JP2003506518A - 改良ひっかき抵抗性を有するコーティング組成物、コート基材及びそれに関連する方法 - Google Patents

改良ひっかき抵抗性を有するコーティング組成物、コート基材及びそれに関連する方法

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JP2003506518A JP2001514054A JP2001514054A JP2003506518A JP 2003506518 A JP2003506518 A JP 2003506518A JP 2001514054 A JP2001514054 A JP 2001514054A JP 2001514054 A JP2001514054 A JP 2001514054A JP 2003506518 A JP2003506518 A JP 2003506518A
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Abstract

(57)【要約】 被覆用組成物が提供され、しかして該被覆用組成物は、(a)少なくとも1個の反応性官能基を含む少なくとも1種のポリシロキサン、(b)該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基および少なくとも1種の反応体の少なくとも1個の官能基から選択された少なくとも1個の官能基と反応性である少なくとも1個の官能基を含む少なくとも1種の反応体、および(c)複数個の粒子を含む諸成分から形成され、しかも各成分は異なっており、かつ該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基および該少なくとも1種の反応体の該少なくとも1個の反応性官能基は、該粒子と実質的に非反応性である。下塗および硬化性の該被覆用組成物から付着されたトップコートから形成された多成分複合被膜組成物もまた提供される。本発明の多成分複合被膜組成物は、耐引掻き性を屋外暴露後保留することの可能な高度に耐引掻き性の色彩および透明被膜を与える。

Description

〔ここで、各Rは、同一でも異なっていてもよくそしてH、OHまたは一価炭化水素基を表し;各Rは、同一でも異なっていてもよくそして少なくとも1個の反応性官能基を含む基を表す〕
を含む該ポリシロキサン(但し、該ポリシロキサンがシラノールの部分縮合物で
あるときは、該部分縮合物の70重量%未満がCHSi(OH)の部分縮合
物であることを条件とする)、および (b)組成物中への合体前に100ナノメートル未満の平均粒度を有する複数
個の粒子 を含む諸成分から形成された組成物であって、 各成分は、異なっており、かつ 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基は、該
粒子と実質的に非反応性である 上記組成物に向けられる。 更に、基材とこの基材の少なくとも一部を被覆する組成物を含むにコーティン
グされた基材にあって、前記組成物が上記の本発明による組成物のいずれかであ
るコーティング済み基材は本発明の範囲内に開示される。本発明はまた、基材の
少なくとも一部の上に組成物を適用することを含み、前記組成物が本発明による
前記組成物のいずれかである基材をコーティングする方法も提供する。また、基
材とその基材の少なくとも一部の上をコーティングしている組成物を含み、前記
組成物が本発明による上記組成物のいずれかであるコーティグされた基材も提供
される。少なくともその一部が本発明による上記組成物によりコーティングされ
ている自動車用基材を含むコーティング済み自動車用基材もまた本発明の中に開
示される。本発明はまた、自動車用基材を獲得し、そして自動車用基材の少なく
とも一部の上に本発明による上記いずれかの組成物を適用することを含む、コー
ティング済み自動車用基材を作製する方法も提供する。 また、着色コーティング組成物が沈着されたベースコート及びこのベースコー
トの少なくとも一部の上に適用された本発明による上記トップコーティング組成
物のいずれか1種類を含む、他成分混合型コーティング組成物も提供される。本
発明はまた(a)着色組成物を基材に適用しベースコートを形成すること;及び
(b)ベースコートの少なくとも一部の上にトップコーティング組成物を適用し
その上にトップコートを形成することを含み、前記トップコーティング組成物が
本発明による上記組成物のいずれかである他成分混合型コーティング組成物を作
製する方法も提供する。トップコーティングは硬化させることができる。態様の
一つでは、コーティング組成物は基材へ適用された後熱により硬化される。別の
態様ではコーティング組成物は基材適用後に電離放射線に曝すことで硬化される
。さらに別の態様では、コーティング組成物は基材適用後に化学線に曝すことで
硬化されるが、別の態様ではコーティング組成物は基材適用後に(1)電離放射
線又は化学線に曝され、次いで(2)熱エネルギーに曝されることで硬化される
。 本発明の別の態様では、本発明による上記組成物のいずれかをポリマー性基材
又はポリマー性コーティングに適用することを含む、基材ポリマー性基材又はポ
リマー性コーティングの引っ掻き抵抗性を改良する方法も提供される。本発明は
更に、本発明による上記組成物の何れかを、ポリマー性基材又はポリマー性コー
ティングの少なくとも一部に適用することを含む、ポリマー性基材又はポリマー
コーティングの光沢を長期間保持するための方法も提供する。更に本発明による
上記組成物の何れかを、ポリマー性基材又はポリマー性コーティングの少なくと
も一部に適用することを含む、ポリマー性基材又はポリマー性コーティングの光
沢を回復させる方法も提供される。 操作例中を除き、あるいは特に記載の無い場合には、本明細書及びクレーム中
に用いられる成分、反応条件等の両を表す全ての数字は、いずれも用語“約”に
より修飾されたものと理解すべきである。従って記載無い限り、以下明細書及び
添付クレーム中に記載される全ての数値パラメータは、本発明により得られるこ
とが期待される所望特性に依存し変化する概数である。少なくとも、そしてクレ
ームの範囲に等価理論の適用を限定する意図はないが、各数値パラメータは少な
くともお報告された有効数字の数に照らし、且つ通常の概数手技を適用して解釈
されなければならない。 発明の範囲を記載する数値幅及びバラメータは概数であるが、具体的例中に記
載の数値は可能な限り正確に報告されている。しかしいずれの数値も、本来的に
各試験測定に見いだされる標準偏差から必然的に生ずる特定の誤差を含む。好適な態様の詳細な説明 一つの態様において、本発明は、 (a)少なくとも1個の反応性官能基を含む少なくとも1種のポリシロキサン
、 (b)該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基
および少なくとも1種の反応体の少なくとも1個の官能基から選択された少なく
とも1個の官能基と反応性である少なくとも1個の官能基を含む少なくとも1種
の反応体、および (c)無機粒子、複合粒子およびそれらの混合物から選択された複数個の粒子
を含む諸成分から形成された組成物であって、 各成分は、異なっており、かつ 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基および
該少なくとも1種の反応体の該少なくとも1個の官能基は、該粒子と実質的に非
反応性である 上記組成物に向けられる。 ここにおいて用いられる場合、「から形成された」は、開いた(たとえば、「
含む」)請求語法を指す。かくして、列挙された成分のリスト「から形成された
」組成物は、少なくともこれらの列挙された成分を含みそして該組成物の形成中
他の列挙されていない成分を更に含み得る、ということが意図されている。 また、ここにおいて用いられる場合、用語「反応性」は、当該組成物を硬化す
るのに十分な条件下で別の官能基と共有結合を形成する官能基を指す。 ここにおいて用いられる場合、語句「各成分は異なる」は、当該組成物中の他
の成分と同じ化学構造を有さない成分」を指す。 更に、ここにおいて用いられる場合、「実質的に非反応性」により、当該少な
くとも1種のポリシロキサン(a)および当該少なくとも1種の反応体(存在す
る場合)の官能基が当該粒子と共有結合を形成する傾向にないことを意味する。 更なる態様において、本発明は、先に記載されたような硬化組成物であって、
この被覆用組成物の形成中少なくとも1種の反応体が存在する該硬化組成物に向
けられる。ここにおいて用いられる場合、「少なくとも1種の反応体」は、官能
基を含む物質であって、該官能基が当該少なくとも1種のポリシロキサンの少な
くとも1個の官能基および該物質の少なくとも1個の官能基から選択された少な
くとも1個の官能基と反応性であるいかなる物質をも指す。 別の態様において、本発明は、 (a)少なくとも1個の反応性官能基を含む少なくとも1種のポリシロキサン
、 (b)該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基
および少なくとも1種の反応体の少なくとも1個の官能基から選択された少なく
とも1個の官能基と反応性である少なくとも1個の官能基を含む少なくとも1種
の反応体、および (c)複数個の粒子を含む諸成分から形成された組成物であって、 各成分は、異なっており、 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基は、該
複数個の粒子と実質的に非反応性であり、かつ 硬化された場合の該組成物の保留耐引掻き性値は、硬化された場合の、該複数
個の粒子を含有しない組成物の保留耐引掻き性値より大きい 上記組成物に向けられる。 本明細書および添付請求の範囲の全体を通じて言及される用語「保留耐引掻き
性」は、下記に詳細に記載される。 ここにおいて用いられる場合、組成物と関連して用いられる場合の用語「硬化
」たとえば「硬化組成物」は、該組成物のいずれかの架橋性成分が少なくとも部
分的に架橋されることを意味するものとする。本発明の或る態様において、架橋
性成分の架橋密度すなわち架橋度は、完全架橋の5%から100%の範囲にある
。他の態様において、架橋密度は、完全架橋の35%から85%の範囲にある。
他の態様において、架橋密度は、完全架橋の50%から85%の範囲にある。架
橋の存在および架橋度すなわち架橋密度は、窒素下で行われるTA Instr
uments DMA 2980 DMTA分析器を用いる動機械的熱分析(D
MTA)のような様々な方法により決定され得る、ということを当業者は理解す
るであろう。この方法は、被膜の遊離薄膜またはポリマーのガラス転移温度およ
び架橋密度を決定する。硬化物質のこれらの物理的性質は、架橋網目構造に関連
づけられる。 別の態様において、本発明は、 (a)ヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロックトポリ
イソシアネート基、第1級アミン基、第2級アミン基、アミド基、カルバメート
基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、アクリレート基およびメタクリレート基の
ような不飽和エステル基、マレイミド基、フマレート基、スルホニウム基および
アンモニウム基のようなオニウム塩基、無水物基、ヒドロキシアルキルアミド基
、およびエポキシ基から選択された少なくとも1個の反応性官能基を含む少なく
とも1種のポリシロキサンであって、mおよびnが0<n<4、0<m<4およ
び2≦(m+n)<4の要件を満たす該ポリシロキサン(但し、該少なくとも1
種のポリシロキサンがシラノールの部分縮合物であるときは、該部分縮合物の7
0重量%未満がCHSi(OH)の部分縮合物であることを条件とする);
および を含む諸成分から形成された組成物に向けられる。 上記の「少なくとも1種の構造単位(I)を含む少なくとも1種のポリシロキ
サン」は、1分子当たり少なくとも2個のSi原子を含有するポリマーである、
ということが理解されるべきである。ここにおいて用いられる場合、用語「ポリ
マー」は、オリゴマーを包含し、またホモポリマーおよびコポリマーの両方を制
限なしに包含するよう意図されている。該少なくとも1種のポリシロキサンは、
線状、分岐状、樹枝状または環状ポリシロキサンを包含し得る、ということもま
た理解されるべきである。 上記の少なくとも1種の構造単位(I)中に記載されたmおよびnの各々は、
0<n<4、0<m<4および2≦(m+n)<4の要件を満たす。(m+n)
が3であるとき、nにより表される値は2であり得、そしてmにより表される値
は1である。同様に、(m+n)が2であるとき、nおよびmの各々により表さ
れる値は1である。 別の態様において、本発明は、上記に記載された組成物において、Rが同一
でも異なっていてもよくそしてヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネー
ト基、ブロックトポリイソシアネート基、第1級アミン基、第2級アミン基、ア
ミド基、カルバメート基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、アクリレート基およ
びメタクリレート基のような不飽和エステル基、マレイミド基、フマレート基、
スルホニウム基およびアンモニウム基のようなオニウム塩基、無水物基、ヒドロ
キシアルキルアミド基、およびエポキシ基から選択された少なくとも1個の反応
性官能基を含む基を表す該組成物に向けられる。 一つの態様において、10から390nmの範囲の波長を有する紫外線が用い
られ得る。 適当なビニル基は、下記に論じられるような、不飽和エステル基およびビニル
エーテル基を有するものを包含する。 別の態様において、本発明は、先に記載された組成物において、少なくとも1
種の反応体が少なくとも1種の硬化剤から選択される該組成物に向けられる。 一つの態様において、本発明は、先に記載された組成物において、該少なくと
も1種のポリシロキサンが少なくとも2個の反応性官能基を含む該組成物に向け
られる。該少なくとも1種のポリシロキサンは、該少なくとも1種のポリシロキ
サンの1グラム当たり50から1000mgの範囲の反応性基当量を有し得る。
一つの態様において、該少なくとも1種のポリシロキサンは、該少なくとも1種
のポリシロキサンの1グラム当たり50から1000mgのKOHの範囲のヒド
ロキシル基当量を有する。別の態様において、該少なくとも1種のポリシロキサ
ンは該少なくとも1種のポリシロキサンの1グラム当たり100から300mg
のKOHの範囲のヒドロキシル基当量を有するのに対して、別の態様において、
ヒドロキシル基当量は1グラム当たり100から500mgのKOHの範囲にあ
る。 別の態様において、本発明は、先に記載された組成物において、少なくとも一
つのR基がヒドロキシル基およびカルバメート基から選択された少なくとも1
個の反応性官能基を含む基を表す該組成物に向けられる。更に別の態様において
、本発明は、先に記載された組成物において、少なくとも一つのR基がヒドロ
キシル基およびカルバメート基から選択された少なくとも2個の反応性官能基を
含む基を表す該組成物に向けられる。別の態様において、本発明は、先に記載さ
れた組成物において、少なくとも一つのR基がオキシアルキレン基および少な
くとも2個のヒドロキシル基を含む基を表す該組成物に向けられる。 態様の一つでは本発明は前記組成物にあって、前記少なくとも1つのポリシロ
キサン(a)が次式構造(II)又は(III)を有し:
【化8】 (式中:mは少なくとも1の値を有し;m‘は0ないし75の範囲であり;n
は0ないし75の範囲であり;n’は0ないし75の範囲であり、各Rは同一で
も又は異なっていてもよく、H、OH、一価の炭化水素基、一価のシロキサン基
及び前記いずれかの混合体より選択され;そして−Rは次の構造体(IV)に
あって、 (IV) −R−X 前記−Rがアルキレン基、オキシアルキレン基、アルキレンアリール基、ア
ルキレン基、オキシアルケニレン基、及びアルケニレンアリール基であり;そし
て前記Xがヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロック型ポ
リイソシアネート基、第1アミン基、第2アミン基、アミド基、カルバメート基
、尿素基、ウレタン基、ビニル基、アクリレート基やメタクリレート基の様な不
飽和型エステル基、マレイミド基、フマレート基、スルホニウム基やアンモニウ
ム基の様なオニウム塩基、無水物基、ヒドロキシルアルキルアミド基及びエポキ
シ基から選択される反応性官能基を少なくとも1種類含む基を表す)組成物を目
的とする。 ここで用いる場合“アルキレン”は非環式又は環式の、C2ないしC25の炭
素鎖長を持つ飽和型炭化水素基を表す。好適なアルキレン基の非限定例には、そ
れぞれ例えば(CH、(CH、(CH、(CH10及び
(CH23の様なプロペニル、1−ブテニル、1−ペンテニル、1−デセニ
ル及び1−ヘンエイコセニル由来の基、及びイソプレン及びミルセンが含まれる
が、これらに限定されない。 ここで用いられる“オキシルアルキレン”とは、2個の炭素原子に結合し、そ
の間に組み込まれている少なくとも1個の酸素原子を含み、且つC2ないしC2
5のアルキレン炭素鎖長を有するアルキレン基を指す。好適オキシアルキレン基
の非限定例には、トリメチルプロパンモノアリルエーテル、トリメチルプロパン
ジアリルエーテル、ペンタエリスリトールモノアリルエーテル、ポリエトキシル
化アリルアルコール及び−(CHOCHC(CHOH)(CH
−)の様なポリプロポキシル化アリルアルコールに由来するオキシアルキレ
ン基が含まれる。 ここで用いられる“アルキレンアリール”は、例えばフェニルの様な少なくと
も1個のアリール基で置換され、CないしC25のアルキレン炭素鎖長を有す
る非環式アルキレン基を意味する。望まれる場合にはアリール基は更に置換する
ことができる。アリール基に関する好適置換基の非限定例には、ヒドロキシル基
、ベンジル基、カルボン酸基及び脂肪族炭化水素基が含まれるが、これらに限定
されない。好適アルキレン基アリール基の非限定例には−(CH
−及び−CHCH(CH)C(C(CH(NCO)の様なスチ
レン及び3−イソプロペニル−∝、∝−ジメチルベンジルイソシアネートが含ま
れるが、これらに限定されない。ここで使用する“アルケニレン”とは、1以上
の二重結合を有し、そしてCないしC25のアルケニレン炭素鎖長を有する非
環式又は環式のアルキレン基を意味する。好適なアルケニレン基の非限定例には
、例えばSURFYNOL104としてペンシルバニア州、アレンタウン(Al
lentown,Pennsylvania)にあるエアープロダクツアンドケ
ミカルス社(Air Products and Chemicals、Inc
)より市販されている2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジ
オールの様なプロパルギルアルコール及びアセチレン性ジオール由来のアルケニ
レン基が含まれる。 式(II)及び(III)は概略(diagrammatic)式であり、望
まれる場合にはブロックを使用してもよいが、挿入部分は必ずブロックされてい
ることは意味してない。幾つかの例では、ポリシロキサンは各種シロキサン単位
を含む。使用するシロキサン単位の数が多くなるほどその様になり、特に複数の
異なるシロキサン単位を使用した場合に著しい。複数のシロキサン単位が用いら
れ、そしてブロックを形成することが望ましい例では、結合してブロック化合物
を形成できる様なオリゴマーが形成できる。反応体を賢く選択することで、異な
る構造を持つ化合物又は構造を変えるブロックが使用できるだろう。 更に別の態様では、本発明は前記組成物にあって、粒子が少なくとも1つのポ
リシロキサンと異なっている組成物を目的とする。更に別の態様では、本発明は
前記組成物にあって、組成物に組み込む前に粒子が100ナノメートル未満の平
均粒子サイズを有している組成物を目的とする。平均粒子サイズを測定すること
に関す当業者既知の方法は以下に詳細論じられている。 態様の一つでは、本発明は前記組成物にあって、前記置換基Rがオキシアル
キレン基を表す組成物を目的とする。別の態様では、Rはオキシアルキレン基
であり、且つXは少なくとも2個の反応性官能基を含む基を表す。 別の態様では、本発明は上記構造(II)又は(III)を有する少なくとも
1つのポリシロキサンを含む前記組成物にあって、式中の(n+m)が2ないし
9の範囲である組成物を目的とする。さらに別の態様では、上記構造式(II)
又は(III)を有する少なくとも1つのポリシロキサンを含む前記組成物の(
n+m)は2ないし3の範囲である。別の態様では、上記構造(II)又は(I
II)を有する少なくとも1つのポリシロキサンを含む前記組成物中の(n‘+
m’)は2ないし9の範囲である。別の態様では、上記構造(II)又は(II
I)を有する少なくとも1つのポリシロキサンを含む前記組成物の(n‘+m’
)は2ないし3の範囲である。 態様の一つでは、本発明は式中のXがヒドロキシル基及びカルバメート基より
選択される反応性官能基を少なくとも1個含む基を表している前記組成物を目的
としている。別の態様では、本発明は式中のXが少なくとも2個のヒドロキシル
基を含む基を表している前記組成物を目的としている。さらに別の態様では、本
発明は式中のXがH、モノヒドロキシ−置換型有機基、及び次の構造式(V)を
持つ基より選択される少なくとも1つの基含み: (V)R−(CH−OH) (前記式中のpが2の時には置換基R
【化9】 を表し、置換基RがCないしCアルキレン基を表すか、又はpが3の時
には置換基Rが(化式)
【化10】 を表す)より選択される少なくとも1個の基を含む基にあって、前記Xの少な
くとも一部が構造式(V)を有する基である前記組成物を目的とする。別の態様
では、本発明は前記式中のmが2であり且つpが2である前記組成物を目的とす
る。 態様の一つでは、本発明は構造(II)及び(III)を有する少なくとも1
つのポリシロキサンを含む前記組成物にあって、硬化剤が存在しない場合であり
且つ少なくとも1つのポリシロキサンがシラノールの部分縮合体である場合には
、部分縮合体の重量の70%以下がCHSi(OH)の部分縮合体である組
成物を目的とする。これら様々な態様に使用されるこれら成分は上記のコーティ
ング成分より選択することができる。 態様の一つでは、本発明は前記の組成物にあって、少なくとも1つのポリシロ
キサン(a)が、組成物の他の産物に加えられる場合に、組成物を形成する成分
の樹脂固形物総重量を基に0.01ないし90重量%の範囲の量で組成物中に存
在している組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって
、少なくとも1つのポリシロキサン(a)が、組成物の他の産物に加えられる場
合に、組成物を形成する成分の樹脂固形物総重量を基に少なくとも2重量%の範
囲の量で組成物中に存在している組成物を目的とする。別の態様では、本発明は
前記の組成物にあって、少なくとも1つのポリシロキサン(a)が、組成物の他
の産物に加えられる場合に、組成物を形成する成分の総重量を基に少なくとも5
重量%の範囲の量で組成物中に存在している組成物を目的とする。さらに別の態
様では、本発明は前記の組成物にあって、少なくとも1つのポリシロキサン(a
)が、組成物の他の産物に加えられる場合には、組成物を形成する成分の樹脂固
体の総重量を基に少なくとも10重量%の範囲の量で組成物中に存在している組
成物を目的とする。 態様の一つでは、本発明は前記の組成物にあって、少なくとも1つのポリシロ
キサン(a)が、組成物の他の産物に加えられる場合に、組成物を形成する成分
の樹脂固形物の総重量を基に90重量%未満の量組成物中に存在している組成物
を目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、少なくとも1つ
のポリシロキサン(a)が、組成物の他の産物に加えられる場合に、組成物を形
成する成分の樹脂固形物の総重量を基に80重量%未満の量組成物中に存在して
いる組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、少な
くとも1つのポリシロキサン(a)が、組成物の他の産物に加えられる場合に、
組成物を形成する成分の樹脂固形物の総重量を基に65重量%未満の量組成物中
に存在している組成物を目的とする。さらに別態様では、本発明は前記組成物に
あって、少なくとも1つのポリシロキサン(a)が、組成物の他の産物に加えら
れる場合に、組成物を形成する成分の樹脂固形物の総重量を基に30重量%未満
の量組成物中に存在している組成物を目的とする。少なくとも1つのポリシロキ
サン(a)の量は上記列挙値を含むこれら値の組み合わせの範囲にある。 ここに用いる場合、組成物を形成する成分の“樹脂固形物の総重量を基に”と
は、組成物形成中に加えられた成分の量が、コーティング組成物形成中に存在す
る粒子を含まないポリシロキサン、塗膜形成成分及び硬化剤中の固形物(非揮発
物)、溶媒、又は封鎖型アミン安定化剤、触媒、光開始剤、体質顔料及び充填剤
を含む色素、流動性添加物及びUV光吸収剤といったその他添加物の総重量に基
づくことを意味する。 別の態様では、本発明は前記いずれかの組成物にあって、少なくとも1つのポ
リシロキサン(a)が少なくとも次の反応物の反応産物である:(i)少なくと
も1つの式(VI)のポリシロキサン:
【化11】 (式中各置換基Rは同一でも又異なっていても良く、H、OH、一価炭化水素
基、一価のシロキサン基及び前記いずれかの組み合わせより選択される基を表し
;前記式中のRにより表される基の少なくとも1つがHであり、n‘が0ないし
100の範囲にあり、また0ないし10の範囲でもよく、そして更に0ないし5
の範囲でも良く、その結果ポリシロキサンのSiH含有%が2ないし50%であ
り、また5ないし25%でもよい);及び(ii)ヒドロキシル基、カルボキシ
ル基、イソシアネート基、ブロック型ポリイソシアネート基、第1アミン基、第
2アミン基、アミド基、カルバメート基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、アク
リレート基やメタクリレート基の様な不飽和エステル基、マレイミド基、フマレ
ート基、スルホニウム基やアンモニウム基の様なオニウム塩基、無水物基、ヒド
ロキシルアルキルアミド基及びエポキシ基より選択される少なくとも1つの官能
基を含む少なくとも1つの分子、及びヒドロキシル化反応できる少なくとも1つ
の不飽和結合。 様々なR基が同一又は異なっていても良く、そして特定の態様ではR基は全て
が一価の炭化水素基であるか、又は一価の炭化水素基とヒドロキシル基の様な異
なる基の混合体であることを認識しなければならならい。 別の態様では、この反応産物はゲル化していない。ここで用いられる“ゲル化
していない”とは、例えばASTM−D1795又はASTM−D4243に従
い決定される様な、好適溶媒中に溶解された時に架橋は実質的に持たず、そして
固有の粘度を持たない反応産物を意味表す。反応産物の固有の粘度はその分子量
を表している。一方ゲル化した反応産物は、極端な高分子であるため、固有粘度
が高すぎ測定することができない。ここで用いる場合、架橋を実質持たない反応
産物はゲル濾過クロマトグラフィーにより決定された場合に1,000,000
未満の平均分子量(Mw)を持つ反応産物を意味する。 上記反応物(ii)内の不飽和のレベルは、ゲル化していない反応産物が得ら
れるように選択できることにも注意すべきである。換言すればより高いSi−H
官能価の平均値を有するシリコン水素化物を含むポリシロキサンを用いれば、反
応産物(ii)の飽和度をより低くすることができる。例えばシリコン水素化物
(i)を含むポリシロキサンは、n‘が0ないし5の範囲でありSi−H官能価
の平均値が2又はそれより低い低分子量物質でもよい。この場合、反応物(ii
)はゲル化することなくヒドロシリル化反応できる2又はそれより多い不飽和結
合を含む事ができる。 シリコン水素化物(i)を含むポリシロキサンの非限定例には、n‘が0であ
りSi−H官能価が2である1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン;及び
n’が4ないし5の範囲であり、平均Si−H官能価が約2であるシリコン水素
化物を含む、BASF社よりMASILWAX BASEとして市販されている
様なポリメチルポリシロキサンが含まれる。 上記の反応物(ii)として使用される物質は、トリメチルプロパンモノアリ
ルエーテル、ペンタエリスリトールモノアリルエーテル、トリメチルオールプロ
パンジアリルエーテル、ポリエトキシル化アルコールポリプロポキシル化アルコ
ール及びポリブトキシル化アルコールの様なポリオキシアルキレンアルコール、
ウンデシレン酸−エポキシ付加物、アリルグリシジルエーテル−カルボン酸付加
物及び前記いずれかの混合体より選択されるヒドロキシル官能基含有アリルエー
テルを含むことができる。ヒドロキシル官能性ポリアルキルエーテルとヒドロキ
シル官能性モノアリルエーテル又はアリルアルコールとの混合体も同様に好適で
ある。特定の例では、反応物(ii)は末端位置に少なくとも1つの不飽和結合
を含む事ができる。反応条件及び反応物(i)と(ii)の比は希望の官能基を
形成する様に選択される。 ヒドロキシル官能基含有ポリシロキサン(a)は、無水物及びヒドロキシル官
能基との反応のみに適した反応条件下にヒドロキシル官能基を含むポリシロキサ
ンを無水化物とを反応させることで半−エステル酸基を形成することができ、そ
の他のエステル化が起こらないようにできる。好適無水物の非限定例には無水ヘ
キサヒドロフタル酸、無水メチルヘキサヒドロフタル酸、無水フタル酸、無水ト
リメチル酸、無水コハク酸、無水クロレンド酸、無水アレニルコハク酸及び無水
オクテニルコハク酸の様な無水置換型アルケニル、及び前記いずれかの混合物が
含まれる。 この様にして調整された半−エステル基−含有反応産物は更にモノエポキシド
と反応し、ポリシロキサン含有第2ヒドロキシル基を形成することができる。好
適モノエポキシドの非限定例はフェニルグリシジルエーテル、n−ブチルグリシ
ジルエーテル、クレシルグリシジルエーテル、イソプロピルグリシジルエーテル
、グリシジルシェルケミカル社(Shell Chemical Co)より販
売されているCARDURA Eの様なバーセテート、及び前記いずれかの混合
物である。 別の態様では、本発明は少なくとも1つのポリシロキサン(a)が少なくとも
以下の反応物の反応産物を含むカルバメート官能基−含有ポリシロキサンである
前記組成物を目的とする: (i)前記R及びn‘がその構造に関する上記同様である上記構造(VI)の
シリコン無水物を含む少なくとも1種類おポリシロキサン; (ii)上記のヒドロシリル化反応を起こすことができる1又はそれより多い
不飽和結合を有する少なくとも1つのヒドロキシル官能基含有物質;及び (iii)アルコール又はグリコールエーテル及び尿素の反応産物を含む、少
なくとも1つの低分子量カルバメート官能性物質。 この様な“低分子量カルバメート官能性物質”の例は、メチルカルバメート及
びヘキシルカルバメートの様なアルキルカルバメート、及び参照されここに取り
込まれている米国特許第5,922,475号及び第5,976,701号に記
載されている様なグリコールエーテルカルバメートを含むが、これらに限定され
ない。 カルバメート官能基は、“トランスカルバモイル化”法を介してヒドロキシル
官能基−含有ポリシロキサンと低分子量カルバメート官能性物質とを反応させる
ことでポリシロキサンに取り込むことができる。アルコール又はグリコールエー
テルより誘導できる低分子量カルバメート官能性物質は、分子当たり平均2又は
それより多いヒドロキシル基を持つ物質であるポリシロキサンポリオールの遊離
型ヒドロキシル基と反応でき、カーバメート官能性ポリシロキサン(a)及び基
のアルコール又はグリコールエーテルを生ずる。反応体(i)、(ii)及び(
iii)の反応条件及び比率は望ましい基を形成する様に選択される。 低分子量カルバメート官能性物質は、アルコール又はグリコールエーテルをブ
チル第1スズ酸の様な触媒存在下に尿素と反応させることで調製できる。好適ア
ルコールの非限定例には、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノール、シクロヘキサノール、2−エチルヘキサノール及び3−メチルブタノー
ルの様な低分子量脂肪族、環式脂肪族及び芳香族アルコールが含まれる。好適グ
リコールエーテルの非限定例には、エチレングリコールメチルエーテルやプロピ
レングリコールメチルエーテルが含まれる。ポリシロキサン中へのカルバメート
官能基の取り込みは、イソシアン酸をポリシロキサンの遊離型ヒドロキシル基と
反応させることで達成することができる。 上記の如く、ヒドロキシル又はカルバメートに加え、又はそれに代わって、少
なくとも1つのポリシロキサン(a)はカルボキシル基、イソシアネート基、ブ
ロック型ポリイソシアネート基、カルボン酸エステル基、第1又は第2アミン基
、アミド基、尿素基、ウレタン基、無水物基、ヒドロキシルアルキルアミド基、
エポキシ基及び前記いずれかの混合体の様なその他反応性官能基を1以上含むこ
とができる。 少なくとも1つのポリシロキサン(a)がカルボキシル官能基を含む場合、少
なくとも1つのポリシロキサン(a)は上記のヒドロキシル官能基を含む少なく
とも1つのポリシロキサンとポリカルボン酸又は無水物とを反応することにより
調製できる。使用に好適なポリカルボン酸の非限定例にはアジピン酸、コハク酸
及びドデカン2酸が含まれる。好適な無水物の被限定例には、上記の無水物が含
まれる。反応条件及び反応体比率は望まれる官能基を形成する様に選択される。 少なくとも1つのポリシロキサン(a)が1又はそれ以上のイソシアネート官
能基を含む場合には、少なくとも1つのポリシロキサン(a)は上記のヒドロキ
シル官能基を含む少なくとも1つのポリシロキサンをジイソシアネートの様なポ
リイソシアネートと反応させることで調製できる。好適ポリイソシアネートの非
限定例は、例えば1,4−テトラメチレンジイソシアネート及び1,6−シクロ
ヘキシルジイソシアネートの様な脂肪族ジイソシアネート;例えば1,4−シク
ロヘキシルジイソシアネートお、イソフォロンジイソシアネート及びα,α−キ
シレンジイソシアネートの様な環式脂肪族ジイソシアネート;及び例えば4,4
‘−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート
及びトリレンジイソシアネートの様な芳香族ポリイソシアネートの様な脂肪族ポ
リイソシアネートが含まれる。これら及びその他好適ポリイソシアネートは、参
照されここに取り込まれている米国特許第4,046,729号、第5欄、26
行ないし第6欄、28行により詳細に記述されている。反応条件及び反応体比率
は望まれる官能基を形成する様に選択される。 構造(IV)中の置換基(X)はイソシアネート、ヒドロキシル、第1又は第
2アミン官能基、あるいは前記いずれかの組合せで終止するポリマー性ウレタン
又は尿素含有材料を含むことができる。置換基Xがこれら官能基を含む場合、少
なくとも1つのポリシロキサン(a)は少なくとも、上記のポリシロキサンポリ
オール、1以上のポリイソシアネート及び随意にヒドロキシル基、第1アミン基
及び第2アミン基より選択された分子当たり少なくとも2個の活性水素原子を有
する1以上の化合物の反応産物である。 好適ポリイソシアネートの非限定例は上記のポリイソシアネートである。分子
当たり少なくとも2個の活性水素原子を有する化合物の非限定例には、第1又は
第2アミン基を含むポリオール及びポリアミンが含まれる。 好適ポリオールの非限定例には、チオエーテルを含むポリアルキレンエーテル
ポリオール;ポリヒドロキシポリエステルアミドを含むポリエステルポリオール
;及びヒドロキシル含有ポリカプロラクトン及びヒドロキシ含有脂環式共重合体
が含まれる。例えばエチレングリコール1,6−ヘキサンジオール、ビスフェノ
ールA等の様なグリコール、又はトリメチルオールプロパン、ペンタエリスリト
ール等の高級ポリオールの様な各種ポリオールのオキシアルキル化により形成さ
れるポリエーテルポリオールも有用である。ポリエステルポリオールもまた利用
できる。これら及びその他好適ポリオールは共に参照されここに取り込まれてい
る米国特許第4,046,729号、第7欄、52行ないし第8欄9行;第8欄
29行ないし第9欄66行;及び米国特許第3,919,315号、第2欄、6
4行ないし第3欄33行に記載されている。 好適ポリアミンの非限定例には、窒素原子に結合した基が飽和型又は不飽和型
の脂肪族、脂環式、芳香族、芳香族−置換型−脂肪族、脂肪族−置換型−芳香族
第1又は第2ジアミン又はポリアミンが含まれる。好適脂肪族及び脂環式ジアミ
ン例には、1,2−エチレンジアミン、1,2−ポルフィレンジアミン、1,8
−オクタンジアミン、イソフォロンジアミン、プロパン−2,2−シクロヘキシ
ルアミン等が含まれる。好適芳香族ジアミンには例えばo−フェニレンジアミン
やp−トリレンジアミンの様なフェニレンジアミン及びトルエンジアミンが含ま
れる。これら及びその他の好適ポリアミンは、参照されここに取り込まれている
米国特許第4,046,729号内、第6欄61行ないし第7欄26行に詳細記
述されている。 態様の一つでは、構造(IV)の置換基Xはヒドロキシル又はカルボン酸官能
基で終止するポリマー性エステル含有期を含むことができる。Xがこの様な基の
場合には、少なくとも1つのポリシロキサン(a)は上記の1種類以上のポリシ
ロキサンポリオール、少なくとも1個のカルボン酸官能基を持つ1以上の物質、
及び1以上の有機ポリオールの反応産物であろう。少なくとも1個のカルボン酸
官能基を有する物質の好適例には、例えば米国特許第4,681,811号に記
載されているカルボン酸基含有アクリルポリマー、ポリエステルポリマー及びポ
リウレタンポリマーの様な当分野周知のカルボン酸基含有ポリマーが含まれる。 好適有機ポリオールの非限定例には、上記記載の有機ポリオールが含まれる。 エポキシ基を含む少なくとも1つのポリシロキサン(a)を形成するために、
上記のヒドロキシル官能基を含むポリシロキサンを更にポリエポキシドと反応さ
せることができる。ポリエポキシドは脂肪族又は環式脂肪族ポリエポキシド又は
前記いずれかの混合体でよい。使用に好適なポリエポキシドの非限定例には、例
えばグリシジル(メタ)アクリレートやアリルグリシジルエーテルの様な少なく
とも1個のエポキシ基を有するエチレン的に不飽和な少なくとも1つのモノマー
と、エポキシ官能価を持たないエチレン的に不飽和な1種類以上のモノマーとか
ら調製されたエポキシ官能性アクリル酸コポリマーを含む。この様なエポキシ官
能性アクリル酸コポリマーの調製は、参照されここに取り込まれている米国特許
第4,681,811号、第4欄52行ないし第5欄、50行に詳細記載されて
いる。反応条件及び反応物の比率は、望まれる官能基を形成する様に選択される
。 好適ポリアミン硬化剤の非限定例には、窒素原子に結合したラジカルが飽和又
は不飽和の脂肪族、脂環式、芳香族、芳香族−置換−脂肪族、脂肪族−置換型−
芳香族及び複素環式である第1又は第2ジアミン又はポリアミンが含まれる。好
適脂肪族及び脂環式ジアミンの非限定例には、1,2−エチレンジアミン、1,
2−プロピレンジアミン、1,8−オクタンジアミン、イソフォロンジアミン、
プロパン−2,2−シクロヘキシルアミン等が含まれる。好適芳香族ジアミンの
非限定例には、例えばo−フェニレンジアミンやp−トリレンジアミンであるフ
ェニレンジアミン及びトルエンジアミンが含まれる。これら及びその他好適ポリ
アミンは、参照されここに取り込まれている米国特許第4,046,729号の
第6欄、61行ないし第7欄、26行に記載されている。 一つの態様において、構造(IV)の置換基Xは、ヒドロキシルまたはカルボ
ン酸官能基で終端されているポリマーエステル含有基を含み得る。Xがかかる基
であるとき、少なくとも1種のポリシロキサン(a)は、上記に記載されたよう
な1種またはそれ以上のポリシロキサンポリオールと、少なくとも1個のカルボ
ン酸官能基を有する1種またはそれ以上の物質と、1種またはそれ以上の有機ポ
リオールとの反応生成物であり得る。少なくとも1個のカルボン酸官能基を有す
る物質の非制限的な適当な例は、当該技術において周知のカルボン酸基含有ポリ
マー、たとえば、米国特許第4,681,811号に記載されているもののよう
なカルボン酸基含有のアクリルポリマー、ポリエステルポリマーおよびポリウレ
タンポリマーを包含する。適当な有機ポリオールの非制限的例は、上記に記載さ
れたものを包含する。 エポキシ基を含有する該少なくとも1種のポリシロキサン(a)を形成させる
ために、上記に記載されたようなヒドロキシル官能基を含有する少なくとも1種
のポリシロキサンは、ポリエポキシドと更に反応され得る。ポリエポキシドは、
脂肪族もしくは環状脂肪族ポリエポキシドまたは前記のもののいずれかの混合物
であり得る。用いるのに適したポリエポキシドの非制限的例は、少なくとも1個
のエポキシ基を有する少なくとも1種のエチレン不飽和モノマー(たとえば、グ
リシジル(メト)アクリレートおよびアリルグリシジルエーテル)とエポキシ官
能基を有さない1種またはそれ以上のエチレン不飽和モノマーとから製造された
エポキシ官能性アクリルコポリマーを包含する。かかるエポキシ官能性アクリル
コポリマーの製造は、米国特許第4,681,811号第4欄第52行ないし第
5欄第50行(参照によりここに合体される)に詳細に記載されている。反応条
件および反応体の比率は、所望官能基を形成するよう選択される。 態様の一つでは、本発明は前記組成物にあって組成物が複数の粒子を含んでい
るものを目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、前記粒子
が組成物に取り込まれる前に50ミクロン未満の平均粒子サイズを持つ組成物を
目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、前記粒子が組成物
に取り込まれる前に1ないし1000ナノメートル未満の範囲の平均粒子サイズ
を持つ組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、前
記粒子が組成物に取り込まれる前に1ないし100ナノメートルの範囲の平均粒
子サイズを持つ組成物を目的とする。 別の態様では、本発明は前記組成物にあって、前記粒子が組成物に取り込まれ
る前に5ないし50ナノメートルの範囲の平均粒子サイズを持つ組成物を目的と
する。別の態様では、本発明は前記組成物にあって、前記粒子が組成物に取り込
まれる前に5ないし25ナノメートルの範囲の平均粒子サイズを持つ組成物を目
的とする。粒子サイズは列挙した数値を含むこれら値の何れかの組合せの範囲で
ある。 粒子の平均粒子サイズが1ミクロンより大きい態様では、平均粒子サイズは既
知のレーザー散乱技術により測定できる。例えばこの様な平均粒子サイズは、6
33nmの波長を持つヘリウムレーザーを利用し粒子サイズを測定し、そして粒
子が球形であると仮定する、即ち“粒子サイズ”が粒子を完全に囲む最小の球体
を意味するHoriba Model LA900レーザー回折粒子サイズ装置
を用い測定される。 粒子のサイズが1ミクロン以下である本発明の別の態様では、平均粒子サイズ
は透過型電子顕微鏡(“TEM”)像の電子顕微鏡写真を眼で検証し、像中の粒
子の直径を測定してTEM像の倍率を基に平均粒子サイズを計算することで決定
できる。当業者はこの様なTEM像の調製方法を理解するだろうし、またそのよ
うな方法の一例が以下例中に開示される。本発明の非限定的態様では、105,
000倍のTEM像が作られ、この倍率を1000で除することで変換係数を得
ている。目視検査では粒子の直径はミリメートルで測定され、この変換係数を用
いて測定値はナノメートルに変換される。粒子直径は、粒子を完全に取り囲む最
小直径球体を意味する。 粒子の形(又は形態)は本発明の具体的態様及びその目的とする応用に応じて
変わるだろう。例えば一般的な球状形態(固体ビーズ、マイクロビーズ、又は中
空球体の様な)だけでなく、立方体、板状又は針状(細長又は繊維状)の粒子も
利用できる。更に、粒子は中空性、多孔性、又は無間隙型、又は前記いずれかの
組合せ、例えば多孔性壁又は個体壁を持つ中心部が中空のものの様な内部構造を
持つことができる。好適粒子特性に関する更なる情報に関しては、ここに参照さ
れ具体的に取り込まれているH.Katzら(編集)、Handbook of
Fillers and Plastics(1987)の9−10ページを
参照。 当業者は、組成物に望まれる性質及び特性を付与するために、異なる平均粒子
サイズを持つ1又はそれ以上の粒子混合体を本発明の組成物内に取り込ませるこ
とができることを理解するだろう。例えば、粒子サイズを変えた粒子を本発明の
組成物内に利用することができる。 粒子はポリマー性及び非ポリマー性の無機物質、ポリマー性及び非ポリマー性
の有機物質、複合物質及び前記いずれかの混合物より選択される物質から形成で
きる。ここで用いる用語“ポリマー性無機物質”とは、炭素以外の単一元素又は
複数元素に基づく主鎖反復単位を持つ重合性物質を意味する。更なる情報につい
ては、ここに参照され具体的に取り込まれているJames Markら、In
organic Polymers,Prentice Hall Polym
er Science and Engineering Series、(1
992)、5ページを参照。ここで使用する用語“ポリマー性有機物質”とはそ
の全てが炭素を基本とした主鎖反復単位を持つ合成ポリマー性物質、半合成ポリ
マー性物質及び天然ポリマー性物質を意味する。 ここに用いる“有機物質”とは炭素含有化合物にあって、前記炭素が典型的に
はそれ自体及び水素に結合し、同様にしばしば他元素とも結合するが、二酸化炭
素、カーバイド、二硫化炭素等の2成分化合物;金属シアン化物、金属カルボニ
ル等の3成分化合物;及び例えば炭酸カルシウムや炭酸ナトリウムの様な金属炭
酸エステルの様な炭素含有イオン性化合物を除く化合物である。ここに参照され
具体的に取り込まれている、R.Lewis、Sr.,Hawley’s Co
ndensed Chemical Dictionary、(12版、199
3)の761−762ページ、及びM.Silberberg、Chemist
ry The Molecular Nature of Matter an
d Change(1996)、586ページを参照。 ここに用いられる用語“無機物質”とは、有機物質でないいずれかの物質を意
味する。 ここに用いられる用語“複合物質”とは2種類以上の物質の組合せを意味する
。複合物質より形成された粒子は一般にはその表面下の粒子内部の高度とは異な
る高度をその表面に持つ。より具体的には、当分野既知の技術を用いて粒子表面
は化学的又は物理的にその表面特性を変化させることを含むが、これに限定され
ない当分野周知の様式に変更することができる。 例えば、粒子を1種類以上の二次物質によりコーティング、クラッディング又
はカプセル封入された1次物質より形成し、より柔軟な表面を持つ合成粒子を形
成することができる。さらに別の代替態様では、複合物質から形成された粒子は
各種形状の1次物質でコーティング、クラッディング、又はカプセル封入された
1次物質より形成できる。本発明に有用な粒子に関する更なる譲歩うについては
、ここに参照去れ具体的に取り込まれているG.Wypch、Handbook
of Fillers、第二版(1999)の15−202ページを見よ。 発明の組成物中への使用に好適な粒子は、当分野既知の無機元素又は化合物を
含むことができる。好適粒子はセラミック物質、金属物質及び前記いずれかの混
合体より形成できる。好適なセラミック物質には金属酸化物、金属炭酸エステル
及び前記いずれかの混合体。金属窒化物の具体的な非限定例は、例えば窒化ホウ
素である;金属酸化物の具体的な非限定例は、例えば参加亜鉛である:好適な金
属硫化物の非限定例は、例えば二硫化モリブデン、二硫化タンタル、二硫化タン
グステン及び二硫化亜鉛である;金属シリカ物の非限定好適例は、例えばシリカ
アルミニウム及びヒル石の様なシリカマグネシウムである。 粒子は例えばコロイド、ヒューム又は無定形状のシリカ、アルミナ又はコロイ
ド状アルミナ、二酸化チタン、参加セシウム、酸化イットリウム、コロイド状イ
ッタリア、例えばコロイド状又は不定形ジルコニアの様なジルコニア、及び前記
いずれかおの混合物の様な実質単一の無機酸化物のコア、又は別のタイプの有機
酸化物が沈積されたあるタイプの無機酸化物のコアを含むことができる。発明の
組成物が透過型トップコートとして、例えば多成分型合成コーティング組成物の
透明コートとして用いられる場合には、粒子は組成物の光学特性に大きく干渉し
てはならない。ここで用いる“透過(型)”とは、硬化されたコーティングがB
YK/Haze Gloss装置を用いて測定した場合に50未満のBYK H
aze指数を持つことを意味する。 本発明の粒子形成に有用な非ポリマー性の無機物質は、グラファイト、金属、
酸化物、カーバイド、窒化物、ホウ化物、硫化物、シリカ、炭酸エステル、硫酸
エステル及び水酸化物から選択された無機物質を含む。有用な無機酸化物の非限
定例は酸化亜鉛である。好適な無機硫化物の非限定例には、二硫化モリブデン、
二硫化タンタル、二硫化タングステン、二硫化亜鉛がある。有用な無機シリカ塩
の非限定例は、シリカアルミニウム及びバーミキュライトの様なシリカマグネシ
ウムを含む。好適金属の非限定例にはモリブデン、白金、パラジウム、ニッケル
、アルミニウム、銅、金、鉄、銀、合金、及び前記いずれかの混合物が含まれる
。 態様の一つでは、本発明は前記組成物にあって前記粒子がヒュームドアルミニ
ウム、不定形シリカ、コロイドシリカ、アルミナ、コロイド状アルミナ、二酸化
チタン、酸化セシウム、酸化イットリウム、コロイド状イットリア、ジルコニア
、コロイド状ジルコニア及び前記いずれかの混合体より選択される組成物を目的
とする。別の態様では、本発明は前記組成物にあって前記粒子がコロイドシリカ
である組成物を目的とする。上開示の如く、これら物質は表面処理されていても
、又はされていなくともよい。組成物はゾル−ゲル工程によりインサイチューで
のシリカ粒子形成に好適な前駆体を含むことができる。本発明の組成物は、加水
分解されインサイチューにシリカ粒子を形成できるアルコキシシランを含むこと
ができる。例えばテトラエチルオルトシリカ塩エステルは塩酸の様な酸により加
水分解でき、縮合されシリカ粒子を形成することができる。その他有用な粒子に
は、参照されここに取り込まれている米国特許第5,853,809号、第6欄
、51行ないし8欄、43行に記載の様な表面修飾シリカが含まれる。 本発明の態様の一つでは、粒子はポリマー性コーティング又はポリマー性基材
を摩食できる物質の高度より高い硬度を持つ。ポリマー性コーティング又はポリ
マー性基材を摩食できる物質の例には、泥、砂、岩、ガラス、洗車ブラシ等が含
まれるが、これらに限定されない。粒子及びポリマー性コーティング又はポリマ
ー性基材を摩食できる物質の硬度は、例えばVickers又はBrinell
硬度といった通常の硬度測定法により決定できるが、好ましくは1ないし10の
スケールで物質表面の相対引っ掻き抵抗性を示す原型のMohsの硬度スケール
に従い測定される。本発明での使用に好適な無機物質から形成された幾つかの粒
子の非限定例のMohs硬度値を下表Aに示す。表A
【表1】 参照されここに取り込まれているK.ludema, Friction,
Wear,Lubrication, (1996)の27ページ。 R.Weast(Ed), Handbook of Chemistry
and Physics,CRC Press(1975)のページF−22
参照されここに取り込まれているR.Lewis,Sr., Hawley
’s Condensed Chemical Dictionary(12t
h Ed, 1993)の793ページ。 参照されここに取り込まれているHawley’s Condensed
Chemical Dictionary(12th Ed, 1993)の1
113ページ。 参照されここに取り込まれているHawley’s Condensed
Chemical Dictionary(12th Ed, 1993)の7
84ページ。 Handbook of Chemistry and Physics,
CRC PressのページF−22。 Handbook of Chemistry and Physics,
CRC Press のページF−22。 Friction,Wear,Lubrication, (1996)の
27ページ。 Friction,Wear,Lubrication, (1996)の
27ページ。 10 Friction,Wear,Lubrication, (1996)
の27ページ。 11 Friction,Wear,Lubrication, (1996)
の27ページ。 12 Handbook of Chemistry and Physics
,CRC Press のページF−22。 13 Handbook of Chemistry and Physics
,CRC Press のページF−22。 14 Handbook of Chemistry and Physics
, CRC Press のページF−22。 15 Handbook of Chemistry and Physics
,CRC Press のページF−22。 16 Handbook of Chemistry and Physics
,CRC Press のページF−22。 17Handbook of Chemistry and Physics
,CRC Press のページF−22。 18 Handbook of Chemistry and Physics
,CRC Press のページF−22。 19R.Weast(Ed), Handbook of Chemistr
y and Physics,CRC Press(71stEd.19905
)の4−158ページ。 態様の一つでは粒子のMohs硬度値は5より大きい。ある態様では、シリカ
の様な粒子のMohs硬度値は6より大きい。 上記の如く、Mohs硬度スケールは引っ掻きに対する物質の抵抗性に関係す
る。従って、本発明は更にその表面の硬度がその表面下の粒子内部の硬度と異な
る粒子も包含する。より具体的には、上記の如く粒子表面は、表面下の硬度はポ
リマー性コーティング又はポリマー性基材を摩食可能な硬度より小さいが、一方
粒子表面硬度はポリマー性コーティング又はポリマー性基材を摩食できる物質の
硬度より大きい様に、当分野既知の技術を用い粒子表面の特性を化学的に変える
ことを含むが、これに限定されない当分野周知の方法にて修飾することができる
。 それに代るものとしては、粒子は1以上の第2物質によりコーティング、クラ
ッディング、又はカプセル封入された第1物質から形成され、より硬い表面を持
つ複合物質を形成することができ。あるいは、粒子は第2物質の形状を変えるこ
とでコーティング、クラッディング又はカプセル封入される1次物質から形成さ
れ、より硬い表面を持つ複合物質を形成することができる。 一例では、本発明を限定するものではないが、シリコンカーバイド又は窒化ア
ルミニウムの様な無機物質より形成された無機粒子にシリカ、カーボネート又は
ナノクレーコーティングを施し、有益な複合粒子を形成することができる。別の
非限定例では、アルキル側鎖を持つシランカップリング剤を無機酸化物より形成
された無機粒子の表面に作用させ、“より柔軟”な表面を持つ有益な複合粒子を
与えることができる。その他の例には、非ポリマー性又はポリマー性物質より形
成された粒子を、異なる非ポリマー性又はポリマー性物質でクラッディングする
こと、カプセル封入すること又はコーティングすることが含まれる。この様な複
合粒子の具体的非限定例はDUALITE(商標)であり、これは炭酸カルシウ
ムでコーティングされた合成ポリマー粒子であり、ニューヨーク州、バッファロ
ーのPierce and Stevens社より市販されている。 発明の非限定態様の一つでは、粒子は固形潤滑物質より形成される。ここで用
いる用語“固形潤滑物質”とは相対運動中の損傷からの保護をもたらすか、又は
摩擦及び摩損を低下するために2表面間に用いられる固体を意味する。態様の一
つでは、固体潤滑物質は無機固体潤滑物質である。ここで用いる“無機固体潤滑
物質”とは、特徴的な結晶性の性質を持ち、それにより自身を薄く平坦なプレー
トに変型させ、相互に滑りやすくして減摩性の潤滑硬化をもたらす固体の潤滑剤
を意味する。ここに参照され具体的に取り込まれているR.Lewis、Sr.
Hawley’s Condensed Chemical Diction
ary、(12版、1993)の712ページを参照。摩擦とはある固体が別の
固体上を滑動する際の抵抗である。ここに参照され具体的に取り込まれているF
.Clauss、Solid Lubricants and Self−Lu
bricating Solids(1972)の1ページ。 発明の非限定的態様の一つでは、粒子は多層構造を持つ。多層構造を持つ粒子
は、シート内では強い結合により、そしてシート間は弱いバンデルワールス結合
により、六辺形に配列した原子のシート又はプレートから構成されることで、低
いシート間剪断強度を備えている。多層構造の非限定例は六方晶形構造である。
多層フラーレン(即ちバッキーボール)構造を持つ無機固形粒子もまたは本発明
に有用である。 本発明の粒子の形成に有用な、多層構造を持つ好適物質の非限定例には、窒化
ホウ素、グラファイト、金属ジカルコゲニド、マイカ、タルク、石膏、カオリナ
イト、方解石、ヨウ化カドミニウム、硫化銀及び前記いずれかの混合体が含まれ
る。好適金属ジカルコゲニドには二硫化モリブデン、二セレン化モリブデン、二
硫化タンタル、二セレン化タンタル、二硫化タングステン、二セレン化タングス
テン及び前記いずれかの混合体。 粒子は非ポリマー性の有機物質から形成することができる。本発明に有用な非
ポリマー性有機物質の非限定例は、ステアレート(ステアレート亜鉛及びステア
レートアルミニウムの様な)、ダイヤモンド、カーボンブラック及びステアラミ
ドが含まれるが、これらに限定されない。 粒子は無機ポリマー性物質より形成できる。有用な無ポリマー性物質の非限定
例にはポリホスファゼン、ポリシラン、ポリシロキサン、ポリゲレマン類、高分
子イオウ、ポリマー性セレニウム、シリコン類、及び前記いずれかの混合体。本
発明での利用に好適な無機ポリマー性物質から形成された粒子の具体的非限定例
は、架橋型シロキサンより形成され、日本のToshiba Silicone
s社より販売されているTOSPEARL20である。 粒子は合成有機ポリマー物質から形成できる。好適有機ポリマー性物質の非限
定例には熱硬化性物質及び熱可塑性物質が含まれるが、これらに限定されない。
ここで用いる“熱可塑性”材料は、熱に曝されると軟化し、室温まで冷却される
と元の状態に復帰する物質である。好適熱可塑性物質の非限定例にはポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートお帯ポリエチレンナフタレート
の様な熱可塑性ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン及びポリイソブテンの様なポリオレフィン類、スチレンとアクリル酸モノマー
のコポリマーの様なアクリルポリマー、及びメタクリレート、ポリアミド、熱可
塑性ポリウレタン、ビニルポリマーを含むポリマー、ならびに前記いずれかの混
合体を含む。 好適熱硬化性材料の非限定例には、熱硬化性ポリエステル、ビニルエステル、
エポキシ物質、フェノール樹枝、アミノプラスチック、熱硬化性ポリウレタン及
び前記いずれかの混合体。エポキシ物質から形成された合成ポリマー粒子の具体
的非限定例はエポキシミクロゲル粒子である。ここで用いる“熱硬化性”物質は
、加熱された時に不可逆的に固形化するか“硬化”する物質である。熱硬化物質
は架橋網目構造を形成する。ここで用いるポリマー性物質は、それが少なくとも
部分的にポリマー性網目構造を形成した場合に“架橋状態にある”。当業者は、
架橋の存在及び程度(架橋密度)が窒素下にTA装置DMA2980DMTAア
ナライザーを利用した動的機械式熱分析(DMTA)の様な各種方法により決定
できることを理解するだろう。この方法は、コーティング又はポリマーのフリー
フィルムのガラス手に温度と架橋密度を決定する。硬化物質のこれら物理特性は
架橋された網目構造に関係している。 粒子はまたポリマー性及び非ポリマー性無機物質、ポリマー性及び非ポリマー
性有機物質、複合物質、及び前記いずれかの組合せより形成された中空粒子でも
よい。中球粒子が形成される好適物質の非限定例は上記のものである。 本発明の態様の一つでは、少なくとも1つのポリシロキサン(a)は粒子に対
し非反応性である。 態様の一つでは、本発明は前記の組成物にあって、組成物のその他成分に加え
られる場合に、組成物を形成する成分の樹脂固体の総重量を基にして粒子が0.
