JPS6195032A - 高分子ビーズの乾燥方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、高分子ど一ズに関し、該ど−ズは着色及び／
又は発泡していてよく、該ビーズは乾燥により水を除去
することによって種々のコーティング組成物、特に二成
分ウレタンコーティング組成物に適用することが可能で
ある。また特に、本発明はビーズを含有する水性ペース
トから水を除去してほず非破細のビーズを提供すること
、及び不均一な着色の原因となる多くの問題を回避する
゛ために、乾燥ビーズを含有するコーティング組成物に
じゃ光性顔料を含有させることを包含している。

背θ技術 所望の不透明度と彩色を施すために、コーティング組成
物はしばしば着色される。発泡ビーズの様な高分子ビー
ズを、単独或は他の顔料、不透明化剤又は着色剤と共に
、適当な割合でコーティング組成物に混合して、必要と
する不透明度を与えることは好ましい手段である。この
様なビーズは、通常水性サスペンション中で製造される
。サスペンションから過剰の水を除去し、水性ペースト
或はケーキを製造するが、ペーストやケーキは、ビーズ
’Ｒ造工程の成分として界面活性剤及び／又は保護コロ
イドを含んでいる。強制エアー・オーブン内でこのビー
ズを乾燥した場合には、ビーズ製造に用いた界面活性剤
及び／又はコロイドは、ビーズ表面に濃縮して、ビーズ
を凝集させる原因となる。

ボールミルを用いる様な粉砕は、ビーズを破砕するが、
粉砕に・よって所望しない凝着がおき、かつ、破砕の程
度が充分に予知できない。粉砕が過ざると過剰の破砕を
まねき、究極のペイントの光沢を増加させて、意とする
特性を満たすことができない。粉砕工程は、その様に、
損失をともない、粒子の径を減少させるので、粉砕工程
は可能な限り再現性を良くするために、充分な監視が必
要となる。

仮りに乾燥ビーズの粉砕に成功しても、ある種の市販の
ランプブラックディスパージョンの様にビーズに対する
親和性の小さい顔料と共に、この−１乾燥ビーズを有機
溶媒溶液のコーティング組成物に配合することは難しい
。これらの顔料は、しや光のために使用するが、顔料が
ビーズとよく会合しない場合には、添加した顔料が沈澱
したコーティング上に浮き上る傾向を示すフラッディン
グと呼ぶ問題が発生ずる。その結果、コーティングを行
うと、しゃ光顔料の不均一な沈積となり、不均一に着色
した塗装製品となる。これは明らかに不満足なことであ
る。

本発明は、過去に出合った意としない凝集を回避するた
めの水の除去方法を提案することで、この問題を解決し
ようとする試みである。除去にする凝集がないので、粉
砕は不要となる。粉砕工程がいらないので、破砕の変度
が解消され、過剰な破砕の可能性も回避される。本発明
の特徴として、顔料とビーズが会合するので、その結果
、顔料は溶剤ベースのコーティング組成物中で分離する
ことなく、先行技術のフラッディングの問題を解決する
。

発明の開示 本発明に従えば、ビーズ（好適には発泡している）を含
有する水−湿潤ペーストから、ビーズを凝集させること
なく、水を除去する方法は、湿潤ペーストに、水と共沸
混合物を作る少聞の有機溶媒を撹拌可能な混合物になる
様な口で加えること、及び溶媒−含有水性ペーストを加
熱して、溶媒と共に共沸混合物として水を除去し、残溜
有機溶媒中のビーズのサスペンションを得ることから成
り立っている。

本発明で取扱う水−湿潤ペーストは、ビーズが水性サス
ペンション中で製造され、界面活性剤及び／又は保護コ
ロイドがビーズＭ　ａ中のサスペンションを維持するた
めに用いられ、得られた水性サスペンションから過剰の
水を除去する時に、形成される。典型的なペーストはケ
ーキと呼ばれ、乾燥している様にみえるが約６５％の水
を含んでいる。仮りにこの残存する水を単純に蒸発除去
した場合には、界面活性剤及び／又は保護コロイドはビ
ーズ上に凝集し、先行技術を悩ませた凝集が発生する。

