JP5546626B2 - 改善された光学的特性を有する効果水性ベースコート - Google Patents
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Description
公知技術水準に照らして、本発明の課題として、殊に自動車生産ライン塗装のコート構造中のベースコート層として、高い輝度と組み合わせた特徴的なメタリック効果(フロップ)を有する、不揮発成分の高い割合を有する効果水性ベースコートの製造がある。
液晶水性調製剤(WZ)
本発明による効果水性ベースコートは、液晶水性調製剤(WZ)を、効果水性ベースコートに対して、1〜99質量%、有利に5〜95質量%の割合で含有する。液晶水性調製剤(WZ)は、(WZ)の不揮発成分に対して、少なくとも1種の水に分散可能なポリエステル(PES)(この製造の際に、官能基(Gr)の間に12〜70個の炭素原子の脂肪族スペーサー基(SP)を有する二官能モノマー単位(DME)が、ポリエステル構成要素の全体に対して、7〜50モル%の割合で使用される)10〜99.9質量%、有利に15〜95質量%、及び(WZ)の不揮発成分に対して、固体又は懸濁液で存在する正電荷の層状無機粒子(AT)(それ以上は挿入不可能なその単層は、平均層径(D)対平均層厚(d)の比率D/d>50を有し、かつその電荷は少なくとも部分的に単一電荷の有機陰イオン(OA)で相補される)0.1〜30質量%、有利に1〜20質量%を含有する。
有利な液晶水性調製剤(WZ)は、(WZ)の不揮発成分に対して、少なくとも1種の水に分散可能なポリエステル(PES)(その製造の際に、ポリエステル構成要素の全体に対して、官能基(Gr)の間に12〜70個の炭素原子の脂肪族スペーサー基(SP)を有する二官能モノマー単位(DME)が7〜50モル%の割合で使用される)10〜99.9質量%、有利に15〜95質量%を含有する。
モノマー単位(DME)の有利な官能基(Gr)は、ヒドロキシル基及び/又はカルボン酸残基又は無水カルボン酸残基である。各々2個のヒドロキシル基又は2個のカルボン酸残基を有するモノマー単位が特に有利である。
モノマー単位(DME)として、12〜70、有利に15〜60、特に有利に18〜50個の炭素原子のスペーサー基(SP)を有する、有利にジオール及び/又はジカルボン酸又はその無水物が使用される。
モノマー単位(DME)として、前記の規準を満たす二量体の脂肪アルコール及び/又は二量体のオレフィン系不飽和脂肪酸及び/又はその水素添加誘導体、例えば、殊にFa. UnichemaのPripol(登録商標)系の二量体脂肪酸が極めて特に有利である。モノマー単位(DME)は、水に分散可能なポリエステル(PES)の構成要素の全体に対して、7〜50モル%、有利に8〜45モル%、特に有利に9〜40モル%の割合で使用される。
水に分散可能なポリエステルの構成要素の全体に対して、1〜40モル%、有利に2〜35モル%、特に有利に5〜30モル%の割合で、2〜12個の炭素原子を有する非分枝鎖の脂肪族及び/又は環状脂肪族ジオール(ME1)、例えば、殊にエチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3‐プロパンジオール、ジプロピレングリコール、1,4‐ブタンジオール、1,6‐ヘキサンジオール、1,4‐シクロヘキサンジオール及び/又は1,4‐ジメチロールシクロヘキサン、特に有利に1,4‐ブタンジオール及び/又は1,6‐ヘキサンジオール(本発明の意において、非分枝鎖とは、脂肪族及び/又は環状脂肪族炭素単位が他の脂肪族置換基を有しないことを意味する)、
水に分散可能なポリエステルの構成要素の全体に対して、1〜50モル%、有利に2〜40モル%、特に有利に5〜35モル%の割合で、4〜12個の炭素原子を有する分枝鎖の脂肪族及び/又は環状脂肪族ジオール(ME2)、例えば、殊にネオペンチルグリコール、2‐メチル‐2‐プロピルプロパンジオール、2‐エチル‐2‐ブチルプロパンジオール、2,2,4‐トリメチル‐1,5‐ペンタンジオール、2,2,5‐トリメチル‐1,6‐ヘキサンジオール、特に有利にネオペンチルグリコール(本発明の意において、分枝鎖とは、脂肪族及び/又は環状脂肪族炭素単位が他の脂肪族置換基を有することを意味する)、
