JPH10158523A - 架橋型水性エマルジョン組成物 - Google Patents
架橋型水性エマルジョン組成物Info
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- JPH10158523A JPH10158523A JP32412896A JP32412896A JPH10158523A JP H10158523 A JPH10158523 A JP H10158523A JP 32412896 A JP32412896 A JP 32412896A JP 32412896 A JP32412896 A JP 32412896A JP H10158523 A JPH10158523 A JP H10158523A
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Abstract
比較的低温で形成し、塗料等として有用な被覆組成物を
提供する。 【解決手段】 ケト基等を有するエチレン性不飽和単量
体0.5重量%以上とカルボン酸基含有不飽和単量体を
含む単量体混合物を重合して得られる酸価25mgKO
H/g以上のポリカルボニル化合物と、多官能セミカル
バジド系硬化剤とを含む架橋型水性エマルジョン組成
物。
Description
処理材又は仕上げ材、接着剤、感圧性粘着剤、紙加工剤
及び編織布の仕上げ剤として有用な架橋型水性エマルジ
ョン組成物に関する。特に特定のポリカルボニル化合物
と特定のセミカルバジド系硬化剤を用いることにより得
られる架橋型水性エマルジョン組成物に関する。
マルジョンは有機溶剤系から水系への転換素材として注
目されているが、有機溶剤系コーティング剤と比べ耐水
性、耐汚染性、硬度等の点でいまだ十分な物性を示して
いない。これらの物性を向上させる目的で、水性エマル
ジョン中に官能基を導入し架橋塗膜を形成させることが
一般的に行われている。
ては、施工性、作業性等から一液常温硬化とする要求が
大きく、その要求に対し近年カルボニル基とヒドラジン
基の脱水縮合反応を利用したヒドラゾン架橋系水性エマ
ルジョンが注目されている。例えば、特公昭46−20
053号公報、特公昭58−20991号公報、特開昭
57−3850号公報、特開昭57−3857号公報、
特開昭58−96643号公報、WO96/01252
号パンフレット等では、カルボニル基含有水性エマルジ
ョンに硬化剤として多官能性のカルボン酸ヒドラジド化
合物や特定構造を有するセミカルバジド誘導体を添加す
ることにより、低温硬化性と貯蔵安定性を兼ね備え、硬
度、耐汚染性等に優れた被覆組成物が提案されている
が、基材に対する密着性、耐水性等が充分なものではな
かった。これらの技術に対し、例えば特開昭58−10
4902号公報、特開昭62−25163号公報、特開
平59−8071号公報、特開平51−79102号公
報、特開平62−87534号公報、特開平7−261
97号公報等では、硬化剤としてカルボン酸ジヒドラジ
ド化合物を用い、カルボニル基含有水性エマルジョンへ
親水性カルボニル基含有重合体を導入した被覆組成物が
提案されているが、基材に対する密着性、耐水性が充分
なものではなかった。
ラジン誘導体を配合したカルボニル基含有水性エマルジ
ョン組成物の上記欠点を改良すること。すなわち架橋塗
膜を形成した場合に、基材に対する密着性が大幅に改善
され、さらに優れた耐水性、耐久性および初期光沢性を
発現できる架橋性水性エマルジョン組成物を提供するこ
とを課題とする。
うな課題を解決するために鋭意検討をかさね、従来では
予想しえなかった塗膜の基材に対する密着性、耐水性及
び耐溶剤性を発現する本発明を完成するに至った。即ち
本発明の第一は、ポリカルボニル化合物と、多官能セミ
カルバジド系硬化剤及び/又はその末端封鎖体〔A〕を
含む架橋型水性エマルジョン組成物であって、該ポリカ
ルボニル化合物が、分子中に少なくとも1個のアルド基
またはケト基を有するエチレン性不飽和単量体0.5重
量%以上とカルボン酸基含有不飽和単量体を含む単量体
混合物を重合して得られる酸価が25mgKOH/g以
上であるカルボニル基含有共重合体〔B〕を含む架橋型
水性エマルジョン組成物である。
化剤がポリイソシアネート化合物から誘導されたもので
ある発明の第一に記載の架橋型水性エマルジョン組成物
である。発明の第三は、多官能セミカルバジド系硬化剤
が下式(1)で表される発明の第二に記載の架橋型水性
エマルジョン組成物である。
数2〜20のアルキレンジイソシアネート、置換されて
いないか或いは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1
〜8のアルコキシ基又は炭素数1〜6のアルキレン基で
置換されている炭素数5〜20のシクロアルキレンジイ
ソシアネート、置換されていないか或いは炭素数1〜1
8のアルキル基又は炭素数1〜8のアルコキシ基で置換
されている炭素数6〜20のアリーレンジイソシアネー
ト、及び置換されていないか或いは炭素数1〜18のア
ルキル基又は炭素数1〜8のアルコキシ基で置換されて
いる炭素数8〜20のアラルキレンジイソシアネートか
らなる群から選ばれる少なくとも一種のジイソシアネー
トの3量体〜20量体オリゴマーに由来する、末端イソ
シアネート基を有さないポリイソシアネート残基、もし
くはR1 は、炭素数1〜8のイソシアナトアルキル基で
置換されている炭素数2〜20のアルキレンジイソシア
ネートに由来する、末端イソシアネート基を有さないト
リイソシアネート残基を表す。R2 は、直鎖状又は分岐
状の炭素数2〜20のアルキレン基、炭素数5〜20の
シクロアルキレン基、もしくは置換されていないか或い
は炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数1〜8のアル
コキシ基で置換されている炭素数6〜10のアリーレン
基を表す。各R3 は、それぞれ独立して、水素原子又は
炭素数1〜20のアルキル基を表す。nは0又は1であ
る。l及びmは、各々独立して0または正の整数であ
り、ただし3≦(l+m)≦20である。) 発明の第四は、ポリカルボニル化合物が、カルボニル基
含有共重合体〔B〕とポリカルボニル重合組成物〔C〕
を含む組成物であって、該ポリカルボニル重合組成物
〔C〕が、分子中に少なくとも1個のアルド基またはケ
ト基を有するエチレン性不飽和単量体0.5重量%以上
とその他の不飽和単量体を含む単量体混合物を重合させ
た酸価が25mgKOH/g未満の水性エマルジョン組
成物である発明の第一に記載の架橋型水性エマルジョン
組成物である。
ポリカルボニル重合組成物〔C〕と単量体混合物の存在
下において、カルボニル基含有共重合体〔B〕を重合形
成させた水性エマルジョン組成物〔D〕である発明の第
四に記載の架橋型水性エマルジョン組成物である。発明
の第六は、ポリカルボニル化合物が、水性媒体中におい
てアルカリにより少なくとも一部を可溶化したカルボニ
ル基含有共重合体〔B〕と単量体混合物の存在下、ポリ
カルボニル重合組成物〔C〕を重合形成させた水性エマ
ルジョン組成物〔E〕である発明の第四に記載の架橋型
水性エマルジョン組成物である。
で保存できるうえ、塗布後は、表面からの水の蒸発に伴
い常温で容易に架橋反応をおこすため取り扱いが容易
で、かつ塗膜が親水性、疎水性バランスに優れるため、
従来にない優れた性能が得られる。本発明の水性エマル
ジョン組成物は、特定のポリカルボニル化合物を含むこ
とを要する。具体的には、分子中に少なくとも1個のア
ルド基またはケト基を有するエチレン性不飽和単量体
0.5重量%以上とカルボン酸含有不飽和単量体、その
他の単量体とを共重合せしめて得られるポリカルボニル
化合物を含むことを要する。
ケト基を有するエチレン性不飽和単量体とは、そのカル
ボニル基がアルド基またはケト基を含有するエチレン性
不飽和単量体をいう。具体的には、アクロレイン、ジア
セトンアクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、
ホルミルスチロール、ビニルメチルケトン、ビニルエチ
ルケトン、ビニルイソブチルケトン、アクリルオキシア
ルキルプロパナール類、メタクリルオキシアルキルプロ
パナール類、ジアセトンアクリレート、ジアセトンメタ
クリレート、アセトニルアクリレート、2−ヒドロキシ
プロピルアクリレートアセチルアセテート、ブタンジオ
ールアクリレートアセチルアセテート等が挙げられる。
ただし、カルボン酸およびエステル類の持つカルボニル
基を含有するエチレン性不飽和単量体は除外する。
ボニル基として架橋反応に関与する。単量体混合物中の
アルド基またはケト基を有するエチレン性不飽和単量体
は0.5重量%以上であることを要する。好ましくは
0.5重量%以上20重量%以下である。
有するエチレン性不飽和単量体の量が0.5%未満で
は、架橋点が少なく塗膜性能が不十分となる。本発明で
は、カルボン酸基を有する不飽和単量体を共重合して重
合体へ酸価を付与し、水溶性を高めることが必要であ
る。カルボン酸基を持つ不飽和単量体としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイ
ン酸、無水マレイン酸およびイタコン酸、フマール酸、
マレイン酸の半エステルなどがある。
不飽和単量体を含むことが望ましい。具体的には、アク
リル酸エステル、メタクリル酸エステル〔以後単に(メ
タ)アクリル酸エステルのように表すことがある。〕、
スチレン、ビニルトルエン等の芳香族単量体、酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、パーサチック酸ビニル等のビ
