JP2902725B2 - 耐候性に優れた無黄変型ウレタン塗料用樹脂 - Google Patents
耐候性に優れた無黄変型ウレタン塗料用樹脂Info
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- JP2902725B2 JP2902725B2 JP2131228A JP13122890A JP2902725B2 JP 2902725 B2 JP2902725 B2 JP 2902725B2 JP 2131228 A JP2131228 A JP 2131228A JP 13122890 A JP13122890 A JP 13122890A JP 2902725 B2 JP2902725 B2 JP 2902725B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は二液型ウレタン塗料用樹脂に関する。さらに
詳しくは2,5−及び/又は2,6−ジイソシアナトメチル−
ビシクロ[2,2,1]ヘプタン(以下BCHIと略称する。)
の環状三量化によって得られるイソシアヌレート結合を
有するポリイソシアネートを含むポリイソシアネート
と、少なくとも2個の活性水素を含有する化合物から成
る乾燥性、耐侯性に優れた2液型ウレタン塗料用樹脂に
関する。
詳しくは2,5−及び/又は2,6−ジイソシアナトメチル−
ビシクロ[2,2,1]ヘプタン(以下BCHIと略称する。)
の環状三量化によって得られるイソシアヌレート結合を
有するポリイソシアネートを含むポリイソシアネート
と、少なくとも2個の活性水素を含有する化合物から成
る乾燥性、耐侯性に優れた2液型ウレタン塗料用樹脂に
関する。
二液ウレタン塗料用樹脂としては、汎用型の最も代表
として、アルキッド樹脂、ポリエステルポリオール、ア
クリルポリオール、あるいはエポキシポリオールを主剤
とし、トリレンジイソシアナート(TDIと略称)から誘
導されたウレタン結合を有するポリイソシアネート、ま
たはイソシアヌレート結合を有するポリイソシアネート
を硬化剤とする例がある。これらは家具、木工用塗料を
はじめ、タールウレタン塗料とよばれる重防蝕塗料等に
利用されている。
として、アルキッド樹脂、ポリエステルポリオール、ア
クリルポリオール、あるいはエポキシポリオールを主剤
とし、トリレンジイソシアナート(TDIと略称)から誘
導されたウレタン結合を有するポリイソシアネート、ま
たはイソシアヌレート結合を有するポリイソシアネート
を硬化剤とする例がある。これらは家具、木工用塗料を
はじめ、タールウレタン塗料とよばれる重防蝕塗料等に
利用されている。
しかしながら、TDIを用いたウレタン塗料は、極めて
耐侯性が劣っているため、耐侯性の向上を目的として、
ヘキサメチレンジイソシアナート(HDIと略称)、イソ
ホロンジイソシアナート(IPDIと略称)、あるいは4,4'
−ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート(HMDIと略
称)などの脂肪族または脂環式系の化合物より誘導され
たポリイソシアネートを硬化剤とし、主剤としてアクリ
ルポリオール、またはポリエステルポリオールを用いた
2液型ポリウレタン塗料が考え出された。
耐侯性が劣っているため、耐侯性の向上を目的として、
ヘキサメチレンジイソシアナート(HDIと略称)、イソ
ホロンジイソシアナート(IPDIと略称)、あるいは4,4'
−ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート(HMDIと略
称)などの脂肪族または脂環式系の化合物より誘導され
たポリイソシアネートを硬化剤とし、主剤としてアクリ
ルポリオール、またはポリエステルポリオールを用いた
2液型ポリウレタン塗料が考え出された。
これらは耐侯性、可とう性、耐摩耗性等に優れた特徴
を有し、例えば自動車補修、建築外装分野等に確固たる
地位を築いてきたが、乾燥性が悪く、十分に架橋した強
靭な塗膜を得るためには、高温で焼き付けるか、長時間
静置しなければならないため、耐侯性が良好で乾燥性に
優れた二液型ウレタン塗料の開発が望まれていた。
を有し、例えば自動車補修、建築外装分野等に確固たる
地位を築いてきたが、乾燥性が悪く、十分に架橋した強
靭な塗膜を得るためには、高温で焼き付けるか、長時間
静置しなければならないため、耐侯性が良好で乾燥性に
優れた二液型ウレタン塗料の開発が望まれていた。
従来の二液型ウレタン塗料用樹脂は、例えば、TDI系
の場合、反応性が高く、乾燥性に優れているが耐侯性が
極めて劣っていた。
の場合、反応性が高く、乾燥性に優れているが耐侯性が
極めて劣っていた。
また脂肪族系のポリイソシアネート、例えば、HDIか
ら誘導されたウレタン結合を有するポリイソシアネート
(例えば特公昭45-11146号公報)、ビューレット結合を
有するポリイソシアネート(例えば、特開昭49-134629
号公報)、イソシアヌレート結合を有するポリイソシア
ネート(例えば、特公昭45-27982号公報、特開昭57-150
677号公報)、ウレタン変性イソシアヌレート結合を有
するポリイソシアネート(例えば、特開昭57-47321号公
報、特開昭61-111377号公報)等が知られている。
ら誘導されたウレタン結合を有するポリイソシアネート
(例えば特公昭45-11146号公報)、ビューレット結合を
有するポリイソシアネート(例えば、特開昭49-134629
号公報)、イソシアヌレート結合を有するポリイソシア
ネート(例えば、特公昭45-27982号公報、特開昭57-150
677号公報)、ウレタン変性イソシアヌレート結合を有
するポリイソシアネート(例えば、特開昭57-47321号公
報、特開昭61-111377号公報)等が知られている。
更に脂環式ポリイソシアネートとしては、例えばIPDI
から誘導されたウレタン結合を有するポリイソシアネー
ト(例えば、特公昭52-50786号公報、特開昭52-141897
号公報)、イソシアヌレート結合を有するポリイソシア
ネート(例えば、特開昭50-47988号公報)等が知られて
いる。
から誘導されたウレタン結合を有するポリイソシアネー
ト(例えば、特公昭52-50786号公報、特開昭52-141897
