JP6993245B2 - ナノセルロース分散組成物及び塗料組成物 - Google Patents
ナノセルロース分散組成物及び塗料組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6993245B2 JP6993245B2 JP2018006521A JP2018006521A JP6993245B2 JP 6993245 B2 JP6993245 B2 JP 6993245B2 JP 2018006521 A JP2018006521 A JP 2018006521A JP 2018006521 A JP2018006521 A JP 2018006521A JP 6993245 B2 JP6993245 B2 JP 6993245B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- nanocellulose
- group
- meth
- amino group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
Description
しかしながら、これらの分散剤は、セルロース繊維の分散性と貯蔵安定性のバランスがまだ十分でない場合があった。
項1.酸基含有ナノセルロース(A)、アミノ基含有分散剤(B)、及び溶媒(C)を含有することを特徴とするナノセルロース分散組成物。
項2.酸基含有ナノセルロース(A)が、カルボキシル基含有ナノセルロース(A-1)、スルホン酸基含有ナノセルロース(A-2)、ホスホノ基含有ナノセルロース(A-3)からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする前記項1に記載のナノセルロース分散組成物。
項3.アミノ基含有分散剤(B)が、ポリカプロラクトン鎖を有するアミノ基含有分散剤(B-1)及び/又はアミノ基含有アクリル樹脂(B-2)であることを特徴とする前記項1又は2に記載のナノセルロース分散組成物。
項4.アミノ基含有アクリル樹脂(B-2)が、アミノ基含有セグメント及びその他のセグメントを有するブロック共重合体であることを特徴とする前記項3に記載のナノセルロース分散組成物。
項5.アミノ基含有アクリル樹脂(B-2)の重量平均分子量が1,000~100,000であることを特徴とする前記項3又は4に記載のナノセルロース分散組成物。
項6.酸基含有ナノセルロース(A)の酸価が1mgKOH/g以上、かつアミノ基含有分散剤(B)のアミン価が1mgKOH/g以上であり、酸基含有ナノセルロース(A)の酸基とアミノ基含有分散剤(B)のアミノ基との当量比が、1.0:0.1~0.1:1.0の範囲内であることを特徴とする前記項1~5のいずれか1項に記載のナノセルロース分散組成物。
項7.前記項1~6のいずれか1項に記載のナノセルロース分散組成物、水酸基含有樹脂(D)、及び硬化剤(E)を含有することを特徴とする塗料組成物。
項8.塗料組成物中に、酸基含有ナノセルロース(A)が、樹脂固形分を基準として、0.01~10質量%含有することを特徴とする前記項7に記載の塗料組成物。
項9.塗料組成物中に、アミノ基含有分散剤(B)が、樹脂固形分を基準として、0.01~10質量%含有することを特徴とする前記項7又は8に記載の塗料組成物。
項10.水酸基含有樹脂(D)が、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エポキシ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする前記項7~9のいずれか1項に記載の塗料組成物。
項11.硬化剤(E)が、メラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする前記項7~10のいずれか1項に記載の塗料組成物。
項12.顔料を含有することを特徴とする前記項7~11のいずれか1項に記載の塗料組成物。
項13.前記項7~12に記載の塗料組成物を被塗物上に塗布して得られる塗装物品。
なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含むものとして理解されるべきである。
本件発明のナノセルロース分散組成物は、酸基含有ナノセルロース(A)、アミノ基含有分散剤(B)、及び溶媒(C)を含有する組成物であり、アミノ基含有分散剤(B)によって溶媒(C)中で酸基含有ナノセルロース(A)が安定に存在することができる。
本発明で使用することができる酸基含有ナノセルロース(A)は、例えば、酸基〔カルボキシル基(COOH)、スルホン酸基(SO3H)、ホスホノ基(PO3H2)〕等の酸基が結合しているナノセルロースであり、カルボキシル基含有ナノセルロース(A-1)、スルホン酸基含有ナノセルロース(A-2)、ホスホノ基含有ナノセルロース(A-3)からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、カルボキシル基含有ナノセルロース(A-1)及び/又はスルホン酸基含有ナノセルロース(A-2)であることがより好ましい。
スルホン酸基含有ナノセルロース(A-2)の製造方法としては、それ自体既知の方法を用いることができ、具体的には、例えば、(ナノ)セルロースを原料として、過ヨウ素酸ナトリウムで処理した後、亜硫酸水素ナトリウムを用いてスルホン化反応を起こすことによって得ることができる。
本発明に用いられる酸基含有ナノセルロース(A)の原料であるナノセルロースとしては、セルロース繊維を含む材料(例えば、木材パルプ等)をナノサイズレベルまで解きほぐした(解繊処理した)セルロースであり、具体的には、例えば、セルロースナノファイバー(CNF)、セルロースナノクリスタル(CNC)、CNFとCNCの複合体からなる群から選ばれる少なくとも1種を挙げることができる。特に、CNF及び/又はCNCを用いることが好ましい。
本件発明で用いることができるアミノ基含有分散剤(B)としては、アミノ基を有する化合物であり、分子量としては重量平均分子量が100以上のものが好ましく、500以上のものがより好ましい。具体的な例としては、例えば、ポリカプロラクトン鎖を有するアミノ基含有分散剤(B-1)及び/又はアミノ基含有アクリル樹脂(B-2)が挙げられる。
