JP4528501B2 - 改善された摩耗安定性を有するワックスで変性された被覆剤 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改善された摩耗安定性を有するワックスで変性された被覆剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
懸濁された微粒状ポリアミドを含有する、ヒドロキシル官能性結合剤とポリイソシアネートまたはポリエステル−メラミン樹脂系とを基礎とする硬化可能な被覆剤は、公知である（欧州特許第００４７５０８号明細書）。この被覆剤は、硬化後に良好な機械的変形可能性、良好な耐摩耗性および良好な耐化学薬品性を備えた、耐候性および光安定性の被膜を生じる。
【０００３】
現在、主にポリアミド１１およびポリアミド１２を基礎とするポリアミド粉末は、ポリウレタンおよびポリエステルを基礎とする塗料において構造剤および性質改善剤として使用されている。また、別の結合剤系を考えることができる。
【０００４】
前記の系は、主にコイルコーティング工業において使用されているが、しかし、木材質用塗料の範囲内およびますます一般的に工業的範囲内で使用されている。この場合、例は、床被覆または台所家具（作業板）のための耐摩耗性木材質用塗料である。
【０００５】
現在の用途においては、例えば太陽保護系（ローラーブラインドロッド）の範囲内で塗料系の永続性を高めるために、極めて十分に耐摩耗性のポリアミド粉末が殊に構造剤として利用される。コイルコーティング法において、塗料系は、アルミニウム薄板上および鋼薄板上に塗布され、引続きこれらの薄板は、望ましい構造部材に切断され、形成される。
【０００６】
これまでに開発された被覆剤は、例えば焼付け炉中で反応を生じ、例えばイソシアネートの脱ブロック化を１６０℃を上廻る温度で硬化させ、引続きポリエステルのヒドロキシル末端基との反応を生じさせる反応系である。
【０００７】
ポリアミド１１−粉末および／またはポリアミド１２−粉末を構造剤として用いてのポリウレタン塗料系および／またはポリエステル塗料系を改善するための基礎は、明らかにポリアミド中に含有されている反応性の遊離末端基、主にカルボキシル末端基およびアミノ末端基と炉内で製造される反応性成分との反応である。この場合には、ポリアミドの化学的単結合は、炉内で形成される塗膜中で生じる。
【０００８】
塗膜中の表面性状および耐摩耗性に影響を及ぼすために、他の成分としては、ワックス、殊に超微粉砕されたＰＥワックスが適している。しかし、塗料工業の見地から、ワックスの高い濃度は、塗膜中でも不利な作用を生じる。塗料は、しばしば高い指感圧性（Fingerabdruckemphindlixhkeit）を示す。塗料の輝きを減少させるかまたはむしろ塗料の乳白状の混濁を生じうる、表面上での発汗現象が起こりうる。また、ＰＥワックスの高い含量は、なお不完全に塗料中に分散しうることが観察された。完成塗膜は、不均一な分布によってシミの付いた構造を示す。
【０００９】
【特許文献１】
欧州特許第００４７５０８号明細書
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、高いワックス含量の場合にも記載された欠点を有しない被覆剤を調製するという課題が課された。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題は、特許請求の範囲の記載によって解決された。
【００１２】
意外なことに、殊に本発明によりポリアミド粉末を先にワックスでコーティングした場合には、ポリアミド粉末を含有する上記の被覆剤を用いて塗膜の耐摩耗性の著しい改善を達成することが明らかになった。
【００１３】
この場合には、意外なことに、塗膜の耐摩耗性はワックスでコーティングされたポリアミド粉末を使用する場合に最大であり、従来法でワックスおよびポリアミド粉末を別々に被覆剤に添加する場合よりも大きいことが観察された。
【００１４】
その上、本発明による塗料系を用いた場合には、高いワックス濃度の際の上記欠点、例えば指感圧性、表面での発汗および／または乳白状の混濁を回避させることができるかまたは明らかに減少させることができる。
【００１５】