号公報)、イソシアヌレート結合を有するポリイソシア
ネート(例えば、特開昭50-47988号公報)等が知られて
いる。
これらのポリイソシアネートにおいて、従来の脂肪族
あるいは脂環式ウレタン型ポリイソシアネートは乾燥性
が悪いため、これらを硬化剤として用いた二液型ウレタ
ン塗料は、焼付けによる強制乾燥方法が取られるが、耐
熱性が悪いために、焼付け時に黄変が避けられず、光沢
の低下を起こす。
あるいは脂環式ウレタン型ポリイソシアネートは乾燥性
が悪いため、これらを硬化剤として用いた二液型ウレタ
ン塗料は、焼付けによる強制乾燥方法が取られるが、耐
熱性が悪いために、焼付け時に黄変が避けられず、光沢
の低下を起こす。
また、HDIから誘導されたイソシアヌレート結合を有
するポリイソシアネートを硬化剤とした二液型ウレタン
塗料は硬化剤と主剤であるポリオール、特にアクリルポ
リオールとの相溶性が悪く、光沢、鮮映性、レベリング
性が低下し、用いる主剤が限られるという欠点を有して
いた。
するポリイソシアネートを硬化剤とした二液型ウレタン
塗料は硬化剤と主剤であるポリオール、特にアクリルポ
リオールとの相溶性が悪く、光沢、鮮映性、レベリング
性が低下し、用いる主剤が限られるという欠点を有して
いた。
更にIPDI及びHMDIから誘導されたポリイソシアネート
を硬化剤とした場合は、反応に関与するイソシアナート
基が2級炭素に結合しているために、反応性が低く、そ
のため乾燥性が非常に悪くなる欠点を有していた。
を硬化剤とした場合は、反応に関与するイソシアナート
基が2級炭素に結合しているために、反応性が低く、そ
のため乾燥性が非常に悪くなる欠点を有していた。
本発明者らは、これら従来の二液型ウレタンの問題点
を解決するために、鋭意検討した結果、BCHIの環状三量
化によって得られるイソシアヌレート結合を有するポリ
イソシアネートと、ポリオール化合物から成る2液型ウ
レタン塗料用樹脂が乾燥性及び耐侯性に優れていること
を見いだし本発明に到達した。
を解決するために、鋭意検討した結果、BCHIの環状三量
化によって得られるイソシアヌレート結合を有するポリ
イソシアネートと、ポリオール化合物から成る2液型ウ
レタン塗料用樹脂が乾燥性及び耐侯性に優れていること
を見いだし本発明に到達した。
本発明はBCHIの環状三量化によって得られるイソシア
ヌレート結合を有するポリイソシアネートを含むポリイ
ソシアネート(A)と、少なくとも2個の活性水素を含
有する化合物(B)から成る二液型ウレタン塗料用樹脂
に関する。
ヌレート結合を有するポリイソシアネートを含むポリイ
ソシアネート(A)と、少なくとも2個の活性水素を含
有する化合物(B)から成る二液型ウレタン塗料用樹脂
に関する。
本発明に使用されるBCHIのイソシアヌレート結合を有
するポリイソシアネートは、通常の三量化触媒の存在下
に、三量化反応することにより達成される。
するポリイソシアネートは、通常の三量化触媒の存在下
に、三量化反応することにより達成される。
触媒としては、例えば、テトラメチルアンモニウム、
テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム
等のテトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサオド
や有機弱酸塩、トリメチルヒドロキシプロピルアンモニ
ウム、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム、トリ
エチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリエチルヒ
ドロキシエチルアンモニウム等のヒドロキシアルキルア
ンモニウムのハイドロオキサイドや有機弱酸塩、酢酸、
カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸等のアルキルカ
ルボン酸のアルカリ金属塩および錫、亜鉛、鉛等の金属
塩、ヘキサメチルジシラザン等のアミノシリル基含有化
合物、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N'−ジ
メチルアニリン、N−エチルピペリジン、N,N'−ジメチ
ルピペラジン、フェノール化合物のマニッヒ塩、N,N',
N''−トリス(ジメチルアミンプロピル)−ヘキサヒド
ロ−sym−トリアジン等の3級アミン類等が挙げられ
る。
テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム
等のテトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサオド
や有機弱酸塩、トリメチルヒドロキシプロピルアンモニ
ウム、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム、トリ
エチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリエチルヒ
ドロキシエチルアンモニウム等のヒドロキシアルキルア
ンモニウムのハイドロオキサイドや有機弱酸塩、酢酸、
カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸等のアルキルカ
ルボン酸のアルカリ金属塩および錫、亜鉛、鉛等の金属
塩、ヘキサメチルジシラザン等のアミノシリル基含有化
合物、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N'−ジ
メチルアニリン、N−エチルピペリジン、N,N'−ジメチ
ルピペラジン、フェノール化合物のマニッヒ塩、N,N',
N''−トリス(ジメチルアミンプロピル)−ヘキサヒド
ロ−sym−トリアジン等の3級アミン類等が挙げられ
る。
触媒の量は、使用する触媒および反応温度により異な
るが、通常、10ppm-10%の範囲が適当である。
るが、通常、10ppm-10%の範囲が適当である。
反応に際しては、助触媒として、例えば、メタノー
ル、エタノール、ブタノール、エチレングリコール、1,
3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エ
チル−1、3−ヘキサンジオール、トリメチロールプロ
