JP5023269B2 - 界面活性剤及びこれを含有してなる塗料組成物 - Google Patents
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Description
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。
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。
S1−L(−S2−L−)q−S1 (1)
S1−L−P(−L−S2−L−P)q−L−S1 (2)
S1−D(−S2−D)q−S1 (3)
D(−S1)r (4)
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。
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。
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。
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{−CH2CH(OH)CH2OCH2CH2CH2CH2OCH2CH(OH)CH2−}、2,10−ジヒドロキシ−4,8−ジオキサウンデシレン{−CH2CH(OH)CH2OCH2C(CH3)2CH2OCH2CH(OH)CH2−}、2,13−ジヒドロキシ−4,11−ジオキサテトラデシレン{−CH2CH(OH)CH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2OCH2CH(OH)CH2−}、2,6,10−トリヒドロキシ−4,8−ジオキサウンデシレン{−CH2CH(OH)CH2OCH2CH(OH)CH2OCH2CH(OH)CH2−}、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{−CH2CH(OH)CH2OCH2C(C2H5)(CH2OH)CH2OCH2CH(OH)CH2−}、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{−CH2CH(OH)CH2OCH2C(CH2OH)2CH2OCH2CH(OH)CH2−}、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{C2H5C(−CH2OCH2CH(OH)CH2−)3、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(−CH2OCH2CH(OH)CH2−)4}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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
<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)。
(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。
※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。
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。
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)
(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。
(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)|
(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。
(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。
<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。
※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
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。
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
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。
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。
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。
Claims (8)
- 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。
S1−L(−S2−L−)q−S1 (1)
S1−L−P(−L−S2−L−P)q−L−S1 (2)
S1−D(−S2−D)q−S1 (3)
D(−S1)r (4)
ただし、S1は一般式(5)で表される基、S2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。
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、S1単位及びS2単位に含まれるOAの総数はそれぞれ10〜100の整数であり、S1、S2、L、P、D、(OA)n、Q、n、mは、それぞれ同じでも異なってもよい。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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