塗膜中でのポリアミド粉末の化学結合がワックスを用いてのコーティングによって著しく妨げられ、塗膜からのポリアミド粒子の拭き取りが可能であるという仮定は、当たっていなかった。むしろ意外なことに、コーティングにも拘わらず、ブロックされた反応系上へのポリアミド末端基の比較可能に良好な化学結合が焼付け炉内で生じることが確認された。
【００１６】
本発明による被覆剤中でのワックスとして、全てのオレフィン系ワックスおよび／またはフィッシャー−トロプシュワックスが適している。これらのワックスは、変性されて使用されてもよい。変性されたワックスのための例は、ＰＴＦＥ含有のＰＥワックスである。好ましくは、これらのワックスは、９０℃〜１６０℃の融点を有する。
【００１７】
次の実施態様は、本発明による生成物およびその製造を詳説する。
【００１８】
本発明による被覆剤は、コーティングされたポリアミド粉末を含有する。このポリアミド粉末は、特にポリアミド１１および／またはポリアミド１２を含有するポリアミド粉末からなる。ポリアミド粉末としては、ポリアミド顆粒を微粉砕することによって製造される粉砕粉末ならびに沈殿粉末を使用することができる。特に好ましくは、ドイツ連邦共和国特許出願公告第２９０６６４７号明細書Ｂ１（Huels AG）に記載の沈殿法により製造されるポリアミド１２粉末が使用される。それというのも、この粉末は、極めて均一な粒子形および多孔質表面を有しているからである。
【００１９】
平均的な粒子形ｄ５０は、塗料範囲で使用されるポリアミド粉末の場合には、有利に５〜６０μｍの間にあるが、しかし、一定の使用にとっては、約１５０μｍまでのｄ５０の大きな粒子も使用される。
【００２０】
ポリアミド粉末は、ワックスでコーティングされている。この場合には、一般にポリアミド粉末１００部に対して０．５〜１０部の超微粉砕されたワックスが塗布される。
【００２１】
ワックスは、冷時に混合されてドライブレンドでポリアミド上に塗布されてもよいし、ボンデライジングまたは全ての別の公知の熱間混合法によってポリアミド上に塗布されてもよく、この場合には、ポリアミド粉末それ自体が大きな粒子に一緒に結合されるかまたは焼結され、混合装置中で溶融されたポリアミドを有する被覆を全く生じないようにするために、混合装置中での最大温度はポリアミド粉末の溶融温度以下のままであることに注意すべきである。
【００２２】
コーティングされたポリアミド粉末は、本発明による被覆剤中に０．１〜４０質量％の含量で使用され、この場合この含量は、０．５〜５質量％の間、特に有利に１〜３質量％の間にある。
【００２３】
更に、このような被覆剤は、欧州特許出願公開第００４７５０８号明細書Ａ２に記載されたような成分を含有する。塗料系は、ポリイソシアネートのイソシアネート基と反応するヒドロキシル官能性結合剤を基礎とする。このための例は、ポリエステル、ポリオール、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリグリコール、ポリアクリレート、メラミン樹脂、ビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂またはヒドロキシル基を有する比較可能なポリマーならびに活性水素原子を有する別の官能基、例えばアミン、ポリアミノアミド等である。
【００２４】
本発明による被覆剤は、例えばブロックされたポリイソシアネートおよびヒドロキシル基含有の結合剤に対して総和で１０〜６０質量％、有利に２０〜４０質量％含有されており、この場合には、欧州特許第００４７５０８号明細書の記載と同様にこれら２つの成分の間の割合は、０．５：１〜５：１の間で変動しうる。
【００２５】
更に、被覆剤は、多様な溶剤、ならびに染料、顔料および市販の添加剤、例えばＵＶ安定剤を含有することができる。相応して、化合物も同様に欧州特許第００４７５０８号明細書に記載されている。
【００２６】
本発明による被覆剤は、全ての常法を用いてそれぞれの表面上に塗布されることができ、制限されない実施例として、噴霧塗布法、ロール塗布法、コイルコーティング法（Coil-Coating）、注型法およびナイフ塗布法が挙げられる。
【００２７】
引続き、被覆剤を備えた表面は、反応系が結合剤およびポリアミド粉末の官能基と反応しうる温度に加熱される。この場合、被覆剤は、流展して塗膜に変わり、硬化する。この場合、加熱は、炉（空気循環炉）内で行なわれてもよいし、熱源を用いての照射によってかまたは電磁誘導によって行なわれてもよい。
