JP3386577B2 - 水分散性ポリエステルミクロゲル組成物 - Google Patents

水分散性ポリエステルミクロゲル組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、水分散性ポリエステル
ミクロゲル組成物に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、塗料分野においても省資源、並び
に公害防止等の点から溶媒もしくは、分散媒としての有
機溶剤の一部もしくは、全部を水に代替えしてなる水性
塗料や、有機溶剤を少量しか含有しない高固形分のハイ
ソリッド塗料が多く使用されるようになってきた。これ
らの塗料は、タレ止め防止や艶消しの目的でミクロゲル
を含有することがある。かかるミクロゲルとして特開昭
56−157358号公報に考案されている架橋重合粒
子がその周辺を立体安定剤と称する親水性部分と、親油
性部分とを有するポリマーによって保護されて水中に分
散してなるミクロゲルを有するエマルジョンや、特開平
1−315451号公報に考案されているアルコキシシ
ラン基を用いた架橋重合体粒子がコア部、安定化ポリマ
ーがシェル部に相当するコア/シェル型のミクロゲルを
有するエマルジョンがある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のミクロゲルはいずれも、アクリル樹脂を組成物として
いるため、アクリル樹脂を主成分とする塗料にこれらの
ミクロゲルを添加する場合には問題が起こらないが、ポ
リエステル樹脂を主成分とする塗料に添加する場合は、
相溶性の違いから沈降、分離、凝集等を起こす可能性が
あった。本発明者らは、かかる欠点を解決するために鋭
意検討の結果、水分散性ポリエステルミクロゲル組成物
を見出し、本発明を完成するに至った。本発明の目的と
するところは、強制的、機械的微細化手法によらない水
分散性ポリエステルミクロゲル組成物を提供することで
ある。 【0004】 【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
(A)(A−1)水酸基及びカルボキシル基を有するポ
リエステル樹脂と(A−2)アセトアセチル基を有する
化合物を反応させたアセトアセチル化したポリエステル
樹脂、(C)アミン類及び水、及び(D)アルデヒド類
を含有することを特徴とする水分散性ポリエステルミク
ロゲル組成物である。 【0005】以下に本発明の水分散性ポリエステルミク
ロゲル組成物について詳細に述べる。(A−1) 水酸基及びカルボキシル基を有するポリエス
テル樹脂は、(イ)多価カルボン酸類及び(ロ)多価ア
ルコール類とにより公知の方法で重合することにより得
られる。 (イ)多価カルボン酸としてはテレフタル酸、イソフタ
ル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水
トリメット酸、無水マレイン酸、無水コハク酸等が挙げ
られる。一部、モノカルボン酸も使用されて良い。これ
らは一種もしくは二種以上の混合物を用いても良い。 (ロ)多価アルコール類としては、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
アリルアルコール、グリセリン、トリメチロールブロパ
ン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ビ
スフェノールA、更には、ビスフェノールAの誘導体た
るエポキシ樹脂、フェノール誘導体、クレゾール誘導体
等が挙げられる。一部、モノアルコールも使用されて良
い。これらは、一種もしくは二種以上の混合物を用いて
も良い。本発明のポリエステル樹脂としては、前記組成
により重合されるポリエステル樹脂、更には、不飽和モ
ノ及び、多価カルボン酸、不飽和モノ及び、多価アルコ
ールを一部使用し、各種不飽和モノマー類を付加重合さ
せることにより得られるアクリル変性ポリエステル樹
脂、同様にポリエステル樹脂中の水酸基を各種イソシア
ネート化合物で変性されたポリエステル樹脂等が含有さ
れ、また例えば、アマニ油、ヤシ油等の各種カルボン
酸、各種アルコールによるエステル交換により得られる
ものもまた含まれる。かかる水酸基及びカルボキシル基
を有するポリエステル樹脂の水酸基価は、後記する(A
−2)アセトアセチル基を有する化合物によるアセトア
セチル化によって水酸基が消費された後の水酸基価が3
0〜230(mgKOH/g樹脂固形分)であることが
望ましい。従ってアセトアセチル化により消費される水