アミノ基含有分散剤(B)がアミノ基を含有することにより、酸基含有ナノセルロース(A)の酸基との相互作用が起こり、組成物中において酸基含有ナノセルロース(A)の分散性及び安定性が向上するものと考えられる。
ポリカプロラクトン鎖を有するアミノ基含有分散剤(B-1)としては、例えば、1価以上のアミノ基と1価以上のアルコールを有する化合物を開始剤、錫系化合物を触媒として、ε-カプロラクトンを開環重合することによって得ることができる。
アミノ基含有アクリル樹脂(B-2)はアミノ基を有するアクリル樹脂であり、有機溶剤の存在下で、アミノ基を有する重合性不飽和モノマーとその他の重合性不飽和モノマーを構成モノマー成分として共重合することにより合成することができる。
重合は、一般に1~10時間程度行うことができる。各段階の重合の後に必要に応じて重合開始剤を滴下しながら反応槽を加熱する追加触媒工程を設けてもよい。
[(1)ニトロキシド化合物系ラジカル重合法]
上記ニトロキシド化合物系ラジカル重合法は、ニトロキシド化合物等の安定ラジカル化合物を生長ラジカルの捕捉剤として用いて、生長末端が可逆的にドーマント種と炭素ラジカル種の状態になることができるように制御するリビングラジカル重合の方法であり、NMP(Nitroxide Mediated Living Radical Polymerization)と表現されることもある。上記ニトロキシド化合物系ラジカル重合法は、特開平6-199916号公報、特表2005-534712号公報、マクロモレキュールズ(Macromolecules)、1994年、第27巻、7228頁、等に記載の公知の方法を挙げることができる。
[(2)原子移動ラジカル重合法]
上記原子移動ラジカル重合法は、ハロゲン原子を成長末端の炭素ラジカルに付加させ、この結合したハロゲン原子に金属錯体を作用させて成長末端の炭素ラジカルの可逆的な生成を可能とする方法であり、ATRP(Atom Transfer Radical Polymerization)と表現されることもある。上記原子移動ラジカル重合法は、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサエティ(J.Am.Chem.Soc.)、1995年、第117巻、5614頁;マクロモレキュールズ(Macromolecules)、1995年、第28巻、7901頁;サイエンス(Science)、1996年、第272巻、866頁;又はマクロモレキュールズ(Macromolecules)、1995年、第28巻、1721頁、等に記載の公知の方法を挙げることができる。
[(3)可逆的付加解裂型連鎖移動重合法]
上記可逆的付加解裂型連鎖移動重合法は、ジチオエステル化合物、トリチオカーボネート化合物等のチオカルボニルチオ化合物を、生長ラジカル(X)と付加解裂型連鎖移動反応させ、生長末端をドーマント種の状態とし、他の生長ラジカル(Y)が上記生長末端に付加することにより生長ラジカル(X)が再生し、次いで、生長ラジカル(Y)がドーマント種の状態になるようなリビングラジカル重合法であり、RAFT(Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer Radical Polymerization)と表現されることもある。上記可逆的付加解裂型連鎖移動重合法としては、例えば、国際公開第98/58974号、同第98/01478号、Aust.J.Chem.,2005年、58巻、379頁~410頁、Polymer、2007年、48巻、1頁等に記載の公知の方法を挙げることができる。
また、特開平7-002954号公報に開示されている2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテンを可逆的付加開裂型連鎖移動剤として用いたラジカル重合により得られる重合体、特公平6-23209号公報、特公平7-35411号公報等に開示されているコバルト錯体を用いた触媒的連鎖移動重合法(Catalytic Chain Transfer Polymerization)により得られる重合体又は特開2000-80288号公報に開示されている高温ラジカル重合により得られる重合体は、何れも生長末端に可逆的付加解裂連鎖移動反応することの可能な不飽和基を有しており、これらの重合体をリビングポリマーとして用いても良い。
[(4)有機テルル系リビングラジカル重合法]
上記有機テルル系リビングラジカル重合法は、有機テルル化合物を用いたリビングラジカル重合法である。当該重合法として、国際公開第2004/014962号、特開2006-299278号公報、特開2008-247919号公報等に記載の公知の方法を挙げることができる。
[(5)ヨウ素化合物系リビングラジカル重合法]
ヨウ素化合物系リビングラジカル重合法は、ヨウ素原子を成長末端の炭素ラジカルに付加させ、この結合したヨウ素原子に触媒を作用させて成長末端の炭素ラジカルの可逆的な生成を可能とする方法である。当該重合法として、特開2007-92014号公報、Polymer,2008年,49巻,24号,5177頁等に記載された公知の方法を挙げることができる。
本発明においては、アミノ基を有する重合性不飽和モノマーを含む共重合体セグメントをアミノ基含有セグメント、アミノ基を実質的に含まないセグメントをその他のセグメントとする。
CH2=C(R1)COO(CnH2nO)m-R2 ・・・式(3)
〔式中、R1は水素原子またはCH3を表し、R2は水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、mは4~60、特に4~55の整数であり、nは2~3の整数であり、ここで、m個のオキシアルキレン単位(CnH2nO)は同じであっても又は互いに異なっていてもよい。〕
上記ポリアルキレングリコールマクロモノマーの製品としては、MPEG2000MA(商品名、エボニックデグサジャパン社製、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、分子量約2,000、50%水希釈品)などが挙げられる。