ニルエステル類、(メタ)アクリロニトリル等のシアン
化ビニル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン
化ビニル類、ブタジエン等がある。さらに種々の官能性
単量体例えば(メタ)アクリルアミド、ビニルピロリド
ン、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、N−メ
チロールアクリルアミド、N−ブトキシメチルアクリル
アミド、メタクリル酸アシッドホスホオキシエチル、メ
タクリル酸3−クロロ−2−アシッドホスホオキシプロ
ピル、メチルプロパンスルホン酸アクリルアミド、ジビ
ニルベンゼン、(ポリ) オキシエチレンモノ(メタ) ア
クリレート、(ポリ) プロピレングリコール(メタ) ア
クリレート、(メタ) アクリル酸アリル、(ポリ) オキ
シエチレンジ(メタ)アクリレート、トリメチロルプロ
パントリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸ジ
メチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミ
ノエチル、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメト
キシシランなどが含まれる。
テルとしては、例えば、(メタ) アクリル酸メチル、
(メタ) アクリル酸エチル、(メタ) アクリル酸ブチ
ル、(メタ) アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)
アクリル酸シクロヘキシル、(メタ) アクリル酸ドデシ
ル等がある。ポリカルボニル化合物〔B〕の酸価は25
mgKOH/g以上であることを要する。酸価が25m
gKOH/g未満では、得られる塗膜の水溶性が低くな
るため、塗膜の各種基材に対する密着性、耐溶剤性が不
十分となる。
mgKOH/g以下である。本発明において、カルボニ
ル基含有共重合体〔B〕は、通常の溶液重合によっても
得ることができるが、水性媒体中において乳化重合に付
すことにより得られる水性エマルジョンであることが好
ましい。本発明の水性エマルジョン組成物では、多官能
セミカルバジド系硬化剤及び/又はその末端封鎖体
〔A〕を含むことを要する。
であることを要する。セミカルバジド基を用いることに
より、従来のヒドラジド基を用いた場合に比し、塗膜の
親水性を減少させ、良好な耐水性を付与することができ
る。また、多官能とは、硬化剤の1分子中に含まれるセ
ミカルバジド基となるNCO官能基数が3以上20以下
であることをいう。
は、ポリカルボニル化合物との相溶性の観点から、ジイ
ソシアネート化合物をオリゴマー化して得られる、1分
子中にNCO基を3〜20個有するポリイソシアネート
化合物から誘導されるものを用いることが好ましい。こ
のようなセミカルバジド硬化剤を含む架橋型水性組成物
より得られる塗膜は、高い架橋能力を有し、強靱な皮膜
を与えることができる。ポリイソシアネート1分子中の
NCO基数が20を超えるとセミカルバジド基の数が過
多となるためセミカルバジド系硬化剤の粘度が高くな
り、取り扱いが困難となる。
数の分子の集合体(組成物)として得られるため、集合
体全体としての硬化剤の平均NCO官能基数としては、
2.5以上20以下が好ましく、さらに好ましくは3以
上20以下である。官能基数が上記の下限以下では、塗
膜の架橋が不十分なために良好な耐水性などが得られな
い。
化剤は、下式(1)で表される特定構造のポリイソシア
ネート化合物から誘導されたものであることが望まし
い。
数2〜20のアルキレンジイソシアネート、置換されて
いないか或いは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1
〜8のアルコキシ基又は炭素数1〜6のアルキレン基で
置換されている炭素数5〜20のシクロアルキレンジイ
ソシアネート、置換されていないか或いは炭素数1〜1
8のアルキル基又は炭素数1〜8のアルコキシ基で置換
されている炭素数6〜20のアリーレンジイソシアネー
ト、及び置換されていないか或いは炭素数1〜18のア
ルキル基又は炭素数1〜8のアルコキシ基で置換されて
いる炭素数8〜20のアラルキレンジイソシアネートか
らなる群から選ばれる少なくとも一種のジイソシアネー
トの3量体〜20量体オリゴマーに由来する、末端イソ
シアネート基を有さないポリイソシアネート残基、もし
くはR1 は、炭素数1〜8のイソシアナトアルキル基で
置換されている炭素数2〜20のアルキレンジイソシア
ネートに由来する、末端イソシアネート基を有さないト
リイソシアネート残基を表す。R2 は、直鎖状又は分岐
状の炭素数2〜20のアルキレン基、炭素数5〜20の
シクロアルキレン基、もしくは置換されていないか或い
は炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数1〜8のアル
コキシ基で置換されている炭素数6〜10のアリーレン
基を表す。各R3 は、それぞれ独立して、水素原子又は
炭素数1〜20のアルキル基を表す。nは0又は1であ
る。l及びmは、各々独立して0または正の整数であ
り、ただし3≦(l+m)≦20である。) 硬化剤のセミカルバジド基の末端は、貯蔵安定性の観点
から封鎖されていても良いが、その場合は上記式(1)
における末端基H2 NR3 N−の少なくとも1つが下記
式(2)で表される封鎖体となる。
は分岐状の炭素数1〜20のアルキル基、炭素数5〜2
0のシクロアルキル基、もしくは置換されていないか或
いは炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数1〜8のア
ルコキシ基で置換されている炭素数6〜10のアリル基
をあらわし、R4 とR5 は共同して環状構造を形成して
いても良い。)。
セミカルバジド系硬化剤(1)は、1分子中にNCO基
を3個以上有するポリイソシアネート化合物とヒドラジ
ン誘導体とを反応させる事によって得られるものであ
る。1分子中にNCO基を2個持つジイソシアネート化
合物とヒドラジン誘導体とを反応させることによって得
られる化合物を硬化剤として用いた場合には、得られる
皮膜は架橋効率が低くなり、強靱でかつ耐水性に優れた
皮膜を得ることができない。
カルバジド系硬化剤の製造に用いることのできるポリイ
ソシアネート化合物は、1分子中にNCO基を3〜20
個有するポリイソシアネート化合物であり、例えば、ジ
イソシアネート類をビュレット結合、尿素結合、イソシ
アヌレート結合、ウレタン結合、アロファネート結合、
ウレトジオン結合等によりオリゴマー化したポリイソシ
アネート化合物、更には1,8−ジイソシアナト−4−
イソシアナトメチルオクタン及びこれらの併用が挙げら
れる。
成物から生成する皮膜の硬度、耐薬品性、耐熱性等の点
から好ましいものとしては、例えば、基本骨格としてイ
ソシアヌレート構造またはビュレット構造を有するもの
が挙げられる。また、ポリカルボニル化合物等との被覆
組成物から得られる皮膜の柔軟性に優れるものとして
は、例えば、基本骨格としてウレタン構造を有するもの
が挙げられる。
するポリイソシアネート化合物としては、例えば特開昭
55−38380号公報等に記載されているがごときヘ
キサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型ポ
リイソシアネート、特開昭57−78460号公報に記
載されているがごときイソホロンジイソシアネートとヘ
キサメチレンジイソシアネートとの共重合イソシアヌレ
ート型ポリイソシアネート、特開昭57−47321号
公報等に記載されているがごとき多官能アルコールで変
性されたイソシアヌレート型ポリイソシアネート、特開
昭64−33115号公報に記載されているがごとき低
粘度イソシアヌレート型ポリイソシアネート、特開平6
−312969号公報に記載されているがごとき高分岐
型イソシアヌレート型ポリイソシアネート等に代表され
る、ジイソシアネート化合物を触媒の存在下に環状3量
化反応を行い、かつその転化率をおおむね5〜80重量
%、好ましくは10〜60重量%で停止した後、余剰の
ジイソシアネート化合物を除去精製して得られるイソシ
アヌレート構造を有するポリイソシアネート化合物が挙
げられる。
リイソシアネート化合物としては、例えば特開昭53−
106797号公報、特開昭55−11452号公報等
に記載されているがごときヘキサメチレンジイソシアネ
ート系ビュレット型ポリイソシアネート、特開昭59−
95259号公報に記載されているがごときイソホロン
ジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートと
の共重合ビュレット型ポリイソシアネート等に代表され
る、水、t−ブタノール、尿素等のいわゆるビュレット
化剤とジイソシアネートとを、ビュレット化剤/ジイソ
シアネートが当量比1/2〜1/100、好ましくは1
/3〜1/50で反応させた後、余剰のジイソシアネー
ト化合物を除去精製して得られるビュレット構造を有す
るポリイソシアネート化合物が挙げられる。
イソシアネート化合物としては、例えば特開昭61−2
8518号公報や特開平4−50277号公報等に記載
されているがごときポリカプロラクトンポリオールとジ
イソシアネートとを−NCO/−OH当量比5〜40で
反応させた後、余剰のジイソシアネートを除去精製して
得られるウレタン型ポリイソシアネート等が挙げられ