酸基価は、予め30〜230(mgKOH/g樹脂固形
分)以外に考慮する必要がある。また酸価については1
0〜200(mgKOH/g樹脂固形分)であることが
適切である。酸価が10(mgKOH/g樹脂固形分)
未満では、アミン類による中和後、十分な水分散安定性
が得られず、200(mgKOH/g樹脂固形分)を超
えると耐アルカリ性などの性能が低下する。更に、この
ポリエステル樹脂の水分散性を良好に維持するために、
溶剤を添加することが有用である。かかる溶剤としては
(A−2)成分によるアセトアセチル化時に関して不活
性の溶剤が選択されるべきで、具体的にはエチレングリ
コールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチル
エーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジ
エチレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエ
ーテル類が適当である。アセトアセチル化の完了後は必
要に応じ、エチレングリコールモノエチルエーテル等の
水酸基含有溶剤が使用されて良い。 【0006】次に(A−2)アセトアセチル基を有する
化合物は、(A−1)成分の水酸基をジケテンやアセト
アセチルエステル等でアセトアセチル化するための化合
物である。かかる化合物としては、化1で表されるメチ
ルアセテートや 【0007】 【化1】 【0008】化2で表されるエチルアセトアセテート、 【0009】 【化2】【0010】化3で表されるt−ブチルアセトアセテー
ト等が挙げられる。 【0011】 【化3】 【0012】これら(A−2)アセトアセチル基を有す
る化合物により導入されるアセトアセチル基は、(A−
1)ポリエステル樹脂の樹脂固形分100g中、5〜1
00ミリモルが適当である。5ミリモル未満では、得ら
れるミクロゲル粒子の架橋度が低くなり、また100ミ
リモルを超えると、得られるミクロゲル粒子の放置安定
性が悪くなる。 【0013】かくして、得られた(A)アセトアセチル
基を側鎖に有するポリエステル樹脂は、要求される性
能、作業性、コスト等により必要により、例えば、アク
リル樹脂、アミノ樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂等と混合した後、次の中和水希釈に供
しても良い。また、これら混合可能な樹脂を中和〜水希
釈後に必要に応じ混合することもまた、活用されて良
い。 【0014】(B)に示すアミン類は、(A)アセトア
セチル化したポリエステル樹脂を中和により水分散化ま
たは水溶化するためのもので、モノエチルアミン、ジエ
チルアミン、トリエチルアミン、ジエタノールアミン、
ジイソプロパノールアミン等のアルキルもしくはアルカ
ノールアミン等がある。他にピリジン等の環状アミン、
アンモニア等が挙げられる。また、場合によってはKO
H、NaOH等の無機アルカリも使用できる。中和の度
合いは該カルボン酸に対し、0.3〜1.5当量が有用
である。0.3当量未満では水中での分散が難しく、
1.5当量を超える場合は得られるミクロゲルの粒径が
細かくなりすぎる。ここに使用される水は、脱イオン水
であることが望ましい。また、脱イオン水中に前記に示
すアミンの所定量を予め混合して、使用することもま
た、有用な方法である。また、アミン水中に樹脂液を投
入する方法、中和された樹脂を水中に投入する方法等も
適宜使用することができる。アミン類による中和の度合
いの高いほどまた、脱イオン水の希釈の度合いが高いほ
ど得られるミクロゲル粒子の粒径は細かくなる。また、
アニオン性、ノニオン性の各種界面活性剤は粒径のコン
トロール及び、安定分散のため、必要により添加され
る。 【0015】次に(C)アルデヒドについて述べる。
(A−1)ポリエステル樹脂、(A−2)アセトアセチ
ル基を有する化合物を反応させた(A)アセトアセチル
化したポリエステル樹脂、及び(B)アミン類及び水に
より水中に分散した樹脂粒子は、(C)成分のアルデヒ
ド類との間で架橋縮合し、ミクロゲル粒子を生成させ
る。アルデヒド類としてはホルマリン及び、ホルマリン
縮合物、例えばパラホルム等が有用である。他にアセト
アルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルアルデヒド等
の脂肪族アルデヒド類、ベンズアルデヒド等の芳香族ア
ルデヒド類、グリオキザール等のアルデヒド縮合物も使
用できる。該アセトアセチル基1モルに対して0.1〜