ブロック共重合において、段階(重合体ブロック)の数が多すぎると生産性が低下するので、段階の数は5以下、好ましくは3以下とすることが好ましい。
なお、上記ブロック共重合体の重合において、前段の重合反応での未反応残存モノマーは、極力少なくすることが好ましいが、未反応残存モノマーが次段の重合時に存在することとなっても、未反応残存モノマーを分離することなく、次段の重合反応を行うことができる。
また、上記方法においては、製造時における重合反応の連鎖移動性の低下を抑制する観点から、各重合体ブロックを構成する重合性不飽和モノマーの50モル%以上がメタクリロイル基を有する重合性不飽和モノマーであることが好ましい。
上記において、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテンの使用量は、特に限定されるものではないが、通常、最初の反応における重合体ブロックを構成するモノマー成分(前記の第1のモノマー成分)の総量に対して、1~50質量%、好ましくは2~30質量%の範囲内であることが重合反応性の向上の観点から好ましい。
ブロック共重合により合成されたアミノ基含有セグメント及びその他のセグメントを有するブロック共重合体において、該共重合体が、共重合体セグメント(A)及び共重合体セグメント(B)からなるABブロック共重合体である場合、該ブロック共重合体を構成する全モノマーの総量を基準として、共重合体セグメント(A)を構成する重合性不飽和モノマーの総量(M1)と、共重合体セグメント(B)を構成する重合性不飽和モノマーの総量(M2)とは、(M1)が、5~95質量%、好ましくは10~90質量%、(M2)が、5~95質量%、好ましくは10~90質量%であることが、本発明の酸基含有ナノセルロースの分散安定性の観点から好ましい。また(M1)/(M2)=1/19~19/1、好ましくは1/10~10/1の範囲内であることが好ましい。
本発明で用いることができる溶媒としては、特に制限はなく、水や有機溶剤、またはその混合物などを挙げることができる。
なかでも、ナノセルロースの安定性の観点から、溶媒(C)のSP値が、8.7以上であることが好ましく、9.0~24.0の範囲内であることがより好ましく、10.4~23.4の範囲内であることが更に好ましい。
溶媒の溶解性パラメーターは、J.BrandrupおよびE.H.Immergut編“Polymer Handbook” VII Solubility Parament Values,pp519-559(John Wiley& Sons社、第3版1989年発行)に記載される方法に従って求めることができる。2種以上の溶媒を組合せて混合溶媒として用いる場合、その溶解性パラメーターは、実験的に求めることができ、また、簡便な方法として、個々の液状溶媒のモル分率と溶解性パラメーターとの積の総和により求めることもできる。
また、樹脂の溶解性パラメーターは、当業者に公知の濁度測定法をもとに数値定量化されるものであり、具体的には、K.W.SUH、J.M.CORBETTの式(Journal of Applied Polymer Science,12,2359,1968)に準じて求めることができる。
本件発明の塗料組成物としては、上記ナノセルロース分散組成物、水酸基含有樹脂(D)、及び硬化剤(E)を含有する塗料組成物であり、熱によって硬化する熱硬化型塗料組成物であることが好ましい。
水酸基含有樹脂(D)としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリケート樹脂、塩素系樹脂、フッ素系樹脂、及びこれらの複合樹脂などが挙げられ、これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。
なかでも、水酸基含有アクリル樹脂(D-1)及び/又は水酸基含有ポリエステル樹脂(D-2)を含有することが好ましい。
本発明の塗料組成物に用いることができる水酸基含有アクリル樹脂(D-1)は、水酸基を有するアクリル樹脂であり、水酸基を有する重合性不飽和モノマーとその他の重合性不飽和モノマーを構成モノマー成分として共重合することにより合成することができる。
前述のアミノ基含有アクリル樹脂(B-2)は、あらかじめ酸基含有ナノセルロース(A)と混合してナノセルロース分散組成物を製造するための分散剤であり、該水酸基含有アクリル樹脂(D-1)は、ナノセルロース分散組成物と混合して塗料を製造し、塗装して得られた塗膜の主要な構成成分である。
本発明の塗料組成物に用いることができる水酸基含有ポリエステル樹脂(D-2)は、酸成分とアルコール成分のエステル化反応及び/又はエステル交換反応によって製造することができる。
また、必要に応じて、芳香族モノカルボン酸、脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸などを使用することもできる。
また、水酸基含有ポリエステル樹脂(D-2)の水酸基価としては、得られる塗膜の硬化性の観点から、通常20~300mgKOH/gであり、好ましくは30~250mgKOH/g、さらに好ましくは40~180mgKOH/gの範囲内であることが好適である。
硬化剤(E)としては、例えば、メラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物等が挙げられ、これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。なかでも、メラミン樹脂(E-1)及び/又はブロック化ポリイソシアネート化合物(E-2)が好ましい。