パン、ポリプロピレングリコール、フェノール等のアル
コール類が挙げられる。
ル、エタノール、ブタノール、エチレングリコール、1,
3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エ
チル−1、3−ヘキサンジオール、トリメチロールプロ
パン、ポリプロピレングリコール、フェノール等のアル
コール類が挙げられる。
これらアルコール類は三量化触媒と同時に添加するこ
ともできるし、予めBCHIを反応させてウレタン結合を形
成させた後、三量化行程に移行することも可能である。
ともできるし、予めBCHIを反応させてウレタン結合を形
成させた後、三量化行程に移行することも可能である。
特にエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、ネ
オペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジ
オール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、
トリメチロールプロパン等の多価アルコールは三量化
(ポリイソシアヌレート)の変成剤としての使用も可能
である。
オペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジ
オール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、
トリメチロールプロパン等の多価アルコールは三量化
(ポリイソシアヌレート)の変成剤としての使用も可能
である。
反応は溶媒を用いても、用いなくてもよい。溶媒を用
いる際には当然、イソシアネート基に対し不活性の溶剤
を選択するべきである。
いる際には当然、イソシアネート基に対し不活性の溶剤
を選択するべきである。
反応温度は通常20℃〜120℃、好ましくは50〜90℃の
範囲が選ばれる。
範囲が選ばれる。
反応の進行は、反応液のNCO%測定、ガスクロマトグ
ラフィーによるBCHIの残存量測定により追跡することが
できる。
ラフィーによるBCHIの残存量測定により追跡することが
できる。
一般に、転化反応が進みすぎると、生成物の粘度が上
昇し、ポリオールとの相溶性が低下するので、反応の転
化率を低くし、未反応原料を残し、反応を停止した後除
去する方法が行われる。
昇し、ポリオールとの相溶性が低下するので、反応の転
化率を低くし、未反応原料を残し、反応を停止した後除
去する方法が行われる。
反応が目的の転化率に達したならば、例えば、硫酸、
リン酸等の触媒失活剤を添加し、反応を停止する。反応
を停止後、必要であれば失活触媒を除去した後、過剰の
BCHIまたは溶剤を除去する。過剰のBCHIまたは溶剤は、
例えば薄膜蒸留法や溶剤抽出法により行われる。
リン酸等の触媒失活剤を添加し、反応を停止する。反応
を停止後、必要であれば失活触媒を除去した後、過剰の
BCHIまたは溶剤を除去する。過剰のBCHIまたは溶剤は、
例えば薄膜蒸留法や溶剤抽出法により行われる。
本発明に使用するBCHIの環状三量化によって得られる
イソシアヌレート結合を有するポリイソシアネートを10
重量%以上含有するポリイソシアネートは、前途の三量
化反応により得られたポリイソシアネート単独またはヘ
キサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシア
ナート、あるいは4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソ
シアナートなどの脂肪族または脂環式系の化合物の変性
体を混合することにより得られるものである。
イソシアヌレート結合を有するポリイソシアネートを10
重量%以上含有するポリイソシアネートは、前途の三量
化反応により得られたポリイソシアネート単独またはヘ
キサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシア
ナート、あるいは4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソ
シアナートなどの脂肪族または脂環式系の化合物の変性
体を混合することにより得られるものである。
混合比は目的に応じて異なるが、前途の三量化反応に
よって得られたポリイソシアネートを10%以上含有しな
いと、乾燥性、耐熱性及び鮮映性改良の効果が現れな
い。
よって得られたポリイソシアネートを10%以上含有しな
いと、乾燥性、耐熱性及び鮮映性改良の効果が現れな
い。
次に本発明に使用される少なくとも2個の活性水素を
含有する化合物としては、1分子中に少なくとも2個の
活性水素を含有する化合物及び重合体が含まれる。
含有する化合物としては、1分子中に少なくとも2個の
活性水素を含有する化合物及び重合体が含まれる。
これら具体的化合物は、例えば、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、β,β’−ジヒドロキシジ
エチルエーテル(ジエチレングリコール)、ジプロピレ
ングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,3−ブチレ
ングリコール、1,6−ヘキサメチレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、ポリプロピレン−ポリエチレング
リコール、ポリブチレングリコールなどのグリコール類
グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオ
ール、ペンタエリスリトール、キシリトール、ソルビト
ール、などのアルカンポリオール類、グリセリンやプロ
ピレングリコール等の多価アルコールの単独または混合
物に、アルキレンオキシド(例えば、エチレンオキシ
ド、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド等)
の単独または混合物を付加して得られるポリエーテルポ
リオール類で、アルキレンオキシドにエチレンジアミ
ン、エタノールアミンなどの多官能化合物を反応させた
ポリエーテルポリオールのようなポリエーテルポリオー