場合により、水に分散可能なポリエステルの構成要素の全体に対して、0〜30モル%、有利に2〜25モル%、特に有利に5〜20モル%の割合で、4〜12個の炭素原子を有する脂肪族、環状脂肪族及び/又は芳香族ジカルボン酸(ME3)、例えば、殊に蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、オルトフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、1,2‐シクロヘキサンジ酸、1,4‐シクロヘキサンジ酸、又はその無水物、特に有利に1,2‐シクロヘキサンジ酸、及び
場合により、水に分散可能なポリエステルの構成要素の全体に対して、0〜40モル%、有利に0〜35モル%、特に有利に0〜30モル%の割合で、少なくとも3個のカルボン酸残基を有する脂肪族、環状脂肪族及び/又は芳香族ポリカルボン酸(ME4)、例えば、殊にベンゾールトリカルボン酸、例えば、ベンゾール‐1,2,4‐トリカルボン酸及びベンゾール‐1,3,5‐トリカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、グリセリン酸、リンゴ酸又はその無水物、特に有利にベンゾールトリカルボン酸、例えば、ベンゾール‐1,2,4‐トリカルボン酸及びベンゾール‐1,3,5‐トリカルボン酸。
有利な液晶水性調製剤(WZ)中に、(WZ)の不揮発成分に対して、固体又は有利に懸濁液で存在する正電荷の層状無機粒子(AT)(それ以上は挿入不可能なその単層は、平均層径(D)対平均層厚(d)の比率D/d>50を有し、かつその電荷は少なくとも部分的に単一電荷の有機陰イオン(OA)で相補される)0.1〜30質量%、有利に1〜20質量%が含有されている。平均層径(D)は、REM(Raster電子顕微鏡)撮影の評価を介して調査され、一方、層厚(d)は実験的にレントゲン構造分析により、単一プレートでのAFM(Atmic Force Microscopy)によるプロフィール測定及び分子構造を識別して計算的に調査され得る。正電荷の無機粒子(AT)の平均層径(D)は、有利に100〜1000nm、特に有利に200〜500nmであり、平均層厚(d)は、有利に1.0nm以下、特に有利に0.75nm以下である。
(M(1−x) 2+Mx 3+(OH)2)(Ax/y y−)・nH2O
[式中、M2+は2価の陽イオンであり、M3+は3価の陽イオンであり、対イオンとして、原子価yを有する陰イオン(A)であり、この際、xは0.05〜0.5の値を有し、対イオン(A)の一部分は単一電荷の有機陰イオン(OA)によって代えられている]の混合水酸化物である。
m‐アミノベンゾールスルホネート又はp‐アミノベンゾールスルホネート、m‐ヒドロキシベンゾールスルホネート又はp‐ヒドロキシベンゾールスルホネート、m‐アミノベンゾエート又はp‐アミノベンゾエート及び/又はm‐ヒドロキシベンゾエート又はp‐ヒドロキシベンゾエート、
又は2個の官能基(c)を有する単一電化有機陰イオン(OA)として、
3‐ヒドロキシ‐4‐アミノベンゾールスルホネート、3‐アミノ‐4‐ヒドロキシベンゾールスルホネート、3‐ヒドロキシ‐4‐アミノベンゾールベンゾエート及び/又は3‐アミノ‐4‐ヒドロキシベンゾエートが極めて特に有利である。
液晶水性調製剤は、更にコートで常用の添加剤を有効量で含有することができる。即ち、液晶水性調製剤(WZ)中に、有利な無機粒子(AT)、有利なポリエステル(PES)及び被膜形成重合体(FP)、殊に水に分散可能なポリウレタン(PUR)の他に、殊に水に混合可能な又は水溶性の溶剤が、(WZ)の不揮発成分に対して、40質量%まで、有利に30質量%まで、特に有利に20質量%までの割合で含有されていてよい。好適なコート添加剤の更なる例は、例えば、教科書Johan Bielemanの"Lackadditive",Verlag Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998に記載されている。