上記メラミン樹脂(E-1)としては、それ自体既知のものを特に制限なく用いることができるが、特に、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をメチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したメチルエーテル化メラミン樹脂、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をブチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したブチルエーテル化メラミン樹脂、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をメチルアルコール及びブチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したメチル-ブチル混合エーテル化メラミン樹脂が好ましい。
上記ブロック化ポリイソシアネート化合物(E-2)は、ポリイソシアネート化合物とイソシアネートブロック剤とのほぼ化学理論量での付加反応生成物である。ブロック化ポリイソシアネート化合物(E-2)で使用されるポリイソシアネート化合物としては、公知のものを特に制限なく使用することができ、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン-2,2’-ジイソシアネート、ジフェニルメタン-2,4’-ジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、クルードMDI[ポリメチレンポリフェニルイソシアネート]、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、テトラメ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、メチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの芳香族、脂肪族又は脂環族ポリイソシアネート化合物;これらのポリイソシアネート化合物の環化重合体又はビゥレット体;又はこれらの組合せを挙げることができる。
なかでも、解離温度と塗料安定性の観点から、アルコール系化合物、ピラゾール系化合物、オキシム系化合物、及びラクタム系化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。
本発明の塗料組成物は、上記成分(A)~(E)の成分に加え、必要に応じて、顔料分散ペースト、水や有機溶剤などの溶媒、中和剤、界面活性剤、表面調整剤、増粘剤、沈降防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、触媒、可塑剤などを含有することができる。
本発明の塗料組成物を用いた塗膜形成方法としては、刷毛塗り、ローラー塗装、ディッピング塗装、バーコーダー塗装、アプリケーター塗装、カーテン塗装、スプレー塗装、回転霧化塗装、電着塗装など、公知の塗装方法を特に制限なく用いることができる。
乾燥重量で1g相当分の針葉樹漂白クラフトパルプ、10mmolの次亜塩素酸ナトリウム、0.1g(1mmol)の臭化ナトリウム、0.16g(1mmol)のTEMPO(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル)を100mLの水に分散させ、室温で4時間穏やかに攪拌し、蒸留水で洗浄・水洗することで、TEMPO触媒酸化パルプ(酸化セルロース)を得た。その後、未乾燥のTEMPO触媒酸化パルプに蒸留水を加え、固形分濃度0.1%の水懸濁液を調製した。そして、懸濁液に、ミキサーで1分間、超音波処理で2分間の解繊処理を施すことで、セルロースナノファイバー水分散液とした。その後、セルロースナノファイバー水分散液から、遠心分離(12000g)により未解繊成分を取り除いた。以上により、透明な液体である固形分濃度0.1%のセルロースナノファイバー水分散液を得た。
次に、セルロースナノファイバー水分散液100mLに対して、1M塩酸を加えpHを
1に調節し、1mLを攪拌しながら加えた後、60分間攪拌を継続した。その後、ゲル化したセルロースナノファイバーを遠心分離(12000g)により回収した後、1M塩酸にて回収したセルロースナノファイバーのゲルを洗浄し、その後蒸留水で洗浄した。以上の工程により、セルロース表面のカルボキシル基は、90%以上がカルボン酸型に置換されていた。
次に、回収したセルロースナノファイバーのゲルにイソプロパノールを加えてゲル分散液〔固形分濃度0.1%(g/mL)程度〕とし、続いて遠心分離(12000g)により回収する工程を5回繰り返すことで、セルロースナノファイバーをイソプロパノールで溶媒置換し、最終の固形分濃度を1.0質量%に調整して、酸価約80mgKOH/gのカルボキシル基を含有するナノセルロース(A-1)溶液を作成した。
製造例2 スルホン酸基含有ナノセルロース溶液の製造
Celluforce NCC(商品名、Celluforce社製、スルホン酸ナトリウム塩型ナノセルロースクリスタル)をイオン交換することによって、未中和のスルホン酸基含有ナノセルロース水分散液を得た。即ち、まず、マグネチックスターラーで攪拌した脱イオン水に対し、固形分濃度4.0%となるようにナノセルロース粉末を徐々に添加後、2時間攪拌を継続することで、ナノセルロースクリスタル水分散液を得た。次に、アンバージェット1020(商品名、オルガノ(株)製、陽イオン交換樹脂)を用いてバッチ法によりイオン交換を行った。イソプロパノールへの溶媒置換を行い、最終の固形分濃度を4.0質量%に調整して、酸価約14mgKOH/gのスルホン酸基を含有するナノセルロース(A-2)溶液を作成した。
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器、窒素導入管を備えた4つ口反応容器に、N,N-ジメチルヘキサノールアミン7.3部、ε-カプロラクトン96.9部、及びジブチル錫ジラウレート0.1部を加えた。次いで、反応容器内の気相中に窒素を導入し、攪拌しながら180℃に昇温した。昇温後、180℃で8時間攪拌して熟成を行なうことにより、アミン価約27mgKOH/g、有効成分100%のアミノ基含有ポリカプロラクトン(B-1)を得た。不揮発分測定から計算した重合率は99%であり、GPC測定結果から重量平均分子量は5,200であった。