る。とくに分子量が2000未満である場合には柔軟性
に加え、耐水性、耐熱性等に優れたものとなり、なおか
つ高い硬度を発現することができる。
するポリイソシアネート化合物は、下記のようなジイソ
シアネート化合物を用いることによって得られる。この
ようなジイソシアネート化合物としては、直鎖状又は分
岐状の炭素数2〜20のアルキレンジイソシアネート、
置換されていないか或いは炭素数1〜18のアルキル
基、炭素数1〜8のアルコキシ基又は炭素数1〜6のア
ルキレン基で置換されている炭素数5〜20のシクロア
ルキレンジイソシアネート、置換されていないか或いは
炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数1〜8のアルコ
キシ基で置換されている炭素数6〜20のアリーレンジ
イソシアネート、及び置換されていないか或いは炭素数
1〜18のアルキル基又は炭素数1〜8のアルコキシ基
で置換されている炭素数8〜20のアラルキレンジイソ
シアネートからなる群から選ばれる少なくとも一種のジ
イソシアネート化合物である。
えばヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等のア
ルキレンジイソシアネート;4,4’−メチレンビスシ
クロヘキシルジイソシアネート(水添MDI)、イソフ
ォロンジイソシアネート(IPDI)、ジメチルシクロ
ヘキサンジイソシアネート(水添XDI)等のシクロア
ルキレンジイソシアネート;2,4−トリレンジイソシ
アネート、2,6−トリレンジイソシアネートおよびそ
の混合物(TDI)、ジフェニルメタン−4,4’−ジ
イソシアネート(MDI)、ナフタレン−1,5−ジイ
ソシアネート(NDI)、3,3−ジメチル−4,4−
ビフェニレンジイソシアネート(TODI)、粗製TD
I、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート、粗製
MDI、フェニレンジイソシアネート等のアリーレンジ
イソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XD
I)等のアラルキレンジイソシアネート等、及びこれら
の併用が挙げられる。
成するセミカルバジド系化合物を用いた皮膜の耐熱黄変
性、耐候性等の点から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が望ましい。上記のポ
リイソシアネート化合物をヒドラジン又はその誘導体と
反応させて多官能セミカルバジド系硬化剤を得る。
は、例えばヒドラジン及びその水和物;モノメチルヒド
ラジン、モノエチルヒドラジン、モノブチルヒドラジン
等のモノアルキル置換ヒドラジン化合物;エチレン−
1,2−ジヒドラジン、プロピレン−1,3−ジヒドラ
ジン、ブチレン−1,4−ジヒドラジン等のジヒドラジ
ン化合物;蓚酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、
こはく酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジ
ピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイ
ン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸
ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、フタル酸ジ
ヒドラジド等のジカルボン酸ジヒドラジド類;トリメリ
ト酸トリヒドラジド等のトリカルボン酸トリヒドラジド
類、一般式(3)で表される炭酸ジヒドラジド類、一般
式(4)で表されるビスセミカルバジド類等、及びその
併用が挙げられる。
2〜20のアルキレン基、炭素数5〜20のシクロアル
キレン基、もしくは置換されていないか或いは炭素数1
〜18のアルキル基又は炭素数1〜8のアルコキシ基で
置換されている炭素数6〜10のアリーレン基を表
す。) 本発明のセミカルバジド系硬化剤の製造において、1分
子中にNCO基を3個以上有するポリイソシアネート化
合物のNCO基とヒドラジン誘導体中の下式(5)で表
される末端基及びこれに由来する封鎖末端基の合計との
当量比は1:1.5〜1:100、好ましくは2:5〜
1:50である。
キル基を表す。) また反応完了後は、余剰のヒドラジン誘導体は必要に応
じ蒸留、抽出等で除去することができる。本発明におい
ては、セミカルバジド系硬化剤又はその原料であるポリ
イソシアネート化合物が、ヒドラジンまたはその誘導体
の鎖延長により高分子化することを防ぐ目的から、ヒド
ラジンまたはその誘導体を下式(6)で表されるモノア
ルデヒドまたはモノケトン等と反応させ、ヒドラゾン基
として封鎖して用いることもできる。
しくは分岐状の炭素数1〜20のアルキル基、炭素数5
〜20のシクロアルキル基、もしくは置換されていない
か或いは炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数1〜8
のアルコキシル基で置換されている炭素数6〜10のア
リール基を表し、R9 、R10は場合によっては共同して
環状構造を形成してもよい。) この場合、生成するセミカルバジド系硬化剤はセミカル
バジド基がセミカルバゾン基として封鎖された物とな
る。セミカルバジド系硬化剤から封鎖剤として用いたモ
ノアルデヒド又はモノケトンの脱離は、ポリカルボニル
化合物と混合する前に加水分解して留去しても良いし、
そのまま硬化剤として用いて架橋型水性組成物とし、基
材表面に塗布した後、硬化過程において自然脱離させて
も良い。従って、上記封鎖剤としては30〜200℃の
沸点を有するモノケトン(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、シクロヘキサノン
等)が好ましい。
とも前記のカルボニル基含有重合体〔B〕を含んでいれ
ばよいが、さらにポリカルボニル重合組成物〔C〕を含
むことは好ましい。ポリカルボニル重合組成物〔C〕
は、分子中に少なくとも1個のアルド基またはケト基を
有するエチレン性不飽和単量体0.5〜20重量%と、
その他の不飽和単量体を含む単量体混合物を重合するこ
とにより得られる。
は、カルボニル基含有重合体〔B〕と異なり、25mg
KOH/g未満であることが必要で、好ましくは1〜2
2mgKOH/gである。この範囲以外では、充分な塗
膜の耐水性を得ることができない。ポリカルボニル化合
物〔B〕の酸価は25mgKOH/g以上であることを
要する。酸価が25mgKOH/g未満では、得られる
塗膜の水溶性が低くなるため、塗膜の各種基材に対する
密着性、耐溶剤性が不充分となる。
のポリカルボニル重合組成物〔C〕に対する固形分重量
比率は、0.001〜2.0であることが好ましく、
0.01〜0.5であることがさらに好ましい。本発明
において、カルボニル基含有共重合体〔B〕とポリカル
ボニル重合組成物〔C〕を共に含むポリカルボニル化合
物を得る方法は特に限定されないが、好ましい方法とし
ては以下に挙げる方法を例示することができる。
ルボニル基含有重合体〔B〕とを各々別々に重合した
後、混合することによってポリカルボニル化合物を得る
方法。この場合、ポリカルボニル化合物は〔B〕と
〔C〕の単純な混合物となる。 ポリカルボニル重合組成物〔C〕と単量体混合物の
存在下、カルボニル基含有共重合体〔B〕を重合形成さ
せて水性エマルジョン組成物〔D〕を得る方法。 この
場合、水性エマルジョン組成物〔D〕は、ポリカルボニ
ル重合組成物〔C〕の各エマルジョンを中心核として、
その周りにカルボニル基含有共重合体〔B〕が重合形成
された多層構造エマルジョンの集合から主としてなると
考えられる。 なお、カルボニル基含有共重合体〔B〕
の形成は、乳化重合によることが望ましい。
て少なくとも一部を可溶化したカルボニル基含有共重合
体〔B〕と単量体混合物の存在下、乳化重合によってポ
リカルボニル重合組成物〔C〕を形成させて水性エマル
ジョン組成物〔E〕を得る方法。この場合、具体的な製
造方法としてその態様を示せば、カルボニル基含有共重
合体〔B〕を溶液重合後水性媒体中へ水分散化または可
溶化処理することによって、あるいは水性媒体中で乳化
重合するかまたは乳化重合後可溶化処理することによっ
て、カルボニル基含有共重合体〔B〕の水分散液または
水溶液を得、水性媒体中において該カルボニル基含有共
重合体〔B〕の水分散液または水溶液と適当な単量体混
合物の存在下、乳化重合によってポリカルボニル重合組
成物〔C〕を形成させて得られる。
重合体〔B〕は一種の界面活性剤として働き、ポリカル
ボニル重合組成物〔C〕の重合物を乳化・分散する作用
を有すると考えられる。本発明におけるカルボニル基含
有共重合体〔B〕の水分散液、ポリカルボニル重合組成
物〔C〕、水性エマルジョン組成物〔D〕、水性エマル
ジョン組成物〔E〕は各々単量体混合物を水性媒体中に
おいて乳化重合に付して得られる場合には、その調整方
法としては、通常の乳化剤を用いて乳化重合することが
できる。
常の界面活性剤、例えば、脂肪酸石鹸、アルキルスルホ
ン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレ
ンアルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリー
ル硫酸塩、p−スチレンスルホン酸塩等のアニオン性界
面活性剤やポリオキシエチレンアルキルアリールエーテ