共沸溶剤を用いること、及び水フリーな溶媒中で組成物
を終始乾燥させることなく、ビーズのサスペンションを
直接に製造することによつて、ビーズ製造に用いた界面
活性剤とコロイドが、ビーズを凝集させることを防ぐ。

メチルエチルケトンの様に、可成りの１の水を許容でき
る共沸溶媒が使用できるが、好適な溶媒はメチルイソブ
チルケトンの如き水と非相溶のものである。充分なる有
機溶媒を水性ペーストに加えて撹拌可能なスラリーとし
、水の共沸除去を可能とする。ペーストの重量ベースで
少なくとも２５％の溶媒、好適には少なくとも３０％か
望ましい。通常は、溶媒とペーストは重量比で０．５：
１〜１０：１で組合わされ、水の量が多い場合には溶媒
比は小で組合わされるが、好適には概ね等重量である。

形成されるサスペンションに残存する共沸溶媒の」を最
小にすることが望ましい。これは、殆んど水が除去され
た後の溶媒−含有水性ペーストに、有機溶媒溶液となっ
た樹脂ビヒクルを加えることで達成できる。これは、水
による樹脂の加水分解を回避する。そして、共沸溶媒を
少なくとも部分的に除去して、樹脂溶液を含むビーズ中
の溶媒量を最小にできる。

本発明の特徴として、水が共沸的に除去される間に存在
すべき有機共沸溶媒の添加の前又は後に、共沸有機溶媒
と非混和性の顔料、好適にはランプブラックの如き水ベ
ース顔料を水性ペーストに加える。これは添加顔料をビ
ーズ表面に固着させ、フラッディングの難題を回避でき
る。

前述のことを詳説すれば、発泡ビーズの如きビーズが、
水−湿潤ペーストを形成するために脱水された水性サス
ペンション中で製造される。これらのビーズを製造する
過程は、界面活性剤と好適には保護コロイドの存在する
水性媒体中での重合を含んでいる。ポリビニルアルコー
ルやヒドロキシエチルセルローズの様な保護コロイドは
、しばしば起用されるが、特に厄介である。

通常、自然に除去される量の水を除去するが、ペースト
は粘稠になり撹拌が困難になる。充分な吊の共沸有機溶
媒を加えることにより、混合物の　　　　　１′）撹拌
が可能となり、かつ、混合物中の水が溶媒と共に共沸除
去できるようになる。経済的な工程を考えるならば、可
能な限り多量の水を除去し、可能な限り少岨の溶媒を添
加するのがよい。水と相溶性の溶媒も使用可能であるが
、濃縮時に水から容易に分離、再使用できるように、溶
媒は水と非相溶であるのが好ましい。工程が進むに従い
、生成する蒸気は溶媒中に増え、水の沸点に達した時に
は、実質的に水の全量が除去される。

既に述べた様に、製造するスラリー中に残存する共沸有
機溶媒の吊を最小にするのが望ましい。

これは、有機溶媒中で溶液状となっている樹脂を含むビ
ヒクルを混合物に添加し、加熱して水を共沸除去するこ
とにより達成される。この樹脂を含むビヒクルについて
は詳しく後述する。樹脂が溶解される溶媒は、共沸溶媒
と同一でも、異ってもよく、しかし、好適には異ってい
て、さらに加熱することにより選択的に共沸溶媒を除去
できるような、共沸溶媒より高沸点のものが良い。この
処方を例証すれば、共沸溶媒としてメチルイソブチルケ
トンの様な溶媒、樹脂が溶解しているビヒクルとしては
、ｎ　ＦＭ点のメチルイソアミルケトンの例が挙げられ
る。