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器、窒素導入管を備えた4つ口反応容器に、エチレングリコールモノブチルエーテル15部を配合し、窒素気流中で撹拌して160℃に達してから下記モノマー混合物1を3時間かけて滴下し、160℃で1時間熟成した。
<モノマー混合物1>
2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン 1.3部
2-ヒドロキシメタクリレート 1.4部
ジメチルアミノエチルメタクリレート 12.3部
トリゴノックス201(注1) 1.0部
続いて、温度を110℃に下げ、下記モノマー混合物2を3時間かけて滴下し、110℃で1時間熟成した。
<モノマー混合物2>
n-ブチルメタクリレート 43.8部
MPEG400MA(注2) 42.5部
エチレングリコールモノブチルエーテル 10.0部
2,2´アゾビス(2-メチルブチロニトリル) 1.0部
その後、エチレングリコールモノブチルエーテル20部及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.5部の触媒混合溶液を1時間かけて滴下し、110℃で1時間熟成した後、固形分濃度50%となるようにエチレングリコールモノブチルエーテルで調整して、アミン価約43mgKOH/g、重量平均分子量20,000のアミノ基含有アクリル樹脂(ブロック共重合体)(B-2)溶液を得た。
(注1)トリゴノックス201:商品名、化薬アクゾ(株)製、ラジカル重合開始剤。
(注2)MPEG400MA:メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、数平均分子量400。
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器、窒素導入管を備えた4つ口反応容器に、エチレングリコールモノブチルエーテル40部を配合し、窒素気流中で撹拌して100℃に達してから下記モノマー混合物を3時間かけて滴下し、100℃で1時間熟成した。
<モノマー混合物>
n-ブチルメタクリレート 43.8部
2-ヒドロキシメタクリレート 1.4部
ジメチルアミノエチルメタクリレート 12.3部
MPEG400MA(注2) 42.5部
エチレングリコールモノブチルエーテル 40.0部
2,2´アゾビス(2-メチルブチロニトリル) 1.0部
その後、エチレングリコールモノブチルエーテル20部及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.5部の触媒混合溶液を1時間かけて滴下し、100℃で1時間熟成した後、固形分濃度50%となるようにエチレングリコールモノブチルエーテルで調整して、アミン価約43mgKOH/g、重量平均分子量20,000のアミノ基含有アクリル樹脂(ランダム共重合体)(B-3)溶液を得た。
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器、窒素導入管を備えた4つ口反応容器に、エチレングリコールモノブチルエーテル40部を配合し、窒素気流中で撹拌して100℃に達してから下記モノマー混合物を3時間かけて滴下し、100℃で1時間熟成した。
<モノマー混合物>
n-ブチルメタクリレート 43.8部
2-ヒドロキシメタクリレート 13.7部
MPEG400MA(注2) 42.5部
エチレングリコールモノブチルエーテル 40.0部
2,2´アゾビス(2-メチルブチロニトリル) 1.0部
その後、エチレングリコールモノブチルエーテル20部及び2,2´アゾビス(2-メチルブチロニトリル0.5部の触媒混合溶液を1時間かけて滴下し、100℃で1時間熟成した後、固形分濃度50%となるようにエチレングリコールモノブチルエーテルで調整して、アミン価0mgKOH/g、重量平均分子量20,000のアクリル樹脂(ランダム共重合体)(B-4)溶液を得た。
製造例3のアミノ基含有ポリカプロラクトン1.5部及びイソプロパノール48.5部を混合し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT25)で撹拌しながら製造例1のナノセルロース(A-1)50.0部(固形分0.5部)を徐々に添加した。続いて15,000rpmで30分撹拌して2.0%のナノセルロース分散組成物(X-1)溶液を得た。
下記表1に記載する以外は実施例1と同様にして、実施例2~6及び比較例1~7のナノセルロース分散組成物(X-2)~(X-13)を得た。なお、表中の固形分になるようにイソプロパノールの量で調整を行っている。
また、後述する方法で分散性(溶液状態)の評価試験を行ったので表中に評価結果を示す。評価としてはA~Bが合格であり、C~Dが不合格である。
(注4)Celluforce NCC:商品名、Celluforce社製、スルホン酸ナトリウム塩型ナノセルロースクリスタル。
尚、表中の配合量は固形分(有効成分)の値である。
<分散性>
得られたナノセルロース分散組成物溶液を密封した100mlの試験管に入れ、製造1時間後の分散性(溶液状態)を観察した。
A:透明であり、分散性は非常に良好である。
B:若干の濁りが見られる。分散性はやや良好である。
C:濁りが見られ、壁面に若干のブツがある。分散性はやや悪い。
D:壁面に多数のブツがあり、沈降物もある。分散性は非常に悪い。
実施例及び比較例で得られたナノセルロース分散組成物溶液を用いて塗料組成物及び塗装物品(被塗物上の複層塗膜)を製造した。実施例のナノセルロース分散組成物(X-1)~(X-6)を用いた塗料組成物及び塗装物品は良好な性能が得られたが、比較例のナノセルロース分散組成物(X-7)~(X-13)を用いた塗料組成物及び塗装物品に関しては、ナノセルロース分散組成物自体の分散性(溶液状態)が悪かったため塗料組成物においてもブツが発生し、塗膜(塗装物品)の仕上がり性が低下した。
