene oxide chain or derivative thereof in cyclic molecule, and method for producing said polyrotaxane

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