ル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オ
キシエチレンオキシプロピレンプロックコポリマー等の
ノニオン性界面活性剤等が用いられるが、本発明の組成
物から得られる皮膜の耐水性を向上させるため、界面活
性剤の少なくとも一種が、アニオン型反応性界面活性剤
すなわち、スルホン酸基又はスルホネート基を有するエ
チレン性不飽和単量体と、カルボニル基含有共重合体の
分散液、ポリカルボニル重合組成物〔C〕、水性エマル
ジョン組成物〔D〕又は水性エマルジョン組成物〔E〕
との固形分重量比として、0.05〜20重量%用いる
ことが好ましい。具体的には、例えば、三洋化成(株)
製エレミノール(商標)JS−2、JS−5があり、花
王(株)製ラテムル(商標)S−120、S−180
A、S−180、第一工業製薬(株)製アクアロン(商
標)HS−10、旭電化工業(株)製アデカリアソープ
(商標)SE−1025N、メタアクリル酸スルホアル
キルエステルの塩、p−スチレンスルホン酸の塩などが
あり、これらを単独あるいは二種以上を組み合わせて使
用するか、又は通常の界面活性剤あるいはノニオン型反
応性界面活性剤と組み合わせて用いる。
体〔B〕、ポリカルボニル重合組成物〔C〕、水性エマ
ルジョン組成物〔D〕または水性エマルジョン組成物
〔E〕は、所望により、水性媒体中においてアルカリ及
び/または有機溶剤の添加によって一部が可溶化してい
てもよい。各々の可溶化処理に使用されるアルカリとし
ては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナ
トリウム、有機アミン類、アンモニア等が挙げられ、そ
の添加は重合の前でも、重合中でも、重合後であっても
良い。また可溶化処理に使用される有機溶剤は、アルカ
リ添加だけでは水溶化が不充分であるときに補助的に使
用しても良いし、有機溶剤だけで可溶化させても良い。
使用される有機溶剤としては、とくに限定されるもので
はないが、具体的にはテキサノール、エチレングリコー
ルモノブチルエーテル、エチレングリコールモノ2−エ
チルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノエチル
エーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセ
テート、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエ
ーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエー
テルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエー
テル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテ
ート、ベンジルアルコール、グルタル酸ジメチル、グル
タル酸イソプロピル等が挙げられる。
体〔B〕、ポリカルボニル重合組成物〔C〕、水性エマ
ルジョン組成物〔D〕、水性エマルジョン組成物〔E〕
の可溶化処理し易くするため、分子量を調節する目的で
連鎖移動剤を重合過程で添加することも可能である。具
体的には、ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン
等のメルカプタン類、メタノール、イソプロピルアルコ
ール等のアルコール類、α−メチルスチレンダイマー等
が挙げられる。
は、熱または還元性物質などによってラジカル分解して
エチレン性不飽和単量体の付加重合を起こさせるもの
で、水溶性または油溶性の過硫酸塩、過酸化物、アゾビ
ス化合物等が使用できる。その例としては、過硫酸カリ
ウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化
水素、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチル
パーオキシベンゾエート、2,2−アゾビスイソブチロ
ニトリル、2,2−アゾビス(2−ジアミノプロパン)
ハイドロクロライド、2,2−アゾビス(2,4−ジメ
チルパレロニトリル)等があり、とくに乳化重合におい
ては水溶性のものが好ましく用いられ、その量としては
分子中に少なくとも1個のアルド基またはケト基を有す
るエチレン性不飽和カルボニル基含有単量体と他の単量
体の総量に対して通常0.1〜1重量%配合される。な
お、重合速度の促進、さらに低温での重合を望むときに
は、重亜硫酸ナトリウム、塩化第一鉄、アスコルビン酸
塩、ロンガリット等の還元剤をラジカル重合触媒と組み
合わせて用いる。
めの反応は、溶媒の存在下又は非存在下のいずれの条件
でも行うことができる。溶媒としては、NCO基に不活
性であるか、または反応成分よりも活性の低いものが使
用できる。具体的には、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトンシクロヘキサノン等のケト
ン系溶媒;ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジエチレ
ングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶媒、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド
系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン等のラクタム系溶
媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、酢
酸エチル、セロソルブアセテート等のエステル系溶媒、
t−ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール
類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、n
−ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒等やその併用が挙
げられる。
系硬化剤及び/又はセミカルバジド基がセミカルバゾン
基として封鎖されたセミカルバジド系硬化剤末端封鎖体
の水性媒体中への分散安定性や溶解性を補助する目的
で、下記式(7)で表される親水性基含有化合物及びそ
のセミカルバジド基がセミカルバゾン基として封鎖され
た化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つとを混
合して使用することができる。
数2〜20のアルキレンジイソシアネート、置換されて
いないか或いは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1
〜8のアルコキシ基又は炭素数1〜6のアルキレン基で
置換されている炭素数5〜20のシクロアルキレンジイ
ソシアネート、置換されていないか或いは炭素数1〜1
8のアルキル基又は炭素数1〜8のアルコキシ基で置換
されている炭素数6〜20のアリレンジイソシアネー
ト、及び置換されていないか或いは炭素数1〜18のア
ルキル基又は炭素数1〜8のアルコキシ基で置換されて
いる炭素数8〜20のアラルキレンジイソシアネートか
らなる群から選ばれる少なくとも一種のジイソシアネー
トの3量体〜20量体オリゴマーに由来する、末端イソ
シアネート基を有さないポリイソシアネート残基、もし
くはR12は炭素数1〜8のイソシアナトアルキル基で置
換されている炭素数2〜20のアルキレンジイソシアネ
ートに由来する、末端イソシアネート基を有さないトリ
イソシアネート残基を表し;R13は、直鎖状又は分岐状
の炭素数2〜20のアルキレン基、炭素数5〜20のシ
クロアルキルレン基、もしくは置換されていないか或い
は炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数1〜8のアル
コキシ基で置換されている炭素数6〜10のアリーレン
基を表し;各R14は、それぞれ独立して、水素原子又は
炭素数1〜20のアルキル基を表し;nは0又は1であ
り;p及びqは、各々0または正の整数であり、rは正
の整数であり、0≦(p+q)かつ2≦(p+q+r)
≦20である。) 上記式(7)で表されるセミカルバジド系硬化剤のセミ
カルバジド基がセミカルバゾン基として封鎖された化合
物は、式(7)における末端基H2 NR14N−の少なく
とも1つが、式R5 R4 C=NR14N−で表される封鎖
末端基を有している(式中、R4 、R5 は各々独立して
水素原子、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜20のアルキ
ル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、もしくは置
換されていないか或いは炭素数1〜18のアルキル基又
は炭素数1〜8のアルコキシ基で置換されている炭素数
6〜10のアリル基をあらわし、R4 、R5 は場合によ
っては共同して環状構造を形成していてもよい。)。
硬化剤及びその末端封鎖体から選ばれる少なくとも1つ
と、式(7)で表される親水性基含有化合物及びその末
端封鎖体から選ばれる少なくとも1つとを含有する組成
物をカルボニル基含有共重合体〔B〕の水分散液、ポリ
カルボニル重合組成物〔C〕、水性エマルジョン組成物
〔D〕、又は水性エマルジョン組成物〔E〕用の硬化剤
として有利に用いることができる。
の末端封鎖体には、上記したようにカルボニル基含有共