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン174部、ネオペンチルグリコール327部、アジピン酸352部、イソフタル酸109部及び1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物101部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、生成した縮合水を水分離器により留去させながら230℃で保持し、酸価が3mgKOH/g以下となるまで反応させた。この反応生成物に、無水トリメリット酸59部を添加し、170℃で30分間付加反応を行った後、50℃以下に冷却し、2-(ジメチルアミノ)エタノールを酸基に対して当量添加し中和してから、脱イオン水を徐々に添加することにより、固形分濃度45%、pH7.2の水酸基含有ポリエステル樹脂溶液を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、酸価が35mgKOH/g、水酸基価が128mgKOH/g、数平均分子量が1,480であった。
温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器及び滴下装置を備えた反応容器に脱イオン水145部、Newcol562SF(商品名、日本乳化剤社製、ポリオキシエチレンアルキルベンゼンスルホン酸アンモニウム、有効成分60%)1.2部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温した。次いで下記モノマー乳化物1のうちの全量の1%及び3%過硫酸アンモニウム水溶液5.2部を反応容器内に導入し80℃で15分間保持した。その後、残りのモノマー乳化物1を3時間かけて反応容器内に滴下し、滴下終了後1時間、熟成を行なった。その後、下記のモノマー乳化物2を2時間かけて滴下し、1時間熟成した後、1.5%ジメチルエタノールアミン水溶液89部を反応容器に徐々に加えながら30℃まで冷却し、100メッシュのナイロンクロスで濾過しながら排出し、平均粒子径100nm、酸価約31mgKOH/g、水酸基価約22mgKOH/gの水酸基含有アクリル樹脂分散溶液(固形分25%)を得た。
<モノマー乳化物2>脱イオン水39部、メチルメタクリレート15.4部、n-ブチルアクリレート2.9部、ヒドロキシエチルアクリレート5.9部、メタクリル酸5.1部及びNewcol562SF 0.5部を混合攪拌して、モノマー乳化物2を得た。
実施例1Y
製造例7で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液56部(樹脂固形分25部)、「JR-806」(商品名、テイカ社製、ルチル型二酸化チタン)60部、「カーボンMA-100」(商品名、三菱化学社製、カーボンブラック)1部、「バリエースB-35」(商品名、堺化学工業社製、硫酸バリウム粉末、平均一次粒子径0.5μm)15部、「MICRO ACE S-3」(商品名、日本タルク社製、タルク粉末、平均一次粒子径4.8μm)3部及び脱イオン水5部を混合し、2-(ジメチルアミノ)エタノールでpH8.0に調整した後、ペイントシェーカーで30分間分散して顔料分散ペーストを得た。
次に、上記顔料分散ペースト140部、製造例7で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液51部(樹脂固形分23部)、製造例8で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液80部(樹脂固形分20部)、及びメラミン樹脂(メチル-ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、固形分80%、重量平均分子量800)40部(樹脂固形分32部)を均一に混合した。
次に、得られた混合物に、実施例1のナノセルロース分散組成物(X-1)25部(固形分0.5部)、「UH-752」(商品名、ADEKA社製、ウレタン会合型増粘剤)1部、2-(ジメチルアミノ)エタノール、及び脱イオン水を添加し、pH8.0、固形分濃度40%の水性中塗塗料組成物(Y-1)を得た。
実施例1Yで用いたナノセルロース分散組成物(X-1)を実施例2~6及び比較例1~7で得られたナノセルロース分散組成物(X-2)~(X-13)に変更する以外は実施例1Yと同様に製造して、水性中塗塗料組成物(Y-2)~(Y-13)を得た。なお、ナノセルロースの固形分が実施例1Yと同じになるように配合を調整した。
実施例1Z
リン酸亜鉛化成処理を施した冷延鋼板に、エレクロンGT-10(商品名、関西ペイント社製、カチオン電着塗料)を乾燥膜厚20μmとなるように電着塗装し、170℃で30分間加熱して硬化させた後、実施例1Yで得られた水性中塗塗料組成物(Y-1)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化膜厚30μmとなるように静電塗装し、10分間放置後、80℃で10分間プレヒートを行なった。次いで、上記未硬化塗膜上に、「WBC-713T No.1F7」(商品名、関西ペイント社製、アクリルメラミン樹脂系水性ベース塗料、シルバー塗色)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化膜厚15μmとなるように静電塗装し、10分間放置後、80℃で10分間プレヒートを行なった。10分間放置後、上記未硬化塗膜上に、「マジクロンKINO-1210」(商品名、関西ペイント社製、アクリル樹脂系溶剤型上塗りクリヤー塗料)を硬化膜厚が35μmとなるように静電塗装し、クリヤー塗膜を形成した。10分間放置した後、140℃で30分間加熱して複層塗膜を有する塗装物品(Z-1)を作製した。
実施例1Zで用いた水性中塗塗料組成物(Y-1)を実施例2Y~6Y及び比較例1Y~7Yで得られた水性中塗塗料組成物(Y-2)~(Y-13)に変更する以外は実施例1Zと同様に製造して、塗装物品(Z-2)~(Z-13)を得た。
Claims (6)
- 酸基含有ナノセルロース(A)、アミノ基含有分散剤(B)、及び溶媒(C)を含有するナノセルロース分散組成物と、水酸基含有樹脂(D)と、硬化剤(E)と、顔料とを含有することを特徴とする塗料組成物であって、
前記顔料が、着色顔料、防錆顔料及び体質顔料の1種以上であり、