液晶水性調製剤(WZ)は、先ず、変性化の電気的荷電の無機粒子(AT)以外の全ての調製剤成分を混合させることによって有利に製造される。生じた混合物中に、変性化の正電荷の無機粒子(AT)又は有利に、前記の方法により有利に製造された、変性化の電気的荷電の無機粒子(AT)の懸濁液を、有利に懸濁液が一様に分散されるまで(これは光学的方法により、殊に視覚検査により鑑視される)攪拌下に装入させる。生じる混合物を、有利に10〜50℃、有利に室温で、2〜30分間、有利に5〜20分間、超音波での攪拌下に、無機粒子AT製剤の微細な均一分散が達成されるまで処理し、この際、特に有利な1実施態様では、超音波源の先端を混合物中に浸漬させる。超音波処理の間に、混合物の温度は10〜60Kほど上昇する。そのようにして製造された分散液を、有利に少なくとも12時間室温で攪拌下に老化させる。その後に、分散液を有利に水で、10〜70質量%、有利に15〜60質量%の固体含量に調整する。
調製剤(WZ)は液晶特性を有する。これは、殊に交差偏光板下に、本発明による成分(AT)の濃度に依存して等方相の他に存在し得る、複屈折位相を示す。複屈折位相の組織は、それがネマチック相に起因されるような組織と極めて等しい。
本発明による効果水性ベースコートは、液晶水性調製剤(WZ)の他に、更なる成分として、効果水性ベースコートの不揮発成分に対して、水に分散可能な被膜形成重合体(FP)有利に5〜80質量%、特に有利に10〜60質量%を含有する。そのような水に分散可能な被膜形成重合体は、例えば、WO‐A‐02/053658に記載され、この際、本発明では、有利に、前記のポリエステル(PES)と異なる水に分散可能なポリエステル、水に分散可能なポリアクリレート、水に分散可能なポリウレタン及び/又は水に分散可能なアクリル化ポリウレタンの群からの被膜形成重合体(FP)が使用される。
ポリエステル構成要素(PESB)の構成要素の全体に対して、1〜80モル%、有利に2〜75モル%、特に有利に5〜70モル%の割合で、2〜12個の炭素原子を有する非分枝鎖の脂肪族及び/又は環状脂肪族ジオール(ME11)、例えば、殊にエチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3‐プロパンジオール、ジプロピレングリコール、1,4‐ブタンジオール、1,6‐ヘキサンジオール、1,4‐シクロヘキサンジオール及び/又は1,4‐ジメチロールシクロヘキサン、特に有利に1,4‐ブタンジオール及び/又は1,6‐ヘキサンジオール。本発明の意における非分枝鎖とは、脂肪族及び/又は環状脂肪族炭素単位が他の脂肪族置換基を持たないことを意味する。
ポリエステル構成要素(PESB)の構成要素の全体に対して、1〜40モル%、有利に2〜35モル%、特に有利に5〜30モル%の割合で、4〜12個の炭素原子を有する脂肪族、環状脂肪族及び/又は芳香族ジカルボン酸(ME22)、例えば、殊に蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、オルトフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、1,2‐シクロヘキサンジ酸、1,4‐シクロヘキサンジ酸又はその無水物、特に有利にイソフタル酸。
効果顔料(EP)とは、表面被覆に特殊な装飾効果をもたらす全ての顔料が解される。効果顔料(EP)とは、例えば、車両塗装及び工業用塗装において又はインク製造及び着色剤製造において、常用可能な全ての効果付与顔料のことである。この種類の効果顔料(EP)の例は、純粋な金属顔料、例えば、アルミニウム顔料、鉄顔料又は銅顔料、干渉顔料、例えば、二酸化チタン被覆マイカ、酸化鉄被覆マイカ、混合酸化物被覆マイカ、金属酸化物被覆マイカ又は液晶顔料である。