最終的に望まれる製造物は、溶媒、樹脂と不透明化ビー
ズを含有しているので、水を共沸的に除去して製造され
たビーズの溶媒スラリーが、樹脂を含有する溶媒に添加
される場合には、２種の溶媒が存在し、所望する溶媒よ
り多くなる。本発明における樹脂を含有するビヒクルの
添加は、溶媒と水の共沸除去により製造されるスラリー
製造物が粘稠となり取扱いが難しくなる前に、共沸溶媒
を大量に除去しなければならない。これによって、溶解
した樹脂と不透明化ビーズを含有する最終的溶媒サスペ
ンションの固型分を増大できる。水が共沸的に除去され
る間に存在すべき有機溶媒を添加する前又は後のいずれ
かに、ランプブラックの如き共沸溶媒と貧混和性の顔料
が水性ペーストに添加される場合には、以前に出会った
フラツデングの難事が克服できる。それは、この処方が
顔料をビーズ表面に固着させ、引続きおきる分離を防止
するからである。

本発明に従って水と共沸混合物を作り、水を除去するた
めに用いうる有機溶媒は、良く知られている。重要な水
混合性を示す共沸溶媒の例にメチルエチルケトンがある
。水と非混和性の好適な共沸？Ｗ媒の例はトルエン、メ
チルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ミネラル
スピリット、ブチルアセテートがある。

本発明で用いられる樹脂を含有するビヒクルは本発明に
関しては重要ではない。硬化のためにイソシアナート官
能基と反応する有機溶媒−可溶性樹脂が特に有益である
。ヒドロキシ−官能性樹脂が好適であって、例えば、無
水フタル酸とグリセリンのポリエステルの如きヒドロキ
シ官能性ポリエステル、又は、スチレンとアリルアルコ
ールのコーポリマーの如きモノエチレン性不飽和モノマ
ーのヒドロキシ官能性付加コーポリマー及びビニルクロ
ライドとビニルアセテートの部分加水分解コーポリマー
などがある。これらは全て市販されている。着色樹脂溶
液を形成するために用いるこの樹脂は、それ自身、本発
明の特徴ではなく、如何なる可溶性樹脂を用いてもよい
。文献には、水と共存できない可溶性樹脂の多くの例が
挙げられでおり、その中にはポリイソシアネート−硬化
性２液式コーティング組成物も含まれている。本発明は
先行技術−組成物の全ての着色に応用可能である。

重ねて強調するが、問題は水である。熱可塑性及び熱硬
化性に限らず、多くの有機溶剤ベースのコーティング組
成物において、水の存在は、殆んど許されない。水は、
全ゆる種類の溶媒溶液コーティング組成物にとって難物
であり、水はイソシアナート官能基と単独に反応する故
に、イソシアナート硬化組成物の場合には排除されなけ
ればならない。事実、イソシアナート含有コーティング
系に用いる溶媒は、通常イソシアナートグレードの非含
水溶媒であると記載される程度に非含水でなければなら
ない。

以下に本発明を実施例を挙げて説明する。部及び割合は
特記しない限り重量で表す。　　　　　　　　　！”実
施例１ 発泡ビーズ（注１参照）の水性スラリーの大部分の含有
水をデカンテーションによって除去し、３５部の発泡ビ
ーズ、６４．５部の水、０．１８部の７５％ジオクチル
スルホコハク酸ナトリウム溶液（アメリカンシアナミド
の活性剤、アエロジルＯＴが使用可）、０．２８部のポ
リビニルアルコールと０．０４部のとドロキシエチルセ
ルロースを含む水性ペースト（ビーズケーキと呼ぶ）を
供給する。これらの活性剤とコロイドはビーズ製造の典
型的残漬であり、水を１＄１１ｉｌｌに除去したのでは
、これらは凝集の原因となる。発泡ビーズは５６．０％
の樹脂と４４．０％の酸化チタンから成る。ビーズ樹脂
は、プロピレングリコール／無水マレイン酸／無水フタ
ル酸を３．７２／２．０６／４．２２の割合で含有する
不飽和ポリエステルであり、このポリエステルを、スチ
レン対ポリエステル比が５８／４２になる様に、スチレ
ンに溶解する。ビーズを形成するために、ポリエステル
とスチレンの混合物を記載された割合の活性剤と保護コ
ロイドの助けをかり、水に分散させ、４級アンモニウム
塩の存在下で共重合させて、米国特許第３８７９３１４
号記載の様に発泡さぼる。