前記アミノ基含有分散剤(B)が、重量平均分子量100以上、かつポリカプロラクトン鎖を有するアミノ基含有分散剤(B-1)及び/又はアミノ基含有アクリル樹脂(B-2)であり、
前記溶媒(C)のSP値が、9.0~24.0(cal/cm 3 ) 1/2 である、
塗料組成物。 - 塗料組成物中に、酸基含有ナノセルロース(A)が、樹脂固形分を基準として、0.01~10質量%含有することを特徴とする請求項1に記載の塗料組成物。
- 塗料組成物中に、アミノ基含有分散剤(B)が、樹脂固形分を基準として、0.01~10質量%含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の塗料組成物。
- 水酸基含有樹脂(D)が、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エポキシ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の塗料組成物。
- 硬化剤(E)が、メラミン樹脂(E-1)及び/又はブロック化ポリイソシアネート化合物(E-2)であることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の塗料組成物。
- 請求項1~5に記載の塗料組成物を被塗物上に塗布して得られる塗装物品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018006521A JP6993245B2 (ja) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | ナノセルロース分散組成物及び塗料組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018006521A JP6993245B2 (ja) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | ナノセルロース分散組成物及び塗料組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019123827A JP2019123827A (ja) | 2019-07-25 |
JP6993245B2 true JP6993245B2 (ja) | 2022-01-13 |
Family
ID=67397978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018006521A Active JP6993245B2 (ja) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | ナノセルロース分散組成物及び塗料組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6993245B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7470938B2 (ja) * | 2019-10-09 | 2024-04-19 | 横浜ゴム株式会社 | 表面処理ナノセルロースマスターバッチ |
EP4183489A4 (en) * | 2020-07-15 | 2024-07-17 | Kansai Paint Co Ltd | BRIGHT PIGMENT DISPERSION AND METHOD FOR PRODUCING A MULTILAYER COATING FILM |
CN117858928A (zh) * | 2021-09-13 | 2024-04-09 | 关西涂料株式会社 | 涂料组合物 |
CN113774711B (zh) * | 2021-10-07 | 2022-07-22 | 华南理工大学 | 一种菠萝全叶抗菌粉末涂料及其制备方法 |
EP4434640A1 (en) * | 2021-11-18 | 2024-09-25 | Kansai Paint Co., Ltd. | Paint composition |
CN114907732A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-16 | 亚振家居股份有限公司 | 基于纳米晶体的水性木器涂料及制备工艺 |
CN116606578B (zh) * | 2023-04-14 | 2024-08-09 | 中国皮革制鞋研究院有限公司 | 一种皮革涂饰剂及其制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007528436A (ja) | 2004-03-11 | 2007-10-11 | イーストマン ケミカル カンパニー | カルボキシル化セルロースエステルの水性分散液及びそれらの製造方法 |
WO2015050117A1 (ja) | 2013-10-04 | 2015-04-09 | Dic株式会社 | 変性セルロースナノファイバー、その製造方法及びこれを用いた樹脂組成物、成形体、樹脂組成物の製造方法 |
JP2015143337A (ja) | 2013-12-26 | 2015-08-06 | 花王株式会社 | 微細セルロース繊維複合体 |
JP2017210596A (ja) | 2016-05-19 | 2017-11-30 | スターライト工業株式会社 | 組成物製造用粉末状セルロースナノファイバー、組成物製造用粉末状セルロースナノファイバーの製造方法、ならびに組成物 |
JP2018024878A (ja) | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 太陽ホールディングス株式会社 | プリント配線板用硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物およびプリント配線板 |
JP2018044095A (ja) | 2016-09-16 | 2018-03-22 | 第一工業製薬株式会社 | 潤滑剤組成物 |
JP2019038980A (ja) | 2017-08-29 | 2019-03-14 | 王子ホールディングス株式会社 | 繊維状セルロース含有組成物及び塗料 |