重合体〔B〕の水分散液、ポリカルボニル重合組成物
〔C〕、水性エマルジョン組成物〔D〕、又は水性エマ
ルジョン組成物〔E〕と混合しやすいように、水性媒体
中への分散及び水性媒体中への溶解からなる群から選ば
れる少なくとも一つの状態であることが好ましい。
端封鎖体には、場合によっては、上記した式(7)で表
される親水性基含有化合物及びそのセミカルバジド基が
セミカルバゾン基として封鎖された化合物以外の、他の
界面活性剤を加えてもよい。このような界面活性剤の例
としては、脂肪酸石鹸、アルキルスルホン酸、アルキル
コハク酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリオ
キシエチレンアルキルアリル硫酸塩等のアニオン性界面
活性剤やポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、
ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシ
エチレンオキシプロピレンブロックコポリマー、エチレ
ンオキサイドとリン酸類との公知の反応生成物等のノニ
オン性界面活性剤、4級アンモニウム塩等を含有するカ
チオン性界面活性剤、(部分鹸化)ポリビニルアルコー
ル等の高分子分散安定剤等やそれらの併用が挙げられ
る。
表される親水性基含有化合物及びそのセミカルバジド基
がセミカルバゾン基として封鎖された化合物が、セミカ
ルバジド硬化剤及びその末端封鎖体との親和性が高いの
で特に好ましい。そして特に、式(1)で表されるセミ
カルバジド硬化剤及びその末端封鎖体から選ばれる少な
くとも1つと、式(7)で表される親水性基含有化合物
及びその末端封鎖体から選ばれる少なくとも1つとを含
有する組成物であって、式(1)で表されるセミカルバ
ジド硬化剤及びその末端封鎖体から選ばれる少なくとも
1つと、式(7)で表される親水性基含有化合物及びそ
の末端封鎖体から選ばれる少なくとも1つとの重量比
が、=99/1〜10/90の範囲内の組成物を、カル
ボニル基含有共重合体〔B〕の水分散液、ポリカルボニ
ル重合組成物〔C〕、水性エマルジョン組成物〔D〕、
水性エマルジョン組成物〔E〕の各々組成物の硬化剤と
して用いると、特に安定で硬化性能に優れた架橋型水性
組成物が得られる。
ド硬化剤及びその末端封鎖体から選ばれる少なくとも1
つと、式(7)で表される親水性基含有化合物及びその
末端封鎖体から選ばれる少なくとも1つとを含有する組
成物を得る具体的方法としては、以下に述べる2通りの
方法を例示することができる。 〔i〕1分子中にNCO基を3個以上有するポリイソシ
アネート化合物と非イオン系親水性基及び/またはイオ
ン系(後にイオン系に転化し得るものを含む)親水性基
を有する活性水素化合物とをNCO基過剰で反応させた
後、ヒドラジン誘導体を反応させる方法。 〔ii〕セミカルバジド系硬化剤(1)及び式(7)で
表される親水性基含有化合物とを別々に合成し混合する
方法。
ことも可能であるし、他の方法を用いても良い。まず
〔i〕の方法について具体的に述べると、1分子中にN
CO基を3個以上有するポリイソシアネート化合物とし
ては、前述したセミカルバジド系硬化剤(1)の製造に
用いる原料として例記したものが挙げられる。
水性基及び/またはイオン系(後にイオン系に転化し得
るものを含む)親水性基を有する活性水素化合物のうち
非イオン系親水性基としては、例えばポリエチレングリ
コール、ポリオキシエチレンオキシプロピレン(ランダ
ムおよび/またはブロック)グリコール、ポリオキシエ
チレン−オキシテトラメチレン(ランダムおよび/また
はブロック)グリコール等のポリエーテルポリオール類
が挙げられるが、好ましくは下記一般式(8)で表され
るポリエチレングリコールモノアルキルエーテル類が挙
げられる。
基を表し、nは5〜80の整数を表す。) またイオン
系親水性基としては、カルボン酸の3級アミン塩等のア
ニオン基、4級アンモニウム塩等のカチオン基が挙げら
れる。アニオン基(または後にアニオン基に転化させ得
る基)を有する活性水素化合物としては、例えばα,
α’−ジメチロールプロピオン酸、α,α’−ジメチロ
ール酢酸等のα,α’−ジメチロールアルカン酸類など
が挙げられるが、好ましくは乳酸、グリコール酸、4−
ヒドロキシ酪酸、P−フェノールカルボン酸等のモノヒ
ドロキシカルボン酸類;グリシン、アラニン、アスパラ
ギン酸、β−アラニン等のアミノ酸類;P−フェノール
スルホン酸等のモノヒドロキシスルホン酸類;タウリン
等のアミノスルホン酸類等や、これらの併用が挙げられ
る。これらの活性水素化合物の酸基は親水性ポリイソシ
アネート反応物の合成時、あるいは水媒体中への乳化あ
るいは可溶化時に塩基で中和することによってアニオン
基に転化できるが、好ましくは親水性ポリイソシアネー
ト反応物の合成時使用する。具体的に塩基としては、例
えばトリエチルアミン、アンモニア、ジエタノールアミ
ン、ジメチルアミノエタノール、メチルジエタノールア
ミン、ジブチルアミン等のアミン化合物;KOH、Na
OH、LiOH等のアルカリ金属の水酸化物等や、これ
らの併用が挙げられる。
させ得る基)を有する活性水素化合物としては、例えば
N−メチルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノー
ルアミン等のN−アルキルジアルカノールアミン類等
や、それらの炭素数2〜4のアルキレンオキシド(エチ
レンオキシド、プロピレンオキシド等)付加物等が挙げ
られるが、好ましくはN,N−ジメチルエタノールアミ
ン、N,N−ジエチルエタノールアミン等のN,N−ジ
アルキルモノアルカノールアミン類等、さらにはこれら
の併用が挙げられる。これらの活性水素化合物の3級ア
ミノ基は親水性ポリイソシアネート化合物の合成時、あ
るいは水媒体中への乳化あるいは可溶化時に酸で中和ま
たはアルキル化剤で4級化することによってカチオン基
に転化できる。中和に用いる酸としては、例えば酢酸、
乳酸、塩酸、リン酸、硫酸等やこれらの併用が挙げられ
る。アルキル化剤としては、例えばジメチル硫酸、ジエ
チル硫酸、メチルクロライド、メチルアイオダイド、ベ
ンジルクロライド等が挙げられる。
イソシアネート化合物と非イオン系親水性基及び/また
はイオン系(後にイオン系に転化し得るものを含む)親
水性基を有する活性水素化合物との反応は約20℃〜約
130℃の温度で実質的に無水の条件下に於いてNCO
基とNCO基と反応しうる活性水素基との当量比1.1
/1〜500/1、好ましくは2/1〜100/1で行
う。
において必要であれば触媒を使用して行うことができ
る。上記溶媒としては、NCO基に不活性であるか、ま
たは反応成分よりも活性の低いものが使用できる。具体
的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;ジオ
キサン、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジ
メチルエーテル等のエーテル系溶媒;ジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;N−メ
チル−2−ピロリドン等のラクタム系溶媒;ジメチルス
ルホキシド等のスルホキシド系溶媒;酢酸エチル、セロ
ソルブアセテト等のエステル系溶媒;t−ブタノール、
ジアセトンアルコール等のアルコール類;トルエン、キ
シレン等の芳香族炭化水素系溶媒;n−ヘキサン等の脂
肪族炭化水素系溶媒等やその併用が挙げられる。
ブチル錫ジラウレート、オクチル酸第一錫、オクチル酸
鉛等の金属と有機及び無機酸の塩、及び有機金属誘導
体;トリエチルアミン、トリエチレンジアミン等の有機
3級アミン類;ジアザビシクロウンデセン系触媒等が挙
げられる。〔i〕の方法では、この様にして得られた1
分子中にNCO基を3個以上有するポリイソシアネート
化合物と非イオン系親水性基及び/またはイオン系(後
にイオン系に転化し得るものを含む)親水性基を有する
活性水素化合物との反応物に、セミカルバジド系硬化剤
(1)製造における反応条件に準じて前述したヒドラジ
ン誘導体を反応させることによって本発明の式(1)で
表されるセミカルバジド硬化剤及びその末端封鎖体から
選ばれる少なくとも1つと、式(7)で表される親水性
基含有化合物及びその末端封鎖体から選ばれる少なくと
も1つとを含有する組成物を得る。
ると、式(7)で表される親水性基含有化合物及びその
末端封鎖体は、1分子中にNCO基を2個以上有するポ
リイソシアネート化合物に前述した非イオン系親水性基
及び/またはイオン系(後にイオン系に転化し得るもの
を含む)親水性基を有する活性水素化合物、および必要
に応じて前述のヒドラジン誘導体を反応させる事によっ
て得られる。
ポリイソシアネート化合物としては、セミカルバジド系
硬化剤(1)の製造に用いる1分子中にNCO基を3個
以上有するポリイソシアネート化合物およびその原料と
して例記したジイソシアネート化合物が挙げられる。式
(7)で表される親水性基含有化合物及びその末端封鎖
体の合成において、1分子中にNCO基を2個以上有す
るポリイソシアネート化合物と非イオン系親水性基及び
/またはイオン系(後にイオン系に転化し得るものを含
む)親水性基を有する活性水素化合物との反応は、NC
O基とNCO基と反応しうる活性水素基との当量比1〜
10:1で行なう。その他の反応条件は〔i〕の方法に
準ずる。 本発明の架橋型水性組成物において、ポリカ
ルボニル化合物の固形分と、多官能セミカルバジド硬化
剤及びその末端封鎖体〔A〕との比率としては、99.
1/0.1〜10/90であることが好ましい。
化処理と同時あるいは別途水分散体の長期の分散安定を
保つためPHを3〜10の範囲に調整することが好まし
く、PHを6〜9の範囲に調整することがさらに好まし
い。本発明の組成物には通常水系塗料等に添加配合され
る成分、例えば増粘剤、消泡剤、顔料、分散剤、染料、
防腐剤等を配合することは任意である。
料、建材の下地処理材又は仕上げ材、接着剤、感圧性粘
着剤、紙加工剤及び編織布の仕上げ剤として有用であ
り、とくに塗料、建材の下地処理材又は仕上げ材として
具体的には、コンクリート、セメントモルタル、スレー
ト板、ケイカル板、石膏ボード、押し出し成形板、発砲
性コンクリートなどの無機建材、織布あるいは不織布を
基とした建材、金属建材などの各種下地に対する塗料ま
たは建築仕上げ材として、複層仕上げ塗材、グロスペイ
ントなどの合成樹脂エマルジョンペイント、金属用塗
料、プラスチック用塗料、木部塗料、瓦用塗料として有
用である。接着剤としては、例えば自動車内装用接着
剤、建築部材用接着剤、各種フィルムのラミネート接着
剤等として用いられる金属、プラスチック、木材、スレ
ート、紙、布等に対するウェット接着剤及びコンタクト
接着剤等が挙げられる。粘着剤としては、例えば片面テ
ープ、両面テープ、ラベル、アルバム等に使用される永
久粘接着剤、再剥離粘着剤等が挙げられる。
例により本発明を詳細に説明する。なお例中の部および
%は重量表示である。実施例中に用いられる各種測定の
測定方法は、下記の通りである。 分子量分布:ゲルパーミィテーションクロマトグラ
フィーを用いて、ポリスチレン標品検量線より求めた。
−5300(日本分光(株)製)で測定した。 皮膜の耐溶剤性は、各実施例または比較例のエマル
ジョンと硬化剤との混合物について配合Aに従い成膜助
剤を混合し、この配合物をアプリケータを用いて0.2
5mmの厚みになるようガラス板上に塗布し、室温で成
膜した後、さらに室温で1ヵ月間乾燥し、透明で平滑な
皮膜を得た。皮膜は200メッシュの金網製の袋に入れ
た後、トルエン中に室温にて24時間浸漬後、フィルム
重量の保持率を、(トルエン浸漬後のフィルム重量)÷
(トルエン浸漬前のフィルム重量)×100として求め
た。 (配合A) 実施例、比較例のエマルジョン と硬化剤との混合物(固形分換算) 460.0部 エチレングリコール モノブチルエーテル 60.0部 エチレングリコール モノ2−エチルヘキシルエーテル 10.0部 水 30.0部 皮膜の耐水性は、各実施例または比較例のエマルジ
ョン硬化剤との混合物について配合Aに従い成膜助剤を
混合し、この配合物をアプリケータを用いて0.10m
mの厚みになるようガラス板上に塗布し、室温で成膜し
た後、さらに室温で1ヵ月間乾燥し、透明で平滑な皮膜
を得た。ガラス板上に成膜したままの皮膜を50℃の水
中にて8時間浸漬後、皮膜の状態を目視にて観察した。
物を、配合Aに従い成膜助剤を配合し、この配合物がワ
イヤコータを用いて乾燥膜厚が0.25mmの厚みにな
るようポリプロピレン板(PP板と略称)上に塗布す
る。室温で成膜した後、さらに室温で1ヵ月間乾燥し、
透明で平滑な皮膜を得た。この試験体について粘着テー
プ(ニチバン(株)製、セロテープ(登録商標))を用
いてはく離試験を行い、はく離状態を観察した。
物について、下記の配合Bによって得られた塗料をワイ
ヤコータNo.50を用いて、硫酸アルマイト板に塗布
し、室温30日間乾燥させる。そのときの60度60度
鏡面反射率を初期光沢値として測定した(これをゼロ時
間とする。)。引き続きサンシャイン型ウエザオメータ
(スガ試験機(株)製、製品名:WELSUNDC)を
使用して暴露試験(降雨サイクル;12分/時間、ブラ
ックパネル温度60〜66℃)を行なった。暴露150
0時間後の60度60度鏡面反射率を光沢値を測定し、
初期光沢値で割ることで光沢保持率を算出した。 (配合B) 顔料ディスパージョン 水 82.5部 ポイズ530 注1 7.5部 トリポリリン酸ナトリウム の5%水溶液 7.5部 ダイセルHEC SP−600 注2 の3%水溶液 25.0部 ノプコ1497VD 注3 2.5部 タイペークCR−97 注4 375.0部 レットダウン 実施例、比較例のエマルジョンと 硬化剤との混合物(固形分換算) 460.0部 エチレングリコール モノブチルエーテル 60.0部 エチレングリコール モノ2−エチルヘキシルエーテル 10.0部 水 30.0部 ノプコ1497VD 1.0部 (注) 注1 分散剤:花王(株)製 注2 増粘剤:ダイセル化学工業(株)製 注3 消泡剤:サンノプコ(株)製 注4 ルチル型酸化チタン:石原産業(株)製 塗料化された皮膜の耐水性 配合Bの上記塗料をワイヤコーターNo.50を用い
て、硫酸アルマイト板に塗布し、室温で2時間乾燥し
た。さらに50℃で2日間乾燥させた後、40℃の水に
30日間浸漬しその状態を目視にて判定した。
製に関し、エマルジョン(1)の合成を行った。かくは
ん機、還流冷却器、滴下槽および温度計を取りつけた反
応容器に、メタクリル酸8部、ジアセトンアクリルアミ
ド3部、メタクリル酸メチル44部、アクリル酸ブチル
45部、水300部、スルホコハク酸ジエステルアンモ
ニウム塩(製品名:ラテムルS−180A、エチレン性
不飽和単量体と共重合可能な二重結合を分子中に持つも
の、花王(株)製)の20%水溶液20部を投入し、反
応容器中の温度を78℃に上げてから、過硫酸アンモニ
ウム0.5部を添加して1時間保つ。これによって第一
段階のシードラテックスが調製され、水素イオン濃度を
測定したところPH1.8であった。次に、メタクリル
酸32部、ジアセトンアクリルアミド12部、メタクリ
ル酸メチル176部、アクリル酸ブチル180部の混合
液と、水330部、ラテムルS−180Aの20%水溶
液20部、過硫酸アンモニウム1.0部の混合液とを反
応容器中へ別々の滴下槽より3時間かけて流入させる。
流入中は反応容器中の温度を80℃に保つ。流入が終了
してから反応容器中の温度を85℃にして6時間保つ。
室温まで冷却後、水素イオン濃度を測定したところ1.