【００２８】
次の実施例は、本発明を詳説するものであるが、しかし、本発明は、この実施例に制限されるものではない。
【００２９】
【実施例】
コーティングされた例示的ポリアミドの製造
ドイツ連邦共和国特許出願公告第２９０６６４７号明細書Ｂ１の記載により製造された、粒径分布ｄ１０＝７μｍ、ｄ５０＝２１μｍおよびｄ９０＝３８μｍを有するポリアミド１２沈殿粉末１００部を、第１表に記載の種々のワックスと、それぞれ３分間１０ ｌのヘンシェル（Henschel）高速ミキサー上で６００ｒ.ｐ.ｍ.で混合する。ミキサーの消費電力は、それぞれ約３．４＊１０４Ｗである。
【００３０】
【表１】
【００３１】
更に、ポリアミド１２沈殿粉末は、比較例としてワックスなしに使用され、ポリアミドＥと呼称された。ポリアミド粉末を用いた場合には、第２表の記載によりクリヤーラッカーが製造された：
【００３２】
【表２】
【００３３】
若干の塗料は、付加的に超微粉砕されたワックスを１％を含有する（第３表参照）。
【００３４】
この塗料を用いた場合には、２０μｍの乾燥層厚を有する試料被膜をアルミニウム薄板上に製造した。耐摩耗性をＤＩＮ ＩＳＯ５３７５４によりテーバー摩耗試験機２×５０ｇ ＣＳ ３０００回転の１０本のロールを用いて測定した。摩耗値は、第３ａ表および第３ｂ表に記載されている。
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改善された摩耗安定性を有するワックスで変性された被覆剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
懸濁された微粒状ポリアミドを含有する、ヒドロキシル官能性結合剤とポリイソシアネートまたはポリエステル−メラミン樹脂系とを基礎とする硬化可能な被覆剤は、公知である（欧州特許第００４７５０８号明細書）。この被覆剤は、硬化後に良好な機械的変形可能性、良好な耐摩耗性および良好な耐化学薬品性を備えた、耐候性および光安定性の被膜を生じる。
【０００３】
現在、主にポリアミド１１およびポリアミド１２を基礎とするポリアミド粉末は、ポリウレタンおよびポリエステルを基礎とする塗料において構造剤および性質改善剤として使用されている。また、別の結合剤系を考えることができる。
【０００４】
前記の系は、主にコイルコーティング工業において使用されているが、しかし、木材質用塗料の範囲内およびますます一般的に工業的範囲内で使用されている。この場合、例は、床被覆または台所家具（作業板）のための耐摩耗性木材質用塗料である。
【０００５】
現在の用途においては、例えば太陽保護系（ローラーブラインドロッド）の範囲内で塗料系の永続性を高めるために、極めて十分に耐摩耗性のポリアミド粉末が殊に構造剤として利用される。コイルコーティング法において、塗料系は、アルミニウム薄板上および鋼薄板上に塗布され、引続きこれらの薄板は、望ましい構造部材に切断され、形成される。
【０００６】
これまでに開発された被覆剤は、例えば焼付け炉中で反応を生じ、例えばイソシアネートの脱ブロック化を１６０℃を上廻る温度で硬化させ、引続きポリエステルのヒドロキシル末端基との反応を生じさせる反応系である。
【０００７】
ポリアミド１１−粉末および／またはポリアミド１２−粉末を構造剤として用いてのポリウレタン塗料系および／またはポリエステル塗料系を改善するための基礎は、明らかにポリアミド中に含有されている反応性の遊離末端基、主にカルボキシル末端基およびアミノ末端基と炉内で製造される反応性成分との反応である。この場合には、ポリアミドの化学的単結合は、炉内で形成される塗膜中で生じる。
【０００８】
塗膜中の表面性状および耐摩耗性に影響を及ぼすために、他の成分としては、ワックス、殊に超微粉砕されたＰＥワックスが適している。しかし、塗料工業の見地から、ワックスの高い濃度は、塗膜中でも不利な作用を生じる。塗料は、しばしば高い指感圧性（Fingerabdruckemphindlixhkeit）を示す。塗料の輝きを減少させるかまたはむしろ塗料の乳白状の混濁を生じうる、表面上での発汗現象が起こりうる。また、ＰＥワックスの高い含量は、なお不完全に塗料中に分散しうることが観察された。完成塗膜は、不均一な分布によってシミの付いた構造を示す。
【０００９】
【特許文献１】
欧州特許第００４７５０８号明細書
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、高いワックス含量の場合にも記載された欠点を有しない被覆剤を調製するという課題が課された。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題は、特許請求の範囲の記載によって解決された。
【００１２】
意外なことに、殊に本発明によりポリアミド粉末を先にワックスでコーティングした場合には、ポリアミド粉末を含有する上記の被覆剤を用いて塗膜の耐摩耗性の著しい改善を達成することが明らかになった。
【００１３】
この場合には、意外なことに、塗膜の耐摩耗性はワックスでコーティングされたポリアミド粉末を使用する場合に最大であり、従来法でワックスおよびポリアミド粉末を別々に被覆剤に添加する場合よりも大きいことが観察された。
【００１４】
その上、本発明による塗料系を用いた場合には、高いワックス濃度の際の上記欠点、例えば指感圧性、表面での発汗および／または乳白状の混濁を回避させることができるかまたは明らかに減少させることができる。
【００１５】
塗膜中でのポリアミド粉末の化学結合がワックスを用いてのコーティングによって著しく妨げられ、塗膜からのポリアミド粒子の拭き取りが可能であるという仮定は、当たっていなかった。むしろ意外なことに、コーティングにも拘わらず、ブロックされた反応系上へのポリアミド末端基の比較可能に良好な化学結合が焼付け炉内で生じることが確認された。
【００１６】
本発明による被覆剤中でのワックスとして、全てのオレフィン系ワックスおよび／またはフィッシャー−トロプシュワックスが適している。これらのワックスは、変性されて使用されてもよい。変性されたワックスのための例は、ＰＴＦＥ含有のＰＥワックスである。好ましくは、これらのワックスは、９０℃〜１６０℃の融点を有する。
【００１７】
次の実施態様は、本発明による生成物およびその製造を詳説する。
【００１８】
本発明による被覆剤は、コーティングされたポリアミド粉末を含有する。このポリアミド粉末は、特にポリアミド１１および／またはポリアミド１２を含有するポリアミド粉末からなる。ポリアミド粉末としては、ポリアミド顆粒を微粉砕することによって製造される粉砕粉末ならびに沈殿粉末を使用することができる。特に好ましくは、ドイツ連邦共和国特許出願公告第２９０６６４７号明細書Ｂ１（Huels AG）に記載の沈殿法により製造されるポリアミド１２粉末が使用される。それというのも、この粉末は、極めて均一な粒子形および多孔質表面を有しているからである。
【００１９】
平均的な粒子形ｄ５０は、塗料範囲で使用されるポリアミド粉末の場合には、有利に５〜６０μｍの間にあるが、しかし、一定の使用にとっては、約１５０μｍまでのｄ５０の大きな粒子も使用される。
【００２０】
ポリアミド粉末は、ワックスでコーティングされている。この場合には、一般にポリアミド粉末１００部に対して０．５〜１０部の超微粉砕されたワックスが塗布される。
【００２１】
ワックスは、冷時に混合されてドライブレンドでポリアミド上に塗布されてもよいし、ボンデライジングまたは全ての別の公知の熱間混合法によってポリアミド上に塗布されてもよく、この場合には、ポリアミド粉末それ自体が大きな粒子に一緒に結合されるかまたは焼結され、混合装置中で溶融されたポリアミドを有する被覆を全く生じないようにするために、混合装置中での最大温度はポリアミド粉末の溶融温度以下のままであることに注意すべきである。
【００２２】
コーティングされたポリアミド粉末は、本発明による被覆剤中に０．１〜４０質量％の含量で使用され、この場合この含量は、０．５〜５質量％の間、特に有利に１〜３質量％の間にある。
【００２３】
更に、このような被覆剤は、欧州特許出願公開第００４７５０８号明細書Ａ２に記載されたような成分を含有する。塗料系は、ポリイソシアネートのイソシアネート基と反応するヒドロキシル官能性結合剤を基礎とする。このための例は、ポリエステル、ポリオール、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリグリコール、ポリアクリレート、メラミン樹脂、ビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂またはヒドロキシル基を有する比較可能なポリマーならびに活性水素原子を有する別の官能基、例えばアミン、ポリアミノアミド等である。