ル類、二塩基酸(例えば、コハク酸、アジピン酸、セバ
シン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、
イソフタル酸、テレフタル酸などのカルボン酸)の群か
ら選ばれる単独または混合物と多価アルコール(例えば
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブチレ
ングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,6−ヘキサ
メチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセ
リン、トリメチロールプロパンなど)の群から選ばれる
単独または混合物との縮合反応によって得られるポリエ
ステルポリオール樹脂類、1分子中に1個以上の活性水
素を有する重合性モノマーと、これに共重合可能な他の
モノマーを共重合することによって得られるアクリルポ
リオール類、例えば活性水素含有アクリル酸エステル
(アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、アクリル酸−2
−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−2−ヒドロキシブ
チルなど)、活性水素含有メタクリル酸エステル(例え
ばメタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸
−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−2−ヒドロ
キシブチル等)、またはグリセリンのアクリル酸モノエ
ステルあるいはメタクリル酸モノエステル、トリメチロ
ールプロパンのアクリル酸モノエステルあるいはメタク
リル酸モノエステルの群より選ばれた単独または混合物
とアクリル酸エステル(例えば、アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸
−n−ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシルなど、
メタクリル酸エステル(例えばメタクリル酸メチル、メ
タクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタク
リル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタク
リル酸−n−ヘキシル、メタクリル酸ラウリル等)の群
から選ばれた単独または混合物と不飽和カルボン酸(例
えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン
酸等)不飽和アミド(例えば、アクリルアミド、N−メ
チロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド
等)、その他の重合性モノマー(例えば、メタクリル酸
グリシジル、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、
アクリロニトリルなど)の群から選ばれた単独または混
合物の存在下であるいは非存在下で重合させて得られる
アクリルポリオール樹脂類、ノボラック型、β−メチル
エピクロ型、環状オキシラン型、グリシジルエーテル
型、グリシジルエステル型、グリコールエーテル型、脂
肪酸不飽和化合物のエポキシ化型、エポキシ化脂肪酸エ
ステル型、多価カルボン酸エステル型、アミノグリシジ
ル型、ハロゲン化型、レゾルシン型などのエポキシ樹脂
類などが挙げられ、果糖、ブドウ糖、ショ糖、乳糖、2
−メチルグリコキシドなどの単糖類またはその誘導体、
トリメチロールベンゼン、トリス(2−ヒドロキシエチ
ル)イソシアヌレートなどの芳香族あるいはヘテロ環族
多価アルコールも包含される。
ル、プロピレングリコール、β,β’−ジヒドロキシジ
エチルエーテル(ジエチレングリコール)、ジプロピレ
ングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,3−ブチレ
ングリコール、1,6−ヘキサメチレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、ポリプロピレン−ポリエチレング
リコール、ポリブチレングリコールなどのグリコール類
グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオ
ール、ペンタエリスリトール、キシリトール、ソルビト
ール、などのアルカンポリオール類、グリセリンやプロ
ピレングリコール等の多価アルコールの単独または混合
物に、アルキレンオキシド(例えば、エチレンオキシ
ド、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド等)
の単独または混合物を付加して得られるポリエーテルポ
リオール類で、アルキレンオキシドにエチレンジアミ
ン、エタノールアミンなどの多官能化合物を反応させた
ポリエーテルポリオールのようなポリエーテルポリオー
ル類、二塩基酸(例えば、コハク酸、アジピン酸、セバ
シン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、
イソフタル酸、テレフタル酸などのカルボン酸)の群か
ら選ばれる単独または混合物と多価アルコール(例えば
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブチレ
ングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,6−ヘキサ
メチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセ
リン、トリメチロールプロパンなど)の群から選ばれる
単独または混合物との縮合反応によって得られるポリエ
ステルポリオール樹脂類、1分子中に1個以上の活性水
素を有する重合性モノマーと、これに共重合可能な他の
モノマーを共重合することによって得られるアクリルポ
リオール類、例えば活性水素含有アクリル酸エステル
(アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、アクリル酸−2
−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−2−ヒドロキシブ
チルなど)、活性水素含有メタクリル酸エステル(例え
ばメタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸
−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−2−ヒドロ
キシブチル等)、またはグリセリンのアクリル酸モノエ
ステルあるいはメタクリル酸モノエステル、トリメチロ
ールプロパンのアクリル酸モノエステルあるいはメタク
リル酸モノエステルの群より選ばれた単独または混合物
とアクリル酸エステル(例えば、アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸
−n−ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシルなど、
メタクリル酸エステル(例えばメタクリル酸メチル、メ
タクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタク
リル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタク
リル酸−n−ヘキシル、メタクリル酸ラウリル等)の群
から選ばれた単独または混合物と不飽和カルボン酸(例
えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン
酸等)不飽和アミド(例えば、アクリルアミド、N−メ
チロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド
等)、その他の重合性モノマー(例えば、メタクリル酸
グリシジル、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、
アクリロニトリルなど)の群から選ばれた単独または混
合物の存在下であるいは非存在下で重合させて得られる
アクリルポリオール樹脂類、ノボラック型、β−メチル
エピクロ型、環状オキシラン型、グリシジルエーテル
型、グリシジルエステル型、グリコールエーテル型、脂
肪酸不飽和化合物のエポキシ化型、エポキシ化脂肪酸エ
ステル型、多価カルボン酸エステル型、アミノグリシジ
ル型、ハロゲン化型、レゾルシン型などのエポキシ樹脂
類などが挙げられ、果糖、ブドウ糖、ショ糖、乳糖、2
−メチルグリコキシドなどの単糖類またはその誘導体、
トリメチロールベンゼン、トリス(2−ヒドロキシエチ
ル)イソシアヌレートなどの芳香族あるいはヘテロ環族
多価アルコールも包含される。
これらは混合使用してもよく、さらにこれらとその他
の2個以上の活性水素を含有する化合物、例えば、第一
級または第二級アミノ基含有化合物(例えばエチレンジ
アミン、トリエチレンジアミンヘキサメチレンジアミ
ン、m−キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタ
ン、イソホロンジアミン、ジエチレントリアミン、各種
アルキレンポリアミンとアルキレンオキシドを付加して
得られるポリアミン、N,N'−ジメチルエチレンジアミン
など)、置換尿素化合物(例えば、N,N''−ジメチル尿
素、N−メチル−N'−シクロヘキシル尿素等)、チオー
ル基含有化合物(例えば、1,2−エタンジチオール、1,6
−ヘキサンジチオール、ポリエーテルポリオール、ポリ
エステルポリチオールなど)、カルボキシル基含有化合
物(例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、テレ
フタル酸、カルボキシ基末端ポリブタジエン等)あるい
は1分子中に異なる活性水素含有基を含有する化合物
(例えばモノエタノールアミン、チオエタノールアミ
ン、乳酸、β−アラニン等)などから選択された1種以
上を混合使用することもできる。
の2個以上の活性水素を含有する化合物、例えば、第一
級または第二級アミノ基含有化合物(例えばエチレンジ
アミン、トリエチレンジアミンヘキサメチレンジアミ
ン、m−キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタ
ン、イソホロンジアミン、ジエチレントリアミン、各種
アルキレンポリアミンとアルキレンオキシドを付加して
得られるポリアミン、N,N'−ジメチルエチレンジアミン
など)、置換尿素化合物(例えば、N,N''−ジメチル尿
素、N−メチル−N'−シクロヘキシル尿素等)、チオー
ル基含有化合物(例えば、1,2−エタンジチオール、1,6
−ヘキサンジチオール、ポリエーテルポリオール、ポリ
エステルポリチオールなど)、カルボキシル基含有化合
物(例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、テレ
フタル酸、カルボキシ基末端ポリブタジエン等)あるい
は1分子中に異なる活性水素含有基を含有する化合物
(例えばモノエタノールアミン、チオエタノールアミ
ン、乳酸、β−アラニン等)などから選択された1種以
上を混合使用することもできる。
以上各種の活性水素含有化合物を具体的に例示した
が、本発明の活性水素含有化合物はこれらに限定される
ものではなく、本発明の二液型ウレタン塗料用樹脂に用
いるポリイソシアネートと反応してウレタン樹脂を形成
できる活性水素含有化合物であれば、いずれも使用可能
であり、また種々の組合わせを選択することができる。
が、本発明の活性水素含有化合物はこれらに限定される
ものではなく、本発明の二液型ウレタン塗料用樹脂に用
いるポリイソシアネートと反応してウレタン樹脂を形成
できる活性水素含有化合物であれば、いずれも使用可能
であり、また種々の組合わせを選択することができる。
本発明の二液型ウレタン塗料用樹脂においては両成分
を混合するに際し、必要に応じて適当な溶剤、例えば炭
化水素類(例えばベンゼン、トルエン、キシレン、シク
ロヘキサン、ミネラルスピリット、ナフサなど)、ケト
ン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン等)、エステル類(例えば、酢酸エチ