01ないし75重量%量組成物中に存在している組成物を目的とする。別の態様
では、本発明は前記組成物にあって、組成物のその他成分に加えられる場合に、
粒子が組成物中に組成物を形成する成分の樹脂固体の総重量を基に少なくとも0
.1重量%の量存在している組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記
組成物にあって、粒子が組成物のその他成分に加えられる場合に、組成物を形成
する成分の樹脂固体の総重量を基に粒子が0.5重量%より多い量組成物中に存
在している組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記組成物にあって、
粒子が組成物のその他成分に加えられる場合に、組成物を形成する成分の樹脂固
体の総重量を基に5重量%より多い量の粒子が組成物中に存在している組成物を
目的とする。 20R.J.Perry”Applications for CrossO
Linked Siloxane Particles”Chemtech,F
ebruary 1999、39−44ページ参照。 更に別の態様では、本発明は前記組成物にあって、粒子が組成物のその他成分
に加えられる場合に、組成物を形成する成分の樹脂固体総重量を基にして75重
量%未満の量の粒子が組成物中に存在している組成物を目的とする。別の態様で
は、本発明は前記組成物にあって、粒子が組成物のその他成分に加えられる場合
に、組成物を形成する成分の樹脂固体総重量を基にして50重量%未満の量の粒
子が組成物中に存在している組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記
組成物にあって、粒子が組成物のその他成分に加えられる場合に、組成物を形成
する成分の樹脂固体総重量を基にして20重量%未満の量の粒子が組成物中に存
在している組成物を目的とする。更に別の態様では、本発明は前記組成物にあっ
て、粒子が組成物のその他成分に加えられる場合に、組成物を形成する成分の樹
脂固体総重量を基にして10重量%未満の量の粒子が組成物中に存在している組
成物を目的とする。粒子量は、列挙された値を含むこれら値の何れかの組合せの
範囲である。 取り込み前、本発明に従い利用できる粒子の一つのクラスは、オルガノゾルの
様な粒子のゾルを含む。これらゾルは、上記の範囲の平均粒子サイズを持つ各種
微粒子、コロイドシリカでよい。 コロイドシリカは、粒子がまず形成される間又はその後に、表面を修飾するこ
とができる。これら表面が修飾されたシリカは、所望される粒子状シリカの特性
に応じて、その表面上に化学的に結合した炭素含有成分、及び無水SiO2基や
SiOH基の様な基、シリカ表面内に物理的に結合された又は化学的に結合され
た各種イオン基、吸着された有機基、又は前記いずれかの組合せを含むだろう。
この様な表面修飾型シリカは、参照されここに取り込まれている米国特許第4,
680,204号に詳細記載されている。 この様な物質は様々な技術により様々な形態に調製することができ、その非限
定例はオルガノゾル及び混合型ゾルを含む。ここに用いる用語“混合型ゾル”は
、その分散媒体が有機液体と水とを含んでいるコロイドシリカの分散体を含むこ
とを意図している。この様な小粒子状のコロイドシリカは容易に入手可能であり
、そして実質無色であり、且つこの様な組成物を着色するかその透明性を低下さ
せる当分野既知の追加の色素又は成分を加えることなしに成体中に含有させるこ
とができる屈折率を持つことから、無色の透明コーティングを生ずる。 粒子の好適非限定例にはNissan Chmeical Companyよ
りORGANOSILICAOSL(商標)MT−STのようなORGANOS
ILICASOL(商標)の商標にて、そしてClariant Corpor
ationよりHIGHLINK(商標)として販売されているコロイドシリカ
;Nalco いるコロイド状ジルコニアが含まれる。 粒子は本発明の組成物中に安定した分散体の形で取り込むことができる。粒子
がコロイド形状にある場合、分散体は粒子を振盪しながらキャリアー中に分散す
ることで調製でき、そして存在する溶媒は室温、真空下に取り除くことができる
。ある態様ではキャリアーは、少なくとも1つのポリシロキサン(a)を含むが
これに限定されないポリシロキサン含有反応性感応基を含むが、これに限定され
ない以下詳細に記載される表面活性剤の様な溶媒以外のものでもよいだろう。 態様の一つでは、コロイドシリカの様な粒子は少なくとも1つのポリシロキサ
ン(a)中に分散される。あるいは分散体はここに参照され取り込まれている米
国特許第4,522,958号又は4,526,910号に記載の如くに調製で
きる。粒子は“発明の組成物に取り込ませる前に少なくとも1つのポリシロキサ
ン(a)と”コールドブレンドディング“できる。あるいは、粒子は残余組成物
成分(少なくとも1つのポリシロキサン(a)を含むが、これに限定されない)
の混合的に後添加し、当分野周知の分散技術によりその中に分散できる。 粒子がコロイド形状以外の、例えば凝塊形状であるがこれに限定されない形状
である場合、分散体はこの凝塊物を例えば少なくとも1つのポリシロキサンであ
るがこれに限定されないキャリアー中に分散させ、その中に安定して粒子を分散
させることで調製できる。粉砕、ミリング、マイクロフリュダイジング、超音波
処理、又はその他コーティング剤分野周知の色素分散技術と言った分散技術が利
用できる。あるいは粒子は当分野既知のその他分散技術により分散させることが
できる。必要に応じ、コロイド形状以外の粒子を、その他組成物成分混合物に後
添加し、当分野既知の分散技術によりその中に分散させることができる。 例えば電着コーティング、プライマーコーティング、又はトップコーティング
であるがこれに限定されない、ポリマー性基材又はポリマー性コーティングに応
用される本発明の粒子はキャリアー中に分散、懸濁、又は乳化し存在できる。好
適キャリアーの非限定例には水、溶媒、表面活性剤又は前記いずれかの混合体が
含まれるが、これらに限定されない。好適溶媒の非限定例には鉱油、メタノール
又はブタノールの様なアルコール、メチルアミルケトンの様なケトン、キシレン
の様な炭化水素、エチレングリコールモノブチルエーテルの様なグリコールエー
テル、エステル、脂肪族化合物、及び前記いずれかの混合体が含まれるが、これ
らに限定されない。 上記の如く少なくとも1つのポリシロキサン(a)以外に本発明の組成物は少
なくとも1つのポリシロキサン(a)の少なくとも1個の反応性官能基と反応す
る少なくとも1個の官能基を含む少なくとも1つの反応体から形成することがで
きる。一つの態様においては、少なくとも1つの反応剤は、少なくとも1つの硬
化剤から選ばれる。 別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、硬化剤が存在している組成物
を目的とする。この硬化剤は、アミノプラスチック樹脂、ポリイソシアネート、
ブロック型ポリイソシアネート、ポリエポキシド、多価酸、ポリオール及び前記
いずれかの混合体から選択できる。 別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、硬化剤がアミノプラストであ
る組成物を目的とする。ヒドロキシル、カルボン酸及びカルバメート官能基含有
物質の硬化剤としてのフェノプラスとを含むアミノ樹脂は当分野周知である。上
記の如く、好適アミノプラスは当業者にとって既知である。アミノプラスとはフ
ォルムアルデヒドとアミン又はアミドの縮合反応により得ることができる。アミ
ン及びアミドの非限定例は、メラミン、尿素又はベンゾグアナミンを含む。その
他アミン又はアミドとの縮合体が利用できる;例えば粉末コーティング中に有用
な高融点結晶性産物を提供するグリコールウリルのアルデヒド縮合体。使用され
るアルデヒドは最頻にはフォルムアルデヒドであるが、アセトアルデヒド、黒ト
ンアルデヒド及びベンズアルデヒドの様なその他アルデヒドが利用できる。 アミノプラストはイミノ基とメチロール基を含み、特定例では少なくともメチ
ロール基の一部はアルコールによりエステル化され効果反応を修飾する。この反
応には、メタノール、エタノール、n−ブチルアルコール、イソブタノール及び
ヘキサノールを含む一価のアルコールが利用できる。 アミノプラストの非限定例にはメラミン−、尿素−又はベンゾグアナミン−フ
ォルムアルデヒド縮合体が含まれ、特定例では単量体であり且つ少なくとも一部
が1ないし4個の炭素原子を含む1以上のアルコールによりエステル化されてい
る。好適アミノプラスと樹脂の非限定例は、例えばCytec Industr
ies,Inc.よ 別態様では、本発明は前記組成物にあって、硬化剤が組成物の他成分に加えら
れる時には、組成物を形成する成分の固形樹脂総重量を基に1ないし65重量%
の範囲の一般に量存在している。 使用に適したその他硬化剤にはポリイソシアネート硬化剤が含まれるが、これ
に限定されない。ここで用いる用語“ポリイソシアネート”はブロック型(キャ
ップ型)ポリイソシアネート及び非ブロック型ポリイソシアネートを含むことを
意図する。ポリイソシアネートは脂肪族又は芳香族ポリイソシアネート、又は前
記2分類の混合体であろう。時イソシアネートのイソサヌル酸エステルの様なよ
り高価なポリイソシアネートがよく利用されるが、ジイソシアネートも利用でき
る。高級ポリイソシアネートはジイソシアネートと組合せ利用することもできる
。例えば、ポリイソシアネートとポリオールとの反応産物であるイソシアネート
プレポリマーも利用できる。ポリイソシアネート硬化剤混合体が利用できる。 ポリイソシアネートがブロックされるか又はキャップされる場合、ポリイソシ
アネート向けキャッピング剤として当業者既知の好適脂肪族、環脂肪族、又は芳
香性アルキルモノアルコールが利用できる。その他好適キャッピング剤にはオキ
シム及びラクタムが含まれる。使用時、組成物中の他成分に加えられる場合には
ポリイソシアネート硬化剤は一般には組成物を形成する樹脂固形成分総重量に基
づき、列挙する数値を含め5ないし65重量%の範囲の量存在し、10ないし4
5重量%の範囲の量存在してもよく、しばしば15ないし40%の範囲の量存在
する。 その他有用な硬化剤はここに参照され取り込まれている米国特許第5,084
,541に詳細記載されているトリカルバモイルトリアジン化合物の様なブロッ
ク型イソシアネート化合物を含む。使用時、ブロック型イソシアネート硬化剤は
組成物を形成する樹脂固形成分総重量に基づき、列挙する数値を含め20重量%
まで存在でき、そして1ないし20重量%の範囲の量存在できる。 ヒドロキシ官能基含有物質に適した硬化剤としての無水物も当分野周知であり
、本発明に利用できる。発明の組成物中での硬化剤としての利用に好適な無水物
の非限定例には、分子当たり少なくとも2個のカルボン酸無水物基を持つ、エチ
レン的に不飽和のカルボン酸無水物と例えばスチレン、アルファメチルスチレン
、ビニルトルエン等のビニルコポリマーの少なくとも1種類を含むモノマー混合
体に由来する無水物が含まれる。好適なエチレン不飽和型カルボン酸無水物の被
限定例には、無水マレイン酸、無水シトラコン酸及び無水イタコン酸が含まれる
。あるいは、無水物はマレイン化ポリブタジエンの様なジエンポリマー又はブタ
ジエン/スチレンコポリマーの様なブタジエンのマレイン化コポリマーの無水物
付加物でもよい。これら及びその他好適無水物硬化剤はいずれも参照され、ここ
に取り込まれている米国特許第4,798,746号、第10欄、16−50行
:及び米国特許第4,732,790号、第3欄、41−57行に記載されてい
る。 カルボン酸官能基含有材料に適した硬化剤としてのポリエポキシドも当分野周
知である。本発明の組成物中での使用に好適なポリエポキシドの非限定例には、
多価フェノール及び脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテルが含まれ、これ
らは多価フェノール又は脂肪族アルコールをアルカリ存在下にエピクロロヒドリ
ンの様なエピハロヒドリンを用いエーテル化することで調製できる。これら及び
他好適ポリエポキシドは、参照されここに取り込まれている米国特許第4,68
1,811号の第5欄、33ないし58行に記載されている。 エポキシ官能基含有材料に関する好適硬化剤には、少なくとも1つのカルボン
酸基を含むエチレン不飽和型モノマーと、カルボン酸期を持たない少なくとも1
つのエチレン不飽和型モノマーとから調製された酸基含有アクリルポリマーの様
な多価酸硬化剤を含む。この様な官能型アクリルポリマーは30ないし150の
範囲の酸数を持つことができる。酸官能基含有ポリエステルも同様に利用できる
。上記多価酸硬化剤は、参照されここに取り込まれている米国特許第4,681
,811号、第6欄、45ないし第9欄54行に詳細記載されている。 また分子当たり2個以上のヒドロキシル基を有する物質であるポリオールも、
イソシアネート官能基含有物質に適した硬化剤として当分野周知である。この様
な発明の組成物への使用に好適な物質の非限定例にはエーテルを含むポリアルキ
レンエーテルポリオール;ポリヒドロキシポリエステルアミドを含むポリエステ
ル;及びヒドロキシ含有ポリカルプロラクトンやヒドロキシ含有アクリル酸共重
合体が含まれる。エチレングリコールの様なグリコール、1,6−ヘキサンジオ
ール、ビスフェノールA等各種ポリオール、又はトリメチルプロパン、ペンタ襟
スリトール等の高級ポリオールのオキシアルキル化により形成されたポリエーテ
ルポリオールも有用である。ポリエステルポリオールもまた利用できる。これら
及びその他好適ポリオール硬化剤は、共に参照されここに取り込まれている米国
特許第4,046,729号の第7欄、52行ないし第8欄、9行;第8欄、2
9行ないし第9欄、66行;及び米国特許第3,919,315号の第2欄、6
4行ないし第3欄、33行に記載されている。 ポリアミンを、イソシアネート官能基含有材料のための硬化剤として使用する
こともできる。好適ポリアミンの非限定例には、窒素原子に結合した基が飽和型
又は不飽和型の脂肪族、脂環式、芳香族、芳香族−置換型−脂肪族、脂肪族−置
換型−芳香族第1又は第2ジアミン又はポリアミンが含まれる。好適脂肪族及び
脂環式ジアミン例には、1,2−エチレンジアミン、1,2−ポルフィレンジア
ミン、1,8−オクタンジアミン、イソフォロンジアミン、プロパン−2,2−
シクロヘキシルアミン等が含まれる。好適芳香族ジアミンには例えばo−フェニ
レンジアミンやp−トリレンジアミンの様なフェニレンジアミン及びトルエンジ
アミンが含まれる。これら及びその他の好適ポリアミンは、参照されここに取り
込まれている米国特許第4,046,729号内、第6欄61行ないし第7欄2
6行に詳細記述されている。 望まれる場合には、硬化剤の適当な混合体が使用される。組成物は上記の様な
アミノプアスト樹脂及び/又はブロック型ポリイソシアネートがその他組成物成
分と混合されている、1成分型組成物として製剤化できる。1成分組成物は製剤
化されると保存安定になる。あるいは組成物は、適用直前に上記の様なポリイソ
シアネート硬化剤をその他組成物成分の前成形混合体に加えることができる、2
成分型組成剤として製剤化することができる。前成形混合体は上記の様なアミノ
プラスと樹脂及び/又はトリアジン化合物の様な硬化剤を含むことができる。 コーティングが化学線又は化学線と熱エネルギーとの組合せにより硬化される
別の態様では、コーティング組成物を形成する成分は更に少なくとも1つの、遊
離型ラジカル又は陽イオンを提供し重合工程を開始させる光開始剤、又は光増感
剤を含むことができる。有用な光開始剤は150ないし2,000nmの範囲で
吸着作用を持つ。有益な光開始剤の非限定例には、ベンゾイン、ベンゾフェノン
、ヒドロキシベンゾフェノン、アントラキノン、チオキサントン、ベンジンエー
テルのブチルイソマーの様な置換型ベンゾイン、α,α−ジエトキシアセトフェ
ノン、α,α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2
−メチル−1−フェニルプロパン1−体、及び2,4,6−トリメチルベンゾイ
ルジフェニルホスフィン酸化物が含まれる。 別態様では、反応体はシリル基でブロックされている少なくとも1個の反応性
官能基を持つ少なくとも1つの物質を含むことができる。このシリルブロック型
物質は上記ポリシロキサン(a)とは異なる。シリル基の加水分解は物質上に、
硬化剤との更なる反応に利用可能な反応性官能基を生成する。好適なシリルブロ
ッキング剤の非限定例には、次式(IX)を持つものにあって;
【化12】 式中の各R、R及びRは同一でも又は異なっていても良く、それぞれが
1ないし18個の炭素原子を持つアルキル基、フェニル基、又はアリル基を表す
シリルブロッキング剤である。 シリル基によりブロックできる好適官能基の非限定例はヒドロキシル基、カル
バメート基、カルボキシル基、アミド基及びそれらの混合体を含む。態様の一つ
では、官能基はヒドロキシル基である。 官能基と反応しシリル基を形成できる好適化合物の非限定例には、ヘキサメチ
ルジシラザン、トリメチルクロロシラン、トリメチルシリルジエチルアミン、t
−ブチルジ塩化メチル、ジフェニル塩化メチルシリル、ヘキサメチルジシリルア
ジド、ヘキサメチルジシロキサン、トリメチルシリルトリフレート、ヘキサメチ
ルジシリルアセトアミド、N、N‘−ビス[トリメチルシリル]−尿素及び前記
いずれかの混合体を含む。 シリル化反応に好適な化合物、トリメチルシリル化反応に好適反応条件及び試
薬の更なる例は以下例28及び参照されここに取り込まれているT.Green
eら、Protective Groups in Organic Synt
hesis、(第2版、1991)の68−86ページ及び261−263ペー
ジに論じられている。 物質の主鎖は、エステル結合、ウレタン結合、尿素結合、アミド結合、シロキ
サン結合及びエーテル結合から選択された少なくとも1つの結合、又はポリエス
テル、アクリルポリマー、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリ尿素、ポリアミド
及び前記いずれかのコポリマーの様なポリマーを含む化合物である。 少なくとも1つのエステル結合及び少なくとも1つの反応性官能基を持つ好適
化合物またはポリマーには、少なくとも1つのポリオールと少なくとも1つの1
,2−無水物との反応より形成される半エステルが含まれる。本エステルは相対
的に低分子量であり、エポキシ官能性に極めて反応性であることから好適である
。 半エステルは、例えば無水物を開環して実質的にポリエステル化が起きない形
で半エステルを形成するのに十分な条件の下でのポリオールと1,2−無水物と
の反応により得られる。この様な反応産物は比較的低分子量であり、狭い分子量
分布と低い粘度を有する。“実質的にポリエステル化が起きない”とは、無水物
の反応により形成されたカルボキシル基が循環形式でポリオールにより更にエス
テル化されないことを意味する。本態様に加え、コーティング組成物を形成する
樹脂固形成分を基に10重量%未満、典型的には5重量%の高分子量エステルが
形成される。 1,2−無水物及びポリオールは一つに混合でき、反応は窒素の様な不活性雰
囲気と固形成分を溶解し、そして/又は反応混合体の粘度を下げるためのケトン
又は芳香族炭化水素の様な溶媒存在中に実施することができる。 態様の一つでは、望まれる開環反応及び半エステル形成に関し、1,2−次カ
ルボン酸無水物が利用できる。ポリオールと無水物の替わりのカルボン酸との反
応では縮合によるエステル化と蒸留による水の排除が必要となり、それは望まし
くないポリエステル化を促進するだろう。本発明によれば、反応温度を下げるこ
と、即ち135℃未満、典型的には70℃ないし135℃の範囲に下げることが
できる。反応時間は反応温度に依存し若干変化するが、一般には10分ないし2
4時間の範囲である。 所望の半エステルへの最大添加を得るポリオールのヒドロキシルに対する無水
物(無水物:ヒドロキシル)の当量比は少なくとも0.8:1(無水物を単官能
基と想定した場合)である。0.8:1未満の比も使用できるが、その様な比で
は低官能価の半エステルの形成が増すだろう。 有益な無水物には脂肪族、脂環式、オレフィン属、シクロオレフィン属及び芳
香族無水物が含まれる。置換型脂肪族及び芳香族無水物もまた、置換基が無水物
の反応性又は得られたポリエステルの特性に悪影響を及ぼさない限りにおいて有
用である。置換基例には、クロロ、アルキル及びアルコキシが含まれる。無水物
例には、無水コハク酸、無水メチルコハク酸、無水ドデセニルコハク酸、無水オ
クタデセニルコハク酸、無水フタール酸、無水テトラヒドロフタール酸、無水メ
チルテトラヒドロフタール酸、無水ヘキサヒドロフタール酸、無水メチルヘキサ
ヒドロフタール酸の様な無水アルキルヘキサヒドロフタール酸、無水テトラクロ
ロフタール酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタール酸、無水クロレンド酸
、無水イタコン酸、無水シトラコン酸及び無水マレンイン酸が含まれる。 ポリオール中、使用可能なポリオールは2ないし20個の炭素原子を含む単純
ポリオール、及びポリエステルポリオール、ポリウレタンポリオール及びアクリ
ル酸ポリオールの様なポリマー性ポリオールである。 単純ポリオールの内使用可能なものは、ジオール、トリオール、手トロール及
びそれらの混合体である。ポリオールの非限定例には、脂肪族ポリオールの様な
2ないし10個の炭素原子を含む歩リールが含まれる。具体例には以下の組成邸
が含まれるが、これらに限定されない:ジ−トリメチオールプロパン(ビス(2
,2−ジメチロール)ジブチルエーテル);ペンタエリスリトール;1,2,3
,4−ブタン手トロール;ソルビトール;トリメチロールプロパン;トリメチロ
ールエタン;1,2,6−ヘキサントリオール;グリセリン;トリスヒドロキシ
エチルイソシアヌレート;ジメチロールプロピオン酸;1,2,4−ブタンエリ
トール;2−エチル−1,3−ヘキサンジオール;MTP/エピシロン−価プロ
ラクトントリオール;エチレングリコール;1,2−プロパンジオール;1,3
−プロパンジオール;1,4−ブタンジオール;1,5−ペンタンジオール;1
,6−ヘキサンジオール;ネオペンチルグリコール;ジエチレングリコール;ジ
プロピレングリコール;1,4−シクロヘキサンジメタノール及び2,2,4−
トリメチルペンタン−1,3ジオール。 オリゴマーポリオールに関しては、使用可能な好適ポリオールはジオールと、
トリメチロールプロパン/シクロヘキサン2酸やトリメチロールプロパン/アジ
ピン酸の様なトリメチロールとの反応より作製されるポリオールである。 ポリマー性ポリオールに関しては、ポリエステルポリオールは有機ポリカルボ
ン酸又はその無水物を有機ポリオール及び/又はエポキシドによりエステル化す
ることで調製できる。通常はポリカルボン酸とポリオールは脂肪族又は芳香族の
二塩基酸又は酸性無水物、又は酸性の無水物とジオールである。 ポリエステルの作製に使用できるポリオールには、トリメチロールプロパン、
ジ−トリメチロールプロパン、エチレングリコール、ネオペンチルグリコールの
様なアルキレングリコール及び水素化ビスフェノールAの様なその他グリコール
、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、例えばエピシロン−
化プロラクトンとエチレングリコールとの反応産物の様なラクトンとジオールの
反応産物、ヒドロキシ−アルキル化ビスフェノール、例えばポリ(オキシテトラ
メチレン)グリコールの様なポリエステルグリコール等が含まれる。 ポリエステルの酸性成分には、単量体カルボン酸又は分子当たり2ないし18
個の炭素原子を持つ無水物を含む。酸のなかで使用可能なものはフタール酸、イ
ソフタール酸、t−フタール酸、テトラヒドロフタール酸、ヘキサヒドロフター
ル酸、メチルヘキサヒドロフタール酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸
、マレイン酸、グルタール酸、クロレンド酸、テトラクロロフタール酸及びその
他各種タイプのジカルボン酸である。また、トリメリト酸及びトリカルバリル酸
の様な高級カルボン酸も使用できるだろう。 多塩基酸とポリオールから形成されたポリエステルポリオールに加え、ポリラ
クトン型ポリエステルも利用できる。これら産物はエプシロン−化プロラクトン
の様なラクトンと、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びトリメチロ
ールプロパンの様なポリオールの反応より形成できる。 ポリエステルポリオールに加え、有機ポリイソシアネートに上記の様なポリエ
ステルポリオールを反応させて形成できるポリエステル−ウレタンポリオールの
様なポリウレタンポリオールも利用できる。有機ポリイソシアネートはポリオー
ルと、OH/NCO当量比が1:1より大きく成る様に反応でき、その結果得ら
れた産物は遊離型のヒドロキシル基を含む。ポリウレタンポリオールの調製に使
用できる有機ポリイソシアネートは脂肪族又は芳香族ポリイソシアネート又は混
合体である。トリイソシアネートの様なより高級なポリイソシアネートも利用で
きるが、ジイソシアネートも利用でき、この場合粘度はより高くなる。 好適ジイソシアネート例には4,4‘−ジフェニルメタンジイソシアネート、
1,4−テトラメチレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート及び
4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)が含まれる。 酸官能基の少なくとも一部そして或る場合にはすべてが、シリル化され得る。
その代わりに、酸官能基の少なくとも一部そして或る場合にはすべてが、上記に
論じられているようなエポキシド、または脂肪族ジオールとの反応によりヒドロ
キシル基に転化されそして次いでシリル化され得る。 有用なエポキシ官能性物質は、グリシジルメタクリレート、エチレンオキシド
、ブチレンオキシド、プロピレンオキシド、シクロヘキサンオキシドのようなエ
ポキシ官能性モノマー、フェニルグリシジルエーテル、n−ブチルグリシジルエ
ーテル、クレジルグリシジルエーテル、イソプロピルグリシジルエーテルのよう
なグリシジルエーテル、グリシジルバーサテートたとえばShell Chem
ical Co.から入手できるCARDURA Eのようなグリシジルエステ
ル、および前記のもののいずれかの混合物を包含する。他の有用なエポキシ官能
性物質は、1分子当たり少なくとも2個のエポキシドまたはオキシラン基を含む
ポリマーを包含する。これらの物質は、しばしば、ジまたはポリエポキシドと称
される。 エステルに関してエポキシ基対酸基の当量比は一般に0.1:1から2:1の
範囲にあり、0.5:1から1:1の範囲にあり得、そして典型的には0.8:
1から1:1の範囲にある(これらの値を含めて)。 有用な脂肪族ジオールは、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオ
ール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ペンタンジ
オール、1,4−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,5−ヘキ
サンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール
、ジプロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2,4
−トリメチル−1,3−ペンタンジオールおよび3,3−ジメチル−1,2−ブ
タンジオールのような、第1級ヒドロキシルを含有するジオールを包含する。 態様の一つでは、組成物を形成する成分は更に次式(X)を有する少なくとも
1つの化合物を含む。
【化13】 例えば、シリル化化合物は1:3:3:3の比で反応したトリメチロールプロ
パン、無水メチルヘキサヒドロフタール酸、プロピレンオキサイド及びヘキサメ
チルジシリジドの反応産物である。 エステル結合、ウレタン結合、尿素結合、アミド結合、シリコキサン結合及び
エーテル結合から選択された結合、及びシリル化に好適な少なくとも1つの反応
性官能基を有するその他有益な物質は、好適な追加ポリマーに関する上記考察に
開示されている。 あるいは有益な反応体には、参照されここに取り込まれているI.Azuma
ら、“Acrylic Oligomer for High Solid A
utomotive Top Coating System Having
Excellent Acid Resistance”、Progress
in Organic Coatings 32(1997)1−7に開示され
ている様な加水分解シロキシ基(例えばビニルモノマーとトリメチルシロキシメ
チルメタクリレートから重合された)でブロックされたヒドロキシル基を含むア
クリルポリマーが含まれる。 態様の一つでは、本発明は前記の組成物にあって、前記シリル−ブロック反応
体が、コーティング組成物を形成する他成分に加えられる場合に、コーティング
組成物を形成する成分の樹脂固形物総重量を基に0.1ないし90重量%の範囲
の量で組成物中に存在している組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前
記の組成物にあって、前記シリル−ブロック反応体が、コーティング組成物を形
成する他成分に加えられる場合に、コーティング組成物を形成する成分の樹脂固
形物総重量を基に少なくとも0.1重量%の量コーティング組成物中に存在して
いる組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、前記
シリル−ブロック反応体が、コーティング組成物を形成する他成分に加えられる
場合に、コーティング組成物を形成する成分の樹脂固形物総重量を基に少なくと
も1重量%の量コーティング組成物中に存在している組成物を目的とする。別の
態様では、本発明は前記の組成物にあって、前記シリル−ブロック反応体が、コ
ーティング組成物を形成する他成分に加えられる場合に、コーティング組成物を
形成する成分の樹脂固形物総重量を基に少なくとも5重量%の範囲の量でコーテ
ィング組成物中に存在している組成物を目的とする。 更に別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、前記シリル−ブロック反
応体が、コーティング組成物を形成する他成分に加えられる場合に、コーティン
グ組成物を形成する成分の樹脂固形物総重量を基に60重量%未満の量でコーテ
ィング組成物中に存在している組成物を目的とする。別の態様では本発明は前記
の組成物にあって、前記シリル−ブロック反応体が、コーティング組成物を形成
する他成分に加えられる場合に、コーティング組成物を形成する成分の樹脂固形
物総重量を基に30重量%未満の量コーティング組成物中に存在している組成物
を目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、前記シリル−ブ
ロック反応体が、コーティング組成物を形成する他成分に加えられる場合に、コ
ーティング組成物を形成する成分の樹脂固形物総重量を基に10重量%未満の量
コーティング組成物中に存在している組成物を目的とする。シリル−ブロック反
応体の量は列挙した値を含むこれら値の何れかの組合せの範囲である。 更に別の態様では、本発明は少なくとも1つのポリシロキサン(a)とは異な
る少なくとも1つのフィルム形成材料を含む成分より形成された前記組成物を目
的とする。このフィルム形成材料は、少なくとも1つのポリシロキサン(a)に
加えて、少なくとも1つのポリシロキサン(a)の少なくとも1つの官能基と反
応する少なくとも1つの官能基と、そして存在する場合には少なくとも1つの硬
化剤とを含むポリマーである。態様の一つでは、この少なくとも1つの追加ポリ
マーはヒドロキシル基、カルバメート基、エポキシ基、イソシアネート基、及び
カルボキシル基から選択される少なくとも1つの反応性官能基を含むことができ
る。別の態様では、追加ポリマーはヒドロキシル基とカルバメート基から選択さ
れた少なくとも1つの反応性官能基を持つことができる。 追加ポリマーはヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロッ
ク型ポリイソシアネート基、第1アミン基、第2アミン基、第3アミン基、アミ
ド基、カルバメート基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、アクリレート基、無水
物基、ヒドロキシアルキルアミド基、エポキシ基及び前記いずれかの混合体から
選択される1以上の反応性官能基を含んでもよい。 好適ヒドロキシル基含有追加ポリマーの非限定例にはアクリルポリオール、ポ
リエステルポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリエーテルポリオール及び
前記いずれかの混合体が含まれる。追加ポリマーは固体当量当たり1000ない
し100グラムの範囲のヒドロキシル当量重量を持つことができるアクリルポリ
オールである。 好適ヒドロキシル基又はカルボキシル基含有アクリルポリマーは、エチレン不
飽和型モノマーより重合することができ、アクリル酸又は(メタ)アクリル酸の
ヒドロキシルアルキルエステルと、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ
)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート及び2−メチルヘキシルアクリレ
ートの様な(メタ)アクリル酸1以上の重合性エチレン不飽和型モノマーとのコ
ポリマー、及びスチレン、アルファ−メチルスチレン及びビニルトルエンの様な
ビニル芳香族化合物である。ここで用いた“(メタ)アクリレート”及び同類語
はアクリレート及びメタクリレートと含むことを意図している。 アクリルポリマーは、エチレン飽和型ベータヒドロキシエステル官能基モノマ
ーより調製できる。この様なモノマーは例えばアクリル酸の様なモノカルボン酸
、及び遊離ラジカル開始重合に参加しないエポキシ化合物と、飽和型酸性モノマ
ーとの反応より得ることができる。この様なエポキシ化合物の非限定例はグリシ
ジルエーテル及びエステルである。好適グリシジルエーテルの非限定例には、ブ
チルグリシジルエーテル、オクチル切りしジルエーテル、フェニルグリシジルエ
ーテル等のアルコール及びフェノールのグリシジルエーテルが含まれる。好適グ
リシジルエステルの非限定例は、Shell Chemical Compan
yよりGARDURA Eの商標名で、そしてExxon Chemical
Compnayより商標名GLYDEXX−10で市販されている様なものが含
まれる。あるいは、ベーターヒドロキシエステル官能性モノマーは、エチレン不
飽和型エポキシ官能性モノマー、例えばグリシジル(メタ)アクリレート及びア
リルグリシジルエーテル、及び飽和型モノカルボン酸の様な飽和型カルボン酸、
例えばイソステアリン酸より調製される。 エポキシ官能基は、例えばグリシジル(メタ)アクリレートやアリルグリシジ
ルエーテルの様なオキシラン基含有モノマーを上記の様なその他重合性エチレン
不飽和型モノマーと共重合することで、重合性エチレン不飽和型モノマー内に取
り込むことができる。この様なエポキシ官能性アクリルポリマーの調製は米国特
許第4,001,156号の第3ないし第6欄に詳細記載されているが、これら
欄は参照されここに特異的に取り込まれている。 カルバメート官能基は、上記のエチレン不飽和型モノマーとメタクリン酸のカ
ルバメート官能性アルキルエステルの様なカルバメート官能性ビニルモノマーと
を共重合することで、重合性エチレン飽和型モノマーより調製されたポリマー中
に取り込むことができる。有用なカルバメート官能性アルキルエステルは、例え
ばヒドロキシアルキルカルバメート(アンモニアとエチレンカルバメート又はプ
ロピレンカルバメートとの反応産物である)を無水メタクリン酸と反応させるこ
とで調製できる。 その他有用なカルバメート官能性ビニルモノマーには、例えばヒドロキシエチ
ルメタクリレート、イソフォロンジイソシアネート及びヒドロキシプロピルカル
バメートの反応産物;又はヒドロキシプロピルメタクリレート、イソフォロンジ
イソシアネート、及びメタノールの反応産物が含まれる。イソシアン酸(HNC
O)とヒドロキシエチルアクリレートの様なヒドロキシル官能性のアクリルモノ
マー又はメタクリルモノマーとの反応産物の様な更に別のカルバメート官能性ビ
ニルモノマーを利用してもよく、これらモノマーは参照されここに取り込まれて
いる米国特許第3,479,328号に記載されている。 カルバメート官能基はまた、ヒドロキシル官能性アクリルポリマーにメチルカ
ルバメートの様な低分子量アルキルカルバメートを反応させることでアクリルポ
リマー中に取り込むこともできる。ペンダントカルバメート基もまた、ヒドロキ
シル官能性アクリルポリマーをアルコール又はグリコールエーテル由来の低分子
量カルバメートと反応させる“トランスカルバモイル化”反応によりアクリルポ
リマー中に取り込むことができる。カルバメート基をヒドロキシル基と交換して
、カルバメート官能性アクリルポリマー及び元のアルコール又はグリコールエー
テルを産生できる。またヒドロキシル官能性アクリルポリマーをイソシアン酸と
反応させペンデントカルバメート基を提供できる。同様にヒドロキシル官能性ア
クリルポリマーを尿素と反応させ、ペンデントカルバメート基を提供できる。 エチレン不飽和型モノマーを重合し調製されたポリマーは、有機過酸化物又は
例えばベンゾイルペルオキシド又はN、N−アゾビス(イソブチロニトリル)の
様なアゾ化合物といった好適触媒存在下に、当業者周知の液体重合技術によって
調製できる。重合は、当業界通常の技術を利用し、モノマーが可溶性である有機
溶媒中に実施できる。あるいはこれらポリマーは当分野周知の水性乳剤又は分散
体重合技術により、調製することができる。反応体の割合や反応条件を選ぶこと
で、所望するペンデント官能価を持つアクリルポリマーを得る。 ポリエステルポリマーもまた本発明の組成物に於ける追加ポリマーとして有用
である。有用なポリエステルポリマーは、多価アルコール及びポリカルボン酸の
重合産物を含む。好適多価アルコールの非限定例には、エチレングリコール、ネ
オペンチルグリコール、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールを含
む。好適ポリカルボン酸の非限定例には、アジピン酸、1,4−シクロヘキシル
ジアカルボン酸、及びヘキサヒドロフタール酸が含まれる。上記ポリカルボン酸
以外に、存在する場合には無水物としての酸の官能性等価物又はメチルエステル
の様な酸の低級アルキルエステルが利用できる。また、ステアリン酸の様なモノ
カルボン酸を少量使用することもできる。反応体の割合や反応条件を選ぶことで
、所望するペンデント官能価、即ちカルボキシル又はヒドロキシル官能価を持つ
アクリルポリマーを得る。 例えばヒドロキシル基含有ポリエステルは、無水ヘキサヒドロフタール酸の様
な次カルボン酸の無水物をネオペンチルグリコールのようなジオールと、1:2
のモル比で反応させることで調製できる。風乾の促進が望ましい場合には、好適
な乾性油である脂肪酸を使用してもよく、それには亜麻仁油、ダイズ油、トール
オイル、乾燥カストールオイル、又はキリ油由来の脂肪酸が含まれるだろう。 カルバメート官能性ポリエステルは、ポリエステル形成に用いた多価酸及びポ
リオールと反応できるヒドロキシアルキルカルバメートをまず形成することで調
製できる。あるいは、末端カルバメート官能基は、イソシアン酸にヒドロキシ官
能性ポリエステルを反応させることでポリエステルに取り込ませることができる
。また、カルバメート官能価はヒドロキシルポリエステルに尿素を反応させるこ
とでポリエステル中に取り込ませることができる。更に、カルバメート基は、ト
ランスカルバモイル化反応によりポリエステル中に取り込ませることができる。
好適カルバメート官能基含有ポリエステルの調製は、その部分が参照されここに
取り込まれている米国特許第5,593,733号の第2カラム40行ないし第
4カラム9行に記載されている。 末端イソシアネート又はヒドロキシル基を含むポリウレタンポリマーもまたは
発明の組成物の追加ポリマーとして利用できる。利用可能なポリウレタンポリオ
ール又はNCO−終止型ポリウレタンは、ポリマー性ポリオールを含むポリオー
ルをポリイソシアネートと反応させ調製されたものである。利用可能である、末
端イソシアネート又は第1あるいは第2アミン基含有ポリ尿素はポリマー性pr
oアミンを含むがこれに限定されないポリアミンとポリイソシアネートとを反応
させ調製したものである。 ヒドロキシル/イソシアネート又はアミン/イソシアネートの当量比は調節で
き、そして反応条件を選択して望ましい末端器を得ることができる。好適ポリイ
ソシアネートの非限定例には、該当部分が参照されここに取り込まれている米国
特許第4,046,729号、第5欄、26行ないし第6欄、28行に記載のも
のが含まれる。好適ポリオールの非限定例には、該当部分が参照されここに取り
込まれている米国特許第4,046,729号、第7欄、52行ないし第10欄
、35行に記載のものが含まれる。好適ポリアミンの非限定例には、共に該当部
分が参照されここに取り込まれている米国特許第4,046,729号、第6欄
、61行ないし第7欄、32行、及び米国特許第3,799,854号、第3欄
、13行ないし50行に記載のものが含まれる。 カルバメート官能基は、ポリイソシアネートをヒドロキシル感応かを有し且つ
ペンデントカルバメート基を含んでいるポリエステルと反応させることでポリウ
レタンポリマー中に導入することができる。あるいはポリウレタンは、ポリイソ
シアネートをポリエステルポリオール及びヒドロキシアルキルカルバメート又は
又はイソシアン酸と反応させることで、別々の反応体として調製することができ
る。好適ポリイソシアネートの非限定例には、芳香族イソシアネート(4,4‘
−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート及
びトルエンジイソシアネートの様な)及び脂肪族ポリイソシアネート(1,4−
テトラメチレンジイソシアネート及び1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート
の様な)を含む。 1,4−シクロヘキシルジイソシアネートやイソフォロンジイソシアネートの
様な脂環式ジイソシアネートが利用できる。 好適ポリエーテルポリオールの非限定例には、次構造式(VII)又は(VI
II)を有する様なポリアルキレンエーテルポリオールにあって:
【化14】 前記式中の置換基Rが水素又は混合型置換基を含む炭素数1ないし5個の低級
アルキル基を表し、nが2ないし6の範囲の数値であり、そしてmが8ないし1
00以上の範囲の数値であるポリアルキレンエーテルポリオールを含む。ポリア
ルキレンエーテルポリオールの非限定例には、ポリ(オキシテトラメチレン)グ
リコール、ポリ(オキシテトラエチレン)グリコール、ポリ(オキシ−1,2−
プロピレン)グリコール、及びポリ(オキシ−1,2−ブチレン)グリコールが
含まれる。 同様に例えばエチレングリコールの様なグリコール、1,6−ヘキサンジオー
ル、ビスフェノールA等、又はトリメチルプロパン、ペンタエリスリトール等の
様な高級ポリオールの様な、しかしこれらに限定されない各種ポリオールをオキ
シアルキル化することで形成されるポリエーテルポリオールも有用である。例示
の如くに用いることができる高官能価ポリオールは、例えばショ糖又はソルビト
ールの様な化合物をオキシアルキル化することで作製できる。利用可能なオキシ
アルキル化法の一つは、ポリオールと酸化プロピレン又は酸化エチレンを含むが
これらに限定されない酸化アルキレンと、産生又は塩基性触媒存在下に反応させ
る方法である。ポリエーテルの具体的な非限定例には、E.I.duPont
de Nemours and Co.,IncよりTERATHAME及びT
ERACOLと称し販売されているものが含まれる。 態様の1つでは、本発明は前記の硬化型組成物にあって、少なくとも1つのフ
ィルム形成物質が熱硬化性官能基である反応性官能基を含む硬化型組成物を目的
とする。別の態様では、フィルム形成物質の少なくとも1つの反応性官能基は電
離線又は化学線により硬化可能である。別の態様では、フィルム形成物質は、熱
エネルギーにより硬化可能な少なくとも1つの官能基と、電離線又は化学線によ
り硬化可能な少なくとも1つの官能基とを含むことができる。 ポリシロキサン上に反応性官能基として存在できる有用な放射硬化性基には、
ビニル基、ビニルエーテル基、エポキシ基、マレイミド基、フマレート基及び前
記の組合せの様な不飽和基が含まれる。態様の1つではUV硬化性基はアクリレ
ート基、マレイミド、フマレート及びビニルエーテルを含むことができる。好適
ビニル基には、下記の様な不飽和エステル基及びビニルエーテル基を有するビニ
ル基が含まれる。 態様の1つでは、少なくとも1つの追加ポリマーは、ポリスチレン標準体を用
いたゲル濾過クロマトグラフィーにより決定された場合に、1000ないし20
,000の範囲の平均分子量(Mw)を持つことができる。別の態様では、少な
くとも1つの追加ポリマーのMwはポリスチレン標準体を用いたゲル濾過クロマ
トグラフィーにより決定された場合に、1500ないし15,000の範囲であ
り、そして2000ないし12,000の範囲であろう。 組成物形成中に少なくとも1つのポリシロキサン(a)及び少なくとも1つの
追加ポリマーが存在する態様では、少なくとも1つのポリシロキサン(a)及び
追加ポリマーの反応性官能基は同一でも異なっていてもよいが、硬化剤が使用さ
れる場合には少なくとも硬化剤の官能基と反応しなければならないことを述べる
必要がある。この様な反応性感応基の非限定例には、ヒドロキシル基、カルボン
酸基、イソシアネート基、ブロック型イソシアネート基、カルボキシレート基、
第1アミン基、第2アミン基、網時、カルバメート基、無水物基、ヒドロキシア
ルキルアミド基、及びエポキシ基が含まれる。 本発明の態様では、それを使用する場合、少なくとも1つの反応性官能基を含
む追加ポリマーは、組成物中の他成分に加える場合には、一般には少なくとも2
重量%の量存在する。追加ポリマーは少なくとも5重量%の量存在してもよく、
また典型的には組成物を形成する成分の固体樹脂の総重量を基にした少なくとも
10重量%の量存在する。また少なくとも1つの反応性官能基を持つ追加ポリマ
ーは、もしそれを使用する場合、組成物の他成分に加える場合には一般には80
重量%の量存在する。それは60重量%未満の量存在してもよく、また典型的に
は組成物を形成する成分の固体樹脂総重量を基にした50重量%未満の量存在す
る。組成物中に存在する少なくとも1反応性官能基を持つ追加ポリマーの量は、
列挙した値を含むこれら値の何れかの組合せの間の範囲であろう。 本発明の組成物は溶媒ベース組成物、水ベース組成物、固体粒子形、即ち粉末
組成物、又は粉末スラリー又は水性分散体の形状である。本発明の組成物を形成
するのに使用される本発明の成分は有機溶媒中に溶解、又は分散することができ
る。好適有機溶媒の非限定例には、ブタノールの様なアルコール;メチルアミル
ケトンの様なケトン;キシレンの様な芳香族炭化水素;及びエチレングリコール
モノブチルエーテルの様なグリコールエーテル;エステル;その他溶媒;及び前
記いずれかの混合体が含まれる。 溶媒ベース組成物では、有機溶媒は一般には組成物を形成する成分の固体樹脂
総重量を基にして5ないし80重量%の範囲の量存在しており、そして列挙した
数値を含め30ないし50重量%の範囲の量存在するだろう。上記組成物は、組
成物を形成する成分の固体樹脂総重量を基にした40ないし75重量%の範囲の
総固体含有量を持ち、そして列挙した数値を含め50ないし70重量%の範囲の
総固体含有量を持つだろう。あるいは、発明の組成物は粉末コーティングとして
の使用に好適な、又は粉末スラリーとしての使用に適した水の様な液体媒体中の
分散に好適な固体粒子の形状でもとれる。 前記組成物が少なくとも1つの反応体から形成されている別の態様では、触媒
が組成物形成中に追加的に存在している。態様の1つでは、触媒は反応体の少な
くとも1つの反応性官能基と少なくとも1つのポリシロキサン(a)の少なくと
も1つの反応性官能基との反応を加速するのに十分な量存在している。態様の1
つでは、触媒は酸性触媒である。 好適触媒の非限定例には、例えばフェニル酸性ホスフェートの様な酸性ホスフ
ェート、及びドデシルベンゼンスルホン酸又はパラトルエンスルホン酸の様な置
換型又は非置換型スルホン酸の様な酸性物質が含まれる。エポキシ酸性塩基触媒
の非限定例には、N、N‘−ジメチルドデシルアミン触媒の様な第3アミンが含
まれる。別の態様では、触媒はリン酸塩化ポリエステル又はリン酸塩化エポキシ
でもよい。この態様では、触媒は例えばリン酸及び2個の水素化フェノール環を
持つ、Shell Chemical Co.から市販されているDRH−15
1の様なビスフェノールAジグリシジルエーテルとの反応産物でもよい。触媒は
、組成物の他成分に加えられる場合には、0.1ないし5.0重量%の範囲の量
で存在でき、典型的には列挙した数値を含め、組成物を形成する成分の固体樹脂
総重量を基にした0.5ないし1.5重量%の範囲の量存在している。 別態様では、前記組成物の形成中に追加の成分が存在できる。これら追加成分
には柔軟剤、可塑剤、ここに規定される様な表面活性剤(ポリシロキサン)、チ
キソトロープ剤、抗ガス発生剤、有機補助溶媒、流動性調節剤、封鎖型アミン光
安定剤、酸化防止剤、UV光吸収剤、着色剤又は淡彩剤、及び当分野通常の類似
炭化物が含まれるが、これらに限定されず、そして前記いずれかの混合物を組成
物中に含めることができる。これら追加成分は、組成物の他成分中に加える場合
には、組成物を形成する成分の固体成分総重量を基にして40重量%までの量存
在できる。 本発明の更に別の態様では、少なくとも1つの表面活性剤が前記組成物の形成
中に存在できる。少なくとも1つの表面活性剤は、陰イオン、非イオン、及び陽
イオン性表面活性剤から選択できる。 ここで用いる“表面活性剤”とは、固体表面張力又は硬化した組成物又はコー
ティングの表面エネルギーを下げる傾向を持つ物質を意味する。即ち、表面活性
剤を含む組成物より形成された硬化組成物又はコーティングは、表面活性剤を含
まない類似組成物より形成された硬化コーティングに比べ低い固体表面張力又は
表面エネルギーを持つ。 本発明の目的に関しては、固体表面張力は試薬として蒸留水とヨウ化メチレン
を使ったRame‘−Hart接触角ゴニオメーターを用いるOwens−We
ndt法により測定できる。一般には0.02ccの試薬1滴が硬化コーティン
グ表面上に置かれ、ゴニオメーターを装備した標準的顕微鏡を使って接触角度及
びその補角が測定される。接触角度及びその補角は、3滴それぞれについて測定
される。この工程を別の試薬について繰り返す。核試薬それぞれについて行われ
た6回の測定について平均値を計算する。次にOwens−Wendt式: {γl(1+cosΦ)}/2=(γlγ )1/2+(γlγ
1/2 (式中のγlは液体の表面張力(ヨウ化メチレン=50.8、蒸留水=72.
8) であり、γ及びγは分散体及び極性成分(ヨウ化メチレンγ=49.5
、γ=1.3;蒸留水γ=21.8、γ=51.0);Φの値を計算しc
osΦを決定する)を用い表面張力を計算する。次に2つの等式、ヨウ化メチレ
ンと水についての式を作る。未知数γ とγ だけである。つぎに2つの式
からこの未知数を解く。この2つの成分は1つになり全固体表面張力を表す。 少なくとも1つの表面活性剤は、両親媒性の反応性官能基含有ポリシロキサン
、両親媒性フルオロポリマー及び前記いずれかの混合体より選択できる。水溶性
又は水分散性両親媒性物質を参照する場合、用語“両親媒性”とは一般に親水極
性端と水不溶性の一般に疎水性端とを持つポリマーを意味する。表面活性剤とし
ての利用に適した好適官能基含有ポリシロキサンの非限定例には、上記の少なく
とも1つのポリシロキサン(a)が含まれる。好適両親媒性フルオロポリマーの
非限定例には、Ashahi Glass Companyより商標名LUMI
FLONで販売されているフルオロエチレン−アルキルビニルエーテル交代コポ
リマー(米国特許第4,345,057号に記載の様なもの);ミネソタ州、S
t.PaulにあるSMより商標名FLUORADで販売されているフルオロ脂
肪族ポリマーエーテル:FluoroChem USAより市販されている1H
、1H−パーフルオロ−ノナノール;及びパーフルオロ化(メタ)アクリレート
樹脂が含まれる。 本発明の硬化組成物又はコーティングへの使用に好適なその他表面活性剤の非
限定例には陰イオン性、非イオン性及び陽イオン性表面活性剤が含まれる。 好適陰イオン性表面活性剤の非限定例には、スルフェート又はスルホネートが
含まれる。具体的非限定例には、アルキル基中に10ないし16個の炭素原子及
び直鎖又は分岐鎖を含む高級アルキルベンゼンスルホネートの様な高級アルキル
単核性芳香族スルホネート、例えばデシル、ウンデシル、トリデシル、テトラデ
シル、ペンタデシル又はヘキサデシルベンゼンスルホネートのナトリウム塩及び
高級アルキルトルエン、キシレン及びフェノールスルホネート;アルキルナフタ
レンスルホネート及びナトリウムジノニルナフタレンスルホネートが含まれる。 好適陰イオン性表面活性剤のその他非限定例には長鎖アルキレンスルホネート
、長鎖ヒドロキシアルカンスルホネート、及び前記いずれかの混合体を含むオレ
フィンスルホネートが含まれる。ここで用いる“長鎖”とは、8個より多い炭素
原子を持つ鎖を表す。その他スルフェート又はスルホネートの非限定例はアルフ
ァオレフィンと亜硫酸水素塩(例えば亜硫酸ナトリウム)の反応産物の様なパラ
フィンスルホネートである。更にラウリル硫酸ナトリウム、タローアルコール硫
酸ナトリウム、又は脂肪酸のモノ−あるいはジ−グリセリドの硫酸塩(例えばス
テアリン酸モノグリセリドモノスルフェート)、エチレンオキサイドとラウリル
アルコールの縮合産物のリン酸塩を含むが、これに限定されないアルキルポリ(
エトキシ)エーテルスルフェート(通常は分子当たり1−5個のエテノキシ基を
持つ)の様な高級アルコールの硫酸塩;ラウリル又は他高級アルキルグリセリル
エーテルスルホネート;エチレンオキサイドとノニルフェノールの縮合産物のス
ルホネート(通常分子当たり1−20個のオキシエチレン基を含む)を含むが、
これに限定されない芳香族ポリ(エテノキシ)エーテルスルホネートも含まれる
。 更に非限定例には、硫酸化された脂肪族アルコール、アルキルエーテルスルフ
ェート又はPhone−Poulencより一般商品名ABEXで入手できるア
ルキルアリールエトキシスルフェートが含まれる。モノ−又はジ−エステル硫酸
塩型の陰イオン表面活性剤も利用できる。これら陰イオン表面活性剤は当分野周
知であり、GAF Corporationより一般商品名GAFAC、ならび
にRohm&Hass Companyより一般商品名TRITONにて市販さ
れている。 本発明の硬化組成物又はコーティングへの使用に好適な非イオン性表面活性剤
の非限定例には、エーテル結合を含み、一般式RO(R‘O)nHで表されるも
のにあって、式中の置換基Rが6ないし60個の炭素原子を含む炭化水素基を表
し、置換基R’が2又は3個の炭素原子を含むアルキレン基及び前記いずれかの
混合体を表し、nが2ないし100の範囲の整数を表す非イオン性表面活性剤を
含む。 この様な非イオン性表面活性剤は、脂肪アルコール又はアルキル置換型フェノ
ールを過剰量のエチレン又はプロピレン酸化物で処理することで調製できる。ア
ルキル炭素鎖は14ないし40個の炭素原子を含み、そしてオレイルアルコール
又はステアリルアルコールの様な長鎖型脂肪アルコールより得られるだろう。上
記の式により表されるタイプの非イオン性ポリオキシエチレン表面活性剤はAi
r Products Chmeicals、Inc.より一般商品名SURF
YNOLで;BASF CorporationよりPLURONIC又はTE
TRONICで;Union CarbideよりTERGITOLで;そして
Huntsman CorporationよりSURFONICで市販されて
いる。好適非イオン性表面活性剤のその他非限定例には、BASF Corpo
rationより一般商品名PLURONICで入手できるものを含むが、これ
に限定されないエチレングリコール又はプロピレングリコールを基にしたグリコ
ールエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドのブロックコポリマーを含む
。 上記の如く、陽イオン性表面活性剤も利用できる。本発明の硬化組成物又はコ
ーティングへの利用に好適な陽イオン性表面活性剤の非限定例には、Akzo
Nobel Chemicalsより入手できるn−アルキルアミンであるAR
MAC HTの様なアルキルアミンの酸塩、Calgene Chemical
s Inc.より入手できるCALGENE C−100の様なイミダゾリン誘
導体;Deforest Enterprisesより入手可能なココアミンエ
トキシレートであるDETHOXアミンC−5の様なエトキシル化アミン又はア
ミド;Ethox Chemicals、Inc.より入手可能なETHOX
TAMの様なエトキシル化脂肪アミン;及びInolex Chemical
Co.より入手可能なグリセリルステアレート/ステアライドエチルジエチルア
ミンであるLEXEMUL ARが含まれる。 好適表面活性剤のその他の例にはポリアクリレートが含まれる。好適ポリアク
リレートの非限定例には、例えばアクリレートモノマー(エチル(メタ)アクリ
レート、2−エチルヘキシルアクリレート、ブチル(メタ)アクリレート及びイ
ソブチルアクリレート)の様な)由来のポリブチルアクリレート及びコポリマー
、及びヒドロキシエチル(メタ)アクリレートホモポリマーやメタ(アクリル酸
)モノマーアクリレートモノマーホモポリマーの様なアクリレートモノマーのホ
モポリマー及びコポリマーが含まれる。態様の1つでは、ポリアクリレートはア
ミノ及びヒドロキシ官能価を持つことができる。好適アミノ及びヒドロキシル官
能性アクリレートは下記例26及び参照されここに取り込まれている米国特許第
6,013,733号に開示されている。有用なアミノ及びヒドロキシル官能性
コポリマーの別の例は、ヒドロキシエチルアクリレート、2−エチルヘキシルア
クリレート、イソブチルアクリレート及びジメチルアミノエチルアクリレートの
コポリマーである。別の態様では、ポリアクリレートは酸性官能価を持つことが
でき、これは例えば(メタ)アクリル酸の様な酸性官能性モノマーをポリアクリ
レート調製に用いる成分中に含ませることで具備することができる。別の態様で
は、ポリアクリレートは酸性官能価及びヒドロキシル官能価を持つことができ、
これは例えばポリアクリレート調製に用いる成分中に(メタ)アクリル酸の様な
酸性官能性モノマーとヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの様なヒドロキシ
ル官能性モノマーとを含めることで具備できる。 一つの態様において、本発明は、 (a) (i)少なくとも1個の反応性官能基を含む少なくとも1種のポリシロ
キサンであって、少なくとも1種の次の構造単位(I) (I) R SiO(4−n−m)/2 〔ここで、各Rは、同一でも異なっていてもよくそしてH、OH、一価炭化水
素基または一価シロキサン基を表し;各Rは、同一でも異なっていてもよくそ
して少なくとも1個の反応性官能基を含む基を表し;mおよびnは、0<n<4
、0<m<4および2≦(m+n)<4の要件を満たす〕 を含む該少なくとも1種のポリシロキサン、および (ii)アミノおよびヒドロキシル官能基、酸官能基並びに酸およびヒ
ドロキシル官能基から選択された少なくとも1個の官能基を有する少なくとも1
種のポリアクリレート界面活性剤を含む少なくとも1種の界面活性剤、および (b)複数個の粒子を含む諸成分から形成された粉末組成物であって、 各成分は、異なっており、かつ 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基および
該少なくとも1種のポリアクリレート界面活性剤の該少なくとも1個の官能基は
、該粒子と実質的に非反応性である 上記粉末組成物に向けられる。 更に別の態様では、本発明は基材及びその基材上をコーティングする組成物を
含むコーティングされた基材にあって、前記組成物が前記組成物のいずれかより
選択されるものを目的とする。更に別の態様では、本発明は基材の上に組成物を
適用することを含む基材をコーティングする方法にあって、前記組成物が前述の
組成物より選択されるものである方法を目的とする。別の態様では、本発明はコ
ーティング組成物を基材上に適用することを含む基材上に硬化コーティングを形
成する方法にあって、前記組成物が前述の組成物の何れかより選択される方法を
目的とする。 別の態様では、本発明では基材に適用した後に組成物を硬化する段階を更に含
んでいる、基材をコーティングする方法を目的とする。これら態様で組成物を形
成するのに用いられる成分は、上記成分より選択でき、そして追加成分も上記引
用の追加成分より選択できる。 ここで用いる、“基材上”の組成物とは、基材の少なくとも一部に直接適用さ
れた組成物だけでなく、基材の少なくとも一部に前もって適用されたいずれかの
コーティング物質に適用される組成物も意味する。 本発明の組成物は木材、金属、ガラス、布、プラスチック、フォーム、エラス
トマー基材の様なポリマー基材等を含む実質的基材上に適用することができる。
態様の1つでは、本発明はコーティングされた基材が柔軟な基材である、前述の
コーティング基材を目的とする。別の態様では、本発明はコーティングされた基
材が硬質基材である前述のコーティング基材を目的とする。 別の態様では本発明は、コーティングされた基材がセラミック基材である前述
のコーティング基材を目的とする。更に別の態様では、本発明はコーティングさ
れた基材がポリマー基材である前述のコーティング基材を目的とする。 別の態様では本発明は、金属基材及び金属基材上をコーティングする組成物を
含むコーティングされた金属基材にあって、前記組成物が前述の組成物のいずれ
かより選択されるコーティング金属基材を目的とする。これら態様の組成物を形
成するのに使用される成分は上記成分から選択でき、そして追加成分もまたこれ
ら上記引用のものより選択できる。 本発明の更なる態様は、自動車用基材及びその自動車用基材の上にコーティン
グされた組成物を含む自動車用基材にあって、前記組成物が前述の組成物のいず
れかより選択される自動車用基材を目的とする。更に別の態様では、本発明は自
動車用基材を提供すること、及びその自動車用基材の上に前述の組成物のより選
択された組成物を適用することを含むコーティングされた自動車用基材を製造す
る方法を目的とする。この場合も、これら態様の組成物を形成するのに使用され
る成分は上記成分から選択でき、そして追加成分もまたこれら上記引用のものよ
り選択できる。 好適な柔軟エラストマー性基材は、当分野周知のいずれかの熱可塑性又は熱硬
化性合成物質を含むことができる。好適柔軟エラストマー性基材物質にはポリエ
チレン、ポリプロピレン、熱可塑性ポリオレフィン(“TPO”)、反応注入成
形ポリウレタン(“RIM”)及び熱可塑性ポリウレタン(“TPUR”)が含
まれる。 本発明との関連で基材として有用な熱硬化性物質の非限定例には、ポリエステ
ル、エポキシド、フェノール樹脂、“RIM”熱硬化性材料の様なプロウレタン
、及び前記いずれかの混合体が含まれる。好適熱可塑性物質の非限定例には、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ナイロンの様なポリアミドといった熱可塑性ポリ
オレフィン、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリエステル、アクリルポリマー
、ビニルポリマー、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレ
ン(“ABS”)コポリマー、エチレンプロピレンジエンターポリマー(“EP
DM”)ゴム、コポリマー及び前記いずれかの混合体。 好適金属基材の非限定例には、鉄性金属(例えば鉄、鋼鉄及びその合金)、非
鉄製金属(例えばアルミニウム、亜鉛、マグネシウム、及びその合金)及び前記
いずれかの混合体。自動車用構成材料への利用では、基材は冷間圧延鋼、ホット
ディップ塩基亜鉛メッキ鋼の様な電気亜鉛メッキ鋼、電気亜鉛メッキ鉄−亜鉛鋼
、アルミニウム及びマグネシウムより形成できる。 基材を構成材料として使用し自動車(自動車、トラック及びトラクターを含む
がこれらに限定されない)を作製する場合、それらはいずれかの形状を持つこと
ができ、そして上記金属製の柔軟基材より成形できる。自動車車体構成材料の典
型的な形状は、自動車輌用の本体(フレーム)、フード、ドア、ミラーケース、
フェンダー、バンパー及びトリムを含むことができる。 別の態様では、本発明は前記コーティング自動車用基材にあって、コーティン
グ自動車用基材がフードである基材を目的とする。別の態様では、本発明は前記
コーティング自動車用基材にあって、コーティング自動車用基材がドアである基
材を目的とする。別の態様では、本発明は前記コーティング自動車用基材にあっ
て、コーティング自動車用基材がフェンダーである基材を目的とする。別の態様
では、本発明は前記コーティング自動車用基材にあって、コーティング自動車用
基材がミラー用のケースである基材を目的とする。別の態様では、本発明は前記
コーティング自動車用基材にあって、コーティング自動車用基材が側部パネルで
ある基材を目的とする。これら態様中の自動車用基材をコーティングするのに使
用される組成物を形成するのに用いられる成分は、上記成分より選択できる。 自動車への応用を目的とする本発明の態様では、硬化組成物、例えば電気亜鉛
メッキコーティング、プライマーコーティング、ベースコート及び/又はトップ
コートを目的とする。好適トップコートには、モノコート及びベースコート/透
明コート組成物が含まれる。モノコートは1以上の層の色彩コーティング組成物
より形成される。ベースコート/透明コート組成物は、1以上の層の色彩ベース
コート組成物及び1以上の層の透明コーティング組成物を含み、前記ベースコー
ト組成物は透明コート組成物と異なる成分を少なくとも1つ有する。本発明の自
動車応用に関する態様では、透明コートは適用後に透明になってもよい。 態様の1つでは、粒子はキャリアー中に分散又は懸濁でき、ポリマー基質又は
ポリマーコーティング、即ち電着コーティング、プライマーコーティング又は上
記トップコートに応用できる。キャリアーは水、溶媒、表面活性剤等及びその混
合体である。 別の態様では、本発明は着色コーティング組成物が沈着したベースコート及び
ベースコート上に適用されたトップコート組成物を含む他成分複合コーティング
組成物にあって、前記トップコーティング組成物が前述の組成物の何れかより選
択されるものを目的とする。 態様の1つでは、本発明は前述の他成分複合コーティング組成物にあって、前
記トップコーティング組成物が硬化後に透明であり、且つ前述の組成物のいずれ
かより選択されるものを目的とする。これら態様でのトップコーティング組成物
の形成に利用される成分は、上記コーティング成分より選択できる。 特定例の本発明の他成分複合コーティング組成物中に用いられるベースコート
及び透明トップコート(即ち透明コート)組成物は、固形高含有量液組成物、即
ち通30重量%または特定例では50重量%の固形樹脂を含む組成物として処方
できる。固形物含有量は、揮発性物質を除くために105℃ないし110℃に1
−2時間組成物サンプルを加熱すること、続いて相対重量損失を測定することで
決定できる。上記の如く、組成物は液体コーティング組成物であるが、それらは
また粉末コーティング組成物として処方することもできる。 カラー−プラス−透明システムのベースコートのコーティング組成物は、コー
ティング応用、特に自動車応用に有用ないずれの組成物でもよい。ベースコート
のコーティング組成物は、樹脂性結合剤及び着色剤として機能する色素を含むこ
とができる。樹脂性結合剤の非限定例は、アクリルポリマー、ポリスエステル、
アルキド及びポリウレタンである。 ベースコートに適した樹脂性結合剤は米国特許第4,220,679号、第2
欄24行ないし第4欄、40行に記載の様な有機溶媒ベースの物質でよく、この
部分は参照され取り込まれている。また米国特許第4,403,003号、第4
,147,679号及び第5,071,904号に記載の様な水ベースのコーテ
ィング組成物はベースコート組成物の結合剤として利用できる。これら米国特許
は参照され、ここに取り込まれている。 ベースコート組成物は、着色剤として1以上の色素を含むことができる。好適
金属色素の非限定例には、アルミニウムフレーク、青銅フレーク、及び酸化金属
コートマイカが含まれる。 金属色素以外に、ベースコート組成物は酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、ク
ロム酸鉛及びカーボンブラックといった無機色素;及びフタロシアニンブルーや
フタロシアニングリーンとして表面コーティングに通常使用されている非金属性
着色色素を含むことができる。 ベースコート組成物の随意の成分として、表面コーティングの配合に関し当分
野周知であるもの、表面活性剤、流動性制御剤、チキソトロープ剤、増量剤、抗
ガス発生剤、有機性補助溶媒、触媒及びその他通常の補助剤を含むことができる
。これら物質及び好適な量の非限定例は、参照されここに取り込まれている米国
特許第4,220,679号;第4,403,003号;第4,147,769
号及び第5,071,904号に記載されている。 ベースコート組成物は、ブラッシング、スプレー、ディピングまたはフローリ
ングといった通常のコーティング技術により基材に適用できる。当分野既知の、
手動又は自動化法でのエアースプレー、エアレススプレー及び静電的スプレーに
適したスプレー技術及び装置が利用できる。 基材へベースコートを適用する際、基材上に形成されるベースコートのフィル
ム厚は0.1ないし5ミルである、別の態様では基材上に形成されるベースコー
トのフィルム厚は0.1ないし1ミルの範囲であり、そして0.4ミルでよい。 基材上にベースコートのフィルムが形成された後、ベースコートは硬化される
か、又は透明コートを適用する前に加熱又は風乾によりベースコートから溶媒を
飛ばす乾燥段階にかけられる。好適乾燥条件は具体的なベースコート成分と組成
物が水媒介性の場合には周辺湿度に依存するが、温度75°ないし200°F(
21°ないし93℃)では1ないし15分間の乾燥時間が適当であろう。 透過性又は透明トップコート組成物は、加圧式空気スプレー、静電的スプレー
及び手動あるいは自動化法の何れかを含むがこれらに限定されない通常のコーテ
ィング技術により、ベースコートに適用できる。透明トップコートは、硬化され
たベースコート、又はベースコートを硬化する前に乾燥ベースコートに適用する
ことができる。後者の例では、続いて2種類のコーティングが加熱され両コーテ
ィング層は同時に硬化する。典型的な硬化条件は50°Fないし475°F(1
0℃ないし246℃)、1ないし30分の範囲である。あるいは、透明トップコ
ートは上記詳細記した電離線又は化学線または熱エネルギーと電離又は化学線と
の組合せにより硬化することができる。透明コーティング厚(乾燥フィルム厚)
は1ないし6ミルである。 第1トップコートに第2トップコーティング組成物を適用し、“クリアー−オ
ン−クリアー”トップコートを形成できる。第1トップコーティング組成物は上
記ベースコートの少なくとも一部の上に適用できる。第2トップコーティング組
成物は、ベーストコート−第1トップコートが硬化される前に、硬化した又は乾
燥した第1トップコートに適用することができる。続いてベースコート、第1ト
ップコート及び第2トップコートが加熱され、3コーティングを同時に硬化する
ことができる。 第2トップコートと第1透明トップコーティングの組成物は、ウエットオンウ
エットの場合には一方のトップコートが実質もう一方の硬化を妨害しない限り、
例えば下層からの溶媒/水の蒸発を阻害し妨害しない限り、同一でもあるいは異
なっていてもよいと理解すべきである。更に、第1トップコート、第2トップコ
ート又は両コートは本発明のコーティング組成物でよい。第1透明トップコート
のコーティング組成物は、当業者既知の実質いずれかの透明トップコーティング
組成物でよい。第1透明トップコートは水媒介性又は溶媒媒介性でよく、又は固
体粒子形状、即ち粉末コーティングでよい。 好適な第1トポコーティング組成物の非限定例には、少なくとも1つの熱硬化
可能なコーティング物質と少なくとも1つの硬化剤とを含む架橋結合性コーティ
ング組成物を含む。好適水媒介透明コートはここに参照され取り込まれている特
許である米国特許第5,098,947号に開示されており、水可溶性アクリル
樹枝に基づいている。有益な溶媒媒介透明コートは、参照されここに取り込まれ
ている特許である米国特許第5,196,485号及び第5,814,410号
に開示されており、歩リエポキシド及び多価酸硬化剤を含む。好適粉末透明コー
トは参照されここに取り込まれている特許である米国特許第5,663,240
号に記載されており、エポキシ官能性アクリルコポリマー及びポリカルボン酸硬
化剤を含む。 典型的には、ベースコートの少なくとも一部の上に第1トップコートを形成し
た後、第1トップコートは第2トップコート適用前に、加熱、風乾されフィルム
から溶媒を除く乾燥段階、又は硬化段階にかけられる。好適乾燥条件は具体的な
第1突風コート組成物、及び組成物が水媒介性である場合には周囲湿度に依存す
るが、一般に乾燥時間は75°ないし200°Fにて1ないし15分間が適当で
あろう。 本発明のポリシロキサン含有第2トップコートコーティング組成物は、通常の
いずれかのコーティング技術によって、第1トップコートに関する上記同様に適
用できる。硬化コーティングはトップコートに関する上記条件である。第2トッ
プコーティングの乾燥フィルム厚は0.1ないし3ミルの範囲であり、典型的に
は0.5ないし2ミルの範囲である。 ポリシロキサン含有トップコーティング組成物は“モノコード”、即ち基材に
適用した時本質的に1つのコーティング層を形成するコーティングとして好都合
に処方することができる。好適色素の非限定例には、上記の色素が含まれる。モ
ノコートとして使用する場合、本発明のポリシロキサン含有コーティング組成物
は2以上の連続するコート(上記のいずれかの通常適用技術により)中に適用で
き、そしてある例ではコート間に周囲週間期間のみ適用できる。硬化すると多コ
ートは実質1つのコーティング層を形成できる。 別の態様において、本発明は、(a)着色組成物を基材に施用して下塗を形成
させ、そして(b)トップコート用組成物を該下塗の少なくとも一部にわたって
施用してトップコートを形成させることを含む多成分複合物を作製する方法にお
いて、該トップコート用組成物が上記に記載された組成物のいずれかから選択さ
れる上記方法に向けられる。該トップコートは、硬化され得る。この態様におけ
るトップコート用組成物を形成するために用いられる成分は、上記に論じられた
被覆用成分から選択され得、そして追加的成分もまた上記に列挙されたものから
選択され得る。別の態様において、被覆用組成物は、基材への施用後に熱硬化さ
れる。別の態様において、被覆用組成物は、基材への施用後に電離線への暴露に
より硬化される。更に別の態様において、被覆用組成物は基材への施用後に化学
線への暴露により硬化され、一方別の態様において、被覆用組成物は基材への施
用後に(1)電離線または化学線および(2)熱エネルギーへの暴露により硬化
される。 本発明による組成物から形成された被膜は、顕著な外観性質並びに初期耐引掻
き(擦傷)性および屋外暴露後または「保留」耐引掻き(擦傷)性(被覆基材の
摩耗前後の被覆基材の光沢を測定することにより評価され得る)を有し得る。 一つの態様において、本発明は、基材の耐引掻き性を改善する方法であって、
該基材に該基材について記載された本発明の組成物のいずれかを施用することを
含む上記方法に向けられる。別の態様において、本発明は、基材の汚れ反発性を
改善する方法であって、該基材に該基材について記載された本発明の組成物のい
ずれかを施用することを含む上記方法に向けられる。 別の態様において、本発明は、基材の光沢を時が経っても保留する方法であっ
て、該基材に該基材について記載された本発明の組成物のいずれかを施用するこ
とを含む上記方法に向けられる。別の態様において、本発明は、基材の光沢を回
復する方法であって、該基材に該基材について記載された本発明の組成物のいず
れかを施用することを含む上記方法に向けられる。 一つの態様において、本発明は、引掻き試験後に初期20°光沢の40パーセ
ントより大が保留されるような初期耐引掻き性値を有する硬化組成物に向けられ
る。別の態様において、本発明は、引掻き試験後に初期20°光沢の50パーセ
ントより大が保留されるような初期耐引掻き性値を有する硬化組成物に向けられ
る。別の態様において、本発明は、引掻き試験後に初期20°光沢の70パーセ
ントより大が保留されるような初期耐引掻き性値を有する硬化組成物に向けられ
る。 別の態様において、本発明は、引掻き試験後に初期20°光沢の30パーセン
トより大が保留されるような保留耐引掻き性値を有する硬化組成物に向けられる
。別の態様において、本発明は、引掻き試験後に初期20°光沢の40パーセン
トより大が保留されるような保留耐引掻き性値を有する硬化組成物に向けられる
。別の態様において、本発明は、引掻き試験後に初期20°光沢の60パーセン
トより大が保留されるような保留耐引掻き性値を有する硬化組成物に向けられる
。 本発明によるコート基材の初期20°光沢はGardner Instume
nt Company、Inc.より入手できる20°NOVO−GLOSS2
0統計光沢計を使い測定できる。 コート基材はコーティング又は基材を、イリノイ州シカゴのAtlas Ele
ctrical Devices Compnay社製Atlas AATCC
引っ掻き試験機、モデルCM−5を使って荷重をかけながら紙ヤスリで10回、
往復しながら擦り、コーティング又は基材を直線的に引っ掻くことで引っ掻き試
験にかけることができる。紙ヤスリは3M281QWETORDRY(商標)P
RODCUTION(商標)9ミクロン研磨紙シートであり、ミネソタ州、セン
トポールの3M社より市販されている。20°光沢は、試験パネルそれぞれの引
っ掻かれた領域について測定された。報告数値は引っ掻き試験後に維持された初
期光沢の%であり、即ち100%×引っ掻き後光沢/初期光沢である。この試験
法は以下の例に完全に開示されている。 態様の1つでは、本発明は引っ掻き試験後に、初期20°光沢の40%より大
きな光沢が維持される様な初期引っ掻き抵抗性を持つ硬化組成物を目的とする。 別の態様では、本発明は引っ掻き試験後に初期20°光沢の50%より大きな
光沢が維持される様な初期引っ掻き抵抗性を持つ効果組成物を目的とする。別の
態様では、本発明は引っ掻き試験後に初期20°光沢の30%より大きな光沢が
維持される様な残留引っ掻き抵抗性を有する効果組成物を目的とする。別の態様
では、本発明は引っ掻き試験後に初期20°光沢の30%より大きな光沢が維持
される様な残留引っ掻き抵抗性を有する効果組成物を目的とする。 別態様では、本発明は前記組成物のいずれかより形成された硬化コーティング
を目的としている。別の態様では硬化組成物は熱硬化される。別態様では、硬化
組成物は電離線に曝露され硬化されるが、更に別の態様では硬化組成物は化学線
への曝露により硬化される。別の態様では、硬化組成物は(1)電離線又は化学
線及び(2)熱エネルギーへの曝露により硬化される。 べつの態様では、本発明の組成物は上記の様な着色プラスチック(エラストマ
ー性)基材又は内部色(“MIC”)プラスチック基材に関する装飾又は保護コ
ーティングとしても有用である。これら応用に置いて、組成物はプラスチック基
材に直接適用され、成形マトリックス中に含まれる。随意、粘着促進剤がまずプ
ラスチック又はエラストマー性基材に直接適用され、組成物がその上にトップオ
ーバーとして適用される。本発明の組成物は、プライマーコーティングとして、
多成分配合コーティング中のベースコートとして、及び色素又は着色剤を含むモ
ノコートトップコートとしての利用に適した着色コーティング組成物として好都
合に処方することもできる。これら態様の組成物の形成に使用される成分は上記
コーティング成分より選択することができ、そして追加成分もまた上記より選択
することができる。 本発明の別の態様では、複数の粒子を硬化組成物中に含む透明熱硬化組成物が
提供される。以下詳細論ずる様に、この様な態様では、粒子の第一部が硬化組成
物の表面領域中に硬化組成物の本体領域中に存在する粒子の第2部分の濃度より
高い濃度で存在している。特定例では、硬化組成物のBYK Haze値はBY
K Chmeie USAより入手可能なBYK Haze光沢計を用い測定し
た場合50未満であり、35未満でもよく、そして多くの場合は20未満である
。 ここで用いる硬化組成物の“表面領域”とは、コート基材の露出空気面に一般
には平行であり、一般には硬化コートコーティングの表面より垂直に露出面下少
なくとも20ナノメートルないし150ナノメートルの範囲の深さまで伸びる厚
みを持つ領域を意味する。特定態様では、表面領域のこの厚みは少なくとも20
ナノメートルないし100ナノメートルの範囲であり、少なくとも20ナノメー
トルないし50ナノメートルの範囲でもよい。ここで用いる硬化組成物の“本体
領域”とは、表面領域下に伸び、そして一般にはコート基材の表面に平行である
領域を意味する。本体領域は表面領域との界面より、硬化コーティングを通り基
材又は硬化組成物下のコーティング層まで伸びる厚みを持つ。 粒子が50ナノメートルより大きい平均粒子サイズを持つ本発明の態様では、
表面領域の厚さは一般には硬化コーティングの表面より粒子の平均粒子サイズに
等しい深さないし3倍の深さまで垂直に伸び、そしてその表面は粒子の平均粒子
サイズに等しい深さないし2倍の深さまで伸びることができる。 硬化コーティング中の粒子の濃度は各種方法にて特性分析できる。例えば、表
面領域内の粒子の平均数値密度(即ち単位容積当たりの粒子の平均数又は粒子数
)は、本体領域内の平均数値密度より大きい。あるいは平均容積分画(即ち粒子
/総容積により占められる容積)又は単位容積当たりの平均重量%、即ち表面領
域内に分散した粒子の((硬化コーティング単位容積内の粒子重量)/(硬化コ
ーティングの単位容積の総重量))×100%は、本体領域内の粒子の平均容積
分画又は平均重量%より大きい。 硬化コーティングの表面領域内に存在する粒子の濃度(上記特性記載した様な
)は、望まれる場合には、透過型電子顕微鏡(“TEM”)、表面スキャニング
電子顕微鏡(“X−SEM”)、アトミックホース顕微鏡(“AFM”)及びX
−線光電子分光計の様な当分野周知の各種表面分析技術により分析できる。 例えば硬化コーティングの表面領域内に存在する粒子の濃度は、切片式透過型
電子顕微鏡技術により決定されるだろう。有益な透過型電子顕微鏡法は一般的に
は以下の如く記載できる。コーティング組成物が基材に適用され、適当な条件の
下組成物及び基材に適用される。つぎに硬化コーティングのサンプルは、基材か
ら取り除くか又は脱ラミネートされ、当分野周知の技術を用い硬化エポキシ樹脂
に包埋される。次に包埋されたサンプルを、ブロック面を形成する様な当分野周
知の技術を用い室温にてミクロトームにかける。切片は水を保持する“ボートキ
ャビティー”を持つホルダー内に取りつけられた45°のダイヤモンドナイフの
エッジを利用し作製される。切片作製工程中、切片はボートキャビティー内の水
面上に浮かされる。切片が明るい干渉色から暗色の金色になったら(即ち約10
0ないし150ナノメートル厚)、一般にはサンプルを個別にホルムバール−カ
ーボンコートグリッド上に採取し、スライドガラス上、室温にて乾燥させる。次
にサンプルをフィリップス(Philips)CM12 TEMの様な好適透過
型電子顕微鏡にかけ、105,000×の様な各種倍率で調べ、電子顕微鏡写真
から表面領域の粒子濃度を記録する。硬化コーティングの表面領域の粒子濃度は
電子顕微鏡写真を眼で調べることで確認でき、図4はこの様な電子顕微鏡写真の
例を提供している。 粒子は表面領域内に、粒子の一部が少なくとも部分的に硬化コーティング表面
の上に突出し、実質有機コーティング総により保護されない用に存在できる。あ
るいは粒子は表面領域中に、この有機コーティング総が粒子と表面涼気の露出空
気−表面界面との間に在る様に存在できる。 特定態様では、本発明の硬化組成物又はコーティングは、70より大きい、7
5より大きくともよく、そして多くは80より大きい初期20°光沢(20°N
OVO−GLOSS20統計光沢計、ガードナーインスツルメント社(Gard
ner Instrument Company)を用い測定した場合)。この
高い光沢組成物は室温又は高温条件下に硬化でき、放射により硬化できる。態様
の1つでは、高光沢組成物は室温又は高温条件により硬化できる。 更に、硬化トップコートは優れた初期引っ掻き(擦傷)抵抗、及び保持引っ掻
き(擦傷)抵抗特性を持つことができる。硬化トップコートは、擦傷試験の後に
初期20°光沢の40%より大きい光沢が、特定例では色20°光沢の50%よ
り大きい光沢が、そして別の例ではコーティング表面を研磨した後に初期20°
光沢の70%より大きい光沢が保持される様な初期引っ掻き(擦傷)抵抗性値(
Atlas AATCC 引っ掻き試験機、モデルCM−5、アトラスエレクト
リカルデバイス社(Atlas Electrical Devices Co
mpany)を用い加重した紙ヤスリで10回往復しながら擦り、コーティング
又は基材を直線的に引っ掻くことで上記の初期20°光沢をまず決定し、次に摩
滅表面に関し上記20°光沢を測定することで測定される)を持つことができる
(即ち、100%×引っ掻き後光沢/初期光沢)。 また、本発明の硬化トップコートは、風化後に初期20°光沢の30%より大
きな光沢が維持される様な、保持引っ掻き(擦傷)抵抗性(引っ掻き試験してい
ないパネルをQパネル社(Q Pnael Company)製風化キャビネッ
ト内にてUVA−340バルブにQUV曝露し風化をシュミレーションした後、
上記引っ掻き試験法を用い測定される)を保持できる。別の態様では、風化後に
初期20°光沢の40%より大きな光沢が維持され、多くの場合には初期20°
光沢の60%より大きな光沢が維持される。 本発明の硬化組成物は、着色コーティング組成物が沈積したベースコートとト
ップコートコーティング組成物が沈積したトップコートを含む硬化他成分複合コ
ーティング中の透明トップコートとして好都合に利用できる。この様に使用され
る場合、硬化トップコートは、ある例ではコーティング組成物への取り込み前に
1ないし1000ナノメートルの範囲の粒子サイズを持つ粒子を含む、上記トッ
プコーティング組成物より沈積できる。もちろん雲り度が大きすぎるか否かは粒
子のサイズ、組成及び形状に依存するだろう。 さらに別の本発明の態様では、1以上の熱可塑性物質を含む組成物中に分散さ
れた粒子を含む組成物が提供される。前述の如く、粒子濃度は本体領域に比べ表
面領域にてより高い。組成物は熱可塑性樹脂組成物より誘導できる。好適熱可塑
性物質の非限定例には、ラッカー乾燥システムでの利用に好適な高分子量(即ち
20,000より大きい、40,000より大きく、又は60,000より大き
い)アクリルポリマー、ポリオレフィンポリマー、ポリアミドポリマー及びポリ
エステルポリマーが含まれる。組成物が誘導できる熱可塑性物質分類の非限定例
の1つは、例えばKYNAR500(オーシモント(Ausimont)USA
社製)の様なフッ化ポリビニリデン、及びドック樹脂(Dock Resin)
社製のACRYLOID B44(65%メチルメタクリレートと35%エチル
アクリレート)の様な熱可塑性アクリルコポリマーより調製される様なフルオロ
ポリマー−アクリルコポリマーである。 或る態様において、本発明の硬化組成物または被膜は70より大の初期20°
光沢(Gardner Instrument Companyから入手できる
20°NOVO−GLOSS 20統計光沢計を用いて測定される場合)を有し
、75より大であり得、そしてしばしば80より大である。この高光沢組成物は
、周囲もしくは熱的条件下でまたは放射線硬化技法によりたとえば化学線により
硬化可能であり得る。一つの態様において、高光沢組成物は、周囲または熱的条
件により硬化可能である。 別の態様では、本発明は基材に基材に関し記載されている発明組成物含有物を
適用することを含む、所定時間後のポリマー基材又はポリマーコート基材の光沢
を維持する方法を目的とする。この所定時間は一般には少なくとも6ヶ月であり
、少なくとも1年でもよい。別態様では、本発明は上記発明のいずれかの組成物
を基材に適用することを含む、ポリマー基材又はポリマーコート基材の光沢を回
復する方法を目的とする。 以下例は発明を例示するが、しかしそれらの詳細を規定するものとは考えるべ
きではない。特記ない限り、以下例の全ての割合及びパーセンテージは明細書を
通じ重量による。 例Aは水素化ケイ素及びトリメチルプロパンモノアリルエーテルを含むペンタ
シロキサンのヒドロシリル化反応の産物である、ポリシロキサンポリオールの調
製を記載する。例Bは出発材料として例Aのポリシロキサンを用いるカルバメー
ト官能基含有ポリシロキサンの調製を記載する。例Cは市販のヒドロキシル官能
性ポリシロキサンを用いるカルバメート官能基含有ポリシロキサンの調製を記載
する。 例AA、BB、CC、DD及びEEは、実質的にコーティング組成物に組み込
まれる各種シリカ分散体の調製を記載する。 例1ないし10は、アミノプラスト硬化剤を含むワンパック型コーティング組
成物の調製を記載する。 比較例1ないし3は、比較の多成分配合コーティング組成物中の透明トップコ
ートを形成するのに使用されるハイソリッドコーティング組成物の調製を記載す
る。例1の組成物はポリシロキサン及び無機粒子を含まず、例2及び3の組成物
はポリシロキサンを含まないが、無機粒子をコロイドシリカ分散体の形で含む。 例4及び5は、カルバメート官能基含有ポリシロキサン及びコロイドシリカ分
散体の形の無機粒子を含む、発明のコーティング組成物の調製を記載する。 例6は、カルバメート官能基含有ポリシロキサン及びポリシロキサン中に分散
したコロイドシリカの形の無機粒子を含む、発明のコーティング組成物の調製を
記載する。例7は、例6のシリカ非含有類似体であるコーティング組成物の調製
を記載する。例8は、上記に用いたものを異なるカルバメート官能基含有ポリシ
ロキサンを含むコーティング組成物の調製を記載する。例9及び10は、組成物
中に取り込む前にポリシロキサン存在下にユームドシリカを摩砕することにより
調製されたフュームドシリカ分散体の形の無機粒子を含む発明のフィルム形成組
成物の調製を記載する。 例11ないし17は、2成分系として調製されるコーティング組成物、即ち組
成物が適用直前に組成物に加えられるポリシロキサンシアネート硬化剤を含むも
のの調製を記載する。 比較例11はアクリルポリオール及びポリイソシアネート硬化剤を含む多成分
配合コーティング組成物中に透明トップコートを形成するのに使用される、コー
ティング組成物の調製を記載する。比較例12は、例11の酸触媒含有類似体の
調製を記載する。比較例13は、例11のアミノプラスト含有類似体の調製を、
そして比較例14は例13の酸触媒含有類似体の調製を記載する。例15は、ア
クリルポリオール、アミノプラスト及びポリイソシアネート両硬化剤及びポリシ
ロキサンポリオールを含む、発明のコーティング組成物の調製を記載する。例1
6は例15の酸触媒含有類似体である。例17は、アクリル酸、アミノプラスト
及びポリイソシアネート両硬化剤、酸触媒、ポリシロキサンポリオール及びポリ
シロキサンポリオール中に分散したコロイドシリカの形状の無機粒子を含む、発
明のコーティング組成物の調製を記載する。例18は例17の類似体であるが、
より高レベルのコロイドシリカを含んでいる。 例19及び20は、柔軟エラストマー基材への適用に好適な、本発明の1−成
分及び2−成分コーティング組成物の調製をそれぞれ記載する。 例21は、エポキシ/酸コーティング組成物の調製を記載する。例21A及び
21Bは、無機粒子を含まない比較組成物の調製を記載し、例21C−21Dは
各種量の無機粒子を含む発明のコーティング組成物の調製を記載する。 例22Aないし21Iは、コロイドシリカの形の無機粒子と結びつけ低レベル
の各種ポリシロキサンの効果を描写する、2成分コーティング組成物の調製を記
載する。 例23は、核基材に適用し、続いて透過型電子顕微鏡を用い評価された本発明
の透明トップコーティング組成物(例23A−23C)の調製を記載する。 例24は、コロイドシリカの形の無機粒子と共に各種ポリシロキサンを含む本
発明のコーティング組成物の標本を記載する。コーティング組成物はベースコー
ト基材に適用され、コーティングの失敗が生じる臨界負荷を決定するために、負
荷及び引っ掻き距離の関数としての貫通(引っ掻き深度)について同様に適用さ
れた市販の2成分イソシアネート透明コートと比較し評価された。 例25は、コロイドシリカの形の、各種レベルの無機粒子と共に各種レベルの
例Aのポリシロキサンポリオール(例25Bないし25G)を含む、本発明のコ
ーティング組成物の調製を記載する。比較例24Aはポリシロキサンポリオール
を含むが、コロイドシリカは含まない。 例26は酸化アルミニウムの形の無機粒子と共に表面活性剤を含む固体粒子形
状の本発明のコーティング組成物(即ち粉末コーティング組成物、例26C及び
26D)の調製を記載する。比較例26A及び26Bは、表面活性剤は含むが、
酸化アルミニウムを含まない粉末組成物を記載する。 例27は、本発明の透明トップコーティング組成物の調製を記載する。 例28はシリル化化合物を含む、本発明のコーティング組成物の調製を記載す
る。 例29は、二重硬化システムにより硬化される、本発明のコーティング組成物
の調製を記載する。 例30は、本発明のコーティング組成物の調製を記載する。 例31は、本発明のコーティング組成物の調製を記載する。 ポリシロキサン 例A 本例は3ないし4のおおよその重合度を持つペンタシロキサン、即ち(Si−
O)ないし(Si−O)のヒドロシリルかの産物であるポリシロキサンポリ
オールの調製を記載する。ポリシロキサンポリオールは、以下に示す割合の成分
混合体を比例的にスケールアップしたバッチより調製された:
【表2】 BASF社より市販されているポリシロキサン含有水酸化ケイ素。 2塩化水銀測定に基づく当量。 窒素ブランケットを維持する手段を備えた好適反応容器に、添加物I及び全モ
ノマー固形物の20ないし25ppmに相当する量の重炭酸ナトリウムを加え、
窒素ブランケット下に75℃まで温度を漸次上昇させた。その温度で5%の添加
物IIを攪拌しながら加え、続いて全モノマー固形物を基に10ppmの活性白
金に等しい量の添加物IIIを加えた。次に半応益を95℃まで発熱さえ、この
温度で添加物IIの残りを温度が95℃を越えない様に加えた。添加終了後、反
応温度を95℃に保ち、赤外分光光度計により水酸化ケイ素の吸収バンド(Si
−H、2150cm−1)の消失をモニターした。 例B 本例は、例Aのポリシロキサンポリオールを用いたカルバメート−官能性ポリ
シロキサンの調製を記載する。 真空蒸留装置を備えた好適反応容器をNでフラッシュした。この反応フラス
コに1782.9gの例Aのポリシロキサンポリオール、5.48gのブチル第
一スズ酸及び16.41gのトリフェニルホスフィットを加えた。反応液を真空
下に置き、140℃まで加熱した。得られた混合液に3時間かけ38%の1−メ
トキシ−2−プロピルカルバメートの1−メトキシ−2−プロパノール液、66
5.4gを加えた。添加後、温度を150℃まで上げ、蒸留が終了するまでこれ
を維持した。 例C 本例はカルバメート−官能性ポリシロキサンの調製を記載する。攪拌装置、温
度計、蒸留濃縮装置及びレシーバーを備えた好適反応容器をNでフラッシュし
た。この反応容器に291.9gのShin−Etus Chemicals社
製のポリシロキサンであるKR−2001、1.91gのブチル第一スズ酸、及
び250.4gのキシレンを加えた。反応混合液を140℃の温度に加熱し、そ
の時点で148.6gのメチルカルバメートを1時間かけて加えた。反応液を3
.5時間、この温度に維持した。 シリカ分散体 例AA 本例はコロイドシリカ分散体の調製を記載する。分散体は次の様に調製される 真空蒸留装置を備え、Nでフラッシュされた好適反応容器に811.9gの
88%アクリルポリオール(40%ヒドロキシプロピルアクリレート、60%ブ
チルメタクリレート)の1−メトキシ−2−プロパノール液;544.3gのコ
ロイドシリカ(Nissan ChemicalよりORGANOSILICA
SOL MT−STとして販売);1.58gのブチル第一スズ酸、及び3.1
8gのトリフェニルホスフィットを加えた。反応液を真空下に置き、140℃ま
で加熱した。得られた混合液に、3時間かけて38%の1−メトキシ−2−プロ
ピルカルバメートの1−メトキシ−2−プロパノール液を665.4g加えた。
添加終了後、温度を150℃に上げ、蒸留終了までこの温度を維持した。反応液
を90℃まで冷却し、大気圧にうつした。得られた樹脂は80.51のヒドロキ
シル値を有し、251.4gの1−メトキシ−2−プロパノールで希釈した。 例BB 本例は、以下の様に米国特許第5,853,809号の例5に記載の如く調製
されたコロイドシリカを記載する:攪拌装置及び温度計を備え、Nでフラッシ
ュされた好適反応容器に858.7gの以下記載のカルバメート官能性アクリル
樹脂を加えた。樹脂は40℃の温度まで加熱された。得られた溶液に20分間か
け、148。2gの酢酸アミル中に希釈された124.4gのガンマ−イソシア
ンアトプロピルトリエトキシシラン(witco社の子会社であるOSi Sp
ecialities社製A1310として入手できる)、及び10.5gのブ
タノールを加えた。この温度を3.5時間維持し、赤外分光計により反応の完了
をモニターした。攪拌しながら得られた樹脂60gを1500gのNALCO1
057(Nalco Chemical Co.より得られる)を加えた。得ら
れた混合液を60℃の温度に加熱し、19時間維持した。 カルバメート官能性アクリル樹脂は次の様に調製した:真空蒸留装置を備えた
好適反応容器をNでフラッシュし、1670.2gの88%アクリルポリオー
ル(40%HPA、60%BMA)の1−メトキシ−2−プロパノール液、4.
9gのブチル第一スズ酸、及び4.9gのトリフェニルホスフィットを加えた。
反応混合液を真空下に置き、140℃まで加熱した。得られた混合系に、3時間
かけて1−メトキシ−2−プロピルカルバメートの1−メトキシ−2−プロパノ
ールの38%溶液を1263.64g加えた。得られた蒸留物が集められた。添
加終了後、温度を150℃まで上げ、蒸留終了までこの温度を維持した。反応液
を90℃まで冷却し、大気圧に移した。得られた樹脂は34.48のヒドロキシ
ル値を有し、251.4gの1−メトキシ−2−プロパノール及び3−エトキシ
エチルプロピオン酸エステルの混合液で希釈された。 例CC 本例は、以下の様に調製されるコロイドシリカを記載する:真空蒸留装置を備
えた好適反応容器をNでフラッシュした。この反応フラスコに509.6gの
例Aのポリシロキサンポリオール、566.3gのORGANOSILICAS
OL MT−ST(Nissan Chemicalより入手できる)、1.5
7gのブチル第一スズ酸、及び4.69gのトリフェニルホスフィットを加えた
。反応液を真空下に置き、140℃まで加熱した。得られた混合液に、3時間か
けて38%の1−メトキシ−2−プロピルカルバメートの1−メトキシ−2−プ
ロパノール液を997.9g加えた。得られた蒸留物が集められた。添加終了後
、温度を150℃に上げ、蒸留終了までこの温度を維持した。反応液を90℃ま
で冷却し、大気圧に移した。得られた樹脂は160.8gの1−メトキシ−2−
プロパノールで希釈された。 例DD 本例は以下の如く調製されたコロイドシリカ分散体を記載する:真空蒸留装置
を備えた好適反応容器をNでフラッシュした。この反応フラスコに例Aのポリ
シロキサンポリオール150.7g、ORGANOSILICASOL MT−
STを500.4g、コロイドシリカ(Nissan Chemicalsより
入手できる)を加えた。得られた混合液を25℃にて2時間真空蒸留し、次に1
60.8gのメチルアミルケトンで希釈した。 例EE 本例は以下の如く調製されたヒュームドドシリカ分散体を記載する:好適混合
容器にCowles分散攪拌機を装着した。この容器に例Aのポリシロキサンポ
リオール315.3g、メチルアミルケトン451.0g及びD812ヒューム
ドシリカ(Degussa Corporationより入手できる)135.
2gを加えた。混合液を全てのR812シリカが分散するまで攪拌した。分散体
を次にEIGERミルに60分間加え、8+Hegman粉砕適合度を得た。 コーティング組成物 以下例1−10は、多成分配合コーティング組成物中の透明トップコートを形
成するのに用いられる発明のコーティング組成物及び比較コーティング組成物の
調製を記載する。指定量は重量%を表す。コーティング組成物は以下の成分の混
合体より調製された。
【表3】 * 比較例 2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(1−メチル−1−フ
ェニルエチル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、C
hiba−Geigy社製紫外光安定化剤。 Chiba−Geigy社製立体的ヒンダードアミノエーテル光安定化剤。 Solutia社製メチル化/ブチル化メラミンフォルムアルデヒド樹脂 ポリブチルアクリレート、固形分60%のキシレン液 ドデシルベンゼンスルホン酸、固形分70%のイソプロパノール液 ドデシルベンゼンスルホン酸、侍医イソプロパノールアミンにて91%全中
和、固形分40%のエタノール液 次の様に調製されたカルバメート官能性アクリル樹脂:真空蒸留装置を備え
た好適反フラスコをNでフラッシュし、この反応フラスコに1670.2gの
88%アクリルポリオール(40%HPA、60%BMA)の1−メトキシ−2
−プロパノール液、4.9gのブチル第一スズ酸、及び4.9gのトリフェニル
ホスフィットを加えた。反応混合液を真空下に置き、140℃まで加熱した。得
られた混合液に、3時間かけて1−メトキシ−2−プロピルカルバメートの1−
メトキシ−2−プロパノールの38%溶液を1263.64g加えた。得られた
蒸留物を集めた。添加終了後、温度を150℃まで上げ、蒸留停止までこの温度
を維持した。反応液を90℃まで冷却し、大気圧に移した。得られた樹脂は34
.48のヒドロキシル値を有し、251.4gの1−メトキシ−2−プロパノー
ル及び3−エトキシエチルプロピオン酸エステルの混合液で希釈された。 例1ないし10の上記各コーティング組成物は中程度の攪拌しながら示した順
番に成分を加え、混合することで1ピークのコーティング組成物として調製され
た。 試験パネル調製 BWB−5555ブラックウォターボーンベースコート(PPG Indsu
tries、Inc.より市販されている)を、PPG Industries
、Inc.より市販されている陽イオン電着性プライマーであるED5000で
コーティングされたスチールパネル(4インチ×12インチ)にスプレーした。
このパネルを285°Fにて約30分間プレベーキングした。上記例1ないし1
0の各コーティング組成物を透明トップコートとして、6ミルのドローダウンバ
ーを用いベースコーテッドパネル(直上記に従い調製された)に適用し、その上
に透明トップコートを形成した。このトップコーテッドパネルを約5分間室温に
フラッシュさせ、次に285°F、30分で加熱硬化させた。多成分配合コーテ
ィングを光沢、引っ掻き抵抗性、硬度及び曇り度を含む各種物理特性について試
験した。 試験方法 コーテッド試験パネルの引っ掻き抵抗性は以下の方法を用い測定された:コー
テッドパネルの初期20°光沢は、Gardner Instument Co
mpany、Inc.より入手できる20°NOVO−GLOSS20統計光沢
計を使い測定される。コーテッドパネルは、イリノイ州シカゴのAtlas E
lectrical Devices Compnay社製Atlas AAT
CC引っ掻き試験機、モデルCM−5を使って荷重をかけた紙ヤスリで10回、
往復しながら擦り、コーティング表面を直線的に引っ掻くことで引っ掻き試験に
かけられた。次にパネルは水で濯がれ、注意深く叩きながら乾燥させた。20°
光沢は各試験パネルの引っ掻き領域に関し測定された。報告数値は引っ掻き試験
後に維持された初期光沢の%であり、即ち100%×引っ掻き後光沢/初期光沢
である。風化後引っ掻き抵抗性(維持引っ掻き抵抗性)は、引っ掻き試験を行っ
ていない試験パネルをQ Panel Co.社製風化キャビネット内にてUV
A−340バルブにQUV曝露して風化シュミレーションにかけた後、上記の引
っ掻き試験法を用い測定された。試験は、70℃、8時間後50℃、4時間のサ
イクルにて(合計曝露時間100時間)行われた。報告数値は風化後引っ掻き試
験の後に維持された初期光沢の%、即ち100×風化後引っ掻き光沢/初期光沢
である。 多成分配合コーティングのフィルム硬度はTUKON硬度試験機を用い、Kn
oop硬度値を与えるASTM−D1474−92に従い測定された。数値が大
きいほどコーティング面は硬い。 透明トップコートの曇り度又はフィルム透明性の欠如は、PYK Chemi
cal社製のBYK HAXE/GLOSS装置を使い測定された。数値が高い
程、曇り度又は透明性の欠如が大きいことを示す。試験結果は下表1に示されて
いる。表1
【表4】 上表1の報告結果は、例4−10の発明の多成分配合コーティング組成物が、
シュミレーション風化試験後も良好なKnoopフィルム硬度及び初期及び維持
引っ掻き抵抗性を備えていることを示している。 例11−18 以下は、2パックシステム、即ちポリイソシアネート硬化剤が適用直前に残り
の成分に加えられるシステムとして調製されたコーティング組成物の調製を記載
する。2パックシステムは下記掲載の成分の混合体より調製された。各成分に関
する表示量はグラム総重量で表されている。
【表5】 *比較例 (18%ブチルメタクリレート/40%ヒドロキシ−プロピルメタクリレー
ト/1%メチルメタクリレート/20%スチレン/19%ブチルアクリレート/
2%アクリル酸)固形分71%の溶媒混合オール(55%キシレン/45%芳香
族炭化水素) Cytec Indsutries, Inc製高イミノ、メチル化/ブチ
ル化メラミンフォルムアルデヒド樹脂。 フェニル酸ホスフェート液、75%イソプロパノール液。 例DDのシリカ分散体。 Bayer社より入手可能なヘマメチレンジイソシアネートをベースにした
ポリイソシアネート。 509.6gの例Aのポリシロキサンポリオール、566.3gのORGAN
OSILICASOL MT−ST(Nissan Chemicalより入手
できる)、1.57gのブチル第一スズ酸、及び4.69gのトリフェニルホス
フィットを加えた。反応液を真空下に置き、140℃まで加熱した。得られた混
合液に、3時間かけて38%の1−メトキシ−2−プロピルカルバメートの1−
メトキシ−2−プロパノール液を997.9g加えた。添加終了後、温度を15
0℃に上げ、蒸留終了までこの温度を維持した。反応液を90℃まで冷却し、大
気圧に移した。得られた樹脂は160.8gの1−メトキシ−2−プロパノール
で希釈された。表2
【表6】 上記表2に示すデータは、本発明の例15−18のコーティング組成物がシミ
ュレート風化後に良好な初期及び保持引っ掻き抵抗特性を持つことを示している
。 例19 本例は、柔軟エラストマー基材への適用に好適な本発明の多成分配合組成物中
への透明トップコート形成に使用される1成分コーティング組成物の調製を記載
する。フィルム形成組成物は、ヒドロキシル官能基含有ポリシロキサン及びコロ
イドシリカの形の無機粒子を含む。コーティング組成物は以下示す順番に攪拌さ
れた以下成分の混合体より調製された:
【表7】 カルバメート官能性アクリル樹脂は以下の様に調製された:好適フラスコに
3652.5gの90%アクリルポリオール液(40%HPA、58%BMA、
2%メチルスチレンダイマー)の1−メトキシ−2−プロパノール液、38%の
1−メトキシ−2−プロピルカルバメートの1−2−プロパノール溶液836.
2g、25.0gの1−メトキシ−2−プロパノール、9.6gのトリフェニル
ホスフィット及び2.4gのブチル第一スズ酸を加えた。材料を混合し、次に7
.3時間かけて真空蒸留に好適な反応容器に移した。移す間、反応容器の温度は
131℃ないし139℃の間に維持され、1−メトキシ−2−プロパノールが安
定して蒸留される様に減圧を維持した。移し替え終了後、圧を徐々に下げ最終厚
が41mmHgに達するまで蒸留を続けた。蒸留が終了したら、得られた樹脂を
冷却し925gの1−メトキシ−2−プロパノールと950gのエチル3−エト
キシプロピオネートで希釈した。希釈前、樹脂は40.8の測定ヒドロキシル値
を有していた。希釈後、樹脂は63%の測定固体含有量、ポリスチレン標準体に
対しゲル濾過クロマトグラフィーにより決定された9107の重量平均分子量及
び3645の数値平均分子量を有していた。 カルバメート官能性ポリエステルは次の様に調製された:ポリエステルは
2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール/トリメチルプロパン/ネ
オペンチルグリコール/無水ヘキサヒドロフタール酸(22.7/10.6/1
7.5/49.2重量比)より調製され、ヒドロキシル値146及び100%固
体含有量を得た。熱電対、オーバーヘッド型スターラー、窒素注入口及び還流式
濃縮装置を装備した反応容器に375.1重量部の上記の如くに調製されたポリ
エステルと、71.9部のメチルカルバメート、1.0部のブチル第一スズ酸、
0.8部のトリフェニルホスフィット、及び53.0部の2−メトキシ−1−プ
ロパノールを加えた。反応体を加熱し、窒素ブランケット下、141℃で還流し
、1時間その状態を継続した。次に還流濃縮機を取り外し、反応容器に大気圧で
の蒸留に適した装置を取りつけた。蒸留物の28.7部が採集されるまで温度を
徐々に151℃まで上げた。次に混合液を145℃に冷却し、装置に真空蒸留機
を取りつけた。60mmHgになるまで減圧下に蒸留を続けた。合計78.3部
の蒸留物が採集された。得られた樹脂のヒドロキシル値は100%固形含有量で
、33.8であった。樹脂を冷却し、140部の2−メトキシ−1−プロパノー
ルで希釈した。採集樹脂溶液は固形含有量72.2%で、ポリスチレン標準体を
用いたゲル濾過クロマトグラフィーにより決定された2197の重量平均分子量
及び1202の数平均分子量を示したる 米国特許第5,663,244号の例Bのポリエステル シリカ分散体は次の様に調製した:真空蒸留機を備えた4つ口反応フラス
コをN2でフラッシュした。この反応フラスコに1051.1gの例Aのシロキ
サンポリオール、Nissan Chemicals社製DRGANOSILI
CASOL MT−ST−Mコロイドシリカ1125.8g及びメチルアミルケ
トン480.3gを加えた。得られた混合物を25℃にて4時間、真空蒸留した
72.9gのドデシルベンゼンスルホン酸/27.1gのジイソプロパノ
ールアミン/51.1gのエタノール/31.2gのイソプロパノールの溶液。 例20 本例は本発明の他成分配合組成物中の透明トップコートの形成に使用される2
成分コーティング組成物の調製を記載する。フィルム形成組成物は、アミノプラ
スト及びポリシロキサネート硬化剤、ヒドロキシル官能基含有ポリシロキサン、
及びコロイドシリカの形の無機粒子を含む。コーティング組成物は、以下に示す
順番に下記成分の混合体を攪拌し調製された:
【表8】 アクリルポリオール:(34.8%HEMA・23.4%2−EHMA/
20.8%2−EHA/20%スチレン/1%MAA)、51%の1:1キシレ
ン/酢酸ブチル溶液で、ポリスチレン標準物を用いたゲル濾過クロマトグラフィ
ーに基づく重量平均分子量7200、数平均分子量2850を持つ。 ポリエステルポリオール:(32%4−メチルヘキサヒドロフタール酸無
水物/22.9%1,6ヘキサンジオール/18.6%トリメチロールプロパン
/18.45アジピン酸/8.1%トリメチルペンタンジオール)、80%の6
0:40酢酸ブチル/Solvesso100溶液で、ヒドロキシル値145及
びX−ZのGardner−Holte粘度を持つ。 Ciba−Geigy社製ヒンダードアミン光安定化剤。 試験パネル調製 MPP4100D、PPG Industries、Inc.,より市販され
ている高固体接着プロモーターを、Standard Plaqueより市販さ
れているSEQUEL 1440TPOプラーク(4インチ×12インチ)に手
動式スプレーを用い0.15ミルないし0.25ミルの乾燥フィルム厚(3.8
ミクロンないし6.4ミクロン)に適用した。各Sequel1440プラーク
は処理前にイソプロピルアルコールにより清浄にされた。処理済みSequel
1440プラークは、PEG Industries、Incより市販されてい
る溶媒含有ブラックベースコートであるCBCK855A(2K透明コートと共
に用いる)又はCBC8555T(1K透明コートと共に用いられる)を乾燥フ
ィルム厚0.8ミルないし1.0ミル(20.3ミクロンないし25.4ミクロ
ン)適用する前に、1日直立させた。CBCK8555A及びCBC8555T
ベースコートは、各コート間に室温、90秒間のアフラッシュドライ期間を入れ
ながら2コートの形でスプレーされ、適用された。ベースコーテッドパネルは、
各コートの間に90秒間の周囲フラッシュを入れながら例19及び20記載の透
明トップコートに2コートの形でスプレー適用する前に、90秒間の周囲温度フ
ラッシュにて乾燥させた。透明トップコートは1.6ミルないし1.8ミル(4
0.6ミクロンないし45.7ミクロン)の範囲の乾燥フィルム厚を持っていた
。トップコーテッドパネルは室温にて10分間フラッシュ乾燥させられ、次に2
54°F(123.3℃)にて40分間熱硬化させられた。試験前コーテッド試
験パネルは4日間周囲温度に置かれた。 上記の如く調製された試験パネルについて、20°光沢、引っ掻き抵抗性及び
風化後引っ掻き抵抗性を上記方法を使い評価し、これら特性について市販の1パ
ック及び2パックシステムと比較した。 更に、コーテッド試験パネルを70°F(21.1℃)に於ける柔軟性につい
て試験した。柔軟性を試験するために、コーテッド試験パネルから1インチ×4
インチの小片を切り出した。この小片を直径2インチの鋼製マンドレルを使って
、4インチ長の試験片の2つの端部が相互に接触する様にマンドレルベントにか
けた。次にコーティングの割れを肉眼で調べ、試験パネルの柔軟性を0から10
段階に等級付けした。視認できる割れが無い場合を“10”等級とし;“9”等
級は短い途切れた割れが5個未満ある場合であり;“8”は全長にわたる割れが
4本までと途切れた割れがある場合であり;“6”は全長にわたる割れが5ない
し10本ある場合であり;“4”は全長の割れが15本より多い場合であり;そ
して“0”は基材が折れた場合を表す。 試験結果は下表3に示されている。 表3
【表9】 *比較例 PPG Industries,Inc製UDC−1000柔軟1−成分ク
リアコート PPG Industries,Inc製UDC−2000柔軟2−成分ク
リアコート 上記表3に示されたデータは、本発明の例19及び20のコーティング組成物
は、熱可塑性ポリオレフィン(TPO)エラストマー基材に適用した場合には、
シリカ又はポリシロキサンを含まない市販透明コートと同等の初期光沢及び柔軟
特性を備えているが、風化後引っ掻き抵抗性については優れていることを示して
いる。 例21 本例は、官能基含有ポリシロキサン及び組成物中の固体樹脂総重量を基に1%
未満のレベルでコロイドシリカ無機粒子の両方含むエポキシ/酸コーティング組
成物の調製を記載する。コーティング組成物は、次の成分の混合体より調製され
た:
【表10】 *比較例 例Aのポリシロキサンポリオール中に分散された固体をベースとした30
重量%のNissan MT−STコロイドシリカ CYTEC Industries, Inc.より入手可能なトリス(
アルキルカルバモイル)トリアジン架橋剤(TACT)。 50%グリシジルメタクリレート、40.8%ブチルメタクリレート、7
%スチレン、0.2%メチルメタクリレート、及び2%メチルスチレンダイマー
より形成されたエポキシ官能性アクリル樹脂;固形含有率60%のキシレン液。 17重量%のペンタエリスリトール及び83重量%のメチルヘキサヒドロ
フタール酸無水物から調製された、酸官能性架橋剤。 例21A−21Eのコーティング組成物は、事前に試験パネルに適用され30
分間285°F(140.6℃)にて硬化されたブラックベースコート(OBI
SIDIAN SCHWARTZベースコート、PPG Industries
,Incより入手可能)上に適用された。各例の透明コーティング組成物は6ミ
ル平方ドローダウンバーを用い硬化ベースコート上に引き延ばされ、30分間、
285°F(140.6℃)にて硬化された。 表4
【表11】 上表4に示されたデータは、本発明の例21C−21Eのコーティング組成物
が、無機粒子又はポリシロキサンを含まない比較組成物に比べ優れた初期及び保
持擦傷抵抗性を備えていることを示している。 例22 本例は、低レベル(即ち≦2重量%)ポリシロキサンの影響を例示する2成分
コーティング組成物22Aないし22Iの調製を記載する。比較例22A及び2
2Bはそれぞれ0%コロイドシリカ/0%ポリシロキサン、及び2%コロイドシ
リカ/0%ポリシロキサンを含む。例22C−22Iはそれぞれ2重量%のポリ
シロキサンを含むコーティング組成物を記載する。 評価したポリシロキサン
【表12】 コーティング組成物 コーティング組成物は以下成分の混合体より調製された:
【表13】 39.35重量%ヒドロキシメチルメタクリレート/57.05重量%イソ
ブチルメタクリレート/1.96重量%アクリル酸/1.63重量%メチルスチ
レンダイマーのコポリマー、60.25%固形含有量の溶媒配合液 例22A−22Iの各コーティング組成物は、以下重量%のコロイドシリカと
ポリシロキサンを17.8gの上記コーティング組成物に加え作製された。こう
して調製されたコーティング組成物を上記例1−18同様に適用し、試験した。
【表14】 Nissan Chemicals製ORGANOSILICASO M
T−ST 上記データは、極めて低いレベル(即ち1.0重量%)の例Aのポリシロキサ
ンポリオールをコロイドシリカの形の無機粒子と共に含む本発明の例22Cのコ
ーティング組成物が優れた初期引っ掻き(擦傷)抵抗性を備えていることを示し
ている。更に、データは無機粒子及びポリシロキサンポリオールが相乗的に作用
し、優れた風化後引っ掻き抵抗性を提供することを示す。 例23 本例は、適用し硬化された後に透過型電子顕微鏡表面分析技術を用いて評価さ
れた透明トップコーティングの調製を記載する。例23Aは、コロイドシリカの
形の無機粒子を例Aのポリシロキサンポリオールと共に含み、これらは共に別の
成分として加えられた本発明の透明トップコート組成物の調製を記載する。比較
例23Bはコロイドシリカの形の無機粒子は含むが、ポリシロキサンは含まない
比較透明トップコート組成物を記載する。例23Cは、組成物中に取り込まれる
前にコロイドシリカの形の無機粒子が例Aのポリシロキサンポリオール中に分散
されている、本発明の透明トップコート組成物の調製を記載する。 各コーティング組成物は以下の様に調製された: 例23A
【表15】 Nissan Chemicals製ORGANOSILICASO M
T−ST。 2 DowanolPMアセテート中の以下のモノマー組成物より、VASO
67(アゾビス−2,2=−(2−メチルブチロニトリル)、開始剤として加え
た全モノマーの4.9%)を用い調製された重合反応産物:39.4部のヒドロ
キシエチルメタクリレート、2部のアクリル酸、57部のイソブチルメタクリレ
ート、及び1.6部のα−メチルスチレンダイマ。ポリマー溶液は以下の特性を
示した:60%固体含有率;82.4OH値;分子量:7410(Mw)。 3 ヘキサメチレンジイソシアネート架橋剤、固体含有率90%、Bayer
Corporationより入手できる。 例23B
【表16】 例23C
【表17】 1 以下の様に調製されたコロイドシリカのポリシロキサン分散液:真空蒸留
機を備えた4口反応フラスコをN2でフラッシュした。この反応容器に3151
.4gの例Aのポリシロキサンポリオール、4501.9gのコロイドシリカ(
ORGANOSILICASOL MT−ST, Nissan Chemic
alsより入手可能)及び1440.6gのメチルアミルケトンを加えた。得ら
れた混合体を真空蒸留した。 2 VK−114、以下の特性を持つアクリルポリオール;固体含有率55%
、Mw4000及びOH値101,PPG Industries、Incより
入手できる。 3 Bayer Corporationより入手できる、ヘマメチレンジイ
ソシアネート架橋剤、固体含有率100%。 例23A及び23B向け試験パネルの調製 PPG(B&K)Germanyより入手できるブラックベースコートである
、SMARAGDSHWARZ MICAを、スプレーによりED−5000エ
レクトコートプライマーとGPXH−5379プライマー表面(共のPPG I
ndustries、Inc.より市販されている)でコーティングされたスチ
ール製試験パネル(ミシガン州、ヒルスダールにあるACT Laborato
ries、Incより市販されている4“×12”パネル)にスプレーして適用
した。ベースコートはコート間にフラッシュを行わずに2コートとして用いられ
、その後透明コートを適用する前に200°Fで5分間熱フラッシュされた。ベ
ースコートは0.47ミル(11.75マイクロメートル)の乾燥フィルム厚を
持った。例23A及び23Bのコーティング組成物は、コート間を60秒間フラ
ッシュすることで2コートの形で硬化ベースコートにスプレー適用され、その後
30分、285°(140.6℃)で硬化する前に5分間周囲フラッシュされた
。各透明コートは約2.1ミル(54.5マイクロメートル)の乾燥フィルム厚
を持った。 例23C様試験パネルの調製 PPG(B&K)Germanyより入手できるブラックベースコートである
OBSIDIAN SCHWARTZがスプレー適用され、上記例23A及び2
3B同様にして硬化された。例23Cのコーティング組成物は透明コートとして
ベースコートに適用され、例23A及び23Bの透明コートに関する上記方法を
用いて硬化された。ベースコートは0.5ミル(12.5マイクロメートル)の
乾燥フィルム厚を持ち、そして透明コートは1.44ミル(36マイクロメート
ル)の乾燥フィルム厚を有した。 横断的透過型電子顕微鏡: 硬化されたコーティングサンプルは、その基材から剥がしとられ、Ted P
ella‘s Incより入手できるEPONATE812エポキシ包埋キット
を使い、ポリエステル製ボトルキャップモールド内にエポキシ包埋された。ヒー
トセットした後、サンプルをモールドから取り出し、X−ACTOレーザーソー
、超精密刃#75350を使って約1.5センチメートル×1センチメートルの
大きさに切りだした。次にサイズが整えられたサンプルは、周囲温度にて副クラ
ンプ検体ホルダーを用いるRMC MY6000XLミクロトームを使い切片に
された。ミクロトーム切片は水を入れたボートキャビティー付きホルダーに固定
された45°ダイヤモンドナイフエッジを使い作製された。切片が明るい干渉色
から暗色の金色になったら(即ち約100ないし150ナノメートル)、次に個
々ののサンプルをTEMホルムバール−カーボンコートグリッド上に採取する。
濾紙をつかって余分な水を取り除き、薄切片をスライドガラス上、室温にて乾燥
させる。切片を干渉色厚から選別する。コーティング標本の向きをスライドガラ
ス上で整え、垂直面が観察できる様に軸上にそって傾ける。サンプルを、透過モ
ードでは100kV加速電圧にて運転され、標準的なタングステンフィラメント
を使用しているフィリップス(Philips)CM12 TEMにかけ、各種
倍率で観察し、肉眼観察から表面領域の形態や粒子濃度を調べる。KodakS
O−163電子画像フィルムを使い電子顕微鏡ネガフィルムを作製し、続いてネ
ガフィルムを現像した。 図1は別々の成分として加えられたコロイドシリカとポリシロキサンの両方を
含む例23Aの硬化透明トップコート組成物横断面の透過型電子顕微鏡の電子顕
微鏡像である(倍率30,000倍)。目視検査により、硬化組成物の表面域、
即ち露出空気−表面界面1aから露出面した20ないし50ナノメーター(1ミ
リメートル=約30ナノメートル)の硬化コーティング深度までの領域のコロイ
ドシリカの形態を取る粒子1bの濃度は、硬化組成物の本体領域内のコロイドシ
リカ1cの濃度より大きいことが観察できる。粒子1b及び1cはポリマーマト
リックス中に分離した単分散性粒子としてではなく分散凝集体として存在してい
ることにも注意すべきである。 図2はコロイドシリカを含むがポリシロキサンは含まない例23Bの硬化比較
透明トップコートコーティング組成物の断面の透過型電子顕微鏡の電子顕微鏡写
真である(倍率30,000倍)。目視検査より、比較硬化組成物の表面域、即
ち露出空気−表面界面2aより露出面した20ないし50ナノメートル(1ミリ
メートル=約30ナノメートル)の硬化コーティング深度までの領域にあるコロ
イドシリカの形の粒子2bの濃度は、硬化組成物の本体内のコロイドシリカ2c
の濃度より低いことが見て取れる。 図3は倍率54,000倍で見た例23A(図1参照)の硬化透明トップコー
トコーティング組成物断面の透過型電子顕微鏡像の電子顕微鏡写真である。 図4はコロイドシリカとポリシロキサンの予備形成分散体を含む本発明の好適
硬化透明トップコーティング組成物の透過型電子顕微鏡像(105,000倍)
の電子顕微鏡像である。目視検査より、硬化組成物の表面域、即ち露出空気−表
面界面2aより露出面した20ないし50ナノメートルの硬化コーティング深度
までの領域にあるコロイドシリカの形の粒子4bの濃度は、硬化組成物の本体内
のコロイドシリカ4cの濃度より低いことが見て取れる。粒子4b及び4cは、
分散凝集体としてではなく、ポリマーマトリックス中に分離した単分散性粒子と
し存在していることにも注意すべきである。 例24 本態様では、負荷と引っ掻き距離の関数としてのコーティング貫通深度(引っ
掻き深度)について、官能基含有ポリシロキサン中に予備分散したコロイドシリ
カの形の無機粒子を含む本発明のコーティング組成物を、相対的な市販の2成分
イソシアネート透明コートと比べ評価した。 例24A 本発明のコーティング組成物は、以下成分の混合体より調製された。
【表18】 例23Cの比例スケールバッチ。 例24B ブラックウォーターボーンベースコートは次の成分の混合体より調製された:
【表19】 シカゴ、Chemcentral Corporation社製N−ブト
キシプロパノール Cytec Corporation製メチル化メラニン−フォルムアル
デヒド樹脂 Ciba Geigy Corporation製置換型ヒドロキシフェ
ニルベンゾトリアゾール紫外光安定化剤。 PPG Industries, Inc.製特許リン酸塩化エポキシ樹
脂(Shell Chemical Company製 EPON828)。 PPG Industries, Inc.製特許アクリル−ポリエステ
ルラテックス。 PPG Industries, Inc.製特許ウォターボーンポリウ
レタン。 PPG Industries, Inc.製特許水分散性アクリル樹脂
中カーボンブラック分散体。 試験パネル調製: スチール基材試験パネル(ACT Laboratories、Inc.より
入手)をED−5000電着プライマー(PPG Industries,In
cより入手)でコーティングした。上記例24Bのベースコートを、コート間に
フラッシュ期間をいれずに2連続コートとしてプライムドパネルにスプレーした
。透明コートを適用する前に、ベースコート処理パネルを5分間、200°Fで
フラッシュ加熱した。ベースコートの乾燥フィルム厚は0.4ミル(10マイク
ロメートル)であった。上記例24Aのコーティング組成物及び市販の2成分透
明コート(PPG Industries、Inc製TKU−1050)をコー
ト間に60秒間のフラッシュを入れて2コートの形でベースコート処理パネルに
スプレーし、続いて30分間、285°F(140.6°)で硬化する前に10
分間周囲フラッシュを行った。透明コートの乾燥フィルム厚はいずれの例でも1
.6ミルであった(40マイクロメートル)。 上記の如く調製された試験パネルはテネシー州、オークリッジ(Oak Ri
dge)のMTS Corporationにより、一定距離、一定速度で加え
られた負荷の関数として表面貫通深度(又は引っ掻き深度)について試験された
。 キューブコーナーインテンダーを使用し、引っ掻き速度20μm/秒にて、引
っ掻き距離500μmに対し1000μN/秒ないし最大負荷25mNまでの通
常の負荷ランプでNano Indenter XPシステムを使用した。 図5は上記ナノーインデンター技術を使った、市販の2成分ポリウレタンコー
ティング(比較例)に関する負荷に対するコーティング表面貫通深度の図(引っ
掻き深度対引っ掻き距離)である。本組成物に関し決定された臨界負荷は5.6
2mNである。ここで用いる用語“臨界負荷”とは、突発的クラッキングの発生
、即ちコーティングの破壊より定義される。 図6は上記ナノーインデンター技術を使った、本発明の例24Aの2成分ポリ
ウレタンコーティング(比較例)に関する負荷に対するコーティング表面貫通深
度の図(引っ掻き深度対引っ掻き距離)である。この発明組成物に関し決定され
た臨界負荷は11.74である。本発明のコーティング組成物は、同一試験条件
における市販製品に比べ、コーティング破壊を起こすためにより大きな力を必要
とした。 例25 本例はコロイドシリカの形の粒子含有量を増やした本発明の一連のコーティン
グ組成物(例25B−25G)の貫通深度を記載する。比較例25Aは、粒子を
含まないコーティング組成物を表す。次表5の試験結果は、硬化コーティング組
成物の風化後引っ掻き抵抗性に対するシリカ負荷量の硬化を描写している。 無機粒子を含まないコーティング組成物 コーティング組成物は、軽く攪拌しながら次の成分を混合することで調製され
た:35.9g重量%の例23Cのアクリルポリオール;29.1重量%のDE
SMODUR N−3300;20重量%の例Aのシロキサンポリオール(この
量はシリカ分散体の形で取り込まれたシロキサンポリオールも含む);15重量
%のCYMEL202;3重量%のTINUVIN98、0.3重量%のポリブ
チルアクリレート流動添加物、及び0.5重量%の例12の触媒であり、前記重
量%はコーティング組成物の総固体樹脂重量に基づく。粒子は上記組成物中に例
19のコロイドシリカ分散体の形で0ないし8.5重量%の範囲のレベルで取り
込まれた。 例25A−25Gの組成物は上記例24同様に試験パネルに適用された。引き
続きコーテッドパネルは上記同様にして初期及び風化後引っ掻き抵抗特性につい
て試験された。試験結果は下表5に報告されている。 表5
【表20】 * 比較例 ** 例23Cの比例スケールバッチのシリカ分散体として取り込まれたシリ
カ組成物中の全固体樹脂重量に基づく重量%。 表5に報告のデータは、発明のコーティング組成物中の低レベルのシリカ取り
込み(例えば0.25%)でも、風化後保持引っ掻き抵抗を顕著に改善すること
を示している。更にデータは低レベル(即ち2.0%以下)のシリカを有するコ
ーティング組成物を用いた場合に得られた初期及び風化後引っ掻き抵抗性が、よ
り高レベルのシリカを有するコーティング組成物を利用し得られる結果に類似し
ていることを示す。図7及び8は例25Eによるコーティング組成物断面の透過
型電子顕微鏡像の電子顕微鏡写真であり(105,000倍)、図9及び10は
例25Gによるコーティング組成物断面の透過型電子顕微鏡像の電子顕微鏡写真
である(105,000倍)。 例26 本例は固体粒子形状の本発明の複数のコーティング組成物(例26B−26D
)の調製を記載する。例26C及び26Dの組成物は酸化アルミニウムの形の無
機粒子を含む。例26Cの組成物では、酸化アルミニウム粒子は表面活性剤中に
分散されており、例26Dの組成物では酸化アルミニウム粒子は例Aのポリシロ
キサンポリオール中に分散されている。比較例26A及び26Bはそれぞれ表面
活性剤を含むが、酸化アルミニウムは含まない。各組成物はHenschel
Blender中にて下記計算の成分を60ないし90秒間混合し、続いてこの
混合物をWerner&Pfeider共回転式2スクリュー押出し装置を使い
、回転速度450rpm、押出し温度100℃ないし125℃(212°Fない
し257°F)で押し出すことで調製された。各押出し組成物はACMグライン
ダー(ニュージャージー州、サミットのMicron Powder Syst
ems製空気選別式ミル)を使用し、14ないし27ミクロンの粒子サイズに粉
砕し、粉末コーティング組成物を作製した。各粉末コーティング組成物は静電式
スプレーにより試験パネルに適用され、引っ掻き抵抗特性(以下記載)について
評価された。以下掲載の量は重量%である。
【表21】 PCT特許公開第WO97/29854及びPCT特許出願番号第US9
7/16800に記載の如く調製されたグリシジルメタクリレート官能性アクリ
ルポリマーであり、1000ないし5500の数平均分子量(“Mn”)域;3
0℃ないし60℃の測定値又はRohm and Hass Company社
製アクリルガラス遷移温度分析装置により、Fox式に基づき計算された50℃
ないし85℃のガラス遷移温度域;及びエポキシアクリルポリマーを調製するモ
ノマーの35ないし85重量%域のエポキシ含有量を持つ。 Hoechst−Celanese製脂肪酸アミド(エチレンビス−ステ
アロイルアミド)。 2−t−ブチル−2−(ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルベンジル)
[ビス(メチル−2,2,6,6,−テトラメチル−4−ピペリジニル)]次プ
ロピオネート、Chiba−Geigy Corp製紫外光安定化剤。 2−[4(2−ヒドロキシ−3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル
)−オキシ]−2−ヒドロキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフ
ェニル)−1,3,5−トリアジン、Chiba−Geigy Corp製紫外
光安定化剤。 酸化オキサホスフォン、Sankyo Chemical Corp社製
青味剤。 Akzo Nobel Corp製メチルジココアミン。 以下のモノマーのキシレン重合溶液より調製された;73.5%2−エチ
ルヘキシルアクリレート、23.5%エチルアクリレート及び3%メタクリル酸
。重合はジ−t−アミルペルオキシド及びt−ブチルペルアセテート存在下に還
流温度にて行われた。次に表面活性剤を真空ストリップして100%固形樹脂に
した。 以下のモノマーのキシレン−トルエン重合溶液より調製された;81.2
%2−エチルヘキシルアクリレート、11.8%ヒドロキシルエチルアクリレー
ト及び7%N、N−ジメチルアミノエチルメタクリレート。重合はVAZO 6
7(2,2=−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル))存在下、還流温度に
て行われた。次に表面活性剤を真空ストリップして100%固形樹脂にした。 上記表面活性剤Aの10%ヒュームド酸化アルミニウム(Degussa
−Huls CorporationよりALUMINIUM OXIDEとし
て入手できる)分散体。 10 ヒュームド酸化アルミニウム(上記)を例Aのポリシロキサンポリオー
ルチュに分散し、続いて上記グリシジルメタクリレート官能性アクリルポリマー
中に混合する(87.5%アクリル酸/2.43%酸化アルミニウム/10.0
7シロキサンポリオール)。 例26A−26Dの粉末コーティング組成物は静電スプレーを使い、電着性プ
ライマー(ペンシルバニア州、ピッツバーグのPPG Insustires社
よりED5051として市販されている)で事前にコーティングされた試験パネ
ルに適用された。粉末コーティング組成物はフィルム厚2.3ないし2.8ミル
(58ないし71マイクロメートル)で適用され、293°C(145℃)にて
30分間硬化された。得られたコーテッドパネルを上記同様にして初期20℃光
沢に関し評価した。次にAtlas 擦傷試験器を使い、以下の方法で引っ掻き
(擦傷)抵抗特性についてコーテッドパネルを試験した。装置のアーム上のアク
リルフィンガーに締め付けられたフェルト布を使い、その上にBON AMIク
レンザーを適用させて、各コーテッドパネルについて10回の往復摩擦のセット
を行う。各試験パネルを冷水道水で洗浄して完全に乾かす。各試験パネルの損傷
表面について、20°光沢を評価した。引っ掻き(擦傷)抵抗性試験の結果は表
面を擦傷した後に残った20°光沢の%として表されている。即ち引っ掻き(擦
傷)抵抗性=(擦傷後20°光沢/初期20°光沢)×100。下表6に示す試
験データは比較形式にて報告されており、即ち例26Bないし26Dの結果は例
Aのコントロール組成物の結果と比較されている。“+”はコントロール組成物
に比べ引っ掻き(擦傷)抵抗特性が改善されていることを示す。 表6
【表22】 表6に示した擦傷抵抗性試験データは、酸化アルミニウム粒子の形の粉末コー
ティング組成物を含むことで引っ掻き(擦傷)抵抗性が改善されることを示す。 例27 本発明のコーティング組成物は以下成分の混合体より調製された:
【表23】 PPG(B&K)Germanyより入手できるベースコートであるAzur
itblauを下塗り済みスチール製自動車用基材に適用した。ベースコートは
12ないし15ミクロンの範囲のフィルム厚に作られ、続いて例27のコーティ
ング組成物を適用する前に5分間、80℃の熱フラッシュが加えられた。例27
のコーティング組成物はベースコートにウエットオンウエットの形でスプレーさ
れ、35ないし45ミクロンの範囲のフィルム厚を持つ透明コートを構築した。
次にコーティングは30分間、130℃にて硬化処理された。 例28 以下開示のコーティング化合物への使用に適したシリル化化合物は次の様に調
整された: シリル化化合物樹脂A 本例は、プロピレンオキサイドと反応する残留カルボキシル基を持つ、メチル
ヘキサヒドロフタール無水物とトリメチロールプロパンの半酸エステルであるシ
リル化化合物の調整を記載する。 攪拌機、熱電対、温度制御装置、ポンプを装置し、バルブロがはめ込まれた反
応容器に1202.9gのトリメチロールプロパン(Bayer USAより市 市販されている)、12.1gのトリイソオクチルホスフィット(GE Spe
cilaity Chemicalsより市販されている)、及び800gのn
−ブチルアセテート(Union Carbide Chmeicals an
d Plastics Co.,Inc.より市販されている)を加えた。 反応容器を115℃に加熱し、4436.7gのメチルヘキサヒドロフタール
酸無水物(Milliken Chmeicalより市販されている)を90分
間かけて加え、その後4時間115℃に維持した。1533.4gのプロピレン
オキサイド(Fisher Scientific Companyより市販さ
れている)を1時間かけ反応容器に加えた。酸価が5.38mgKOH/g未満
になるまで反応を4時間続けた。残留プロピレンオキサイドを60ないし80m
mHg、最高96℃で真空蒸留して除いた。得られた産物は総固形物含有率95
.25%であった。 この産物を次の様にしてシリル化した:637g(95.25%固形物含有率
)の前記物質をオーバーヘッド型攪拌機、窒素注入口、熱電対、添加用ファンネ
ル及び濃縮装置の付いた反応フラスコに加えた。窒素を散布しながら1時間、温
度を110℃に高めシステムを確実に乾燥させた。次に窒素ブランケット下に温
度を85℃に下げ、その時点で180.9gのヘキサメチルジシラザン(Ald 1時間続け、その時点で窒素の散布を行った。ヒドロキシル成分に対応するIR
ピークの大きさが無視できる様になった時点で、反応は完全に終了したと判断し
た。液を窒素パージ下、85℃にてアンモニア(副産物)が取り除かれるまで攪
拌し続けた。理論上の固体樹脂含有率は96.3%であった。 シリル化化合物B 本例は、プロピレンオキサイドと反応する残留カルボキシル基を持つ、メチル
ヘキサヒドロフタール酸無水物とトリメチロールプロパンの半酸エステルである
シリル化化合物の調整を描写する。 攪拌機、熱電対、温度制御装置、ポンプを装置し、バルブ口がはめ込まれた反
応容器に、550.0gのトリメチロールプロパン(Bayer USAより市 販されている)、5.57gのトリイソオクチルホスフィット(GE Spec
ilaity Chemicalsより市販されている)、及び205.7gの
n−ブチルアセテート(Union Carbide Chmeicals a
nd Plastics Co.,Inc.より市販されている)を加えた。反
応容器を115℃に加熱した。2030gのメチルヘキサヒドロフタール酸無水
物(Milliken Chmeicalより市販されている)を90分間かけ
て加えた。反応を、115℃にて4時間続けた。反応容器を100℃に冷却して
から、769.9gのプロピレンオキサイド(Fisher Scientif
ic Companyより市販されている)を1時間かけ反応容器に加えた。酸
価が3.1mgKOH/g未満になるまで反応を100℃にて5時間続けた。残
留プロピレンオキサイドを60ないし80mmHg、70℃にて真空蒸留し除い
た。得られた産物の総固形物含有率は95.08%であった。この産物を酢酸ブ
チルで80.0%固形含有率に希釈した。 本産物を次の様にしてシリル化した:3449.3g(80.0%固形物含有
率)の前記物質を、オーバーヘッド型攪拌機、窒素注入口、熱電対、添加用ファ
ンネル及び濃縮装置の付いた反応フラスコに加えた。窒素を散布しながら1時間
、温度を110℃に高めシステムを確実に乾燥させた。次に窒素ブランケット下
に温度を85℃に下げ、その時点で821.9gのヘキサメチルジシラザン(A に15時間続け、その時点で窒素散布をおこなった。ヒドロキシル成分に対応す
るIRピークの大きさは無視できる様になった時点で、反応は完全に終了したと
判断した。液を窒素パージ下、85℃にてアンモニア(副産物)が取り除かれる
まで攪拌し続けた。理論上の固体樹脂含有率は96.3%であった。 以下開示のコーティング組成物への使用に適したシリカ分散体、ポリシロキサ
ンポリオール及び組成物予備混合物は次のようにして調整された: シリカ分散体 コロイドシリカ分散体は、例23Cのシリカ分散体の比例スケールバッチから
調整された。 ポリシロキサンポリオール ポリシロキサンポリオールは重合度約3ないし7の反応性シリコン液のヒドロ
シリル化産物、即ち(Si−O)ないし(Si−O)であった。ポリシロキ
サンポリオールは、以下に示す割合の成分混合体を同比率でスケールアップした
バッチより調製された:
【表24】 BASF社より市販されているポリシロキサン含有水酸化ケイ素。 2塩化水銀測定に基づく当量重量。 窒素ブランケットを維持する手段を備えた好適反応容器に、添加物I及び全モ
ノマー固形物の20ないし25ppmに相当する量の重炭酸ナトリウムを加え、
窒素ブランケット下に75℃まで温度を漸次上昇させた。その温度で5.0%の
添加物IIを攪拌しながら加え、続いて全モノマー固形物を基に活性白金10p
pmに等しい量の添加物IIIを加えた。次に半応液を95℃まで発熱さえ、こ
の時点で添加物IIの残りを温度が95℃を越えない様に加えた。添加終了後、
反応温度を95℃に保ち、赤外分光光度計により水酸化ケイ素の吸収バンド(S
i−H、2150cm−1)の消失をモニターした。 予混合体組成物 以下論ずるコーティング組成物の選択成分に関する次の予混合体は、攪拌しな
がら各成分を連続的に混合することで調整された。 予混合体1
【表25】 2−ブトキシエチルアセテート溶媒はUnion Carbide Co
rpより市販されている。 2−(ブトキシエトキシ)エチルアセテートはUnion Carbid
e Corpより市販されている。 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている置換型ベンゾトリアゾールUV光安定化剤。 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている置換型トリアジンUV光安定化剤。 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている立体障害型アミン光安定化剤。 Solutia Inc.より入手可能なメチル化−ブチル化メラミン−
ホルムアルデヒド樹脂。 BASF Corpより市販されている高イミノ、ブチル化メラミンホル
ムアルデヒド樹脂。 予混合体2:
【表26】 1(58%ブチルメタクリレート/40%ヒドロキシプロピルアクリレート/
2%メチルスチレンダイマー)固体含有率64%の、メチルカルバメートにより
75%カルバモイル化された溶媒混合液(50%DOWANOL PM/50%
プロピオン酸、3−エトキシエチルエステル)。 2 (10.6%トリメチロールプロパン/22.7% 2,2,4−トリメ
チル−1,3−ペンタンジオール/17.5%ネオペンチルグリコール/49.
2%ヘキサヒドロプタル酸無水物)固体含有率69%の、メチルカルバメートに
より75%カルバモイル化された溶媒混合液(44%DOWANOL PM/5
6%DOWANOL PMアセテート)。 予混合体3:
【表27】 2−ブトキシエチルアセテート溶媒はUnion Carbide Co
rpより市販されている。 2−(ブトキシエトキシ)エチルアセテートはUnion Carbid
e Corpより市販されている。 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている2−(2H−ベンゾトリアゾール−2イル)−6−(1−メチル−
1−フェニルエチル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノー
ルUV吸収剤。 置換型ベンゾトリアゾールUV光安定化剤。 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている立体障害型アミン光安定化剤。 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されているビス−(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4
−ピペリジニル)セバケートヒンダードアミノエーテル光安定化剤。 Cytec Insustries Inc.より入手可能なメチル化−
ブチル化メラミン−ホルムアルデヒド樹脂。 Solutia Inc.入手可能なメチル化メラミン−ホルムアルデヒ
ド樹脂。 予混合体4:
【表28】 2−ブトキシエチルアセテート溶媒はUnion Carbide Co
rpより市販されている。 2−(ブトキシエトキシ)エチルアセテートはUnion Carbid
e Corpより市販されている。 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている2−(2H−ベンゾトリアゾール−2イル)−6−(1−メチル−
1−フェニルエチル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノー
ルUV吸収剤。 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている立体障害型アミン光安定化剤。 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されているビス−(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4
−ピペリジニル)セバケートヒンダードアミノエーテル光安定化剤。 Cytec Insustries Inc.より入手可能なメチル化−
ブチル化メラミン−ホルムアルデヒド樹脂。 Solutia Inc.入手可能なメチル化メラミン−ホルムアルデヒ
ド樹脂。 コーティング組成物5−16に、予混合体1、2、3及び4由来の成分の予備
混合物が使用された。コーティング組成物5−16を形成する成分は下表7−9
に掲載されている。記載量はグラム単位の総重量部であり、カッコ内の量は組成
物を形成する成分の固体樹脂重量を基にした重量%である。各成分は攪拌しなが
ら連続的に混合された。 表7
【表29】 表8
【表30】 表9
【表31】 DuPontより入手可能な、固体含有率60%のMw6700、Mn2
600の流動制御剤のキシレン液。 Chemcentral入手可能なドデシルベンゼンスルホン酸。 2−ブトキシエチルアセテート溶媒はUnion Carbide Co
rpより市販されている。 2−(ブトキシエトキシ)エチルアセテートはUnion Carbid
e Corpより市販されている。 室温にて#4FORD流出カップを用い秒単位で測定された粘度。 コーティングの%固体含有率は、一定量のコーティングを取り、それを風袋測
定されているアルミ皿に乗せコーティング重量を記録することで決定した。キシ
レン3mlをアルミニウム皿に加え、コーティングを溶解/又は分散させた。次
にコーティングをオーブン内にて230°F(110℃)に60分間加熱した。
オーブから取り出した後、アルミニウム皿を冷却し、再度重量測定し、非揮発性
物質含有量(固体重量%)を次式より計算した:%固体含有量=(F−T)÷(
I−T)*100。式中Fは残存コーティング及びアルミニウム皿のgで表した
最終重量であり、I=gで表したコーティング及びアルミニウム皿の初期重量で
あり、T=gで表したアルミニウム皿の風袋重量であり、100は%の変換係数
である。 試験 コーティング組成物1−12を着色ベースコートにスプレーし、下塗り電着ス
チールパネル上にカラー−プラス−透明配合コーティングを形成した。用いたパ
ネルは共にPPG Industries、Inc.より入手可能なED510
0電着コートとPCV70100Mプライマーでコーティングされた冷間圧延鋼
パネル(大きさ4インチ×12インチ(10.16cm×30.48cm))で
ある。 試験パネルはミシガン州、ヒルスデール(Hillsdale)にあるACT
Laboratories、Inc.よりAPR30471として入手できる
。 コーティング組成物1−5は2種類のベースコート、即ちHWB9517、P
PG Industiries、Inc.より市販されている黒色水性アクリル
/メラミンベースコート、及び以下に示す組成を持つ黒色水性アクリル/メラミ
ンベースコート(BasecoatX)について試験された。コーティング組成
物6−12はBasecoatXを用い評価された。 BasecoatX
【表32】 Union Carbide Corp.より市販されているエチレング
リコールモノヘキシルエーテル溶媒。 Shell Oil and Chemical Co.,より入手可能
なビスフェノールAのポリグリシジルエーテルであるNPON828より調製さ
れたリン酸化エポキシ;重量比83:17にてリン酸と反応。 Ciba Speciality Chemicals Corpより入
手可能な置換型ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール。 Cytec Industries、Inc.より入手可能なメチル化メ
ラミンホルムアルデヒド樹脂。 イタリアのLambertiより入手可能なアクリル性シックナー。 Shell Chemical Co.より入手可能な溶媒。 Byk Chemieより入手可能な変形剤。 以下の如く調製されるアクリル性ラテックス:ポリエステルを温度計、機
械式攪拌機、濃縮装置、乾燥窒素散布機及び加熱用マントルを備えた4ツ口丸底
フラスコの中で調製した。次の成分を用いた: 1103.0g イソステアリン酸 800.0g ペンタエリスリトール 470.0g クロトン酸 688.0g 無水フタール酸 6.1g ジブチリンオキシド 6.1g トリフェニルホスフィット 1170.0g 酢酸ブチル 4.0g イオノール(ブチル化ヒドロキシトルエン) 先頭の6種類の成分はフラスコ中にて、245mlの蒸留水が採集され、そし
て酸価が46に低下するまで210℃の温度で攪拌された。物質を77℃まで冷
却し、残りの2成分を攪拌しながら加えた。最終産物はヒドロキシル価54.0
、Gardner−Holdt粘度Z+、重量平均分子量45,600、非揮発
性物質含有率70.2%の粘調な黄色の液体であった。予乳剤は以下の成分を一
緒に攪拌することで調製された: 286.0g 例3のポリエステル 664.0g 酢酸ブチル 30.0g エチレングリコールジメタクリレート 20.0g アクリル酸 46.4g ドデシルベンゼンスルホン酸(70%イソプロパノール液
) 14.3g ジメチルエタノールアミン 1000.0g 水 反応はラテックする例Iと同一方法及び材料を使い行われた。反応発熱は23
℃ないし80℃であった。ラテックスの最終pHは6.1であり、非揮発性物質
含有率は42.4%、粒子サイズは105nm、Brookfield粘度は1
4cps(スピンドル#1、50rpm)であった。 Akzo Nobelより入手可能な流動性制御剤。 10 Union Carbide Corp.より入手可能なジメチルエタ
ノールアミン、50%水溶液。 11 結合剤に対する総色素比0.35の、アクリル粉砕媒体(35%ブチル
アクリレート、30%スチレン、18%ブチルメタクリレート、8.5%2−ヒ
ドロエチルアクリレート、8.5%アクリル酸)中に分散されたMONARCH
BLACK1300としてCabot Corpより入手可能な黒色色素。 ベースコートの2コートは、電着コートされた下塗り済みスチールパネルに室
温(70°F(21℃))にて自動スプレーされた。2ベースコート層間へのフ
ラッシュは不可能であった。ベースコートの全乾燥フィルム厚は、0.5ないし
0.7ミル(13ないし17マイクロメートル)を目標とした。2回目のベース
コートを適用した後、ベースコーテッドパネルをフォースフラッシュする前に1
ないし10分間、室温でエアーフラッシュした。HWB9517にてベースコー
ティングされたパネルでは、フォースフラッシュは200°F(93℃)で10
分間行った。BasecoatXでベースコーティングされたパネルは、200
°F(93℃)5分間フォースフラッシュされた。コーティング組成物1−12
はそれぞれ、適用間に90秒間の室温フラッシュを行う2回コート形式でベース
コーテッドパネルに自動スプレーされた。全透明コートは1.6ないし1.8ミ
ル(41ないし46マイクロメートル)の乾燥フィルム厚で適用された。全ての
コーティングは室温にて10分間エアーフラッシュにかけられた。各コーティン
グより調製されたパネルは30分間、285°F(141℃)にてベーキングさ
れ、コーティングを完全に硬化させた。パネルは水平位置にてベーキングされた
。 重ね塗り接着性を試験するために、各コートに別のベースコートと透明コート
又は透明コートのみを以下記載の様にしてコーティングした。例1−5はHWB
9517又はBasecoatX、及び元々のパネルと同じコーティング組成物
1−5により重ね塗りされた。例6−12はBasecoatXと、元のパネル
と同じコーティング組成物6−12で重ね塗りされた。例えば元々HWB951
7の上にコーティング組成物5が塗られていた場合には(上記の如く調製)、H
WB9517とコーティング組成物5透明コートで重ね塗りされた。例1−12
の元パネルの半数はベースコート塗装と透明コート塗装され、残りの半数は透明
コート塗装のみ行われた。パネルを重ね塗りするため、元パネルの下側半分をア
ルミホイルで覆い、次にそれぞれのベースコートを上記同様に自動スプレーした
。フォイルを取り除くと、上半分はベースコートによりコーティングされ、下半
分は元のコーティング層のみを持つ元パネルが得られた。次に上記同様に、パネ
ル全体に各透明コートを自動スプレーした。その結果、半分は最初のスプレーに
よるベースコート/透明コート及び重ね塗りスプレーによるベースコート/透明
コートの別の層でコーティングされることになった(B/C/B/C)。得られ
たパネルの残り半分は初回スプレーのベースコート/透明コートと、重ね塗りス
プレーによる別層の透明コートでコーティングされた。 コーティングの特性は、HWB9517ベースコートに例1−5を用いた例に
ついては下表10に、そしてBasecoatXに関し例1−12を用いた例に
つては表11に報告されている。 表10
【表33】 表11
【表34】 120°光沢は、Paul N.Gardner Company、Incよ
り入手可能な統計的Novo−Gloss20°光沢計で測定された。 2 コーテッドパネルは、イリノイ州、シカゴにあるAtlas Elect
rical Devices Companyより入手可能なAtlas AA
TCC引っ掻き試験機、モデルCM−5を使い、荷重を加えた紙ヤスリで10回
往復して擦り、コーテッド表面を直線的に引っ掻く引っ掻き試験にかけた。使用
した紙ヤスリは#M 281Q WETORDRY(商標)PRODUCTIO
N(商標)9ミクロン研磨紙であり、ミネソタ州セントポールにある3M Co
mpanyより市販されている。続いてパネルを水道水で濯ぎ、注意深くペーパ
ータオルでたたき乾燥させた。各試験パネルの引っ掻き面について20°光沢を
測定した(初期20°光沢に用いたものと同一の光沢計を使用する)。引っ掻き
試験の結果は、引っ掻き面の最低20°光沢測定値を用い、次の計算式を使って
引っ掻き試験後に保持されている初期光沢の%として報告される:100%*引
っ掻き後光沢÷初期光沢。より高い保持光沢の%が望まれる。 3 風化後引っ掻き抵抗性(保持引っ掻き抵抗性)は、引っ掻き試験にかけて
いない試験パネルをQ Panel Lab Productsより入手可能な
QUV加速風雨か試験機のUVA−340バルブに曝して風化シミュレーション
に かけた後、上記引っ掻き試験法を用いて測定された。試験は以下の通りである
:70℃8時間UVAに曝露した後、UVA無しの50℃、4時間の濃縮サイク
ルを1サイクルとした(全試験時間は標中に示した)。引っ掻き試験の結果は、
引っ掻き面の最低20°光沢測定値を用い、次の計算式を使って引っ掻き試験後
に保持されている初期光沢の%として報告される:100%*引っ掻き後光沢÷
初期光沢。より高い保持光沢の%が望まれる。 4 Knoop硬度は、Tukon社製マイクロ硬度計を用いて作られたコー
ティング内の圧痕の大きさから求められた硬度測定値である。Tukonマイク
ロ硬度計は、ダイヤモンドチップをつかって表面に25gの負荷を加え、コーテ
ッドコーティング内に圧痕を作る。圧痕の大きさは顕微鏡をつかって測定される
。次に圧痕の大きさをKnoop硬度測定値に変換する。使用したTukonマ
イクロ硬度計はTukonマイクロ硬度試験装置モデル300で、Instro
n Corporationの一部門である、Wilson Instrume
nts製である。 重ね塗り接着性試験は、修復コーティングをシミュレーションするために
元の層(スチール/電気沈着/下塗り/ベースコート/透明コート)への重ね塗
り層(ベースコート/透明コート又は透明コートのみのいずれか)の接着を試験
する。1.5mmの間隔が開いたツースをもった11ブレード型クロー(ブレー
ド及びハンドル/ブレードホルダーはPaul N。Gardner Comp
any、Incより入手できる)を用いてコーテッドコーティングに罫書きした
。第2セットの罫書きを、第一セットの罫書きの先頭部に重ねて、それに対し垂
直に行う2セットの罫書きを行った。剥がれたコーティングの薄片やリボンをパ
ネルから拭き取り、荷造りグテープ(3M Companyより入手可能な3M
#988)を交叉マーキング上にしっかり、平滑になる様に貼った。90秒後、
テープを試験機に向かって、できるだけパネルと平行に一気に刃がした。罫書き
した面を調べ、次のスケールに従い機材に重ね塗りした層からの剥がれの度合い
を等級付けした: 5=切断端が完全に平滑で格子方格の剥がれがない。 4=交差点にコーティングの小薄片の剥がれがある。面積の5%未満が影響を
受けている。 3=切断部の端部と交差点に沿って小薄片が剥がれている。格子面積の5ない
し15%が影響を受けている。 2=コーティングが端部及び平方部分に沿ってはげる。格子面積の15ないし
35%が影響を受けている。 1=コーティングが大型のリボンとなって切断端部にそって剥がれるか、又は
ます目全体が剥がれる。格子面積の35%ないし65%が影響を受けている。 0=等級1よりひどい薄片脱落又は剥がれ。格子面積の65%以上が影響を受
けている。 例29 二重硬化(紫外線照射と熱硬化)コーティング組成物は以下の様に調製し、評
価された。 コーティング組成物は、各成分を下表掲載の順番に攪拌しながら加えることで
作製された。アクリルポリオール及びイソシアヌレートは、その他の成分添加前
に予備混合した。
【表35】 1 Sartomer Compnay,Incより入手可能なジトリメチロ
ールプロパンテトラアクリレート。 2 MBA(14.5)、BA(14.5)HEMA(20.4)、HPMA
(22.6)、イソボルニルMA(27.6)、AA(0.4)。以下の特性を
有するアクリルポリオール:Exxonより入手可能なAROMATIC100
中に固形物67%、Mw2336、Mn1236、OH値116.8。 3 Ciba−Geigy Corporationより入手可能。 4 Bayer Corporationより入手可能。 コーティング組成物は以下記載の前処理とベースコート処理済みのパネルの上
に適用された。用いたパネルはED5000電着コート(PPG Indust
ries、Incより入手可能)でコーティングされた冷間圧延鋼パネル(大き
さ4インチ×12インチ(10.16cm×30.48cm))である。試験パ
ネルはミシガン州、ヒルスデール(Hillsdale)にあるACT Lab
oratories、Inc.より入手できる。ベースコート(PPG Ind
ustiries、Incより入手可能なBWB−8555ブラックウォーター
ボーンベースコート)は0.6ミル(15マイクロメートル)の乾燥フィルム厚
でスプレー適応され、30分間、285°F(141℃)にて完全にベーキング
された。本発明のコーティング組成物はベースコートの上に、7ミル(179マ
イクロメートル)のドローダウンバーを用い、約1.0−1.2ミル(26−3
1マイクロメートル)乾燥フィルム厚で適用された。透明コートは室温(25℃
)で5分間フラッシュされ、続いて線速度70フィート/分(21.3メートル
/分)で576mジュール/cmの紫外光を用い硬化させ、次に285°F(
141℃)、30分で熱硬化させた。 パネル上のコーティングを、次の様にして引っ掻き抵抗性について評価した。
20°光沢は、Gardner Company、Inc.より入手できる統計
式Novo−Gloss20°光沢計を使い測定された。コーテッドパネルは、
イリノイ州シカゴのAtlas Electrical Devices Co
mpnay社より入手可能なAtlas AATCC引っ掻き試験機、モデルC
M−5を使って荷重をかけた紙ヤスリで10回、往復して擦りコーテッド表面を
直線的に引っ掻くことで、引っ掻き試験にかけた。紙ヤスリは3M 281QW
ETORDRY(商標) PRODCUTION(商標)9ミクロン研磨紙シー
トであり、ミネソタ州、セントポールの3M社より市販されている。次にパネル
を水道水で濯ぎ、注意深くペーパータオルで叩き、乾燥させた。各試験パネルの
引っ掻き面について20°光沢を測定した(初期20°光沢に用いたものと同一
の光沢計を使用する)。引っ掻き試験の結果は、引っ掻き面の最低20°光沢測
定値を用い、次の計算式を使って引っ掻き試験後に保持されている初期光沢の%
として報告される:100%*引っ掻き後光沢÷初期光沢。より高い保持光沢%
が望ましい。 試験結果を下表12に示す。 表12
【表36】 例30 重合度約3ないし7の反応性シリコン液のヒドロシリル化産物、即ち(Si−
O)ないし(Si−O)であるポリシロキサンポリオールを調製した。ポリ
シロキサンポリオールは、以下に示す割合の成分混合体を同比率でスケールアッ
プしたバッチより調製された:
【表37】 BASF社より市販されているポリシロキサン含有水酸化ケイ素。 2塩化水銀測定に基づく当量重量。 窒素ブランケットを維持する手段を備えた好適反応容器に、添加物I及び全モ
ノマー固形物の20ないし25ppmに相当する量の重炭酸ナトリウムを加え、
窒素ブランケット下に75℃まで温度を漸次上昇させた。その温度で5.0%の
添加物IIを攪拌しながら加え、続いて全モノマー固形物を基に10ppmの活
性白金に等しい量の添加物IIIを加えた。次に半応液を95℃まで発熱さえ、
この時点で添加物IIの残りを温度が95℃を越えない様に加えた。添加終了後
、反応温度を95℃に保ち、赤外分光光度計により水酸化ケイ素の吸収バンド(
Si−H、2150cm−1)の消失をモニターした。 シリカ分散体AA コロイドシリカ分散体は次の様に調製された。真空蒸留装置を備えた4つ口反
応フラスコをN2でフラッシュした。反応フラスコに1500.9gの上記ポリ
シロキサンポリオール、Nissan Chmeicalより市販されているO
RGANOSILICASOL(商標)MT−STコロイドシリカを3751.
1、及び960.4gのメチルアミルケトンを加えた。得られた混合液を70m
mHg、31℃にて真空蒸留した。 フィルム形成組成物 予混合配合体:(各成分は攪拌しながら連続的に混合された) 例1(99−346−91A)
【表38】 2−ブトキシエチルアセテート溶媒はUnion Carbide Co
rpより市販されている。 2−(ブトキシエトキシ)エチルアセテートはUnion Carbid
e Corpより市販されている。 Chiba Specialty Chemicals Corpより入
手できる2−(2H−ベンゾトリアゾール−2イル)−6−(1−メチル−1−
フェニルエチル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノールU
V吸収剤。 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている立体障害型アミン光安定化剤。 例1の成分の予混合体は、例2及び3に使用された。例2及び3の組成物は下
表1に列挙されている。掲載量はグラムで表された総重量部であり、カッコ内の
数値は固体樹脂重量を基にした重量%である。各成分は攪拌しながら連続的に混
合された。 表13
【表39】 Solutia Incより入手可能なメチル化−ブチル化メラミン−ホ
ルムアルデヒド樹脂。 アクリル樹脂(30%スチレン、19.9%ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、28.7%CarduraE(Shell Chemical Co.よ
り入手できる)、9.5%アクリル酸、及び12%エチルヘキシルアクリレート
)の固体含有率65%のSOLVESSO100(Exxon Chemica
ls Americaより入手できる)溶液。 DuPontより入手可能な、固体含有率60%のMw6700、Mn2
600の流動制御剤のキシレン液。 ドデシルベンゼンスルホン酸液、ジイソプロパノールアミンでブロック
され91%中和された、40%酸個体含有エタノール液。 Chemcentral入手可能なドデシルベンゼンスルホン酸。 CYTEC Industries、Inc.より入手可能なトリス(ア
ルキルカルバモイル)トリアジン架橋剤。 Baxenden Chmeical Limitedより入手可能なイ
ソホロンの3,5−ジメチルピラゾールブロックドイソシアヌレート。 2−ブトキシエチルアセテート溶媒はUnion Carbide Co
rpより市販されている。 2−(ブトキシエトキシ)エチルアセテートはUnion Carbid
e Corpより市販されている。 室温にて#4FORD流出カップを用い秒単位で測定された粘度。 試験 例2及び3のフィルム形成組成物は着色ベースコートにスプレーされ、下塗り
電着コートスチールパネル上にカラー−プラス−透明配合コーティングを形成し
た。使用したパネルは共にPPG Industries、Inc.より入手可
能なED5100電着コートとPCV70100Mプライマーでコーティングさ
れた冷間圧延鋼パネル(大きさ4インチ×12インチ(10.16cm×30.
48cm))である。試験パネルはミシガン州、ヒルスデール(Hillsda
le)にあるACT Laboratories、Inc.よりAPR3047
1として入手できる。 PPG Industiries、Incより入手可能な黒着色ウォターベー
スアクリル/メラミンベースコート(BasecoatZ)を使用した。Bas
ecoatZの組成を以下に示す。 BasecoatZ
【表40】 Lyondell Petrochemicalより入手可能な溶媒。 Cytec Industries、Inc.より入手可能なメチル化メ
ラミンホルムアルデヒド樹脂。 Ciba Speciality Chemicals Corpより入
手可能な置換型ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール。 Shell Oil and Chemical Co.,より入手可能
なビスフェノールAのポリグリシジルエーテルであるNPON828より調製さ
れたリン酸化エポキシ;重量比83:17にてリン酸と反応。 Union Carbide Corp.より入手可能なジメチルエタノ
ールアミン、50%水溶液。 アクリル性ラテックスは次の用に調製された:ポリエステルを温度計、機
械式攪拌機、濃縮装置、乾燥窒素散布機及び加熱用マントルを備えた4ツ口丸底
フラスコの中で調製した。次の成分を用いた: 1103.0g イソステアリン酸 800.0g ペンタエリスリトール 470.0g クロトン酸 688.0g 無水フタール酸 6.1g ジブチリンオキシド 6.1g トリフェニルホスフィット 1170.0g 酢酸ブチル 4.0g イオノール(ブチル化ヒドロキシトルエン) 先頭の6種類の成分はフラスコ中にて、245mlの蒸留水が採集され、そし
て酸価が46に低下するまで210℃の温度で攪拌された。物質を77℃まで冷
却し、残りの2成分を攪拌しながら加えた。最終産物はヒドロキシル価54.0
、Gardner−Holdt粘度Z+、重量平均分子量45,600、非揮発
性物質含有率70.2%の粘調な黄色の液体であった。予乳剤は以下の成分を一
緒に攪拌することで調製された: 286.0g 例3のポリエステル 664.0g 酢酸ブチル 30.0g エチレングリコールジメタクリレート 20.0g アクリル酸 46.4g ドデシルベンゼンスルホン酸(70%イソプロパノール液
) 14.3g ジメチルエタノールアミン 1000.0g 水 反応はラテックする例Iと同一方法及び材料を使い行われた。反応発熱は23
℃ないし80℃であった。ラテックスの最終pHは6.1であり、非揮発性物質
含有率は42.4%、粒子サイズは105nm、Brookfield粘度は1
4cps(スピンドル#1、50rpm)であった。 Shell Chem
ical Co.より入手可能な溶媒。 4%ジメチロールプロピオン酸、16%DesmodurW(Bayer
より入手可能)、9.3%ジメチルジイソシアネート、22.8%FORMRE
Z66−56(Witco Corp.)、5.7%MPEG2000(Uni
con Carbide Corp.)、22.6%メチルメタクリレート、1
5.6%ブチルアクリレート、1.6%エチレングリコールジメタクリレート、
2.1%ジエチレントリアミン、0.3%過硫酸アンモニウムより成るポリウレ
タンアクリル。 結合剤に対する総色素比0.35の、アクリル粉砕媒体(35%ブチルア
クリレート、30%スチレン、18%ブチルメタクリレート、8.5%2−ヒド
ロエチルアクリレート、8.5%アクリル酸)中に分散されたMONARCH
BLACK1300としてCabot Corpより入手可能な黒色色素。 ベースコートの2コートは、電着コートされた下塗り済みスチールパネルに室
温(70°F(21℃))にて自動スプレーされた。2回のベースコート適用の
間にフラッシュは行わなかった。ベースコートの全乾燥フィルム厚は、0.5な
いし0.66ミル(17マイクロメートル)を目標とした。2回目のベースコー
トを適用した後、ベースコーテッドパネルをフォースフラッシュする前に1ない
し10分間の室温でエアーフラッシュした。フォースフラッシュは200°F(
93℃)で10分間行った。例2及び3の透明コーティング組成物をそれぞれ、
適用間に90秒間の室温フラッシュを行う2回コート形式でベースコーテッドパ
ネルに自動スプレーされた。透明コートの全乾燥フィルム圧は1.78ミル(4
5マイクロメートル)であった。全てのコーティングは室温にて10分間エアー
フラッシュにかけられた。各コーティングより調製されたパネルは30分間、2
85°F(141℃)にてベーキングされ、コーティングを完全に硬化させた。
パネルは水平位置にてベーキングされた。 コーティングの特性を下表14に示す。 表14
【表41】 20°光沢は、Paul N.Gardner Company、Incよ
り入手可能な統計的Novo−Gloss20°光沢計で測定された。 コーテッドパネルは、イリノイ州、シカゴにあるAtlas Elect
rical Devices Companyより入手可能なAtlas AA
TCC引っ掻き試験機、モデルCM−5を使い、荷重を加えた紙ヤスリで10回
往復して擦り、コーテッド表面を直線的に引っ掻く引っ掻き試験にかけた。使用
した紙ヤスリは#M 281Q WETORDRY(商標)PRODUCTIO
N(商標)9ミクロン研磨紙であり、ミネソタ州セントポールにある3M Co
mpanyより市販されている。続いてパネルを水道水で濯ぎ、注意深くペーパ
ータオルでたたき乾燥させた。各試験パネルの引っ掻き面について20°光沢を
測定した(初期20°光沢に用いたものと同一の光沢計を使用する)。引っ掻き
試験の結果は、引っ掻き面の最低20°光沢測定値を用い、次の計算式を使って
引っ掻き試験後に保持されている初期光沢の%として報告される:100%*引
っ掻き後光沢÷初期光沢。より高い保持光沢の%が望まれる。 例31 本発明のコーティング組成物は以下成分の混合体より調製された:
【表42】 1 14.5%BA、14.5%BMA、27.6%IBoMA、22.6%
HPMA、20.4%HEMA、0.4%AAを含む、Mn1700、Mw32
27のアクリルポリオール。 2 AKZO Nobelより入手可能な垂み制御剤を含む熱硬化性ヒドロキ
シル化アクリルコポリマー。 本発明のコーティング組成物は以下成分の混合体からも調製された:
【表43】 1 19%BA、18.5%BMA、40%HPA、20%スチレン、0.5
%MMA、2%AAを含むMw7100のアクリルポリオール。 本発明の組成物は良好な初期及び保持擦傷抵抗性、光沢やイメージの際だちと
いった良好な外観、及び良好な柔軟性や耐候性といった物理特性を含むがこれに
限定されない、コーティング応用に於ける様々な利点を提供できる。 当業者は上記態様の発明の概念から逸脱することなくこれを変更できることを
理解するだろう。従って、本発明は開示の特定態様に限定されるものではなく、
添付クレームに規定される発明の精神と範囲内にある変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 コロイドシリカ及びポリシロキサンの両方を含む、本発明による
硬化された透過型トップコーティング組成物の断面の透過型電子顕微鏡像(30
,000倍)。
【図2】 コロイドシリカを含むがポリシロキサンは含まない、本発明によ
る硬化された透過型トップコーティング組成物比較例断面の透過型電子顕微鏡像
(30,000倍)。
【図3】 図1の硬化された透過型トップコーティングの断面の透過型電子
顕微鏡像、倍率54,000倍;
【図4】 コロイドシリカ及びポリシロキサンのプレフォーム形成分散を含
む、本発明の硬化された透過型トップコーティング組成物断面の透過型電子顕微
鏡像(105,000倍)。
【図5】 市販の2成分型ポリウレタンコーティングの引っ掻き(擦傷)抵
抗性を表示す、所定引っ掻き距離全体への負荷関数となる引っ掻き深度の図。
【図6】 本発明のコロイドシリカとポリシロキサンを含む2成分型コーテ
ィング引っ掻き(擦傷)抵抗性を示す、所定引っ掻き距離全体への負荷関数とな
る引っ掻き深度の図。
【図7】 2%のコロイドシリカを含むプレフォームポリシロキサン分散を
含むコーティング表面にほぼ垂直に撮った、本発明の硬化された透過型トップコ
ーティング組成物断面の透過型電子顕微鏡像(105,000倍)。
【図8】 2%のコロイドシリカを含むプレフォームポリシロキサン分散を
含むコーティング表面に対しある角度をもって撮った、本発明の硬化された透過
型トップコーティング組成物断面の透過型電子顕微鏡像(105,000倍)。
【図9】 8.5%のコロイドシリカを含むプレフォームポリシロキサン分
散を含むコーティング表面にほぼ垂直に撮った、本発明の硬化された透過型トッ
プコーティング組成物断面の透過型電子顕微鏡像(105,000倍)。
【図10】 8.5%のコロイドシリカを含むプレフォームポリシロキサン
分散を含むコーティング表面にある角度をもって撮った、本発明の硬化された透
過型トップコーティング組成物断面の透過型電子顕微鏡像(105,000倍)
【手続補正書】
【提出日】平成14年2月6日(2002.2.6)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 改良ひっかき抵抗性を有するコーティング組成物、コート基材
及びそれに関連する方法
【特許請求の範囲】
【化1】 又は
【化2】 〔ここで、 mは、少なくとも1の値を有し、 m′は、0から75の範囲にあり、 nは、0から75の範囲にあり、 n′は、0から75の範囲にあり、 各Rは、同一でも異なっていてもよくそしてH、OH、一価炭化水素基および
前記のもののいずれかの混合物から選択され、そして 各Raは、同一でも異なっていてもよくそして次の構造(IV) (IV) −R3−Xを含み、 各−R3は、同一でも異なっていてもよくそしてアルキレン基、オキシアルキ
レン基、アルキレンアリール基、アルケニレン基、オキシアルケニレン基および
アルケニレンアリール基から選択され、そして 各Xは、同一でも異なっていてもよくそしてヒドロキシル基、カルボキシル基
、イソシアネート基、ブロックトポリイソシアネート基、第1級アミン基、第2
級アミン基、アミド基、カルバメート基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、不飽
和エステル基、マレイミド基、フマレート基、無水物基、ヒドロキシアルキルア
ミド基およびエポキシ基から選択された少なくとも1個の反応性官能基を含む基
を表す〕 を有する、請求の範囲第1項の組成物。
【化3】 であり、そしてR3は、C1〜C4アルキルであるか、あるいは R4は、pが3であるとき
【化4】 である〕 を有する基から選択された少なくとも1個の置換基を含む基を表し、かつXの一
部は、構造(V)を有する基である、請求の範囲第45項の組成物。
【化5】 〔ここで、各置換基Rは、同一でも異なっていてもよくそしてH、OH、一価炭
化水素基および前記のもののいずれかの混合物から選択された基を表し、Rによ
り表された基の少なくとも一つはHであり、そしてn′は、ポリシロキサンのS
iH含有量のパーセントが2から50パーセントの範囲になるように0から10
0の範囲にある〕 のポリシロキサン、および (ii)ヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロックトポ
リイソシアネート基、第1級アミン基、第2級アミン基、アミド基、カルバメー
ト基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、不飽和エステル基、マレイミド基、フマ
レート基、無水物基、ヒドロキシアルキルアミド基およびエポキシ基から選択さ
れた少なくとも1個の反応性官能基とヒドロシリル化反応を受けることの可能な
少なくとも1個の不飽和結合とを含む少なくとも1種の分子の反応生成物である
、請求の範囲第1項の組成物。
【化6】 〔ここで、R1、R2およびR3は、同一でも異なっていてもよくそして各々水素
、1から18個の炭素原子を含むアルキル基、フェニル基およびアリル基から選
択される〕 を有する、請求の範囲第56項の組成物。
【化7】 を有する少なくとも1種の化合物を含む、請求の範囲第56項の組成物。
【発明の詳細な説明】
【0001】関連出願の相互参照 本出願は、1989年7月30日提出の米国特許出願第09/365,069
号の一部継続出願である、2000年1月21日提出の09/489,0422
号の一部継続出願である。米国特許第09/489,042は1999年12月
23日提出の仮出願特許第60/171,899号の優先権の利益を主張する。発明の分野 本発明の特定態様は少なくとも1つの反応性官能基を含むポリシロキサンを少
なくとも1、そして複数の粒子を含む組成物を目的とする。本発明の態様はさら
に、少なくとも1つの反応性官能基、少なくとも1つのポリシロキサンの少なく
とも1つの官能基及び少なくとも1つの反応体の少なくとも1つの官能基より選
択された少なくとも1つの官能基と反応する少なくとも1つの感応基を含む少な
くとも1つの反応体、及び複数の粒子を含む組成物を目的とする。本発明の別の
態様は、上記組成物により被覆された基材を目的とする。本発明の更なる態様は
基材の引っ掻き抵抗性を改良するための方法を目的とする。本発明の具体的態様
が、本発明のこれら側面の幾つか又は全てだけでなくその他望ましい側面をも目
的としていることは、当業者に明らかであろう。発明の背景 彩色された、又は着色されたベースコートを基材に適用した後、このベースコ
ートの少なくとも一部に透過性又は透明コートを適用するカラー−プラス−透明
コーティングシステムは、例えば自動車を含む多くの消費製品のオリジナル仕上
げ剤として一般的になりつつある。カラー−プラス−透明コーティングシステム
は、光沢及びイメージの明瞭性の様な主に透明コートに拠るところの顕著な外観
特性を有している。この様なカラー−プラス−透明コーティングシステムは自動
車、航空宇宙応用、セラミック製タイルや木製フローリングの様な床材、梱包コ
ーティング等に広く用いられるようになってきた。
【0002】 トップコートフィルム−成形組成物、特に自動車に用いられるカラー−プラス
−透明コーティングシステム中の透過型透明コートの形成に用いられる組成物は
、組み立て工程中に生じる欠損および様々な環境要素からの損傷を受ける。この
様な組み立て工程中の損傷には、ベースコート又は透明コート適用時又は硬化時
に起こる塗料の欠損が含まれる。環境からの損傷要素には、酸性沈殿物、太陽光
からの紫外線照射への曝露、高い相対湿度や高温、被覆表面の引っ掻きの原因と
なる物体との接触による欠損、被覆表面の削りとる小さい、硬質の物体との衝突
による欠損が含まれる。
【0003】 一般的にはより堅くより強く架橋されたフィルムほど改良された引っ掻き抵抗
性を示すが、架橋密度が高い結果柔軟性に劣りフィルムの脆化による割れ又は熱
分解を受けやすい。より柔軟な架橋性が低いフィルムは、割れ又は熱分解は起こ
さないものの硬化フィルムの架橋密度が低いことによる、引っ掻き、ウォーター
スポッティング及び酸腐食を受けやすい。 更にエラストマー性自動車部品及びアクセサリー、例えばエラストマー性バン
パー及びフードは一般には“オフサイト”でコーティングされ、自動車組み立て
工場に出荷される。この様なエラストマー性基材に用いられるコーティング組成
物は、コーティングが割れることなく基材と共にたわませ、あるいは曲げること
ができるように一般には極めて柔軟に処方される。必要な柔軟性を得るために、
エラストマー性基材に使用されるコーティング組成物は、しばしば低い架橋密度
を持つコーティングを生ずる様に、又はフィルムの全ガラス転移温度(Tg)を
低下させる様に作用する軟化アジュバントを含むように処方される。許容される
柔軟特性はこれら製剤技術により得ることができるが、またそれらは同時に引っ
掻きを受けやすいより柔軟なフィルムを生むことにもなる。その結果として、自
動車組み立て工場に発そうされる間にコーティング表面が引っ掻きを防ぐために
コートされた部品を大変なコストと注意を払い包装しなければならなかった。
【0004】 多くの特許は、部分縮合体の少なくとも70%がCHSi(OH)の部分
縮合体である、式RSi(OH)であるシラノールの部分縮合体のアルコール
−水溶液中にコロイドシリカ分散体を含むコーティングの使用を教示している。
【0005】 例えば非限定例には米国特許第3,986,997号、第4,027,073
号、第4,239,738号、第4,310,600号及び第4,410,59
4号がある。
【0006】 米国特許第4,822,828号は、(a)分散体総重量を基にして50から
85パーセントのビニル官能性シラン、(b)分散体総重量を基に15ないし5
0%の多官能価アクリレート、及び(c)随意1ないし3重量%の光開始剤を含
む水性の放射線硬化可能なコーティング組成物へのビニル官能性シランの使用を
教示する。ビニル−官能性シランはシランの部分縮合体であり、シランの少なく
とも60%が式中のRがアリル又はビニル官能性アルキルであり;R‘が加水分
解可能なアルコキシ又はメトキシであり;R’’はa+b+c=4の様な非加水
分解性の飽和アルキル、フェニルまたはシロキシであり;そしてa≧1;b≧1
;c≧0である式(R)Si(R’)(R’’)であるビニル−官能性シ
ランである。この特許はこれらコーティング組成物がプラスチック物質に適用で
き、紫外線又は電子ビーム照射に曝すことで硬化させ実質的に透明な擦過傷耐性
層を形成することを開示している。
【0007】 米国特許第5,154,759号は反応性アミン官能性シリコンポリマー及び
研磨剤に一般的に使用されている少なくとも1つのその他成分を含む研磨剤を教
示する。特許に開示されたそのような研磨剤の一つは、シリカアルミニウム、珪
藻土、軽石、フラーズアース、ベントナイト、シリカ、トリポリ、シリカカルシ
ウム水和物、チョーク、コロイド状クレー、酸化マグネシウム、赤色酸化鉄又は
酸化スズであると教示される研磨剤である。
【0008】 米国特許第5,686,012号はコア粒子として無機着色あるいは磁性ビー
ズを、さらにコア粒子表面上にコーティングされた少なくとも1つの有機基で修
飾された少なくとも1つのポリシロキサンを含む修飾粒子を記載する。特許はさ
らに塗料基材及び色素としての修飾粒子を含む水ベース塗料及び修飾粒子を製造
する工程も開示する。
【0009】 米国特許第5,853,809号は、共有結合を介し反応性供役剤により表面
が修飾されたコロイドシリカの様な無機粒子のコーティング組成物中に含有させ
ることで引っ掻き耐性を改善している、カラー−プラス−透明システム中の透明
コートを開示する。
【0010】 近年のカラー−プラス−透明コーティングシステムの改良にもかかわらず、自
動車用コーティング分野では高い架橋密度によりフィルムが脆化することなく、
良好な初期引っ掻き耐性を有するだけでなく引っ掻き耐性が高く維持されるトッ
プコートに関する需要は依然としてある。発明の概要 一つの具体的態様において、本発明は、 (a)少なくとも1個の反応性官能基を含む少なくとも1種のポリシロキサン
、 (b)該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基
および少なくとも1種の反応体の少なくとも1個の官能基から選択された少なく
とも1個の官能基と反応性である少なくとも1個の官能基を含む少なくとも1種
の反応体、および (c)無機粒子、複合粒子およびそれらの混合物から選択された複数個の粒子
を含む諸成分から形成された組成物であって、 各成分は、異なっており、かつ 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基および
該少なくとも1種の反応体の該少なくとも1個の官能基は、該粒子と実質的に非
反応性である 上記組成物に向けられる。
【0011】 別の具体的態様において、本発明は、 (a)少なくとも1個の反応性官能基を含む少なくとも1種のポリシロキサン
、 (b)該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基
および少なくとも1種の反応体の少なくとも1個の官能基から選択された少なく
とも1個の官能基と反応性である少なくとも1個の官能基を含む少なくとも1種
の反応体、および (c)複数個の粒子 を含む諸成分から形成された組成物であって、 各成分は、異なっており、 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基は、該
複数個の粒子と実質的に非反応性であり、かつ 硬化された場合の該組成物の保留耐引掻き性は、硬化された場合の、該複数個
の粒子を含有しない組成物の保留耐引掻き性より大きい上記組成物に向けられる
【0012】 別の具体的態様において、本発明は、 (a)少なくとも1個の反応性官能基を含む少なくとも1種のポリシロキサン
、 (b)該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基
および少なくとも1種の反応体の少なくとも1個の官能基から選択された少なく
とも1個の官能基と反応性である少なくとも1個の官能基を含む少なくとも1種
の反応体、および (c)複数個の粒子 を含む諸成分から形成された組成物であって、 各成分は、異なっており、 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基は、該
粒子と実質的に非反応性であり、かつ 硬化された場合の該組成物の保留耐引掻き性値は、硬化された場合の、該複数
個の粒子を含有しない組成物の保留耐引掻き性値より大きい上記組成物に向けら
れる。
【0013】 別の具体的態様において、本発明は、 (a)少なくとも1個の反応性官能基を含むポリシロキサンであって、少なく
とも1種の次の構造単位(I) (I) R1 n2 mSiO(4-n-m)/2 〔ここで、各R1は、同一でも異なっていてもよくそしてH、OHまたは一価炭
化水素基を表し;各R2は、同一でも異なっていてもよくそして少なくとも1個
の反応性官能基を含む基を表す〕 を含む該ポリシロキサン(但し、該ポリシロキサンがシラノールの部分縮合物で
あるときは、該部分縮合物の70重量%未満がCH3Si(OH)3の部分縮合物
であることを条件とする)、および (b)組成物中への合体前に100ナノメートル未満の平均粒度を有する複数
個の粒子 を含む諸成分から形成された組成物であって、 各成分は、異なっており、かつ 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基は、該
粒子と実質的に非反応性である 上記組成物に向けられる。
【0014】 更に、基材とこの基材の少なくとも一部を被覆する組成物を含むにコーティン
グされた基材にあって、前記組成物が上記の本発明による組成物のいずれかであ
るコーティング済み基材は本発明の範囲内に開示される。本発明はまた、基材の
少なくとも一部の上に組成物を適用することを含み、前記組成物が本発明による
前記組成物のいずれかである基材をコーティングする方法も提供する。また、基
材とその基材の少なくとも一部の上をコーティングしている組成物を含み、前記
組成物が本発明による上記組成物のいずれかであるコーティグされた基材も提供
される。少なくともその一部が本発明による上記組成物によりコーティングされ
ている自動車用基材を含むコーティング済み自動車用基材もまた本発明の中に開
示される。本発明はまた、自動車用基材を獲得し、そして自動車用基材の少なく
とも一部の上に本発明による上記いずれかの組成物を適用することを含む、コー
ティング済み自動車用基材を作製する方法も提供する。
【0015】 また、着色コーティング組成物が沈着されたベースコート及びこのベースコー
トの少なくとも一部の上に適用された本発明による上記トップコーティング組成
物のいずれか1種類を含む、他成分混合型コーティング組成物も提供される。本
発明はまた(a)着色組成物を基材に適用しベースコートを形成すること;及び
(b)ベースコートの少なくとも一部の上にトップコーティング組成物を適用し
その上にトップコートを形成することを含み、前記トップコーティング組成物が
本発明による上記組成物のいずれかである他成分混合型コーティング組成物を作
製する方法も提供する。トップコーティングは硬化させることができる。態様の
一つでは、コーティング組成物は基材へ適用された後熱により硬化される。別の
態様ではコーティング組成物は基材適用後に電離放射線に曝すことで硬化される
。さらに別の態様では、コーティング組成物は基材適用後に化学線に曝すことで
硬化されるが、別の態様ではコーティング組成物は基材適用後に(1)電離放射
線又は化学線に曝され、次いで(2)熱エネルギーに曝されることで硬化される
【0016】 本発明の別の態様では、本発明による上記組成物のいずれかをポリマー性基材
又はポリマー性コーティングに適用することを含む、基材ポリマー性基材又はポ
リマー性コーティングの引っ掻き抵抗性を改良する方法も提供される。本発明は
更に、本発明による上記組成物の何れかを、ポリマー性基材又はポリマー性コー
ティングの少なくとも一部に適用することを含む、ポリマー性基材又はポリマー
コーティングの光沢を長期間保持するための方法も提供する。更に本発明による
上記組成物の何れかを、ポリマー性基材又はポリマー性コーティングの少なくと
も一部に適用することを含む、ポリマー性基材又はポリマー性コーティングの光
沢を回復させる方法も提供される。
【0017】 操作例中を除き、あるいは特に記載の無い場合には、本明細書及びクレーム中
に用いられる成分、反応条件等の両を表す全ての数字は、いずれも用語“約”に
より修飾されたものと理解すべきである。従って記載無い限り、以下明細書及び
添付クレーム中に記載される全ての数値パラメータは、本発明により得られるこ
とが期待される所望特性に依存し変化する概数である。少なくとも、そしてクレ
ームの範囲に等価理論の適用を限定する意図はないが、各数値パラメータは少な
くともお報告された有効数字の数に照らし、且つ通常の概数手技を適用して解釈
されなければならない。
【0018】 発明の範囲を記載する数値幅及びバラメータは概数であるが、具体的例中に記
載の数値は可能な限り正確に報告されている。しかしいずれの数値も、本来的に
各試験測定に見いだされる標準偏差から必然的に生ずる特定の誤差を含む。好適な態様の詳細な説明 一つの態様において、本発明は、 (a)少なくとも1個の反応性官能基を含む少なくとも1種のポリシロキサン
、 (b)該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基
および少なくとも1種の反応体の少なくとも1個の官能基から選択された少なく
とも1個の官能基と反応性である少なくとも1個の官能基を含む少なくとも1種
の反応体、および (c)無機粒子、複合粒子およびそれらの混合物から選択された複数個の粒子
を含む諸成分から形成された組成物であって、 各成分は、異なっており、かつ 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基および
該少なくとも1種の反応体の該少なくとも1個の官能基は、該粒子と実質的に非
反応性である 上記組成物に向けられる。
【0019】 ここにおいて用いられる場合、「から形成された」は、開いた(たとえば、「
含む」)請求語法を指す。かくして、列挙された成分のリスト「から形成された
」組成物は、少なくともこれらの列挙された成分を含みそして該組成物の形成中
他の列挙されていない成分を更に含み得る、ということが意図されている。
【0020】 また、ここにおいて用いられる場合、用語「反応性」は、当該組成物を硬化す
るのに十分な条件下で別の官能基と共有結合を形成する官能基を指す。
【0021】 ここにおいて用いられる場合、語句「各成分は異なる」は、当該組成物中の他
の成分と同じ化学構造を有さない成分」を指す。
【0022】 更に、ここにおいて用いられる場合、「実質的に非反応性」により、当該少な
くとも1種のポリシロキサン(a)および当該少なくとも1種の反応体(存在す
る場合)の官能基が当該粒子と共有結合を形成する傾向にないことを意味する。
【0023】 更なる態様において、本発明は、先に記載されたような硬化組成物であって、
この被覆用組成物の形成中少なくとも1種の反応体が存在する該硬化組成物に向
けられる。ここにおいて用いられる場合、「少なくとも1種の反応体」は、官能
基を含む物質であって、該官能基が当該少なくとも1種のポリシロキサンの少な
くとも1個の官能基および該物質の少なくとも1個の官能基から選択された少な
くとも1個の官能基と反応性であるいかなる物質をも指す。
【0024】 別の態様において、本発明は、 (a)少なくとも1個の反応性官能基を含む少なくとも1種のポリシロキサン
、 (b)該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基
および少なくとも1種の反応体の少なくとも1個の官能基から選択された少なく
とも1個の官能基と反応性である少なくとも1個の官能基を含む少なくとも1種
の反応体、および (c)複数個の粒子を含む諸成分から形成された組成物であって、 各成分は、異なっており、 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基は、該
複数個の粒子と実質的に非反応性であり、かつ 硬化された場合の該組成物の保留耐引掻き性値は、硬化された場合の、該複数
個の粒子を含有しない組成物の保留耐引掻き性値より大きい 上記組成物に向けられる。
【0025】 本明細書および添付請求の範囲の全体を通じて言及される用語「保留耐引掻き
性」は、下記に詳細に記載される。
【0026】 ここにおいて用いられる場合、組成物と関連して用いられる場合の用語「硬化
」たとえば「硬化組成物」は、該組成物のいずれかの架橋性成分が少なくとも部
分的に架橋されることを意味するものとする。本発明の或る態様において、架橋
性成分の架橋密度すなわち架橋度は、完全架橋の5%から100%の範囲にある
。他の態様において、架橋密度は、完全架橋の35%から85%の範囲にある。
他の態様において、架橋密度は、完全架橋の50%から85%の範囲にある。架
橋の存在および架橋度すなわち架橋密度は、窒素下で行われるTA Instruments D
MA 2980 DMTA分析器を用いる動機械的熱分析(DMTA)のような様々な方法に
より決定され得る、ということを当業者は理解するであろう。この方法は、被膜
の遊離薄膜またはポリマーのガラス転移温度および架橋密度を決定する。硬化物
質のこれらの物理的性質は、架橋網目構造に関連づけられる。
【0027】 別の態様において、本発明は、 (a)ヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロックトポリ
イソシアネート基、第1級アミン基、第2級アミン基、アミド基、カルバメート
基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、アクリレート基およびメタクリレート基の
ような不飽和エステル基、マレイミド基、フマレート基、スルホニウム基および
アンモニウム基のようなオニウム塩基、無水物基、ヒドロキシアルキルアミド基
、およびエポキシ基から選択された少なくとも1個の反応性官能基を含む少なく
とも1種のポリシロキサンであって、mおよびnが0<n<4、0<m<4およ
び2≦(m+n)<4の要件を満たす該ポリシロキサン(但し、該少なくとも1
種のポリシロキサンがシラノールの部分縮合物であるときは、該部分縮合物の7
0重量%未満がCH3Si(OH)3の部分縮合物であることを条件とする);お
よび を含む諸成分から形成された組成物に向けられる。
【0028】 上記の「少なくとも1種の構造単位(I)を含む少なくとも1種のポリシロキ
サン」は、1分子当たり少なくとも2個のSi原子を含有するポリマーである、
ということが理解されるべきである。ここにおいて用いられる場合、用語「ポリ
マー」は、オリゴマーを包含し、またホモポリマーおよびコポリマーの両方を制
限なしに包含するよう意図されている。該少なくとも1種のポリシロキサンは、
線状、分岐状、樹枝状または環状ポリシロキサンを包含し得る、ということもま
た理解されるべきである。
【0029】 上記の少なくとも1種の構造単位(I)中に記載されたmおよびnの各々は、
0<n<4、0<m<4および2≦(m+n)<4の要件を満たす。(m+n)
が3であるとき、nにより表される値は2であり得、そしてmにより表される値
は1である。同様に、(m+n)が2であるとき、nおよびmの各々により表さ
れる値は1である。
【0030】 別の態様において、本発明は、上記に記載された組成物において、R2が同一
でも異なっていてもよくそしてヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネー
ト基、ブロックトポリイソシアネート基、第1級アミン基、第2級アミン基、ア
ミド基、カルバメート基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、アクリレート基およ
びメタクリレート基のような不飽和エステル基、マレイミド基、フマレート基、
スルホニウム基およびアンモニウム基のようなオニウム塩基、無水物基、ヒドロ
キシアルキルアミド基、およびエポキシ基から選択された少なくとも1個の反応
性官能基を含む基を表す該組成物に向けられる。
【0031】 一つの態様において、10から390nmの範囲の波長を有する紫外線が用い
られ得る。
【0032】 適当なビニル基は、下記に論じられるような、不飽和エステル基およびビニル
エーテル基を有するものを包含する。
【0033】 別の態様において、本発明は、先に記載された組成物において、少なくとも1
種の反応体が少なくとも1種の硬化剤から選択される該組成物に向けられる。
【0034】 一つの態様において、本発明は、先に記載された組成物において、該少なくと
も1種のポリシロキサンが少なくとも2個の反応性官能基を含む該組成物に向け
られる。該少なくとも1種のポリシロキサンは、該少なくとも1種のポリシロキ
サンの1グラム当たり50から1000mgの範囲の反応性基当量を有し得る。
一つの態様において、該少なくとも1種のポリシロキサンは、該少なくとも1種
のポリシロキサンの1グラム当たり50から1000mgのKOHの範囲のヒド
ロキシル基当量を有する。別の態様において、該少なくとも1種のポリシロキサ
ンは該少なくとも1種のポリシロキサンの1グラム当たり100から300mg
のKOHの範囲のヒドロキシル基当量を有するのに対して、別の態様において、
ヒドロキシル基当量は1グラム当たり100から500mgのKOHの範囲にあ
る。
【0035】 別の態様において、本発明は、先に記載された組成物において、少なくとも一
つのR2基がヒドロキシル基およびカルバメート基から選択された少なくとも1
個の反応性官能基を含む基を表す該組成物に向けられる。更に別の態様において
、本発明は、先に記載された組成物において、少なくとも一つのR2基がヒドロ
キシル基およびカルバメート基から選択された少なくとも2個の反応性官能基を
含む基を表す該組成物に向けられる。別の態様において、本発明は、先に記載さ
れた組成物において、少なくとも一つのR2基がオキシアルキレン基および少な
くとも2個のヒドロキシル基を含む基を表す該組成物に向けられる。
【0036】 態様の一つでは本発明は前記組成物にあって、前記少なくとも1つのポリシロ
キサン(a)が次式構造(II)又は(III)を有し:
【0037】
【化8】 (式中:mは少なくとも1の値を有し;m‘は0ないし75の範囲であり;n
は0ないし75の範囲であり;n’は0ないし75の範囲であり、各Rは同一で
も又は異なっていてもよく、H、OH、一価の炭化水素基、一価のシロキサン基
及び前記いずれかの混合体より選択され;そして−Rは次の構造体(IV)に
あって、 (IV) −R−X 前記−Rがアルキレン基、オキシアルキレン基、アルキレンアリール基、ア
ルキレン基、オキシアルケニレン基、及びアルケニレンアリール基であり;そし
て前記Xがヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロック型ポ
リイソシアネート基、第1アミン基、第2アミン基、アミド基、カルバメート基
、尿素基、ウレタン基、ビニル基、アクリレート基やメタクリレート基の様な不
飽和型エステル基、マレイミド基、フマレート基、スルホニウム基やアンモニウ
ム基の様なオニウム塩基、無水物基、ヒドロキシルアルキルアミド基及びエポキ
シ基から選択される反応性官能基を少なくとも1種類含む基を表す)組成物を目
的とする。
【0038】 ここで用いる場合“アルキレン”は非環式又は環式の、C2ないしC25の炭
素鎖長を持つ飽和型炭化水素基を表す。好適なアルキレン基の非限定例には、そ
れぞれ例えば(CH、(CH、(CH、(CH10及び
(CH23の様なプロペニル、1−ブテニル、1−ペンテニル、1−デセニ
ル及び1−ヘンエイコセニル由来の基、及びイソプレン及びミルセンが含まれる
が、これらに限定されない。
【0039】 ここで用いられる“オキシルアルキレン”とは、2個の炭素原子に結合し、そ
の間に組み込まれている少なくとも1個の酸素原子を含み、且つC2ないしC2
5のアルキレン炭素鎖長を有するアルキレン基を指す。好適オキシアルキレン基
の非限定例には、トリメチルプロパンモノアリルエーテル、トリメチルプロパン
ジアリルエーテル、ペンタエリスリトールモノアリルエーテル、ポリエトキシル
化アリルアルコール及び−(CHOCHC(CHOH)(CH
−)の様なポリプロポキシル化アリルアルコールに由来するオキシアルキレ
ン基が含まれる。
【0040】 ここで用いられる“アルキレンアリール”は、例えばフェニルの様な少なくと
も1個のアリール基で置換され、CないしC25のアルキレン炭素鎖長を有す
る非環式アルキレン基を意味する。望まれる場合にはアリール基は更に置換する
ことができる。アリール基に関する好適置換基の非限定例には、ヒドロキシル基
、ベンジル基、カルボン酸基及び脂肪族炭化水素基が含まれるが、これらに限定
されない。好適アルキレン基アリール基の非限定例には−(CH −及び−CHCH(CH)C(C(CH(NCO)の様なスチ
レン及び3−イソプロペニル−∝、∝−ジメチルベンジルイソシアネートが含ま
れるが、これらに限定されない。ここで使用する“アルケニレン”とは、1以上
の二重結合を有し、そしてCないしC25のアルケニレン炭素鎖長を有する非
環式又は環式のアルキレン基を意味する。好適なアルケニレン基の非限定例には
、例えばSURFYNOL104としてペンシルバニア州、アレンタウン(Alle
ntown,Pennsylvania)にあるエアープロダクツアンドケミカルス社(Air Produc
ts and Chemicals、Inc)より市販されている2,4,7,9−テトラメチル−
5−デシン−4,7−ジオールの様なプロパルギルアルコール及びアセチレン性
ジオール由来のアルケニレン基が含まれる。
【0041】 式(II)及び(III)は概略(diagrammatic)式であり、望まれる場合に
はブロックを使用してもよいが、挿入部分は必ずブロックされていることは意味
してない。幾つかの例では、ポリシロキサンは各種シロキサン単位を含む。使用
するシロキサン単位の数が多くなるほどその様になり、特に複数の異なるシロキ
サン単位を使用した場合に著しい。複数のシロキサン単位が用いられ、そしてブ
ロックを形成することが望ましい例では、結合してブロック化合物を形成できる
様なオリゴマーが形成できる。反応体を賢く選択することで、異なる構造を持つ
化合物又は構造を変えるブロックが使用できるだろう。
【0042】 更に別の態様では、本発明は前記組成物にあって、粒子が少なくとも1つのポ
リシロキサンと異なっている組成物を目的とする。更に別の態様では、本発明は
前記組成物にあって、組成物に組み込む前に粒子が100ナノメートル未満の平
均粒子サイズを有している組成物を目的とする。平均粒子サイズを測定すること
に関す当業者既知の方法は以下に詳細論じられている。
【0043】 態様の一つでは、本発明は前記組成物にあって、前記置換基Rがオキシアル
キレン基を表す組成物を目的とする。別の態様では、Rはオキシアルキレン基
であり、且つXは少なくとも2個の反応性官能基を含む基を表す。
【0044】 別の態様では、本発明は上記構造(II)又は(III)を有する少なくとも
1つのポリシロキサンを含む前記組成物にあって、式中の(n+m)が2ないし
9の範囲である組成物を目的とする。さらに別の態様では、上記構造式(II)
又は(III)を有する少なくとも1つのポリシロキサンを含む前記組成物の(
n+m)は2ないし3の範囲である。別の態様では、上記構造(II)又は(I
II)を有する少なくとも1つのポリシロキサンを含む前記組成物中の(n‘+
m’)は2ないし9の範囲である。別の態様では、上記構造(II)又は(II
I)を有する少なくとも1つのポリシロキサンを含む前記組成物の(n‘+m’
)は2ないし3の範囲である。
【0045】 態様の一つでは、本発明は式中のXがヒドロキシル基及びカルバメート基より
選択される反応性官能基を少なくとも1個含む基を表している前記組成物を目的
としている。別の態様では、本発明は式中のXが少なくとも2個のヒドロキシル
基を含む基を表している前記組成物を目的としている。さらに別の態様では、本
発明は式中のXがH、モノヒドロキシ−置換型有機基、及び次の構造式(V)を
持つ基より選択される少なくとも1つの基含み: (V)R−(CH−OH) (前記式中のpが2の時には置換基R
【0046】
【化9】 を表し、置換基RがCないしCアルキレン基を表すか、又はpが3の時
には置換基Rが(化式)
【0047】
【化10】 を表す)より選択される少なくとも1個の基を含む基にあって、前記Xの少な
くとも一部が構造式(V)を有する基である前記組成物を目的とする。別の態様
では、本発明は前記式中のmが2であり且つpが2である前記組成物を目的とす
る。
【0048】 態様の一つでは、本発明は構造(II)及び(III)を有する少なくとも1
つのポリシロキサンを含む前記組成物にあって、硬化剤が存在しない場合であり
且つ少なくとも1つのポリシロキサンがシラノールの部分縮合体である場合には
、部分縮合体の重量の70%以下がCHSi(OH)の部分縮合体である組
成物を目的とする。これら様々な態様に使用されるこれら成分は上記のコーティ
ング成分より選択することができる。
【0049】 態様の一つでは、本発明は前記の組成物にあって、少なくとも1つのポリシロ
キサン(a)が、組成物の他の産物に加えられる場合に、組成物を形成する成分
の樹脂固形物総重量を基に0.01ないし90重量%の範囲の量で組成物中に存
在している組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって
、少なくとも1つのポリシロキサン(a)が、組成物の他の産物に加えられる場
合に、組成物を形成する成分の樹脂固形物総重量を基に少なくとも2重量%の範
囲の量で組成物中に存在している組成物を目的とする。別の態様では、本発明は
前記の組成物にあって、少なくとも1つのポリシロキサン(a)が、組成物の他
の産物に加えられる場合に、組成物を形成する成分の総重量を基に少なくとも5
重量%の範囲の量で組成物中に存在している組成物を目的とする。さらに別の態
様では、本発明は前記の組成物にあって、少なくとも1つのポリシロキサン(a
)が、組成物の他の産物に加えられる場合には、組成物を形成する成分の樹脂固
体の総重量を基に少なくとも10重量%の範囲の量で組成物中に存在している組
成物を目的とする。
【0050】 態様の一つでは、本発明は前記の組成物にあって、少なくとも1つのポリシロ
キサン(a)が、組成物の他の産物に加えられる場合に、組成物を形成する成分
の樹脂固形物の総重量を基に90重量%未満の量組成物中に存在している組成物
を目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、少なくとも1つ
のポリシロキサン(a)が、組成物の他の産物に加えられる場合に、組成物を形
成する成分の樹脂固形物の総重量を基に80重量%未満の量組成物中に存在して
いる組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、少な
くとも1つのポリシロキサン(a)が、組成物の他の産物に加えられる場合に、
組成物を形成する成分の樹脂固形物の総重量を基に65重量%未満の量組成物中
に存在している組成物を目的とする。さらに別態様では、本発明は前記組成物に
あって、少なくとも1つのポリシロキサン(a)が、組成物の他の産物に加えら
れる場合に、組成物を形成する成分の樹脂固形物の総重量を基に30重量%未満
の量組成物中に存在している組成物を目的とする。少なくとも1つのポリシロキ
サン(a)の量は上記列挙値を含むこれら値の組み合わせの範囲にある。
【0051】 ここに用いる場合、組成物を形成する成分の“樹脂固形物の総重量を基に”と
は、組成物形成中に加えられた成分の量が、コーティング組成物形成中に存在す
る粒子を含まないポリシロキサン、塗膜形成成分及び硬化剤中の固形物(非揮発
物)、溶媒、又は封鎖型アミン安定化剤、触媒、光開始剤、体質顔料及び充填剤
を含む色素、流動性添加物及びUV光吸収剤といったその他添加物の総重量に基
づくことを意味する。
【0052】 別の態様では、本発明は前記いずれかの組成物にあって、少なくとも1つのポ
リシロキサン(a)が少なくとも次の反応物の反応産物である:(i)少なくと
も1つの式(VI)のポリシロキサン:
【0053】
【化11】 (式中各置換基Rは同一でも又異なっていても良く、H、OH、一価炭化水素
基、一価のシロキサン基及び前記いずれかの組み合わせより選択される基を表し
;前記式中のRにより表される基の少なくとも1つがHであり、n‘が0ないし
100の範囲にあり、また0ないし10の範囲でもよく、そして更に0ないし5
の範囲でも良く、その結果ポリシロキサンのSiH含有%が2ないし50%であ
り、また5ないし25%でもよい);及び(ii)ヒドロキシル基、カルボキシ
ル基、イソシアネート基、ブロック型ポリイソシアネート基、第1アミン基、第
2アミン基、アミド基、カルバメート基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、アク
リレート基やメタクリレート基の様な不飽和エステル基、マレイミド基、フマレ
ート基、スルホニウム基やアンモニウム基の様なオニウム塩基、無水物基、ヒド
ロキシルアルキルアミド基及びエポキシ基より選択される少なくとも1つの官能
基を含む少なくとも1つの分子、及びヒドロキシル化反応できる少なくとも1つ
の不飽和結合。
【0054】 様々なR基が同一又は異なっていても良く、そして特定の態様ではR基は全て
が一価の炭化水素基であるか、又は一価の炭化水素基とヒドロキシル基の様な異
なる基の混合体であることを認識しなければならならい。
【0055】 別の態様では、この反応産物はゲル化していない。ここで用いられる“ゲル化
していない”とは、例えばASTM−D1795又はASTM−D4243に従
い決定される様な、好適溶媒中に溶解された時に架橋は実質的に持たず、そして
固有の粘度を持たない反応産物を意味表す。反応産物の固有の粘度はその分子量
を表している。一方ゲル化した反応産物は、極端な高分子であるため、固有粘度
が高すぎ測定することができない。ここで用いる場合、架橋を実質持たない反応
産物はゲル濾過クロマトグラフィーにより決定された場合に1,000,000
未満の平均分子量(Mw)を持つ反応産物を意味する。
【0056】 上記反応物(ii)内の不飽和のレベルは、ゲル化していない反応産物が得ら
れるように選択できることにも注意すべきである。換言すればより高いSi−H
官能価の平均値を有するシリコン水素化物を含むポリシロキサンを用いれば、反
応産物(ii)の飽和度をより低くすることができる。例えばシリコン水素化物
(i)を含むポリシロキサンは、n‘が0ないし5の範囲でありSi−H官能価
の平均値が2又はそれより低い低分子量物質でもよい。この場合、反応物(ii
)はゲル化することなくヒドロシリル化反応できる2又はそれより多い不飽和結
合を含む事ができる。
【0057】 シリコン水素化物(i)を含むポリシロキサンの非限定例には、n‘が0であ
りSi−H官能価が2である1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン;及び
n’が4ないし5の範囲であり、平均Si−H官能価が約2であるシリコン水素
化物を含む、BASF社よりMASILWAX BASEとして市販されている様なポリメチ
ルポリシロキサンが含まれる。
【0058】 上記の反応物(ii)として使用される物質は、トリメチルプロパンモノアリ
ルエーテル、ペンタエリスリトールモノアリルエーテル、トリメチルオールプロ
パンジアリルエーテル、ポリエトキシル化アルコールポリプロポキシル化アルコ
ール及びポリブトキシル化アルコールの様なポリオキシアルキレンアルコール、
ウンデシレン酸−エポキシ付加物、アリルグリシジルエーテル−カルボン酸付加
物及び前記いずれかの混合体より選択されるヒドロキシル官能基含有アリルエー
テルを含むことができる。ヒドロキシル官能性ポリアルキルエーテルとヒドロキ
シル官能性モノアリルエーテル又はアリルアルコールとの混合体も同様に好適で
ある。特定の例では、反応物(ii)は末端位置に少なくとも1つの不飽和結合
を含む事ができる。反応条件及び反応物(i)と(ii)の比は希望の官能基を
形成する様に選択される。
【0059】 ヒドロキシル官能基含有ポリシロキサン(a)は、無水物及びヒドロキシル官
能基との反応のみに適した反応条件下にヒドロキシル官能基を含むポリシロキサ
ンを無水化物とを反応させることで半−エステル酸基を形成することができ、そ
の他のエステル化が起こらないようにできる。好適無水物の非限定例には無水ヘ
キサヒドロフタル酸、無水メチルヘキサヒドロフタル酸、無水フタル酸、無水ト
リメチル酸、無水コハク酸、無水クロレンド酸、無水アレニルコハク酸及び無水
オクテニルコハク酸の様な無水置換型アルケニル、及び前記いずれかの混合物が
含まれる。
【0060】 この様にして調整された半−エステル基−含有反応産物は更にモノエポキシド
と反応し、ポリシロキサン含有第2ヒドロキシル基を形成することができる。好
適モノエポキシドの非限定例はフェニルグリシジルエーテル、n−ブチルグリシ
ジルエーテル、クレシルグリシジルエーテル、イソプロピルグリシジルエーテル
、グリシジルシェルケミカル社(Shell Chemical Co)より販売されているCARDU
RA Eの様なバーセテート、及び前記いずれかの混合物である。
【0061】 別の態様では、本発明は少なくとも1つのポリシロキサン(a)が少なくとも
以下の反応物の反応産物を含むカルバメート官能基−含有ポリシロキサンである
前記組成物を目的とする: (i)前記R及びn‘がその構造に関する上記同様である上記構造(VI)の
シリコン無水物を含む少なくとも1種類おポリシロキサン; (ii)上記のヒドロシリル化反応を起こすことができる1又はそれより多い
不飽和結合を有する少なくとも1つのヒドロキシル官能基含有物質;及び (iii)アルコール又はグリコールエーテル及び尿素の反応産物を含む、少
なくとも1つの低分子量カルバメート官能性物質。
【0062】 この様な“低分子量カルバメート官能性物質”の例は、メチルカルバメート及
びヘキシルカルバメートの様なアルキルカルバメート、及び参照されここに取り
込まれている米国特許第5,922,475号及び第5,976,701号に記
載されている様なグリコールエーテルカルバメートを含むが、これらに限定され
ない。
【0063】 カルバメート官能基は、“トランスカルバモイル化”法を介してヒドロキシル
官能基−含有ポリシロキサンと低分子量カルバメート官能性物質とを反応させる
ことでポリシロキサンに取り込むことができる。アルコール又はグリコールエー
テルより誘導できる低分子量カルバメート官能性物質は、分子当たり平均2又は
それより多いヒドロキシル基を持つ物質であるポリシロキサンポリオールの遊離
型ヒドロキシル基と反応でき、カ−バメート官能性ポリシロキサン(a)及び基
のアルコール又はグリコールエーテルを生ずる。反応体(i)、(ii)及び(
iii)の反応条件及び比率は望ましい基を形成する様に選択される。
【0064】 低分子量カルバメート官能性物質は、アルコール又はグリコールエーテルをブ
チル第1スズ酸の様な触媒存在下に尿素と反応させることで調製できる。好適ア
ルコールの非限定例には、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノール、シクロヘキサノール、2−エチルヘキサノール及び3−メチルブタノー
ルの様な低分子量脂肪族、環式脂肪族及び芳香族アルコールが含まれる。好適グ
リコールエーテルの非限定例には、エチレングリコールメチルエーテルやプロピ
レングリコールメチルエーテルが含まれる。ポリシロキサン中へのカルバメート
官能基の取り込みは、イソシアン酸をポリシロキサンの遊離型ヒドロキシル基と
反応させることで達成することができる。
【0065】 上記の如く、ヒドロキシル又はカルバメートに加え、又はそれに代わって、少
なくとも1つのポリシロキサン(a)はカルボキシル基、イソシアネート基、ブ
ロック型ポリイソシアネート基、カルボン酸エステル基、第1又は第2アミン基
、アミド基、尿素基、ウレタン基、無水物基、ヒドロキシルアルキルアミド基、
エポキシ基及び前記いずれかの混合体の様なその他反応性官能基を1以上含むこ
とができる。
【0066】 少なくとも1つのポリシロキサン(a)がカルボキシル官能基を含む場合、少
なくとも1つのポリシロキサン(a)は上記のヒドロキシル官能基を含む少なく
とも1つのポリシロキサンとポリカルボン酸又は無水物とを反応することにより
調製できる。使用に好適なポリカルボン酸の非限定例にはアジピン酸、コハク酸
及びドデカン2酸が含まれる。好適な無水物の被限定例には、上記の無水物が含
まれる。反応条件及び反応体比率は望まれる官能基を形成する様に選択される。
【0067】 少なくとも1つのポリシロキサン(a)が1又はそれ以上のイソシアネート官
能基を含む場合には、少なくとも1つのポリシロキサン(a)は上記のヒドロキ
シル官能基を含む少なくとも1つのポリシロキサンをジイソシアネートの様なポ
リイソシアネートと反応させることで調製できる。好適ポリイソシアネートの非
限定例は、例えば1,4−テトラメチレンジイソシアネート及び1,6−シクロ
ヘキシルジイソシアネートの様な脂肪族ジイソシアネート;例えば1,4−シク
ロヘキシルジイソシアネートお、イソフォロンジイソシアネート及びα,α−キ
シレンジイソシアネートの様な環式脂肪族ジイソシアネート;及び例えば4,4
‘−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート
及びトリレンジイソシアネートの様な芳香族ポリイソシアネートの様な脂肪族ポ
リイソシアネートが含まれる。これら及びその他好適ポリイソシアネートは、参
照されここに取り込まれている米国特許第4,046,729号、第5欄、26
行ないし第6欄、28行により詳細に記述されている。反応条件及び反応体比率
は望まれる官能基を形成する様に選択される。
【0068】 構造(IV)中の置換基(X)はイソシアネート、ヒドロキシル、第1又は第
2アミン官能基、あるいは前記いずれかの組合せで終止するポリマー性ウレタン
又は尿素含有材料を含むことができる。置換基Xがこれら官能基を含む場合、少
なくとも1つのポリシロキサン(a)は少なくとも、上記のポリシロキサンポリ
オール、1以上のポリイソシアネート及び随意にヒドロキシル基、第1アミン基
及び第2アミン基より選択された分子当たり少なくとも2個の活性水素原子を有
する1以上の化合物の反応産物である。
【0069】 好適ポリイソシアネートの非限定例は上記のポリイソシアネートである。分子
当たり少なくとも2個の活性水素原子を有する化合物の非限定例には、第1又は
第2アミン基を含むポリオール及びポリアミンが含まれる。
【0070】 好適ポリオールの非限定例には、チオエーテルを含むポリアルキレンエーテル
ポリオール;ポリヒドロキシポリエステルアミドを含むポリエステルポリオール
;及びヒドロキシル含有ポリカプロラクトン及びヒドロキシ含有脂環式共重合体
が含まれる。例えばエチレングリコール1,6−ヘキサンジオール、ビスフェノ
ールA等の様なグリコール、又はトリメチルオールプロパン、ペンタエリスリト
ール等の高級ポリオールの様な各種ポリオールのオキシアルキル化により形成さ
れるポリエーテルポリオールも有用である。ポリエステルポリオールもまた利用
できる。これら及びその他好適ポリオールは共に参照されここに取り込まれてい
る米国特許第4,046,729号、第7欄、52行ないし第8欄9行;第8欄
29行ないし第9欄66行;及び米国特許第3,919,315号、第2欄、6
4行ないし第3欄33行に記載されている。
【0071】 好適ポリアミンの非限定例には、窒素原子に結合した基が飽和型又は不飽和型
の脂肪族、脂環式、芳香族、芳香族−置換型−脂肪族、脂肪族−置換型−芳香族
第1又は第2ジアミン又はポリアミンが含まれる。好適脂肪族及び脂環式ジアミ
ン例には、1,2−エチレンジアミン、1,2−ポルフィレンジアミン、1,8
−オクタンジアミン、イソフォロンジアミン、プロパン−2,2−シクロヘキシ
ルアミン等が含まれる。好適芳香族ジアミンには例えばo−フェニレンジアミン
やp−トリレンジアミンの様なフェニレンジアミン及びトルエンジアミンが含ま
れる。これら及びその他の好適ポリアミンは、参照されここに取り込まれている
米国特許第4,046,729号内、第6欄61行ないし第7欄26行に詳細記
述されている。
【0072】 態様の一つでは、構造(IV)の置換基Xはヒドロキシル又はカルボン酸官能
基で終止するポリマー性エステル含有期を含むことができる。Xがこの様な基の
場合には、少なくとも1つのポリシロキサン(a)は上記の1種類以上のポリシ
ロキサンポリオール、少なくとも1個のカルボン酸官能基を持つ1以上の物質、
及び1以上の有機ポリオールの反応産物であろう。少なくとも1個のカルボン酸
官能基を有する物質の好適例には、例えば米国特許第4,681,811号に記
載されているカルボン酸基含有アクリルポリマー、ポリエステルポリマー及びポ
リウレタンポリマーの様な当分野周知のカルボン酸基含有ポリマーが含まれる。 好適有機ポリオールの非限定例には、上記記載の有機ポリオールが含まれる。
【0073】 エポキシ基を含む少なくとも1つのポリシロキサン(a)を形成するために、
上記のヒドロキシル官能基を含むポリシロキサンを更にポリエポキシドと反応さ
せることができる。ポリエポキシドは脂肪族又は環式脂肪族ポリエポキシド又は
前記いずれかの混合体でよい。使用に好適なポリエポキシドの非限定例には、例
えばグリシジル(メタ)アクリレートやアリルグリシジルエーテルの様な少なく
とも1個のエポキシ基を有するエチレン的に不飽和な少なくとも1つのモノマー
と、エポキシ官能価を持たないエチレン的に不飽和な1種類以上のモノマーとか
ら調製されたエポキシ官能性アクリル酸コポリマーを含む。この様なエポキシ官
能性アクリル酸コポリマーの調製は、参照されここに取り込まれている米国特許
第4,681,811号、第4欄52行ないし第5欄、50行に詳細記載されて
いる。反応条件及び反応物の比率は、望まれる官能基を形成する様に選択される
【0074】 好適ポリアミン硬化剤の非限定例には、窒素原子に結合したラジカルが飽和又
は不飽和の脂肪族、脂環式、芳香族、芳香族−置換−脂肪族、脂肪族−置換型−
芳香族及び複素環式である第1又は第2ジアミン又はポリアミンが含まれる。好
適脂肪族及び脂環式ジアミンの非限定例には、1,2−エチレンジアミン、1,
2−プロピレンジアミン、1,8−オクタンジアミン、イソフォロンジアミン、
プロパン−2,2−シクロヘキシルアミン等が含まれる。好適芳香族ジアミンの
非限定例には、例えばo−フェニレンジアミンやp−トリレンジアミンであるフ
ェニレンジアミン及びトルエンジアミンが含まれる。これら及びその他好適ポリ
アミンは、参照されここに取り込まれている米国特許第4,046,729号の
第6欄、61行ないし第7欄、26行に記載されている。
【0075】 一つの態様において、構造(IV)の置換基Xは、ヒドロキシルまたはカルボ
ン酸官能基で終端されているポリマーエステル含有基を含み得る。Xがかかる基
であるとき、少なくとも1種のポリシロキサン(a)は、上記に記載されたよう
な1種またはそれ以上のポリシロキサンポリオールと、少なくとも1個のカルボ
ン酸官能基を有する1種またはそれ以上の物質と、1種またはそれ以上の有機ポ
リオールとの反応生成物であり得る。少なくとも1個のカルボン酸官能基を有す
る物質の非制限的な適当な例は、当該技術において周知のカルボン酸基含有ポリ
マー、たとえば、米国特許第4,681,811号に記載されているもののよう
なカルボン酸基含有のアクリルポリマー、ポリエステルポリマーおよびポリウレ
タンポリマーを包含する。適当な有機ポリオールの非制限的例は、上記に記載さ
れたものを包含する。
【0076】 エポキシ基を含有する該少なくとも1種のポリシロキサン(a)を形成させる
ために、上記に記載されたようなヒドロキシル官能基を含有する少なくとも1種
のポリシロキサンは、ポリエポキシドと更に反応され得る。ポリエポキシドは、
脂肪族もしくは環状脂肪族ポリエポキシドまたは前記のもののいずれかの混合物
であり得る。用いるのに適したポリエポキシドの非制限的例は、少なくとも1個
のエポキシ基を有する少なくとも1種のエチレン不飽和モノマー(たとえば、グ
リシジル(メト)アクリレートおよびアリルグリシジルエーテル)とエポキシ官
能基を有さない1種またはそれ以上のエチレン不飽和モノマーとから製造された
エポキシ官能性アクリルコポリマーを包含する。かかるエポキシ官能性アクリル
コポリマーの製造は、米国特許第4,681,811号第4欄第52行ないし第
5欄第50行(参照によりここに合体される)に詳細に記載されている。反応条
件および反応体の比率は、所望官能基を形成するよう選択される。
【0077】 態様の一つでは、本発明は前記組成物にあって組成物が複数の粒子を含んでい
るものを目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、前記粒子
が組成物に取り込まれる前に50ミクロン未満の平均粒子サイズを持つ組成物を
目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、前記粒子が組成物
に取り込まれる前に1ないし1000ナノメートル未満の範囲の平均粒子サイズ
を持つ組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、前
記粒子が組成物に取り込まれる前に1ないし100ナノメートルの範囲の平均粒
子サイズを持つ組成物を目的とする。
【0078】 別の態様では、本発明は前記組成物にあって、前記粒子が組成物に取り込まれ
る前に5ないし50ナノメートルの範囲の平均粒子サイズを持つ組成物を目的と
する。別の態様では、本発明は前記組成物にあって、前記粒子が組成物に取り込
まれる前に5ないし25ナノメートルの範囲の平均粒子サイズを持つ組成物を目
的とする。粒子サイズは列挙した数値を含むこれら値の何れかの組合せの範囲で
ある。 粒子の平均粒子サイズが1ミクロンより大きい態様では、平均粒子サイズは既
知のレーザー散乱技術により測定できる。例えばこの様な平均粒子サイズは、6
33nmの波長を持つヘリウムレーザーを利用し粒子サイズを測定し、そして粒
子が球形であると仮定する、即ち“粒子サイズ”が粒子を完全に囲む最小の球体
を意味するHoriba Model LA900レーザー回折粒子サイズ装置を用い測定さ
れる。
【0079】 粒子のサイズが1ミクロン以下である本発明の別の態様では、平均粒子サイズ
は透過型電子顕微鏡(“TEM”)像の電子顕微鏡写真を眼で検証し、像中の粒
子の直径を測定してTEM像の倍率を基に平均粒子サイズを計算することで決定
できる。当業者はこの様なTEM像の調製方法を理解するだろうし、またそのよ
うな方法の一例が以下例中に開示される。本発明の非限定的態様では、105,
000倍のTEM像が作られ、この倍率を1000で除することで変換係数を得
ている。目視検査では粒子の直径はミリメートルで測定され、この変換係数を用
いて測定値はナノメートルに変換される。粒子直径は、粒子を完全に取り囲む最
小直径球体を意味する。
【0080】 粒子の形(又は形態)は本発明の具体的態様及びその目的とする応用に応じて
変わるだろう。例えば一般的な球状形態(固体ビーズ、マイクロビーズ、又は中
空球体の様な)だけでなく、立方体、板状又は針状(細長又は繊維状)の粒子も
利用できる。更に、粒子は中空性、多孔性、又は無間隙型、又は前記いずれかの
組合せ、例えば多孔性壁又は個体壁を持つ中心部が中空のものの様な内部構造を
持つことができる。好適粒子特性に関する更なる情報に関しては、ここに参照さ
れ具体的に取り込まれているH.Katzら(編集)、Handbook of Fillers an d Plastics (1987)の9−10ページを参照。 当業者は、組成物に望まれる性質及び特性を付与するために、異なる平均粒子
サイズを持つ1又はそれ以上の粒子混合体を本発明の組成物内に取り込ませるこ
とができることを理解するだろう。例えば、粒子サイズを変えた粒子を本発明の
組成物内に利用することができる。
【0081】 粒子はポリマー性及び非ポリマー性の無機物質、ポリマー性及び非ポリマー性
の有機物質、複合物質及び前記いずれかの混合物より選択される物質から形成で
きる。ここで用いる用語“ポリマー性無機物質”とは、炭素以外の単一元素又は
複数元素に基づく主鎖反復単位を持つ重合性物質を意味する。更なる情報につい
ては、ここに参照され具体的に取り込まれているJames Markら、Inorganic Poly
mers、Prentice Hall Polymer Science and Engineering Series、(1992)
、5ページを参照。ここで使用する用語“ポリマー性有機物質”とはその全てが
炭素を基本とした主鎖反復単位を持つ合成ポリマー性物質、半合成ポリマー性物
質及び天然ポリマー性物質を意味する。
【0082】 ここに用いる“有機物質”とは炭素含有化合物にあって、前記炭素が典型的に
はそれ自体及び水素に結合し、同様にしばしば他元素とも結合するが、二酸化炭
素、カーバイド、二硫化炭素等の2成分化合物;金属シアン化物、金属カルボニ
ル等の3成分化合物;及び例えば炭酸カルシウムや炭酸ナトリウムの様な金属炭
酸エステルの様な炭素含有イオン性化合物を除く化合物である。ここに参照され
具体的に取り込まれている、R.Lewis、Sr.,Hawley`s Condensed Chemical Dict ionary 、(12版、1993)の761−762ページ、及びM.Silberberg、
Chemistry The Molecular Nature of Matter and Change(1996)、586
ページを参照。
【0083】 ここに用いられる用語“無機物質”とは、有機物質でないいずれかの物質を意
味する。
【0084】 ここに用いられる用語“複合物質”とは2種類以上の物質の組合せを意味する
。複合物質より形成された粒子は一般にはその表面下の粒子内部の高度とは異な
る高度をその表面に持つ。より具体的には、当分野既知の技術を用いて粒子表面
は化学的又は物理的にその表面特性を変化させることを含むが、これに限定され
ない当分野周知の様式に変更することができる。
【0085】 例えば、粒子を1種類以上の二次物質によりコーティング、クラッディング又
はカプセル封入された1次物質より形成し、より柔軟な表面を持つ合成粒子を形
成することができる。さらに別の代替態様では、複合物質から形成された粒子は
各種形状の1次物質でコーティング、クラッディング、又はカプセル封入された
1次物質より形成できる。本発明に有用な粒子に関する更なる譲歩うについては
、ここに参照去れ具体的に取り込まれているG.Wypch、Handbook of Fillers、第
二版(1999)の15−202ページを見よ。
【0086】 発明の組成物中への使用に好適な粒子は、当分野既知の無機元素又は化合物を
含むことができる。好適粒子はセラミック物質、金属物質及び前記いずれかの混
合体より形成できる。好適なセラミック物質には金属酸化物、金属炭酸エステル
及び前記いずれかの混合体。金属窒化物の具体的な非限定例は、例えば窒化ホウ
素である;金属酸化物の具体的な非限定例は、例えば参加亜鉛である:好適な金
属硫化物の非限定例は、例えば二硫化モリブデン、二硫化タンタル、二硫化タン
グステン及び二硫化亜鉛である;金属シリカ物の非限定好適例は、例えばシリカ
アルミニウム及びヒル石の様なシリカマグネシウムである。
【0087】 粒子は例えばコロイド、ヒューム又は無定形状のシリカ、アルミナ又はコロイ
ド状アルミナ、二酸化チタン、参加セシウム、酸化イットリウム、コロイド状イ
ッタリア、例えばコロイド状又は不定形ジルコニアの様なジルコニア、及び前記
いずれかおの混合物の様な実質単一の無機酸化物のコア、又は別のタイプの有機
酸化物が沈積されたあるタイプの無機酸化物のコアを含むことができる。発明の
組成物が透過型トップコートとして、例えば多成分型合成コーティング組成物の
透明コートとして用いられる場合には、粒子は組成物の光学特性に大きく干渉し
てはならない。ここで用いる“透過(型)”とは、硬化されたコーティングがBY
K/Haze Gloss装置を用いて測定した場合に50未満のBYK Haze指数を持
つことを意味する。
【0088】 本発明の粒子形成に有用な非ポリマー性の無機物質は、グラファイト、金属、
酸化物、カーバイド、窒化物、ホウ化物、硫化物、シリカ、炭酸エステル、硫酸
エステル及び水酸化物から選択された無機物質を含む。有用な無機酸化物の非限
定例は酸化亜鉛である。好適な無機硫化物の非限定例には、二硫化モリブデン、
二硫化タンタル、二硫化タングステン、二硫化亜鉛がある。有用な無機シリカ塩
の非限定例は、シリカアルミニウム及びバーミキュライトの様なシリカマグネシ
ウムを含む。好適金属の非限定例にはモリブデン、白金、パラジウム、ニッケル
、アルミニウム、銅、金、鉄、銀、合金、及び前記いずれかの混合物が含まれる
【0089】 態様の一つでは、本発明は前記組成物にあって前記粒子がヒュームドアルミニ
ウム、不定形シリカ、コロイドシリカ、アルミナ、コロイド状アルミナ、二酸化
チタン、酸化セシウム、酸化イットリウム、コロイド状イットリア、ジルコニア
、コロイド状ジルコニア及び前記いずれかの混合体より選択される組成物を目的
とする。別の態様では、本発明は前記組成物にあって前記粒子がコロイドシリカ
である組成物を目的とする。上開示の如く、これら物質は表面処理されていても
、又はされていなくともよい。組成物はゾル−ゲル工程によりインサイチューで
のシリカ粒子形成に好適な前駆体を含むことができる。本発明の組成物は、加水
分解されインサイチューにシリカ粒子を形成できるアルコキシシランを含むこと
ができる。例えばテトラエチルオルトシリカ塩エステルは塩酸の様な酸により加
水分解でき、縮合されシリカ粒子を形成することができる。その他有用な粒子に
は、参照されここに取り込まれている米国特許第5,853,809号、第6欄
、51行ないし8欄、43行に記載の様な表面修飾シリカが含まれる。
【0090】 本発明の態様の一つでは、粒子はポリマー性コーティング又はポリマー性基材
を摩食できる物質の高度より高い硬度を持つ。ポリマー性コーティング又はポリ
マー性基材を摩食できる物質の例には、泥、砂、岩、ガラス、洗車ブラシ等が含
まれるが、これらに限定されない。粒子及びポリマー性コーティング又はポリマ
ー性基材を摩食できる物質の硬度は、例えばVickers又はBrinell硬度といった通
常の硬度測定法により決定できるが、好ましくは1ないし10のスケールで物質
表面の相対引っ掻き抵抗性を示す原型のMohsの硬度スケールに従い測定され
る。本発明での使用に好適な無機物質から形成された幾つかの粒子の非限定例の
Mohs硬度値を下表Aに示す。表A
【0091】
【表1】 参照されここに取り込まれているK.ludema, Friction, Wear, Lubricatio n , (1996)の27ページ。
【0092】 R.Weast(Ed), Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press
(1975)のページF−22。
【0093】 参照されここに取り込まれているR.Lewis, Sr., Hawley's Condensed Ch emical Dictionary (12th Ed, 1993)の793ページ。
【0094】 参照されここに取り込まれているHawley's Condensed Chemical Dictionary (12th Ed, 1993)の1113ページ。 参照されここに取り込まれているHawley's Condensed Chemical Dictionary (12th Ed, 1993)の784ページ。
【0095】 Handbook of Chemistry and Physics, CRC PressのページF−22。 Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press のページF−22。
【0096】 Friction, Wear, Lubrication, (1996)の27ページ。
【0097】 Friction, Wear, Lubrication, (1996)の27ページ。
【0098】 10 Friction, Wear, Lubrication, (1996)の27ページ。
【0099】 11 Friction, Wear, Lubrication, (1996)の27ページ。
【0100】 12 Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press のページF−22。
【0101】 13 Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press のページF−22。
【0102】 14 Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press のページF−22。
【0103】 15 Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press のページF−22。
【0104】 16 Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press のページF−22。
【0105】 17 Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press のページF−22。
【0106】 18 Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press のページF−22。
【0107】 19R.Weast(Ed), Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press
(71stEd.19905)の4−158ページ。
【0108】 態様の一つでは粒子のMohs硬度値は5より大きい。ある態様では、シリカ
の様な粒子のMohs硬度値は6より大きい。
【0109】 上記の如く、Mohs硬度スケールは引っ掻きに対する物質の抵抗性に関係す
る。従って、本発明は更にその表面の硬度がその表面下の粒子内部の硬度と異な
る粒子も包含する。より具体的には、上記の如く粒子表面は、表面下の硬度はポ
リマー性コーティング又はポリマー性基材を摩食可能な硬度より小さいが、一方
粒子表面硬度はポリマー性コーティング又はポリマー性基材を摩食できる物質の
硬度より大きい様に、当分野既知の技術を用い粒子表面の特性を化学的に変える
ことを含むが、これに限定されない当分野周知の方法にて修飾することができる
【0110】 それに代るものとしては、粒子は1以上の第2物質によりコーティング、クラ
ッディング、又はカプセル封入された第1物質から形成され、より硬い表面を持
つ複合物質を形成することができ。あるいは、粒子は第2物質の形状を変えるこ
とでコーティング、クラッディング又はカプセル封入される1次物質から形成さ
れ、より硬い表面を持つ複合物質を形成することができる。
【0111】 一例では、本発明を限定するものではないが、シリコンカーバイド又は窒化ア
ルミニウムの様な無機物質より形成された無機粒子にシリカ、カーボネート又は
ナノクレーコーティングを施し、有益な複合粒子を形成することができる。別の
非限定例では、アルキル側鎖を持つシランカップリング剤を無機酸化物より形成
された無機粒子の表面に作用させ、“より柔軟”な表面を持つ有益な複合粒子を
与えることができる。その他の例には、非ポリマー性又はポリマー性物質より形
成された粒子を、異なる非ポリマー性又はポリマー性物質でクラッディングする
こと、カプセル封入すること又はコーティングすることが含まれる。この様な複
合粒子の具体的非限定例はDUALITE(商標)であり、これは炭酸カルシウムでコ
ーティングされた合成ポリマー粒子であり、ニューヨーク州、バッファローのPi
erce and Stevens社より市販されている。
【0112】 発明の非限定態様の一つでは、粒子は固形潤滑物質より形成される。ここで用
いる用語“固形潤滑物質”とは相対運動中の損傷からの保護をもたらすか、又は
摩擦及び摩損を低下するために2表面間に用いられる固体を意味する。態様の一
つでは、固体潤滑物質は無機固体潤滑物質である。ここで用いる“無機固体潤滑
物質”とは、特徴的な結晶性の性質を持ち、それにより自身を薄く平坦なプレー
トに変型させ、相互に滑りやすくして減摩性の潤滑硬化をもたらす固体の潤滑剤
を意味する。ここに参照され具体的に取り込まれているR.Lewis、Sr.
Hawley`s Condensed Chemical Dictionary、(12版、1993)の712ペ
ージを参照。摩擦とはある固体が別の固体上を滑動する際の抵抗である。ここに
参照され具体的に取り込まれているF.Clauss、Solid Lubricants and Self-Lubr icating Solids (1972)の1ページ。
【0113】 発明の非限定的態様の一つでは、粒子は多層構造を持つ。多層構造を持つ粒子
は、シート内では強い結合により、そしてシート間は弱いバンデルワールス結合
により、六辺形に配列した原子のシート又はプレートから構成されることで、低
いシート間剪断強度を備えている。多層構造の非限定例は六方晶形構造である。
多層フラーレン(即ちバッキーボール)構造を持つ無機固形粒子もまたは本発明
に有用である。
【0114】 本発明の粒子の形成に有用な、多層構造を持つ好適物質の非限定例には、窒化
ホウ素、グラファイト、金属ジカルコゲニド、マイカ、タルク、石膏、カオリナ
イト、方解石、ヨウ化カドミニウム、硫化銀及び前記いずれかの混合体が含まれ
る。好適金属ジカルコゲニドには二硫化モリブデン、二セレン化モリブデン、二
硫化タンタル、二セレン化タンタル、二硫化タングステン、二セレン化タングス
テン及び前記いずれかの混合体。
【0115】 粒子は非ポリマー性の有機物質から形成することができる。本発明に有用な非
ポリマー性有機物質の非限定例は、ステアレート(ステアレート亜鉛及びステア
レートアルミニウムの様な)、ダイヤモンド、カーボンブラック及びステアラミ
ドが含まれるが、これらに限定されない。
【0116】 粒子は無機ポリマー性物質より形成できる。有用な無ポリマー性物質の非限定
例にはポリホスファゼン、ポリシラン、ポリシロキサン、ポリゲレマン類、高分
子イオウ、ポリマー性セレニウム、シリコン類、及び前記いずれかの混合体。本
発明での利用に好適な無機ポリマー性物質から形成された粒子の具体的非限定例
は、架橋型シロキサンより形成され、日本のToshiba Silicone
s社より販売されているTOSPEARL20である。
【0117】 粒子は合成有機ポリマー物質から形成できる。好適有機ポリマー性物質の非限
定例には熱硬化性物質及び熱可塑性物質が含まれるが、これらに限定されない。
ここで用いる“熱可塑性”材料は、熱に曝されると軟化し、室温まで冷却される
と元の状態に復帰する物質である。好適熱可塑性物質の非限定例にはポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートお帯ポリエチレンナフタレート
の様な熱可塑性ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン及びポリイソブテンの様なポリオレフィン類、スチレンとアクリル酸モノマー
のコポリマーの様なアクリルポリマー、及びメタクリレート、ポリアミド、熱可
塑性ポリウレタン、ビニルポリマーを含むポリマー、ならびに前記いずれかの混
合体を含む。
【0118】 好適熱硬化性材料の非限定例には、熱硬化性ポリエステル、ビニルエステル、
エポキシ物質、フェノール樹枝、アミノプラスチック、熱硬化性ポリウレタン及
び前記いずれかの混合体。エポキシ物質から形成された合成ポリマー粒子の具体
的非限定例はエポキシミクロゲル粒子である。ここで用いる“熱硬化性”物質は
、加熱された時に不可逆的に固形化するか“硬化”する物質である。熱硬化物質
は架橋網目構造を形成する。ここで用いるポリマー性物質は、それが少なくとも
部分的にポリマー性網目構造を形成した場合に“架橋状態にある”。当業者は、
架橋の存在及び程度(架橋密度)が窒素下にTA装置DMA2980DMTAア
ナライザーを利用した動的機械式熱分析(DMTA)の様な各種方法により決定
できることを理解するだろう。この方法は、コーティング又はポリマーのフリー
フィルムのガラス手に温度と架橋密度を決定する。硬化物質のこれら物理特性は
架橋された網目構造に関係している。
【0119】 粒子はまたポリマー性及び非ポリマー性無機物質、ポリマー性及び非ポリマー
性有機物質、複合物質、及び前記いずれかの組合せより形成された中空粒子でも
よい。中球粒子が形成される好適物質の非限定例は上記のものである。
【0120】 本発明の態様の一つでは、少なくとも1つのポリシロキサン(a)は粒子に対
し非反応性である。
【0121】 態様の一つでは、本発明は前記の組成物にあって、組成物のその他成分に加え
られる場合に、組成物を形成する成分の樹脂固体の総重量を基にして粒子が0.
01ないし75重量%量組成物中に存在している組成物を目的とする。別の態様
では、本発明は前記組成物にあって、組成物のその他成分に加えられる場合に、
粒子が組成物中に組成物を形成する成分の樹脂固体の総重量を基に少なくとも0
.1重量%の量存在している組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記
組成物にあって、粒子が組成物のその他成分に加えられる場合に、組成物を形成
する成分の樹脂固体の総重量を基に粒子が0.5重量%より多い量組成物中に存
在している組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記組成物にあって、
粒子が組成物のその他成分に加えられる場合に、組成物を形成する成分の樹脂固
体の総重量を基に5重量%より多い量の粒子が組成物中に存在している組成物を
目的とする。
【0122】 20R.J.Perry"Applications for Cross0Linked Siloxane Particles" Chemte
ch, February 1999、39−44ページ参照。
【0123】 更に別の態様では、本発明は前記組成物にあって、粒子が組成物のその他成分
に加えられる場合に、組成物を形成する成分の樹脂固体総重量を基にして75重
量%未満の量の粒子が組成物中に存在している組成物を目的とする。別の態様で
は、本発明は前記組成物にあって、粒子が組成物のその他成分に加えられる場合
に、組成物を形成する成分の樹脂固体総重量を基にして50重量%未満の量の粒
子が組成物中に存在している組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記
組成物にあって、粒子が組成物のその他成分に加えられる場合に、組成物を形成
する成分の樹脂固体総重量を基にして20重量%未満の量の粒子が組成物中に存
在している組成物を目的とする。更に別の態様では、本発明は前記組成物にあっ
て、粒子が組成物のその他成分に加えられる場合に、組成物を形成する成分の樹
脂固体総重量を基にして10重量%未満の量の粒子が組成物中に存在している組
成物を目的とする。粒子量は、列挙された値を含むこれら値の何れかの組合せの
範囲である。
【0124】 取り込み前、本発明に従い利用できる粒子の一つのクラスは、オルガノゾルの
様な粒子のゾルを含む。これらゾルは、上記の範囲の平均粒子サイズを持つ各種
微粒子、コロイドシリカでよい。
【0125】 コロイドシリカは、粒子がまず形成される間又はその後に、表面を修飾するこ
とができる。これら表面が修飾されたシリカは、所望される粒子状シリカの特性
に応じて、その表面上に化学的に結合した炭素含有成分、及び無水SiO2基や
SiOH基の様な基、シリカ表面内に物理的に結合された又は化学的に結合され
た各種イオン基、吸着された有機基、又は前記いずれかの組合せを含むだろう。
この様な表面修飾型シリカは、参照されここに取り込まれている米国特許第4,
680,204号に詳細記載されている。
【0126】 この様な物質は様々な技術により様々な形態に調製することができ、その非限
定例はオルガノゾル及び混合型ゾルを含む。ここに用いる用語“混合型ゾル”は
、その分散媒体が有機液体と水とを含んでいるコロイドシリカの分散体を含むこ
とを意図している。この様な小粒子状のコロイドシリカは容易に入手可能であり
、そして実質無色であり、且つこの様な組成物を着色するかその透明性を低下さ
せる当分野既知の追加の色素又は成分を加えることなしに成体中に含有させるこ
とができる屈折率を持つことから、無色の透明コーティングを生ずる。
【0127】 粒子の好適非限定例にはNissan Chmeical Companyよ
りORGANOSILICAOSL(商標)MT−STのようなORGANOS
ILICASOL(商標)の商標にて、そしてClariant CorporationよりHIG
HLINK(商標)として販売されているコロイドシリカ;Nalco Chemicalより
商標名NALCO8676(登録商標)で販売されているコロイド状アルミナ;
及びNissan Chmeical Companyより商標名HIT−32M(登録商標)として販
売されているコロイド状ジルコニアが含まれる。
【0128】 粒子は本発明の組成物中に安定した分散体の形で取り込むことができる。粒子
がコロイド形状にある場合、分散体は粒子を振盪しながらキャリアー中に分散す
ることで調製でき、そして存在する溶媒は室温、真空下に取り除くことができる
。ある態様ではキャリアーは、少なくとも1つのポリシロキサン(a)を含むが
これに限定されないポリシロキサン含有反応性感応基を含むが、これに限定され
ない以下詳細に記載される表面活性剤の様な溶媒以外のものでもよいだろう。 態様の一つでは、コロイドシリカの様な粒子は少なくとも1つのポリシロキサ
ン(a)中に分散される。あるいは分散体はここに参照され取り込まれている米
国特許第4,522,958号又は4,526,910号に記載の如くに調製で
きる。粒子は“発明の組成物に取り込ませる前に少なくとも1つのポリシロキサ
ン(a)と”コールドブレンドディング“できる。あるいは、粒子は残余組成物
成分(少なくとも1つのポリシロキサン(a)を含むが、これに限定されない)
の混合的に後添加し、当分野周知の分散技術によりその中に分散できる。
【0129】 粒子がコロイド形状以外の、例えば凝塊形状であるがこれに限定されない形状
である場合、分散体はこの凝塊物を例えば少なくとも1つのポリシロキサンであ
るがこれに限定されないキャリアー中に分散させ、その中に安定して粒子を分散
させることで調製できる。粉砕、ミリング、マイクロフリュダイジング、超音波
処理、又はその他コーティング剤分野周知の色素分散技術と言った分散技術が利
用できる。あるいは粒子は当分野既知のその他分散技術により分散させることが
できる。必要に応じ、コロイド形状以外の粒子を、その他組成物成分混合物に後
添加し、当分野既知の分散技術によりその中に分散させることができる。
【0130】 例えば電着コーティング、プライマーコーティング、又はトップコーティング
であるがこれに限定されない、ポリマー性基材又はポリマー性コーティングに応
用される本発明の粒子はキャリアー中に分散、懸濁、又は乳化し存在できる。好
適キャリアーの非限定例には水、溶媒、表面活性剤又は前記いずれかの混合体が
含まれるが、これらに限定されない。好適溶媒の非限定例には鉱油、メタノール
又はブタノールの様なアルコール、メチルアミルケトンの様なケトン、キシレン
の様な炭化水素、エチレングリコールモノブチルエーテルの様なグリコールエー
テル、エステル、脂肪族化合物、及び前記いずれかの混合体が含まれるが、これ
らに限定されない。
【0131】 上記の如く少なくとも1つのポリシロキサン(a)以外に本発明の組成物は少
なくとも1つのポリシロキサン(a)の少なくとも1個の反応性官能基と反応す
る少なくとも1個の官能基を含む少なくとも1つの反応体から形成することがで
きる。一つの態様においては、少なくとも1つの反応剤は、少なくとも1つの硬
化剤から選ばれる。
【0132】 別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、硬化剤が存在している組成物
を目的とする。この硬化剤は、アミノプラスチック樹脂、ポリイソシアネート、
ブロック型ポリイソシアネート、ポリエポキシド、多価酸、ポリオール及び前記
いずれかの混合体から選択できる。
【0133】 別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、硬化剤がアミノプラストであ
る組成物を目的とする。ヒドロキシル、カルボン酸及びカルバメート官能基含有
物質の硬化剤としてのフェノプラスとを含むアミノ樹脂は当分野周知である。上
記の如く、好適アミノプラスは当業者にとって既知である。アミノプラスとはフ
ォルムアルデヒドとアミン又はアミドの縮合反応により得ることができる。アミ
ン及びアミドの非限定例は、メラミン、尿素又はベンゾグアナミンを含む。その
他アミン又はアミドとの縮合体が利用できる;例えば粉末コーティング中に有用
な高融点結晶性産物を提供するグリコールウリルのアルデヒド縮合体。使用され
るアルデヒドは最頻にはフォルムアルデヒドであるが、アセトアルデヒド、黒ト
ンアルデヒド及びベンズアルデヒドの様なその他アルデヒドが利用できる。
【0134】 アミノプラストはイミノ基とメチロール基を含み、特定例では少なくともメチ
ロール基の一部はアルコールによりエステル化され効果反応を修飾する。この反
応には、メタノール、エタノール、n−ブチルアルコール、イソブタノール及び
ヘキサノールを含む一価のアルコールが利用できる。
【0135】 アミノプラストの非限定例にはメラミン−、尿素−又はベンゾグアナミン−フ
ォルムアルデヒド縮合体が含まれ、特定例では単量体であり且つ少なくとも一部
が1ないし4個の炭素原子を含む1以上のアルコールによりエステル化されてい
る。好適アミノプラスと樹脂の非限定例は、例えばCytec Industries、 Inc.よ
り商標名CYMEL(登録商標)として、及びSolutia、Inc.より商標名R
ESIMENE(登録商標)として販売されている。
【0136】 別態様では、本発明は前記組成物にあって、硬化剤が組成物の他成分に加えら
れる時には、組成物を形成する成分の固形樹脂総重量を基に1ないし65重量%
の範囲の一般に量存在している。
【0137】 使用に適したその他硬化剤にはポリイソシアネート硬化剤が含まれるが、これ
に限定されない。ここで用いる用語“ポリイソシアネート”はブロック型(キャ
ップ型)ポリイソシアネート及び非ブロック型ポリイソシアネートを含むことを
意図する。ポリイソシアネートは脂肪族又は芳香族ポリイソシアネート、又は前
記2分類の混合体であろう。時イソシアネートのイソサヌル酸エステルの様なよ
り高価なポリイソシアネートがよく利用されるが、ジイソシアネートも利用でき
る。高級ポリイソシアネートはジイソシアネートと組合せ利用することもできる
。例えば、ポリイソシアネートとポリオールとの反応産物であるイソシアネート
プレポリマーも利用できる。ポリイソシアネート硬化剤混合体が利用できる。
【0138】 ポリイソシアネートがブロックされるか又はキャップされる場合、ポリイソシ
アネート向けキャッピング剤として当業者既知の好適脂肪族、環脂肪族、又は芳
香性アルキルモノアルコールが利用できる。その他好適キャッピング剤にはオキ
シム及びラクタムが含まれる。使用時、組成物中の他成分に加えられる場合には
ポリイソシアネート硬化剤は一般には組成物を形成する樹脂固形成分総重量に基
づき、列挙する数値を含め5ないし65重量%の範囲の量存在し、10ないし4
5重量%の範囲の量存在してもよく、しばしば15ないし40%の範囲の量存在
する。
【0139】 その他有用な硬化剤はここに参照され取り込まれている米国特許第5,084
,541に詳細記載されているトリカルバモイルトリアジン化合物の様なブロッ
ク型イソシアネート化合物を含む。使用時、ブロック型イソシアネート硬化剤は
組成物を形成する樹脂固形成分総重量に基づき、列挙する数値を含め20重量%
まで存在でき、そして1ないし20重量%の範囲の量存在できる。
【0140】 ヒドロキシ官能基含有物質に適した硬化剤としての無水物も当分野周知であり
、本発明に利用できる。発明の組成物中での硬化剤としての利用に好適な無水物
の非限定例には、分子当たり少なくとも2個のカルボン酸無水物基を持つ、エチ
レン的に不飽和のカルボン酸無水物と例えばスチレン、アルファメチルスチレン
、ビニルトルエン等のビニルコポリマーの少なくとも1種類を含むモノマー混合
体に由来する無水物が含まれる。好適なエチレン不飽和型カルボン酸無水物の被
限定例には、無水マレイン酸、無水シトラコン酸及び無水イタコン酸が含まれる
。あるいは、無水物はマレイン化ポリブタジエンの様なジエンポリマー又はブタ
ジエン/スチレンコポリマーの様なブタジエンのマレイン化コポリマーの無水物
付加物でもよい。これら及びその他好適無水物硬化剤はいずれも参照され、ここ
に取り込まれている米国特許第4,798,746号、第10欄、16−50行
:及び米国特許第4,732,790号、第3欄、41−57行に記載されてい
る。
【0141】 カルボン酸官能基含有材料に適した硬化剤としてのポリエポキシドも当分野周
知である。本発明の組成物中での使用に好適なポリエポキシドの非限定例には、
多価フェノール及び脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテルが含まれ、これ
らは多価フェノール又は脂肪族アルコールをアルカリ存在下にエピクロロヒドリ
ンの様なエピハロヒドリンを用いエーテル化することで調製できる。これら及び
他好適ポリエポキシドは、参照されここに取り込まれている米国特許第4,68
1,811号の第5欄、33ないし58行に記載されている。
【0142】 エポキシ官能基含有材料に関する好適硬化剤には、少なくとも1つのカルボン
酸基を含むエチレン不飽和型モノマーと、カルボン酸期を持たない少なくとも1
つのエチレン不飽和型モノマーとから調製された酸基含有アクリルポリマーの様
な多価酸硬化剤を含む。この様な官能型アクリルポリマーは30ないし150の
範囲の酸数を持つことができる。酸官能基含有ポリエステルも同様に利用できる
。上記多価酸硬化剤は、参照されここに取り込まれている米国特許第4,681
,811号、第6欄、45ないし第9欄54行に詳細記載されている。
【0143】 また分子当たり2個以上のヒドロキシル基を有する物質であるポリオールも、
イソシアネート官能基含有物質に適した硬化剤として当分野周知である。この様
な発明の組成物への使用に好適な物質の非限定例にはエーテルを含むポリアルキ
レンエーテルポリオール;ポリヒドロキシポリエステルアミドを含むポリエステ
ル;及びヒドロキシ含有ポリカルプロラクトンやヒドロキシ含有アクリル酸共重
合体が含まれる。エチレングリコールの様なグリコール、1,6−ヘキサンジオ
ール、ビスフェノールA等各種ポリオール、又はトリメチルプロパン、ペンタ襟
スリトール等の高級ポリオールのオキシアルキル化により形成されたポリエーテ
ルポリオールも有用である。ポリエステルポリオールもまた利用できる。これら
及びその他好適ポリオール硬化剤は、共に参照されここに取り込まれている米国
特許第4,046,729号の第7欄、52行ないし第8欄、9行;第8欄、2
9行ないし第9欄、66行;及び米国特許第3,919,315号の第2欄、6
4行ないし第3欄、33行に記載されている。
【0144】 ポリアミンを、イソシアネート官能基含有材料のための硬化剤として使用する
こともできる。好適ポリアミンの非限定例には、窒素原子に結合した基が飽和型
又は不飽和型の脂肪族、脂環式、芳香族、芳香族−置換型−脂肪族、脂肪族−置
換型−芳香族第1又は第2ジアミン又はポリアミンが含まれる。好適脂肪族及び
脂環式ジアミン例には、1,2−エチレンジアミン、1,2−ポルフィレンジア
ミン、1,8−オクタンジアミン、イソフォロンジアミン、プロパン−2,2−
シクロヘキシルアミン等が含まれる。好適芳香族ジアミンには例えばo−フェニ
レンジアミンやp−トリレンジアミンの様なフェニレンジアミン及びトルエンジ
アミンが含まれる。これら及びその他の好適ポリアミンは、参照されここに取り
込まれている米国特許第4,046,729号内、第6欄61行ないし第7欄2
6行に詳細記述されている。
【0145】 望まれる場合には、硬化剤の適当な混合体が使用される。組成物は上記の様な
アミノプアスト樹脂及び/又はブロック型ポリイソシアネートがその他組成物成
分と混合されている、1成分型組成物として製剤化できる。1成分組成物は製剤
化されると保存安定になる。あるいは組成物は、適用直前に上記の様なポリイソ
シアネート硬化剤をその他組成物成分の前成形混合体に加えることができる、2
成分型組成剤として製剤化することができる。前成形混合体は上記の様なアミノ
プラスと樹脂及び/又はトリアジン化合物の様な硬化剤を含むことができる。
【0146】 コーティングが化学線又は化学線と熱エネルギーとの組合せにより硬化される
別の態様では、コーティング組成物を形成する成分は更に少なくとも1つの、遊
離型ラジカル又は陽イオンを提供し重合工程を開始させる光開始剤、又は光増感
剤を含むことができる。有用な光開始剤は150ないし2,000nmの範囲で
吸着作用を持つ。有益な光開始剤の非限定例には、ベンゾイン、ベンゾフェノン
、ヒドロキシベンゾフェノン、アントラキノン、チオキサントン、ベンジンエー
テルのブチルイソマーの様な置換型ベンゾイン、α,α−ジエトキシアセトフェ
ノン、α,α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2
−メチル−1−フェニルプロパン1−体、及び2,4,6−トリメチルベンゾイ
ルジフェニルホスフィン酸化物が含まれる。
【0147】 別態様では、反応体はシリル基でブロックされている少なくとも1個の反応性
官能基を持つ少なくとも1つの物質を含むことができる。このシリルブロック型
物質は上記ポリシロキサン(a)とは異なる。シリル基の加水分解は物質上に、
硬化剤との更なる反応に利用可能な反応性官能基を生成する。好適なシリルブロ
ッキング剤の非限定例には、次式(IX)を持つものにあって;
【0148】
【化12】 式中の各R、R及びRは同一でも又は異なっていても良く、それぞれが
1ないし18個の炭素原子を持つアルキル基、フェニル基、又はアリル基を表す
シリルブロッキング剤である。
【0149】 シリル基によりブロックできる好適官能基の非限定例はヒドロキシル基、カル
バメート基、カルボキシル基、アミド基及びそれらの混合体を含む。態様の一つ
では、官能基はヒドロキシル基である。
【0150】 官能基と反応しシリル基を形成できる好適化合物の非限定例には、ヘキサメチ
ルジシラザン、トリメチルクロロシラン、トリメチルシリルジエチルアミン、t
−ブチルジ塩化メチル、ジフェニル塩化メチルシリル、ヘキサメチルジシリルア
ジド、ヘキサメチルジシロキサン、トリメチルシリルトリフレート、ヘキサメチ
ルジシリルアセトアミド、N、N‘−ビス[トリメチルシリル]−尿素及び前記
いずれかの混合体を含む。
【0151】 シリル化反応に好適な化合物、トリメチルシリル化反応に好適反応条件及び試
薬の更なる例は以下例28及び参照されここに取り込まれているT.Greeneら、Pr
otective Groups in Organic Synthesis、(第2版、1991)の68−86ペ
ージ及び261ー263ページに論じられている。
【0152】 物質の主鎖は、エステル結合、ウレタン結合、尿素結合、アミド結合、シロキ
サン結合及びエーテル結合から選択された少なくとも1つの結合、又はポリエス
テル、アクリルポリマー、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリ尿素、ポリアミド
及び前記いずれかのコポリマーの様なポリマーを含む化合物である。
【0153】 少なくとも1つのエステル結合及び少なくとも1つの反応性官能基を持つ好適
化合物またはポリマーには、少なくとも1つのポリオールと少なくとも1つの1
,2−無水物との反応より形成される半エステルが含まれる。本エステルは相対
的に低分子量であり、エポキシ官能性に極めて反応性であることから好適である
【0154】 半エステルは、例えば無水物を開環して実質的にポリエステル化が起きない形
で半エステルを形成するのに十分な条件の下でのポリオールと1,2−無水物と
の反応により得られる。この様な反応産物は比較的低分子量であり、狭い分子量
分布と低い粘度を有する。“実質的にポリエステル化が起きない”とは、無水物
の反応により形成されたカルボキシル基が循環形式でポリオールにより更にエス
テル化されないことを意味する。本態様に加え、コーティング組成物を形成する
樹脂固形成分を基に10重量%未満、典型的には5重量%の高分子量エステルが
形成される。
【0155】 1,2−無水物及びポリオールは一つに混合でき、反応は窒素の様な不活性雰
囲気と固形成分を溶解し、そして/又は反応混合体の粘度を下げるためのケトン
又は芳香族炭化水素の様な溶媒存在中に実施することができる。
【0156】 態様の一つでは、望まれる開環反応及び半エステル形成に関し、1,2−次カ
ルボン酸無水物が利用できる。ポリオールと無水物の替わりのカルボン酸との反
応では縮合によるエステル化と蒸留による水の排除が必要となり、それは望まし
くないポリエステル化を促進するだろう。本発明によれば、反応温度を下げるこ
と、即ち135℃未満、典型的には70℃ないし135℃の範囲に下げることが
できる。反応時間は反応温度に依存し若干変化するが、一般には10分ないし2
4時間の範囲である。
【0157】 所望の半エステルへの最大添加を得るポリオールのヒドロキシルに対する無水
物(無水物:ヒドロキシル)の当量比は少なくとも0.8:1(無水物を単官能
基と想定した場合)である。0.8:1未満の比も使用できるが、その様な比で
は低官能価の半エステルの形成が増すだろう。
【0158】 有益な無水物には脂肪族、脂環式、オレフィン属、シクロオレフィン属及び芳
香族無水物が含まれる。置換型脂肪族及び芳香族無水物もまた、置換基が無水物
の反応性又は得られたポリエステルの特性に悪影響を及ぼさない限りにおいて有
用である。置換基例には、クロロ、アルキル及びアルコキシが含まれる。無水物
例には、無水コハク酸、無水メチルコハク酸、無水ドデセニルコハク酸、無水オ
クタデセニルコハク酸、無水フタール酸、無水テトラヒドロフタール酸、無水メ
チルテトラヒドロフタール酸、無水ヘキサヒドロフタール酸、無水メチルヘキサ
ヒドロフタール酸の様な無水アルキルヘキサヒドロフタール酸、無水テトラクロ
ロフタール酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタール酸、無水クロレンド酸
、無水イタコン酸、無水シトラコン酸及び無水マレンイン酸が含まれる。
【0159】 ポリオール中、使用可能なポリオールは2ないし20個の炭素原子を含む単純
ポリオール、及びポリエステルポリオール、ポリウレタンポリオール及びアクリ
ル酸ポリオールの様なポリマー性ポリオールである。
【0160】 単純ポリオールの内使用可能なものは、ジオール、トリオール、手トロール及
びそれらの混合体である。ポリオールの非限定例には、脂肪族ポリオールの様な
2ないし10個の炭素原子を含む歩リールが含まれる。具体例には以下の組成邸
が含まれるが、これらに限定されない:ジ−トリメチオールプロパン(ビス(2
,2−ジメチロール)ジブチルエーテル);ペンタエリスリトール;1,2,3
,4−ブタン手トロール;ソルビトール;トリメチロールプロパン;トリメチロ
ールエタン;1,2,6−ヘキサントリオール;グリセリン;トリスヒドロキシ
エチルイソシアヌレート;ジメチロールプロピオン酸;1,2,4−ブタンエリ
トール;2−エチルー1,3−ヘキサンジオール;MTP/エピシロン−価プロ
ラクトントリオール;エチレングリコール;1,2−プロパンジオール;1,3
−プロパンジオール;1,4−ブタンジオール;1,5−ペンタンジオール;1
,6−ヘキサンジオール;ネオペンチルグリコール;ジエチレングリコール;ジ
プロピレングリコール;1,4−シクロヘキサンジメタノール及び2,2,4−
トリメチルペンタン−1,3ジオール。
【0161】 オリゴマーポリオールに関しては、使用可能な好適ポリオールはジオールと、
トリメチロールプロパン/シクロヘキサン2酸やトリメチロールプロパン/アジ
ピン酸の様なトリメチロールとの反応より作製されるポリオールである。
【0162】 ポリマー性ポリオールに関しては、ポリエステルポリオールは有機ポリカルボ
ン酸又はその無水物を有機ポリオール及び/又はエポキシドによりエステル化す
ることで調製できる。通常はポリカルボン酸とポリオールは脂肪族又は芳香族の
二塩基酸又は酸性無水物、又は酸性の無水物とジオールである。
【0163】 ポリエステルの作製に使用できるポリオールには、トリメチロールプロパン、
ジ−トリメチロールプロパン、エチレングリコール、ネオペンチルグリコールの
様なアルキレングリコール及び水素化ビスフェノールAの様なその他グリコール
、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、例えばエピシロン−
化プロラクトンとエチレングリコールとの反応産物の様なラクトンとジオールの
反応産物、ヒドロキシ−アルキル化ビスフェノール、例えばポリ(オキシテトラ
メチレン)グリコールの様なポリエステルグリコール等が含まれる。
【0164】 ポリエステルの酸性成分には、単量体カルボン酸又は分子当たり2ないし18
個の炭素原子を持つ無水物を含む。酸のなかで使用可能なものはフタール酸、イ
ソフタール酸、t−フタール酸、テトラヒドロフタール酸、ヘキサヒドロフター
ル酸、メチルヘキサヒドロフタール酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸
、マレイン酸、グルタール酸、クロレンド酸、テトラクロロフタール酸及びその
他各種タイプのジカルボン酸である。また、トリメリト酸及びトリカルバリル酸
の様な高級カルボン酸も使用できるだろう。
【0165】 多塩基酸とポリオールから形成されたポリエステルポリオールに加え、ポリラ
クトン型ポリエステルも利用できる。これら産物はエプシロン−化プロラクトン
の様なラクトンと、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びトリメチロ
ールプロパンの様なポリオールの反応より形成できる。
【0166】 ポリエステルポリオールに加え、有機ポリイソシアネートに上記の様なポリエ
ステルポリオールを反応させて形成できるポリエステル−ウレタンポリオールの
様なポリウレタンポリオールも利用できる。有機ポリイソシアネートはポリオー
ルと、OH/NCO当量比が1:1より大きく成る様に反応でき、その結果得ら
れた産物は遊離型のヒドロキシル基を含む。ポリウレタンポリオールの調製に使
用できる有機ポリイソシアネートは脂肪族又は芳香族ポリイソシアネート又は混
合体である。トリイソシアネートの様なより高級なポリイソシアネートも利用で
きるが、ジイソシアネートも利用でき、この場合粘度はより高くなる。
【0167】 好適ジイソシアネート例には4,4‘−ジフェニルメタンジイソシアネート、
1,4−テトラメチレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート及び
4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)が含まれる。
【0168】 酸官能基の少なくとも一部そして或る場合にはすべてが、シリル化され得る。
その代わりに、酸官能基の少なくとも一部そして或る場合にはすべてが、上記に
論じられているようなエポキシド、または脂肪族ジオールとの反応によりヒドロ
キシル基に転化されそして次いでシリル化され得る。
【0169】 有用なエポキシ官能性物質は、グリシジルメタクリレート、エチレンオキシド
、ブチレンオキシド、プロピレンオキシド、シクロヘキサンオキシドのようなエ
ポキシ官能性モノマー、フェニルグリシジルエーテル、n−ブチルグリシジルエ
ーテル、クレジルグリシジルエーテル、イソプロピルグリシジルエーテルのよう
なグリシジルエーテル、グリシジルバーサテートたとえばShell Chemical Co.か
ら入手できるCARDURA Eのようなグリシジルエステル、および前記のもののいず
れかの混合物を包含する。他の有用なエポキシ官能性物質は、1分子当たり少な
くとも2個のエポキシドまたはオキシラン基を含むポリマーを包含する。これら
の物質は、しばしば、ジまたはポリエポキシドと称される。
【0170】 エステルに関してエポキシ基対酸基の当量比は一般に0.1:1から2:1の
範囲にあり、0.5:1から1:1の範囲にあり得、そして典型的には0.8:
1から1:1の範囲にある(これらの値を含めて)。
【0171】 有用な脂肪族ジオールは、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオ
ール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ペンタンジ
オール、1,4−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,5−ヘキ
サンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール
、ジプロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2,4
−トリメチル−1,3−ペンタンジオールおよび3,3−ジメチル−1,2−ブ
タンジオールのような、第1級ヒドロキシルを含有するジオールを包含する。
【0172】 態様の一つでは、組成物を形成する成分は更に次式(X)を有する少なくとも
1つの化合物を含む。
【0173】
【化13】 例えば、シリル化化合物は1:3:3:3の比で反応したトリメチロールプロ
パン、無水メチルヘキサヒドロフタール酸、プロピレンオキサイド及びヘキサメ
チルジシリジドの反応産物である。
【0174】 エステル結合、ウレタン結合、尿素結合、アミド結合、シリコキサン結合及び
エーテル結合から選択された結合、及びシリル化に好適な少なくとも1つの反応
性官能基を有するその他有益な物質は、好適な追加ポリマーに関する上記考察に
開示されている。
【0175】 あるいは有益な反応体には、参照されここに取り込まれているI.Azumaら、“A
crylic Oligomer for High Solid Automotive Top Coating System Having Exce
llent Acid Resistance"、Progress in Organic Coatings 32(1997)1
−7に開示されている様な加水分解シロキシ基(例えばビニルモノマーとトリメ
チルシロキシメチルメタクリレートから重合された)でブロックされたヒドロキ
シル基を含むアクリルポリマーが含まれる。
【0176】 態様の一つでは、本発明は前記の組成物にあって、前記シリル−ブロック反応
体が、コーティング組成物を形成する他成分に加えられる場合に、コーティング
組成物を形成する成分の樹脂固形物総重量を基に0.1ないし90重量%の範囲
の量で組成物中に存在している組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前
記の組成物にあって、前記シリル−ブロック反応体が、コーティング組成物を形
成する他成分に加えられる場合に、コーティング組成物を形成する成分の樹脂固
形物総重量を基に少なくとも0.1重量%の量コーティング組成物中に存在して
いる組成物を目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、前記
シリル−ブロック反応体が、コーティング組成物を形成する他成分に加えられる
場合に、コーティング組成物を形成する成分の樹脂固形物総重量を基に少なくと
も1重量%の量コーティング組成物中に存在している組成物を目的とする。別の
態様では、本発明は前記の組成物にあって、前記シリル−ブロック反応体が、コ
ーティング組成物を形成する他成分に加えられる場合に、コーティング組成物を
形成する成分の樹脂固形物総重量を基に少なくとも5重量%の範囲の量でコーテ
ィング組成物中に存在している組成物を目的とする。
【0177】 更に別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、前記シリル−ブロック反
応体が、コーティング組成物を形成する他成分に加えられる場合に、コーティン
グ組成物を形成する成分の樹脂固形物総重量を基に60重量%未満の量でコーテ
ィング組成物中に存在している組成物を目的とする。別の態様では本発明は前記
の組成物にあって、前記シリル−ブロック反応体が、コーティング組成物を形成
する他成分に加えられる場合に、コーティング組成物を形成する成分の樹脂固形
物総重量を基に30重量%未満の量コーティング組成物中に存在している組成物
を目的とする。別の態様では、本発明は前記の組成物にあって、前記シリル−ブ
ロック反応体が、コーティング組成物を形成する他成分に加えられる場合に、コ
ーティング組成物を形成する成分の樹脂固形物総重量を基に10重量%未満の量
コーティング組成物中に存在している組成物を目的とする。シリル−ブロック反
応体の量は列挙した値を含むこれら値の何れかの組合せの範囲である。
【0178】 更に別の態様では、本発明は少なくとも1つのポリシロキサン(a)とは異な
る少なくとも1つのフィルム形成材料を含む成分より形成された前記組成物 を目的とする。このフィルム形成材料は、少なくとも1つのポリシロキサン(
a)に加えて、少なくとも1つのポリシロキサン(a)の少なくとも1つの官能
基と反応する少なくとも1つの官能基と、そして存在する場合には少なくとも1
つの硬化剤とを含むポリマーである。態様の一つでは、この少なくとも1つの追
加ポリマーはヒドロキシル基、カルバメート基、エポキシ基、イソシアネート基
、及びカルボキシル基から選択される少なくとも1つの反応性官能基を含むこと
ができる。別の態様では、追加ポリマーはヒドロキシル基とカルバメート基から
選択された少なくとも1つの反応性官能基を持つことができる。
【0179】 追加ポリマーはヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロッ
ク型ポリイソシアネート基、第1アミン基、第2アミン基、第3アミン基、アミ
ド基、カルバメート基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、アクリレート基、無水
物基、ヒドロキシアルキルアミド基、エポキシ基及び前記いずれかの混合体から
選択される1以上の反応性官能基を含んでもよい。
【0180】 好適ヒドロキシル基含有追加ポリマーの非限定例にはアクリルポリオール、ポ
リエステルポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリエーテルポリオール及び
前記いずれかの混合体が含まれる。追加ポリマーは固体当量当たり1000ない
し100グラムの範囲のヒドロキシル当量重量を持つことができるアクリルポリ
オールである。
【0181】 好適ヒドロキシル基又はカルボキシル基含有アクリルポリマーは、エチレン不
飽和型モノマーより重合することができ、アクリル酸又は(メタ)アクリル酸の
ヒドロキシルアルキルエステルと、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ
)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート及び2−メチルヘキシルアクリレ
ートの様な(メタ)アクリル酸1以上の重合性エチレン不飽和型モノマーとのコ
ポリマー、及びスチレン、アルファ−メチルスチレン及びビニルトルエンの様な
ビニル芳香族化合物である。ここで用いた“(メタ)アクリレート”及び同類語
はアクリレート及びメタクリレートと含むことを意図している。
【0182】 アクリルポリマーは、エチレン飽和型ベータヒドロキシエステル官能基モノマ
ーより調製できる。この様なモノマーは例えばアクリル酸の様なモノカルボン酸
、及び遊離ラジカル開始重合に参加しないエポキシ化合物と、飽和型酸性モノマ
ーとの反応より得ることができる。この様なエポキシ化合物の非限定例はグリシ
ジルエーテル及びエステルである。好適グリシジルエーテルの非限定例には、ブ
チルグリシジルエーテル、オクチル切りしジルエーテル、フェニルグリシジルエ
ーテル等のアルコール及びフェノールのグリシジルエーテルが含まれる。好適グ
リシジルエステルの非限定例は、Shell Chemical CompanyよりGARDURA Eの商標
名で、そしてExxon Chemical Compnayより商標名GLYDEXX−10で市販さ
れている様なものが含まれる。あるいは、ベータ−ヒドロキシエステル官能性モ
ノマーは、エチレン不飽和型エポキシ官能性モノマー、例えばグリシジル(メタ
)アクリレート及びアリルグリシジルエーテル、及び飽和型モノカルボン酸の様
な飽和型カルボン酸、例えばイソステアリン酸より調製される。
【0183】 エポキシ官能基は、例えばグリシジル(メタ)アクリレートやアリルグリシジ
ルエーテルの様なオキシラン基含有モノマーを上記の様なその他重合性エチレン
不飽和型モノマーと共重合することで、重合性エチレン不飽和型モノマー内に取
り込むことができる。この様なエポキシ官能性アクリルポリマーの調製は米国特
許第4,001,156号の第3ないし第6欄に詳細記載されているが、これら
欄は参照されここに特異的に取り込まれている。
【0184】 カルバメート官能基は、上記のエチレン不飽和型モノマーとメタクリン酸のカ
ルバメート官能性アルキルエステルの様なカルバメート官能性ビニルモノマーと
を共重合することで、重合性エチレン飽和型モノマーより調製されたポリマー中
に取り込むことができる。有用なカルバメート官能性アルキルエステルは、例え
ばヒドロキシアルキルカルバメート(アンモニアとエチレンカルバメート又はプ
ロピレンカルバメートとの反応産物である)を無水メタクリン酸と反応させるこ
とで調製できる。
【0185】 その他有用なカルバメート官能性ビニルモノマーには、例えばヒドロキシエチ
ルメタクリレート、イソフォロンジイソシアネート及びヒドロキシプロピルカル
バメートの反応産物;又はヒドロキシプロピルメタクリレート、イソフォロンジ
イソシアネート、及びメタノールの反応産物が含まれる。イソシアン酸(HNC
O)とヒドロキシエチルアクリレートの様なヒドロキシル官能性のアクリルモノ
マー又はメタクリルモノマーとの反応産物の様な更に別のカルバメート官能性ビ
ニルモノマーを利用してもよく、これらモノマーは参照されここに取り込まれて
いる米国特許第3,479,328号に記載されている。
【0186】 カルバメート官能基はまた、ヒドロキシル官能性アクリルポリマーにメチルカ
ルバメートの様な低分子量アルキルカルバメートを反応させることでアクリルポ
リマー中に取り込むこともできる。ペンダントカルバメート基もまた、ヒドロキ
シル官能性アクリルポリマーをアルコール又はグリコールエーテル由来の低分子
量カルバメートと反応させる“トランスカルバモイル化”反応によりアクリルポ
リマー中に取り込むことができる。カルバメート基をヒドロキシル基と交換して
、カルバメート官能性アクリルポリマー及び元のアルコール又はグリコールエー
テルを産生できる。またヒドロキシル官能性アクリルポリマーをイソシアン酸と
反応させペンデントカルバメート基を提供できる。同様にヒドロキシル官能性ア
クリルポリマーを尿素と反応させ、ペンデントカルバメート基を提供できる。
【0187】 エチレン不飽和型モノマーを重合し調製されたポリマーは、有機過酸化物又は
例えばベンゾイルペルオキシド又はN、N−アゾビス(イソブチロニトリル)の
様なアゾ化合物といった好適触媒存在下に、当業者周知の液体重合技術によって
調製できる。重合は、当業界通常の技術を利用し、モノマーが可溶性である有機
溶媒中に実施できる。あるいはこれらポリマーは当分野周知の水性乳剤又は分散
体重合技術により、調製することができる。反応体の割合や反応条件を選ぶこと
で、所望するペンデント官能価を持つアクリルポリマーを得る。
【0188】 ポリエステルポリマーもまた本発明の組成物に於ける追加ポリマーとして有用
である。有用なポリエステルポリマーは、多価アルコール及びポリカルボン酸の
重合産物を含む。好適多価アルコールの非限定例には、エチレングリコール、ネ
オペンチルグリコール、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールを含
む。好適ポリカルボン酸の非限定例には、アジピン酸、1,4−シクロヘキシル
ジアカルボン酸、及びヘキサヒドロフタール酸が含まれる。上記ポリカルボン酸 以外に、存在する場合には無水物としての酸の官能性等価物又はメチルエステ
ルの様な酸の低級アルキルエステルが利用できる。また、ステアリン酸の様なモ
ノカルボン酸を少量使用することもできる。反応体の割合や反応条件を選ぶこと
で、所望するペンデント官能価、即ちカルボキシル又はヒドロキシル官能価を持
つアクリルポリマーを得る。
【0189】 例えばヒドロキシル基含有ポリエステルは、無水ヘキサヒドロフタール酸の様
な次カルボン酸の無水物をネオペンチルグリコールのようなジオールと、1:2
のモル比で反応させることで調製できる。風乾の促進が望ましい場合には、好適
な乾性油である脂肪酸を使用してもよく、それには亜麻仁油、ダイズ油、トール
オイル、乾燥カストールオイル、又はキリ油由来の脂肪酸が含まれるだろう。
【0190】 カルバメート官能性ポリエステルは、ポリエステル形成に用いた多価酸及びポ
リオールと反応できるヒドロキシアルキルカルバメートをまず形成することで調
製できる。あるいは、末端カルバメート官能基は、イソシアン酸にヒドロキシ官
能性ポリエステルを反応させることでポリエステルに取り込ませることができる
。また、カルバメート官能価はヒドロキシルポリエステルに尿素を反応させるこ
とでポリエステル中に取り込ませることができる。更に、カルバメート基は、ト
ランスカルバモイル化反応によりポリエステル中に取り込ませることができる。
好適カルバメート官能基含有ポリエステルの調製は、その部分が参照されここに
取り込まれている米国特許第5,593,733号の第2カラム40行ないし第
4カラム9行に記載されている。
【0191】 末端イソシアネート又はヒドロキシル基を含むポリウレタンポリマーもまたは
発明の組成物の追加ポリマーとして利用できる。利用可能なポリウレタンポリオ
ール又はNCO−終止型ポリウレタンは、ポリマー性ポリオールを含むポリオー
ルをポリイソシアネートと反応させ調製されたものである。利用可能である、末
端イソシアネート又は第1あるいは第2アミン基含有ポリ尿素はポリマー性pr
oアミンを含むがこれに限定されないポリアミンとポリイソシアネートとを反応
させ調製したものである。
【0192】 ヒドロキシル/イソシアネート又はアミン/イソシアネートの当量比は調節で
き、そして反応条件を選択して望ましい末端器を得ることができる。好適ポリイ
ソシアネートの非限定例には、該当部分が参照されここに取り込まれている米国
特許第4,046,729号、第5欄、26行ないし第6欄、28行に記載のも
のが含まれる。好適ポリオールの非限定例には、該当部分が参照されここに取り
込まれている米国特許第4,046,729号、第7欄、52行ないし第10欄
、35行に記載のものが含まれる。好適ポリアミンの非限定例には、共に該当部
分が参照されここに取り込まれている米国特許第4,046,729号、第6欄
、61行ないし第7欄、32行、及び米国特許第3,799,854号、第3欄
、13行ないし50行に記載のものが含まれる。
【0193】 カルバメート官能基は、ポリイソシアネートをヒドロキシル感応かを有し且つ
ペンデントカルバメート基を含んでいるポリエステルと反応させることでポリウ
レタンポリマー中に導入することができる。あるいはポリウレタンは、ポリイソ
シアネートをポリエステルポリオール及びヒドロキシアルキルカルバメート又は
又はイソシアン酸と反応させることで、別々の反応体として調製することができ
る。好適ポリイソシアネートの非限定例には、芳香族イソシアネート(4,4‘
−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート及
びトルエンジイソシアネートの様な)及び脂肪族ポリイソシアネート(1,4−
テトラメチレンジイソシアネート及び1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート
の様な)を含む。
【0194】 1,4−シクロヘキシルジイソシアネートやイソフォロンジイソシアネートの
様な脂環式ジイソシアネートが利用できる。
【0195】 好適ポリエーテルポリオールの非限定例には、次構造式(VII)又は(VI
II)を有する様なポリアルキレンエーテルポリオールにあって:
【0196】
【化14】 前記式中の置換基Rが水素又は混合型置換基を含む炭素数1ないし5個の低級
アルキル基を表し、nが2ないし6の範囲の数値であり、そしてmが8ないし1
00以上の範囲の数値であるポリアルキレンエーテルポリオールを含む。ポリア
ルキレンエーテルポリオールの非限定例には、ポリ(オキシテトラメチレン)グ
リコール、ポリ(オキシテトラエチレン)グリコール、ポリ(オキシ−1,2−
プロピレン)グリコール、及びポリ(オキシ−1,2−ブチレン)グリコールが
含まれる。
【0197】 同様に例えばエチレングリコールの様なグリコール、1,6−ヘキサンジオー
ル、ビスフェノールA等、又はトリメチルプロパン、ペンタエリスリトール等の
様な高級ポリオールの様な、しかしこれらに限定されない各種ポリオールをオキ
シアルキル化することで形成されるポリエーテルポリオールも有用である。例示
の如くに用いることができる高官能価ポリオールは、例えばショ糖又はソルビト
ールの様な化合物をオキシアルキル化することで作製できる。利用可能なオキシ
アルキル化法の一つは、ポリオールと酸化プロピレン又は酸化エチレンを含むが
これらに限定されない酸化アルキレンと、産生又は塩基性触媒存在下に反応させ
る方法である。ポリエーテルの具体的な非限定例には、E.I.duPont de Nemours
and Co.,IncよりTERATHAME及びTERACOLと称し販売されているものが含まれる。
【0198】 態様の1つでは、本発明は前記の硬化型組成物にあって、少なくとも1つのフ
ィルム形成物質が熱硬化性官能基である反応性官能基を含む硬化型組成物を目的
とする。別の態様では、フィルム形成物質の少なくとも1つの反応性官能基は電
離線又は化学線により硬化可能である。別の態様では、フィルム形成物質は、熱
エネルギーにより硬化可能な少なくとも1つの官能基と、電離線又は化学線によ
り硬化可能な少なくとも1つの官能基とを含むことができる。
【0199】 ポリシロキサン上に反応性官能基として存在できる有用な放射硬化性基には、
ビニル基、ビニルエーテル基、エポキシ基、マレイミド基、フマレート基及び前
記の組合せの様な不飽和基が含まれる。態様の1つではUV硬化性基はアクリレ
ート基、マレイミド、フマレート及びビニルエーテルを含むことができる。好適
ビニル基には、下記の様な不飽和エステル基及びビニルエーテル基を有するビニ
ル基が含まれる。
【0200】 態様の1つでは、少なくとも1つの追加ポリマーは、ポリスチレン標準体を用
いたゲル濾過クロマトグラフィーにより決定された場合に、1000ないし20
,000の範囲の平均分子量(Mw)を持つことができる。別の態様では、少な
くとも1つの追加ポリマーのMwはポリスチレン標準体を用いたゲル濾過クロマ
トグラフィーにより決定された場合に、1500ないし15,000の範囲であ
り、そして2000ないし12,000の範囲であろう。
【0201】 組成物形成中に少なくとも1つのポリシロキサン(a)及び少なくとも1つの
追加ポリマーが存在する態様では、少なくとも1つのポリシロキサン(a)及び
追加ポリマーの反応性官能基は同一でも異なっていてもよいが、硬化剤が使用さ
れる場合には少なくとも硬化剤の官能基と反応しなければならないことを述べる
必要がある。この様な反応性感応基の非限定例には、ヒドロキシル基、カルボン
酸基、イソシアネート基、ブロック型イソシアネート基、カルボキシレート基、
第1アミン基、第2アミン基、網時、カルバメート基、無水物基、ヒドロキシア
ルキルアミド基、及びエポキシ基が含まれる。
【0202】 本発明の態様では、それを使用する場合、少なくとも1つの反応性官能基を含
む追加ポリマーは、組成物中の他成分に加える場合には、一般には少なくとも2
重量%の量存在する。追加ポリマーは少なくとも5重量%の量存在してもよく、
また典型的には組成物を形成する成分の固体樹脂の総重量を基にした少なくとも
10重量%の量存在する。また少なくとも1つの反応性官能基を持つ追加ポリマ
ーは、もしそれを使用する場合、組成物の他成分に加える場合には一般には80
重量%の量存在する。それは60重量%未満の量存在してもよく、また典型的に
は組成物を形成する成分の固体樹脂総重量を基にした50重量%未満の量存在す
る。組成物中に存在する少なくとも1反応性官能基を持つ追加ポリマーの量は、
列挙した値を含むこれら値の何れかの組合せの間の範囲であろう。
【0203】 本発明の組成物は溶媒ベース組成物、水ベース組成物、固体粒子形、即ち粉末
組成物、又は粉末スラリー又は水性分散体の形状である。本発明の組成物を形成
するのに使用される本発明の成分は有機溶媒中に溶解、又は分散することができ
る。好適有機溶媒の非限定例には、ブタノールの様なアルコール;メチルアミル
ケトンの様なケトン;キシレンの様な芳香族炭化水素;及びエチレングリコール
モノブチルエーテルの様なグリコールエーテル;エステル;その他溶媒;及び前
記いずれかの混合体が含まれる。
【0204】 溶媒ベース組成物では、有機溶媒は一般には組成物を形成する成分の固体樹脂
総重量を基にして5ないし80重量%の範囲の量存在しており、そして列挙した
数値を含め30ないし50重量%の範囲の量存在するだろう。上記組成物は、組
成物を形成する成分の固体樹脂総重量を基にした40ないし75重量%の範囲の
総固体含有量を持ち、そして列挙した数値を含め50ないし70重量%の範囲の
総固体含有量を持つだろう。あるいは、発明の組成物は粉末コーティングとして
の使用に好適な、又は粉末スラリーとしての使用に適した水の様な液体媒体中の
分散に好適な固体粒子の形状でもとれる。
【0205】 前記組成物が少なくとも1つの反応体から形成されている別の態様では、触媒
が組成物形成中に追加的に存在している。態様の1つでは、触媒は反応体の少な
くとも1つの反応性官能基と少なくとも1つのポリシロキサン(a)の少なくと
も1つの反応性官能基との反応を加速するのに十分な量存在している。態様の1
つでは、触媒は酸性触媒である。
【0206】 好適触媒の非限定例には、例えばフェニル酸性ホスフェートの様な酸性ホスフ
ェート、及びドデシルベンゼンスルホン酸又はパラトルエンスルホン酸の様な置
換型又は非置換型スルホン酸の様な酸性物質が含まれる。エポキシ酸性塩基触媒
の非限定例には、N、N‘−ジメチルドデシルアミン触媒の様な第3アミンが含
まれる。別の態様では、触媒はリン酸塩化ポリエステル又はリン酸塩化エポキシ
でもよい。この態様では、触媒は例えばリン酸及び2個の水素化フェノール環を
持つ、Shell Chemical Co.から市販されているDRH−15
1の様なビスフェノールAジグリシジルエーテルとの反応産物でもよい。触媒は
、組成物の他成分に加えられる場合には、0.1ないし5.0重量%の範囲の量
で存在でき、典型的には列挙した数値を含め、組成物を形成する成分の固体樹脂
総重量を基にした0.5ないし1.5重量%の範囲の量存在している。
【0207】 別態様では、前記組成物の形成中に追加の成分が存在できる。これら追加成分
には柔軟剤、可塑剤、ここに規定される様な表面活性剤(ポリシロキサン)、チ
キソトロープ剤、抗ガス発生剤、有機補助溶媒、流動性調節剤、封鎖型アミン光
安定剤、酸化防止剤、UV光吸収剤、着色剤又は淡彩剤、及び当分野通常の類似
炭化物が含まれるが、これらに限定されず、そして前記いずれかの混合物を組成
物中に含めることができる。これら追加成分は、組成物の他成分中に加える場合
には、組成物を形成する成分の固体成分総重量を基にして40重量%までの量存
在できる。
【0208】 本発明の更に別の態様では、少なくとも1つの表面活性剤が前記組成物の形成
中に存在できる。少なくとも1つの表面活性剤は、陰イオン、非イオン、及び陽
イオン性表面活性剤から選択できる。
【0209】 ここで用いる“表面活性剤”とは、固体表面張力又は硬化した組成物又はコー
ティングの表面エネルギーを下げる傾向を持つ物質を意味する。即ち、表面活性
剤を含む組成物より形成された硬化組成物又はコーティングは、表面活性剤を含
まない類似組成物より形成された硬化コーティングに比べ低い固体表面張力又は
表面エネルギーを持つ。
【0210】 本発明の目的に関しては、固体表面張力は試薬として蒸留水とヨウ化メチレン
を使ったRame‘−Hart接触角ゴニオメーターを用いるOwens−We
ndt法により測定できる。一般には0.02ccの試薬1滴が硬化コーティン
グ表面上に置かれ、ゴニオメーターを装備した標準的顕微鏡を使って接触角度及
びその補角が測定される。接触角度及びその補角は、3滴それぞれについて測定
される。この工程を別の試薬について繰り返す。核試薬それぞれについて行われ
た6回の測定について平均値を計算する。次にOwens−Wendt式: {γl(1+cosΦ)}/2=(γlγ )1/2+(γlγ 1/2 (式中のγlは液体の表面張力(ヨウ化メチレン=50.8、蒸留水=72.
8) であり、γ及びγは分散体及び極性成分(ヨウ化メチレンγ=49.5
、γ=1.3;蒸留水γ=21.8、γ=51.0);Φの値を計算しc
osΦを決定する)を用い表面張力を計算する。次に2つの等式、ヨウ化メチレ
ンと水についての式を作る。未知数γ とγ だけである。つぎに2つの式
からこの未知数を解く。この2つの成分は1つになり全固体表面張力を表す。
【0211】 少なくとも1つの表面活性剤は、両親媒性の反応性官能基含有ポリシロキサン
、両親媒性フルオロポリマー及び前記いずれかの混合体より選択できる。水溶性
又は水分散性両親媒性物質を参照する場合、用語“両親媒性”とは一般に親水極
性端と水不溶性の一般に疎水性端とを持つポリマーを意味する。表面活性剤とし
ての利用に適した好適官能基含有ポリシロキサンの非限定例には、上記の少なく
とも1つのポリシロキサン(a)が含まれる。好適両親媒性フルオロポリマーの
非限定例には、Ashahi Glass Companyより商標名LUMIFLONで販売されているフル
オロエチレン−アルキルビニルエーテル交代コポリマー(米国特許第4,345
,057号に記載の様なもの);ミネソタ州、St.PaulにあるSMより商
標名FLUORADで販売されているフルオロ脂肪族ポリマーエーテル:Fluoro
Chem USAより市販されている1H、1H−パーフルオロ−ノナノール;及びパー
フルオロ化(メタ)アクリレート樹脂が含まれる。
【0212】 本発明の硬化組成物又はコーティングへの使用に好適なその他表面活性剤の非
限定例には陰イオン性、非イオン性及び陽イオン性表面活性剤が含まれる。
【0213】 好適陰イオン性表面活性剤の非限定例には、スルフェート又はスルホネートが
含まれる。具体的非限定例には、アルキル基中に10ないし16個の炭素原子及
び直鎖又は分岐鎖を含む高級アルキルベンゼンスルホネートの様な高級アルキル
単核性芳香族スルホネート、例えばデシル、ウンデシル、トリデシル、テトラデ
シル、ペンタデシル又はヘキサデシルベンゼンスルホネートのナトリウム塩及び
高級アルキルトルエン、キシレン及びフェノールスルホネート;アルキルナフタ
レンスルホネート及びナトリウムジノニルナフタレンスルホネートが含まれる。
【0214】 好適陰イオン性表面活性剤のその他非限定例には長鎖アルキレンスルホネート
、長鎖ヒドロキシアルカンスルホネート、及び前記いずれかの混合体を含むオレ
フィンスルホネートが含まれる。ここで用いる“長鎖”とは、8個より多い炭素
原子を持つ鎖を表す。その他スルフェート又はスルホネートの非限定例はアルフ
ァオレフィンと亜硫酸水素塩(例えば亜硫酸ナトリウム)の反応産物の様なパラ
フィンスルホネートである。更にラウリル硫酸ナトリウム、タローアルコール硫
酸ナトリウム、又は脂肪酸のモノ−あるいはジ−グリセリドの硫酸塩(例えばス
テアリン酸モノグリセリドモノスルフェート)、エチレンオキサイドとラウリル
アルコールの縮合産物のリン酸塩を含むが、これに限定されないアルキルポリ(
エトキシ)エーテルスルフェート(通常は分子当たり1−5個のエテノキシ基を
持つ)の様な高級アルコールの硫酸塩;ラウリル又は他高級アルキルグリセリル
エーテルスルホネート;エチレンオキサイドとノニルフェノールの縮合産物のス
ルホネート(通常分子当たり1−20個のオキシエチレン基を含む)を含むが、
これに限定されない芳香族ポリ(エテノキシ)エーテルスルホネートも含まれる
【0215】 更に非限定例には、硫酸化された脂肪族アルコール、アルキルエーテルスルフ
ェート又はPhone-Poulencより一般商品名ABEXで入手できるアルキルアリー
ルエトキシスルフェートが含まれる。モノ−又はジ−エステル硫酸塩型の陰イオ
ン表面活性剤も利用できる。これら陰イオン表面活性剤は当分野周知であり、GA
F Corporationより一般商品名GAFAC、ならびにRohm&Hass Companyより一般
商品名TRITONにて市販されている。
【0216】 本発明の硬化組成物又はコーティングへの使用に好適な非イオン性表面活性剤
の非限定例には、エーテル結合を含み、一般式RO(R‘O)nHで表されるも
のにあって、式中の置換基Rが6ないし60個の炭素原子を含む炭化水素基を表
し、置換基R’が2又は3個の炭素原子を含むアルキレン基及び前記いずれかの
混合体を表し、nが2ないし100の範囲の整数を表す非イオン性表面活性剤を
含む。
【0217】 この様な非イオン性表面活性剤は、脂肪アルコール又はアルキル置換型フェノ
ールを過剰量のエチレン又はプロピレン酸化物で処理することで調製できる。ア
ルキル炭素鎖は14ないし40個の炭素原子を含み、そしてオレイルアルコール
又はステアリルアルコールの様な長鎖型脂肪アルコールより得られるだろう。上
記の式により表されるタイプの非イオン性ポリオキシエチレン表面活性剤はAir
Products Chmeicals、Inc.より一般商品名SURFYNOLで;BASF CorporationよりP
LURONIC又はTETRONICで;Union CarbideよりTERGITOLで;そしてHuntsman Corpora
tionよりSURFONICで市販されている。好適非イオン性表面活性剤のその他非限定
例には、BASF Corporationより一般商品名PLURONICで入手できるものを含むが、
これに限定されないエチレングリコール又はプロピレングリコールを基にしたグ
リコールエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドのブロックコポリマーを
含む。
【0218】 上記の如く、陽イオン性表面活性剤も利用できる。本発明の硬化組成物又はコ
ーティングへの利用に好適な陽イオン性表面活性剤の非限定例には、Akzo Nobel
Chemicalsより入手できるn−アルキルアミンであるARMAC HTの様なアルキルア
ミンの酸塩、Calgene Chemicals Inc.より入手できるCALGENE C−100の様な
イミダゾリン誘導体;Deforest Enterprisesより入手可能なココアミンエトキシ
レートであるDETHOXアミンC−5の様なエトキシル化アミン又はアミド;Ethox C
hemicals、Inc.より入手可能なETHOX TAMの様なエトキシル化脂肪アミン;及びIn
olex Chemical Co.より入手可能なグリセリルステアレート/ステアライドエチ
ルジエチルアミンであるLEXEMUL ARが含まれる。
【0219】 好適表面活性剤のその他の例にはポリアクリレートが含まれる。好適ポリアク
リレートの非限定例には、例えばアクリレートモノマー(エチル(メタ)アクリ
レート、2−エチルヘキシルアクリレート、ブチル(メタ)アクリレート及びイ
ソブチルアクリレート)の様な)由来のポリブチルアクリレート及びコポリマー
、及びヒドロキシエチル(メタ)アクリレートホモポリマーやメタ(アクリル酸
)モノマーアクリレートモノマーホモポリマーの様なアクリレートモノマーのホ
モポリマー及びコポリマーが含まれる。態様の1つでは、ポリアクリレートはア
ミノ及びヒドロキシ官能価を持つことができる。好適アミノ及びヒドロキシル官
能性アクリレートは下記例26及び参照されここに取り込まれている米国特許第
6,013,733号に開示されている。有用なアミノ及びヒドロキシル官能性
コポリマーの別の例は、ヒドロキシエチルアクリレート、2−エチルヘキシルア
クリレート、イソブチルアクリレート及びジメチルアミノエチルアクリレートの
コポリマーである。別の態様では、ポリアクリレートは酸性官能価を持つことが
でき、これは例えば(メタ)アクリル酸の様な酸性官能性モノマーをポリアクリ
レート調製に用いる成分中に含ませることで具備することができる。別の態様で
は、ポリアクリレートは酸性官能価及びヒドロキシル官能価を持つことができ、
これは例えばポリアクリレート調製に用いる成分中に(メタ)アクリル酸の様な
酸性官能性モノマーとヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの様なヒドロキシ
ル官能性モノマーとを含めることで具備できる。
【0220】 一つの態様において、本発明は、 (a) (i)少なくとも1個の反応性官能基を含む少なくとも1種のポリシロ
キサンであって、少なくとも1種の次の構造単位(I) (I) R1 n2 mSiO(4-n-m)/2 〔ここで、各R1は、同一でも異なっていてもよくそしてH、OH、一価炭化水
素基または一価シロキサン基を表し;各R2は、同一でも異なっていてもよくそ
して少なくとも1個の反応性官能基を含む基を表し;mおよびnは、0<n<4
、0<m<4および2≦(m+n)<4の要件を満たす〕 を含む該少なくとも1種のポリシロキサン、および (ii)アミノおよびヒドロキシル官能基、酸官能基並びに酸およびヒ
ドロキシル官能基から選択された少なくとも1個の官能基を有する少なくとも1
種のポリアクリレート界面活性剤を含む少なくとも1種の界面活性剤、および (b)複数個の粒子を含む諸成分から形成された粉末組成物であって、 各成分は、異なっており、かつ 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基および
該少なくとも1種のポリアクリレート界面活性剤の該少なくとも1個の官能基は
、該粒子と実質的に非反応性である 上記粉末組成物に向けられる。
【0221】 更に別の態様では、本発明は基材及びその基材上をコーティングする組成物を
含むコーティングされた基材にあって、前記組成物が前記組成物のいずれかより
選択されるものを目的とする。更に別の態様では、本発明は基材の上に組成物を
適用することを含む基材をコーティングする方法にあって、前記組成物が前述の
組成物より選択されるものである方法を目的とする。別の態様では、本発明はコ
ーティング組成物を基材上に適用することを含む基材上に硬化コーティングを形
成する方法にあって、前記組成物が前述の組成物の何れかより選択される方法を
目的とする。
【0222】 別の態様では、本発明では基材に適用した後に組成物を硬化する段階を更に含
んでいる、基材をコーティングする方法を目的とする。これら態様で組成物を形
成するのに用いられる成分は、上記成分より選択でき、そして追加成分も上記引
用の追加成分より選択できる。
【0223】 ここで用いる、“基材上”の組成物とは、基材の少なくとも一部に直接適用さ
れた組成物だけでなく、基材の少なくとも一部に前もって適用されたいずれかの
コーティング物質に適用される組成物も意味する。
【0224】 本発明の組成物は木材、金属、ガラス、布、プラスチック、フォーム、エラス
トマー基材の様なポリマー基材等を含む実質的基材上に適用することができる。
態様の1つでは、本発明はコーティングされた基材が柔軟な基材である、前述の
コーティング基材を目的とする。別の態様では、本発明はコーティングされた基
材が硬質基材である前述のコーティング基材を目的とする。
【0225】 別の態様では本発明は、コーティングされた基材がセラミック基材である前述
のコーティング基材を目的とする。更に別の態様では、本発明はコーティングさ
れた基材がポリマー基材である前述のコーティング基材を目的とする。
【0226】 別の態様では本発明は、金属基材及び金属基材上をコーティングする組成物を
含むコーティングされた金属基材にあって、前記組成物が前述の組成物のいずれ
かより選択されるコーティング金属基材を目的とする。これら態様の組成物を形
成するのに使用される成分は上記成分から選択でき、そして追加成分もまたこれ
ら上記引用のものより選択できる。
【0227】 本発明の更なる態様は、自動車用基材及びその自動車用基材の上にコーティン
グされた組成物を含む自動車用基材にあって、前記組成物が前述の組成物のいず
れかより選択される自動車用基材を目的とする。更に別の態様では、本発明は自
動車用基材を提供すること、及びその自動車用基材の上に前述の組成物のより選
択された組成物を適用することを含むコーティングされた自動車用基材を製造す
る方法を目的とする。この場合も、これら態様の組成物を形成するのに使用され
る成分は上記成分から選択でき、そして追加成分もまたこれら上記引用のものよ
り選択できる。
【0228】 好適な柔軟エラストマー性基材は、当分野周知のいずれかの熱可塑性又は熱硬
化性合成物質を含むことができる。好適柔軟エラストマー性基材物質にはポリエ
チレン、ポリプロピレン、熱可塑性ポリオレフィン(“TPO”)、反応注入成
形ポリウレタン(“RIM”)及び熱可塑性ポリウレタン(“TPUR”)が含
まれる。
【0229】 本発明との関連で基材として有用な熱硬化性物質の非限定例には、ポリエステ
ル、エポキシド、フェノール樹脂、“RIM”熱硬化性材料の様なプロウレタン
、及び前記いずれかの混合体が含まれる。好適熱可塑性物質の非限定例には、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ナイロンの様なポリアミドといった熱可塑性ポリ
オレフィン、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリエステル、アクリルポリマー
、ビニルポリマー、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレ
ン(“ABS”)コポリマー、エチレンプロピレンジエンターポリマー(“EP
DM”)ゴム、コポリマー及び前記いずれかの混合体。
【0230】 好適金属基材の非限定例には、鉄性金属(例えば鉄、鋼鉄及びその合金)、非
鉄製金属(例えばアルミニウム、亜鉛、マグネシウム、及びその合金)及び前記
いずれかの混合体。自動車用構成材料への利用では、基材は冷間圧延鋼、ホット
ディップ塩基亜鉛メッキ鋼の様な電気亜鉛メッキ鋼、電気亜鉛メッキ鉄−亜鉛鋼
、アルミニウム及びマグネシウムより形成できる。
【0231】 基材を構成材料として使用し自動車(自動車、トラック及びトラクターを含む
がこれらに限定されない)を作製する場合、それらはいずれかの形状を持つこと
ができ、そして上記金属製の柔軟基材より成形できる。自動車車体構成材料の典
型的な形状は、自動車輌用の本体(フレーム)、フード、ドア、ミラーケース、
フェンダー、バンパー及びトリムを含むことができる。
【0232】 別の態様では、本発明は前記コーティング自動車用基材にあって、コーティン
グ自動車用基材がフードである基材を目的とする。別の態様では、本発明は前記
コーティング自動車用基材にあって、コーティング自動車用基材がドアである基
材を目的とする。別の態様では、本発明は前記コーティング自動車用基材にあっ
て、コーティング自動車用基材がフェンダーである基材を目的とする。別の態様
では、本発明は前記コーティング自動車用基材にあって、コーティング自動車用
基材がミラー用のケースである基材を目的とする。別の態様では、本発明は前記
コーティング自動車用基材にあって、コーティング自動車用基材が側部パネルで
ある基材を目的とする。これら態様中の自動車用基材をコーティングするのに使
用される組成物を形成するのに用いられる成分は、上記成分より選択できる。
【0233】 自動車への応用を目的とする本発明の態様では、硬化組成物、例えば電気亜鉛
メッキコーティング、プライマーコーティング、ベースコート及び/又はトップ
コートを目的とする。好適トップコートには、モノコート及びベースコート/透
明コート組成物が含まれる。モノコートは1以上の層の色彩コーティング組成物
より形成される。ベースコート/透明コート組成物は、1以上の層の色彩ベース
コート組成物及び1以上の層の透明コーティング組成物を含み、前記ベースコー
ト組成物は透明コート組成物と異なる成分を少なくとも1つ有する。本発明の自
動車応用に関する態様では、透明コートは適用後に透明になってもよい。
【0234】 態様の1つでは、粒子はキャリアー中に分散又は懸濁でき、ポリマー基質又は
ポリマーコーティング、即ち電着コーティング、プライマーコーティング又は上
記トップコートに応用できる。キャリアーは水、溶媒、表面活性剤等及びその混
合体である。
【0235】 別の態様では、本発明は着色コーティング組成物が沈着したベースコート及び
ベースコート上に適用されたトップコート組成物を含む他成分複合コーティング
組成物にあって、前記トップコーティング組成物が前述の組成物の何れかより選
択されるものを目的とする。
【0236】 態様の1つでは、本発明は前述の他成分複合コーティング組成物にあって、前
記トップコーティング組成物が硬化後に透明であり、且つ前述の組成物のいずれ
かより選択されるものを目的とする。これら態様でのトップコーティング組成物
の形成に利用される成分は、上記コーティング成分より選択できる。
【0237】 特定例の本発明の他成分複合コーティング組成物中に用いられるベースコート
及び透明トップコート(即ち透明コート)組成物は、固形高含有量液組成物、即
ち通30重量%または特定例では50重量%の固形樹脂を含む組成物として処方
できる。固形物含有量は、揮発性物質を除くために105℃ないし110℃に1
−2時間組成物サンプルを加熱すること、続いて相対重量損失を測定することで
決定できる。上記の如く、組成物は液体コーティング組成物であるが、それらは
また粉末コーティング組成物として処方することもできる。
【0238】 カラー−プラス−透明システムのベースコートのコーティング組成物は、コー
ティング応用、特に自動車応用に有用ないずれの組成物でもよい。ベースコート
のコーティング組成物は、樹脂性結合剤及び着色剤として機能する色素を含むこ
とができる。樹脂性結合剤の非限定例は、アクリルポリマー、ポリスエステル、
アルキド及びポリウレタンである。
【0239】 ベースコートに適した樹脂性結合剤は米国特許第4,220,679号、第2
欄24行ないし第4欄、40行に記載の様な有機溶媒ベースの物質でよく、この
部分は参照され取り込まれている。また米国特許第4,403,003号、第4
,147,679号及び第5,071,904号に記載の様な水ベースのコーテ
ィング組成物はベースコート組成物の結合剤として利用できる。これら米国特許
は参照され、ここに取り込まれている。
【0240】 ベースコート組成物は、着色剤として1以上の色素を含むことができる。好適
金属色素の非限定例には、アルミニウムフレーク、青銅フレーク、及び酸化金属
コートマイカが含まれる。
【0241】 金属色素以外に、ベースコート組成物は酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、ク
ロム酸鉛及びカーボンブラックといった無機色素;及びフタロシアニンブルーや
フタロシアニングリーンとして表面コーティングに通常使用されている非金属性
着色色素を含むことができる。
【0242】 ベースコート組成物の随意の成分として、表面コーティングの配合に関し当分
野周知であるもの、表面活性剤、流動性制御剤、チキソトロープ剤、増量剤、抗
ガス発生剤、有機性補助溶媒、触媒及びその他通常の補助剤を含むことができる
。これら物質及び好適な量の非限定例は、参照されここに取り込まれている米国
特許第4,220,679号;第4,403,003号;第4,147,769
号及び第5,071,904号に記載されている。
【0243】 ベースコート組成物は、ブラッシング、スプレー、ディピングまたはフローリ
ングといった通常のコーティング技術により基材に適用できる。当分野既知の、
手動又は自動化法でのエアースプレー、エアレススプレー及び静電的スプレーに
適したスプレー技術及び装置が利用できる。
【0244】 基材へベースコートを適用する際、基材上に形成されるベースコートのフィル
ム厚は0.1ないし5ミルである、別の態様では基材上に形成されるベースコー
トのフィルム厚は0.1ないし1ミルの範囲であり、そして0.4ミルでよい。
【0245】 基材上にベースコートのフィルムが形成された後、ベースコートは硬化される
か、又は透明コートを適用する前に加熱又は風乾によりベースコートから溶媒を
飛ばす乾燥段階にかけられる。好適乾燥条件は具体的なベースコート成分と組成
物が水媒介性の場合には周辺湿度に依存するが、温度75°ないし200°F(
21°ないし93℃)では1ないし15分間の乾燥時間が適当であろう。
【0246】 透過性又は透明トップコート組成物は、加圧式空気スプレー、静電的スプレー
及び手動あるいは自動化法の何れかを含むがこれらに限定されない通常のコーテ
ィング技術により、ベースコートに適用できる。透明トップコートは、硬化され
たベースコート、又はベースコートを硬化する前に乾燥ベースコートに適用する
ことができる。後者の例では、続いて2種類のコーティングが加熱され両コーテ
ィング層は同時に硬化する。典型的な硬化条件は50°Fないし475°F(1
0℃ないし246℃)、1ないし30分の範囲である。あるいは、透明トップコ
ートは上記詳細記した電離線又は化学線または熱エネルギーと電離又は化学線と
の組合せにより硬化することができる。透明コ−ティング厚(乾燥フィルム厚)
は1ないし6ミルである。
【0247】 第1トップコートに第2トップコーティング組成物を適用し、“クリアー−オ
ン−クリアー”トップコートを形成できる。第1トップコーティング組成物は上
記ベースコートの少なくとも一部の上に適用できる。第2トップコーティング組
成物は、ベーストコート−第1トップコートが硬化される前に、硬化した又は乾
燥した第1トップコートに適用することができる。続いてベースコート、第1ト
ップコート及び第2トップコートが加熱され、3コーティングを同時に硬化する
ことができる。
【0248】 第2トップコートと第1透明トップコーティングの組成物は、ウエットオンウ
エットの場合には一方のトップコートが実質もう一方の硬化を妨害しない限り、
例えば下層からの溶媒/水の蒸発を阻害し妨害しない限り、同一でもあるいは異
なっていてもよいと理解すべきである。更に、第1トップコート、第2トップコ
ート又は両コートは本発明のコーティング組成物でよい。第1透明トップコート
のコーティング組成物は、当業者既知の実質いずれかの透明トップコーティング
組成物でよい。第1透明トップコートは水媒介性又は溶媒媒介性でよく、又は固
体粒子形状、即ち粉末コーティングでよい。
【0249】 好適な第1トポコーティング組成物の非限定例には、少なくとも1つの熱硬化
可能なコーティング物質と少なくとも1つの硬化剤とを含む架橋結合性コーティ
ング組成物を含む。好適水媒介透明コートはここに参照され取り込まれている特
許である米国特許第5,098,947号に開示されており、水可溶性アクリル
樹枝に基づいている。有益な溶媒媒介透明コートは、参照されここに取り込まれ
ている特許である米国特許第5,196,485号及び第5,814,410号
に開示されており、歩リエポキシド及び多価酸硬化剤を含む。好適粉末透明コー
トは参照されここに取り込まれている特許である米国特許第5,663,240
号に記載されており、エポキシ官能性アクリルコポリマー及びポリカルボン酸硬
化剤を含む。
【0250】 典型的には、ベースコートの少なくとも一部の上に第1トップコートを形成し
た後、第1トップコートは第2トップコート適用前に、加熱、風乾されフィルム
から溶媒を除く乾燥段階、又は硬化段階にかけられる。好適乾燥条件は具体的な
第1突風コート組成物、及び組成物が水媒介性である場合には周囲湿度に依存す
るが、一般に乾燥時間は75°ないし200°Fにて1ないし15分間が適当で
あろう。
【0251】 本発明のポリシロキサン含有第2トップコートコーティング組成物は、通常の
いずれかのコーティング技術によって、第1トップコートに関する上記同様に適
用できる。硬化コーティングはトップコートに関する上記条件である。第2トッ
プコーティングの乾燥フィルム厚は0.1ないし3ミルの範囲であり、典型的に
は0.5ないし2ミルの範囲である。
【0252】 ポリシロキサン含有トップコーティング組成物は“モノコート”、即ち基材に
適用した時本質的に1つのコーティング層を形成するコーティングとして好都合
に処方することができる。好適色素の非限定例には、上記の色素が含まれる。モ
ノコートとして使用する場合、本発明のポリシロキサン含有コーティング組成物
は2以上の連続するコート(上記のいずれかの通常適用技術により)中に適用で
き、そしてある例ではコート間に周囲週間期間のみ適用できる。硬化すると多コ
ートは実質1つのコーティング層を形成できる。
【0253】 別の態様において、本発明は、(a)着色組成物を基材に施用して下塗を形成
させ、そして(b)トップコート用組成物を該下塗の少なくとも一部にわたって
施用してトップコートを形成させることを含む多成分複合物を作製する方法にお
いて、該トップコート用組成物が上記に記載された組成物のいずれかから選択さ
れる上記方法に向けられる。該トップコートは、硬化され得る。この態様におけ
るトップコート用組成物を形成するために用いられる成分は、上記に論じられた
被覆用成分から選択され得、そして追加的成分もまた上記に列挙されたものから
選択され得る。別の態様において、被覆用組成物は、基材への施用後に熱硬化さ
れる。別の態様において、被覆用組成物は、基材への施用後に電離線への暴露に
より硬化される。更に別の態様において、被覆用組成物は基材への施用後に化学
線への暴露により硬化され、一方別の態様において、被覆用組成物は基材への施
用後に(1)電離線または化学線および(2)熱エネルギーへの暴露により硬化
される。
【0254】 本発明による組成物から形成された被膜は、顕著な外観性質並びに初期耐引掻
き(擦傷)性および屋外暴露後または「保留」耐引掻き(擦傷)性(被覆基材の
摩耗前後の被覆基材の光沢を測定することにより評価され得る)を有し得る。
【0255】 一つの態様において、本発明は、基材の耐引掻き性を改善する方法であって、
該基材に該基材について記載された本発明の組成物のいずれかを施用することを
含む上記方法に向けられる。別の態様において、本発明は、基材の汚れ反発性を
改善する方法であって、該基材に該基材について記載された本発明の組成物のい
ずれかを施用することを含む上記方法に向けられる。
【0256】 別の態様において、本発明は、基材の光沢を時が経っても保留する方法であっ
て、該基材に該基材について記載された本発明の組成物のいずれかを施用するこ
とを含む上記方法に向けられる。別の態様において、本発明は、基材の光沢を回
復する方法であって、該基材に該基材について記載された本発明の組成物のいず
れかを施用することを含む上記方法に向けられる。
【0257】 一つの態様において、本発明は、引掻き試験後に初期20°光沢の40パーセ
ントより大が保留されるような初期耐引掻き性値を有する硬化組成物に向けられ
る。別の態様において、本発明は、引掻き試験後に初期20°光沢の50パーセ
ントより大が保留されるような初期耐引掻き性値を有する硬化組成物に向けられ
る。別の態様において、本発明は、引掻き試験後に初期20°光沢の70パーセ
ントより大が保留されるような初期耐引掻き性値を有する硬化組成物に向けられ
る。
【0258】 別の態様において、本発明は、引掻き試験後に初期20°光沢の30パーセン
トより大が保留されるような保留耐引掻き性値を有する硬化組成物に向けられる
。別の態様において、本発明は、引掻き試験後に初期20°光沢の40パーセン
トより大が保留されるような保留耐引掻き性値を有する硬化組成物に向けられる
。別の態様において、本発明は、引掻き試験後に初期20°光沢の60パーセン
トより大が保留されるような保留耐引掻き性値を有する硬化組成物に向けられる
【0259】 本発明によるコート基材の初期20°光沢はGardner Instument Company、Inc
.より入手できる20°NOVO−GLOSS20統計光沢計を使い測定できる
。コート基材はコーティング又は基材を、イリノイ州シカゴのAtlas Electrical
Devices Compnay社製Atlas AATCC引っ掻き試験機、モデルCM−5を使って荷
重をかけながら紙ヤスリで10回、往復しながら擦り、コーティング又は基材を
直線的に引っ掻くことで引っ掻き試験にかけることができる。紙ヤスリは3M281Q
WETORDRY(商標) PRODCUTION(商標)9ミクロン研磨紙シートであり、ミネソタ
州、セントポールの3M社より市販されている。20°光沢は、試験パネルそれ
ぞれの引っ掻かれた領域について測定された。報告数値は引っ掻き試験後に維持
された初期光沢の%であり、即ち100%×引っ掻き後光沢/初期光沢である。
この試験法は以下の例に完全に開示されている。
【0260】 態様の1つでは、本発明は引っ掻き試験後に、初期20°光沢の40%より大
きな光沢が維持される様な初期引っ掻き抵抗性を持つ硬化組成物を目的とする。
【0261】 別の態様では、本発明は引っ掻き試験後に初期20°光沢の50%より大きな
光沢が維持される様な初期引っ掻き抵抗性を持つ効果組成物を目的とする。別の
態様では、本発明は引っ掻き試験後に初期20°光沢の30%より大きな光沢が
維持される様な残留引っ掻き抵抗性を有する効果組成物を目的とする。別の態様
では、本発明は引っ掻き試験後に初期20°光沢の30%より大きな光沢が維持
される様な残留引っ掻き抵抗性を有する効果組成物を目的とする。
【0262】 別態様では、本発明は前記組成物のいずれかより形成された硬化コーティング
を目的としている。別の態様では硬化組成物は熱硬化される。別態様では、硬化
組成物は電離線に曝露され硬化されるが、更に別の態様では硬化組成物は化学線
への曝露により硬化される。別の態様では、硬化組成物は(1)電離線又は化学
線及び(2)熱エネルギーへの曝露により硬化される。
【0263】 べつの態様では、本発明の組成物は上記の様な着色プラスチック(エラストマ
ー性)基材又は内部色(“MIC”)プラスチック基材に関する装飾又は保護コ
ーティングとしても有用である。これら応用に置いて、組成物はプラスチック基
材に直接適用され、成形マトリックス中に含まれる。随意、粘着促進剤がまずプ
ラスチック又はエラストマー性基材に直接適用され、組成物がその上にトップオ
ーバーとして適用される。本発明の組成物は、プライマーコーティングとして、
多成分配合コーティング中のベースコートとして、及び色素又は着色剤を含むモ
ノコートトップコートとしての利用に適した着色コーティング組成物として好都
合に処方することもできる。これら態様の組成物の形成に使用される成分は上記
コーティング成分より選択することができ、そして追加成分もまた上記より選択
することができる。
【0264】 本発明の別の態様では、複数の粒子を硬化組成物中に含む透明熱硬化組成物が
提供される。以下詳細論ずる様に、この様な態様では、粒子の第一部が硬化組成
物の表面領域中に硬化組成物の本体領域中に存在する粒子の第2部分の濃度より
高い濃度で存在している。特定例では、硬化組成物のBYK Haze値はBY
K Chmeie USAより入手可能なBYK Haze光沢計を用い測定し
た場合50未満であり、35未満でもよく、そして多くの場合は20未満である
【0265】 ここで用いる硬化組成物の“表面領域”とは、コート基材の露出空気面に一般
には平行であり、一般には硬化コートコーティングの表面より垂直に露出面下少
なくとも20ナノメートルないし150ナノメートルの範囲の深さまで伸びる厚
みを持つ領域を意味する。特定態様では、表面領域のこの厚みは少なくとも20
ナノメートルないし100ナノメートルの範囲であり、少なくとも20ナノメー
トルないし50ナノメートルの範囲でもよい。ここで用いる硬化組成物の“本体
領域”とは、表面領域下に伸び、そして一般にはコート基材の表面に平行である
領域を意味する。本体領域は表面領域との界面より、硬化コーティングを通り基
材又は硬化組成物下のコーティング層まで伸びる厚みを持つ。
【0266】 粒子が50ナノメートルより大きい平均粒子サイズを持つ本発明の態様では、
表面領域の厚さは一般には硬化コーティングの表面より粒子の平均粒子サイズに
等しい深さないし3倍の深さまで垂直に伸び、そしてその表面は粒子の平均粒子
サイズに等しい深さないし2倍の深さまで伸びることができる。
【0267】 硬化コーティング中の粒子の濃度は各種方法にて特性分析できる。例えば、表
面領域内の粒子の平均数値密度(即ち単位容積当たりの粒子の平均数又は粒子数
)は、本体領域内の平均数値密度より大きい。あるいは平均容積分画(即ち粒子
/総容積により占められる容積)又は単位容積当たりの平均重量%、即ち表面領
域内に分散した粒子の((硬化コーティング単位容積内の粒子重量)/(硬化コ
ーティングの単位容積の総重量))×100%は、本体領域内の粒子の平均容積
分画又は平均重量%より大きい。
【0268】 硬化コーティングの表面領域内に存在する粒子の濃度(上記特性記載した様な
)は、望まれる場合には、透過型電子顕微鏡(“TEM”)、表面スキャニング
電子顕微鏡(“X−SEM”)、アトミックホース顕微鏡(“AFM”)及びX
−線光電子分光計の様な当分野周知の各種表面分析技術により分析できる。
【0269】 例えば硬化コーティングの表面領域内に存在する粒子の濃度は、切片式透過型
電子顕微鏡技術により決定されるだろう。有益な透過型電子顕微鏡法は一般的に
は以下の如く記載できる。コーティング組成物が基材に適用され、適当な条件の
下組成物及び基材に適用される。つぎに硬化コーティングのサンプルは、基材か
ら取り除くか又は脱ラミネートされ、当分野周知の技術を用い硬化エポキシ樹脂
に包埋される。次に包埋されたサンプルを、ブロック面を形成する様な当分野周
知の技術を用い室温にてミクロトームにかける。切片は水を保持する“ボートキ
ャビティー”を持つホルダー内に取りつけられた45°のダイヤモンドナイフの
エッジを利用し作製される。切片作製工程中、切片はボートキャビティー内の水
面上に浮かされる。切片が明るい干渉色から暗色の金色になったら(即ち約10
0ないし150ナノメートル厚)、一般にはサンプルを個別にホルムバール−カ
ーボンコートグリッド上に採取し、スライドガラス上、室温にて乾燥させる。次
にサンプルをフィリップス(Philips)CM12 TEMの様な好適透過
型電子顕微鏡にかけ、105,000×の様な各種倍率で調べ、電子顕微鏡写真
から表面領域の粒子濃度を記録する。硬化コーティングの表面領域の粒子濃度は
電子顕微鏡写真を眼で調べることで確認でき、図4はこの様な電子顕微鏡写真の
例を提供している。
【0270】 粒子は表面領域内に、粒子の一部が少なくとも部分的に硬化コーティング表面
の上に突出し、実質有機コーティング総により保護されない用に存在できる。あ
るいは粒子は表面領域中に、この有機コーティング総が粒子と表面涼気の露出空
気−表面界面との間に在る様に存在できる。
【0271】 特定態様では、本発明の硬化組成物又はコーティングは、70より大きい、7
5より大きくともよく、そして多くは80より大きい初期20°光沢(20°N
OVO−GLOSS20統計光沢計、ガードナーインスツルメント社(Gardner
Instrument Company)を用い測定した場合)。この高い光沢組成物は室温又は高
温条件下に硬化でき、放射により硬化できる。態様の1つでは、高光沢組成物は
室温又は高温条件により硬化できる。
【0272】 更に、硬化トップコートは優れた初期引っ掻き(擦傷)抵抗、及び保持引っ掻
き(擦傷)抵抗特性を持つことができる。硬化トップコートは、擦傷試験の後に
初期20°光沢の40%より大きい光沢が、特定例では色20°光沢の50%よ
り大きい光沢が、そして別の例ではコーティング表面を研磨した後に初期20°
光沢の70%より大きい光沢が保持される様な初期引っ掻き(擦傷)抵抗性値(
Atlas AATCC 引っ掻き試験機、モデルCM−5、アトラスエレクト
リカルデバイス社(Atlas Electrical Devices Company)を用い加重した紙ヤス
リで10回往復しながら擦り、コーティング又は基材を直線的に引っ掻くことで
上記の初期20°光沢をまず決定し、次に摩滅表面に関し上記20°光沢を測定
することで測定される)を持つことができる(即ち、100%×引っ掻き後光沢
/初期光沢)。
【0273】 また、本発明の硬化トップコートは、風化後に初期20°光沢の30%より大
きな光沢が維持される様な、保持引っ掻き(擦傷)抵抗性(引っ掻き試験してい
ないパネルをQパネル社(Q Pnael Company)製風化キャビネット内にてUVA
−340バルブにQUV曝露し風化をシュミレーションした後、上記引っ掻き試
験法を用い測定される)を保持できる。別の態様では、風化後に初期20°光沢
の40%より大きな光沢が維持され、多くの場合には初期20°光沢の60%よ
り大きな光沢が維持される。
【0274】 本発明の硬化組成物は、着色コーティング組成物が沈積したベースコートとト
ップコートコーティング組成物が沈積したトップコートを含む硬化他成分複合コ
ーティング中の透明トップコートとして好都合に利用できる。この様に使用され
る場合、硬化トップコートは、ある例ではコーティング組成物への取り込み前に
1ないし1000ナノメートルの範囲の粒子サイズを持つ粒子を含む、上記トッ
プコーティング組成物より沈積できる。もちろん雲り度が大きすぎるか否かは粒
子のサイズ、組成及び形状に依存するだろう。
【0275】 さらに別の本発明の態様では、1以上の熱可塑性物質を含む組成物中に分散さ
れた粒子を含む組成物が提供される。前述の如く、粒子濃度は本体領域に比べ表
面領域にてより高い。組成物は熱可塑性樹脂組成物より誘導できる。好適熱可塑
性物質の非限定例には、ラッカー乾燥システムでの利用に好適な高分子量(即ち
20,000より大きい、40,000より大きく、又は60,000より大き
い)アクリルポリマー、ポリオレフィンポリマー、ポリアミドポリマー及びポリ
エステルポリマーが含まれる。組成物が誘導できる熱可塑性物質分類の非限定例
の1つは、例えばKYNAR500(オーシモント(Ausimont)USA
社製)の様なフッ化ポリビニリデン、及びドック樹脂(Dock Resin)
社製のACRYLOID B44(65%メチルメタクリレートと35%エチル
アクリレート)の様な熱可塑性アクリルコポリマーより調製される様なフルオロ
ポリマー−アクリルコポリマーである。
【0276】 或る態様において、本発明の硬化組成物または被膜は70より大の初期20°
光沢(Gardner Instrument Companyから入手できる20°NOVO-GLOSS 20統計光
沢計を用いて測定される場合)を有し、75より大であり得、そしてしばしば8
0より大である。この高光沢組成物は、周囲もしくは熱的条件下でまたは放射線
硬化技法によりたとえば化学線により硬化可能であり得る。一つの態様において
、高光沢組成物は、周囲または熱的条件により硬化可能である。
【0277】 別の態様では、本発明は基材に基材に関し記載されている発明組成物含有物を
適用することを含む、所定時間後のポリマー基材又はポリマーコート基材の光沢
を維持する方法を目的とする。この所定時間は一般には少なくとも6ヶ月であり
、少なくとも1年でもよい。別態様では、本発明は上記発明のいずれかの組成物
を基材に適用することを含む、ポリマー基材又はポリマーコート基材の光沢を回
復する方法を目的とする。
【0278】 以下例は発明を例示するが、しかしそれらの詳細を規定するものとは考えるべ
きではない。特記ない限り、以下例の全ての割合及びパーセンテージは明細書を
通じ重量による。
【0279】 例Aは水素化ケイ素及びトリメチルプロパンモノアリルエーテルを含むペンタ
シロキサンのヒドロシリル化反応の産物である、ポリシロキサンポリオールの調
製を記載する。例Bは出発材料として例Aのポリシロキサンを用いるカルバメー
ト官能基含有ポリシロキサンの調製を記載する。例Cは市販のヒドロキシル官能
性ポリシロキサンを用いるカルバメート官能基含有ポリシロキサンの調製を記載
する。
【0280】 例AA、BB、CC、DD及びEEは、実質的にコーティング組成物に組み込
まれる各種シリカ分散体の調製を記載する。
【0281】 例1ないし10は、アミノプラスト硬化剤を含むワンパック型コーティング組
成物の調製を記載する。
【0282】 比較例1ないし3は、比較の多成分配合コーティング組成物中の透明トップコ
ートを形成するのに使用されるハイソリッドコーティング組成物の調製を記載す
る。例1の組成物はポリシロキサン及び無機粒子を含まず、例2及び3の組成物
はポリシロキサンを含まないが、無機粒子をコロイドシリカ分散体の形で含む。
【0283】 例4及び5は、カルバメート官能基含有ポリシロキサン及びコロイドシリカ分
散体の形の無機粒子を含む、発明のコーティング組成物の調製を記載する。
【0284】 例6は、カルバメート官能基含有ポリシロキサン及びポリシロキサン中に分散
したコロイドシリカの形の無機粒子を含む、発明のコーティング組成物の調製を
記載する。例7は、例6のシリカ非含有類似体であるコーティング組成物の調製
を記載する。例8は、上記に用いたものを異なるカルバメート官能基含有ポリシ
ロキサンを含むコーティング組成物の調製を記載する。例9及び10は、組成物
中に取り込む前にポリシロキサン存在下にユームドシリカを摩砕することにより
調製されたフュームドシリカ分散体の形の無機粒子を含む発明のフィルム形成組
成物の調製を記載する。
【0285】 例11ないし17は、2成分系として調製されるコーティング組成物、即ち組
成物が適用直前に組成物に加えられるポリシロキサンシアネート硬化剤を含むも
のの調製を記載する。
【0286】 比較例11はアクリルポリオール及びポリイソシアネート硬化剤を含む多成分
配合コーティング組成物中に透明トップコートを形成するのに使用される、コー
ティング組成物の調製を記載する。比較例12は、例11の酸触媒含有類似体の
調製を記載する。比較例13は、例11のアミノプラスト含有類似体の調製を、
そして比較例14は例13の酸触媒含有類似体の調製を記載する。例15は、ア
クリルポリオール、アミノプラスト及びポリイソシアネート両硬化剤及びポリシ
ロキサンポリオールを含む、発明のコーティング組成物の調製を記載する。例1
6は例15の酸触媒含有類似体である。例17は、アクリル酸、アミノプラスト
及びポリイソシアネート両硬化剤、酸触媒、ポリシロキサンポリオール及びポリ
シロキサンポリオール中に分散したコロイドシリカの形状の無機粒子を含む、発
明のコーティング組成物の調製を記載する。例18は例17の類似体であるが、
より高レベルのコロイドシリカを含んでいる。
【0287】 例19及び20は、柔軟エラストマー基材への適用に好適な、本発明の1−成
分及び2−成分コーティング組成物の調製をそれぞれ記載する。
【0288】 例21は、エポキシ/酸コーティング組成物の調製を記載する。例21A及び
21Bは、無機粒子を含まない比較組成物の調製を記載し、例21C−21Dは
各種量の無機粒子を含む発明のコーティング組成物の調製を記載する。
【0289】 例22Aないし21Iは、コロイドシリカの形の無機粒子と結びつけ低レベル
の各種ポリシロキサンの効果を描写する、2成分コーティング組成物の調製を記
載する。
【0290】 例23は、核基材に適用し、続いて透過型電子顕微鏡を用い評価された本発明
の透明トップコーティング組成物(例23A−23C)の調製を記載する。
【0291】 例24は、コロイドシリカの形の無機粒子と共に各種ポリシロキサンを含む本
発明のコーティング組成物の標本を記載する。コーティング組成物はベースコー
ト基材に適用され、コーティングの失敗が生じる臨界負荷を決定するために、負
荷及び引っ掻き距離の関数としての貫通(引っ掻き深度)について同様に適用さ
れた市販の2成分イソシアネート透明コートと比較し評価された。
【0292】 例25は、コロイドシリカの形の、各種レベルの無機粒子と共に各種レベルの
例Aのポリシロキサンポリオール(例25Bないし25G)を含む、本発明のコ
ーティング組成物の調製を記載する。比較例24Aはポリシロキサンポリオール
を含むが、コロイドシリカは含まない。
【0293】 例26は酸化アルミニウムの形の無機粒子と共に表面活性剤を含む固体粒子形
状の本発明のコーティング組成物(即ち粉末コーティング組成物、例26C及び
26D)の調製を記載する。比較例26A及び26Bは、表面活性剤は含むが、
酸化アルミニウムを含まない粉末組成物を記載する。
【0294】 例27は、本発明の透明トップコーティング組成物の調製を記載する。
【0295】 例28はシリル化化合物を含む、本発明のコーティング組成物の調製を記載す
る。
【0296】 例29は、二重硬化システムにより硬化される、本発明のコーティング組成物
の調製を記載する。
【0297】 例30は、本発明のコーティング組成物の調製を記載する。
【0298】 例31は、本発明のコーティング組成物の調製を記載する。
【0299】 ポリシロキサン 例A 本例は3ないし4のおおよその重合度を持つペンタシロキサン、即ち(Si−
O)ないし(Si−O)のヒドロシリルかの産物であるポリシロキサンポリ
オールの調製を記載する。ポリシロキサンポリオールは、以下に示す割合の成分
混合体を比例的にスケールアップしたバッチより調製された:
【0300】
【表2】 BASF社より市販されているポリシロキサン含有水酸化ケイ素。
【0301】 2塩化水銀測定に基づく当量。
【0302】 窒素ブランケットを維持する手段を備えた好適反応容器に、添加物I及び全モ
ノマー固形物の20ないし25ppmに相当する量の重炭酸ナトリウムを加え、
窒素ブランケット下に75℃まで温度を漸次上昇させた。その温度で5%の添加
物IIを攪拌しながら加え、続いて全モノマー固形物を基に10ppmの活性白
金に等しい量の添加物IIIを加えた。次に半応益を95℃まで発熱さえ、この
温度で添加物IIの残りを温度が95℃を越えない様に加えた。添加終了後、反
応温度を95℃に保ち、赤外分光光度計により水酸化ケイ素の吸収バンド(Si
−H、2150cm−1)の消失をモニターした。 例B 本例は、例Aのポリシロキサンポリオールを用いたカルバメート−官能性ポリ
シロキサンの調製を記載する。
【0303】 真空蒸留装置を備えた好適反応容器をNでフラッシュした。この反応フラス
コに1782.9gの例Aのポリシロキサンポリオール、5.48gのブチル第
一スズ酸及び16.41gのトリフェニルホスフィットを加えた。反応液を真空
下に置き、140℃まで加熱した。得られた混合液に3時間かけ38%の1−メ
トキシ−2−プロピルカルバメートの1−メトキシ−2−プロパノール液、66
5.4gを加えた。添加後、温度を150℃まで上げ、蒸留が終了するまでこれ
を維持した。 例C 本例はカルバメート−官能性ポリシロキサンの調製を記載する。攪拌装置、温
度計、蒸留濃縮装置及びレシーバーを備えた好適反応容器をNでフラッシュし
た。この反応容器に291.9gのShin−Etus Chemicals社
製のポリシロキサンであるKR−2001、1.91gのブチル第一スズ酸、及
び250.4gのキシレンを加えた。反応混合液を140℃の温度に加熱し、そ
の時点で148.6gのメチルカルバメートを1時間かけて加えた。反応液を3
.5時間、この温度に維持した。
【0304】 シリカ分散体 例AA 本例はコロイドシリカ分散体の調製を記載する。分散体は次の様に調製される
: 真空蒸留装置を備え、Nでフラッシュされた好適反応容器に811.9gの
88%アクリルポリオール(40%ヒドロキシプロピルアクリレート、60%ブ
チルメタクリレート)の1−メトキシ−2−プロパノール液;544.3gのコ
ロイドシリカ(Nissan ChemicalよりORGANOSILICASOL MT−STとして販売)
;1.58gのブチル第一スズ酸、及び3.18gのトリフェニルホスフィット
を加えた。反応液を真空下に置き、140℃まで加熱した。得られた混合液に、
3時間かけて38%の1−メトキシ−2−プロピルカルバメートの1−メトキシ
−2−プロパノール液を665.4g加えた。添加終了後、温度を150℃に上
げ、蒸留終了までこの温度を維持した。反応液を90℃まで冷却し、大気圧にう
つした。得られた樹脂は80.51のヒドロキシル値を有し、251.4gの1
−メトキシ−2−プロパノールで希釈した。 例BB 本例は、以下の様に米国特許第5,853,809号の例5に記載の如く調製
されたコロイドシリカを記載する:攪拌装置及び温度計を備え、Nでフラッシ
ュされた好適反応容器に858.7gの以下記載のカルバメート官能性アクリル
樹脂を加えた。樹脂は40℃の温度まで加熱された。得られた溶液に20分間か
け、148。2gの酢酸アミル中に希釈された124.4gのガンマ−イソシア
ンアトプロピルトリエトキシシラン(Witco社の子会社であるOSi Speciali
ties社製A1310として入手できる)、及び10.5gのブタノールを加えた
。この温度を3.5時間維持し、赤外分光計により反応の完了をモニターした。
攪拌しながら得られた樹脂60gを1500gのNALCO1057(Nalco Ch
emical Co.より得られる)を加えた。得られた混合液を60℃の温度に加熱し
、19時間維持した。
【0305】 カルバメート官能性アクリル樹脂は次の様に調製した:真空蒸留装置を備えた
好適反応容器をNでフラッシュし、1670.2gの88%アクリルポリオー
ル(40%HPA、60%BMA)の1−メトキシ−2−プロパノール液、4.
9gのブチル第一スズ酸、及び4.9gのトリフェニルホスフィットを加えた。
反応混合液を真空下に置き、140℃まで加熱した。得られた混合系に、3時間
かけて1−メトキシ−2−プロピルカルバメートの1−メトキシ−2−プロパノ
ールの38%溶液を1263.64g加えた。得られた蒸留物が集められた。添
加終了後、温度を150℃まで上げ、蒸留終了までこの温度を維持した。反応液
を90℃まで冷却し、大気圧に移した。得られた樹脂は34.48のヒドロキシ
ル値を有し、251.4gの1−メトキシ−2−プロパノール及び3−エトキシ
エチルプロピオン酸エステルの混合液で希釈された。 例CC 本例は、以下の様に調製されるコロイドシリカを記載する:真空蒸留装置を備
えた好適反応容器をNでフラッシュした。この反応フラスコに509.6gの
例Aのポリシロキサンポリオール、566.3gのORGANOSILICASOL MT-ST(Nis
san Chemicalより入手できる)、1.57gのブチル第一スズ酸、及び4.69
gのトリフェニルホスフィットを加えた。反応液を真空下に置き、140℃まで
加熱した。得られた混合液に、3時間かけて38%の1−メトキシ−2−プロピ
ルカルバメートの1−メトキシ−2−プロパノール液を997.9g加えた。得
られた蒸留物が集められた。添加終了後、温度を150℃に上げ、蒸留終了まで
この温度を維持した。反応液を90℃まで冷却し、大気圧に移した。得られた樹
脂は160.8gの1−メトキシ−2−プロパノールで希釈された。 例DD 本例は以下の如く調製されたコロイドシリカ分散体を記載する:真空蒸留装置
を備えた好適反応容器をNでフラッシュした。この反応フラスコに例Aのポリ
シロキサンポリオール150.7g、ORGANOSILICASOL MT−STを500.4
g、コロイドシリカ(Nissan Chemicalsより入手できる)を加えた。得られた混
合液を25℃にて2時間真空蒸留し、次に160.8gのメチルアミルケトンで
希釈した。 例EE 本例は以下の如く調製されたヒュームドドシリカ分散体を記載する:好適混合
容器にCowles分散攪拌機を装着した。この容器に例Aのポリシロキサンポ
リオール315.3g、メチルアミルケトン451.0g及びD812ヒューム
ドシリカ(Degussa Corporationより入手できる)135.2gを加えた。混合
液を全てのR812シリカが分散するまで攪拌した。分散体を次にEIGERミ
ルに60分間加え、8+Hegman粉砕適合度を得た。 コーティング組成物 以下例1−10は、多成分配合コーティング組成物中の透明トップコートを形
成するのに用いられる発明のコーティング組成物及び比較コーティング組成物の
調製を記載する。指定量は重量%を表す。コーティング組成物は以下の成分の混
合体より調製された。
【0306】
【表3】 * 比較例 2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(1−メチル−1−フ
ェニルエチル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、C
hiba−Geigy社製紫外光安定化剤。 Chiba−Geigy社製立体的ヒンダードアミノエーテル光安定化剤。 Solutia社製メチル化/ブチル化メラミンフォルムアルデヒド樹脂 ポリブチルアクリレート、固形分60%のキシレン液 ドデシルベンゼンスルホン酸、固形分70%のイソプロパノール液 ドデシルベンゼンスルホン酸、侍医イソプロパノールアミンにて91%全中
和、固形分40%のエタノール液 次の様に調製されたカルバメート官能性アクリル樹脂:真空蒸留装置を備え
た好適反フラスコをNでフラッシュし、この反応フラスコに1670.2gの
88%アクリルポリオール(40%HPA、60%BMA)の1−メトキシ−2
−プロパノール液、4.9gのブチル第一スズ酸、及び4.9gのトリフェニル
ホスフィットを加えた。反応混合液を真空下に置き、140℃まで加熱した。得
られた混合液に、3時間かけて1−メトキシ−2−プロピルカルバメートの1−
メトキシ−2−プロパノールの38%溶液を1263.64g加えた。得られた
蒸留物を集めた。添加終了後、温度を150℃まで上げ、蒸留停止までこの温度
を維持した。反応液を90℃まで冷却し、大気圧に移した。得られた樹脂は34
.48のヒドロキシル値を有し、251.4gの1−メトキシ−2−プロパノー
ル及び3−エトキシエチルプロピオン酸エステルの混合液で希釈された。
【0307】 例1ないし10の上記各コーティング組成物は中程度の攪拌しながら示した順
番に成分を加え、混合することで1ピークのコーティング組成物として調製され
た。 試験パネル調製 BWB−5555ブラックウォターボーンベースコート(PPG Indsu
tries、Inc.より市販されている)を、PPG Industries
、Inc.より市販されている陽イオン電着性プライマーであるED5000で
コーティングされたスチールパネル(4インチ×12インチ)にスプレーした。
このパネルを285°Fにて約30分間プレベーキングした。上記例1ないし1
0の各コーティング組成物を透明トップコートとして、6ミルのドローダウンバ
ーを用いベースコーテッドパネル(直上記に従い調製された)に適用し、その上
に透明トップコートを形成した。このトップコーテッドパネルを約5分間室温に
フラッシュさせ、次に285°F、30分で加熱硬化させた。多成分配合コーテ
ィングを光沢、引っ掻き抵抗性、硬度及び曇り度を含む各種物理特性について試
験した。 〔試験方法〕 コーテッド試験パネルの引っ掻き抵抗性は以下の方法を用い測定された:コー
テッドパネルの初期20°光沢は、Gardner Instument Co
mpany、Inc.より入手できる20°NOVO−GLOSS20統計光沢
計を使い測定される。コーテッドパネルは、イリノイ州シカゴのAtlas E
lectrical Devices Compnay社製Atlas AAT
CC引っ掻き試験機、モデルCM−5を使って荷重をかけた紙ヤスリで10回、
往復しながら擦り、コーティング表面を直線的に引っ掻くことで引っ掻き試験に
かけられた。次にパネルは水で濯がれ、注意深く叩きながら乾燥させた。20°
光沢は各試験パネルの引っ掻き領域に関し測定された。報告数値は引っ掻き試験
後に維持された初期光沢の%であり、即ち100%×引っ掻き後光沢/初期光沢
である。風化後引っ掻き抵抗性(維持引っ掻き抵抗性)は、引っ掻き試験を行っ
ていない試験パネルをQ Panel Co.社製風化キャビネット内にてUV
A−340バルブにQUV曝露して風化シュミレーションにかけた後、上記の引
っ掻き試験法を用い測定された。試験は、70℃、8時間後50℃、4時間のサ
イクルにて(合計曝露時間100時間)行われた。報告数値は風化後引っ掻き試
験の後に維持された初期光沢の%、即ち100×風化後引っ掻き光沢/初期光沢
である。
【0308】 多成分配合コーティングのフィルム硬度はTUKON硬度試験機を用い、Kn
oop硬度値を与えるASTM−D1474−92に従い測定された。数値が大
きいほどコーティング面は硬い。
【0309】 透明トップコートの曇り度又はフィルム透明性の欠如は、PYK Chemi
cal社製のBYK HAXE/GLOSS装置を使い測定された。数値が高い
程、曇り度又は透明性の欠如が大きいことを示す。試験結果は下表1に示されて
いる。表1
【0310】
【表4】 上表1の報告結果は、例4−10の発明の多成分配合コーティング組成物が、
シュミレーション風化試験後も良好なKnoopフィルム硬度及び初期及び維持
引っ掻き抵抗性を備えていることを示している。 例11−18 以下は、2パックシステム、即ちポリイソシアネート硬化剤が適用直前に残り
の成分に加えられるシステムとして調製されたコーティング組成物の調製を記載
する。2パックシステムは下記掲載の成分の混合体より調製された。各成分に関
する表示量はグラム総重量で表されている。
【0311】
【表5】 *比較例 (18%ブチルメタクリレート/40%ヒドロキシ−プロピルメタクリレー
ト/1%メチルメタクリレート/20%スチレン/19%ブチルアクリレート/
2%アクリル酸)固形分71%の溶媒混合オール(55%キシレン/45%芳香
族炭化水素) Cytec Indsutries, Inc製高イミノ、メチル化/ブチ
ル化メラミンフォルムアルデヒド樹脂。 フェニル酸ホスフェート液、75%イソプロパノール液。 例DDのシリカ分散体。 Bayer社より入手可能なヘマメチレンジイソシアネートをベースにした
ポリイソシアネート。
【0312】 509.6gの例Aのポリシロキサンポリオール、566.3gのORGAN
OSILICASOL MT−ST(Nissan Chemicalより入手
できる)、1.57gのブチル第一スズ酸、及び4.69gのトリフェニルホス
フィットを加えた。反応液を真空下に置き、140℃まで加熱した。得られた混
合液に、3時間かけて38%の1−メトキシ−2−プロピルカルバメートの1−
メトキシ−2−プロパノール液を997.9g加えた。添加終了後、温度を15
0℃に上げ、蒸留終了までこの温度を維持した。反応液を90℃まで冷却し、大
気圧に移した。得られた樹脂は160.8gの1−メトキシ−2−プロパノール
で希釈された。表2
【0313】
【表6】 上記表2に示すデータは、本発明の例15−18のコーティング組成物がシミ
ュレート風化後に良好な初期及び保持引っ掻き抵抗特性を持つことを示している
。 例19 本例は、柔軟エラストマー基材への適用に好適な本発明の多成分配合組成物中
への透明トップコート形成に使用される1成分コーティング組成物の調製を記載
する。フィルム形成組成物は、ヒドロキシル官能基含有ポリシロキサン及びコロ
イドシリカの形の無機粒子を含む。コーティング組成物は以下示す順番に攪拌さ
れた以下成分の混合体より調製された:
【0314】
【表7】 カルバメート官能性アクリル樹脂は以下の様に調製された:好適フラスコに
3652.5gの90%アクリルポリオール液(40%HPA、58%BMA、
2%メチルスチレンダイマー)の1−メトキシ−2−プロパノール液、38%の
1−メトキシ−2−プロピルカルバメートの1−2−プロパノール溶液836.
2g、25.0gの1−メトキシ−2−プロパノール、9.6gのトリフェニル
ホスフィット及び2.4gのブチル第一スズ酸を加えた。材料を混合し、次に7
.3時間かけて真空蒸留に好適な反応容器に移した。移す間、反応容器の温度は
131℃ないし139℃の間に維持され、1−メトキシ−2−プロパノールが安
定して蒸留される様に減圧を維持した。移し替え終了後、圧を徐々に下げ最終厚
が41mmHgに達するまで蒸留を続けた。蒸留が終了したら、得られた樹脂を
冷却し925gの1−メトキシ−2−プロパノールと950gのエチル3−エト
キシプロピオネートで希釈した。希釈前、樹脂は40.8の測定ヒドロキシル値
を有していた。希釈後、樹脂は63%の測定固体含有量、ポリスチレン標準体に
対しゲル濾過クロマトグラフィーにより決定された9107の重量平均分子量及
び3645の数値平均分子量を有していた。
【0315】 カルバメート官能性ポリエステルは次の様に調製された:ポリエステルは
2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール/トリメチルプロパン/ネ
オペンチルグリコール/無水ヘキサヒドロフタール酸(22.7/10.6/1
7.5/49.2重量比)より調製され、ヒドロキシル値146及び100%固
体含有量を得た。熱電対、オーバーヘッド型スターラー、窒素注入口及び還流式
濃縮装置を装備した反応容器に375.1重量部の上記の如くに調製されたポリ
エステルと、71.9部のメチルカルバメート、1.0部のブチル第一スズ酸、
0.8部のトリフェニルホスフィット、及び53.0部の2−メトキシ−1−プ
ロパノールを加えた。反応体を加熱し、窒素ブランケット下、141℃で還流し
、1時間その状態を継続した。次に還流濃縮機を取り外し、反応容器に大気圧で
の蒸留に適した装置を取りつけた。蒸留物の28.7部が採集されるまで温度を
徐々に151℃まで上げた。次に混合液を145℃に冷却し、装置に真空蒸留機
を取りつけた。60mmHgになるまで減圧下に蒸留を続けた。合計78.3部
の蒸留物が採集された。得られた樹脂のヒドロキシル値は100%固形含有量で
、33.8であった。樹脂を冷却し、140部の2−メトキシ−1−プロパノー
ルで希釈した。採集樹脂溶液は固形含有量72.2%で、ポリスチレン標準体を
用いたゲル濾過クロマトグラフィーにより決定された2197の重量平均分子量
及び1202の数平均分子量を示したる 米国特許第5,663,244号の例Bのポリエステル シリカ分散体は次の様に調製した:真空蒸留機を備えた4つ口反応フラス
コをN2でフラッシュした。この反応フラスコに1051.1gの例Aのシロキ
サンポリオール、Nissan Chemicals社製DRGANOSILI
CASOL MT−ST−Mコロイドシリカ1125.8g及びメチルアミルケ
トン480.3gを加えた。得られた混合物を25℃にて4時間、真空蒸留した
【0316】 72.9gのドデシルベンゼンスルホン酸/27.1gのジイソプロパノ
ールアミン/51.1gのエタノール/31.2gのイソプロパノールの溶液。 例20 本例は本発明の他成分配合組成物中の透明トップコートの形成に使用される2
成分コーティング組成物の調製を記載する。フィルム形成組成物は、アミノプラ
スト及びポリシロキサネート硬化剤、ヒドロキシル官能基含有ポリシロキサン、
及びコロイドシリカの形の無機粒子を含む。コーティング組成物は、以下に示す
順番に下記成分の混合体を攪拌し調製された:
【0317】
【表8】 アクリルポリオール:(34.8%HEMA・23.4%2−EHMA/
20.8%2−EHA/20%スチレン/1%MAA)、51%の1:1キシレ
ン/酢酸ブチル溶液で、ポリスチレン標準物を用いたゲル濾過クロマトグラフィ
ーに基づく重量平均分子量7200、数平均分子量2850を持つ。
【0318】 ポリエステルポリオール:(32%4−メチルヘキサヒドロフタール酸無
水物/22.9%1,6ヘキサンジオール/18.6%トリメチロールプロパン
/18.45アジピン酸/8.1%トリメチルペンタンジオール)、80%の6
0:40酢酸ブチル/Solvesso100溶液で、ヒドロキシル値145及
びX−ZのGardner−Holte粘度を持つ。
【0319】 Ciba−Geigy社製ヒンダードアミン光安定化剤。 〔試験パネル調製〕 MPP4100D、PPG Industries、Inc.,より市販され
ている高固体接着プロモーターを、Standard Plaqueより市販さ
れているSEQUEL 1440TPOプラーク(4インチ×12インチ)に手
動式スプレーを用い0.15ミルないし0.25ミルの乾燥フィルム厚(3.8
ミクロンないし6.4ミクロン)に適用した。各Sequel1440プラーク
は処理前にイソプロピルアルコールにより清浄にされた。処理済みSequel
1440プラークは、PEG Industries、Incより市販されてい
る溶媒含有ブラックベースコートであるCBCK855A(2K透明コートと共
に用いる)又はCBC8555T(1K透明コートと共に用いられる)を乾燥フ
ィルム厚0.8ミルないし1.0ミル(20.3ミクロンないし25.4ミクロ
ン)適用する前に、1日直立させた。CBCK8555A及びCBC8555T
ベースコートは、各コート間に室温、90秒間のアフラッシュドライ期間を入れ
ながら2コートの形でスプレーされ、適用された。ベースコーテッドパネルは、
各コートの間に90秒間の周囲フラッシュを入れながら例19及び20記載の透
明トップコートに2コートの形でスプレー適用する前に、90秒間の周囲温度フ
ラッシュにて乾燥させた。透明トップコートは1.6ミルないし1.8ミル(4
0.6ミクロンないし45.7ミクロン)の範囲の乾燥フィルム厚を持っていた
。トップコーテッドパネルは室温にて10分間フラッシュ乾燥させられ、次に2
54°F(123.3℃)にて40分間熱硬化させられた。試験前コーテッド試
験パネルは4日間周囲温度に置かれた。
【0320】 上記の如く調製された試験パネルについて、20°光沢、引っ掻き抵抗性及び
風化後引っ掻き抵抗性を上記方法を使い評価し、これら特性について市販の1パ
ック及び2パックシステムと比較した。
【0321】 更に、コーテッド試験パネルを70°F(21.1℃)に於ける柔軟性につい
て試験した。柔軟性を試験するために、コーテッド試験パネルから1インチ×4
インチの小片を切り出した。この小片を直径2インチの鋼製マンドレルを使って
、4インチ長の試験片の2つの端部が相互に接触する様にマンドレルベントにか
けた。次にコーティングの割れを肉眼で調べ、試験パネルの柔軟性を0から10
段階に等級付けした。視認できる割れが無い場合を“10”等級とし;“9”等
級は短い途切れた割れが5個未満ある場合であり;“8”は全長にわたる割れが
4本までと途切れた割れがある場合であり;“6”は全長にわたる割れが5ない
し10本ある場合であり;“4”は全長の割れが15本より多い場合であり;そ
して“0”は基材が折れた場合を表す。
【0322】 試験結果は下表3に示されている。 表3
【0323】
【表9】 *比較例 PPG Industries,Inc製UDC−1000柔軟1−成分ク
リアコート PPG Industries,Inc製UDC−2000柔軟2−成分ク
リアコート 上記表3に示されたデータは、本発明の例19及び20のコーティング組成物
は、熱可塑性ポリオレフィン(TPO)エラストマー基材に適用した場合には、
シリカ又はポリシロキサンを含まない市販透明コートと同等の初期光沢及び柔軟
特性を備えているが、風化後引っ掻き抵抗性については優れていることを示して
いる。 例21 本例は、官能基含有ポリシロキサン及び組成物中の固体樹脂総重量を基に1%
未満のレベルでコロイドシリカ無機粒子の両方含むエポキシ/酸コーティング組
成物の調製を記載する。コーティング組成物は、次の成分の混合体より調製され
た:
【0324】
【表10】 *比較例 例Aのポリシロキサンポリオール中に分散された固体をベースとした30
重量%のNissan MT−STコロイドシリカ CYTEC Industries, Inc.より入手可能なトリス(
アルキルカルバモイル)トリアジン架橋剤(TACT)。
【0325】 50%グリシジルメタクリレート、40.8%ブチルメタクリレート、7
%スチレン、0.2%メチルメタクリレート、及び2%メチルスチレンダイマー
より形成されたエポキシ官能性アクリル樹脂;固形含有率60%のキシレン液。
【0326】 17重量%のペンタエリスリトール及び83重量%のメチルヘキサヒドロ
フタール酸無水物から調製された、酸官能性架橋剤。
【0327】 例21A−21Eのコーティング組成物は、事前に試験パネルに適用され30
分間285°F(140.6℃)にて硬化されたブラックベースコート(OBI
SIDIAN SCHWARTZベースコート、PPG Industries
,Incより入手可能)上に適用された。各例の透明コーティング組成物は6ミ
ル平方ドローダウンバーを用い硬化ベースコート上に引き延ばされ、30分間、
285°F(140.6℃)にて硬化された。 表4
【0328】
【表11】 上表4に示されたデータは、本発明の例21C−21Eのコーティング組成物
が、無機粒子又はポリシロキサンを含まない比較組成物に比べ優れた初期及び保
持擦傷抵抗性を備えていることを示している。 例22 本例は、低レベル(即ち≦2重量%)ポリシロキサンの影響を例示する2成分
コーティング組成物22Aないし22Iの調製を記載する。比較例22A及び2
2Bはそれぞれ0%コロイドシリカ/0%ポリシロキサン、及び2%コロイドシ
リカ/0%ポリシロキサンを含む。例22C−22Iはそれぞれ2重量%のポリ
シロキサンを含むコーティング組成物を記載する。
【0329】 評価したポリシロキサン
【0330】
【表12】 コーティング組成物 コーティング組成物は以下成分の混合体より調製された:
【0331】
【表13】 39.35重量%ヒドロキシメチルメタクリレート/57.05重量%イソ
ブチルメタクリレート/1.96重量%アクリル酸/1.63重量%メチルスチ
レンダイマーのコポリマー、60.25%固形含有量の溶媒配合液 例22A−22Iの各コーティング組成物は、以下重量%のコロイドシリカと
ポリシロキサンを17.8gの上記コーティング組成物に加え作製された。こう
して調製されたコーティング組成物を上記例1−18同様に適用し、試験した。
【0332】
【表14】 Nissan Chemicals製ORGANOSILICASO MT−ST 上記データは、極めて低いレベル(即ち1.0重量%)の例Aのポリシロキサ
ンポリオールをコロイドシリカの形の無機粒子と共に含む本発明の例22Cのコ
ーティング組成物が優れた初期引っ掻き(擦傷)抵抗性を備えていることを示し
ている。更に、データは無機粒子及びポリシロキサンポリオールが相乗的に作用
し、優れた風化後引っ掻き抵抗性を提供することを示す。 例23 本例は、適用し硬化された後に透過型電子顕微鏡表面分析技術を用いて評価さ
れた透明トップコーティングの調製を記載する。例23Aは、コロイドシリカの
形の無機粒子を例Aのポリシロキサンポリオールと共に含み、これらは共に別の
成分として加えられた本発明の透明トップコート組成物の調製を記載する。比較
例23Bはコロイドシリカの形の無機粒子は含むが、ポリシロキサンは含まない
比較透明トップコート組成物を記載する。例23Cは、組成物中に取り込まれる
前にコロイドシリカの形の無機粒子が例Aのポリシロキサンポリオール中に分散
されている、本発明の透明トップコート組成物の調製を記載する。
【0333】 各コーティング組成物は以下の様に調製された: 例23A
【0334】
【表15】 Nissan Chemicals製ORGANOSILICASO M
T−ST。
【0335】 2 DowanolPMアセテート中の以下のモノマー組成物より、VASO
67(アゾビス−2,2=−(2−メチルブチロニトリル)、開始剤として加え
た全モノマーの4.9%)を用い調製された重合反応産物:39.4部のヒドロ
キシエチルメタクリレート、2部のアクリル酸、57部のイソブチルメタクリレ
ート、及び1.6部のα−メチルスチレンダイマ。ポリマー溶液は以下の特性を
示した:60%固体含有率;82.4OH値;分子量:7410(Mw)。
【0336】 3 ヘキサメチレンジイソシアネート架橋剤、固体含有率90%、Bayer
Corporationより入手できる。
【0337】 例23B
【0338】
【表16】 例23C
【0339】
【表17】 1 以下の様に調製されたコロイドシリカのポリシロキサン分散液:真空蒸留
機を備えた4口反応フラスコをN2でフラッシュした。この反応容器に3151
.4gの例Aのポリシロキサンポリオール、4501.9gのコロイドシリカ(
ORGANOSILICASOL MT−ST, Nissan Chemic
alsより入手可能)及び1440.6gのメチルアミルケトンを加えた。得ら
れた混合体を真空蒸留した。
【0340】 2 VK−114、以下の特性を持つアクリルポリオール;固体含有率55%
、Mw4000及びOH値101,PPG Industries、Incより
入手できる。
【0341】 3 Bayer Corporationより入手できる、ヘマメチレンジイ
ソシアネート架橋剤、固体含有率100%。
【0342】 例23A及び23B向け試験パネルの調製 PPG(B&K)Germanyより入手できるブラックベースコートである
、SMARAGDSHWARZ MICAを、スプレーによりED−5000エ
レクトコートプライマーとGPXH−5379プライマー表面(共のPPG I
ndustries、Inc.より市販されている)でコーティングされたスチ
ール製試験パネル(ミシガン州、ヒルスダールにあるACT Laborato
ries、Incより市販されている4“×12”パネル)にスプレーして適用
した。ベースコートはコート間にフラッシュを行わずに2コートとして用いられ
、その後透明コートを適用する前に200°Fで5分間熱フラッシュされた。ベ
ースコートは0.47ミル(11.75マイクロメートル)の乾燥フィルム厚を
持った。例23A及び23Bのコーティング組成物は、コート間を60秒間フラ
ッシュすることで2コートの形で硬化ベースコートにスプレー適用され、その後
30分、285°(140.6℃)で硬化する前に5分間周囲フラッシュされた
。各透明コートは約2.1ミル(54.5マイクロメートル)の乾燥フィルム厚
を持った。
【0343】 例23C様試験パネルの調製 PPG(B&K)Germanyより入手できるブラックベースコートである
OBSIDIAN SCHWARTZがスプレー適用され、上記例23A及び2
3B同様にして硬化された。例23Cのコーティング組成物は透明コートとして
ベースコートに適用され、例23A及び23Bの透明コートに関する上記方法を
用いて硬化された。ベースコートは0.5ミル(12.5マイクロメートル)の
乾燥フィルム厚を持ち、そして透明コートは1.44ミル(36マイクロメート
ル)の乾燥フィルム厚を有した。
【0344】 横断的透過型電子顕微鏡: 硬化されたコーティングサンプルは、その基材から剥がしとられ、Ted P
ella‘s Incより入手できるEPONATE812エポキシ包埋キット を使い、ポリエステル製ボトルキャップモールド内にエポキシ包埋された。ヒ
ートセットした後、サンプルをモールドから取り出し、X−ACTOレーザーソ
ー、超精密刃#75350を使って約1.5センチメートル×1センチメートル
の大きさに切りだした。次にサイズが整えられたサンプルは、周囲温度にて副ク
ランプ検体ホルダーを用いるRMC MY6000XLミクロトームを使い切片
にされた。ミクロトーム切片は水を入れたボートキャビティー付きホルダーに固
定された45°ダイヤモンドナイフエッジを使い作製された。切片が明るい干渉
色から暗色の金色になったら(即ち約100ないし150ナノメートル)、次に
個々のサンプルをTEMホルムバール−カーボンコートグリッド上に採取する。
濾紙をつかって余分な水を取り除き、薄切片をスライドガラス上、室温にて乾燥
させる。切片を干渉色厚から選別する。コーティング標本の向きをスライドガラ
ス上で整え、垂直面が観察できる様に軸上にそって傾ける。サンプルを、透過モ
ードでは100kV加速電圧にて運転され、標準的なタングステンフィラメント
を使用しているフィリップス(Philips)CM12 TEMにかけ、各種
倍率で観察し、肉眼観察から表面領域の形態や粒子濃度を調べる。KodakS
O−163電子画像フィルムを使い電子顕微鏡ネガフィルムを作製し、続いてネ
ガフィルムを現像した。
【0345】 図1は別々の成分として加えられたコロイドシリカとポリシロキサンの両方を
含む例23Aの硬化透明トップコート組成物横断面の透過型電子顕微鏡の電子顕
微鏡像である(倍率30,000倍)。目視検査により、硬化組成物の表面域、
即ち露出空気−表面界面1aから露出面した20ないし50ナノメーター(1ミ
リメートル=約30ナノメートル)の硬化コーティング深度までの領域のコロイ
ドシリカの形態を取る粒子1bの濃度は、硬化組成物の本体領域内のコロイドシ
リカ1cの濃度より大きいことが観察できる。粒子1b及び1cはポリマーマト
リックス中に分離した単分散性粒子としてではなく分散凝集体として存在してい
ることにも注意すべきである。
【0346】 図2はコロイドシリカを含むがポリシロキサンは含まない例23Bの硬化比較
透明トップコートコーティング組成物の断面の透過型電子顕微鏡の電子顕微鏡写
真である(倍率30,000倍)。目視検査より、比較硬化組成物の表面域、即
ち露出空気−表面界面2aより露出面した20ないし50ナノメートル(1ミリ
メートル=約30ナノメートル)の硬化コーティング深度までの領域にあるコロ
イドシリカの形の粒子2bの濃度は、硬化組成物の本体内のコロイドシリカ2c
の濃度より低いことが見て取れる。
【0347】 図3は倍率54,000倍で見た例23A(図1参照)の硬化透明トップコー
トコーティング組成物断面の透過型電子顕微鏡像の電子顕微鏡写真である。
【0348】 図4はコロイドシリカとポリシロキサンの予備形成分散体を含む本発明の好適
硬化透明トップコーティング組成物の透過型電子顕微鏡像(105,000倍)
の電子顕微鏡像である。目視検査より、硬化組成物の表面域、即ち露出空気−表
面界面2aより露出面した20ないし50ナノメートルの硬化コーティング深度
までの領域にあるコロイドシリカの形の粒子4bの濃度は、硬化組成物の本体内
のコロイドシリカ4cの濃度より低いことが見て取れる。粒子4b及び4cは、
分散凝集体としてではなく、ポリマーマトリックス中に分離した単分散性粒子と
し存在していることにも注意すべきである。 例24 本態様では、負荷と引っ掻き距離の関数としてのコーティング貫通深度(引っ
掻き深度)について、官能基含有ポリシロキサン中に予備分散したコロイドシリ
カの形の無機粒子を含む本発明のコーティング組成物を、相対的な市販の2成分
イソシアネート透明コートと比べ評価した。 例24A 本発明のコーティング組成物は、以下成分の混合体より調製された。
【0349】
【表18】 例23Cの比例スケールバッチ。 例24B ブラックウォーターボーンベースコートは次の成分の混合体より調製された:
【0350】
【表19】 シカゴ、Chemcentral Corporation社製N−ブト
キシプロパノール Cytec Corporation製メチル化メラニン−フォルムアル
デヒド樹脂 Ciba Geigy Corporation製置換型ヒドロキシフェ
ニルベンゾトリアゾール紫外光安定化剤。
【0351】 PPG Industries, Inc.製特許リン酸塩化エポキシ樹
脂(Shell Chemical Company製 EPON828)。
【0352】 PPG Industries, Inc.製特許アクリル−ポリエステ
ルラテックス。
【0353】 PPG Industries, Inc.製特許ウォターボーンポリウ
レタン。
【0354】 PPG Industries, Inc.製特許水分散性アクリル樹脂
中カーボンブラック分散体。
【0355】 試験パネル調製: スチール基材試験パネル(ACT Laboratories、Inc.より
入手)をED−5000電着プライマー(PPG Industries,In
cより入手)でコーティングした。上記例24Bのベースコートを、コート間に
フラッシュ期間をいれずに2連続コートとしてプライムドパネルにスプレーした
。透明コートを適用する前に、ベースコート処理パネルを5分間、200°Fで
フラッシュ加熱した。ベースコートの乾燥フィルム厚は0.4ミル(10マイク
ロメートル)であった。上記例24Aのコーティング組成物及び市販の2成分透
明コート(PPG Industries、Inc製TKU−1050)をコー
ト間に60秒間のフラッシュを入れて2コートの形でベースコート処理パネルに
スプレーし、続いて30分間、285°F(140.6°)で硬化する前に10
分間周囲フラッシュを行った。透明コートの乾燥フィルム厚はいずれの例でも1
.6ミルであった(40マイクロメートル)。
【0356】 上記の如く調製された試験パネルはテネシー州、オークリッジ(Oak Ri
dge)のMTS Corporationにより、一定距離、一定速度で加え
られた負荷の関数として表面貫通深度(又は引っ掻き深度)について試験された
【0357】 キューブコーナーインテンダーを使用し、引っ掻き速度20μm/秒にて、引
っ掻き距離500μmに対し1000μN/秒ないし最大負荷25mNまでの通
常の負荷ランプでNano Indenter XPシステムを使用した。
【0358】 図5は上記ナノ−インデンター技術を使った、市販の2成分ポリウレタンコー
ティング(比較例)に関する負荷に対するコーティング表面貫通深度の図(引っ
掻き深度対引っ掻き距離)である。本組成物に関し決定された臨界負荷は5.6
2mNである。ここで用いる用語“臨界負荷”とは、突発的クラッキングの発生
、即ちコーティングの破壊より定義される。
【0359】 図6は上記ナノ−インデンター技術を使った、本発明の例24Aの2成分ポリ
ウレタンコーティング(比較例)に関する負荷に対するコーティング表面貫通深
度の図(引っ掻き深度対引っ掻き距離)である。この発明組成物に関し決定され
た臨界負荷は11.74である。本発明のコーティング組成物は、同一試験条件
における市販製品に比べ、コーティング破壊を起こすためにより大きな力を必要
とした。 例25 本例はコロイドシリカの形の粒子含有量を増やした本発明の一連のコーティン
グ組成物(例25B−25G)の貫通深度を記載する。比較例25Aは、粒子を
含まないコーティング組成物を表す。次表5の試験結果は、硬化コーティング組
成物の風化後引っ掻き抵抗性に対するシリカ負荷量の硬化を描写している。
【0360】 無機粒子を含まないコーティング組成物 コーティング組成物は、軽く攪拌しながら次の成分を混合することで調製され
た:35.9g重量%の例23Cのアクリルポリオール;29.1重量%のDE
SMODUR N−3300;20重量%の例Aのシロキサンポリオール(この
量はシリカ分散体の形で取り込まれたシロキサンポリオールも含む);15重量
%のCYMEL202;3重量%のTINUVIN98、0.3重量%のポリブ
チルアクリレート流動添加物、及び0.5重量%の例12の触媒であり、前記重
量%はコーティング組成物の総固体樹脂重量に基づく。粒子は上記組成物中に例
19のコロイドシリカ分散体の形で0ないし8.5重量%の範囲のレベルで取り
込まれた。
【0361】 例25A−25Gの組成物は上記例24同様に試験パネルに適用された。引き
続きコーテッドパネルは上記同様にして初期及び風化後引っ掻き抵抗特性につい
て試験された。試験結果は下表5に報告されている。 表5
【0362】
【表20】 * 比較例 ** 例23Cの比例スケールバッチのシリカ分散体として取り込まれたシリ
カ組成物中の全固体樹脂重量に基づく重量%。
【0363】 表5に報告のデータは、発明のコーティング組成物中の低レベルのシリカ取り
込み(例えば0.25%)でも、風化後保持引っ掻き抵抗を顕著に改善すること
を示している。更にデータは低レベル(即ち2.0%以下)のシリカを有するコ
ーティング組成物を用いた場合に得られた初期及び風化後引っ掻き抵抗性が、よ
り高レベルのシリカを有するコーティング組成物を利用し得られる結果に類似し
ていることを示す。図7及び8は例25Eによるコーティング組成物断面の透過
型電子顕微鏡像の電子顕微鏡写真であり(105,000倍)、図9及び10は
例25Gによるコーティング組成物断面の透過型電子顕微鏡像の電子顕微鏡写真
である(105,000倍)。 例26 本例は固体粒子形状の本発明の複数のコーティング組成物(例26B−26D
)の調製を記載する。例26C及び26Dの組成物は酸化アルミニウムの形の無
機粒子を含む。例26Cの組成物では、酸化アルミニウム粒子は表面活性剤中に
分散されており、例26Dの組成物では酸化アルミニウム粒子は例Aのポリシロ
キサンポリオール中に分散されている。比較例26A及び26Bはそれぞれ表面
活性剤を含むが、酸化アルミニウムは含まない。各組成物はHenschel
Blender中にて下記計算の成分を60ないし90秒間混合し、続いてこの
混合物をWerner&Pfeider共回転式2スクリュー押出し装置を使い
、回転速度450rpm、押出し温度100℃ないし125℃(212°Fない
し257°F)で押し出すことで調製された。各押出し組成物はACMグライン
ダー(ニュージャージー州、サミットのMicron Powder Syst
ems製空気選別式ミル)を使用し、14ないし27ミクロンの粒子サイズに粉
砕し、粉末コーティング組成物を作製した。各粉末コーティング組成物は静電式
スプレーにより試験パネルに適用され、引っ掻き抵抗特性(以下記載)について
評価された。以下掲載の量は重量%である。
【0364】
【表21】 PCT特許公開第WO97/29854及びPCT特許出願番号第US9
7/16800に記載の如く調製されたグリシジルメタクリレート官能性アクリ
ルポリマーであり、1000ないし5500の数平均分子量(“Mn”)域;3
0℃ないし60℃の測定値又はRohm and Hass Company社
製アクリルガラス遷移温度分析装置により、Fox式に基づき計算された50℃
ないし85℃のガラス遷移温度域;及びエポキシアクリルポリマーを調製するモ
ノマーの35ないし85重量%域のエポキシ含有量を持つ。
【0365】 Hoechst−Celanese製脂肪酸アミド(エチレンビス−ステ
アロイルアミド)。
【0366】 2−t−ブチルー2−(ヒドロキシー3,5−ジ−t−ブチルベンジル)
[ビス(メチル−2,2,6,6,−テトラメチル−4−ピペリジニル)]次プ
ロピオネート、Chiba−Geigy Corp製紫外光安定化剤。
【0367】 2−[4(2−ヒドロキシ−3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル
)−オキシ]−2−ヒドロキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフ
ェニル)−1,3,5−トリアジン、Chiba−Geigy Corp製紫外
光安定化剤。
【0368】 酸化オキサホスフォン、Sankyo Chemical Corp社製
青味剤。
【0369】 Akzo Nobel Corp製メチルジココアミン。
【0370】 以下のモノマーのキシレン重合溶液より調製された;73.5%2−エチ
ルヘキシルアクリレート、23.5%エチルアクリレート及び3%メタクリル酸
。重合はジ−t−アミルペルオキシド及びt−ブチルペルアセテート存在下に還
流温度にて行われた。次に表面活性剤を真空ストリップして100%固形樹脂に
した。
【0371】 以下のモノマーのキシレン−トルエン重合溶液より調製された;81.2
%2−エチルヘキシルアクリレート、11.8%ヒドロキシルエチルアクリレー
ト及び7%N、N−ジメチルアミノエチルメタクリレート。重合はVAZO 6
7(2,2=−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル))存在下、還流温度に
て行われた。次に表面活性剤を真空ストリップして100%固形樹脂にした。
【0372】 上記表面活性剤Aの10%ヒュームド酸化アルミニウム(Degussa
−Huls CorporationよりALUMINIUM OXIDEとし
て入手できる)分散体。
【0373】 10 ヒュームド酸化アルミニウム(上記)を例Aのポリシロキサンポリオー
ルチュに分散し、続いて上記グリシジルメタクリレート官能性アクリルポリマー
中に混合する(87.5%アクリル酸/2.43%酸化アルミニウム/10.0
7シロキサンポリオール)。
【0374】 例26A−26Dの粉末コーティング組成物は静電スプレーを使い、電着性プ
ライマー(ペンシルバニア州、ピッツバーグのPPG Insustires社
よりED5051として市販されている)で事前にコーティングされた試験パネ
ルに適用された。粉末コーティング組成物はフィルム厚2.3ないし2.8ミル
(58ないし71マイクロメートル)で適用され、293°C(145℃)にて
30分間硬化された。得られたコーテッドパネルを上記同様にして初期20℃光
沢に関し評価した。次にAtlas 擦傷試験器を使い、以下の方法で引っ掻き
(擦傷)抵抗特性についてコーテッドパネルを試験した。装置のアーム上のアク
リルフィンガーに締め付けられたフェルト布を使い、その上にBON AMIク
レンザーを適用させて、各コーテッドパネルについて10回の往復摩擦のセット
を行う。各試験パネルを冷水道水で洗浄して完全に乾かす。各試験パネルの損傷
表面について、20°光沢を評価した。引っ掻き(擦傷)抵抗性試験の結果は表
面を擦傷した後に残った20°光沢の%として表されている。即ち引っ掻き(擦
傷)抵抗性=(擦傷後20°光沢/初期20°光沢)×100。下表6に示す試
験データは比較形式にて報告されており、即ち例26Bないし26Dの結果は例
Aのコントロール組成物の結果と比較されている。“+”はコントロール組成物
に比べ引っ掻き(擦傷)抵抗特性が改善されていることを示す。 表6
【0375】
【表22】 表6に示した擦傷抵抗性試験データは、酸化アルミニウム粒子の形の粉末コー
ティング組成物を含むことで引っ掻き(擦傷)抵抗性が改善されることを示す。
例27 本発明のコーティング組成物は以下成分の混合体より調製された:
【0376】
【表23】 PPG(B&K)Germanyより入手できるベースコートであるAzur
itblauを下塗り済みスチール製自動車用基材に適用した。ベースコートは
12ないし15ミクロンの範囲のフィルム厚に作られ、続いて例27のコーティ
ング組成物を適用する前に5分間、80℃の熱フラッシュが加えられた。例27
のコーティング組成物はベースコートにウエットオンウエットの形でスプレーさ
れ、35ないし45ミクロンの範囲のフィルム厚を持つ透明コートを構築した。
次にコーティングは30分間、130℃にて硬化処理された。 例28 以下開示のコーティング化合物への使用に適したシリル化化合物は次の様に調
整された: シリル化化合物樹脂A 本例は、プロピレンオキサイドと反応する残留カルボキシル基を持つ、メチル
ヘキサヒドロフタール無水物とトリメチロールプロパンの半酸エステルであるシ
リル化化合物の調整を記載する。
【0377】 攪拌機、熱電対、温度制御装置、ポンプを装置し、バルブ口がはめ込まれた反
応容器に1202.9gのトリメチロールプロパン(Bayer USAより市
販されている)、14.4gのトリフェニルホスフィン(Aldrich(登録
商標)より市販されている)、12.1gのトリイソオクチルホスフィット(G
E Specilaity Chemicalsより市販されている)、及び8
00gのn−ブチルアセテート(Union Carbide Chmeica
ls and Plastics Co.,Inc.より市販されている)を加
えた。
【0378】 反応容器を115℃に加熱し、4436.7gのメチルヘキサヒドロフタール
酸無水物(Milliken Chmeicalより市販されている)を90分
間かけて加え、その後4時間115℃に維持した。1533.4gのプロピレン
オキサイド(Fisher Scientific Companyより市販さ
れている)を1時間かけ反応容器に加えた。酸価が5.38mgKOH/g未満
になるまで反応を4時間続けた。残留プロピレンオキサイドを60ないし80m
mHg、最高96℃で真空蒸留して除いた。得られた産物は総固形物含有率95
.25%であった。
【0379】 この産物を次の様にしてシリル化した:637g(95.25%固形物含有率
)の前記物質をオーバーヘッド型攪拌機、窒素注入口、熱電対、添加用ファンネ
ル及び濃縮装置の付いた反応フラスコに加えた。窒素を散布しながら1時間、温
度を110℃に高めシステムを確実に乾燥させた。次に窒素ブランケット下に温
度を85℃に下げ、その時点で180.9gのヘキサメチルジシラザン(Ald
rich(登録商標)より市販されている)を30分間かけて、滴下し加えた。
反応を更に1時間続け、その時点で窒素の散布を行った。ヒドロキシル成分に対
応するIRピークの大きさが無視できる様になった時点で、反応は完全に終了し
たと判断した。液を窒素パージ下、85℃にてアンモニア(副産物)が取り除か
れるまで攪拌し続けた。理論上の固体樹脂含有率は96.3%であった。
【0380】 シリル化化合物B 本例は、プロピレンオキサイドと反応する残留カルボキシル基を持つ、メチル
ヘキサヒドロフタール酸無水物とトリメチロールプロパンの半酸エステルである
シリル化化合物の調整を描写する。
【0381】 攪拌機、熱電対、温度制御装置、ポンプを装置し、バルブ口がはめ込まれた反
応容器に、550.0gのトリメチロールプロパン(Bayer USAより市
販されている)、6.8gのトリフェニルホスフィン(Aldrich(登録商
標)より市販されている)、5.57gのトリイソオクチルホスフィット(GE
Specilaity Chemicalsより市販されている)、及び20
5.7gのn−ブチルアセテート(Union Carbide Chmeic
als and Plastics Co.,Inc.より市販されている)を
加えた。反応容器を115℃に加熱した。2030gのメチルヘキサヒドロフタ
ール酸無水物(Milliken Chmeicalより市販されている)を9
0分間かけて加えた。反応を、115℃にて4時間続けた。反応容器を100℃
に冷却してから、769.9gのプロピレンオキサイド(Fisher Sci
entific Companyより市販されている)を1時間かけ反応容器に
加えた。酸価が3.1mgKOH/g未満になるまで反応を100℃にて5時間
続けた。残留プロピレンオキサイドを60ないし80mmHg、70℃にて真空
蒸留し除いた。得られた産物の総固形物含有率は95.08%であった。この産
物を酢酸ブチルで80.0%固形含有率に希釈した。
【0382】 本産物を次の様にしてシリル化した:3449.3g(80.0%固形物含有
率)の前記物質を、オーバーヘッド型攪拌機、窒素注入口、熱電対、添加用ファ
ンネル及び濃縮装置の付いた反応フラスコに加えた。窒素を散布しながら1時間
、温度を110℃に高めシステムを確実に乾燥させた。次に窒素ブランケット下
に温度を85℃に下げ、その時点で821.9gのヘキサメチルジシラザン(A
ldrich(登録商標)より市販されている)を1時間かけて、滴下し加えた
。反応を更に15時間続け、その時点で窒素散布をおこなった。ヒドロキシル成
分に対応するIRピークの大きさは無視できる様になった時点で、反応は完全に
終了したと判断した。液を窒素パージ下、85℃にてアンモニア(副産物)が取
り除かれるまで攪拌し続けた。理論上の固体樹脂含有率は96.3%であった。
【0383】 以下開示のコーティング組成物への使用に適したシリカ分散体、ポリシロキサ
ンポリオール及び組成物予備混合物は次のようにして調整された: シリカ分散体 コロイドシリカ分散体は、例23Cのシリカ分散体の比例スケールバッチから
調整された。
【0384】 ポリシロキサンポリオール ポリシロキサンポリオールは重合度約3ないし7の反応性シリコン液のヒドロ
シリル化産物、即ち(Si−O)ないし(Si−O)であった。ポリシロキ
サンポリオールは、以下に示す割合の成分混合体を同比率でスケールアップした
バッチより調製された:
【0385】
【表24】 BASF社より市販されているポリシロキサン含有水酸化ケイ素。
【0386】 2塩化水銀測定に基づく当量重量。
【0387】 窒素ブランケットを維持する手段を備えた好適反応容器に、添加物I及び全モ
ノマー固形物の20ないし25ppmに相当する量の重炭酸ナトリウムを加え、
窒素ブランケット下に75℃まで温度を漸次上昇させた。その温度で5.0%の
添加物IIを攪拌しながら加え、続いて全モノマー固形物を基に活性白金10p
pmに等しい量の添加物IIIを加えた。次に半応液を95℃まで発熱さえ、こ
の時点で添加物IIの残りを温度が95℃を越えない様に加えた。添加終了後、
反応温度を95℃に保ち、赤外分光光度計により水酸化ケイ素の吸収バンド(S
i−H、2150cm−1)の消失をモニターした。
【0388】 予混合体組成物 以下論ずるコーティング組成物の選択成分に関する次の予混合体は、攪拌しな
がら各成分を連続的に混合することで調整された。
【0389】 予混合体1
【0390】
【表25】 2−ブトキシエチルアセテート溶媒はUnion Carbide Co
rpより市販されている。
【0391】 2−(ブトキシエトキシ)エチルアセテートはUnion Carbid
e Corpより市販されている。
【0392】 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている置換型ベンゾトリアゾールUV光安定化剤。
【0393】 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている置換型トリアジンUV光安定化剤。
【0394】 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている立体障害型アミン光安定化剤。
【0395】 Solutia Inc.より入手可能なメチル化−ブチル化メラミン−
ホルムアルデヒド樹脂。
【0396】 BASF Corpより市販されている高イミノ、ブチル化メラミンホル
ムアルデヒド樹脂。
【0397】 予混合体2:
【0398】
【表26】 1(58%ブチルメタクリレート/40%ヒドロキシプロピルアクリレート/
2%メチルスチレンダイマー)固体含有率64%の、メチルカルバメートにより
75%カルバモイル化された溶媒混合液(50%DOWANOL PM/50%
プロピオン酸、3−エトキシエチルエステル)。
【0399】 2 (10.6%トリメチロールプロパン/22.7% 2,2,4−トリメ
チル−1,3−ペンタンジオール/17.5%ネオペンチルグリコール/49.
2%ヘキサヒドロプタル酸無水物)固体含有率69%の、メチルカルバメートに
より75%カルバモイル化された溶媒混合液(44%DOWANOL PM/5
6%DOWANOL PMアセテート)。
【0400】 予混合体3:
【0401】
【表27】 2−ブトキシエチルアセテート溶媒はUnion Carbide Co
rpより市販されている。
【0402】 2−(ブトキシエトキシ)エチルアセテートはUnion Carbid
e Corpより市販されている。
【0403】 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている2−(2H−ベンゾトリアゾール−2イル)−6−(1−メチル−
1−フェニルエチル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノー
ルUV吸収剤。
【0404】 置換型ベンゾトリアゾールUV光安定化剤。
【0405】 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている立体障害型アミン光安定化剤。
【0406】 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されているビス−(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4
−ピペリジニル)セバケートヒンダードアミノエーテル光安定化剤。
【0407】 Cytec Insustries Inc.より入手可能なメチル化−
ブチル化メラミン−ホルムアルデヒド樹脂。
【0408】 Solutia Inc.入手可能なメチル化メラミン−ホルムアルデヒ
ド樹脂。
【0409】 予混合体4:
【0410】
【表28】 2−ブトキシエチルアセテート溶媒はUnion Carbide Co
rpより市販されている。
【0411】 2−(ブトキシエトキシ)エチルアセテートはUnion Carbid
e Corpより市販されている。
【0412】 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている2−(2H−ベンゾトリアゾール−2イル)−6−(1−メチル−
1−フェニルエチル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノー
ルUV吸収剤。
【0413】 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている立体障害型アミン光安定化剤。
【0414】 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されているビス−(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4
−ピペリジニル)セバケートヒンダードアミノエーテル光安定化剤。
【0415】 Cytec Insustries Inc.より入手可能なメチル化−
ブチル化メラミン−ホルムアルデヒド樹脂。
【0416】 Solutia Inc.入手可能なメチル化メラミン−ホルムアルデヒ
ド樹脂。
【0417】 コーティング組成物5−16に、予混合体1、2、3及び4由来の成分の予備
混合物が使用された。コーティング組成物5−16を形成する成分は下表7−9
に掲載されている。記載量はグラム単位の総重量部であり、カッコ内の量は組成
物を形成する成分の固体樹脂重量を基にした重量%である。各成分は攪拌しなが
ら連続的に混合された。 表7
【0418】
【表29】 表8
【0419】
【表30】 表9
【0420】
【表31】 DuPontより入手可能な、固体含有率60%のMw6700、Mn2
600の流動制御剤のキシレン液。
【0421】 Chemcentral入手可能なドデシルベンゼンスルホン酸。
【0422】 2−ブトキシエチルアセテート溶媒はUnion Carbide Co
rpより市販されている。
【0423】 2−(ブトキシエトキシ)エチルアセテートはUnion Carbid
e Corpより市販されている。
【0424】 室温にて#4FORD流出カップを用い秒単位で測定された粘度。
【0425】 コーティングの%固体含有率は、一定量のコーティングを取り、それを風袋測
定されているアルミ皿に乗せコーティング重量を記録することで決定した。キシ
レン3mlをアルミニウム皿に加え、コーティングを溶解/又は分散させた。次
にコーティングをオーブン内にて230°F(110℃)に60分間加熱した。
オーブから取り出した後、アルミニウム皿を冷却し、再度重量測定し、非揮発性
物質含有量(固体重量%)を次式より計算した:%固体含有量=(F−T)÷(
I−T)*100。式中Fは残存コーティング及びアルミニウム皿のgで表した
最終重量であり、I=gで表したコーティング及びアルミニウム皿の初期重量で
あり、T=gで表したアルミニウム皿の風袋重量であり、100は%の変換係数
である。
【0426】 試験 コーティング組成物1−12を着色ベースコートにスプレーし、下塗り電着ス
チールパネル上にカラー−プラス−透明配合コーティングを形成した。用いたパ
ネルは共にPPG Industries、Inc.より入手可能なED510
0電着コートとPCV70100Mプライマーでコーティングされた冷間圧延鋼
パネル(大きさ4インチ×12インチ(10.16cm×30.48cm))で
ある。
【0427】 試験パネルはミシガン州、ヒルスデール(Hillsdale)にあるACT Laboratories、Inc.よりAPR30471として入手できる
【0428】 コーティング組成物1−5は2種類のベースコート、即ちHWB9517、P
PG Industiries、Inc.より市販されている黒色水性アクリル
/メラミンベースコート、及び以下に示す組成を持つ黒色水性アクリル/メラミ
ンベースコート(BasecoatX)について試験された。コーティング組成
物6−12はBasecoatXを用い評価された。
【0429】 BasecoatX
【0430】
【表32】 Union Carbide Corp.より市販されているエチレング
リコールモノヘキシルエーテル溶媒。
【0431】 Shell Oil and Chemical Co.,より入手可能
なビスフェノールAのポリグリシジルエーテルであるNPON828より調製さ
れたリン酸化エポキシ;重量比83:17にてリン酸と反応。
【0432】 Ciba Speciality Chemicals Corpより入
手可能な置換型ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール。
【0433】 Cytec Industries、Inc.より入手可能なメチル化メ
ラミンホルムアルデヒド樹脂。
【0434】 イタリアのLambertiより入手可能なアクリル性シックナー。
【0435】 Shell Chemical Co.より入手可能な溶媒。
【0436】 Byk Chemieより入手可能な変形剤。
【0437】 以下の如く調製されるアクリル性ラテックス:ポリエステルを温度計、機
械式攪拌機、濃縮装置、乾燥窒素散布機及び加熱用マントルを備えた4ツ口丸底
フラスコの中で調製した。次の成分を用いた: 1103.0g イソステアリン酸 800.0g ペンタエリスリトール 470.0g クロトン酸 688.0g 無水フタール酸 6.1g ジブチリンオキシド 6.1g トリフェニルホスフィット 1170.0g 酢酸ブチル 4.0g イオノール(ブチル化ヒドロキシトルエン) 先頭の6種類の成分はフラスコ中にて、245mlの蒸留水が採集され、そし
て酸価が46に低下するまで210℃の温度で攪拌された。物質を77℃まで冷
却し、残りの2成分を攪拌しながら加えた。最終産物はヒドロキシル価54.0
、Gardner−Holdt粘度Z+、重量平均分子量45,600、非揮発
性物質含有率70.2%の粘調な黄色の液体であった。予乳剤は以下の成分を一
緒に攪拌することで調製された: 286.0g 例3のポリエステル 664.0g 酢酸ブチル 30.0g エチレングリコールジメタクリレート 20.0g アクリル酸 46.4g ドデシルベンゼンスルホン酸(70%イソプロパノール液
) 14.3g ジメチルエタノールアミン 1000.0g 水 反応はラテックする例Iと同一方法及び材料を使い行われた。反応発熱は23
℃ないし80℃であった。ラテックスの最終pHは6.1であり、非揮発性物質
含有率は42.4%、粒子サイズは105nm、Brookfield粘度は1
4cps(スピンドル#1、50rpm)であった。
【0438】 Akzo Nobelより入手可能な流動性制御剤。
【0439】 10 Union Carbide Corp.より入手可能なジメチルエタ
ノールアミン、50%水溶液。
【0440】 11 結合剤に対する総色素比0.35の、アクリル粉砕媒体(35%ブチル
アクリレート、30%スチレン、18%ブチルメタクリレート、8.5%2−ヒ
ドロエチルアクリレート、8.5%アクリル酸)中に分散されたMONARCH
BLACK1300としてCabot Corpより入手可能な黒色色素。
【0441】 ベースコートの2コートは、電着コートされた下塗り済みスチールパネルに室
温(70°F(21℃))にて自動スプレーされた。2ベースコート層間へのフ
ラッシュは不可能であった。ベースコートの全乾燥フィルム厚は、0.5ないし
0.7ミル(13ないし17マイクロメートル)を目標とした。2回目のベース
コートを適用した後、ベースコーテッドパネルをフォースフラッシュする前に1
ないし10分間、室温でエアーフラッシュした。HWB9517にてベースコー
ティングされたパネルでは、フォースフラッシュは200°F(93℃)で10
分間行った。BasecoatXでベースコーティングされたパネルは、200
°F(93℃)5分間フォースフラッシュされた。コーティング組成物1−12
はそれぞれ、適用間に90秒間の室温フラッシュを行う2回コート形式でベース
コーテッドパネルに自動スプレーされた。全透明コートは1.6ないし1.8ミ
ル(41ないし46マイクロメートル)の乾燥フィルム厚で適用された。全ての
コーティングは室温にて10分間エアーフラッシュにかけられた。各コーティン
グより調製されたパネルは30分間、285°F(141℃)にてベーキングさ
れ、コーティングを完全に硬化させた。パネルは水平位置にてベーキングされた
【0442】 重ね塗り接着性を試験するために、各コートに別のベースコートと透明コート
又は透明コートのみを以下記載の様にしてコーティングした。例1−5はHWB
9517又はBasecoatX、及び元々のパネルと同じコーティング組成物
1−5により重ね塗りされた。例6−12はBasecoatXと、元のパネル
と同じコーティング組成物6−12で重ね塗りされた。例えば元々HWB951
7の上にコーティング組成物5が塗られていた場合には(上記の如く調製)、H
WB9517とコーティング組成物5透明コートで重ね塗りされた。例1−12
の元パネルの半数はベースコート塗装と透明コート塗装され、残りの半数は透明
コート塗装のみ行われた。パネルを重ね塗りするため、元パネルの下側半分をア
ルミホイルで覆い、次にそれぞれのベースコートを上記同様に自動スプレーした
。フォイルを取り除くと、上半分はベースコートによりコーティングされ、下半
分は元のコーティング層のみを持つ元パネルが得られた。次に上記同様に、パネ
ル全体に各透明コートを自動スプレーした。その結果、半分は最初のスプレーに
よるベースコート/透明コート及び重ね塗りスプレーによるベースコート/透明
コートの別の層でコーティングされることになった(B/C/B/C)。得られ
たパネルの残り半分は初回スプレーのベースコート/透明コートと、重ね塗りス
プレーによる別層の透明コートでコーティングされた。
【0443】 コーティングの特性は、HWB9517ベースコートに例1−5を用いた例に
ついては下表10に、そしてBasecoatXに関し例1−12を用いた例に
つては表11に報告されている。 表10
【0444】
【表33】 表11
【0445】
【表34】 120°光沢は、Paul N.Gardner Company、Incよ
り入手可能な統計的Novo−Gloss20°光沢計で測定された。
【0446】 2 コーテッドパネルは、イリノイ州、シカゴにあるAtlas Elect
rical Devices Companyより入手可能なAtlas AA
TCC引っ掻き試験機、モデルCM−5を使い、荷重を加えた紙ヤスリで10回
往復して擦り、コーテッド表面を直線的に引っ掻く引っ掻き試験にかけた。使用
した紙ヤスリは#M 281Q WETORDRY(商標)PRODUCTIO
N(商標)9ミクロン研磨紙であり、ミネソタ州セントポールにある3M Co
mpanyより市販されている。続いてパネルを水道水で濯ぎ、注意深くペーパ
ータオルでたたき乾燥させた。各試験パネルの引っ掻き面について20°光沢を
測定した(初期20°光沢に用いたものと同一の光沢計を使用する)。引っ掻き
試験の結果は、引っ掻き面の最低20°光沢測定値を用い、次の計算式を使って
引っ掻き試験後に保持されている初期光沢の%として報告される:100%*引
っ掻き後光沢÷初期光沢。より高い保持光沢の%が望まれる。
【0447】 3 風化後引っ掻き抵抗性(保持引っ掻き抵抗性)は、引っ掻き試験にかけて
いない試験パネルをQ Panel Lab Productsより入手可能な
QUV加速風雨か試験機のUVA−340バルブに曝して風化シミュレーション
に かけた後、上記引っ掻き試験法を用いて測定された。試験は以下の通りである
:70℃8時間UVAに曝露した後、UVA無しの50℃、4時間の濃縮サイク
ルを1サイクルとした(全試験時間は標中に示した)。引っ掻き試験の結果は、
引っ掻き面の最低20°光沢測定値を用い、次の計算式を使って引っ掻き試験後
に保持されている初期光沢の%として報告される:100%*引っ掻き後光沢÷
初期光沢。より高い保持光沢の%が望まれる。
【0448】 4 Knoop硬度は、Tukon社製マイクロ硬度計を用いて作られたコー
ティング内の圧痕の大きさから求められた硬度測定値である。Tukonマイク
ロ硬度計は、ダイヤモンドチップをつかって表面に25gの負荷を加え、コーテ
ッドコーティング内に圧痕を作る。圧痕の大きさは顕微鏡をつかって測定される
。次に圧痕の大きさをKnoop硬度測定値に変換する。使用したTukonマ
イクロ硬度計はTukonマイクロ硬度試験装置モデル300で、Instro
n Corporationの一部門である、Wilson Instrume
nts製である。
【0449】 重ね塗り接着性試験は、修復コーティングをシミュレーションするために
元の層(スチール/電気沈着/下塗り/ベースコート/透明コート)への重ね塗
り層(ベースコート/透明コート又は透明コートのみのいずれか)の接着を試験
する。1.5mmの間隔が開いたツースをもった11ブレード型クロー(ブレー
ド及びハンドル/ブレードホルダーはPaul N。Gardner Comp
any、Incより入手できる)を用いてコーテッドコーティングに罫書きした
。第2セットの罫書きを、第一セットの罫書きの先頭部に重ねて、それに対し垂
直に行う2セットの罫書きを行った。剥がれたコーティングの薄片やリボンをパ
ネルから拭き取り、荷造りグテープ(3M Companyより入手可能な3M
#988)を交叉マーキング上にしっかり、平滑になる様に貼った。90秒後、
テープを試験機に向かって、できるだけパネルと平行に一気に刃がした。罫書き
した面を調べ、次のスケールに従い機材に重ね塗りした層からの剥がれの度合い
を等級付けした: 5=切断端が完全に平滑で格子方格の剥がれがない。
【0450】 4=交差点にコーティングの小薄片の剥がれがある。面積の5%未満が影響を
受けている。
【0451】 3=切断部の端部と交差点に沿って小薄片が剥がれている。格子面積の5ない
し15%が影響を受けている。
【0452】 2=コーティングが端部及び平方部分に沿ってはげる。格子面積の15ないし
35%が影響を受けている。
【0453】 1=コーティングが大型のリボンとなって切断端部にそって剥がれるか、又は
ます目全体が剥がれる。格子面積の35%ないし65%が影響を受けている。
【0454】 0=等級1よりひどい薄片脱落又は剥がれ。格子面積の65%以上が影響を受
けている。 例29 二重硬化(紫外線照射と熱硬化)コーティング組成物は以下の様に調製し、評
価された。
【0455】 コーティング組成物は、各成分を下表掲載の順番に攪拌しながら加えることで
作製された。アクリルポリオール及びイソシアヌレートは、その他の成分添加前
に予備混合した。
【0456】
【表35】 1 Sartomer Compnay,Incより入手可能なジトリメチロ
ールプロパンテトラアクリレート。
【0457】 2 MBA(14.5)、BA(14.5)HEMA(20.4)、HPMA
(22.6)、イソボルニルMA(27.6)、AA(0.4)。以下の特性を
有するアクリルポリオール:Exxonより入手可能なAROMATIC100
中に固形物67%、Mw2336、Mn1236、OH値116.8。
【0458】 3 Ciba−Geigy Corporationより入手可能。
【0459】 4 Bayer Corporationより入手可能。
【0460】 コーティング組成物は以下記載の前処理とベースコート処理済みのパネルの上
に適用された。用いたパネルはED5000電着コート(PPG Indust
ries、Incより入手可能)でコーティングされた冷間圧延鋼パネル(大き
さ4インチ×12インチ(10.16cm×30.48cm))である。試験パ
ネルはミシガン州、ヒルスデール(Hillsdale)にあるACT Lab
oratories、Inc.より入手できる。ベースコート(PPG Ind
ustiries、Incより入手可能なBWB−8555ブラックウォーター
ボーンベースコート)は0.6ミル(15マイクロメートル)の乾燥フィルム厚
でスプレー適応され、30分間、285°F(141℃)にて完全にベーキング
された。本発明のコーティング組成物はベースコートの上に、7ミル(179マ
イクロメートル)のドローダウンバーを用い、約1.0−1.2ミル(26−3
1マイクロメートル)乾燥フィルム厚で適用された。透明コートは室温(25℃
)で5分間フラッシュされ、続いて線速度70フィート/分(21.3メートル
/分)で576mジュール/cmの紫外光を用い硬化させ、次に285°F(
141℃)、30分で熱硬化させた。
【0461】 パネル上のコーティングを、次の様にして引っ掻き抵抗性について評価した。
20°光沢は、Gardner Company、Inc.より入手できる統計
式Novo−Gloss20°光沢計を使い測定された。コーテッドパネルは、
イリノイ州シカゴのAtlas Electrical Devices Co
mpnay社より入手可能なAtlas AATCC引っ掻き試験機、モデルC
M−5を使って荷重をかけた紙ヤスリで10回、往復して擦りコーテッド表面を
直線的に引っ掻くことで、引っ掻き試験にかけた。紙ヤスリは3M 281QW
ETORDRY(商標) PRODCUTION(商標)9ミクロン研磨紙シー
トであり、ミネソタ州、セントポールの3M社より市販されている。次にパネル
を水道水で濯ぎ、注意深くペーパータオルで叩き、乾燥させた。各試験パネルの
引っ掻き面について20°光沢を測定した(初期20°光沢に用いたものと同一
の光沢計を使用する)。引っ掻き試験の結果は、引っ掻き面の最低20°光沢測
定値を用い、次の計算式を使って引っ掻き試験後に保持されている初期光沢の%
として報告される:100%*引っ掻き後光沢÷初期光沢。より高い保持光沢%
が望ましい。
【0462】 試験結果を下表12に示す。 表12
【0463】
【表36】 例30 重合度約3ないし7の反応性シリコン液のヒドロシリル化産物、即ち(Si−
O)ないし(Si−O)であるポリシロキサンポリオールを調製した。ポリ
シロキサンポリオールは、以下に示す割合の成分混合体を同比率でスケールアッ
プしたバッチより調製された:
【0464】
【表37】 BASF社より市販されているポリシロキサン含有水酸化ケイ素。
【0465】 2塩化水銀測定に基づく当量重量。
【0466】 窒素ブランケットを維持する手段を備えた好適反応容器に、添加物I及び全モ
ノマー固形物の20ないし25ppmに相当する量の重炭酸ナトリウムを加え、
窒素ブランケット下に75℃まで温度を漸次上昇させた。その温度で5.0%の
添加物IIを攪拌しながら加え、続いて全モノマー固形物を基に10ppmの活
性白金に等しい量の添加物IIIを加えた。次に半応液を95℃まで発熱さえ、
この時点で添加物IIの残りを温度が95℃を越えない様に加えた。添加終了後
、反応温度を95℃に保ち、赤外分光光度計により水酸化ケイ素の吸収バンド(
Si−H、2150cm−1)の消失をモニターした。
【0467】 シリカ分散体AA コロイドシリカ分散体は次の様に調製された。真空蒸留装置を備えた4つ口反
応フラスコをN2でフラッシュした。反応フラスコに1500.9gの上記ポリ
シロキサンポリオール、Nissan Chmeicalより市販されているO
RGANOSILICASOL(商標)MT−STコロイドシリカを3751.
1、及び960.4gのメチルアミルケトンを加えた。得られた混合液を70m
mHg、31℃にて真空蒸留した。
【0468】 フィルム形成組成物 予混合配合体:(各成分は攪拌しながら連続的に混合された) 例1(99−346−91A)
【0469】
【表38】 2−ブトキシエチルアセテート溶媒はUnion Carbide Co
rpより市販されている。
【0470】 2−(ブトキシエトキシ)エチルアセテートはUnion Carbid
e Corpより市販されている。
【0471】 Chiba Specialty Chemicals Corpより入
手できる2−(2H−ベンゾトリアゾール−2イル)−6−(1−メチルー1−
フェニルエチル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノールU
V吸収剤。
【0472】 Chiba Specialty Chemicals Corpより市
販されている立体障害型アミン光安定化剤。
【0473】 例1の成分の予混合体は、例2及び3に使用された。例2及び3の組成物は下
表1に列挙されている。掲載量はグラムで表された総重量部であり、カッコ内の
数値は固体樹脂重量を基にした重量%である。各成分は攪拌しながら連続的に混
合された。 表13
【0474】
【表39】 Solutia Incより入手可能なメチル化−ブチル化メラミン−ホ
ルムアルデヒド樹脂。
【0475】 アクリル樹脂(30%スチレン、19.9%ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、28.7%CarduraE(Shell Chemical Co.よ
り入手できる)、9.5%アクリル酸、及び12%エチルヘキシルアクリレート
)の固体含有率65%のSOLVESSO100(Exxon Chemica
ls Americaより入手できる)溶液。
【0476】 DuPontより入手可能な、固体含有率60%のMw6700、Mn2
600の流動制御剤のキシレン液。
【0477】 ドデシルベンゼンスルホン酸液、ジイソプロパノールアミンでブロック
され91%中和された、40%酸個体含有エタノール液。
【0478】 Chemcentral入手可能なドデシルベンゼンスルホン酸。
【0479】 CYTEC Industries、Inc.より入手可能なトリス(ア
ルキルカルバモイル)トリアジン架橋剤。
【0480】 Baxenden Chmeical Limitedより入手可能なイ
ソホロンの3,5−ジメチルピラゾールブロックドイソシアヌレート。
【0481】 2−ブトキシエチルアセテート溶媒はUnion Carbide Co
rpより市販されている。
【0482】 2−(ブトキシエトキシ)エチルアセテートはUnion Carbid
e Corpより市販されている。
【0483】 室温にて#4FORD流出カップを用い秒単位で測定された粘度。
【0484】 試験 例2及び3のフィルム形成組成物は着色ベースコートにスプレーされ、下塗り
電着コートスチールパネル上にカラー−プラス−透明配合コーティングを形成し
た。使用したパネルは共にPPG Industries、Inc.より入手可
能なED5100電着コートとPCV70100Mプライマーでコーティングさ
れた冷間圧延鋼パネル(大きさ4インチ×12インチ(10.16cm×30.
48cm))である。試験パネルはミシガン州、ヒルスデール(Hillsda
le)にあるACT Laboratories、Inc.よりAPR3047
1として入手できる。
【0485】 PPG Industiries、Incより入手可能な黒着色ウォターベー
スアクリル/メラミンベースコート(BasecoatZ)を使用した。Bas
ecoatZの組成を以下に示す。
【0486】 BasecoatZ
【0487】
【表40】 Lyondell Petrochemicalより入手可能な溶媒。
【0488】 Cytec Industries、Inc.より入手可能なメチル化メ
ラミンホルムアルデヒド樹脂。
【0489】 Ciba Speciality Chemicals Corpより入
手可能な置換型ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール。
【0490】 Shell Oil and Chemical Co.,より入手可能
なビスフェノールAのポリグリシジルエーテルであるNPON828より調製さ
れたリン酸化エポキシ;重量比83:17にてリン酸と反応。
【0491】 Union Carbide Corp.より入手可能なジメチルエタノ
ールアミン、50%水溶液。
【0492】 アクリル性ラテックスは次の用に調製された:ポリエステルを温度計、機
械式攪拌機、濃縮装置、乾燥窒素散布機及び加熱用マントルを備えた4ツ口丸底
フラスコの中で調製した。次の成分を用いた: 1103.0g イソステアリン酸 800.0g ペンタエリスリトール 470.0g クロトン酸 688.0g 無水フタール酸 6.1g ジブチリンオキシド 6.1g トリフェニルホスフィット 1170.0g 酢酸ブチル 4.0g イオノール(ブチル化ヒドロキシトルエン) 先頭の6種類の成分はフラスコ中にて、245mlの蒸留水が採集され、そし
て酸価が46に低下するまで210℃の温度で攪拌された。物質を77℃まで冷
却し、残りの2成分を攪拌しながら加えた。最終産物はヒドロキシル価54.0
、Gardner−Holdt粘度Z+、重量平均分子量45,600、非揮発
性物質含有率70.2%の粘調な黄色の液体であった。予乳剤は以下の成分を一
緒に攪拌することで調製された: 286.0g 例3のポリエステル 664.0g 酢酸ブチル 30.0g エチレングリコールジメタクリレート 20.0g アクリル酸 46.4g ドデシルベンゼンスルホン酸(70%イソプロパノール液
) 14.3g ジメチルエタノールアミン 1000.0g 水 反応はラテックする例Iと同一方法及び材料を使い行われた。反応発熱は23
℃ないし80℃であった。ラテックスの最終pHは6.1であり、非揮発性物質
含有率は42.4%、粒子サイズは105nm、Brookfield粘度は1
4cps(スピンドル#1、50rpm)であった。 Shell Chem
ical Co.より入手可能な溶媒。
【0493】 4%ジメチロールプロピオン酸、16%DesmodurW(Bayer
より入手可能)、9.3%ジメチルジイソシアネート、22.8%FORMRE
Z66−56(Witco Corp.)、5.7%MPEG2000(Uni
con Carbide Corp.)、22.6%メチルメタクリレート、1
5.6%ブチルアクリレート、1.6%エチレングリコールジメタクリレート、
2.1%ジエチレントリアミン、0.3%過硫酸アンモニウムより成るポリウレ
タンアクリル。
【0494】 結合剤に対する総色素比0.35の、アクリル粉砕媒体(35%ブチルア
クリレート、30%スチレン、18%ブチルメタクリレート、8.5%2−ヒド
ロエチルアクリレート、8.5%アクリル酸)中に分散されたMONARCH
BLACK1300としてCabot Corpより入手可能な黒色色素。
【0495】 ベースコートの2コートは、電着コートされた下塗り済みスチールパネルに室
温(70°F(21℃))にて自動スプレーされた。2回のベースコート適用の
間にフラッシュは行わなかった。ベースコートの全乾燥フィルム厚は、0.5な
いし0.66ミル(17マイクロメートル)を目標とした。2回目のベースコー
トを適用した後、ベースコーテッドパネルをフォースフラッシュする前に1ない
し10分間の室温でエアーフラッシュした。フォースフラッシュは200°F(
93℃)で10分間行った。例2及び3の透明コーティング組成物をそれぞれ、
適用間に90秒間の室温フラッシュを行う2回コート形式でベースコーテッドパ
ネルに自動スプレーされた。透明コートの全乾燥フィルム圧は1.78ミル(4
5マイクロメートル)であった。全てのコーティングは室温にて10分間エアー
フラッシュにかけられた。各コーティングより調製されたパネルは30分間、2
85°F(141℃)にてベーキングされ、コーティングを完全に硬化させた。
パネルは水平位置にてベーキングされた。
【0496】 コーティングの特性を下表14に示す。 表14
【0497】
【表41】 20°光沢は、Paul N.Gardner Company、Incよ
り入手可能な統計的Novo−Gloss20°光沢計で測定された。
【0498】 コーテッドパネルは、イリノイ州、シカゴにあるAtlas Elect
rical Devices Companyより入手可能なAtlas AA
TCC引っ掻き試験機、モデルCM−5を使い、荷重を加えた紙ヤスリで10回
往復して擦り、コーテッド表面を直線的に引っ掻く引っ掻き試験にかけた。使用
した紙ヤスリは#M 281Q WETORDRY(商標)PRODUCTIO
N(商標)9ミクロン研磨紙であり、ミネソタ州セントポールにある3M Co
mpanyより市販されている。続いてパネルを水道水で濯ぎ、注意深くペーパ
ータオルでたたき乾燥させた。各試験パネルの引っ掻き面について20°光沢を
測定した(初期20°光沢に用いたものと同一の光沢計を使用する)。引っ掻き
試験の結果は、引っ掻き面の最低20°光沢測定値を用い、次の計算式を使って
引っ掻き試験後に保持されている初期光沢の%として報告される:100%*引
っ掻き後光沢÷初期光沢。より高い保持光沢の%が望まれる。 例31 本発明のコーティング組成物は以下成分の混合体より調製された:
【0499】
【表42】 1 14.5%BA、14.5%BMA、27.6%IBoMA、22.6%
HPMA、20.4%HEMA、0.4%AAを含む、Mn1700、Mw32
27のアクリルポリオール。
【0500】 2 AKZO Nobelより入手可能な垂み制御剤を含む熱硬化性ヒドロキ
シル化アクリルコポリマー。
【0501】 本発明のコーティング組成物は以下成分の混合体からも調製された:
【0502】
【表43】 1 19%BA、18.5%BMA、40%HPA、20%スチレン、0.5
%MMA、2%AAを含むMw7100のアクリルポリオール。
【0503】 本発明の組成物は良好な初期及び保持擦傷抵抗性、光沢やイメージの際だちと
いった良好な外観、及び良好な柔軟性や耐候性といった物理特性を含むがこれに
限定されない、コーティング応用に於ける様々な利点を提供できる。
【0504】 当業者は上記態様の発明の概念から逸脱することなくこれを変更できることを
理解するだろう。従って、本発明は開示の特定態様に限定されるものではなく、
添付クレームに規定される発明の精神と範囲内にある変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 コロイドシリカ及びポリシロキサンの両方を含む、本発明による硬化された透
過型トップコーティング組成物の断面の透過型電子顕微鏡像(30,000倍)
【図2】 コロイドシリカを含むがポリシロキサンは含まない、本発明による硬化された
透過型トップコーティング組成物比較例断面の透過型電子顕微鏡像(30,00
0倍)。
【図3】 図1の硬化された透過型トップコーティングの断面の透過型電子顕微鏡像、倍
率54,000倍;
【図4】 コロイドシリカ及びポリシロキサンのプレフォーム形成分散を含む、本発明の
硬化された透過型トップコーティング組成物断面の透過型電子顕微鏡像(105
,000倍)。
【図5】 市販の2成分型ポリウレタンコーティングの引っ掻き(擦傷)抵抗性を表示す
、所定引っ掻き距離全体への負荷関数となる引っ掻き深度の図。
【図6】 本発明のコロイドシリカとポリシロキサンを含む2成分型コーティング引っ掻
き(擦傷)抵抗性を示す、所定引っ掻き距離全体への負荷関数となる引っ掻き深
度の図。
【図7】 2%のコロイドシリカを含むプレフォームポリシロキサン分散を含むコーティ
ング表面にほぼ垂直に撮った、本発明の硬化された透過型トップコーティング組
成物断面の透過型電子顕微鏡像(105,000倍)。
【図8】 2%のコロイドシリカを含むプレフォームポリシロキサン分散を含むコーティ
ング表面に対しある角度をもって撮った、本発明の硬化された透過型トップコー
ティング組成物断面の透過型電子顕微鏡像(105,000倍)。
【図9】 8.5%のコロイドシリカを含むプレフォームポリシロキサン分散を含むコー
ティング表面にほぼ垂直に撮った、本発明の硬化された透過型トップコーティン
グ組成物断面の透過型電子顕微鏡像(105,000倍)。
【図10】 8.5%のコロイドシリカを含むプレフォームポリシロキサン分散を含むコー
ティング表面にある角度をもって撮った、本発明の硬化された透過型トップコー
ティング組成物断面の透過型電子顕微鏡像(105,000倍)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 09/489,132 (32)優先日 平成12年1月21日(2000.1.21) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,YU, ZA,ZW (72)発明者 バーカク,カレン エー. アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15668, マリーズビル,オークリッジ レーン 322 (72)発明者 デイソー,シャウン エー. アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15317, マコーレイ,ロビンフッド レーン 118 (72)発明者 ハートマン,マービス イー. アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15238, ピッツバーグ,ローリンス ラン ロード 144 (72)発明者 ヘイス,デボラ イー. アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15147, ベローナ,シャノン ロード 7055 (72)発明者 ホックスウェンダー,トーマス アール. アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15044, ギブソニア,ウェッジウッド ドライブ 165 (72)発明者 カスター,キマリー エル. アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15237, ピッツバーグ,レイス ラン ロード 109 (72)発明者 マッコルム,グレゴリー ジェイ. アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15044, ギブソニア,ブロンウィン コート 5130 (72)発明者 ナカジマ マサユキ アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15090, ウェックスフォード,グレンチェスター ドライブ 2604 (72)発明者 オルソン,カート ジー. アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15044, ギブソニア,ベイカーストウン ロード 3935 (72)発明者 サドバリー,リチャード ジェイ. アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15235, ピッツバーグ,フィールディング ドライ ブ 456 (72)発明者 シンプソン,デニス エー. アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15090, ウェックスフォード,ミンゴ ロード 204 (72)発明者 ティブジー,シャーリン アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15101, アリソン パーク,サウス コート 8830 #304 (72)発明者 ウィルト,トゥルーマン エフ. アメリカ合衆国,ペンシルベニア 15026, クリントン,サンディー ドライブ 154 Fターム(参考) 4J038 DA112 DB002 DG181 DG302 DL031 DL051 GA01 GA02 GA03 GA06 GA07 GA08 GA09 GA11 HA216 HA446 JA20 JA21 JA39 JC13 JC24 JC31 JC32 JC35 KA03 KA04 KA08 KA09 KA14 KA20 NA01 NA11 PA17 PA19 PB07

Claims (132)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)少なくとも1個の反応性官能基を含む少なくとも1種
    のポリシロキサン、 (b)該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基
    および少なくとも1種の反応体の少なくとも1個の官能基から選択された少なく
    とも1個の官能基と反応性である少なくとも1個の官能基を含む少なくとも1種
    の反応体、および (c)無機粒子、複合粒子およびそれらの混合物から選択された複数個の粒子
    を含む諸成分から形成された組成物であって、 各成分は、異なっており、かつ 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基は、該
    粒子と実質的に非反応性である 上記組成物。
  2. 【請求項2】 該少なくとも1種のポリシロキサンの各少なくとも1個の反
    応性官能基が、同一でも異なっていてもよくそしてヒドロキシル基、カルボキシ
    ル基、イソシアネート基、ブロックトポリイソシアネート基、第1級アミン基、
    第2級アミン基、アミド基、カルバメート基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、
    不飽和エステル基、マレイミド基、フマレート基、無水物基、ヒドロキシアルキ
    ルアミド基およびエポキシ基から選択される、請求の範囲第1項の組成物。
  3. 【請求項3】 該少なくとも1種のポリシロキサンが、少なくとも2個の反
    応性官能基を含む、請求の範囲第1項の組成物。
  4. 【請求項4】 該少なくとも1種のポリシロキサンの各少なくとも1個の反
    応性官能基が、同一でも異なっていてもよくそしてヒドロキシル基、カルバメー
    ト基、エポキシ基、カルボキシル基およびカルバメート基から選択された少なく
    とも1個の反応性官能基を含む、請求の範囲第1項の組成物。
  5. 【請求項5】 該少なくとも1種のポリシロキサンの各少なくとも1個の反
    応性官能基が、同一でも異なっていてもよくそしてヒドロキシル基およびカルバ
    メート基から選択された少なくとも2個の反応性官能基を含む、請求の範囲第4
    項の組成物。
  6. 【請求項6】 該少なくとも1種のポリシロキサンの各少なくとも1個の反
    応性官能基が、同一でも異なっていてもよくそしてオキシアルキレン基および少
    なくとも2個のヒドロキシル基を含む、請求の範囲第4項の組成物。
  7. 【請求項7】 該少なくとも1種のポリシロキサンが、該組成物のその他の
    成分に添加された時に、該組成物を形成する該諸成分の樹脂固形分の総重量を基
    準として0.01から90重量パーセントの範囲の量にて該組成物中に存在する
    、請求の範囲第1項の組成物。
  8. 【請求項8】 該少なくとも1種のポリシロキサンが、少なくとも2重量パ
    ーセントの量にて存在する、請求の範囲第7項の組成物。
  9. 【請求項9】 該少なくとも1種のポリシロキサンが、少なくとも5重量パ
    ーセントの量にて存在する、請求の範囲第8項の組成物。
  10. 【請求項10】 該少なくとも1種のポリシロキサンが、少なくとも10重
    量パーセントの量にて存在する、請求の範囲第9項の組成物。
  11. 【請求項11】 該粒子が、フュームドシリカ、無定形シリカ、コロイドシ
    リカ、アルミナ、コロイドアルミナ、二酸化チタン、酸化セシウム、酸化イット
    リウム、コロイドイットリア、ジルコニア、コロイドジルコニアおよび前記のも
    ののいずれかの混合物から選択される、請求の範囲第1項の組成物。
  12. 【請求項12】 該粒子が、表面処理されている、請求の範囲第1項の組成
    物。
  13. 【請求項13】 該粒子が、コロイドシリカを含む、請求の範囲第1項の組
    成物。
  14. 【請求項14】 該粒子が、該組成物中への合体前に100ミクロン未満の
    平均粒度を有する、請求の範囲第1項の組成物。
  15. 【請求項15】 該粒子が、該組成物中への合体前に50ミクロン未満の平
    均粒度を有する、請求の範囲第14項の組成物。
  16. 【請求項16】 該粒子が、該組成物中への合体前に1から1000ナノメ
    ートル未満の範囲の平均粒度を有する、請求の範囲第1項の組成物。
  17. 【請求項17】 該粒子が、該組成物中への合体前に1から100ナノメー
    トルの範囲の平均粒度を有する、請求の範囲第16項の組成物。
  18. 【請求項18】 該粒子が、該組成物中への合体前に5から50ナノメート
    ルの範囲の平均粒度を有する、請求の範囲第17項の組成物。
  19. 【請求項19】 該粒子が、該組成物を形成するその他の成分に添加された
    時に、該組成物を形成する該諸成分の樹脂固形分の総重量を基準として0.01
    から75重量パーセントの範囲の量にて該組成物中に存在する、請求の範囲第1
    項の組成物。
  20. 【請求項20】 該粒子が、少なくとも0.1重量パーセントの量にて存在
    する、請求の範囲第19項の組成物。
  21. 【請求項21】 該粒子が、少なくとも0.5重量パーセントの量にて存在
    する、請求の範囲第20項の組成物。
  22. 【請求項22】 該粒子が、少なくとも5重量パーセントの量にて存在する
    、請求の範囲第21項の組成物。
  23. 【請求項23】 該粒子が、20重量パーセント未満の量にて存在する、請
    求の範囲第1項の組成物。
  24. 【請求項24】 該粒子が、10重量パーセント未満の量にて存在する、請
    求の範囲第1項の組成物。
  25. 【請求項25】 該少なくとも1種の反応体が、少なくとも1種の硬化剤か
    ら選択される、請求の範囲第1項の組成物。
  26. 【請求項26】 該少なくとも1種の硬化剤が、アミノプラスト樹脂、ポリ
    イソシアネート、ブロックトポリイソシアネート、ポリエポキシド、多酸および
    ポリオールから選択される、請求の範囲第25項の組成物。
  27. 【請求項27】 該少なくとも1種の硬化剤が、アミノプラスト樹脂および
    ポリイソシアネートから選択される、請求の範囲第25項の組成物。
  28. 【請求項28】 該硬化剤が、該組成物を形成するその他の成分に添加され
    た時に、該組成物を形成する該諸成分の樹脂固形分の総重量を基準として1重量
    パーセントから65重量パーセントの範囲の量にて存在する、請求の範囲第25
    項の組成物。
  29. 【請求項29】 該硬化剤が、少なくとも5重量パーセントの量にて存在す
    る、請求の範囲第28項の組成物。
  30. 【請求項30】 該硬化剤が、少なくとも10重量パーセントの量にて存在
    する、請求の範囲第28項の組成物。
  31. 【請求項31】 該組成物を形成する該諸成分が、(a)とは異なる少なく
    とも1種の薄膜形成物質を含む、請求の範囲第1項の組成物。
  32. 【請求項32】 該少なくとも1種の薄膜形成物質が、少なくとも1個の官
    能基を含むポリマーを含み、しかも該ポリマーは、該少なくとも1種のポリシロ
    キサンに加えてでありかつ該少なくとも1種のポリシロキサンとは異なる、請求
    の範囲第31項の組成物。
  33. 【請求項33】 該少なくとも1種のポリマーの該少なくとも1個の反応性
    官能基が、ヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロックトポ
    リイソシアネート基、第1級アミン基、第2級アミン基、アミド基、カルバメー
    ト基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、不飽和エステル基、マレイミド基、フマ
    レート基、無水物基、ヒドロキシアルキルアミド基およびエポキシ基から選択さ
    れる、請求の範囲第32項の組成物。
  34. 【請求項34】 該少なくとも1種のポリマーの該少なくとも1個の反応性
    官能基が、ヒドロキシル基およびカルバメート基から選択される、請求の範囲第
    32項の組成物。
  35. 【請求項35】 該組成物を形成する該諸成分が、少なくとも1種の触媒を
    含む、請求の範囲第1項の組成物。
  36. 【請求項36】 該少なくとも1種の触媒が、該少なくとも1種の反応体の
    該少なくとも1個の官能基と該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも
    1個の反応性官能基との間の反応を促進するのに十分な量にて存在する、請求の
    範囲第35項の組成物。
  37. 【請求項37】 該少なくとも1種の触媒が、酸触媒である、請求の範囲第
    35項の組成物。
  38. 【請求項38】 該少なくとも1種の触媒が、酸性ホスフェート、置換スル
    ホン酸および未置換スルホン酸から選択される、請求の範囲第35項の組成物。
  39. 【請求項39】 該少なくとも1種の触媒が、酸性リン酸フェニルである、
    請求の範囲第38項の組成物。
  40. 【請求項40】 該組成物を形成する該諸成分が、少なくとも1種の界面活
    性剤を含む、請求の範囲第1項の組成物。
  41. 【請求項41】 該少なくとも1種の界面活性剤が、陰イオン界面活性剤、
    非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤および前記のもののいずれかの混合物
    から選択される、請求の範囲第40項の組成物。
  42. 【請求項42】 該少なくとも1種のポリシロキサンが、少なくとも1種の
    次の構造単位(I) (I) R SiO(4−n−m)/2 〔ここで、各Rは、同一でも異なっていてもよくそしてH、OHまたは一価炭
    化水素基を表し;各Rは、同一でも異なっていてもよくそして少なくとも1個
    の反応性官能基を含む基を表し;mおよびnは、0<n<4、0<m<4および
    2≦(m+n)<4の要件を満たす〕 を有する、請求の範囲第1項の組成物。
  43. 【請求項43】 各Rが、ヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネ
    ート基、ブロックトポリイソシアネート基、第1級アミン基、第2級アミン基、
    アミド基、カルバメート基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、不飽和エステル基
    、マレイミド基、フマレート基、無水物基、ヒドロキシアルキルアミド基および
    エポキシ基から選択された少なくとも1個の反応性官能基を含む基を表す、請求
    の範囲第42項の組成物。
  44. 【請求項44】 ヒドロキシル基、カルバメート基、カルボキシル基および
    エポキシ基から選択された少なくとも1個の反応性官能基を含む基を表す、請求
    の範囲第43項の組成物。
  45. 【請求項45】 該少なくとも1種のポリシロキサンが、次の構造(II)
    または(III) 【化1】 又は 【化2】 〔ここで、 mは、少なくとも1の値を有し、 m′は、0から75の範囲にあり、 nは、0から75の範囲にあり、 n′は、0から75の範囲にあり、 各Rは、同一でも異なっていてもよくそしてH、OH、一価炭化水素基および
    前記のもののいずれかの混合物から選択され、そして 各Rは、同一でも異なっていてもよくそして次の構造(IV) (IV) −R−Xを含み、 各−Rは、同一でも異なっていてもよくそしてアルキレン基、オキシアルキ
    レン基、アルキレンアリール基、アルケニレン基、オキシアルケニレン基および
    アルケニレンアリール基から選択され、そして 各Xは、同一でも異なっていてもよくそしてヒドロキシル基、カルボキシル基
    、イソシアネート基、ブロックトポリイソシアネート基、第1級アミン基、第2
    級アミン基、アミド基、カルバメート基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、不飽
    和エステル基、マレイミド基、フマレート基、無水物基、ヒドロキシアルキルア
    ミド基およびエポキシ基から選択された少なくとも1個の反応性官能基を含む基
    を表す〕 を有する、請求の範囲第1項の組成物。
  46. 【請求項46】 (n+m)が、2から9の範囲にある、請求の範囲第45
    項の組成物。
  47. 【請求項47】 (n′+m′)が、2から9の範囲にある、請求の範囲第
    45項の組成物。
  48. 【請求項48】 (n+m)が、2から3の範囲にある、請求の範囲第46
    項の組成物。
  49. 【請求項49】 (n′+m′)が、2から3の範囲にある、請求の範囲第
    47項の組成物。
  50. 【請求項50】 各Xが、同一でも異なっていてもよくそしてヒドロキシル
    基およびカルバメート基から選択された少なくとも1個の反応性官能基を含む基
    を表す、請求の範囲第45項の組成物。
  51. 【請求項51】 各Xが、同一でも異なっていてもよくそして少なくとも2
    個のヒドロキシル基を含む基を表す、請求の範囲第45項の組成物。
  52. 【請求項52】 各Xが、同一でも異なっていてもよくそしてH、モノヒド
    ロキシ置換された基、および次の構造(V) (V) R−(CH−OH)〔ここで、 Rは、pが2であるとき 【化3】 であり、そしてRは、C〜Cアルキルであるか、あるいは Rは、pが3であるとき 【化4】 である〕 を有する基から選択された少なくとも1個の置換基を含む基を表し、かつXの一
    部は、構造(V)を有する基である、請求の範囲第45項の組成物。
  53. 【請求項53】 mが2であり、そしてpが2である、請求の範囲第52項
    の組成物。
  54. 【請求項54】 該ポリシロキサン(a)が、少なくとも次の反応体 (i)少なくとも1種の式(VI) 【化5】 〔ここで、各置換基Rは、同一でも異なっていてもよくそしてH、OH、一価炭
    化水素基および前記のもののいずれかの混合物から選択された基を表し、Rによ
    り表された基の少なくとも一つはHであり、そしてn′は、ポリシロキサンのS
    iH含有量のパーセントが2から50パーセントの範囲になるように0から10
    0の範囲にある〕 のポリシロキサン、および (ii)ヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロックトポ
    リイソシアネート基、第1級アミン基、第2級アミン基、アミド基、カルバメー
    ト基、尿素基、ウレタン基、ビニル基、不飽和エステル基、マレイミド基、フマ
    レート基、無水物基、ヒドロキシアルキルアミド基およびエポキシ基から選択さ
    れた少なくとも1個の反応性官能基とヒドロシリル化反応を受けることの可能な
    少なくとも1個の不飽和結合とを含む少なくとも1種の分子の反応生成物である
    、請求の範囲第1項の組成物。
  55. 【請求項55】 該少なくとも1個の官能基が、ヒドロキシル基から選択さ
    れる、請求の範囲第54項の組成物。
  56. 【請求項56】 該組成物が形成されるところの該諸成分が、シリル基でブ
    ロックされる少なくとも1個の反応性官能基を有する少なくとも1種の物質を有
    する少なくとも1種の物質を含む、請求の範囲第1項の組成物。
  57. 【請求項57】 該シリルブロック基が、次の構造(IX) 【化6】 〔ここで、R、RおよびRは、同一でも異なっていてもよくそして各々水
    素、1から18個の炭素原子を含むアルキル基、フェニル基およびアリル基から
    選択される〕 を有する、請求の範囲第56項の組成物。
  58. 【請求項58】 該少なくとも1個の反応性官能基が、ヒドロキシル基およ
    びカルボキシル基から選択される、請求の範囲第56項の組成物。
  59. 【請求項59】 該官能基と反応されて該シリル基を形成し得る化合物が、
    ヘキサメチルジシラザン、トリメチルクロロシラン、トリメチルシリルジエチル
    アミン、t−ブチルジメチルシリルクロライド、ジフェニルメチルシリルクロラ
    イド、ヘキサメチルジシリルアジド、ヘキサメチルジシロキサン、トリメチルシ
    リルトリフレート、ヘキサメチルジシリルアセトアミドおよび前記のもののいず
    れかの混合物から選択される、請求の範囲第56項の組成物。
  60. 【請求項60】 該少なくとも1種の物質が、エステル結合、ウレタン結合
    、尿素結合、アミド結合、シロキサン結合およびエーテル結合から選択された少
    なくとも1個の結合を含む、請求の範囲第56項の組成物。
  61. 【請求項61】 該少なくとも1種の物質が、次の構造(X) 【化7】 を有する少なくとも1種の化合物を含む、請求の範囲第56項の組成物。
  62. 【請求項62】 該組成物が、硬化された場合に、引掻き試験後に初期20
    °光沢の50パーセントより大が保留されるような初期耐引掻き性値を有する、
    請求の範囲第1項の組成物。
  63. 【請求項63】 該組成物が、硬化された場合に、引掻き試験後に初期20
    °光沢の40パーセントより大が保留されるような初期耐引掻き性値を有する、
    請求の範囲第1項の組成物。
  64. 【請求項64】 該組成物が、硬化された場合に、引掻き試験後に初期20
    °光沢の30パーセントより大が保留されるような保留耐引掻き性値を有する、
    請求の範囲第1項の組成物。
  65. 【請求項65】 該組成物が、硬化された場合に、引掻き試験後に初期20
    °光沢の40パーセントより大が保留されるような保留耐引掻き性値を有する、
    請求の範囲第1項の組成物。
  66. 【請求項66】 該組成物が、硬化された場合に、そのバルク領域内の粒子
    濃度より大きいところの、その表面領域内の粒子濃度を有する、請求の範囲第1
    項の組成物。
  67. 【請求項67】 請求の範囲第1項の組成物から形成された硬化被膜。
  68. 【請求項68】 硬化された該組成物が、熱硬化されている、請求の範囲第
    67項の硬化被膜。
  69. 【請求項69】 硬化された該組成物が、電離線への暴露により硬化されて
    いる、請求の範囲第67項の硬化被膜。
  70. 【請求項70】 硬化された該組成物が、化学線への暴露により硬化されて
    いる、請求の範囲第67項の硬化被膜。
  71. 【請求項71】 硬化された該組成物が、(1)電離線または化学線および
    (2)熱エネルギーへの暴露により硬化されている、請求の範囲第67項の硬化
    被膜。
  72. 【請求項72】 基材と該基材の少なくとも一部にわたって付着された請求
    の範囲第1項の組成物とを含む被覆基材。
  73. 【請求項73】 基材の上に硬化被膜を形成する方法であって、該基材の少
    なくとも一部にわたって請求の範囲第1項の被覆用組成物を施用することを含む
    上記方法。
  74. 【請求項74】 該被覆用組成物を、該基材への施用後に熱硬化する、請求
    の範囲第73項の方法。
  75. 【請求項75】 該基材が、自動車用基材である、請求の範囲第73項の方
    法。
  76. 【請求項76】 自動車用基材と該自動車用基材の少なくとも一部にわたっ
    て付着された請求の範囲第1項の組成物とを含む自動車用被覆基材。
  77. 【請求項77】 該自動車用基材が、バンパーである、請求の範囲第76項
    の自動車用被覆基材。
  78. 【請求項78】 該自動車用基材が、ボンネットである、請求の範囲第76
    項の自動車用被覆基材。
  79. 【請求項79】 該自動車用基材が、ドアである、請求の範囲第76項の自
    動車用被覆基材。
  80. 【請求項80】 該自動車用基材が、フェンダーである、請求の範囲第76
    項の自動車用被覆基材。
  81. 【請求項81】 該自動車用基材が、ミラーハウジングである、請求の範囲
    第76項の自動車用被覆基材。
  82. 【請求項82】 被覆用着色組成物から付着された下塗と該下塗の少なくと
    も一部にわたって施用された請求の範囲第1項の組成物とを含む多成分複合被膜
    組成物。
  83. 【請求項83】 硬化された該組成物が、トップコートである、請求の範囲
    第82項の多成分複合物。
  84. 【請求項84】 硬化された該組成物が、透明である、請求の範囲第82項
    の多成分複合物。
  85. 【請求項85】 多成分複合物を作製する方法であって、 (a)着色組成物を基材に施用して下塗を形成させ、 (b)請求の範囲第1項の組成物を該下塗の少なくとも一部にわたって施用し
    、そして (c)該組成物を硬化して硬化組成物を形成させる ことを含む上記方法。
  86. 【請求項86】 被覆用の該組成物を、該基材への施用後に熱硬化する、請
    求の範囲第85項の方法。
  87. 【請求項87】 被覆用の該組成物を、該基材への施用後に電離線への暴露
    により硬化する、請求の範囲第85項の方法。
  88. 【請求項88】 被覆用の該組成物を、該基材への施用後に化学線への暴露
    により硬化する、請求の範囲第85項の方法。
  89. 【請求項89】 被覆用の該組成物を、該基材への施用後に(1)電離線ま
    たは化学線および(2)熱エネルギーへの暴露により硬化する、請求の範囲第8
    5項の方法。
  90. 【請求項90】 ポリマー基材またはポリマー被覆基材の耐引掻き性を改善
    する方法であって、請求の範囲第1項の組成物を該基材の少なくとも一部にわた
    って施用することを含む上記方法。
  91. 【請求項91】 ポリマー基材またはポリマー被覆基材の光沢を予定期間に
    わたって保留する方法であって、請求の範囲第1項の組成物を該基材の少なくと
    も一部にわたって施用することを含む上記方法。
  92. 【請求項92】 ポリマー基材またはポリマー被覆基材の光沢を回復する方
    法であって、請求の範囲第1項の組成物を該基材の少なくとも一部にわたって施
    用することを含む上記方法。
  93. 【請求項93】 (a)少なくとも1個の反応性官能基を含む少なくとも1
    種のポリシロキサン、 (b)該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基
    および少なくとも1種の反応体の少なくとも1個の官能基から選択された少なく
    とも1個の官能基と反応性である少なくとも1個の官能基を含む少なくとも1種
    の反応体、および (c)複数個の粒子 を含む諸成分から形成された組成物であって、 各成分は、異なっており、 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基は、該
    粒子と実質的に非反応性であり、かつ 硬化された場合の該組成物の保留耐引掻き性値は、硬化された場合の、該複数
    個の粒子を含有しない組成物の保留耐引掻き性値より大きい上記組成物。
  94. 【請求項94】 該組成物が、硬化された場合に、引掻き試験後に初期20
    °光沢の50パーセントより大が保留されるような初期耐引掻き性値を有する、
    請求の範囲第93項の組成物。
  95. 【請求項95】 該組成物が、硬化された場合に、引掻き試験後に初期20
    °光沢の40パーセントより大が保留されるような保留耐引掻き性値を有する、
    請求の範囲第93項の組成物。
  96. 【請求項96】 該組成物が、硬化された場合に、そのバルク領域内の粒子
    濃度より大きいところの、その表面領域内の粒子濃度を有する、請求の範囲第9
    3項の組成物。
  97. 【請求項97】 請求の範囲第93項の組成物から形成された硬化被膜。
  98. 【請求項98】 基材と該基材の少なくとも一部にわたって付着された請求
    の範囲第93項の組成物とを含む被覆基材。
  99. 【請求項99】 基材の上に硬化組成物を形成する方法であって、該基材の
    少なくとも一部にわたって請求の範囲第93項の組成物を施用し、そして該基材
    への施用後の該組成物を硬化することを含む上記方法。
  100. 【請求項100】 被覆用の該組成物を、該基材への施用後に熱硬化する、
    請求の範囲第99項の方法。
  101. 【請求項101】 該基材が、自動車用基材である、請求の範囲第99項の
    方法。
  102. 【請求項102】 自動車用基材と該自動車用基材の少なくとも一部にわた
    って付着された請求の範囲第93項の組成物とを含む自動車用被覆基材。
  103. 【請求項103】 該自動車用基材が、バンパーである、請求の範囲第99
    項の自動車用被覆基材。
  104. 【請求項104】 該自動車用基材が、ボンネットである、請求の範囲第9
    9項の自動車用被覆基材。
  105. 【請求項105】 該自動車用基材が、ドアである、請求の範囲第99項の
    自動車用被覆基材。
  106. 【請求項106】 該自動車用基材が、フェンダーである、請求の範囲第9
    9項の自動車用被覆基材。
  107. 【請求項107】 被覆用着色組成物から付着された下塗と該下塗の少なく
    とも一部にわたって施用された請求の範囲第93項の組成物とを含む多成分複合
    被膜組成物。
  108. 【請求項108】 多成分複合物を作製する方法であって、 (a)着色組成物を基材に施用して下塗を形成させ、 (b)請求の範囲第93項の組成物を該下塗の少なくとも一部にわたって施用
    し、そして (c)このトップコート用組成物を硬化して硬化組成物を形成させる ことを含む上記方法。
  109. 【請求項109】 ポリマー基材またはポリマー被覆基材の耐引掻き性を改
    善する方法であって、請求の範囲第93項の組成物を該基材の少なくとも一部に
    わたって施用することを含む上記方法。
  110. 【請求項110】 ポリマー基材またはポリマー被覆基材の光沢を予定期間
    にわたって保留する方法であって、請求の範囲第93項の組成物を該基材の少な
    くとも一部にわたって施用することを含む上記方法。
  111. 【請求項111】 ポリマー基材またはポリマー被覆基材の光沢を回復する
    方法であって、請求の範囲第92項の組成物を該基材の少なくとも一部にわたっ
    て施用することを含む上記方法。
  112. 【請求項112】 (a)少なくとも1個の反応性官能基を含むポリシロキ
    サンであって、少なくとも1種の次の構造単位(I) (I) R SiO(4−n−m)/2〔ここで、各Rは、同一
    でも異なっていてもよくそしてH、OHまたは一価炭化水素基を表し;各R
    、同一でも異なっていてもよくそして少なくとも1個の反応性官能基を含む基を
    表し;mおよびnは、0<n<4、0<m<4および2≦(m+n)<4の要件
    を満たす〕 を含む該ポリシロキサン(但し、該ポリシロキサンがシラノールの部分縮合物で
    あるときは、該部分縮合物の70重量%未満がCHSi(OH)の部分縮合
    物であることを条件とする)、および (b)組成物中への合体前に100ナノメートル未満の平均粒度を有する複数
    個の粒子を含む諸成分から形成された組成物であって、 各成分は、異なっており、かつ 該少なくとも1種のポリシロキサンの該少なくとも1個の反応性官能基は、該
    粒子と実質的に非反応性である 上記組成物。
  113. 【請求項113】 該組成物が、硬化された場合に、引掻き試験後に初期2
    0°光沢の50パーセントより大が保留されるような初期耐引掻き性値を有する
    、請求の範囲第112項の組成物。
  114. 【請求項114】 該組成物が、硬化された場合に、引掻き試験後に初期2
    0°光沢の40パーセントより大が保留されるような保留耐引掻き性値を有する
    、請求の範囲第112項の組成物。
  115. 【請求項115】 該組成物が、硬化された場合に、そのバルク領域内の粒
    子濃度より大きいところの、その表面領域内の粒子濃度を有する、請求の範囲第
    112項の組成物。
  116. 【請求項116】 請求の範囲第112項の組成物から形成された硬化被膜
  117. 【請求項117】 基材と該基材の少なくとも一部にわたって付着された請
    求の範囲第112項の組成物とを含む被覆基材。
  118. 【請求項118】 基材の上に硬化組成物を形成する方法であって、該基材
    の少なくとも一部にわたって請求の範囲第112項の組成物を施用し、そして該
    基材への施用後の該組成物を硬化することを含む上記方法。
  119. 【請求項119】 被覆用の該組成物を、該基材への施用後に熱硬化する、
    請求の範囲第118項の方法。
  120. 【請求項120】 該基材が、自動車用基材である、請求の範囲第118項
    の方法。
  121. 【請求項121】 自動車用基材と該自動車用基材の少なくとも一部にわた
    って付着された請求の範囲第112項の組成物とを含む自動車用被覆基材。
  122. 【請求項122】 該自動車用基材が、バンパーである、請求の範囲第12
    1項の自動車用被覆基材。
  123. 【請求項123】 該自動車用基材が、ボンネットである、請求の範囲第1
    21項の自動車用被覆基材。
  124. 【請求項124】 該自動車用基材が、ドアである、請求の範囲第121項
    の自動車用被覆基材。
  125. 【請求項125】 該自動車用基材が、フェンダーである、請求の範囲第1
    21項の自動車用被覆基材。
  126. 【請求項126】 被覆用着色組成物から付着された下塗と該下塗の少なく
    とも一部にわたって施用された請求の範囲第112項の組成物とを含む多成分複
    合被膜組成物。
  127. 【請求項127】 該組成物が、トップコートである、請求の範囲第126
    項の多成分複合物。
  128. 【請求項128】 該組成物が、透明である、請求の範囲第126項の多成
    分複合物。
  129. 【請求項129】 多成分複合物を作製する方法であって、 (a)着色組成物を基材に施用して下塗を形成させ、 (b)請求の範囲第112項の組成物を該下塗の少なくとも一部にわたって施
    用し、そして (c)該組成物を硬化して硬化組成物を形成させる ことを含む上記方法。
  130. 【請求項130】 ポリマー基材またはポリマー被覆基材の耐引掻き性を改
    善する方法であって、請求の範囲第112項の組成物を該基材の少なくとも一部
    にわたって施用することを含む上記方法。
  131. 【請求項131】 ポリマー基材またはポリマー被覆基材の光沢を予定期間
    にわたって保留する方法であって、請求の範囲第112項の組成物を該基材の少
    なくとも一部にわたって施用することを含む上記方法。
  132. 【請求項132】 ポリマー基材またはポリマー被覆基材の光沢を回復する
    方法であって、請求の範囲第112項の組成物を該基材の少なくとも一部にわた
    って施用することを含む上記方法。
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