【００２４】
本発明による被覆剤は、例えばブロックされたポリイソシアネートおよびヒドロキシル基含有の結合剤に対して総和で１０〜６０質量％、有利に２０〜４０質量％含有されており、この場合には、欧州特許第００４７５０８号明細書の記載と同様にこれら２つの成分の間の割合は、０．５：１〜５：１の間で変動しうる。
【００２５】
更に、被覆剤は、多様な溶剤、ならびに染料、顔料および市販の添加剤、例えばＵＶ安定剤を含有することができる。相応して、化合物も同様に欧州特許第００４７５０８号明細書に記載されている。
【００２６】
本発明による被覆剤は、全ての常法を用いてそれぞれの表面上に塗布されることができ、制限されない実施例として、噴霧塗布法、ロール塗布法、コイルコーティング法（Coil-Coating）、注型法およびナイフ塗布法が挙げられる。
【００２７】
引続き、被覆剤を備えた表面は、反応系が結合剤およびポリアミド粉末の官能基と反応しうる温度に加熱される。この場合、被覆剤は、流展して塗膜に変わり、硬化する。この場合、加熱は、炉（空気循環炉）内で行なわれてもよいし、熱源を用いての照射によってかまたは電磁誘導によって行なわれてもよい。
【００２８】
次の実施例は、本発明を詳説するものであるが、しかし、本発明は、この実施例に制限されるものではない。
【００２９】
【実施例】
コーティングされた例示的ポリアミドの製造
ドイツ連邦共和国特許出願公告第２９０６６４７号明細書Ｂ１の記載により製造された、粒径分布ｄ１０＝７μｍ、ｄ５０＝２１μｍおよびｄ９０＝３８μｍを有するポリアミド１２沈殿粉末１００部を、第１表に記載の種々のワックスと、それぞれ３分間１０ ｌのヘンシェル（Henschel）高速ミキサー上で６００ｒ.ｐ.ｍ.で混合する。ミキサーの消費電力は、それぞれ約３．４＊１０４Ｗである。
【００３０】
【表１】
更に、ポリアミド１２沈殿粉末は、比較例としてワックスなしに使用され、ポリアミドＥと呼称された。ポリアミド粉末を用いた場合には、第２表の記載によりクリヤーラッカーが製造された：
【００３２】
【表２】
若干の塗料は、付加的に超微粉砕されたワックスを１％を含有する（第３表参照）。
【００３４】
この塗料を用いた場合には、２０μｍの乾燥層厚を有する試料被膜をアルミニウム薄板上に製造した。耐摩耗性をＤＩＮ ＩＳＯ５３７５４によりテーバー摩耗試験機２×５０ｇ ＣＳ ３０００回転の１０本のロールを用いて測定した。摩耗値は、第３ａ表および第３ｂ表に記載されている。
【００３５】
【表３】
【表４】
Claims (9)
- 懸濁された微粒状ポリアミドを含有する、ヒドロキシル官能性結合剤とポリイソシアネートとを基礎とする硬化可能な被覆剤において、ポリアミド粉末がワックスでコーティングされていることを特徴とする、硬化可能な被覆剤。
- ワックスとしてオレフィン系ワックスおよび／またはフィッシャー−トロプシュワックスが使用されている、請求項１記載の硬化可能な被覆剤。
- ９０〜１６０℃の溶融範囲を有するワックスが使用されている、請求項１または２記載の硬化可能な被覆剤。
- ポリアミド粉末がポリアミド１１および／またはポリアミド１２を含有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の硬化可能な被覆剤。
- ポリアミド粉末がポリアミド１２沈殿粉末を含有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の硬化可能な被覆剤。
- アルミニウムコイルおよび鉄コイルを被覆するための請求項１から５までのいずれか１項に記載の硬化可能な被覆剤の使用。
- 木材表面を被覆するための請求項１から５までのいずれか１項に記載の硬化可能な被覆剤の使用。
- 床表面を被覆するための請求項１から５までのいずれか１項に記載の硬化可能な被覆剤の使用。
- 懸濁された微粒状ポリアミドを含有する、ヒドロキシル官能性結合剤とブロックされたポリイソシアネートとを基礎とする硬化可能な被覆剤の製造法において、ポリアミド粉末を被覆剤の添加前にワックスでコーティングすることを特徴とする、硬化可能な被覆剤の製造法。
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