JP2011524937A - 着色−粘度安定化ポリマー増粘剤 - Google Patents

Abstract

ウレタンベースの非イオン性会合性増粘剤を製造するための組成物および方法が、本明細書に記載される。非イオン性会合性増粘剤の使用も記載されている。

Description

１．発明の分野
本発明は、増粘剤に関する。さらに詳しくは、本発明は、非イオン性会合性増粘剤およびその組成物を製造する方法に関する。

２．関連技術の簡単な説明
添加剤は、水性系の粘度を増強および／または維持するために使用され得る。例えば、添加剤は、それだけには限らないが、ラテックス塗料、洗浄剤、化粧品、水性顔料ペースト、自動車用仕上げ剤、工業用コーティング、印刷用インク、潤滑油、繊維製品のコーティング、医薬品、農業用製剤、フィラー分散、接着剤、界面活性剤、ワックス分散、掘削流体、泡消化剤および／または研磨剤をはじめとする用途において使用される組成物の粘度を増大または維持するために使用され得る。このような添加剤は、「増粘剤」と呼ばれることが多い。増粘剤は、特定の水性系において、その他の特性を改善し得る、および／または、それらに影響を及ぼし得る。例えば、ラテックス塗料において使用される増粘剤は、塗料の粘度を改善および制御し得、コロイド作用を保護し得、顔料懸濁、平滑化作用および流動を改善し得る。水性系の増粘剤として、天然増粘剤、改変天然増粘剤および合成増粘剤が挙げられる。天然増粘剤の例として、アルギン酸、カゼイン、カラヤゴム、ローカストビーンガムおよびトラガカントゴムが挙げられる。改変天然増粘剤として、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースおよびヒドロキシプロピルメチルセルロースなどの誘導体化セルロース化合物が挙げられる。合成増粘剤の例として、カルボキシビニルエーテル共重合体、アクリルポリマー、無水マレイン酸スチレン共重合体およびポリウレタンが挙げられる。

合成増粘剤は、Ｅｍｍｏｎｓらの特許文献１、Ｄａｖｉｄらの特許文献２、Ｌａｕらの特許文献３、Ｇｌａｎｃｙらの特許文献４、Ｇｌａｎｃｙらの特許文献５、Ｙｏｓｈｉｏｋａらの特許文献６、Ｇｌａｎｃｙらの特許文献７、Ｃｏｕｔｅｌｌｅの特許文献８およびＭａｔｔｉｎｇｌｙの特許文献９；ならびにＺｏｄｙの特許文献１０に記載されている。

水性の組成物を増粘するためには水性系の増粘剤が使用されてきたが、多量の顔料および／または強い色調の顔料を含む水性の組成物において使用するための改善された増粘剤が必要とされている。

米国特許第４，０７９，０２８号 米国特許第５，２５２，６５４号 米国特許第５，３７６，７０９号 米国特許第５，６２７，２３２号 米国特許第５，６２９，３７３号 米国特許第５，７５３，７３１号 米国特許第５，９１４，３７３号 米国公開特許出願第２００７−０１６１７４５号 米国公開特許出願第２００４−０１４７６６２号 国際公開番号ＷＯ０１／１２７１２

本明細書に記載される実施形態は、概ね、水性の組成物の増粘のための会合性増粘剤を製造する方法に関する。

いくつかの実施形態では、非イオン性会合性増粘剤は、次式：

［式中、Ｒは、芳香族疎水性物質であり；ｍは、≧２であり；ｎは、≧１であり；ｐは、約４５〜約２７５の範囲であり；各Ｘは、独立に、

｛ここで、ｎは、≧１である｝または

｛ここで、Ｒ²は、脂肪族、脂環式または芳香族である｝であり；少なくとも１個のＸは、

｛ここで、Ｒ¹は、

（ここで、Ｒ³は、脂肪族、脂環式または芳香族である）である｝である］
を有し得る。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載される非イオン性会合性増粘剤を製造する方法は、ポリエーテルポリオールポリマー／疎水性物質溶解物を形成することを含む。疎水性物質は、芳香族基を含み得る。イソシアヌレートトリマーおよびジイソシアネートを、ポリエーテルポリオールポリマー／疎水性物質溶解物に導入してもよい。イソシアヌレートトリマーおよびジイソシアネート組成物の導入後、ポリエーテルポリオールポリマー／疎水性物質溶解物を、本明細書に記載される非イオン性会合性増粘剤を製造するのに十分な温度で加熱してもよい。

いくつかの実施形態では、水性の組成物は、本明細書に記載される非イオン性会合性（ａｓｓｏｃｉａｔｅ）増粘剤を含み得る。水性の組成物は、水および／または１種以上の顔料組成物を含み得る。いくつかの実施形態では、水性組成物は、塗料である。

本発明の方法および装置の特徴および利点は、添付の図面と一緒にされる場合、以下の、本発明に従う、目下のところ好ましい、ただし、例示的である実施形態の詳細な説明を参照することによってより十分に理解されよう。

ジイソシアネート対イソシアヌレートトリマーの２：１の比を有する会合性増粘剤の一実施形態の模式図を表す図である。 イソシアヌレートトリマー対ジイソシアネートの２：１の比を有する会合性増粘剤の一実施形態の模式図を表す図である。 イソシアヌレートトリマー基を有する会合性増粘剤の一実施形態の模式図を表す図である。 会合性増粘剤の実施形態の種々の親水性部分を表す図である。 会合性増粘剤の実施形態の種々の疎水性部分を表す図である。 組成物への顔料の添加の前後の種々の組成物のストーマー（Ｓｔｏｒｍｅｒ）粘度のグラフを表す図である。 組成物への顔料の添加の前後の種々の組成物の垂れ抵抗（ＳＡＧ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）のグラフを表す図である。

本発明は、種々の改変および代替形態を生じやすいが、図面にはその特定の実施形態が、例として示されており、本明細書において詳細に記載される。図面は正確な縮尺ではない。図面およびそれに対する詳細な説明は、本発明を、開示される特定の形態に限定しようとするものではなく、反対に、意図は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲内に入るすべての改変、同等物および代替物を網羅することであるということは理解されるべきである。

非イオン性会合性増粘剤を製造および使用する方法が、本明細書に記載される。非イオン性会合性増粘剤の組成物および非イオン性会合性増粘剤を含有する組成物が、本明細書に記載される。本明細書において使用される選択された用語を、以下に列挙する。

「アクリルポリマー」とは、ポリマー１グラムあたり、ポリマーの少なくとも０．５グラムが、アクリル酸残基、メタクリル酸残基、アクリル酸エステル残基、メタクリル酸エステル残基またはそれらの混合物であるポリマーを指す。

「会合性増粘剤」とは、水溶液中で、それ自体と、および別の種と相互作用できる任意の疎水性に改変された水溶性ポリマーを指す。疎水性改変を含めることによって、水溶性ポリマーの、水を増粘する、または、その他の疎水性種および表面と相互作用する能力が増強される。これらのその他の疎水性種として、それだけには限らないが、界面活性剤の疎水性物質、ラテックス粒子の表面、顔料の疎水性表面または水性コーティング組成物の任意のその他の成分が挙げられる。

「ＢＥＴ表面積」とは、固体表面での窒素分子の物理吸着を調べるブルナウアー（Ｂｒｕｎａｕｅｒ）、エメット（Ｅｍｍｅｔｔ）およびテラー（Ｔｅｌｌｅｒ）（ＢＥＴ）法を指す。ＡＳＴＭ法Ｄ ６５５６を使用して、ＢＥＴ表面積を測定してもよい。

「ブルックフィールド（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ）粘度」とは、ブルックフィールドＲＶＴ粘度計で０．５ｒｐｍでセンチポアズで報告される低剪断測定値を指す。ブルックフィールド粘度は、ＡＳＴＭ法Ｄ ２１９６に従って測定される。

「コーティング組成物」とは、１種以上の顔料を含み得る組成物を指す。コーティング組成物の例として、それだけには限らないが、油性組成物、水性組成物および／または有機性組成物が挙げられる。

「艶」とは、塗料によって付与される光沢または輝き（ｌｕｓｔ）を指す。艶は、ＡＳＴＭ Ｄ ５２３に従って決定される。

「疎水性の」とは、水に対する親和性を欠く化合物または化合物の一部を指す。

「親水性の」とは、水に対する親和性を有する化合物または化合物の一部を指す。

「レベル」とは、コーティング組成物の、凹凸を補う能力を指す。レベルは、ＡＳＴＭ法Ｄ ４０６２に従って決定される。

「顔料」とは、物質に色を付与するために使用される１種以上の化合物を指す。

「顔料組成物」とは、１種以上の顔料化合物および担体を含む組成物を指す。

「ＳＡＧ」とは、コーティング組成物の流動抵抗を指す。Ｌｅｎｅｔａ抗ｓａｇバーを使用して、塗料を、黒色および白色Ｌｅｎｅｔａチャートに塗布する。このバーによって、３０〜１２ミル厚、約０．５インチ（１．３ｃｍ）幅の塗料のストリップが成膜される。このチャートを直ちに垂直位置に上げ、１２ミル厚ストリップを下にする。評価は、どの程度多くのストリップが下のストリップに流れたかに基づく。ＳＡＧは、ＡＳＴＭ法Ｄ ４４００に従って決定される。

「ストーマー粘度」とは、ストーマー粘度計でのクレブス（Ｋｒｅｂｓ）単位での粘度測定値を指す。ストーマー粘度は、ＡＳＴＭ法Ｄ ５６２に従って決定される。

「増粘剤」とは、水溶液に添加されると、１種以上の化合物の添加前の水溶液の粘度と比較して、水溶液の粘度を増大および／または維持する１種以上の化合物を指す。

「酢酸ビニルポリマー」とは、ポリマー１グラムあたり少なくとも０．５グラムの酢酸ビニルを含有する任意のポリマーを指す。

「水性コーティング組成物」とは、主要な揮発性成分として水を含有し、水を使用して、コーティングを適用稠度に希釈するコーティングを指す。これらのコーティングとして、それだけには限らないが、樹脂性結合剤、顔料、水および有機溶媒またはそれらの混合物が挙げられる。水性コーティング組成物の例として、それだけには限らないが、ラテックス塗料、建築用塗料、自動車用仕上げ剤のための金属コーティング、コーティング、合成しっくい、接着剤、シーラントおよびインクが挙げられる。

水性コーティング組成物（例えば、ラテックス塗料および／またはラテックスコーティング）は、通常、１種以上の顔料および／または１種以上の顔料組成物を使用して着色される。顔料は、通常、水に不溶性である無機または有機化合物である。したがって、ベース組成物（例えば、水）中の顔料の懸濁液が求められる。

顔料は、種々の粒径を有する。固定された量または重量の顔料について、顔料粒子が、徐々に小さくなる粒径に分割されるにつれ、より小さい粒径ほど、より大きな総表面積を生じる。例えば、単一の立方晶顔料を、１／３幅しかない２７の立方体に分割することによって、顔料の表面積は３倍まで増大する。一般に、顔料表面積は、平均顔料粒径が１／Ｘに減少するとＸ倍増大する。

コーティング組成物においては小さい粒径は、塗料の特徴に影響を及ぼし得る。塗料特徴の例として、それだけには限らないが、色強度、透明性、染色またはそれらの組合せが挙げられる。小さい粒径を有する顔料が使用される場合には、コーティング組成物の色強度は増強され得る。小さい粒径を有する顔料は、小さい粒子顔料が、大きな粒径顔料と同重量の顔料において、より大きな表面積を有するので、大きな粒径を有する顔料と比較して、同容量の水中でより強い色を生じ得る。小さい顔料粒子は、粒子がもはや光を散乱しないほど小さくなるので、コーティング組成物がより透明になるのを可能にし得る。小さい顔料粒子は、表面組成物（例えば、繊維）間の空間に、大きな粒径を有する顔料と比較してより容易に浸透するので、染色過程においてより有効であり得る。

顔料は、窒素吸着によって測定されるように、幅広いＢＥＴ表面積を有し得る。いくつかの実施形態では、顔料は、約１０ｍ²／ｇ〜６００ｍ²／ｇ、約２０ｍ²／ｇ〜２５０ｍ²／ｇまたは約３０ｍ²／ｇ〜１００ｍ²／ｇの表面積を有する。

比較的小さい粒径を有する、従って、比較的大きな表面積を有する顔料は、顔料粒子のあらゆる側面を溶媒和する、または「湿潤させる」ために、大きな粒径の顔料よりも多くのベース組成物を必要とし得る。例えば、同重量の水に混合された同重量の顔料は、顔料粒子が小さくなるにつれ、より粘度の高いペーストを生じる。したがって、顔料粒径は、種々の種類の顔料を用いて製造されるコーティング組成物において顔料負荷の変動をもたらし得る。顔料粒径はまた、一部の顔料の水に沈む性質（大きな粒径のため）、その他の顔料の水に拡散または散開する性質および水が乾燥すると凝集する性質の原因となり得る。

いくつかの実施形態では、顔料粒子は、ベース溶液と組み合わせると、塊になる、または羊毛状の塊になって凝集し得る（粒子のクラスター）または集塊し得る（凝集体の塊）。塊になることは、製造方法および化学添加剤によって制御できる。大きな塊は、顔料およびベース組成物の製粉（混合）の際に塗料製造者によって減らすことができる。

顔料粒子の粒径の変化および／または顔料の量の変化および／または顔料組成物の量の変化は、コーティング組成物の粘度を変更し得る。粘度変化は、ベース組成物中の増粘剤と、顔料粒子の表面積の相互作用の結果起こり得る。このような相互作用は、顔料粒子を溶媒和し得る。顔料粒子溶媒和は、最終コーティング製剤の粘度を変更（例えば、水性組成物の粘度を低減）し得る。市販の顔料濃縮物は、高濃度の界面活性剤および強力なカップリング溶媒を含有する。これらの両親媒性材料は、会合性増粘剤が粘度を付与する会合機序を干渉し得る。

暗く着色されたコーティング組成物は、通常、高レベルの顔料濃縮物を必要とする。したがって、高レベルの顔料濃縮物は、高レベルの両親媒性の材料を含有し、それによって、コーティング組成物の会合性増粘剤からの増粘を干渉する。本明細書に記載される会合性増粘剤によって、許容される濃度レベルおよび増粘特性で、コーティング組成物において高レベルの顔料濃縮物が使用されることが可能となる。したがって、従来の会合性増粘剤を用いては容易に製剤できない暗く着色されたコーティング組成物を、今や製剤できる。さらに、コーティング組成物の望ましい増粘特性を満たすための会合性増粘剤および／またはその他の増粘剤の組合せは、本明細書に記載される会合性増粘剤が使用される場合には、必要でない場合もある。

いくつかの実施形態では、明るい色調、中間調または濃い色調の色を達成するために、ベース組成物に加えられる顔料の量または顔料組成物の量を変えてもよい。明るい色調（パステル）組成物は、１ガロンのコーティング組成物あたり約２オンス（ｏｚ）の顔料組成物〜１ガロンのコーティング組成物あたり約４ｏｚの顔料組成物（３．７８Ｌのコーティング組成物あたり約５９ｍＬ〜約１１８ｍＬの顔料組成物）を含み得る。中間調組成物は、１ガロンのコーティング組成物あたり約４ｏｚ〜約８ｏｚの顔料組成物（３．７８Ｌのコーティング組成物あたり約１１８ｍＬ〜２３７ｍＬの顔料）を含み得る。濃い色調の組成物は、１ガロンのコーティング組成物あたり約８ｏｚ〜最大で１６ｏｚの顔料組成物（３．７８Ｌのコーティング組成物あたり約２３７ｍＬ〜４７３ｍＬの顔料）を含み得る。

顔料濃度の増大時に生じるコーティング組成物の粘度低下を補う一方法は、極めて高粘度を有するベース製剤の調製を含み得る。顔料の粘度がベース製剤の粘度を低下させ、最終製剤の粘度を、塗料の許容される粘度に調整するという見込みで、顔料をベース製剤に添加してもよい。しかし、高粘度を有するベース製剤は、エンドユーザーによって製造および／または取り扱うことが困難である場合がある。

顔料濃度の増大の際の塗料における粘度低下を補うために使用できる別の方法は、粘度を制御するのに十分な濃度でのベース製剤への界面活性剤、セルロース誘導体、アルカリ膨潤性増粘剤および溶媒の組み込みを含み得る。界面活性剤、セルロース誘導体、アルカリ膨潤性増粘剤および溶媒は、得られるコーティングの塗布特性を損ない得る。例えば、高レベルの界面活性剤またはアルカリ膨潤性増粘剤の使用は、水感受性またはごしごし洗うことに対する不十分な抵抗性につながり得る。

いくつかの実施形態では、非イオン性会合性増粘剤を使用して、コーティング組成物の粘度変化を補うことができる。非イオン性会合性増粘剤は、水溶性の親水性部分および親水性部分と結合している１個以上の疎水基を含み得る。先行技術では、水性の組成物を増粘するために会合性増粘剤が使用されているが、水性組成物に中間調または濃い色調の顔料組成物が添加された後には、許容される粘度を有する水性組成物を製造するために、１種以上の会合性増粘剤が必要である場合がある。濃い色調の水性組成物の調製では、顔料組成物の量は、最終水性組成物の粘度に対する望ましくない効果のために、１ガロンあたり８オンス（１Ｌあたり約０．０６ｍＬ）未満に制限され得る。驚くべきことに、本明細書に記載される会合性増粘剤は、１ガロン（３．７８Ｌ）の水性組成物あたり、約０．５オンス〜１６オンス（約１５ｍＬ〜４７５ｍＬ）、約１オンス〜約１２オンス（２０ｍＬ〜約３５５ｍＬ）または約２オンス〜約１０オンス（５９ｍＬ〜２９５ｍＬ）の顔料組成物を含む水性組成物（例えば、明るい色調顔料組成物、中間調顔料組成物または濃い色調の顔料組成物またはそれらの混合物）における改善された粘度安定性を提供することを発見した。

最終水性組成物の粘度安定性は、水性組成物に顔料組成物が添加される前後の水性組成物のストーマー粘度を比較することによって測定できる。本明細書に記載される会合性増粘剤を使用すると、顔料組成物の添加後の水性組成物のストーマー粘度は、顔料組成物の添加前の水性組成物のストーマー粘度の約７０％〜１２０％、８０％〜１１０％または９０％〜１００％内にとどまる。例えば、本明細書に記載される会合性増粘剤を含有するベース組成物は、１０１、８５および／または９０の初期ストーマー粘度を有し得る。１２オンス（３５５ｍＬ）の顔料の添加後、最終組成物のストーマー粘度は、それぞれ、７９．３、７８．４および８６．４に低下した。したがって、最終組成物のストーマー粘度は、顔料組成物の添加後、コーティング組成物の初期ストーマー粘度の７８％、９２％および９６％にとどまった。

相対的に、同条件下で商用ベースのウレタン会合性増粘剤を使用すると、顔料組成物の添加後の水性組成物のストーマー粘度は、顔料組成物の添加前の水性組成物の粘度の約６０％である。例えば、商用ベースのウレタン会合性増粘剤を含有するベース組成物は、９８の初期ストーマー粘度を有し得る。１２オンス（３５５ｍＬ）の顔料の添加後、最終組成物（すなわち、着色された塗料）のストーマー粘度は、５８に低下した。したがって、最終組成物のストーマー粘度は、初期ストーマー粘度の５９％であった。

会合性増粘剤は、通常、１以上の疎水性部分と一緒にカップリングしている１以上の親水性部分を含む。会合性増粘剤の一部の実施形態は、図１〜３に表されている。各図では、１以上の親水性部分１０２は、１以上のカップリング部分１０６、１０８を介して１以上の疎水性部分１０４と結合している。いくつかの実施形態では、カップリング部分は、二官能性部分１０６または三官能性部分１０８であり得る。二官能性カップリング部分１０６は、２種の親水性部分１０２および／または２種の疎水性部分１０４の任意の組合せとカップリングされ得る。三官能性カップリング基１０８は、３種の親水性部分１０２および／または疎水性部分１０４の任意の組合せとカップリングされ得る。

図１を参照すると、会合性増粘剤として、二官能性カップリング部分１０６、１０６’および三官能性カップリング部分１０８を含む一実施形態が、概略的に表されている。二官能性カップリング部分１０６は、疎水性部分１０４’および親水性部分１０２とカップリングしている。二官能性カップリング部分１０６’は、疎水性部分１０４’’および親水性部分１０２’とカップリングしている。三官能性カップリング部分１０８は、疎水性部分１０４および親水性部分１０２、１０２’とカップリングしている。

図２を参照すると、三官能性カップリング部分１０８、１０８’および二官能性カップリング部分１０６を含む会合性増粘剤の一実施形態が概略的に表されている。二官能性カップリング部分１０６は、親水性部分１０２、１０２’とカップリングしている。三官能性カップリング部分１０８は、疎水性部分１０４、１０４’および親水性部分１０２とカップリングしている。三官能性カップリング部分１０８’は、疎水性部分１０４’、１０４’’、１０４’’’および親水性部分１０２’とカップリングしている。

図３を参照すると、３つの三官能性カップリング部分を含む会合性増粘剤の一実施形態が概略的に表されている。三官能性カップリング部分１０８は、疎水性部分１０４、１０４’および親水性部分１０２とカップリングしている。三官能性カップリング部分１０８’’は、疎水性部分１０４’’、１０４’’’および親水性部分１０２’とカップリングしている。特定の三官能性カップリング部分１０８’は、親水性部分１０２、１０２’および疎水性部分１０４’’’’とカップリングしている。

概略的には、親水性部分および疎水性部分は、幾分か同一であるように見えるが、各疎水性および各親水性部分が同一であることは必要ではないことは理解されるべきである。いくつかの実施形態では、疎水性部分および親水性部分の一部またはすべてが異なっている。特定の実施形態では、疎水性部分のすべてが同一である場合もあり、親水性部分のすべてが同一である場合もある。同じことが、カップリング部分についても当てはまる。複数のカップリングしている二官能性または三官能性カップリング部分が存在する場合には、カップリング部分は、同一である場合も、異なっている場合もある。

会合性増粘剤の親水性部分は、通常、二官能性であり、２種の異なるカップリング部分とカップリング可能である。会合性増粘剤の親水性部分として使用できる化合物の例は、図４に示されている。

その他の実施形態では、会合性増粘剤の親水性部分として、それだけには限らないが、ポリマー鎖が挙げられる。使用できる親水性ポリマー鎖の例として、それだけには限らないが、ポリアルキレンオキシド、セルロース誘導体、アクリレート鎖、ポリエーテル鎖またはポリエステル鎖が挙げられる。

いくつかの実施形態では、会合性増粘剤の親水性部分は、ポリエーテル（ポリエーテルポリオールとしても知られている）である。ポリエーテルは、脂肪族、脂環式または芳香族ポリヒドロキシ化合物の、アルキレンオキシドとの付加物であり得る。ポリヒドロキシ化合物として、それだけには限らないが、多価アルコールまたは多価アルコールエーテルが挙げられる。アルキレンオキシド化合物として、それだけには限らないが、エチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキシドが挙げられる。多価アルコールとして、それだけには限らないが、グリコール、ポリアルキレングリコール、３個以上のヒドロキシル基を含有するヒドロキシ化合物、ポリヒドロキシアルカンまたはそれらの混合物が挙げられる。グリコールとして、それだけには限らないが、エチレングリコールおよび／またはプロピレングリコールが挙げられる。３個以上のヒドロキシル基を含有するヒドロキシ化合物として、それだけには限らないが、ポリアルキロールアルカン、トリメチロールプロパンおよび／またはペンタエリスリトールが挙げられる。ポリヒドロキシアルカンとして、それだけには限らないが、グリセロール、エリトリトール、ソルビトール、マンニトールまたはそれらの混合物が挙げられる。ポリアルキレングリコールとして、それだけには限らないが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールまたはそれらの混合物が挙げられる。ポリアルキレングリコールは、約４，０００から３５，０００の間の分子量を有し得る。ポリアルキレングリコールは、商標名Ｃａｒｂｏｗａｘ（商標）（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ））およびＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）（ＢＡＳＦ，Ｇｅｒｍａｎｙ）のもとで市販されている。脂環式多価アルコールとして、それだけには限らないが、シクロペンタンジオール−ｌ，２，ｌ，４−シクロヘキサンジオールおよび／またはヘキサヒドロキシシクロヘキサンが挙げられる。芳香族多価アルコールとして、それだけには限らないが、ジヒドロキシベンゼンおよびトリヒドロキシベンゼンを挙げることができる。

特定の実施形態では、アルキレンオキシドと、脂肪アルコール、フェノールまたはアミンなどの単官能基反応物の付加物を、親水性部分として使用してもよい。アルキレンオキシドと、アルカノールアミン（例えば、エタノールアミン）などの二官能性反応物の付加物も、親水性部分として使用してよい。これらの付加物はまた、それぞれ、ジオールエーテルおよびアルカノールアミンエーテルとしても知られている。アミノ終端ポリオキシエチレンの例として、Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ （Ｔｈｅ Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ，ＴＸ）によって製造されたＪｅｆｆａｍｉｎｅｓ（登録商標）がある。

いくつかの実施形態では、会合性増粘剤の親水性部分は、次式によって表される：
Ｘ₁−［ＣＨ₂ＣＨ₂Ｚ］_m−ＣＨ₂ＣＨＲ−Ｘ₂
［式中、Ｚは、Ｏ、ＮＨまたはＳであり；Ｒは、水素、アルキルまたはアルコキシであり；Ｘ₁およびＸ₂は、Ｈ、ＯＨ、ＮＨ₂、第二級アミン、スルフィジル、カルボキシ、カルボズミド（ｃａｒｂｏｚｍｉｄｏ）、シリル、ホスホリル、ウレジオ（ｕｒｅｄｉｏ）またはそれらの混合物であり；ｍは、０〜２０である］。

会合性増粘剤の親水性部分は、１以上のカップリング部分と結合され得る。カップリング部分は、２個以上のイソシアネート基（すなわち、ポリイソシアネート）を含み得る。カップリング部分は、脂肪族、脂環式および／または芳香族イソシアネートであり得る。カップリング部分として使用できるポリイソシアネートの例として、それだけには限らないが、１，４−テトラメチレンジイソシアネート；１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）；２，２，４−トリメチル−ｌ，６−ジ−イソシアナトヘキサン；１，１０−デカメチレンジイソシアネート；１，４−シクロヘキシレンジイソシアネート；４，４’−メチレンビス（イソシアナトシクロヘキサン）；ｌ−イソシアナト−３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン；ｍ−およびｐ−フェニレンジイソシアネート；２，６−および２，４−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）；キシレンジイソシアネート；４−クロロ−ｌ，３−フェニレンジイソシアネート；４，４’−ビフェニレンジ−イソシアネート；４，４’−メチレンジフェニルイソシアネート（「ＭＤＩ」）；１，５−ナフチレンジイソシアネート；１，５−テトラヒドロナフチレンジイソシアネート；ポリメチレンポリフェニルイソシアネート；イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ，Ｖｅｓｔａｎａｔ（登録商標）Ｅｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｇｅｒｍａｎｙ）；トリメチロールプロパンおよびトルエンジイソシアネートの芳香族イソシアヌレートトリマー付加物；１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標）Ｎ，Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＬＬＣ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ，ＵＳＡ）の加水分解三量化の脂肪族イソシアヌレートトリマー生成物；またはｌ−メチル−３，３，ジ−メチルシクロヘキシルトリイソシアヌレートが挙げられる。

イソシアネートは、必要な程度の疎水特性を提供するのに有効な任意の数の炭素原子を含有し得る。いくつかの実施形態では、炭素原子の数は、４〜３０個の原子、１０〜２５個または１５〜２０個の範囲である。炭素原子の数は、生成物中のその他の疎水基および親水基の割合に基づいて選択され得る。

いくつかの実施形態では、ポリイソシアネートはまた、任意のポリイソシアネートと、少なくとも１個のイソシアネート基が反応せずに残るように少なくとも２個の官能基を有する活性水素化合物との反応から導かれた任意の多官能性イソシアネートも含む。このようなイソシアネートは、ポリウレタン合成における周知の方法において、少なくとも２個の活性水素原子を含有する反応物を用いる、鎖延長イソシアネート終端イソシアネート／ジオール反応生成物と同等である。

イソシアネートの量は、会合性増粘剤中の親水性化合物の量に比例し得る。例えば、３：２の比のイソシアネート化合物対親水性化合物は、３部のイソシアネート化合物対２部の親水性化合物を必要とし得る。イソシアネートおよび親水性化合物の数は、所望の分子量の会合性増粘剤を提供するよう選択され得る。

いくつかの実施形態では、会合性増粘剤の１以上のカップリング部分が、１以上の疎水性部分と結合している。非イオン性会合性増粘剤の疎水性部分は、適用系中の分散剤または結合剤の表面と接触、および／または、それを被覆し得る。例えば、疎水性部分は、塗料中に使用される増量剤の表面を被覆し得る。複数の疎水基を有することは、水性コーティング中の会合性増粘剤の増粘能力を増強し得る。

特定の実施形態では、会合性増粘剤の疎水性部分は、会合性増粘剤の性能を増強するのに適した任意の基であり得る。会合性増粘剤の疎水性部分のために使用できる化合物の例は、図５に示されている。いくつかの実施形態では、会合性増粘剤は、酸素結合によってイソシアネートと結合している疎水性物質を含み得る。疎水基は、例えば、アルコール、チオール、カルボン酸、カルボキサミドおよびカルバメートから導くことができる。

いくつかの実施形態では、疎水基は、１〜２４、５〜２０または１０〜２５の範囲の炭素数を有するアルコールから導かれている。このようなアルコールの例として、メタノール、エタノール、オクタン、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、シクロヘキサノール、フェノール、クレゾール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール、トリスチリルフェノール、エトキシ化トリスチリルフェノール、エチレングリコールのモノメチルエーテル、エチレングリコールのモノエチルエーテル、エチレングリコールのモノブチルエーテル、エチレンジエチレングリコールのモノメチルエーテル、ジエチレングリコールのモノエチルエーテル、ジエチレングリコールのモノブチルエーテル、直鎖または分岐アルカノール／エチレンオキシドおよびアルキルフェノール／エチレンオキシド付加物などのアルキルおよびアルカリルポリエーテルアルコール（例えば、ラウリルアルコール、ｔ−オクチルフェノールまたは１〜２５０個のエチレンオキシド基を含有するノニルフェノールエチレンオキシド付加物）ならびにその他のアルキル、アリールおよびアルカリルヒドロキシル化合物またはそれらの組合せがある。

いくつかの実施形態では、１グラムの会合性増粘剤あたり約０．０１グラム〜約０．１５グラム、０．０２グラム〜約０．１グラムまたは約０．０３グラム〜約０．０８グラムの疎水性化合物が使用され得る。いくつかの実施形態では、ジイソシアネートまたはイソシアヌレートトリマー基の量は、使用される疎水性化合物の量を決定する。例えば、２のイソシアヌレートトリマー化合物および１のジイソシアネート化合物を含む会合性増粘剤は、未反応のイソシアネート基をキャップするために少なくとも４の疎水性化合物を必要とし得る。

いくつかの実施形態では、会合性増粘剤の疎水性部分は、アミノ基を含む。アミノ基として、それだけには限らないが、第一級脂肪族アミン、第二級脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミンまたはそれらの混合物を挙げることができる。アミンの例として、それだけには限らないが、ｔｅｒｔ−アルキルアミン（例えば、ｔｅｒｔ−オクチルアミンおよびｎ−ドデシルアミン）、第二級アミンおよび第一級アミン（例えば、ｎ−オクチルアミン）が挙げられる。アミン基は、通常の反応条件下で、イソシアネート基に対する唯一の単官能基であるという条件で、２個以上の活性水素原子を含有し得る。第一級アミンは、このような化合物の一例である。

いくつかの実施形態では、疎水性部分は、高表面積顔料を含む水性コーティング組成物において、高いせん断粘度特徴、飛散に対する抵抗性および艶保持を有する会合性増粘剤を製造するよう選択され得る。疎水性部分として、アルキル基、芳香族基、アルコール、チオール、カルボン酸カルボキサミド、カルバメートまたはそれらの組合せを挙げることができる。いくつかの実施形態では、疎水性部分は、立体的に妨害された基を含む。例えば、ベンゼン環と結合している１個以上の芳香族基。立体的に妨害されている疎水性部分によって、小さい粒径を有する顔料の分散（ｄｉｓｐｅｒｓｍｅｎｔ）が可能となり得る。例えば、少なくとも１０ｍ²／ｇの表面積を有する顔料が分散され得る。

会合性増粘剤における立体的に妨害された疎水性部分の使用によって、１種の化合物が、複数の増粘剤の代わりに水性コーティング組成物中において会合性増粘剤として使用されることが可能となり得る。水性コーティング組成物中に使用される増粘剤の数を減らすことによって、水性コーティング組成物が、市販の、および／または住宅用水性コーティングの販売業者によって、より効率的な方法で調製されることが可能となり得る。

いくつかの実施形態では、疎水性部分は、次式を有する：

［式中、Ｒ⁴は、水素、アルキル基、ブチル、フェニル、ベンジルまたはそれらの組合せである］。上記の疎水性部分のうち１種以上を用いて調製された会合性増粘剤によって、暗い顔料を有する水性コーティング組成物が、市販の水性コーティング組成物と比較して、より良好な高せん断粘度特徴、飛散に対する抵抗性および艶保持を有することが可能となり得る。

いくつかの実施形態では、会合性増粘剤は、カップリング部分として、１個以上のジイソシアネート基および／またはイソシアヌレートトリマー基を含み得る。イソシアネート基は、本明細書に記載される１以上の親水性部分と連結され得る。イソシアネート基は、本明細書に記載される１以上の疎水性部分と結合できる、１以上の未反応のイソシアネートを含み得る。いくつかの実施形態では、会合性増粘剤は、次式を有する：

［式中、Ｒは、芳香族疎水性部分であり；ｍは、≧２であり；ｎは、≧１であり；各Ｘは、独立に、

｛ここで、ｎは、≧１である｝または

｛ここで、Ｒ²は、脂肪族、脂環式または芳香族である｝であり；少なくとも１個のＸは、

｛ここで、Ｒ¹は、

（ここで、Ｒ³は、脂肪族、脂環式または芳香族である）である｝である］。

いくつかの実施形態では、Ｒは、

［式中、Ｒ⁴は、脂肪族基、脂環式基、芳香族基、アリールアルキル基、複素環式基、ヘテロ原子結合またはそれらの組合せである］を含む。

いくつかの実施形態では、Ｒは、

［式中、Ｒ⁵は、水素、アルキル基、ブチル、フェニル、ベンジルまたはそれらの組合せである］を含む。

いくつかの実施形態では、Ｒ²は、

［式中、Ｒ⁶は、脂肪族、脂環式、芳香族、複素環式またはそれらの組合せである］を含む。特定の実施形態では、Ｒ⁶は、メチルである。

いくつかの実施形態では、会合性増粘剤は、次式によって表される：

［式中、Ｒは、芳香族疎水性物質であり；ｍは、≧２であり；ｎは、≧１であり；各Ｘは、独立に

｛ここで、ｎは、≧１である｝または

｛ここで、Ｒ²は、

である｝であり、少なくとも１個のＸは、

｛ここで、Ｒ¹は、

（ここで、Ｒ³は、（ＣＨ₂）_rである（式中、ｒは、０または１である））であり；Ｒとして、

が挙げられる］。

いくつかの実施形態では、会合性増粘剤は、次式を有する：

［式中、Ｒは、芳香族疎水性部分であり；ｍは、≧２であり；ｎは、≧１であり；ｐは、約４５〜約２７５の範囲であり；各Ｘは、独立に

｛ここで、ｎは、≧１である｝または

｛ここで、Ｒ²は、脂肪族、脂環式または芳香族である｝であり；少なくとも１個のＸは、

｛ここで、Ｒ¹は、

（ここで、Ｒ³は、脂肪族、脂環式または芳香族である）である｝である］。

いくつかの実施形態では、Ｒは、

［式中、Ｒ⁴は、脂肪族基、脂環式基、芳香族基、アリールアルキル基、複素環式基、ヘテロ原子結合またはそれらの組合せである］を含む。

いくつかの実施形態では、Ｒは、

［式中、Ｒ⁵は、水素、アルキル基、ブチル、フェニル、ベンジルまたはそれらの組合せである］を含む。

いくつかの実施形態では、Ｒ²は、

［式中、Ｒ⁶は、脂肪族、脂環式、芳香族、複素環式またはそれらの組合せである］を含む。特定の実施形態では、Ｒ⁶はメチルである。

いくつかの実施形態では、会合性増粘剤は、次式によって表される：

［式中、Ｒは、芳香族疎水性物質であり；ｍは、≧２であり；ｎは、≧１であり；ｐは、約４５〜約２７５、約５０〜約２５０または約１００〜約２００の範囲であり；各Ｘは、独立に

｛ここで、ｎは、≧１である｝または

｛ここで、Ｒ²は、

である｝であり；少なくとも１個のＸは、

｛ここで、Ｒ¹は、

（ここで、Ｒ³は、（ＣＨ₂）_rである（式中、ｒは、０または１である））であり｝；Ｒとして、

が挙げられる］。

会合性増粘剤は、イソシアネート基の実質的にすべてが反応されるようなウレタンを調製するために当技術分野で一般に知られている技術に従って調製できる。いくつかの実施形態では、当技術分野で公知の溶媒重合法を使用して、会合性増粘剤を調製できる。特定の実施形態では、当技術分野で公知の溶解重合法を使用して、会合性増粘剤を調製できる。

反応物荷電の順序は、重要でない場合がある。いくつかの実施形態では、反応物が高分子量または多官能性である場合には、ゲル化を避けるよう添加の順序が制御され得る。すべての化合物の荷電は、持続的または半持続的であり得る。ポリウレタン合成の周知の原則に一致して、添加の順序、反応物の割合および反応のその他の条件を変更して、生成物の幾何学、分子量およびその他の特徴を制御できる。

いくつかの実施形態では、会合性増粘剤は、２種の化合物を溶解して、親水性／疎水性溶解物を形成することを誘導するのに十分な温度で、不活性条件下（例えば、窒素雰囲気下）、疎水性化合物の存在下で親水性化合物を溶解することによって調製できる。溶解の際、親水性および／または疎水性化合物中に取り込まれる湿度は、当技術分野で公知の方法を使用して除去できる。反応からの湿度の排除によって、より多くのイソシアネート官能基が、疎水性化合物との反応に利用されることが可能となる。無水条件は、水を除去するための共沸蒸留によって、窒素スパージ下で加熱することによって、または反応物の事前乾燥によって達成される。いくつかの実施形態では、親水性および／または疎水性化合物は、十分に乾燥しており、湿度の除去は必要ではない。

湿度の除去後、選択された量のイソシアヌレートトリマーと、それに続いて、選択された量のジイソシアネートを、親水性／疎水性溶解物に加えて、反応混合物を形成する。いくつかの実施形態では、反応混合物に触媒を加えてもよい。ウレタン触媒は、Ｂｌａｎｋらの米国特許第６，３４３，０５７号およびＨｕｎｔｅｒらの米国特許第４，７４２，９０９号に記載されている。いくつかの実施形態では、触媒は、カルボン酸ビスマス（Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｎｏｒｗａｌｋ， ＣＴ）であり得る。反応混合物を、一定期間（例えば、２時間）攪拌させ、その後、混合物を圧延し、細断する。

反応温度は、約２５℃〜約１２０℃、約５０℃〜約１００℃または約７０℃〜約９０℃の範囲であり得る。反応時間は、約１〜約２４時間、約２〜約２０時間または約５〜約１５時間の範囲であり得る。反応温度および時間は、イソシアネート−ウレタン縮合などの望ましくない副反応を避けながら、合理的に速い反応速度が得られるよう選択されるべきである。

いくつかの実施形態では、反応を、キシレン、トルエン、ｎ−メチルピロリンドンまたは炭酸プロピレンなどの不活性溶媒の存在下で実施してもよい。

関連化合物の量および製造法は、ポリウレタンが、約２０，０００ ダルトン〜約６０，０００ダルトンの理論上の平均分子量を有するよう適宜適応させる。

水性コーティング組成物は、樹脂、結合剤、水、顔料組成物、会合性増粘剤および／またはその他の添加剤を含み得る。水性コーティング組成物に、本明細書に記載される会合性増粘剤を使用してもよい。水性組成物中の会合性増粘剤使用の量は、総水性コーティング組成物１グラムあたり、約０．０００１グラム〜約０．０３グラム、約０．０００５グラム〜約０．０２５グラムまたは約０．００１グラム〜約０．０２グラムの範囲である。

水性コーティング組成物は、界面活性剤を用いて水に樹脂結合剤を、分散、乳化またはエマルジョン重合することによって製造してもよい。コーティングの形成において使用される樹脂は、水に不溶性であり得、このような樹脂の、水性系への変換は、通常、樹脂を、エマルジョンまたは分散物に変換することを含む。いくつかの実施形態では、樹脂は、外部添加される界面活性剤が必要ではないような、樹脂に水「溶解性」を付与する、内蔵された官能基を含み得る。

水不溶性樹脂は、当技術分野で公知の任意のものであり得、非イオン性、陽イオン性または陰イオン性界面活性剤のうち１種を用いて乳化された、従来の天然または合成ポリマーラテックスであり得る。主要な樹脂は、ホモ重合化および共重合体化オレフィンモノマー；Ｃ₂−Ｃ₄₀α−オレフィンのホモポリマー；エチレン、イソブチレン、オクテン、ノネンまたはスチレンの、１種以上のエステルとの共重合体；エチレン、イソブチレン、オクテン、ノネンまたはスチレンの、アクリル酸のニトリルまたはアミドとの共重合体；エチレン、イソブチレン、オクテン、ノネンまたはスチレンの、メタクリル酸との共重合体；エチレン、イソブチレン、オクテン、ノネンまたはスチレンの、ビニルエステルとの共重合体；エチレン、イソブチレン、オクテン、ノネンまたはスチレンの、塩化ビニリデンとの共重合体；エチレン、イソブチレン、オクテン、ノネンまたはスチレンの、ジエンポリマーとの共重合体またはそれらの混合物に基づいている。

ホモ重合化および共重合体化オレフィンモノマーの例として、それだけには限らないが、酢酸ビニル、塩化ビニル、スチレン、ブタジエン、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、グリシジルメタクリレート、ジヒドロキシプロピルメタクリレート、酢酸ビニル／アクリル酸ブチル／２−エチルヘキシルアクリレート、酢酸ビニル／マレイン酸ブチル、酢酸ビニル／エチレン、酢酸ビニル／塩化ビニル／アクリル酸ブチルおよび酢酸ビニル／塩化ビニル／エチレンまたはそれらの混合物が挙げられる。

Ｃ₂−Ｃ_4Oα−オレフィンのホモポリマーの例として、それだけには限らないが、エチレン、イソブチレン、オクテン、ノネン、スチレンまたはそれらの混合物が挙げられる。ジエンポリマーの例として、それだけには限らないが、ブタジエンの、スチレン、ビニルトルエン、アクリロニトリル、メタクリロニトリルおよびアクリル酸もしくはメタクリル酸のエステルのうち１種以上またはそれらの混合物との共重合体が挙げられる。

いくつかの実施形態では、樹脂が、エマルジョン重合法を使用して調製される場合には、本明細書に記載される共重合体の製造に使用されるモノマー混合物中に、少なくとも０．００１、少なくとも０．００５または少なくとも０．０５グラムの酸性モノマーが含まれ得る。酸性モノマーとして、それだけには限らないが、アクリル酸、メタクリル酸、イタコイン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸またはそれらの混合物が挙げられる。

水性コーティング組成物は、１種以上の顔料および／または１種以上の顔料組成物を含み得る。顔料組成物は、白色不透明顔料および／または着色顔料を含み得る。着色顔料として、有機顔料および無機顔料が挙げられる。ベース組成物に加えられる顔料組成物の量は、１ｇａｌあたり約２ｏｚ〜１ｇａｌあたり約１６ｏｚ、１ｇａｌあたり約４ｏｚ〜１ｇａｌあたり約１２ｏｚまたは１ｇａｌあたり約６ｏｚ〜１ｇａｌあたり約１０ｏｚ（３．７８Ｌあたり約５９ｍＬ〜４７３ｍＬ、３．７８Ｌあたり約１８８ｍＬ〜約３５４ｍＬまたは３．７８Ｌあたり約１７７ｍＬ〜約２９５ｍＬ）の範囲である。顔料組成物を、塗布に先立って水性コーティング組成物に加えてもよい。

白色不透明顔料として、それだけには限らないが、ルチルおよびアナターゼ二酸化チタン、リトホン、硫酸亜鉛、チタン酸鉛、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、白色鉛、酸化亜鉛、含鉛酸化亜鉛など、およびそれらの混合物が挙げられる。いくつかの実施形態では、不透明顔料の平均粒径は、約０．２〜約０．４ミクロンの間の範囲である。

黒色顔料として、それだけには限らないが、種々のカーボンブラック（ピグメントブラック７）、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラックまたはそれらの混合物が挙げられる。カーボンブラックは、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂｏｓｔｏｎ、ＭＡ、ＵＳＡ）から、Ｒｅｇａｌ（登録商標）、Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌｓ（登録商標）、Ｅｌｆｔｅｘ（登録商標）、Ｍｏｎａｒｃｈ（登録商標）、Ｍｏｇｕｌ（登録商標）およびＶｕｌｃａｎ（登録商標）の名称のもと；Ｅｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから、Ｐｒｉｎｔｅｘ、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋおよび／またはＦＷ２００の名称のもと；Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍａｒｉｅｔｔａ、ＧＡ、ＵＳＡ）から、Ｒａｖｅｎの名称のもと；またはＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｊａｐａｎ）から、ＭＡの名称のもとで入手可能である。

顔料はまた、幅広い従来の着色顔料から選択され得る。着色顔料は、青色、黒色、茶色、シアン色、緑色、白色、紫色、マゼンダ色、赤色、橙色、黄色またはそれらの混合物であり得る。着色顔料の適したクラスとして、例えば、アントラキノン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジアゾ、モノアゾ、ピラントロン（ｐｙｒａｎｔｈｒｏｎｅｓ）、ペリレン、複素環式イエロー、キナクリドンおよび（チオ）インジゴイドが挙げられる。フタロシアニンブルーの代表例として、それだけには限らないが、銅フタロシアニンブルーおよびその誘導体（ピグメントブルー１５）が挙げられる。キナクリドンの例として、それだけには限らないが、ピグメントオレンジ４８、ピグメントオレンジ４９、ピグメントレッド１２２、ピグメントレッド１９２、ピグメントレッド２０２、ピグメントレッド２０６、ピグメントレッド２０７、ピグメントレッド２０９、ピグメントバイオレット１９およびピグメントバイオレット４２が挙げられる。アントラキノンの例として、それだけには限らないが、ピグメントレッド４３、ピグメントレッド１９４（ペリノンレッド）、ピグメントレッド２１６（臭素化ピラントロンレッド）およびピグメントレッド２２６（ピラントロンレッド）が挙げられる。ペリレンの例として、それだけには限らないが、ピグメントレッド１２３（ベルミリオン），ピグメントレッド１４９（スカーレット）、ピグメントレッド１７９（マルーン）、ピグメントレッド１９０（レッド）、ピグメントバイオレット１９、ピグメントレッド１８９（イエローシェードレッド）およびピグメントレッド２２４が挙げられる。チオインジゴイドの例として、それだけには限らないが、ピグメントレッド８６、ピグメントレッド８７、ピグメントレッド８８、ピグメントレッド１８１、ピグメントレッド１９８、ピグメントバイオレット３６およびピグメントバイオレット３８が挙げられる。複素環式イエローの例として、それだけには限らないが、ピグメントイエロー１、ピグメントイエロー３、ピグメントイエロー１２、ピグメントイエロー１３、ピグメントイエロー１４、ピグメントイエロー１７、ピグメントイエロー６５、ピグメントイエロー７３、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー１５１、ピグメントイエロー１１７、ピグメントイエロー１２８およびピグメントイエロー１３８が挙げられる。このような顔料は、ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｇｅｒｍａｎｙ）およびＳｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃａｒｌｓｔａｄｔ、ＮＪ、ＵＳＡ）をはじめとするいくつかの供給源から、粉末またはプレスケーキのいずれかで市販されている。その他の適した着色顔料の例は、ｔｈｅ Ｃｏｌｏｕｒ Ｉｎｄｅｘ、３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ、１９８２）に記載されている。

顔料のその他の例として、それだけには限らないが、ホスタフィン（Ｈｏｓｔａｆｉｎｅ）（登録商標）シリーズ、例えば、ホスタフィン（登録商標）イエローＧＲ（ピグメント１３）、ホスタフィン（登録商標）イエロー（ピグメント８３）、ホスタフィン（登録商標）レッドＦＲＬＬ（ピグメントレッド９）、ホスタフィン（登録商標）ルービン（Ｒｕｂｉｎｅ）Ｆ６Ｂ（ピグメント１８４）、ホスタフィン（登録商標）ブルー２Ｇ（ピグメントブルー１５：３）、ホスタフィン（登録商標）ブラックＴ（ピグメントブラック７）およびホスタフィン（登録商標）ブラックＴＳ（ピグメントブラック７）、ノルマンディ（Ｎｏｒｍａｎｄｙ）マゼンタＲＤ−２４００、パリオゲン（Ｐａｌｉｏｇｅｎ）バイオレット５１００、パリオゲン（登録商標）バイオレット５８９０、パーマネントバイオレットＶＴ２６４５、ヘリオゲン（Ｈｅｌｉｏｇｅｎ）グリーンＬ８７３０、アーガイル（Ａｒｇｙｌｅ）グリーンＸＰ−１１１−Ｓ、ブリリアントグリーントナー（Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｇｒｅｅｎ Ｔｏｎｅｒ）ＧＲ０９９１、ヘリオゲン（登録商標）ブルーＬ６９００、Ｌ７０２０、ヘリオゲン（登録商標）ブルーＤ６８４０、Ｄ７０８０、スダン（Ｓｕｄａｎ）ブルーＯＳ、ＰＶファストブルーＢ２ＧＯ１、イルガライト（Ｉｒｇａｌｉｔｅ）ブルーＢＣＡ、パリオゲン（登録商標）ブルー６４７０、スダンＩＩＩ、スダンＩＩ、スダンＩＶ、スダンオレンジＧ、スダンオレンジ２２０、パリオゲン（登録商標）オレンジ３０４０、オルトオレンジＯＲ２６７３、パリオゲン（登録商標）イエロー１５２、１５６０、リソル（Ｌｉｔｈｏｌ）ファストイエロー０９９ＩＫ、パリオトール（Ｐａｌｉｏｔｏｌ）イエロー１８４０、ノボパーム（Ｎｏｖｏｐｅｒｍ）（登録商標）イエローＦＧ１、パーマネントイエローＹＥ０３０５、ルモゲン（Ｌｕｍｏｇｅｎ）イエローＤ０７９０、スコ−ゲルブ（Ｓｕｃｏ−Ｇｅｌｂ）Ｌ１２５０、スコ（Ｓｕｃｏ）−イエローＤ１３５５、ホスタパーム（Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ）（登録商標）ピンクＥ、ファナル（Ｆａｎａｌ）ピンクＤ４８３０、シンカシア（Ｃｉｎｑｕａｓｉａ）マゼンタ、リソルスカーレットＤ３７００、トルイジンレッド、サーモプラストＮＳＤ ＰＳ ＰＡのスカーレット、Ｅ．Ｄ．トルイジンレッド、リソルルービントナー、リソルスカーレット４４４０、ボン（Ｂｏｎ）レッドＣ、ロイヤルブリリアントレッドＲＤ−８１９２、オラセット（Ｏｒａｃｅｔ）ピンクＲＦ、パリオゲン（登録商標）レッド３８７１Ｋ、パリオゲン（登録商標）レッド３３４０およびリソルファストスカーレットＬ４３００が挙げられる。これらの顔料は、ＢＡＳＦ、Ｃｅｌａｎｅｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｄａｌｌａｓ、ＴＸ、ＵＳＡ）、Ｃｌａｒｉａｎｔ（Ｇｅｒｍａｎｙ）およびＥｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｌｏｕｒ ＰＬＣ（Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ）などの供給業者から入手可能である。

いくつかの実施形態では、水性コーティング組成物は、塗料である。塗料は、ベース組成物を１種以上の顔料組成物と混合することによって調製できる。ベース組成物は、それだけには限らないが、水、ポリグリコール、ラテックス樹脂、分散剤、泡止め剤（ａｎｔｉｆｏａｍａｎｔ）、防腐剤、１種以上の不透明顔料、結合剤、合体剤および本発明の会合性増粘剤を含み得る。

塗料中の会合性増粘剤の量は、１グラムの総塗料あたり約０．０００１グラム〜約０．０３グラム、約０．００１グラム〜約０．００５グラムまたは約０．０１グラム〜約０．０２グラムの会合性増粘剤の範囲であり得る。組成物の最終重量は、添加される顔料組成物の重量を含む。

成分を混合する順序は、塗料工業において知られるミクソロジー法を使用して行う。例えば、グラインド（ｇｒｉｎｄ）溶液およびレットダウン（ｌｅｔ ｄｏｗｎ）溶液を調製してよい。グラインド溶液は、水、プロピレングリコール、セルロース誘導体増粘剤、分散剤、泡止め剤、保存料およびＴｉＯ₂を含み得る。グラインド溶液は、混合し、粉砕して、溶液にＴｉＯ₂を分散させてもよい。レットダウン溶液は、樹脂、不透明なポリマー、合体化合物、会合性増粘剤および／または泡止め剤を含み得る。レットダウン溶液を、グランド溶液に添加して、中性着色塗料溶液を形成してもよい。顔料および／または顔料組成物を、塗装の前および／または塗料の販売時点で中性着色塗料溶液（ベース組成物）に添加してもよい。

１種以上の顔料組成物は、ベース組成物に添加して、塗料に色を付与してもよい。顔料組成物の量は、１ガロンの最終塗料組成物あたり約０．５オンス〜約１６オンス、約１オンス〜約１０オンスまたは約２オンス〜１２オンス（３．７８Ｌあたり、１５ｍＬ〜４７３ｍＬ、２９．５ｍＬ〜約２９５ｍＬまたは約５９ｍＬ〜３５５ｍＬ）の範囲であり得る。最終塗料組成物のストーマー粘度は、ベース組成物のストーマー粘度の約７０％から約１２０％、約８０％〜約１０８％または約９０％〜約１００％の間であり得る。

また、本明細書に記載される会合性増粘剤を、ラテックスを含有しないその他の水性系、例えば、化粧品、毛髪染剤、水性切削油、掘削流体、パッカー流体、洗浄剤、液体界面活性剤および柔軟剤、殺虫剤および農業用組成物、パーソナルケア製品（シャンプー、ヘアコンディショナー、ハンドローション、ハンドクリーム、収斂剤、脱毛剤および制汗剤を含む）および医薬製剤（局所クリームおよびホルモンパッチを含む）の粘度安定性を改善するために使用してもよい。

本明細書に記載される会合性増粘剤の限定されない例およびその使用を記載する。

会合性増粘剤の調製。ＰＥＧ８０００（６５０グラム、０．０７８８モル、Ｃａｒｂｏｗａｘ（登録商標）８０００、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ）およびＳｏｐｒｏｐｈｏｒ ＢＳＵ（１７５．１３グラム、０．１５７６モルＲｈｏｄｉａ−Ｎｏｖｅｃａｒｅ）を、窒素流下、反応容器中で１００℃に、ＰＥＧ８０００／Ｓｏｐｒｏｐｈｏｒ ＢＳＵ混合物が溶解し始めるまで加熱した。溶解の際、ＰＥＧ８０００／Ｓｏｐｒｏｐｈｏｒ ＢＳＵを撹拌し、反応容器に真空を適用して、ＰＥＧ８０００／Ｓｏｐｒｏｐｈｏｒ ＢＳＵ溶解物中のあらゆる残存する水を除去した。ＰＥＧ８０００／Ｓｏｐｒｏｐｈｏｒ ＢＳＵ溶解物を、１００℃および２ｍｍのＨｇの圧力で、水蒸気が観察されなくなるまで維持した。水を除去した後、真空を終結させた。窒素雰囲気下、Ｖｅｓｔａｎａｔ（登録商標）１８９０／１００（５２．９６グラム、０．０７９２モル、Ｅｖｏｎｉｋ）と、それに続いて、イソホロンジイソシアネート（８．６７グラム、０．０３９モル、Ｅｖｏｎｉｋ）を、ＰＥＧ８０００／Ｓｏｐｒｏｐｈｏｒ ＢＳＵ溶解物に加えた。反応容器にＫＫＡＴ−３４８（０．８グラム、Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ｎｏｒｗａｌｋ ＣＴ）を加え、反応を触媒した。反応混合物を、重合が完了するまで、１００℃で２時間加熱した。得られた高温の会合性増粘剤を反応容器から取り出し、ローラーミルを使用してローラーで延ばしてシートにした。このシートを市販のシュレッダーを使用して細断した。図１は、ジイソシアネート対イソシアヌレートトリマーの２：１の比を有する得られたポリマー会合性増粘剤を概略的に表す。疎水性物質１０４、１０４’、１０４’’（Ｓｏｐｒｏｐｈｏｒ ＢＳＵ）は、イソホロンジイソシアネート１０６、１０６’およびイソシアヌレートトリマー１０８とカップリングしている。親水基１０２、１０２’（ＰＥＧ）は、イソホロンジイソシアネート１０６、１０６’を、イソシアヌレートトリマー１０８とカップリングする。

会合性増粘剤の調製。以下の成分および量を用いて、実施例１に記載されるものと同一の手順をたどった。

図２は、ジイソシアネート対イソシアヌレートトリマーの１：２の比を有する得られたポリマー会合性増粘剤を概略的に表す。疎水性物質１０４、１０４’、１０４’’、１０４’’’は、イソホロンジイソシアネート１０６およびイソシアヌレートトリマー１０８、１０８’とカップリングする。親水基１０２、１０２’は、イソホロンジイソシアネート１０６を、イソシアヌレートトリマー１０８、１０８’とカップリングする。

会合性増粘剤の調製。Ｖｅｓｔａｎａｔ（登録商標）１８９０／１００およびイソホロンジ−イソシアネートを使用した点を除いて、実施例１に記載されるものと同一の手順をたどった。

図３は、複数のイソシアヌレートトリマー部分を有する得られたポリマー会合性増粘剤を概略的に表す。疎水性物質１０４、１０４’、１０４’’、１０４’’’、１０４’’’’は、イソシアヌレートトリマー１０８、１０８’とカップリングする。親水基１０２、１０２’は、イソシアヌレートトリマー１０８’を、イソシアヌレートトリマー１０８、１０８’’とカップリングする。

実施例１〜３は、本明細書に記載される会合性増粘剤およびこのような会合性増粘剤の組成物の方法を示す。

実施例１〜３の会合性増粘剤を使用してラテックス塗料を製造および試験する手順
顔料グラインド溶液、増粘剤溶液および予混合溶液を形成することによって、塗料を調製した。溶液を、所与の順序で混合した。混合技術および装置は、従来のものである。

レットダウン成分を、低速で３０分間一緒に混合する。混合物を、ミキサーから取り出し、パイントに分割する。

予混合溶液を、パイントの塗料製剤に加え、機械的撹拌器を使用して２０分間混合した。１時間後および２４時間後に、ブルックフィールド（ｃｐｓ）；ストーマー（ＫＵ）粘度を測定した。２４時間後、艶、Ｓａｇおよび平滑化を、測定する。

２４時間後、塗料製剤に赤色または黒色顔料（１２オンス、３５５ｍＬ）を、以下の順序で加えた：顔料の総量の半量をパイント缶の底に、塗料の量の半分、着色料のもう半分、次いで、塗料製剤の残り。溶液を密閉し、２、３時間回転させ、次いで、シェーカー上で１５分間振盪した。サンプル（２０ｍＬ）を、シリンジによって回収し、透明なバイアルに移した。サンプルを、５０℃のオーブンに入れ、熱安定性試験を実施した。塗料の残りは、周囲温度にしておいた。２４時間後、加熱した塗料および周囲塗料サンプルのブルックフィールド（ｃｐｓ）粘度、ストーマー（ＫＵ）粘度、艶、Ｓａｇおよびレベル（着色後）を測定した。測定値は、表１〜４で表にされている。

実施例１〜３は、水、１種以上の顔料組成物および本明細書に記載される会合性増粘剤を含む水性のを示す。

図６は、比較例１、２および実施例１〜３の予混合組成物および黒色または赤色顔料を添加した予混合組成物のストーマー粘度の変化のグラフ表示を表す。バー２００、２０２、２０４、２０６および２０８は、それぞれ、比較例１、比較例２、実施例１、実施例２および実施例３の予混合サンプルのストーマー粘度を表す。バー２１０、２１２、２１４、２１６および２１８は、それぞれ、比較例１、比較例２、実施例１、実施例２および実施例３の予混合への黒色顔料の添加後のストーマー粘度を表す。バー２２０、２２２、２２４、２２６および２２８は、それぞれ、比較例１、比較例２、実施例１、実施例２および実施例３の予混合への赤色顔料の添加後のストーマー粘度を表す。

図７は、比較例１、２および実施例１〜３の予混合組成物および黒色または赤色顔料を添加した予混合組成物の垂れ抵抗性の変化のグラフである。バー３００、３０２、３０４、３０６および３０８は、それぞれ、比較例１、比較例２、実施例１、実施例２および実施例３の予混合サンプルの垂れ抵抗性を表す。バー３１０、３１２、３１４、３１６および３１８は、それぞれ、比較例１、比較例２、実施例１、実施例２および実施例３の予混合への黒色顔料の添加後の垂れ抵抗性を表す。バー３２０、３２２、３２４、３２６および３２８は、それぞれ、比較例１、比較例２、実施例１、実施例２および実施例３の予混合への赤色顔料の添加後の垂れ抵抗性を表す。

表１〜４ならびに図６および７で示されるように、本明細書に記載される会合性増粘剤を用いて製造された水性コーティング組成物は、市販のウレタン会合性増粘剤と比較して、ＳＡＧ、レベル、艶および粘度保持などの改善された特性を有していた。

本発明の種々の態様のさらなる改変および代替実施形態は、この記載を考慮して、当業者には明らかであろう。したがって、本記載は、単に例示として解釈されるべきであり、当業者に、本発明を実施する一般的な方法を教示する目的のものである。本明細書に示され、記載される本発明の形態は、目下のところ好ましい実施形態ととられるべきであるということは理解されるべきである。本発明のこの記載の利点を有する後には、当業者にはすべて明らかであろうが、要素および材料は、本明細書に例示され、記載されるものと置換されてもよく、部分および過程は逆にされてもよく、本発明の特定の特徴は、独立に利用されてもよい。本明細書に記載される要素において、以下の特許請求の範囲に記載される本発明の趣旨から逸脱することなく、変化をつけてもよい。

１０２ 親水性部分； １０４ 疎水性部分；
１０６ 二官能性カップリング部分； １０８ 三官能性カップリング部分。

Claims (21)

1. 

   ［式中、Ｒは、芳香族疎水性物質であり；ｍは、≧２であり；ｎは、≧１であり；ｐは、約４５〜約２７５の範囲であり；各Ｘは、独立に、
   

   

   ｛ここで、ｎは、≧１である｝または
   

   

   ｛ここで、Ｒ²は、脂肪族、脂環式または芳香族である｝であり；少なくとも１個のＸは、
   

   

   ｛ここで、Ｒ¹は、
   

   

   （ここで、Ｒ³は、脂肪族、脂環式または芳香族である）である｝である］
   を有する会合性増粘剤。
2. Ｒが、
   

   

   ［式中、Ｒ⁴は、脂肪族基、脂環式基、芳香族基、アリールアルキル基、複素環式基、ヘテロ原子結合またはそれらの組合せである］を含む、請求項１に記載の会合性増粘剤。
3. Ｒが、
   

   

   ［式中、Ｒ⁵は、水素、アルキル基、ブチル、フェニル、ベンジルまたはそれらの組合せである］を含む、請求項１に記載の会合性増粘剤。
4. Ｒ²が、
   

   

   ［式中、Ｒ⁶は、脂肪族、脂環式、芳香族、複素環式またはそれらの組合せである］を含む、請求項１に記載の会合性増粘剤。
5. Ｒ⁶がメチルである、請求項４に記載の会合性増粘剤。
6. Ｒが、
   

   

   ［式中、Ｒ’は、
   

   

   ｛ここで、Ｒ³は、（ＣＨ₂）_rであり（ここで、ｒは、０または１である）、Ｒ²は、
   

   

   である｝である］である、請求項１に記載の会合性増粘剤。
7. ポリエーテルポリオールポリマー／芳香族基を含む疎水性物質溶解物を形成するステップと；
   イソシアヌレートトリマーおよびジイソシアネートを溶解物に導入するステップと；
   溶解物を、次式を有する会合性増粘剤を製造するのに十分な温度で加熱するステップと
   を含む方法によって製造される会合性増粘剤：
   

   

   ［式中、Ｒは、芳香族疎水性物質であり；ｍは、≧２であり；ｎは、≧１であり；ｐは、約４５〜約２７５の範囲であり；各Ｘは、独立に
   

   

   ｛ここで、ｎは、≧１である｝または
   

   

   ｛ここで、Ｒ²は、脂肪族、脂環式または芳香族である｝であり；少なくとも１個のＸは、
   

   

   ｛ここで、Ｒ¹は、
   

   

   （ここで、Ｒ³は、脂肪族、脂環式または芳香族である）である｝である］。
8. 水、１種以上の顔料組成物および次式を有する会合性増粘剤を含む水性組成物：
   

   

   ［式中、Ｒは、疎水性物質であり、芳香基を含み；ｍは、≧２であり；ｎは、≧１であり；ｐは、約４５〜約２７５の範囲であり；各Ｘは、独立に
   

   

   ｛ここで、ｎは、≧１である｝または
   

   

   ｛ここで、Ｒ²は、脂肪族、脂環式または芳香族である｝であり；少なくとも１個のＸは、
   

   

   ｛ここで、Ｒ¹は、
   

   

   （ここで、Ｒ³は、脂肪族、脂環式または芳香族である）である｝である］。
9. 会合性増粘剤の濃度が、水性組成物の総重量に基づいて、約０．０１重量％〜約３重量％の範囲である、請求項８に記載の水性組成物。
10. 顔料組成物の総量が、１ガロンの水性組成物あたり、約２オンスから約１６オンスの範囲である、請求項８に記載の水性組成物。
11. 水性組成物が、ＡＳＴＭ法 Ｄ４４００によって測定される、少なくとも１２ミルの垂れ抵抗性値を有する、請求項８に記載の水性組成物。
12. 水性組成物の最終ストーマー粘度が、１種以上の顔料組成物の添加前の水性組成物のストーマー粘度の約３０％から約１２０％の間である、請求項８に記載の水性組成物。
13. 水性組成物の最終ストーマー粘度が、１種以上の顔料組成物の添加前の水性組成物のストーマー粘度の約３０％から約１２０％の間であり、顔料の総濃度が、１ガロンの水性組成物あたり少なくとも２オンスの顔料組成物である、請求項８に記載の水性組成物。
14. 水性組成物の最終ストーマー粘度が、１種以上の顔料組成物の添加前の水性組成物のストーマー粘度の約３０％から約１２０％の間であり、顔料組成物の総濃度が、１ガロンの水性組成物あたり、約２オンスから約１６オンスの範囲であり、少なくとも１種の顔料組成物が、０．０１マイクロメートルの平均粒径を有する顔料粒子を含む、請求項８に記載の水性組成物。
15. 少なくとも１種の顔料組成物が、少なくとも０．０１マイクロメートルの平均粒径を有する顔料粒子を含む、請求項８に記載の水性組成物。
16. 少なくとも１種の顔料組成物が、窒素吸着によって測定される、少なくとも１０ｍ²／ｇミクロンのＢＥＴ表面積を有する、請求項８に記載の水性組成物。
17. 少なくとも１種の顔料組成物が、酸化鉄を含む、請求項８に記載の水性組成物。
18. 少なくとも１種の顔料組成物が、カーボンブラックを含む、請求項８に記載の水性組成物。
19. 少なくとも１種の顔料組成物が、１種以上のフタロ化合物を含む、請求項８に記載の水性組成物。
20. 水性組成物が、塗料である、請求項８に記載の水性組成物。
21. 着色−粘度組成物を安定化できる１種以上の会合性増粘剤を含む会合性増粘剤。

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