ル、酢酸−n−ブチル、酢酸セロソルブ、酢酸イソブチ
ル等)などの群から目的及び用途に応じて適宜選択すれ
ば良く、またこれらの溶剤は単独系でも混合系でもよ
い。
を混合するに際し、必要に応じて適当な溶剤、例えば炭
化水素類(例えばベンゼン、トルエン、キシレン、シク
ロヘキサン、ミネラルスピリット、ナフサなど)、ケト
ン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン等)、エステル類(例えば、酢酸エチ
ル、酢酸−n−ブチル、酢酸セロソルブ、酢酸イソブチ
ル等)などの群から目的及び用途に応じて適宜選択すれ
ば良く、またこれらの溶剤は単独系でも混合系でもよ
い。
さらに目的および用途に応じて触媒、顔料、レベリン
グ剤、酸化防止剤、可塑剤、界面活性剤などの当該技術
分野で使用されている各種添加剤を混合して使用するこ
とができる。
グ剤、酸化防止剤、可塑剤、界面活性剤などの当該技術
分野で使用されている各種添加剤を混合して使用するこ
とができる。
本発明によるポリウレタン樹脂製造の実施態様は、ポ
リウレタン樹脂形成直前にポリイソシアナートと活性水
素含有化合物、さらに目的及び用途に応じて溶剤や添加
剤を加えて、本発明に係わる組成物を調整し、通常室温
から150℃の範囲で使用される。
リウレタン樹脂形成直前にポリイソシアナートと活性水
素含有化合物、さらに目的及び用途に応じて溶剤や添加
剤を加えて、本発明に係わる組成物を調整し、通常室温
から150℃の範囲で使用される。
かかる二液型塗料として使用した場合、金属、プラス
チック、ゴム、皮革、コンクリートなどの被塗物に優れ
た密着性を有するので、車両、設備機器、建材、木工品
など広範な用途に応用できる。
チック、ゴム、皮革、コンクリートなどの被塗物に優れ
た密着性を有するので、車両、設備機器、建材、木工品
など広範な用途に応用できる。
ポリウレタン塗料は、一般に各種被塗物への密着性、
硬度と柔軟性のバランス、耐クラック性、耐水性、耐薬
品性、光沢、外観などが優れているが、本発明の組成物
を塗料として使用した場合に得られるポリウレタン塗膜
も、このような諸性能を有すると共に、優れた耐候性、
光安定性を有し、さらに、市販のポリウレタン塗料に比
べて、種々の優れた特徴を有している。
硬度と柔軟性のバランス、耐クラック性、耐水性、耐薬
品性、光沢、外観などが優れているが、本発明の組成物
を塗料として使用した場合に得られるポリウレタン塗膜
も、このような諸性能を有すると共に、優れた耐候性、
光安定性を有し、さらに、市販のポリウレタン塗料に比
べて、種々の優れた特徴を有している。
すなわち、本発明の組成物に用いるイソシアヌレート
結合を有するポリイソシアナートは脂肪族イソシアナー
ト、例えばHDIから誘導されるポリイソシアナートと比
較して反応性が高く、耐熱性を有するので、初期の硬化
乾燥性が速く、焼付け時の黄変性が大幅に改良され、相
溶性も良く、外観に優れ、塗膜性能も市販品と同等以上
であるので、車両塗装などの作業性、外観及び塗膜性能
を重視する用途に好適である。
結合を有するポリイソシアナートは脂肪族イソシアナー
ト、例えばHDIから誘導されるポリイソシアナートと比
較して反応性が高く、耐熱性を有するので、初期の硬化
乾燥性が速く、焼付け時の黄変性が大幅に改良され、相
溶性も良く、外観に優れ、塗膜性能も市販品と同等以上
であるので、車両塗装などの作業性、外観及び塗膜性能
を重視する用途に好適である。
以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発
明は実施例によりなんら限定されるものではない。
明は実施例によりなんら限定されるものではない。
触媒等の混合物(以下、触媒Aと略す)の調整 乾燥した無水酢酸カリウム(分子量98.1)1.0gを平均
分子量400のポリエチレングリコール9gに溶解させたも
の。
分子量400のポリエチレングリコール9gに溶解させたも
の。
参考例1 BCHIの環状三量化によるイソシアヌレート結合を有する
ポリイソシアネートの製造 温度計、冷却管、窒素導入管、攪拌羽根付き4つ口フ
ラスコに2,5−BCHI200g(1.188モル)を仕込、触媒Aを
1.6g加え、80℃まで昇温した。2.5時間後、NCO含有率が
24.3%まで減少したので塩化ベンゾイル0.25gを加え、6
0℃で1時間攪拌し三量化触媒Aを失活させた。僅かに
黄色を呈する透明粘稠液体を得た。
ポリイソシアネートの製造 温度計、冷却管、窒素導入管、攪拌羽根付き4つ口フ
ラスコに2,5−BCHI200g(1.188モル)を仕込、触媒Aを
1.6g加え、80℃まで昇温した。2.5時間後、NCO含有率が
24.3%まで減少したので塩化ベンゾイル0.25gを加え、6
0℃で1時間攪拌し三量化触媒Aを失活させた。僅かに
黄色を呈する透明粘稠液体を得た。
この様にして得られた反応マスを0.2Torrの真空下で
薄膜蒸留し未反応の2,5−BCHI除くと110gの固体が得ら
れた。これを酢酸ブチル110gに溶解し下記の樹脂恒数を
有するイソシアヌレート結合を有するイソシアナート溶
液を得た。
薄膜蒸留し未反応の2,5−BCHI除くと110gの固体が得ら
れた。これを酢酸ブチル110gに溶解し下記の樹脂恒数を
有するイソシアヌレート結合を有するイソシアナート溶
液を得た。
樹脂恒数 外 観 淡黄色透明 NCO含有率 9.12 粘度(ガードナー/25℃) D 固形分(%) 50 参考例2 アクリルポリオール樹脂の製造 メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル150gとメタクリ
ル酸メチル50gとメタクリル酸−n−ブチル150gとアク
リル酸−n−ブチル25gとスチレン125gとアクリル酸15g
とジエチレングリコール25gとt−ブチルパーオキシ−
2−エチルヘキサノエート50gとを混合した単量体混合
液をかきまぜながら、2時間で酢酸−n−ブチル1200g
の還流液中に連続滴下し、さらに5時間還流を続け重合
した。重合反応終了後、酢酸−n−ブチルの一部を留去
し、固形分濃度80%に調整した。
ル酸メチル50gとメタクリル酸−n−ブチル150gとアク