前記のビーズケーキとメチルイソブチルケトンの各７９
０ボンドを反応器に仕込み、攪拌して固形分含有ｆｆ１
１７．５％のスラリーを作る。

１１．８ボンドの５３％固形分のランプブラックディス
パージョンをスラリーに添加し、所望の彩色を行う。反
応器を加熱し、約９２℃に迄温度を上げ、水を蒸溜する
。溶媒は反応器に戻し、蒸溜した水は集めて、除去する
。反応器の温度が１００℃に進達したとき、水の全量が
除去されたことになる。メチルアミルケトン中に７０％
の固形分を含有する５２８ボンドのポリエステル樹脂溶
液（モーベイ　プロダクト　デスモフエ゛ン２２１が使
用可）を反応器に加え、引続ぎ加熱して、内容物を３０
分間還流させ、水の全ξ１の除去を確実に行う。温度を
さらに上胃させてメチルイソブチルケトンを除去し、最
終樹脂溶液の固形分量を５９％とする。

製造物は、破砕していない、かつ、凝集していない発泡
ビーズで着色された樹脂溶液である。

上記実施例のランプブラックは任意成分であり、しや光
の目的で加えたに過ぎない。しや光は常に要求されるも
のではなく、所望するしや光度に応じて、多くの異なる
材料が使用できる。

ポリエステルも任意成分であり、溶媒の割合を減少し、
固形分母を５９％にまでできる。しかしながら、樹脂溶
液の添加なくして製造された溶媒スラリーに、単純に樹
脂溶液を撹拌添加する場合も、固形分母が高くなくとも
、満足な製造物か得られる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）高分子ビーズを含む水−湿潤ペーストの凝集を伴
   わない乾燥方法であって、該湿潤ペーストに、水と共沸
   混合物を形成する有機溶媒を、撹拌可能な混合物を提供
   できる量加え、該溶媒−含有水性ペーストを加熱して水
   を該溶媒との共沸混合物として除去し、有機溶媒中にお
   ける該ビーズの水を含まないサスペンションを製造する
   ことを特徴とする水−湿潤ペーストの乾燥方法。
2. （２）該高分子ビーズが発泡体である特許請求の範囲第
   １項記載の方法。
3. （３）該有機共沸溶媒が水と非相溶性である特許請求の
   範囲第１項記載の方法。
4. （４）共沸有機溶媒を、溶媒対ペーストの比率が０．５
   ：１〜１０：１になる様に、水性ペーストに加える特許
   請求の範囲第１項記載の方法。
5. （５）該共沸溶媒がメチルイソブチルケトンである特許
   請求の範囲第１項記載の方法。
6. （６）実質的に全水分を除去した後に、溶媒−含有水性
   ペーストに、有機溶媒溶液の樹脂ベヒクルを加え、かつ
   、加熱を続け好ましくない有機溶媒の除去及び固形分の
   増量により、形成しているサスペンション中の共沸溶媒
   の比率を最小とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
7. （７）水を共沸除去する間に存在させる共沸有機溶媒の
   添加前又は後のいずれかに、共沸溶媒と非相溶性の顔料
   ディスパージョンを、水性ペーストに加え、それにより
   該顔料を発泡ビーズの表面に固着させる特許請求の範囲
   第１項記載の方法。
8. （８）該顔料ディスパージョンが、水ベースである特許
   請求の範囲第１項記載の方法。
9. （９）該顔料がランプブラックである特許請求の範囲第
   １項記載の方法。