更に、本発明による水性ベースコートは、相補基として、被覆剤の硬化の際にポリエステル(PES)及び/又は被膜形成重合体(FP)の、殊にポリウレタン(PUR)の官能基(a)と共有結合の形成下に反応する、少なくとも2個の官能基(b)を有する架橋結合剤(V)を含有することができる。
本発明による効果水性ベースコートの製造は、コート分野で常用かつ公知の全方法により、好適な混合攪拌機、例えば、攪拌釜、溶解機又はウルトラタラックス中で行なわれ得る。水性調製剤(WZ)を有利に前以って装入させ、水に分散可能な被膜形成重合体(FP)、効果顔料(EP)及び場合により前記の更なる成分を攪拌下に添加する。本発明による効果水性ベースコートを、有利に水で、有利に5〜50質量%、特に有利に10〜45質量%、殊に20〜40質量%の固体含量に調整する。
例1:本発明によるポリエステル(PES)の水性分散液の合成
アンカー攪拌機、窒素導入口、還流冷却機及び蒸留ブリッジを備えた反応器中に、1,6‐ヘキサンジオール10.511g、2,2‐ジメチル‐1,3‐プロパンジオール9.977g、シクロヘキサン‐1,2‐ジカルボン酸アンヒドリド6.329g、二量体の脂肪酸(Pripol(登録商標)1012, Firma Unichema, 二量体含量少なくとも97質量%、三量体含量高々1質量%、モノマー含量高々痕跡量)23.410g及びシクロヘキサン0.806gを装入させる。反応器内容物を、窒素雰囲気中攪拌下に、反応混合物がDIN EN ISO 3682による酸価KOH8〜12mg/不揮発成分g及び粘度3.7〜4.2dPas(Fa. ICIのコーンプレート粘度計中23℃で2‐ブトキシエタノール中の反応混合物の80質量%溶液として測定)を有するまで、220℃に加熱する。その後に、シクロヘキサンを溜去させ、反応混合物を160℃に冷却させる。
アンカー攪拌機、窒素導入口、還流冷却機及び蒸留ブリッジを備えた反応器中に、1,6‐ヘキサンジオール30g、ベンゾール‐1,3‐ジカルボン酸16g、オリゴマーの脂肪酸(Pripol(登録商標)1012, Firma Uniqema, 二量体含量少なくとも97質量%、三量体含量高々1質量%、モノマー含量高々痕跡量)54g及びキシロール0.9gを装入させる。反応器内容物を、窒素雰囲気中攪拌下に、反応混合物がDIN EN ISO 3682による酸価KOH4mg以下/不揮発成分g及び粘度11〜17dPas(Fa. ICIのコーンプレート粘度計中50℃で測定)を有するまで230℃に加熱する。生じるポリエステル溶液は、不揮発成分73質量%を有する。
4‐アミノベンゾールスルホン酸(4‐absa)の0.21モル水溶液に、ZnCl2・6H2O(0.52モル)及びAlCl3・6H2O(0.26モル)を含む水性混合物を、室温で窒素雰囲気及び持続的攪拌下に3時間に渡って添加する。この際、pH値を、3モルのNaOH溶液の添加によりpH=9で一定に保持する。金属塩の水性混合物の添加後に、生じる懸濁液を室温で3時間老化させる。生じる沈殿を遠心分離によって分離し、脱イオン水で4回洗浄する。
液晶水性調製剤(WZ)の製造のために、製造例3によって製造したハイドロタルサイト懸濁液13.5gを、攪拌下に、脱イオン水9.0gで希釈した製造例1によるポリエステル水性分散液(PES)15.0gを含む混合物中に室温で装入させ、かつ12時間攪拌する。液晶調製剤でしばしば観察されるシュリーレンを有する粘稠性の白色分散液が生じる。
製造例1によるポリエステル水性分散液(PES)15.0gに、製造例2によるポリウレタン水性分散液(PUR)85.0gを攪拌下に混合させる。その後に、混合物に対して、合成のスメクタイト化合物(Fa. LaPorteのLaponite(登録商標) RD)3質量%及び混合物に対して、ポリプロピレングリコール(Fa. BASFのPluriol P600)3質量%を含む混合物20.0gを攪拌下に添加させる。澄明な無定形の分散液が生じる。
例6(本発明による)及び7(比較例)による効果水性ベースコートの製造のために、例4による調製剤(WZ)中に及び例5(比較例)による分散液中に、二酸化チタンで被覆したマイカ含量(Fa. BASF SEのExterior Mearin Fine Pearl)5.0gを加入攪拌する。
Claims (8)
- 効果水性ベースコートであって、該効果水性ベースコートに対して、1〜99質量%の割合の少なくとも1種の液晶水性調製剤(WZ)、少なくとも1種の被膜形成重合体(FP)及び少なくとも1種の効果顔料(EP)を含有し、
前記液晶水性調製剤(WZ)は、
前記水性調製剤(WZ)の不揮発成分に対して、少なくとも1種の水に分散可能なポリエステル(PES)(その製造の際に、ポリエステル構成要素の全体に対して、官能基(Gr)の間に12〜70個の炭素原子の脂肪族スペーサー基(SP)を有する二官能モノマー単位(DME)が7〜50モル%の割合で使用される)10〜99.9質量%と、
前記水性調製剤(WZ)の不揮発成分に対して、正電荷の層状無機粒子(AT)(それ以上挿入不可能なその単層は、平均層径(D)対平均層厚(d)の比率D/d>50を有し、かつその電荷は少なくとも部分的に単一電荷の有機陰イオン(OA)で相補される)0.1〜30質量%と、
を含有し、
前記無機粒子(AT)は、少なくとも1種の、一般式:
(M (1−x) 2+ M x 3+ (OH) 2 )(A x/y y− )・nH 2 O
[式中、M 2+ は2価の陽イオンであり、M 3+ は3価の陽イオンであり、かつ(A)は原子価yを有する陰イオンであり、かつこの際、陰イオン(A)の少なくとも一部分は単一電荷の有機陰イオン(OA)によって代えられている]の混合水酸化物を含有する、
効果水性ベースコート。 - 水に分散可能なポリエステル(PES)は、モノマー単位(DME)のほかに、更なる成分として:
(ME1):前記水に分散可能なポリエステル(PES)の構成要素の全体に対して、2〜12個の炭素原子を有する非分枝鎖の脂肪族及び/又は環状脂肪族ジオール1〜40モル%と、
(ME2):前記水に分散可能なポリエステル(PES)の構成要素の全体に対して、4〜12個の炭素原子を有する分枝鎖の脂肪族及び/又は環状脂肪族ジオール1〜50モル%と、
(ME3):前記水に分散可能なポリエステル(PES)の構成要素の全体に対して、4〜12個の炭素原子を有する分枝鎖の脂肪族、環状脂肪族及び/又は芳香族ジカルボン酸0〜30モル%と、
(ME4):前記水に分散可能なポリエステル(PES)の構成要素の全体に対して、少なくとも3個のカルボン酸残基を有する脂肪族、環状脂肪族及び/又は芳香族ポリカルボン酸0〜40モル%と、
を有する、請求項1に記載の効果水性ベースコート。 - 被膜形成重合体(FP)は、構成要素として二官能モノマー単位(DME)を含有するポリエステル構成要素(PESB)が組み込まれている、少なくとも1種の水に分散可能なポリウレタン(PUR)を含有する、請求項1又は2に記載の効果水性ベースコート。
- 有機陰イオン(OA)は、陰イオン基(AG)として、カルボン酸残基、スルホン酸残基及び/又はホスホン酸残基を有する、請求項1から3までのいずれか1項に記載の効果水性ベースコート。
- 有機陰イオン(OA)は、陰イオン基(AG)のほかに、ヒドロキシル基、エポキシ基及び/又はアミノ基の群から選択される、付加的な官能基(c)を有する、請求項1から4までのいずれか1項に記載の効果水性ベースコート。
- 被覆剤としての、請求項1から5までのいずれか1項に記載の効果水性ベースコートの使用。
- OEM層構造中のベースコートとしての、請求項1から5までのいずれか1項に記載の効果水性ベースコートの使用。
- ベースコート層は、請求項1から5までのいずれか1項に記載の効果水性ベースコートから成る層を少なくとも1つ有する、プライマーコート、サーフェイサーコート、ベースコート及びクリアコートから成るOEM層構造。
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