8であった。水500部を添加後、25%アンモニア水
溶液を添加してPH8に調整してから100メッシュの
金網でろ過した。ろ過された凝集物の乾燥重量は全単量
体に対して0.02%と非常にわずかであった。得られ
たエマルジョンの固形分は30.0%であった。
製に関し、エマルジョン(2)の合成を行った。かくは
ん機、還流冷却器、滴下槽および温度計を取りつけた反
応容器に、水230部、ラテムルS−180Aの20%
水溶液5部を投入し、反応容器内を80℃とする。次
に、メタクリル酸10部、ジアセトンアクリルアミド1
5部、メタクリル酸メチル250部、アクリル酸ブチル
225部の混合液と、水400部、ラテムルS−180
Aの20%水溶液20部、過硫酸アンモニウム1.5部
の混合液とを反応容器中へ別々の滴下槽より4時間かけ
て流入させる。流入中は反応容器中の温度を80℃に保
つ。流入が終了してから反応容器中の温度を85℃にし
て6時間保つ。室温まで冷却後、水素イオン濃度を測定
したところ2.1であった。25%アンモニア水溶液を
添加してPH8に調整してから100メッシュの金網で
ろ過した。ろ過された凝集物の乾燥重量は全単量体に対
して0.15%と非常にわずかであった。得られたエマ
ルジョンの固形分は43.0%、平均粒子径1180Å
であった。
マルジョン(3)の合成を行った。かくはん機、還流冷
却器、滴下槽および温度計を取りつけた反応容器に、水
230部、ラテムルS−180Aの20%水溶液5部を
投入し、反応容器内を80℃とする。次に、メタクリル
酸8部、ジアセトンアクリルアミド12部、メタクリル
酸メチル200部、アクリル酸ブチル180部の混合液
と、水300部、ラテムルS−180Aの20%水溶液
16部、過硫酸アンモニウム1.2部の混合液とを反応
容器中へ別々の滴下槽より3時間かけて流入させる。流
入中は反応容器中の温度を80℃に保つ。流入後は反応
容器中の温度を80℃に保つ。続いて、メタクリル酸8
部、ジアセトンアクリルアミド3部、メタクリル酸メチ
ル44部、アクリル酸ブチル45部の混合液と、水10
0部、ラテムルS−180Aの20%水溶液4部、過硫
酸アンモニウム0.3部の混合液とを反応容器中へ別々
の滴下槽より1時間かけて流入させる。流入中は反応容
器中の温度を80℃に保つ。流入が終了してから反応容
器中の温度を85℃にして6時間保つ。室温まで冷却
後、水素イオン濃度を測定したところ1.8であった。
25%アンモニア水溶液を添加してPH8に調整してか
ら100メッシュの金網でろ過した。ろ過された凝集物
の乾燥重量は全単量体に対して0.15%と非常にわず
かであった。得られたエマルジョンの固形分は43.0
%、平均粒子径1240Åであった。
(4)の合成を行った。かくはん機、還流冷却器、滴下
槽および温度計を取りつけた反応容器に、メタクリル酸
8部、ジアセトンアクリルアミド3部、メタクリル酸メ
チル44部、アクリル酸ブチル45部、水300部、ラ
テムルS−180Aの20%水溶液20部を投入し、反
応容器中の温度を78℃に上げてから、過硫酸アンモニ
ウム0.5部を添加して1時間保つ。25%アンモニア
水溶液を添加してPH7にする。次に、メタクリル酸3
部、ジアセトンアクリルアミド12部、メタクリル酸メ
チル205部、アクリル酸ブチル180部の混合液と、
水330部、ラテムルS−180Aの20%水溶液20
部、過硫酸アンモニウム1.0部の混合液とを反応容器
中へ別々の滴下槽より3時間かけて流入させる。流入中
は反応容器中の温度を80℃に保つ。流入が終了してか
ら反応容器中の温度を85℃にして6時間保つ。室温ま
で冷却後、水素イオン濃度を測定したところ4.0であ
った。25%アンモニア水溶液を添加してPH8に調整
してから100メッシュの金網でろ過した。ろ過された
凝集物の乾燥重量は全単量体に対して0.02%と非常
にわずかであった。得られたエマルジョンの固形分は4
3.0%、平均粒子径1080Åであった。
製に関し、エマルジョン(5)の合成を行った。かくは
ん機、還流冷却器、滴下槽および温度計を取りつけた反
応容器に、水230部、ラテムルS−180Aの20%
水溶液5部を投入し、反応容器内を80℃とする。次
に、アクリル酸5部、ジアセトンアクリルアミド50
部、スチレン220部、アクリル酸2エチルヘキシル2
25部の混合液と、水400部、ラテムルS180Aの
20%水溶液20部、過硫酸アンモニウム1.5部の混
合液とを反応容器中へ別々の滴下槽より4時間かけて流
入させる。流入中は反応容器中の温度を80℃に保つ。
流入が終了してから反応容器中の温度を85℃にして6
時間保つ。室温まで冷却後、水素イオン濃度を測定した
ところ2.1であった。25%アンモニア水溶液を添加
してPH8に調整してから100メッシュの金網でろ過
した。ろ過された凝集物の乾燥重量は全単量体に対して
0.15%と非常にわずかであった。得られたエマルジ
ョンの固形分は43.0%、平均粒子径1180Åであ
った。
ポリイソシアネート化合物Aの合成を行った。イソホロ
ンジイソシアネート222部、ヘキサメチレンジイソシ
アネート168部、ビュレット化剤としての水2.4部
を、エチレングリーコルメチルエーテルアセテートとリ
ン酸トリメチルの1:1(重量比)の混合溶媒130部
に溶解し、反応温度160℃にて1.5時間反応させ
た。得られた反応液を薄膜蒸留缶を用いて、1回目は
1.0mmHg/160℃の条件下、2回目は0.1m
mHg/200℃の条件下にて2段階の処理により余剰
のイソホロンジイソシアネートおよびヘキサメチレンジ
イソシアネート、および溶媒を留去回収した。
イソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシ
アネートのコビュウレット型ポリイソシアネートであ
り、残存イソホロンジイソシアネートが0.7重量%、
残存ヘキサメチレンジイソシアネート0.1重量%、N
CO含有量は19.6重量%、粘度は20000(±3
000)mPa.s/40°、数平均分子量は約800
(±100)であり、平均NCO官能基数は約3.7で
あった。ポリイソシアネート化合物Aは酢酸エチルで7
9.6%の溶液とした。
行った。ヘキサメチレンジイソシアネート168部、ビ
ュレット化剤としての水1.5部を、エチレングリコー
ルメチルエーテルアセテートとリン酸トリメチルの1:
1(重量比)の混合溶媒130部に溶解し、反応温度1
60℃にて1時間反応させた。得られた反応液を薄膜蒸
留缶を用いて、1回目は1.0mmHg/160℃の条
件下、2回目は0.1mmHg/200℃の条件下にて
2段階の処理により余剰のヘキサメチレンジイソシアネ
ート、および溶媒を留去回収し、残留物を得た。
イソシアネートB(ヘキサメチレンジイソシアネートの
ビュウレット型ポリイソシアネート)および0.1重量
%の残存ヘキサメチレンジイソシアネートを含んでい
た。得られた残留物の粘度は1900(±200)mP
a.s/25°、数平均分子量は約600(±100)
であり、平均NCO官能基数は約3.3、NCO基含有
量は23.3重量%であった。
体の調製に関し、セミカルバジド系硬化剤及びその末端
封鎖体A1の合成を行った。還流冷却器、温度計および
撹拌装置を有する反応器にアセトン23部、参考例6で
得たポリイソシアネート化合物A(79.6%酢酸エチ
ル溶液、NCO基含量15.6重量%)23部、ポリオ
キシエチレンメチルエーテル(製品名:ユニオックスM
1000、日本油脂(株)製、水酸基価56.9のも
の)10部、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.0
01部を入れ60℃にて4時間反応した。次に還流冷却
器、温度計および撹拌装置を有する反応器に入れたアセ
トン421部にヒドラジン1水和物74部を撹拌しなが
ら30分かけて室温で添加した後更に1時間撹拌した。
この反応液に先に得られた反応物を40℃にて撹拌しな
がら1時間かけて添加しその後更に40℃にて4時間撹
拌した。その後1183部の水を30分かけて40℃で
添加しさらに30分撹拌を続けた。得られた反応液中の
アセトン、酢酸エチル、ヒドラジン、アセトンとヒドラ
ジンの反応物、水等を加熱減圧下に留去することにより
固形分25%のセミカルバジド系組成物の水分散体を得
た。
示す。得られたセミカルバジド組成物の水分散体50部
(固形分10部)にシクロヘキサノン100部を添加し
150rpmにて5時間振とうした後、10000rp
mにて10分間遠心分離を行った。下層の水相には親水
基としてポリオキシエチレンメチルエーテル基が導入さ
れたポリイソシアネートA骨格を有する親水性基含有化
合物が6.7部存在し、上層のシクロヘキサノン相には
ポリイソシアネートA骨格を有するセミカルバジド系硬
化剤及びその末端封鎖体が3.3部存在した。
行った。還流冷却器、温度計および撹拌装置を有する反
応器にテトラハイドロフラン22部、ポリイソシアネー
トA(79.6%酢酸エチル溶液、NCO基含量156
重量%)23部、ポリオキシエチレンメチルエーテル
(製品名:ユニオックスM1000、日本油脂(株)
製、水酸基価56.9のもの)10部、触媒としてジブ
チル錫ジラウレート0.001部を入れ60℃にて4時
間反応した。次に還流冷却器、温度計および撹拌装置を
有する反応器に入れたテトラハイドロフラン147部に
ヒドラジン1水和物7.3部を撹拌しながら30分かけ
て室温で添加した後更に1時間撹拌した。この反応液に
先に得られた反応物を10℃にて撹拌しながら1時間か
けて添加しその後更に40℃にて4時間撹拌した。その
後182部の水を30分かけて40℃で添加しさらに3
0分撹拌を続けた。得られた反応液中のテトラハイドロ
フラン、酢酸エチル、ヒドラジン、水等を加熱減圧下に
留去することにより固形分30%のセミカルバジド系硬
化剤の水分散体を得た。
示す。さらにセミカルバジド系硬化剤Bの合成を行っ
た。還流冷却器、温度計および撹拌装置を有する反応器
にイソプロピルアルコール1000部にヒドラジン1水
和物80部を撹拌しながら約30分かけて室温で添加し
た後、、ポリイソシアネートB(NCO基含量23.3
重量%)144部をテトラヒドロフラン576部に溶解
した溶液を10℃にて約1時間かけて添加し、さらに4
0℃にて3時間撹拌を続け、1000部の水を添加し
た。続いて得られた反応液中のイソプロピルアルコー
ル、ヒドラジン、テトラヒドロフラン、水等を加熱減圧
下に留去することにより168部のビウレット構造を有
するセミカルバジド誘導体を得た。このものの赤外線吸
収スペクトルを図3に示す。
5部と参考例1で合成したエマルジョン(2)75部と
を混合した後、参考例7で得たセミカルバジド系硬化剤
及びその末端封鎖体(A1)の固形分濃度30%の水分
散体10.5部を添加し、室温で30分混合した後、配
合A又は配合Bに従って配合物とした後、各試験に供し
た。その結果を表1に示す。
5部と参考例1で合成したエマルジョン(2)75部と
を混合した後、参考例7で得たセミカルバジド系硬化剤
(A2)の固形分濃度25%の水分散体10.5部を添
加し、室温で30分混合した後、配合A又は配合Bに従
って配合物とした後、各試験に供した。その結果を表1
に示す。
5部と参考例1で合成したエマルジョン(2)75部と
を混合した後、参考例7で得たセミカルバジド系硬化剤
(B)の固形分濃度25%の水分散体5.3部を添加
し、室温で30分混合し、配合A又は配合Bに従って配
合物とした後、各試験に供した。その結果を表1に示
す。
5部と参考例1で合成したエマルジョン(2)75部と
を混合した後、アジピン酸ジヒドラジドの5%水溶液1
24部を添加し、室温で30分混合した後、配合A又は
配合Bに従って配合物とした後、各試験に供した。その
結果を表1に示す。
00部に参考例7で得たセミカルバジド系硬化剤(B)
の固形分濃度25%の水分散体5.7部を添加し、室温
で30分混合し、配合A又は配合Bに従って配合物とし
た後、各試験に供した。その結果を表1に示す。
00部を、参考例7で得たセミカルバジド系硬化剤
(B)の固形分濃度25%の水分散体5.7部を添加
し、室温で30分混合し、配合A又は配合Bに従って配
合物とした後、各試験に供した。その結果を表1に示
す。
00部を、参考例7で得たセミカルバジド系硬化剤
(B)の固形分濃度25%の水分散体5.7部を添加
し、室温で30分混合し、配合A又は配合Bに従って配
合物とした後、各試験に供した。その結果を表1に示
す。
0部と参考例1で合成したエマルジョン(1)10部と
を混合した後、参考例7で得たセミカルバジド系硬化剤
(B)の固形分濃度25%の水分散体18部を添加し、
室温で30分混合し、配合A又は配合Bに従って配合物
とした後、各試験に供した。その結果を表2に示す。
00部に参考例7で得たセミカルバジド系硬化剤(B)
の固形分濃度25%の水分散体19部を添加し、室温で
30分混合し、配合A又は配合Bに従って配合物とした
後、各試験に供した。その結果を表2に示す。
は一液で保存かつ使用でき、その皮膜は架橋密度が高く
強靭で耐熱性、耐薬品性、耐水性、耐候性、密着性、初
期光沢、光沢保持性等に優れており、かつ比較的低温で
得ることができる。従って、塗料、建材の下地処理材又
は仕上げ材、接着剤、感圧性粘着剤、紙加工剤、又は編
織布の仕上げ剤等の各種用途に有用である。
図である。
ル図である。
ル図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 ポリカルボニル化合物と、多官能セミカ
ルバジド系硬化剤及び/又はその末端封鎖体〔A〕を含
む架橋型水性エマルジョン組成物であって、該ポリカル
ボニル化合物が、分子中に少なくとも1個のアルド基ま
たはケト基を有するエチレン性不飽和単量体0.5重量
%以上とカルボン酸基含有不飽和単量体を含む単量体混
合物を重合して得られる酸価が25mgKOH/g以上
であるカルボニル基含有共重合体〔B〕を含む架橋型水
性エマルジョン組成物。 - 【請求項2】 多官能セミカルバジド系硬化剤がポリイ
ソシアネート化合物から誘導されたものである請求項1
に記載の架橋型水性エマルジョン組成物。 - 【請求項3】 多官能セミカルバジド系硬化剤が下式
(1)で表される請求項2に記載の架橋型水性エマルジ
ョン組成物。 【化1】 (式中、R1 は、直鎖状又は分岐状の炭素数2〜20の
アルキレンジイソシアネート、置換されていないか或い
は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜8のアルコ
キシ基又は炭素数1〜6のアルキレン基で置換されてい
る炭素数5〜20のシクロアルキレンジイソシアネー
ト、置換されていないか或いは炭素数1〜18のアルキ
ル基又は炭素数1〜8のアルコキシ基で置換されている
炭素数6〜20のアリーレンジイソシアネート、及び置
換されていないか或いは炭素数1〜18のアルキル基又
は炭素数1〜8のアルコキシ基で置換されている炭素数
8〜20のアラルキレンジイソシアネートからなる群か
ら選ばれる少なくとも一種のジイソシアネートの3量体
〜20量体オリゴマーに由来する、末端イソシアネート
基を有さないポリイソシアネート残基、もしくはR
1 は、炭素数1〜8のイソシアナトアルキル基で置換さ
れている炭素数2〜20のアルキレンジイソシアネート
に由来する、末端イソシアネート基を有さないトリイソ
シアネート残基を表す。R2 は、直鎖状又は分岐状の炭
素数2〜20のアルキレン基、炭素数5〜20のシクロ
アルキレン基、もしくは置換されていないか或いは炭素
数1〜18のアルキル基又は炭素数1〜8のアルコキシ
基で置換されている炭素数6〜10のアリーレン基を表
す。各R3 は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数
1〜20のアルキル基を表す。nは0又は1である。l
及びmは、各々独立して0または正の整数であり、ただ
し3≦(l+m)≦20である。) - 【請求項4】 ポリカルボニル化合物が、カルボニル基
含有共重合体〔B〕とポリカルボニル重合組成物〔C〕
を含む組成物であって、該ポリカルボニル重合組成物
〔C〕が、分子中に少なくとも1個のアルド基またはケ
ト基を有するエチレン性不飽和単量体0.5重量%以上
とその他の不飽和単量体を含む単量体混合物を重合させ
た酸価が25mgKOH/g未満の水性エマルジョン組
成物である請求項1に記載の架橋型水性エマルジョン組
成物。 - 【請求項5】 ポリカルボニル化合物が、ポリカルボニ
ル重合組成物〔C〕と単量体混合物の存在下において、
カルボニル基含有共重合体〔B〕を重合形成させた水性
エマルジョン組成物〔D〕である請求項4に記載の架橋
型水性エマルジョン組成物。 - 【請求項6】 ポリカルボニル化合物が、水性媒体中に
おいてアルカリにより少なくとも一部を可溶化したカル
ボニル基含有共重合体〔B〕と単量体混合物の存在下、
ポリカルボニル重合組成物〔C〕を重合形成させた水性
エマルジョン組成物〔E〕である請求項4に記載の架橋
型水性エマルジョン組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32412896A JP3871386B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 架橋型水性エマルジョン組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32412896A JP3871386B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 架橋型水性エマルジョン組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10158523A true JPH10158523A (ja) | 1998-06-16 |
JP3871386B2 JP3871386B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=18162466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32412896A Expired - Fee Related JP3871386B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 架橋型水性エマルジョン組成物 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3871386B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001072952A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-21 | Showa Highpolymer Co Ltd | 紙工用接着剤及びその製法 |
-
1996
- 1996-12-04 JP JP32412896A patent/JP3871386B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2001072952A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-21 | Showa Highpolymer Co Ltd | 紙工用接着剤及びその製法 |
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