リル酸−n−ブチル25gとスチレン125gとアクリル酸15g
とジエチレングリコール25gとt−ブチルパーオキシ−
2−エチルヘキサノエート50gとを混合した単量体混合
液をかきまぜながら、2時間で酢酸−n−ブチル1200g
の還流液中に連続滴下し、さらに5時間還流を続け重合
した。重合反応終了後、酢酸−n−ブチルの一部を留去
し、固形分濃度80%に調整した。
かくして得られたアクリルポリオール樹脂溶液は粘度
6500cp/25℃、数平均分子量1300、水酸基価92であっ
た。
6500cp/25℃、数平均分子量1300、水酸基価92であっ
た。
参考例3 ベースエナメルの調整 参考例2で製造したアクリル樹脂のベースエナメルを
下記の様に配合して調整した。
下記の様に配合して調整した。
参考例2で製造したアクリル樹脂 45部 顔料:酸化チタン R930(石原産業(株)製)45部 シンナー(キシレン/トルエン/酢酸ブチル/メチル
イソブチルケトン) 10部 上記の割合で配合し、三本ロールにより顔料を練り込
みベースエナメルを調整した。
イソブチルケトン) 10部 上記の割合で配合し、三本ロールにより顔料を練り込
みベースエナメルを調整した。
実施例1、比較例1〜4 参考例1で得られたBCHIイソシアヌレート結合を有す
るポリイソシアネート溶液と、参考例2に示したアクリ
ルポリオール樹脂溶液及び参考例3で調整したベースエ
ナメルとを、イソシアネート基と水酸基が等量、顔料含
有率(PWC)が40%になるように配合し、これにシンナ
ーとして酢酸エチル/トルエン/酢酸ブチル/キシレン
/酢酸セロソルブ(重量比=30/30/20/15/5)の混合溶
剤を加え、フォードカップ#4で15秒/25℃に調整して
本発明のウレタン樹脂形成用組成物を得た。
るポリイソシアネート溶液と、参考例2に示したアクリ
ルポリオール樹脂溶液及び参考例3で調整したベースエ
ナメルとを、イソシアネート基と水酸基が等量、顔料含
有率(PWC)が40%になるように配合し、これにシンナ
ーとして酢酸エチル/トルエン/酢酸ブチル/キシレン
/酢酸セロソルブ(重量比=30/30/20/15/5)の混合溶
剤を加え、フォードカップ#4で15秒/25℃に調整して
本発明のウレタン樹脂形成用組成物を得た。
これをエアースプレーガン(IWATAW-77型、ノズル口
径2mmφ)で鋼板、及びガラス板に乾燥膜厚25μになる
ように塗装し、室温(20℃/60%RH)で、7日間静置し
た後、試験に供した。
径2mmφ)で鋼板、及びガラス板に乾燥膜厚25μになる
ように塗装し、室温(20℃/60%RH)で、7日間静置し
た後、試験に供した。
また、従来品と比較のため、TDIから誘導されたポリ
イソシアネートとして、オレスターP75(三井東圧化学
(株)製)、および脂肪族ポリイソシアネートの3種、
すなわち、オレスターNP1000(三井東圧化学(株)製、
HDI系ビュレット体)、コロネートEH(日本ポリウレタ
ン(株)製、HDI系イソシアヌレート体)、IPDI系T1890
(ダイセル・ヒュルズ(株)製、IPDI系イソシアヌレー
ト体)についても同様の試験を行った。
イソシアネートとして、オレスターP75(三井東圧化学
(株)製)、および脂肪族ポリイソシアネートの3種、
すなわち、オレスターNP1000(三井東圧化学(株)製、
HDI系ビュレット体)、コロネートEH(日本ポリウレタ
ン(株)製、HDI系イソシアヌレート体)、IPDI系T1890
(ダイセル・ヒュルズ(株)製、IPDI系イソシアヌレー
ト体)についても同様の試験を行った。
組成物の性能及び塗膜物性を第1表に示した。塗膜試
験は20℃/60℃RHにて行い、評価方法はJIS K-5400によ
る。
験は20℃/60℃RHにて行い、評価方法はJIS K-5400によ
る。
1)密着製:JIS D-0202 2)エリクセン押し出し:JIS Z-2247 3)マジック汚染性: 試験片を水平におき、試験片の表面に、JIS S-6037
(1964)に定める速乾性インキで巾10mmの線を引き、24
時間放置後、エチルアルコールを含ませた布で拭き取
る。その結果により、次の表示を行う。
(1964)に定める速乾性インキで巾10mmの線を引き、24
時間放置後、エチルアルコールを含ませた布で拭き取
る。その結果により、次の表示を行う。
○:異常なし、△:跡がわずかに残る、 ×:跡が明瞭に残る 4)キシレンラビング(50回)、染色物摩擦堅牢度試験
機に試験片を設置し、キシレン2mlをしみ込ませた綿布
で500gの荷重をかけ50往復させる。その結果により、次
の表示を行う。
機に試験片を設置し、キシレン2mlをしみ込ませた綿布
で500gの荷重をかけ50往復させる。その結果により、次
の表示を行う。
○:異常なし、△:跡がわずかに残る、 ×:素地見える 5)耐酸性、耐アルカリ性:JAS 1373に準拠。試験片を
水平におき、試験片の表面に10%硫酸水(10%カ性ソー
ダ水)を滴下し、時計皿で24時間被覆した後、室温に24
時間放置。その結果により、次の表示を行う。
水平におき、試験片の表面に10%硫酸水(10%カ性ソー
ダ水)を滴下し、時計皿で24時間被覆した後、室温に24
時間放置。その結果により、次の表示を行う。
○:異常なし、△:跡がわずかに残る、 ×:跡が明瞭に残る 6)WOM黄変度:JIS K-7103 7)光沢(60°グロス):JIS K-5400 8)デュポン衝撃(1/2in/500g):JIS K-5400に準拠 9)二次物性、沸騰水中に4時間浸漬後、物性測定を行
う。
う。
実施例2、比較例5〜8 実施例1と同様の試験を、市販の代表的アクリルポリ
オール樹脂であるオレスターQ182(三井東圧化学(株)
製、数平均分子量9500、固形分50%水酸基価45)を用い
て行った。活性水素含有化合物成分が異なる他は実施例
1と全く同様に試験した。
オール樹脂であるオレスターQ182(三井東圧化学(株)
製、数平均分子量9500、固形分50%水酸基価45)を用い
て行った。活性水素含有化合物成分が異なる他は実施例
1と全く同様に試験した。
また、比較例1〜4で用いた市販の脂肪族ポリイソシ
アネート4種についても同様の試験をし比較した結果を
第2表に示した。
アネート4種についても同様の試験をし比較した結果を
第2表に示した。