-
2018
- 2018-01-18 JP JP2018006521A patent/JP6993245B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007528436A (ja) | 2004-03-11 | 2007-10-11 | イーストマン ケミカル カンパニー | カルボキシル化セルロースエステルの水性分散液及びそれらの製造方法 |
WO2015050117A1 (ja) | 2013-10-04 | 2015-04-09 | Dic株式会社 | 変性セルロースナノファイバー、その製造方法及びこれを用いた樹脂組成物、成形体、樹脂組成物の製造方法 |
JP2015143337A (ja) | 2013-12-26 | 2015-08-06 | 花王株式会社 | 微細セルロース繊維複合体 |
JP2017210596A (ja) | 2016-05-19 | 2017-11-30 | スターライト工業株式会社 | 組成物製造用粉末状セルロースナノファイバー、組成物製造用粉末状セルロースナノファイバーの製造方法、ならびに組成物 |
JP2018024878A (ja) | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 太陽ホールディングス株式会社 | プリント配線板用硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物およびプリント配線板 |
JP2018044095A (ja) | 2016-09-16 | 2018-03-22 | 第一工業製薬株式会社 | 潤滑剤組成物 |
JP2019038980A (ja) | 2017-08-29 | 2019-03-14 | 王子ホールディングス株式会社 | 繊維状セルロース含有組成物及び塗料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019123827A (ja) | 2019-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6993245B2 (ja) | ナノセルロース分散組成物及び塗料組成物 | |
JP6180497B2 (ja) | 共重合体、該共重合体を含有する水性塗料組成物及び複層塗膜形成方法 | |
JP5586160B2 (ja) | 水性塗料組成物 | |
JP5116548B2 (ja) | 顔料分散用樹脂の製造方法 | |
JPWO2007013558A1 (ja) | 水性メタリック塗料組成物及び複層塗膜形成方法 | |
JP2001240791A (ja) | 複合塗膜形成方法 | |
JP5697674B2 (ja) | 塗膜形成方法 | |
JP5408888B2 (ja) | 水分散型樹脂、二液型熱硬化性樹脂組成物及びこれらの製造方法 | |
JP6377640B2 (ja) | アクリルウレタン複合樹脂粒子 | |
JP5483080B2 (ja) | 水性顔料分散液 | |
JP2008208205A (ja) | 塗料組成物、被覆物品、および自動車用外板 | |
JP2002020681A (ja) | グラマーが向上した金属フレーク含有塗料組成物 | |
JP2013249426A (ja) | 塗料組成物及び塗装物品 | |
JP6153227B2 (ja) | 塗料組成物及び塗装物品 | |
KR20030068454A (ko) | 자동차용 함수 베이스 코팅 조성물 | |
JP2001311035A (ja) | 塗膜形成方法 | |
JP5048337B2 (ja) | 水性着色塗料、疎水性メラミン樹脂水分散体及びその製造方法、水性塗料組成物、並びに、複層塗膜形成方法 | |
JP2009154050A (ja) | 複層塗膜形成方法および複層塗膜 | |
JP6369855B2 (ja) | アクリルウレタン複合樹脂粒子 | |
JP2007056161A (ja) | 水性メタリック塗料及び複層塗膜形成方法 | |
JP5920975B2 (ja) | 顔料分散用樹脂 | |
JP2012057013A (ja) | 樹脂組成物、該樹脂組成物を含有する水性塗料組成物及び複層塗膜形成方法 | |
JP5562140B2 (ja) | 水性ベース塗料およびそれを用いる複層塗膜形成方法 | |
WO2018079315A1 (ja) | Abaトリブロックポリマー、粘性調整剤及び水性塗料組成物 | |
JP2007045948A (ja) | 水性メタリック塗料および複層塗膜形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200910 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210518 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210616 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210811 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210930 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211109 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20211110 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211202 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211209 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6993245 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |