JP5023269B2 - 界面活性剤及びこれを含有してなる塗料組成物 - Google Patents

界面活性剤及びこれを含有してなる塗料組成物 Download PDF

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本発明は界面活性剤及びこれを含有してなる塗料組成物に関する。さらに詳しくは水性塗料用として最適な界面活性剤(特に分散剤、ワキ防止剤)及びこれを含有してなる塗料組成物に関する。
近年、水性塗料はその作業安全性や無公害化等の観点から急速にその需要が増加している。また、工業用塗装ラインにおける熱硬化型塗料の水性化への動きにもめざましいものがあり、近い将来自動車のベースコート、中塗り塗料もその殆どすべてが水性化される勢いとなっている。しかし水性塗料はその溶媒の主成分が水であることから、1)顔料の分散性に起因する調色性、粘度の増大などの問題、2)主溶媒として用いる水の蒸発潜熱が大きいことに起因して、加熱硬化中の発泡によってワキが発生し易いという問題、3)これらの問題解決のために界面活性剤を添加すると、塗料が泡立ち易くなり、この解決のためさらに界面活性剤(消泡剤等)を添加する必要が生じるという問題、4)界面活性剤の添加によって、形成された塗膜の耐水性が低下するという問題等があり、これらの諸問題を解決できる界面活性剤の開発が望まれていた。
水性塗料用の顔料分散剤としてはポリアクリル酸塩(特許文献1)が、また、ワキ防止剤としては、ベンゾインの炭素数1〜4のアルキルエーテル化物(特許文献2)などが知られている。
特開昭53−129200号公報 特公平2−390号公報
特許文献1に記載の分散剤では、顔料分散に必要充分な量を用いると塗膜の耐水性が著しく低下するという問題がある。
また、特許文献2に記載のワキ防止剤を熱硬化型水性塗料に用いると、相溶性が不足するため塗料の塗膜の平滑性や鮮映性が不十分となったり、仕上がり外観を損なうという問題がある。また相溶性改善のため新たな界面活性剤の添加を必要とする等の問題がある。
さらに特許文献1に記載の分散剤は泡立ち易い性質を持ち、これを解消するため消泡剤等の併用が必要であるという問題がある。
すなわち、本発明の目的は、高い界面活性能を持つ界面活性剤を提供することであり、顔料分散性、加熱硬化時のワキ防止性、レベリング性等に優れ、耐水性に優れた塗膜を形成することができる界面活性剤を提供することである。
本発明者は前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に達した。
すなわち、本発明の界面活性剤の特徴は、一般式(1)〜(4)のいずれかで表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)を含有してなる点を要旨とする。

−L(−S−L−)−S (1)

−L−P(−L−S−L−P)−L−S (2)

−D(−S−D)−S (3)

D(−S (4)
ただし、Sは一般式(5)で表される基、Sは一般式(6)で表される基、Lは炭素数6〜20のジイソシアネートの反応残基、Pは一般式(7)で表される基、Dはエピハロヒドリン又は炭素数10〜150のポリグリシジルエーテルの反応残基、qは0〜5の整数、rは3又は4の整数を表す。
Figure 0005023269


Qは非還元性の二又は三糖類のt個の1級水酸基から水素原子を除いた残基、OAは炭素数2〜4のオキシアルキレン基、Zは炭素数2〜15のグリコールから2個の水酸基を除いた残基、Oは酸素原子、Hは水素原子、nは2〜50の整数、tは2〜4の整数、mは5〜35の整数を表し、S単位及びS単位に含まれるOAの総数はそれぞれ10〜100の整数であり、S、S、L、P、D、(OA)n、Q、n、mは、それぞれ同じでも異なってもよい。
また、本発明の界面活性剤の特徴は、非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜100モル部の化学反応から得られる化合物(a12)1モル部と、炭素数6〜20のジイソシアネート(a3)0.50〜0.86モル部の化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物(Y1);
非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜100モル部の化学反応から得られる化合物(a12)1モル部と、炭素数2〜15のグリコール(a4)1モル部及び炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜70モル部の化学反応から得られる化合物(a42)0.5〜0.86モル部と、炭素数6〜20のジイソシアネート(a3)1.0〜1.71モル部との化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物(Y2);
非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜100モル部の化学反応から得られる化合物(a12)1モル部と、エピハロヒドリン(a5)若しくは炭素数10〜150のジグリシジルエーテル(a6)0.5〜0.86モル部との化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物(Y3);又は
非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜100モル部の化学反応から得られる化合物(a12)1モル部と、炭素数10〜150のトリ−若しくはテトラ−グリシジルエーテル(a7)0.25〜0.33モル部との化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物(Y4)を必須成分としてなる点を要旨とする。
また、本発明の塗料組成物は、塗料及び上記の界面活性剤とからなり、この界面活性剤を塗料の重量に基づいて0.1〜5重量%含有してなる点を要旨とする。
本発明の界面活性剤は、高い界面活性能を発揮する。
本発明の界面活性剤は、形成される塗膜の耐水性を低下させない。また、本発明の界面活性剤は、顔料の分散性に優れ、塗料中で顔料を安定に分散せしめ、長期に亘ってその沈降、凝集等を防止し、意匠性顔料等の配列を改善するので調色性等の向上に効果が大きい。
また、本発明の界面活性剤は、熱硬化型塗料に於いて加熱硬化時のワキ等の不具合を防止し、レベリング性を付与する効果にも優れている。さらに、本発明の界面活性剤は、泡立ちにくく、消泡剤としての機能を併せ持つ。
よって、本発明の界面活性剤は、特に建築用の水性塗料又は水系の加熱硬化用塗料(電着塗料、自動車ベースコート塗料)等に極めて有用である。
本発明の塗料組成物は、上記の界面活性剤を含んでいるので、形成される塗膜の耐水性を低下させない。また、塗膜の調色性、表面の平滑性に優れているので意匠性が高い。
よって、本発明の塗料組成物は、壁等に塗装される建築用塗料組成物、熱硬化型塗料組成物(特に水性エマルション塗料組成物)等に極めて有用である。
一般式(1)、(2)において、Lは炭素数6〜20のジイソシアネートの反応残基(−CO−NH−X−NH−CO−で表される基)を表す。
Xは、アルキレン、シクロアルキレン、アリーレン及びアルアルキレン(アリールアルキレン)等が使用できる。また、これらの基に含まれる水素原子の一部がハロゲン原子及び/又は炭素数1〜6のアルコキシ等で置換されていても構わず、またこれらの基同士がオキサ基(−O−)又はスルホニル基(−SO−)で結合されていてもよい。
アルキレンとしては、炭素数4〜8のアルキレン等が用いられ、ブチレン、ヘキサメチレン及び2−エチルヘキシレン等が挙げられる。
シクロアルキレンとしては、炭素数6〜15のシクロアルキレン等が用いられ、シクロヘキシレン、ジシクロヘキシレン、メチルシクロヘキシレン、トリメチルシクロヘキシレン、ノニルシクロヘキシレン、-(ch)-CH-(ch)-で表される基、-CH-(ch)-CH-で表される基、-(ch)-C(CH-(ch)-で表される基、-(ch)-CHCH-(ch)-で表される基及び-(tmch)-CH-で表される基等が挙げられる。なお、(ch)はシクロヘキシレン、(tmch)はトリメチルシクロヘキシレンを表す(以下同様)。これらの他、-(ch)-O-(ch)-で表される基、-(ch)-SO-(ch)-で表される基、クロロシクロヘキシレン及びメトキシシクロヘキシレン等も使用できる。
アリーレンとしては、炭素数6〜15のアリーレン等が用いられ、フェニレン、トリレン、メチルフェニレン、エチルフェニレン、テトラメチルフェニレン、キシリレン、ノニルフェニレン、ナフチレン、ビフェニリレン、ジメチルビフェニリレン、アントリレン、フェナントリレン、-(ph)-CH-(ph)-で表される基、-(ph)-C(CH-(ph)-で表される基、-(ph)-CHCH-(ph)-で表される基及び-CH-(ch)-CH-で表される基等が挙げられる。なお、(ph)はフェニレンを表す(以下同様)。これらの他、-(ph)-O-(ph)-で表される基、-(ph)-SO-(ph)-で表される基、ブロモフェニレン、クロロナフチレン、クロロビフェニレン及びメトキシフェニレン等も使用できる。
アルアルキレンとしては、炭素数7〜18のアルアルキレン等が用いられ、フェニルエチレン、トリルブチレン、エチルフェニルエチレン、キシリルヘキシレン、ノニルフェニルエチレン、ナフチルブチレン、ビフェニリルエチレン及びフェナントリルプロピレン等が挙げられる。これらの他、ブロモフェニルエチレン、クロロビフェニリルエチレン、メトキシフェニルエチレン、ブトキシナフチルブチレン及びジエトキシビフェニリルエチレン等も使用できる。
これらのXのうち、アルキレン、シクロアルキレン及びアリーレンが好ましく、さらに好ましくはヘキサメチレン、-(tmch)-CH-で表される基及びキシリレン、特に好ましくはヘキサメチレンである。
qは、0〜5の整数が好ましく、さらに好ましくは0〜4の整数、特に好ましくは1〜3の整数、最も好ましくは1〜2の整数である。この範囲であると、界面活性能(顔料の分散性、レベリング性等)がさらに良好となる。
一般式(3)、(4)において、炭素数3〜150のグリシジルエーテルの反応残基(D)としては、2−ヒドロキシプロピレン基及び炭素数10〜150のポリグリシジルエーテルの反応残基が含まれる。
炭素数10〜150のポリグリシジルエーテルの反応残基としては、2,11−ジヒドロキシ−4,9−ジオキサドデシレン{−CHCH(OH)CHOCHCHCHCHOCHCH(OH)CH−}、2,10−ジヒドロキシ−4,8−ジオキサウンデシレン{−CHCH(OH)CHOCHC(CHCHOCHCH(OH)CH−}、2,13−ジヒドロキシ−4,11−ジオキサテトラデシレン{−CHCH(OH)CHOCHCHCHCHCHCHOCHCH(OH)CH−}、2,6,10−トリヒドロキシ−4,8−ジオキサウンデシレン{−CHCH(OH)CHOCHCH(OH)CHOCHCH(OH)CH−}、2,10−ジヒドロキシ−4,8−ジオキサ−6−ヒドロキシメチル−6−エチルウンデシレン{−CHCH(OH)CHOCHC(C)(CHOH)CHOCHCH(OH)CH−}、2,10−ジヒドロキシ−4,8−ジオキサ−6,6−ビスヒドロキシメチルウンデシレン{−CHCH(OH)CHOCHC(CHOH)CHOCHCH(OH)CH−}、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルの反応残基{CC(−CHOCHCH(OH)CH−)、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテルの反応残基{(C(−CHOCHCH(OH)CH−)}及びポリオキシアルキレン(炭素数4〜144、アルキレンの炭素数は2〜4)ジグリシジルエーテルの反応残基等が挙げられる。
rは3又は4の整数である。この範囲であると、界面活性能(顔料の分散性等)がさらに良好となる。
一般式(5)及び(6)において、非還元性の二又は三糖類のt個の1級水酸基から水素原子を除いた残基(Q)を構成することができる二又は三糖類としては、蔗糖(サッカロース)、トレハロース、イソトレハロース、イソサッカロース、ゲンチアノース、ラフィノース、メレチトース及びプランテオース等が含まれる。これらのうち、界面活性能等の観点から、蔗糖、トレハロース、ゲンチアノース、ラフィノース及びプランテオースが好ましく、さらに好ましくは蔗糖、トレハロース及びラフィノースであり、供給性及びコスト等の観点から特に好ましくは蔗糖である。
炭素数2〜15のグリコールから2個の水酸基を除いた残基(Z)としては、アルキレン、シクロアルキレン及びアリーレンが含まれる。
アルキレンとしては、炭素数2〜6のアルキレン等が用いられ、エチレン、プロピレン、ブチレン及びヘキサメチレン等が挙げられる。
シクロアルキレンとしては、炭素数6〜9のシクロアルキレン等が用いられ、シクロヘキシレン、メチルシクロヘキシレン及びトリメチルシクロヘキシレン等が挙げられる。
アリーレンとしては、炭素数6〜15のアリーレン等が用いられ、フェニレン、メチルフェニレン、エチルフェニレン、テトラメチルフェニレン、キシリレン、ナフチレン、ビフェニリレン、ジメチルビフェニリレン、アントリレン、フェナントリレン、-(ph)-CH-(ph)-で表される基、-(ph)-C(CH-(ph)-で表される基、-(ph)-CHCH-(ph)-で表される基及び-CH-(ch)-CH-で表される基等が挙げられる。
これらのZのうち、アルキレン及びアリーレンが好ましく、さらに好ましくはエチレン、プロピレン、ヘキサメチレン及び-(ph)-C(CH-(ph)-で表される基であり、特に好ましくはプロピレンである。
一般式(5)〜(7)において、炭素数2〜4のオキシアルキレン基(OA)としては、オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレン及びこれらの混合等が挙げられる。これらのうち、オキシプロピレンが好ましく、また耐水性の観点等からはオキシプロピレン及びオキシブチレンの混合が好ましいが、界面活性能(水との親和性等を含む)の観点等からオキシプロピレン及び/又はオキシブチレンとオキシエチレンとの混合でもよい。
OA内に複数種類のオキシアルキレン基を含む場合、これらのオキシアルキレン基の結合順序(ブロック状、ランダム状及びこれらの組合せ)及び含有割合には制限ないが、ブロック状又はブロック状とランダム状との組合せを含むことが好ましい。
一般式(5)〜(7)において、オキシプロピレン及び/又はオキシブチレンとオキシエチレンとの混合を含む場合、オキシエチレンの含有割合(モル%)は、オキシアルキレン基の全モル数に基づいて、1〜10が好ましく、さらに好ましくは2〜9、特に好ましくは3〜8、最も好ましくは4〜7である。また、この場合、反応残基(Q)又は残基(Z)から離れた端部にオキシプロピレン及び/又はオキシブチレンが位置することが好ましい。すなわち、OAにオキシエチレン基を含む場合、反応残基(Q)又は残基(Z)にオキシエチレン基が直接的に結合していることが好ましい。また、OAに複数種類のオキシアルキレン基を含む場合、ブロック状を含むことが好ましい。
nは、2〜50の整数が好ましく、さらに好ましくは5〜47の整数、特に好ましくは7〜43の整数、最も好ましくは10〜40の整数である。この範囲であると、界面活性能(顔料の分散性及び加熱硬化時のレベリング性等)がさらに良好となる。
tは、2〜4の整数が好ましく、さらに好ましくは3である。この範囲であると、界面活性能(顔料の分散性等)がさらに良好となる。
mは、5〜35の整数が好ましく、さらに好ましくは7〜33の整数、特に好ましくは10〜30の整数である。この範囲であると、界面活性能(顔料の分散性等)がさらに良好となる。
単位及びS単位に含まれるOAの総数は、それぞれ、10〜100の整数が好ましく、さらに好ましくは20〜90の整数、特に好ましくは30〜80の整数、最も好ましくは40〜70の整数である。この範囲であると、界面活性能(顔料の分散性及び加熱硬化時のレベリング性等)及び耐水性がさらに良好となる。
一般式(1)〜(4)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)としては、非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜100モル部の化学反応から得られる化合物(a12)1モル部と、炭素数6〜20のジイソシアネート(a3)0.50〜0.86モル部の化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物(Y1);
非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜100モル部の化学反応から得られる化合物(a12)1モル部と、炭素数2〜15のグリコール(a4)1モル部及び炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜70モル部の化学反応から得られる化合物(a42)0.5〜0.86モル部と、炭素数6〜20のジイソシアネート(a3)1.0〜1.71モル部との化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物(Y2);
非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜100モル部の化学反応から得られる化合物(a12)1モル部と、エピハロヒドリン(a5)若しくは炭素数10〜150のジグリシジルエーテル(a6)0.5〜0.86モル部との化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物(Y3):又は
非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜100モル部の化学反応から得られる化合物(a12)1モル部と、炭素数10〜150のトリ−若しくはテトラ−グリシジルエーテル(a7)0.25〜0.33モル部との化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物(Y4)等が含まれる。すなわち、これらの化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物は、オキシアルキレン基やn、m、qの数等に分布を生じる場合があり、この場合、厳密には複数種類のポリオキシアルキレン化合物の混合物となり、この混合物の中に、一般式(1)〜(4)で表されるポリオキシアルキレン化合物が含まれるものである。なお、この場合でも製造方法を限定するものではない。
そして、化合物(a12)において、アルキレンオキシド(a2)の使用量(モル部)としては、非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部に対して、10〜100が好ましく、さらに好ましくは20〜90、特に好ましくは30〜80、最も好ましくは40〜70である。この範囲であると、界面活性能(顔料の分散性及び加熱硬化時のレベリング性等)及び耐水性がさらに良好となる。
化合物(a42)において、アルキレンオキシド(a2)の使用量(モル部)としては、炭素数2〜15のグリコール(a4)1モル部に対して、10〜70モルが好ましく、さらに好ましくは20〜70、特に好ましくは20〜60、最も好ましくは30〜50である。この範囲であると、界面活性能(加熱硬化時のレベリング性等)及び耐水性がさらに良好となる。
ポリオキシアルキレン化合物(Y1)には一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)が含まれ、ポリオキシアルキレン化合物(Y2)には一般式(2)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)が含まれ、ポリオキシアルキレン化合物(Y3)には一般式(3)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)が含まれ、ポリオキシアルキレン化合物(Y4)には一般式(4)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)が含まれる。
ポリオキシアルキレン化合物(Y1)において、炭素数6〜20のジイソシアネート(a3)の使用量(モル部)としては、化合物(a12)1モル部に対して、0.5〜0.86が好ましく、さらに好ましくは0.5〜0.83、特に好ましくは0.67〜0.80、最も好ましくは0.67〜0.75ある。この範囲であると、界面活性能(顔料の分散性及び加熱硬化時のレベリング性等)がさらに良好となる。
ポリオキシアルキレン化合物(Y2)において、炭素数6〜20のジイソシアネート(a3)の使用量(モル部)としては、化合物(a12)1モル部に対して、1.0〜1.71が好ましく、さらに好ましくは1.0〜1.67、特に好ましくは1.33〜1.6、最も好ましくは1.33〜1.5である。この範囲であると、界面活性能(顔料の分散性及び加熱硬化時のレベリング性等)がさらに良好となる。
化合物(a42)の使用量(モル部)としては、化合物(a12)1モル部に対して、0.5〜0.86が好ましく、さらに好ましくは0.5〜0.83、特に好ましくは0.67〜0.8、最も好ましくは0.67〜0.75である。この範囲であると、界面活性能(顔料の分散性及び加熱硬化時のレベリング性等)がさらに良好となる。
ポリオキシアルキレン化合物(Y3)において、エピハロヒドリン(a5)又は炭素数10〜150のジグリシジルエーテル(a6)の使用量(モル部)としては、非還元性の二又は三糖類とアルキレンオキシドとの化合物(a12)1モル部に対して、0.5〜0.86が好ましく、さらに好ましくは0.5〜0.83、特に好ましくは0.67〜0.80、最も好ましくは0.67〜0.75ある。この範囲であると、界面活性能(顔料の分散性及び加熱硬化時のレベリング性等)がさらに良好となる。
ポリオキシアルキレン化合物(Y4)において、炭素数10〜150のトリ−若しくはテトラ−グリシジルエーテル(a7)の使用量(モル部)としては、非還元性の二又は三糖類とアルキレンオキシドとの化合物(a12)1モル部に対して、0.25〜0.33が好ましい。この範囲であると、界面活性能(顔料の分散性及び加熱硬化時のレベリング性等)がさらに良好となる。
非還元性の二又は三糖類(a1)としては、反応残基(Q)を構成することができる二又は三糖類と同じものが使用でき、好ましい範囲も同じである。
アルキレンオキシド(a2)としては、炭素数2〜4のアルキレンオキシド等が使用でき、エチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)、ブチレンオキシド(BO)及びこれらの混合物等が挙げられる。これらのうち、POが好ましく、塗膜の耐水性等の観点から、PO及びBOの混合が好ましいが、界面活性能(顔料の分散性等)の観点からPO及び/又はBOとEOとの混合でもよい。
炭素数6〜20のジイソシアネート(a3)としては、アルキレンジイソシアネート、シクロアルキレンジイソシアネート、アリーレンジイソシアネート及びアルアルキレンジイソシアネート等が含まれる。
アルキレンジイソシアネートとしては、炭素数4〜8のアルキレンジイソシアネート等が用いられ、ブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート及び2−エチルヘキシレンジイソシアネート等が挙げられる。
シクロアルキレンジイソシアネートとしては、炭素数6〜15のシクロアルキレンジイソシアネート等が用いられ、シクロヘキシレンジイソシアネート、ジシクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、トリメチルシクロヘキシレンジイソシアネート、ノニルシクロヘキシレンジイソシアネート、OCN-(ch)-CH-(ch)-NCOで表されるジイソシアネート、OCN-CH-(ch)-CH-NCOで表されるジイソシアネート、OCN-(ch)-C(CH-(ch)-NCOで表されるジイソシアネート、OCN-(ch)-CHCH-(ch)-NCOで表されるジイソシアネート及びOCN-(tmch)-CH-NCO(イソホロンジイソシアネート)で表されるジイソシアネート等が挙げられる。これらの他、OCN-(ch)-O-(ch)-NCOで表されるジイソシアネート、OCN-(ch)-SO-(ch)-NCOで表されるジイソシアネート、クロロシクロヘキシレンジイソシアネート及びメトキシシクロヘキシレンジイソシアネート等も使用できる。
アリーレンジイソシアネートとしては、炭素数6〜15のアリーレンジイソシアネート等が用いられ、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、メチルフェニレンジイソシアネート、エチルフェニレンジイソシアネート、テトラメチルフェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ノニルフェニレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、ビフェニリレンジイソシアネート、ジメチルビフェニリレンジイソシアネート、アントリレンジイソシアネート、フェナントリレンジイソシアネート、OCN-(ph)-CH-(ph)-NCOで表されるジイソシアネート、OCN-(ph)-C(CH-(ph)-NCOで表されるジイソシアネート、OCN-(ph)-CHCH-(ph)-NCOで表されるジイソシアネート及びOCN-CH-(ch)-CHNCO-で表されるジイソシアネート等が挙げられる。これらの他、OCN-(ph)-O-(ph)-NCOで表されるジイソシアネート、OCN-(ph)-SO-(ph)-NCOで表されるジイソシアネート、ブロモフェニレンジイソシアネート、クロロナフチレンジイソシアネート、クロロビフェニレンジイソシアネート及びメトキシフェニレンジイソシアネート等も使用できる。
アルアルキレンジイソシアネートとしては、炭素数7〜18のアルアルキレンジイソシアネート等が用いられ、フェニルエチレンジイソシアネート、トリルブチレンジイソシアネート、エチルフェニルエチレンジイソシアネート、キシリルヘキシレンジイソシアネート、ノニルフェニルエチレンジイソシアネート、ナフチルブチレンジイソシアネート、ビフェニリルエチレンジイソシアネート及びフェナントリルプロピレンジイソシアネート等が挙げられる。これらの他、ブロモフェニルエチレンジイソシアネート、クロロビフェニリルエチレンジイソシアネート、メトキシフェニルエチレンジイソシアネート、ブトキシナフチルブチレンジイソシアネート及びジエトキシビフェニリルエチレンジイソシアネート等も使用できる。
これらのジイソシアネートのうち、アルキレンジイソシアネート、シクロアルキレンジイソシアネート及びアリーレンジイソシアネートが好ましく、さらに好ましくはヘキサメチレンジイソシアネート、OCN-(tmch)-CH-NCOで表されるジイソシアネート(イソホロンジイソシアネート)及びキシリレンジイソシアネート、特に好ましくはヘキサメチレンジイソシアネートである。
炭素数2〜15のグリコール(a4)としては、アルキレンジオール(エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール及びヘキサメチレングリコール等)、シクロアルキレンジオール(シクロヘキシルグリコール及びジ(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン等)及びアリーレンジオール(ヒドロキノン、カテコール及びビスフェノールA{HO−C−C(CH−C−OH }等が挙げられる。これらのうち、アルキレンジオール及びアリーレンジオールが好ましく、さらに好ましくはエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール及びビスフェノールA、特に好ましくはプロピレングリコールである。
非還元性の二又は三糖類(a1)及びアルキレンオキシド(a2)の化学反応において、複数種類のアルキレンオキシドを用いる場合、反応させる順序(ブロック状、ランダム状及びこれらの組合せ)及び使用割合には制限ないが、ブロック状又はブロック状とランダム状の組合せを含むことが好ましくい。また、EOを含有する場合、EOの使用割合(モル%)は、アルキレンオキシドの全モル数に基づいて、1〜10が好ましく、さらに好ましくは2〜9、特に好ましくは3〜8、最も好ましくは4〜7である。EOと、PO又は/及びBOとを含む場合、二又は三糖類(a1)へのEOの反応後にPO及び/又はBOを反応させることが好ましい。
グリコール(a4)及びアルキレンオキシド(a2)の化学反応において、複数種類のアルキレンオキシドを用いる場合、反応させる順序(ブロック状、ランダム状及びこれらの組合せ)及び使用割合には制限ないが、ブロック状又はブロック状とランダム状の組合せを含むことが好ましくい。EOを使用する場合、EOの使用割合(モル%)は、アルキレンオキシドの全モル数に基づいて、1〜10が好ましく、さらに好ましくは2〜9、特に好ましくは3〜8、最も好ましくは4〜7である。
非還元性の二又は三糖類(a1)及びアルキレンオキシド(a2)の化学反応、並びにグリコール(a3)及びアルキレンオキシド(a2)の化学反応は、アニオン重合、カチオン重合又は配位アニオン重合等のいずれの形式で実施してもよい。また、これらの重合形式は単独でも、重合度等に応じて組み合わせて用いてもよい。
アルキレンオキシド(a2)との化学反応には反応触媒が使用できる。なお、反応溶媒として以下に説明するアミドを用いる場合、反応触媒を用いる必要がない。
反応触媒としては、通常使用されるアルキレンオキシド付加反応用触媒等が使用でき、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の水酸化物(水酸化カリウム、水酸化ルビジウム及び水酸化セシウム等)、アルカリ金属のアルコラート(カリウムメチラート及びセシウムエチラート等)、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩(炭酸カリウム、炭酸セシウム及び炭酸バリウム等)、炭素数3〜24の3級アミン(トリメチルアミン、トリオクチルアミン、トリエチレンジアミン及びテトラメチルエチレンジアミン等)、及びルイス酸(塩化第二錫及びトリフッ化ホウ素等)等が用いられる。これらのうち、アルカリ金属の水酸化物及び3級アミン化合物が好ましく、さらに好ましくは水酸化カリウム、水酸化セシウム及びトリメチルアミンである。
反応触媒を使用する場合、その使用量(重量%)は、非還元性の二又は三糖類(a1)及びアルキレンオキシド(a2)、又はグリコール(a3)及びアルキレンオキシド(a2)の合計重量に基づいて、0.05〜2が好ましく、さらに好ましくは0.1〜1、特に好ましくは0.2〜0.6である。
反応触媒を使用する場合、反応触媒は反応生成物から除去することが好ましく、その方法としては、合成アルミノシリケートなどのアルカリ吸着剤{例えば、商品名:キョーワード700、協和化学工業(株)製}を用いる方法(特開昭53−123499号公報等)、キシレン又はトルエンなどの溶媒に溶かして水洗する方法(特公昭49−14359号公報等)、イオン交換樹脂を用いる方法(特開昭51−23211号公報等)及びアルカリ性触媒を炭酸ガスで中和して生じる炭酸塩を濾過する方法(特公昭52−33000号公報)等が挙げられる。
反応触媒の除去の終点としては、CPR(Controlled Polymerization Rate)値が20以下であることが好ましく、さらに好ましくは10以下、特に好ましくは5以下、最も好ましくは2以下である。なお、CPRは、JIS K1557−4:2007に準拠して測定される。
反応容器としては、加熱、冷却及び撹拌が可能な耐圧性反応容器を用いることが好ましい。反応雰囲気としては、アルキレンオキシド(a2)を反応系に導入する前に反応装置内を真空または乾燥した不活性気体(アルゴン、窒素及び二酸化炭素等)の雰囲気とすることが好ましい。また、反応温度(℃)としては80〜150が好ましく、さらに好ましくは90〜130である。反応圧力(ゲージ圧:MPa)は0.8以下が好ましく、さらに好ましくは0.5以下である。
反応終点の確認は、次の方法等により行うことができる。すなわち、反応温度を15分間一定に保ったとき、反応圧力(ゲージ圧)の低下が0.001MPa以下となれば反応終点とする。所要反応時間は通常4〜12時間である。
非還元性の二又は三糖類(a1)及びアルキレンオキシド(a2)の化学反応には、反応溶媒を用いることが好ましい。反応溶媒としては、活性水素を持たないものが好ましく、さらに好ましくは非還元性の二又は三糖類(a1)、アルキレンオキシド(a2)及びこれらの反応により生成する生成物(a12)を溶解するものが好ましい。
このような反応溶媒としては、炭素数3〜8のアルキルアミド及び炭素数5〜7の複素環式アミド等が使用できる。
アルキルアミドとしては、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−N−プロピルアセトアミド及び2−ジメチルアミノアセトアルデヒドジメチルアセタール等が挙げられる。
複素環式アミドとしては、N−メチルピロリドン、N−メチル−ε−カプロラクタム及びN,N−ジメチルピロールカルボン酸アミド等が挙げられる。
これらのうち、アルキルアミド及びN−メチルピロリドンが好ましく、さらに好ましくはDMF、N,N−ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドン、特に好ましくはDMF及びN−メチルピロリドン、最も好ましくはDMFである。
反応溶媒を用いる場合、その使用量(重量%)は、二又は三糖類(a1)とアルキレンオキシド(a2)との反応により生成する化合物(a12)の重量に基づいて、20〜200が好ましく、さらに好ましくは40〜180、特に好ましくは60〜150である。
反応溶媒を用いた場合、反応後に反応溶媒を除去することが好ましい。反応溶媒の残存量(重量%)は、ポリオキシアルキレン化合物(Y)の重量に基づいて、0.1以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.05以下、特に好ましくは0.01以下である。なお、反応溶媒の残存量は、内部標準物質を用いるガスクロマトグラフィー法にて求めることができる。
反応溶媒の除去方法としては、減圧留去及び吸着除去等が適用でき、減圧留去した後さらに吸着除去することが好ましい。
減圧留去する条件としては、0.6〜27kPaの減圧下にて100〜150℃にて留去する条件等が適用できる。
吸着除去としては、合成アルミノシリケート等のアルカリ吸着剤{例えば、商品名:キョーワード700、協和化学工業(株)製}を用いて処理する方法等が適用できる。例えば、キョーワード700を用いる場合、アルカリ吸着剤の添加量(重量%)は、化合物(a12)の重量に基づいて、0.1〜10程度、処理温度は60〜120℃程度、処理時間は0.5〜5時間程度である。続いてろ紙又はろ布等を用いてろ別してアルカリ吸着剤を取り除くことにより、反応溶媒の残存量を減少させることができる。
化合物(a12)と、エピハロヒドリン(a5)との反応には、(1)化合物(a12)の水酸基と(a5)のエポキシ基とをエポキシ開環反応させ、次いで、(2)脱ハロゲン化水素によるエポキシ環の再生、(3)再生したエポキシ基と化合物(a12)の水酸基とをさらに反応させる方法又は、(4)化合物(a12)の水酸基末端の水素原子とエピハロヒドリン(a5)のハロゲン原子による脱ハロゲン化水素によるエーテル結合の生成(ウイリアムソン合成法)、次いで(5)エーテル結合させたエポキシ基と化合物(a12)とをエポキシ開環反応させる方法等が適用できる。
化合物(a12)とエピハロヒドリン(a5)とのエポキシ反応には、加熱、冷却、攪拌及び還流管付き容器を用いることができる。
反応温度(℃)は、60〜150が好ましく、さらに好ましくは80〜120である。エポキシ開環反応の雰囲気としては、乾燥した不活性気体雰囲気下が好ましい。
エポキシ開環反応には、反応触媒を用いることができ、このような触媒としては、アルキレンオキシド(a2)の付加反応に用いられるものと同一であり、公知の触媒(特開2004−224945号公報等)等が適用できる。
反応の終点は、エポキシ基の消滅により行うことができる。エポキシ基の定量としては、過塩素酸と第四級アンモニュウム塩(CTAB)とからハロゲン化水素(HB)を発生させてこれとエポキシ基とを反応させるセチルトリメチルアンモニュウムブロマイド(CTAB)法(JIS K7236:ISO3001:1999に準拠)が適用できる。
エポキシ環再生反応は、水を10〜60重量%含有する懸濁状態にて強攪拌下で、反応温度40〜90℃で行うことが好ましい。
脱ハロゲン化水素によるエポキシ環再生反応には、生成するハロゲン化水素を中和する塩基性物質、例えばアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の水酸化物(水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び水酸化バリウム等)等が触媒として用いられる。これらのうち、アルカリ金属の水酸化物が好ましく、さらに好ましくは水酸化ナトリウムである。
これらの反応触媒は1〜20重量%程度の水溶液として用いることが好ましい。反応温度は40〜80℃程度が好ましい。
化合物(a12)とエピハロヒドリン(a5)とのエーテル結合反応(ウイリアムソン合成法)には、加熱、冷却、攪拌可能な容器を用いることができる。生成する(脱)ハロゲン化水素とほぼ等量の上記塩基性物質の存在下、反応温度(℃)は、40〜100が好ましく、さらに好ましくは60〜80である。 引き続いてエポキシ反応を実施する場合、エポキシ開環反応触媒存在下に攪拌しつつ、反応温度100〜160℃で行うことが好ましい。
化合物(a12)とポリグリシジルエーテル(a6、a7)との反応は、非還元性の二又は三糖類(a1)とアルキレンオキシド(a2)との反応と同じであり、反応装置、触媒及びその除去も同様である。
ポリオキシアルキレン化合物(Y1)としては、一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)が含まれ、表1で示される化合物等が挙げられる。
なお、Q、t及び(OA−)nは一般式(5)又は(6)に対応する。また、Q1は蔗糖の反応残基を、Q2はトレハロースの反応残基を、Q3はラフィノースの反応残基を表す。また、Pはオキシプロピレン又はプロピレンオキシを、Eはオキシエチレン又はエチレンオキシを、Bはオキシブチレン又はブチレンオキシを表し、これらの添え字は、それぞれ、非還元性のニ又は三糖類の残基1モルに対するモル数(この合計がnに相当する)を表す。(OA)n中の/はブロック状を意味する。また、L及びqは一般式(1)に対応し、L1はヘキサメチレンジイソシアネートの反応残基を、L2はイソホロンジイソシアネートの反応残基を、L3はキシリレンジイソシアネートの反応残基を表す。
Figure 0005023269


ポリオキシアルキレン化合物(Y2)としては、一般式(2)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)が含まれ、表2で示される化合物等が挙げられる。
なお、Q、t及び(OA−)nは一般式(5)又は(6)に対応し、Z及び(OA−)mは一般式(7)に対応する。また、Q1は蔗糖の反応残基を、Q2はトレハロースの反応残基を、Q3はラフィノースの反応残基を表す。また、DEGはジエチレングリコールの反応残基を、DPGはジプロピレングリコールの反応残基を、HGはヘキサメチレングリコールの反応残基を、BPAはビスフェノールAの反応残基を表す。また、Pはオキシプロピレン又はプロピレンオキシを、Eはオキシエチレン又はエチレンオキシを、Bはオキシブチレン又はブチレンオキシを表し、これらの添え字は、それぞれ、非還元性のニ又は三糖類の残基1モルに対するモル数(この合計がnに相当する)、又はそれぞれ、グリコールの残基1モルに対するモル数(この合計がmに相当する)を表す。(OA)n中の/はブロック状を意味する。また、L及びqは一般式(2)に対応し、L1はヘキサメチレンジイソシアネートの反応残基を、L2はイソホロンジイソシアネートの反応残基を、L3はキシリレンジイソシアネートの反応残基を表す。
Figure 0005023269



ポリオキシアルキレン化合物(Y3)としては、一般式(3)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)が含まれ、表3で示される化合物等が挙げられる。
なお、Q、t及び(OA−)nは一般式(5)又は(6)に対応する。また、Q1は蔗糖の反応残基を、Q2はトレハロースの反応残基を、Q3はラフィノースの反応残基を表す。また、Pはオキシプロピレン又はプロピレンオキシを、Eはオキシエチレン又はエチレンオキシを、Bはオキシブチレン又はブチレンオキシを表し、これらの添え字は、それぞれ、非還元性のニ又は三糖類の残基1モルに対するモル数(この合計がnに相当する)を表す。(OA)n中の/はブロック状を意味する。また、D及びqは一般式(3)に対応し、ECHはエピクロルヒドリンの反応残基を、EBHはエピブロモヒドリンの反応残基を、HMGGはヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテルの反応残基を、POG7はポリオキシプロピレン(7モル)グリコールジグリシジルエーテルの反応残基を、E5P16Gはポリオキシエチレン(5モル)ポリオキシプロピレン(16モル)(プルロニック)グリコールジグリシジルエーテルの反応残基を、POG35はポリオキシプロピレングリコール(35モル)ジグリシジルエーテルの反応残基を、POG16はポリオキシプロピレングリコール(16モル)ジグリシジルエーテルの反応残基を、NPGGはネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルの反応残基を表す。
Figure 0005023269


ポリオキシアルキレン化合物(Y4)としては、一般式(4)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)が含まれ、表4で示される化合物等が挙げられる。
なお、Q、t及び(OA−)nは一般式(5)に対応する。また、Q1は蔗糖の反応残基を、Q2はトレハロースの反応残基を、Q3はラフィノースの反応残基を表す。また、Pはオキシプロピレン又はプロピレンオキシを、Eはオキシエチレン又はエチレンオキシを、Bはオキシブチレン又はブチレンオキシを表し、これらの添え字は、それぞれ、非還元性のニ又は三糖類の残基1モルに対するモル数(この合計がnに相当する)を表す。(OA)n中の/はブロック状を意味する。また、D及びrは一般式(4)に対応し、TMPGはトリメチロールプロパントリグリシジルエーテルの反応残基を、PETGはペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテルの反応残基を、TMP−P5Gはトリメチロールプロパンのプロピレンオキシド5モル付加体のトリグリシジルエーテルの反応残基を、PET−P10Gはペンタエリスリトールのプロピレンオキシド10モル付加体のテトラグリシジルエーテルの反応残基を表す。
Figure 0005023269


これらのうちでは、No.3、4、7、8、12、13、18、19、20、21、22、23、29、32、34、39、40、41、42、43、49、50、51、52、53、58又は59で表されるのポリオキシアルキレン化合物が好ましく、さらに好ましくはNo.、4、7、8、13、18、19、21、22、29、32、40、41、43、49、50、51、53、58又は59で表されるポリオキシアルキレン化合物、特に好ましくはNo.3、8、13、19、21、29、41、43、50、51又は58で表されるポリオキシアルキレン化合物である。
本発明の界面活性剤は、分散剤として使用できる他に、乳化剤、表面張力低減剤(カーテンフローコート性向上剤、スプレー適正化剤を含む)、消泡剤(抑泡剤、破泡剤及び整泡剤等を含む)、氷結防止剤、曇り防止剤、指紋付着防止剤、皮張り防止剤(水性塗料が容器内貯蔵中に塗料の表面が固化する現象を防止する)及びその他の塗料添加剤(汚染低減剤を除く)等として広く使用でき、これらの原材料等としても使用できる。
乳化剤及び分散剤としての用途としては紙塗工塗料、水性塗料及び各種インキの顔料分散剤等、及び各種水性塗料用樹脂の乳化剤等が挙げられる。
消泡剤としては、紙塗工塗料用消泡剤、水性塗料用消泡剤及び各種インキ用消泡剤等が挙げられる。
表面張力低減剤としては、紙塗工塗料、水性塗料などのカーテンフローコート性向上剤として、また水性塗料、各種インキ等のスプレー適正化剤としての用途がある。
本発明の界面活性剤の使用量(重量%)は用途に応じて適宜決定されるが、例えば水性塗料等(紙塗工塗料、各種インキを含む)に使用する場合、水性塗料等の重量に基づいて、0.01〜10が好ましく、さらに好ましくは0.05〜5、特に好ましくは0.1〜3である。
本発明の界面活性剤には、ポリオキシアルキレン化合物(Y)以外の成分として、必要により公知の添加剤(粘度調整剤、消泡剤、湿潤剤及び造膜調整剤等)等を含有させることができる。
粘度調整剤としては、SNシックナー601及び同612(サンノプコ株式会社製)等、消泡剤としてはSNデフォーマー180及び同184(サンノプコ株式会社製)等、湿潤剤としてはSNウエット125及び同126(サンノプコ株式会社製)等、造膜調整剤としてはテキサノール(イーストマンケミカル社製)等が挙げられる。なお、添加剤を含有する場合、これらの含有量としては、ポリオキシアルキレン化合物(Y)の重量に基づいて、いずれも0.1〜10重量%が好ましい。
本発明の界面活性剤は、水性塗料及び非水性塗料のいずれにも適用することができ、これらのうち水性塗料に好適であり、特に水性エマルション塗料に適している。水性エマルション塗料としては、アクリル系、酢酸ビニル系、スチレン系、ハロゲン化オレフィン系、ウレタン系、アクリル−シリコン系又はフッ素系等の塗料が挙げられる。
本発明の界面活性剤を塗料へ添加するタイミングとしては、(1)顔料を分散するとき、(2)分散した顔料に樹脂成分及び各種添加剤を配合するとき、及び(3)塗装する直前等がありそのいずれでもよいが特に顔料分散剤として使用する場合は、顔料分散時に添加するのが好ましい。
本発明の界面活性剤を添加した塗料等は、通常の方法により被塗装体に塗装することができ、ハケ塗り、ローラー塗装、ベル塗装、エアスプレー塗装、エアレス塗装、ロールコーター塗装及びフローコーター塗装等の塗装方法等が適用できる。乾燥方法は常乾であっても焼付け乾燥であってもよく、焼付け乾燥は常法に従い、例えば電気式熱風乾燥機、間接熱風炉、直接熱風炉、遠赤外炉等を用い、約120〜260℃にて数10秒〜30分間塗膜を保持することで実施できる。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、特記しない限り、部は重量部を、%は重量%を意味する。
<製造例1>
攪拌、加熱、冷却、滴下、窒素による加圧及び真空ポンプによる減圧の可能な耐圧反応容器に、トレハロース{試薬特級、和光純薬工業(株)製、以下同じ}504部(1モル部)及びDMF{三菱ガス化学(株)製、以下同じ}1000部を投入した後、窒素ガスを用いて、ゲージ圧で0.4MPaになるまで加圧し0.02MPaになるまで排出する操作(以下、窒素置換と略す)を3回繰り返した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にて、プロピレンオキシド(PO)290部(5モル部)を2時間かけて滴下し、さらに同温度にて2時間攪拌を続けた。さらに同温度にてブチレンオキシド(BO)370部(5モル部)を2時間かけて滴下し、さらに同温度にて3時間攪拌を続け、残存するBO等を反応させた。次いで120℃にて1.3〜13kPaの減圧下にてDMFを除去し、トレハロース/PO5モル/BO5モル付加物(S1)を得た。カールフィッシャー法による水分(以下、水分と略記)は0.02%であった。
<製造例2>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、トレハロース504部(1モル部)、DMF1500部を加えて窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にてPO1160部(20モル部)を3時間かけて滴下し、さらに同温度にて4時間攪拌を続けた。次いで120℃にて1.3〜13kPaの減圧下にてDMFを除去し、トレハロース/PO20モル付加物(S2)を得た。水分は0.01%であった。
<製造例3>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、精製グラニュー糖{台糖(株)製蔗糖、以下同じ}342部(1モル部)、DMF1500部を加えて窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にてPO1740部(30モル部)を3.5時間かけて滴下し、さらに同温度にて4時間攪拌を続けた。次いで120℃にて1.3〜13kPaの減圧下にてDMFを除去し、蔗糖/PO30モル付加物(S3)を得た。水分は0.03%であった。
<製造例4>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/PO30モル付加物(S3)2082部(1モル部)及び、水酸化カリウム{試薬特級、和光純薬工業(株)製、使用量は水分を除いた純分換算量で表示した。以下同じ。}5.0部を加えて窒素置換を3回繰り返し、さらに120℃にて0.6〜1.3kPaの減圧下にて脱水した(以下、脱水と称する。)。次いで減圧のまま100℃にて、PO580部(10モル部)を3時間かけて滴下し、さらに120℃にて4時間攪拌を続けた。次いで90℃にて脱イオン水50部を加えた後、キョーワード700{協和化学工業(株)製}200部を加え、同温度にて1時間攪拌した。次いで同温度にてNo.2濾紙{東洋濾紙(株)製}を用いて濾過してキョーワード700を取り除き、さらに1.3〜2.7kPaの減圧下120℃にて1時間脱水(以下、キョーワード処理及び脱水と略する。)して、蔗糖/PO40モル付加物(S4)を得た。水分は0.03%であった。
<製造例5>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/PO30モル付加物(S3)2082部(1モル)及び水酸化カリウム6.0部を加えて窒素置換、脱水した。次いで減圧のまま100℃にて、PO1160部(20モル部)を滴下、反応させた。次いでキョーワード処理及び脱水して、蔗糖/PO50モル付加物(S5)を得た。水分は0.02%であった。
<製造例6>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/PO30モル付加物(S3)2082部(1モル)及び水酸化カリウム6.5部を加えて窒素置換、脱水した。次いで減圧のまま100℃にて、PO1740部(30モル部)を滴下、反応させた。次いでキョーワード処理及び脱水して、蔗糖/PO60モル付加物(S6)を得た。水分は0.04%であった。
<製造例7>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、ラフィノース{試薬特級、和光純薬工業(株)製}504部(1モル部)及びDMF2000部を加えて窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にてPO4060部(70モル部)を3時間かけて滴下し、さらに同温度にて4時間攪拌を続けた。次いで120℃にて1.3〜13kPaの減圧下にてDMFを除去し、ラフィノース/PO70モル付加物(S7)を得た。水分は0.02%であった。
<製造例8>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/PO30モル付加物(S3)2082部(1モル)及び水酸化カリウム7.5部を加えて窒素置換、脱水した。次いで減圧のまま100℃にて、PO2940部(50モル部)を滴下、反応させた。次いでキョーワード処理及び脱水して、蔗糖/PO80モル付加物(S8)を得た。水分は0.02%であった。
<製造例9>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/PO30モル付加物(S3)2082部(1モル)及び水酸化カリウム8部を加えて窒素置換、脱水した。次いで減圧のまま100℃にて、PO3480部(60モル部)を滴下、反応させた。次いでキョーワード処理及び脱水して、蔗糖/PO90モル付加物(S9)を得た。水分は0.01%であった。
<製造例10>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、精製グラニュー糖342部(1モル部)及びDMF3000部を加えて窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にてエチレンオキシド(EO)220部(5モル)を1時間かけて滴下し、さらにPO5510部(95モル部)を6時間かけて滴下し、さらに同温度にて4時間攪拌を続けた。次いで120℃にて1.3〜13kPaの減圧下にてDMFを除去し、蔗糖/EO5モル/PO95モル付加物(S10)を得た。水分は0.03%であった。
<製造例11>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、ビスフェノールA{試薬特級、和光純薬工業(株)製}228部(1モル部)、DMF1000部を加えて窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にてPO4060部(70モル部)を3.5時間かけて滴下し、さらに同温度にて4時間攪拌を続けた。次いで120℃にて1.3〜13kPaの減圧下にてDMFを除去し、ビスフェノールA/PO70モル付加物(P1)を得た。水分は0.01%であった。
<製造例12>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、ジプロピレングリコール{試薬特級、和光純薬工業(株)製、以下、DPGと略記}134部(1モル部)及び水酸化カリウム6.0部を投入した後、窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にてPO2900部(50モル部)を8時間かけて滴下し、さらに同温度にて3時間攪拌を続け、残存するPOを反応させた。次いでキョーワード処理及び脱水して、DPG/PO50モル付加物(P2)を得た。水分は0.02%であった。
<製造例13>
製造例1と同じ耐圧反応容器に、ヘキサメチレングリコール{試薬特級、和光純薬工業(株)製}106部(1モル部)及び水酸化カリウム5.0部を投入した後、60℃にて0.6〜1.3kPaの減圧下にて脱水した。次いで減圧のまま100℃にて、PO1740部(30モル部)を5時間かけて滴下し、さらに120℃にて2時間攪拌を続け、残存するPOを反応させた。次いでキョーワード処理及び脱水して、HG/PO30モル付加物(P3)を得た。水分は0.02%であった。
<製造例14>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、DPG134部(1モル部)及び水酸化カリウム3.5部を投入した後、窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にてPO1160部(20モル部)を5時間かけて滴下し、さらに同温度にて3時間攪拌を続け、残存するPOを反応させた。次いでキョーワード処理及び脱水して、DPG/PO20モル付加物(P4)を得た。水分は0.01%であった。
<製造例15>
製造例1と同じ耐圧反応容器に、ジエチレングリコール{試薬特級、和光純薬工業(株)製}106部(1モル部)及び水酸化カリウム1.0部を投入した後、窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にてPO290部(5モル部)を2時間かけて滴下し、同温度にてBO360部(5モル部)を2時間かけて滴下した後、同温度にて1時間攪拌を続けた。次いでキョーワード処理及び脱水して、DEG/PO5モル/BO5モル付加物(P5)を得た。水分は0.02%であった。
<製造例16>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、サンニックスジオールPP−2000{三洋化成工業株式会社(株)製、水/PO35モル付加物、「サンニックス」は同社の登録商標である。}2000部(1.0モル部)及び塩化第二錫{試薬特級、和光純薬工業(株)製}1.0部を仕込んだ。次いでエピクロルヒドリン{鹿島ケミカル(株)製、以下同じ。}203.5部(2.2モル部)を攪拌下、80℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌してエポキシ基の消失を確認後、10%水酸化ナトリウム水溶液{水酸化ナトリウムは試薬特級、和光純薬工業(株)製}880部を仕込んで60℃にて6時間激しく攪拌した。静置、冷却後上澄み液をデカンテーション法にて除去した。次いで水道水100部を仕込み、激しく攪拌しては静置し、上澄み液を除去する水洗を3回繰り返し(以下、水洗処理と略称する)、澄み液のpHが7になるのを確認した。その後、60℃にて0.6〜1.3kPaの減圧下1時間脱水して、エポキシ当量1,088のPO35モルグリコール/ジグリシジルエーテル(D1)を得た。水分は0.01%であった。
<製造例17>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、サンニックスジオールPP−950{三洋化成工業株式会社(株)製、水/PO16モル付加物}950部(1.0モル部)及び塩化第二錫0.7部を仕込んだ。次いでエピクロルヒドリン203.5部(2.2モル部)を攪拌下、80℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌してエポキシ基の消失を確認後、10%水酸化ナトリウム水溶液880部を仕込んで60℃にて6時間激しく攪拌した。静置、冷却後上澄み液をデカンテーション法にて除去した。次いで水洗処理して、澄み液のpHが7になるのを確認した。その後、60℃にて0.6〜1.3kPaの減圧下1時間脱水して、エポキシ当量540のPO17モルグリコール/ジグリシジルエーテル(D2)を得た。水分は0.02%であった。
<製造例18>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、サンニックステトラオールEP−400{三洋化成工業株式会社(株)製、ペンタエリスリトール/PO5モル付加物}426部(1.0モル部)及び水酸化カリウム5.0部を投入した後、60℃にて0.6〜1.3kPaの減圧下にて脱水した。次いで減圧のまま100℃にて、PO1740部(30モル部)を5時間かけて滴下し、さらに120℃にて2時間攪拌を続け、残存するPOを反応させた。次いでキョーワード処理及び脱水して、ペンタエリスリトール/PO35モル付加物(P6)を得た。
次いで製造例1と同様な耐圧反応容器に、上記ペンタエリスリトール/PO35モル付加物(P6)1083部(0.5モル部)及び塩化第二錫0.5部を仕込み、エピクロルヒドリン203.5部(2.2モル部)を攪拌下、80℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌してエポキシ基の消失を確認後、10%水酸化ナトリウム水溶液880部を仕込んで60℃にて6時間激しく攪拌した。静置、冷却後上澄み液をデカンテーション法にて除去した。次いで水洗処理して、澄み液のpHが7になるのを確認した。その後、60℃にて0.6〜1.3kPaの減圧下1時間脱水して、エポキシ当量600のペンタエリスリトール/PO35モル/テトラグリシジルエーテル(D3)を得た。水分は0.02%であった。
<実施例1>
攪拌、加熱、冷却及び真空ポンプによる減圧の可能な反応容器に、トレハロース/PO20モル付加物(S2)1664部(1.0モル部)、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、HDIと略する。)134.4部(0.8モル部)を仕込み窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ1時間で110℃まで昇温し、同温度にて6時間攪拌を続けた後にイソシアナト基の消失を確認して、ポリオキシアルキレン化合物(Y11)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y11)をこのまま本発明の界面活性剤(1)とした。
<実施例2>
実施例1と同様な反応容器に、蔗糖/PO30モル付加物(S3)2082部(1.0モル部)、HDI126部(0.75モル部)を仕込み窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ1時間で110℃まで昇温し、同温度にて6時間攪拌を続けた後にイソシアナト基の消失を確認して、ポリオキシアルキレン化合物(Y12)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y12)をこのまま本発明の界面活性剤(2)とした。
<実施例3>
実施例1と同様な反応容器に、蔗糖/PO40モル付加物(S4)2662部(1.0モル部)、イソホロンジイソシアネート(以下、IPDIと略する。)148.7部(0.67モル部)を仕込み窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ1時間で110℃まで昇温し、同温度にて7時間攪拌を続けた後にイソシアナト基の消失を確認して、ポリオキシアルキレン化合物(Y13)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y13)をこのまま本発明の界面活性剤(3)とした。
<実施例4>
実施例1と同様な反応容器に、蔗糖/PO80モル付加物(S8)4982部(1.0モル部)、HDI84部(0.5モル部)を仕込み窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ1時間で110℃まで昇温し、同温度にて7時間攪拌を続けた後にイソシアナト基の消失を確認して、ポリオキシアルキレン化合物(Y14)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y14)をこのまま本発明の界面活性剤(4)とした。
<実施例5>
実施例1と同様な反応容器に、ビスフェノールA/PO70モル付加物(P1)4288部(1.0モル部)、キシリレンジイソシアネート376部(2.0モル部)を仕込み窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ1時間で110℃まで昇温し、同温度にて5時間攪拌を続けた後に、トレハロース/PO5/BO5モル付加物(S1)2328部(2.0モル部)を仕込み、同温度にてさらに5時間攪拌を続けた後、イソシアナト基の消失を確認して、ポリオキシアルキレン化合物(Y21)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y21)をこのまま本発明の界面活性剤(5)とした。
<実施例6>
実施例1と同様な反応容器に、ジプロピレングリコール/PO20モル付加物(P4)2588部(2.0モル部)、IPDI888部(4.0モル部)を仕込み窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ1時間で110℃まで昇温し、同温度にて5時間攪拌を続けた後に、蔗糖/PO50モル付加物(S5)9726部(3.0モル部)を仕込み、同温度にてさらに5時間攪拌を続けた後、イソシアナト基の消失を確認して、ポリオキシアルキレン化合物(Y22)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y22)をこのまま本発明の界面活性剤(6)とした。
<実施例7>
実施例1と同様な反応容器に、ジプロピレングリコール/PO50モル付加物(P2)1820.4部(0.6モル部)、HDI201.6部(1.2モル部)を仕込み窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ1時間で110℃まで昇温し、同温度にて5時間攪拌を続けた後に、蔗糖/PO60モル付加物(S6)2675.4部(0.7モル部)を仕込み、同温度にてさらに5時間攪拌を続けた後、イソシアナト基の消失を確認して、ポリオキシアルキレン化合物(Y23)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y23)をこのまま本発明の界面活性剤(7)とした。
<実施例8>
実施例1と同様な反応容器に、ヘキサメチレングリコール/PO30モル付加物(P3)3692部(2.0モル部)、ジエチレングリコール/PO5モル/BO5モル付加物(P5)756部(1.0モル部)、IPDI332部(6.0モル部)を仕込み窒素置換を3回繰り返した。その後攪拌しつつ1時間で110℃まで昇温し、同温度にて5時間攪拌を続けた後に、トレハロース/PO5モル/BO5モル付加物(S1)2328部(2.0モル部)、ラフィノース/PO70モル付加物(S7)9128部(2.0モル部)を仕込み、同温度にてさらに5時間攪拌を続けた後、イソシアナト基の消失を確認して、ポリオキシアルキレン化合物(Y24)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y24)をこのまま本発明の界面活性剤(8)とした。
<実施例9>
実施例1と同様な反応容器に、蔗糖/PO90モル付加物(S9)1668.6部(0.3モル部)、水酸化ナトリウム{試薬特級、和光純薬工業(株)製、水分を除いた純分換算量で表示した。以下同じ。}6.0部及びPO35モルグリコール/ジグリシジルエーテル(D1)435.2部(0.2モル部)を投入した後、減圧下80℃にて脱水した。次いで減圧のまま110℃にて4時間、130℃にて8時間反応させ、エポキシ基の消失を確認した。次いでキョーワード処理及び脱水して、本発明の界面活性剤{(S9)3.0モル/(D1)1.0モル}(Y31)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y31)をこのまま本発明の界面活性剤(9)とした。
<実施例10>
実施例1と同様な反応容器に、蔗糖/PO30モル付加物(S3)832.8部(0.4モル部)、水酸化ナトリウム4.0部及びPO17モルグリコール/ジグリシジルエーテル(D2)324.0部(0.3モル部)を投入した後、減圧下80℃にて脱水した。次いで減圧のまま110℃にて4時間、130℃にて7時間反応させ、エポキシ基の消失を確認した。次いでキョーワード処理及び脱水して、本発明の界面活性剤{(S3)4.0モル/(D2)3.0モル}(Y32)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y32)をこのまま本発明の界面活性剤(10)とした。
<実施例11>
実施例1と同様な反応容器に、蔗糖/PO60モル付加物(S4)1064.8部(0.4モル部)、水酸化ナトリウム4.0部及びグリシエールPP−300P{三洋化成工業株式会社(株)製、水/PO7モル付加物のジグリシジルエーテル、エポキシ当量:300、「グリシエール」は同社の登録商標である。}180部(0.3モル部)を投入した後、減圧下80℃にて脱水した。次いで減圧のまま110℃にて4時間、130℃にて8時間反応させ、エポキシ基の消失を確認した。次いでキョーワード処理及び脱水して、本発明の界面活性剤{(S4)4.0モル/PP−300P3.0モル}(Y33)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y33)をこのまま本発明の界面活性剤(11)とした。
<実施例12>
実施例1と同様な反応容器に、蔗糖/PO50モル付加物(S5)1296.8部(0.4モル部)、水酸化ナトリウム14.0部(0.35モル部)を投入した後、減圧下110℃にて脱水した。次いで減圧のまま80℃にて、エピクロルヒドリン{鹿島ケミカル株式会社製、以下同じ}27.8部(0.3モル部)を2時間かけて滴下し、さらに80℃にて4時間、100℃にて4時間、130℃にて4時間攪拌を続け残存するエピクロルヒドリンを反応させた。次いでキョーワード処理、脱水して、本発明の界面活性剤{(S5)4.0モル/エピクロルヒドリン3.0モル}(Y34)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y34)をこのまま本発明の界面活性剤(12)とした。
<実施例13>
実施例1と同様な反応容器に、蔗糖/PO60モル付加物(S6)1146.6部(0.3モル部)、水酸化ナトリウム9.2部(0.23モル部)を投入した後、減圧下110℃にて脱水した。次いで減圧のまま80℃にて、エピクロルヒドリン18.5部(0.2モル部)を2時間かけて滴下し、さらに80℃にて4時間、100℃にて4時間、130℃にて4時間攪拌を続け残存するエピクロルヒドリンを反応させた。次いでキョーワード処理、脱水して、本発明の界面活性剤{(S6)3.0モル/エピクロルヒドリン2.0モル}(Y35)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y35)をこのまま本発明の界面活性剤(13)とした。
<実施例14>
実施例1と同様な反応容器に、蔗糖/PO80モル付加物(S8)996.4部(0.2モル部)、水酸化ナトリウム4.8部(0.12モル部)を投入した後、減圧下110℃にて脱水した。次いで減圧のまま80℃にて、エピクロルヒドリン9.3部(0.1モル部)を2時間かけて滴下し、さらに80℃にて4時間、100℃にて4時間、130℃にて4時間攪拌を続け残存するエピクロルヒドリンを反応させた。次いでキョーワード処理、脱水して、本発明の界面活性剤{(S8)2.0モル/エピクロルヒドリン1.0モル}(Y36)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y36)をこのまま本発明の界面活性剤(14)とした。
<実施例15>
実施例1と同様な反応容器に、蔗糖/EO5モル/PO95モル付加物(S10)1821.6部(0.3モル部)、水酸化ナトリウム10.0部及びエピオールTMP−100{日油株式会社(株)製、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、エポキシ当量:108、「エピオール」はエーザイ・アール・アンド・ディー・マネジメント株式会社の登録商標である。}324部(1.0モル部)を投入した後、減圧下80℃にて脱水した。次いで減圧のまま110℃にて4時間、130℃にて5時間反応させ、エポキシ基の消失を確認した。次いでキョーワード処理及び脱水して、本発明の界面活性剤{(S10)3.0モル/TMP−100、1.0モル}(Y41)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y41)をこのまま本発明の界面活性剤(15)とした。
<実施例16>
実施例1と同様な反応容器に、蔗糖/PO30モル付加物(S3)832.8部(0.4モル部)、水酸化ナトリウム3.0部及びペンタエリスリトール/PO35モル/テトラグリシジルエーテル(D3)240部(0.1モル部)を投入した後、減圧下80℃にて脱水した。次いで減圧のまま110℃にて4時間、130℃にて5時間反応させ、エポキシ基の消失を確認した。次いでキョーワード処理及び脱水して、本発明の界面活性剤{(S3)4.0モル/ペンタエリスリトール/PO35モル/テトラグリシジルエーテル、1.0モル}(Y42)を得た。そして、このポリオキシアルキレン化合物(Y42)をこのまま本発明の界面活性剤(16)とした。
<比較例1>
SNディスパーサント5044{サンノプコ株式会社製、ポリカルボン酸ナトリウム塩タイプ(ポリマー濃度43%品)}を比較用の界面活性剤(H1)とした。
<比較例2>
SNディスパーサント5047{サンノプコ株式会社製、ポリカルボン酸アンモニウム塩タイプ(ポリマー濃度33%品)}を比較用の界面活性剤(H2)とした。
<比較例3>
ベンゾインn−プロピルエーテル{試薬特級、和光純薬工業(株)製}を比較用の界面活性剤(H3)とした。
<比較例4>
ベンゾインiso−ブチルエーテル{試薬特級、和光純薬工業(株)製}を比較用の界面活性剤(H4)とした。
実施例及び比較例で得た界面活性剤を用いて、常乾型水性塗料を調製し、光沢、調色性、消泡性及び耐水性を評価し、結果を表7に示した。また、同様に、熱硬化型水性塗料を調製し、ワキ限界膜厚値、平滑性及び鮮映性を評価し、結果を表8に示した。
なお、比較例1又は2で得た界面活性剤については、ポリマー濃度を考慮して、ポリマーの重量が所定量となるように換算して用いた。
1.常乾型水性塗料による評価
<顔料分散液の調製>JISK5600−2−5:1999に準拠
(1)顔料分散液の作成
インペラー型羽根を備えたエクセルオートホモジナイザー(日本精器株式会社製、モデルED、以下同じ)を用い、表6に示した使用量で、イオン交換水、エチレングリコール、評価用界面活性剤、ハイドロパラート、デヒドラン及びノプコサイドからなる混合液に、タイペークを撹拌しながら添加し、均一になるまで顔料分散を行って、顔料分散液を得た。
なお、つぶゲージ法(JIS K5600−2−5:1999に準拠)により、顔料分散液に5ミクロン以上の粒の無いことを確認した。
また、顔料分散液を脱泡機{あわとり練太郎(株)製、モデルAR−250}にて3分間脱泡した後、ブルックフィールド型粘度計(25℃、60rpm)で粘度測定して、表7に示した(単位:mPa・s)。
<塗料及び試験用塗装片の調製>JISK5600−2−5:1999に準拠
(2)評価用塗料の作成
得られた顔料分散液に、表5に示した使用量で、プライマル、テキサノール、デヒドラン、SNシックナー及びユニラントを加えて、インペラー型羽根を備えたエクセルオートホモジナイザーでレッドダウン工程を行い、評価用塗料を得た。
なお、評価用塗料はつぶゲージ法にて5ミクロン以上の粒の無いことを確認した。
Figure 0005023269


※1 サンノプコ(株)製湿潤剤
※2 サンノプコ(株)製消泡剤
※3 サンノプコ(株)製防腐剤
※4 石原産業(株)製二酸化チタン、「タイペーク」は同社の登録商標である。
※5 日本アクリル(株)製アクリル−スチレン樹脂、「プライマル」はローム エンド ハースコムパニーの登録商標である。
※6 イーストマンケミカル社製造膜調整剤、「テキサノール」は吉村油化学株式会社の登録商標である。
※7 サンノプコ(株)製増粘剤
※8 横浜化成(株)製着色顔料(黒)、「unirant」は同社の登録商標である。
<試験用塗装片の調製>
評価用塗料を用いて、次の塗装条件で塗装して光沢及び調色性の試験を行った。
[塗装条件]
被塗装体:アセトンにて脱脂したステンレス板(縦:200mm、横:120mm、厚み:1.2mm)
塗装方法:スプレーガン{ワイダーW−88カップガン(岩田塗装(株)製)}によるスプレー塗装及びハケ(大塚刷毛製造株式会社製、水性ペイント用#70)によるハケ塗装
乾燥方法:常乾(温度:25℃、湿度:40%RH)
[光沢]
(2)の評価用塗料の作成にて得られた水性塗料を85KU値(25℃)に希釈し、アセトンにて脱脂したポリエステルフィルム(縦:150mm、横:150mm、厚み:0.10mm、東レルミラーL−100T60、東レ株式会社製)にスプレーガンで塗装(ウェット膜厚:約0.2mm)、常乾にて、7日間乾燥後、光沢計(日本電色工業株式会社製、VGS−300A)にて入射角60゜での光沢(グロス)をそれぞれ6個所測定し、平均値を算出し、これを光沢とした。
[調色性]
(2)の評価用塗料の作成にて得られた水性塗料をイオン交換水にて85KU値(25℃)に希釈し、アセトンにて脱脂したステンレス板に全体にスプレー塗装し(ウェット膜厚:約0.2mm)、その直後にそのうち半面をハケ塗りして、常乾にて、7日間乾燥後、日本電色工業(株)製の、SPECTRO COLOR METERMODEL PF-10を用いて、スプレー塗装した部分と、ハケ塗りした部分の色差(△E値)を測定し、次式により両者の差を算出して、調色性とした。この値は小さいほど、調色性が良好であることを意味する。なお、|ΔE|は、ΔEの絶対値を意味する。
(調色性)=|△E(スプレー)−△E(ハケ)|
[消泡性]
(2)の評価用塗料の作成にて得られた水性塗料をイオン交換水にて85KU値(25℃)に希釈し、インペラー型羽根を備えたエクセルオートホモジナイザーにて500rpmにて2分間攪拌した直後にアセトンにて脱脂したステンレス板にハケ塗り(ウェット膜厚:約0.2mm)して、25℃、1日間乾燥後、中央部分の10cm×10cm面積内の泡痕(直径1.0mm以上)を数えて、消泡性とした。
[耐水性]
(2)の評価用塗料の作成にて得られた水性塗料を85KU値(25℃)に希釈し、アセトンにて脱脂したポリエステルフィルム(東レルミラーL−100T60、縦:150mm、横:150mm、厚み:0.10mm)にスプレーガンで塗装(ウェット膜厚:約0.2mm)、常乾にて、7日間乾燥後、イオン交換水(25〜30℃)に7日間浸漬する。次いで水から引き上げて中央部分の10cm×10cm面積内のブリスター(水膨れ)痕(直径1.0mm以上)を数えて、耐水性とした。
2.熱硬化型水性塗料による評価
<塗料及び試験用塗装片の調製>JISK5600−2−5:1999に準拠
(1)熱硬化型水性塗料の作成
表6に示した原料及び使用量を用いて、インペラー型羽根を備えたエクセルオートホモジナイザーで熱硬化型水性塗料を得た。なお、つぶゲージ法にて、この塗料に5ミクロン以上の粒の無いことを確認した。
Figure 0005023269


※1 大日本インキ化学(株)製水溶性アクリル樹脂、「ボンコート」は同社の登録商標である。
※2 三井サイアナミッド(株)製水溶性メラミン樹脂、「サイメル」はサイテツク テクノロジー コーポレーションの登録商標である。
※3 石原産業(株)製二酸化チタン、「タイペーク」は同社の登録商標である。
※4 サンノプコ(株)製消泡剤、「ノプコ」は、コグニス・ドイッチュランド・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシヤフトの登録商標である。
※5 サンノプコ(株)製増粘剤
(2)試験用塗装片の調製
得られた熱硬化型水性塗料をイオン交換水で、フォードカップNo.4(JIS K−5600−2−2に準拠)で20秒(25℃)になるように希釈し、次の塗装条件で塗装して、ワキ限界膜厚値、平滑性及び鮮映性の測定を行った。
[塗装条件]
被塗装体:アセトンにて脱脂したブリキ板(縦:120mm、横:80mm、厚み:0.06mm)
塗装方法:スプレーガン{ワイダーW−88カップガン(岩田塗装(株))}を用いて、膜厚傾斜塗装
焼付条件:塗装後10分間ブース内でセッテイングした後、160℃、20分間焼き付け
[ワキ限界膜厚値]
上記[塗装条件]にて傾斜塗装して膜厚差のある塗膜を形成し、次いで焼き付け乾燥を行うと、膜厚の薄い部分から厚い部分にかけてワキを発生するが、このワキによる塗膜異常の発生し始める部分の膜厚(ワキ限界膜厚値)を電磁微膜厚計{オーウエル(株)製、SEM−100型}にて測定した(単位:μm)。評価数値の高いほどワキ防止能が高いことを意味する。
[平滑性]
試験用塗装片を用いて、ワキ限界膜厚値より薄い部分の塗膜表面の平滑性を肉眼にて評価した。評価はワキ限界膜厚値から薄い部分において、幅20mm×長さ100mm塗膜表面のハジキ、クレーター(それぞれ直径1.0mm以上)の数を数え、平滑性とした。
[鮮映性]
試験用塗装片のワキ限界膜厚より薄い部分の入射角20゜の光沢(グロス)を光沢計(前述)にてそれぞれ6個所測定し、平均値を算出し、これを鮮映性とした。この値が高いほど鮮映性に優れる。
Figure 0005023269


Figure 0005023269


表7から、本発明の界面活性剤(実施例1〜16)は、比較例1、2に比べて、顔料分散性の向上により顔料分散液の低粘度化、光沢、調色性の高度化が図れ、且つ耐泡立ち性、耐水性も良好であることが分かる。また、表8から、本発明の界面活性剤(実施例1〜16)は、比較例3、4に比べて、ワキ防止性に優れていることが認められた。
本発明の界面活性剤は、界面活性剤として、応用できる。特に、水性塗料及び非水性塗料に適用することができるが、これらのうち水性塗料に好適であり、特に水性エマルション塗料に適している。水性エマルション塗料としては、アクリル系、酢酸ビニル系、スチレン系、ハロゲン化オレフィン系、ウレタン系、アクリル−シリコン系又はフッ素系等の塗料が挙げられる。そして、本発明の界面活性剤は、水性の常乾塗料、水性の熱硬化型塗料に極めて有用である。

Claims (8)

  1. 一般式(1)〜(4)のいずれかで表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)を含有してなることを特徴とする界面活性剤。

    −L(−S−L−)−S (1)

    −L−P(−L−S−L−P)−L−S (2)

    −D(−S−D)−S (3)

    D(−S (4)

    ただし、Sは一般式(5)で表される基、Sは一般式(6)で表される基、Lは炭素数6〜20のジイソシアネートの反応残基、Pは一般式(7)で表される基、Dはエピハロヒドリン又は炭素数10〜150のポリグリシジルエーテルの反応残基、qは0〜5の整数、rは3又は4の整数を表す。
    Figure 0005023269



    Qは非還元性の二又は三糖類のt個の1級水酸基から水素原子を除いた残基、OAは炭素数2〜4のオキシアルキレン基、Zは炭素数2〜15のグリコールから2個の水酸基を除いた残基、Oは酸素原子、Hは水素原子、nは2〜50の整数、tは2〜4の整数、mは5〜35の整数を表し、S単位及びS単位に含まれるOAの総数はそれぞれ10〜100の整数であり、S、S、L、P、D、(OA)n、Q、n、mは、それぞれ同じでも異なってもよい。
  2. 非還元性の二又は三糖類の反応残基(Q)が蔗糖の反応残基である請求項1に記載の界面活性剤。
  3. 非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜100モル部の化学反応から得られる化合物(a12)1モル部と、炭素数6〜20のジイソシアネート(a3)0.50〜0.86モル部の化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物(Y1);
    非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜100モル部の化学反応から得られる化合物(a12)1モル部と、炭素数2〜15のグリコール(a4)1モル部及び炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜70モル部の化学反応から得られる化合物(a42)0.5〜0.86モル部と、炭素数6〜20のジイソシアネート(a3)1.0〜1.71モル部との化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物(Y2);
    非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜100モル部の化学反応から得られる化合物(a12)1モル部と、エピハロヒドリン(a5)若しくは炭素数10〜150のジグリシジルエーテル(a6)0.5〜0.86モル部との化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物(Y3);又は
    非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜100モル部の化学反応から得られる化合物(a12)1モル部と、炭素数10〜150のトリ−若しくはテトラ−グリシジルエーテル(a7)0.25〜0.33モル部との化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物(Y4)を必須成分としてなることを特徴とする界面活性剤。
  4. 水性塗料用である請求項1〜3のいずれかに記載の界面活性剤。
  5. 界面活性剤が水性塗料用分散剤である請求項1〜4のいずれかに記載の界面活性剤。
  6. 界面活性剤が水性塗料用のワキ防止剤である請求項1〜4のいずれかに記載の界面活性剤。
  7. 塗料及び請求項1〜6のいずれかに記載の界面活性剤とからなり、この界面活性剤を塗料の重量に基づいて0.1〜5重量%含有してなる塗料組成物。
  8. 塗料が水性塗料である請求項7記載の塗料組成物。
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