塗膜試験及び評価方法等は、実施例1の場合に同じで
ある。
ある。
実施例3 参考例1で得られたBCHIイソシアヌレート結合を有す
るポリイソシアネート溶液に、市販のオレスターNP1000
を1/1重量比で混合した溶液を、イソシアネート成分と
した他は実施例2と全く同様に試験した。結果を第2表
に示した。
るポリイソシアネート溶液に、市販のオレスターNP1000
を1/1重量比で混合した溶液を、イソシアネート成分と
した他は実施例2と全く同様に試験した。結果を第2表
に示した。
塗膜試験及び評価方法等は、実施例1の場合に同じで
ある。
ある。
実施例4 参考例1で得られたBCHIイソシアヌレート結合を有す
るポリイソシアネート溶液に、市販のオレスターNP1000
を1/5重量比で混合した溶液を、イソシアネート成分と
した他は実施例2と全く同様に試験した。結果を第2表
に示した。
るポリイソシアネート溶液に、市販のオレスターNP1000
を1/5重量比で混合した溶液を、イソシアネート成分と
した他は実施例2と全く同様に試験した。結果を第2表
に示した。
塗膜試験及び評価方法等は、実施例1の場合に同じで
ある。
ある。
実施例5、比較例9〜12 実施例1と同様の試験を、市販のポリエステルポリオ
ール樹脂であるオレスターQ173(三井東圧化学(株)
製、固形分100%、水酸基価256)を用いて行った。活性
水素含有成分が異なる他は実施例1と全く同様に試験し
た。
ール樹脂であるオレスターQ173(三井東圧化学(株)
製、固形分100%、水酸基価256)を用いて行った。活性
水素含有成分が異なる他は実施例1と全く同様に試験し
た。
結果を第3表にまとめた。
塗膜試験及び評価方法等は、実施例1の場合に同じで
ある。
ある。
〔発明の効果〕 本発明のウレタン塗料は、乾燥性(指触乾燥、完全硬
化、ポットライフ、マジック汚染性及びキシロールラビ
ング)及び耐候性(WOM黄変度)が従来のウレタン塗料
に比べ、著しく優れていることは、表1〜3から明らか
である。
化、ポットライフ、マジック汚染性及びキシロールラビ
ング)及び耐候性(WOM黄変度)が従来のウレタン塗料
に比べ、著しく優れていることは、表1〜3から明らか
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09D 175/04 - 175/16 C08G 18/00 - 18/87 CA(STN) REGISTRY(STN)
Claims (1)
- 【請求項1】2,5,−及び/又は2,6−ジイソシアナトメ
チル−ビシクロ[2,2,1]ヘプタンの環状三量化によっ
て得られるイソシアヌレート結合を有するポリイソシア
ネート(A)を10重量%以上含有するポリイソシアネー
トと、少なくとも2個の活性水素を含有する化合物
(B)から成る乾燥性および耐侯性が良好なることを特
徴とする二液型ウレタン塗料用樹脂。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2131228A JP2902725B2 (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 耐候性に優れた無黄変型ウレタン塗料用樹脂 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2131228A JP2902725B2 (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 耐候性に優れた無黄変型ウレタン塗料用樹脂 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0428782A JPH0428782A (ja) | 1992-01-31 |
JP2902725B2 true JP2902725B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=15053022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2131228A Expired - Fee Related JP2902725B2 (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 耐候性に優れた無黄変型ウレタン塗料用樹脂 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2902725B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
JP4913941B2 (ja) * | 2000-10-26 | 2012-04-11 | 関西ペイント株式会社 | 弱溶剤系下地調整用塗料及びこれを用いた塗装仕上げ方法 |
JP4154313B2 (ja) * | 2003-11-11 | 2008-09-24 | 日華化学株式会社 | 固体表面の光沢付与方法及び被膜形成用塗工液 |
JP5229555B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2013-07-03 | Dic株式会社 | コーティング用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物及びフィルム基材 |
JP5768453B2 (ja) * | 2011-04-12 | 2015-08-26 | 東ソー株式会社 | イソシアヌレート環含有脂環族ポリイソシアナート化合物及びその製造法 |
CN114292405B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-02-10 | 清远华湾材料研究院有限公司 | 一种聚葡萄糖乙基丙烯酸酯及其制备方法与应用 |
-
1990
- 1990-05-23 JP JP2131228A patent/JP2902725B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH0428782A (ja) | 1992-01-31 |
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