10モル、望ましくは0.2〜2モル添加することが良
い。 【0016】本発明において、かかる組成からミクロゲ
ルを得るためには、次の条件で熟成する必要がある。か
かる条件は適宜選ばれるべきであるが、常用撹拌下にお
いて温度5〜100℃、時間5分〜48時間、望ましく
は20〜100℃、30分〜3時間が工業的に有利であ
る。 【0017】 【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。(A−1) 水酸基及びカルボキシル基を有するポリエス
テル樹脂の製造例 公知の方法で、水分分離装置を有する反応容器にイソフ
タル酸、アジピン酸、フマール酸、ネオペンチルグリコ
ール、トリメチロールブロパンを仕込み、脱水縮合して
ポリエステル樹脂を得た。次にこのポリエステル樹脂に
ジエチレングリコールジメチルエーテルを添加した。得
られた樹脂液の固形分=55.2%、酸価=54(mg
KOH/g樹脂固形分)、水酸基価=114(mgKO
H/g樹脂固形分)、数平均分子量=23,500の透
明で粘調な樹脂液を得た。 【0018】(A) アセトアセチル化したポリエステル樹脂の製造例(A−1) のポリエステル樹脂181.8重量部を撹拌
装置、温度計、還流冷却装置を有する反応装置に仕込
み、135℃まで昇温させ、t−ブチルアセトアセテー
ト4.6重量部を投入し、135±3℃で2時間保持
し、t−ブタノールを留去した後、冷却した。樹脂固形
分=55.6%、酸価52(mgKOH/g樹脂固形
分)の透明で粘調な樹脂液を得た。 【0019】 水分散性ポリエステルミクロゲルの製造例 (1)(A)のアセトアセチル化したポリエステル樹脂液186.4重量部 (2)トリエチルアミン 7.2重量部 (3) 脱イオン水 150.0重量部 (4) ホルマリン(35%ホルムアルデヒド水溶液)1.2重量部 30℃を示す(1)に撹拌下に(2)、(3)、(4)
を投入し、均一になるまで1時間撹拌をした後、80℃
まで昇温し、更に2時間撹拌し、冷却した。温度は22
℃で、樹脂固形分=29%、PH=7.3、液比抵抗=
940Ω・cmの白濁した水分散液を得た。 【0020】 (ミクロゲル粒子の確認のためのアセトン溶解テスト) 得られた水分散液10gにアセトン100gを添加し、
濁度の変化を目視観察する。ミクロゲルが生成していれ
ば、濁ったままとなる。その結果を表1に示す。 【0021】 (ミクロゲル粒子確認のためのゲル分率及び、硬度の測
定) 得られた水分散液をガラス板上にバーコーターで15μ
mに塗布し、50℃×3時間熱風乾燥し、水分及び、溶
剤を蒸散させた後の鉛筆硬度を測定し、その時の重量を
αとする。この加熱乾燥残分をメタノール/アセトン重
量比1/1の溶媒中に20℃×24時間浸漬し、浸漬後
再び50℃×3時間熱風乾燥後、その重量をβとする。
この時、β/α×100=ゲル分率(%)と規定する。
なお、予め既知のゲル分率を有する樹脂と混合して測定
し、空試験との比較により、測定しても良い。その結果
を表1に示す。 【0022】比較例表1に示す通りの組成にて実施例と
同様にして水分散液を得た。その結果を表1に示す。 【0023】 【表1】 【0024】 ※1 大塚電子(株)製 LPA−3000/3100
による※2 20℃ 1週間静置後の状態の判定 【0025】 【発明の効果】本発明の組成物により、水分散性ポリエ
ステルミクロゲルが水中にサンドミル分散、ボールミル
分散等の強制的、機械的微細化手法によらず得ることが
でき、且つ水中での均一分散性が優れているため、沈
降、凝集等のない意匠性の良い水分散性ポリエステルミ
クロゲルが得られる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−26828(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 67/00 - 67/08 C09D 167/00 - 167/08

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 (A)(A−1)水酸基及びカルボキシ
    ル基を有するポリエステル樹脂と(A−2)アセトアセ
    チル基を有する化合物を反応させたアセトアセチル化し
    たポリエステル樹脂、(B)アミン類及び水、及び
    (C)アルデヒド類を含有することを特徴とする水分散
    性ポリエステルミクロゲル組成物。
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