JP2020511582A - ポリマーを含む水性着色顔料ペースト、およびそれから製造されるベースコート - Google Patents
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Abstract
Description
(a)少なくとも1種の着色顔料と、
(b)平均粒径が100〜500nmの範囲であり、水中のオレフィン系不飽和モノマーの3種のモノマー混合物(A)、(B)および(C)の逐次ラジカル乳化重合によって製造可能な、少なくとも1種のポリマーであり、
混合物(A)が、25℃での水中の溶解度が0.5g/l未満の少なくとも50質量%のモノマーを含み、混合物(A)から製造されたポリマーが、10〜65℃のガラス転移温度を持ち、
混合物(B)が、少なくとも1種のポリ不飽和モノマーを含み、混合物(B)から製造されたポリマーが、−35〜15℃のガラス転移温度を持ち、
混合物(C)から製造されたポリマーが、−50〜15℃のガラス転移温度を持ち、
i. まず、混合物(A)が重合され、
ii. 次いで、i.で製造されたポリマーの存在下で混合物(B)が重合され、
iii. その後、ii.で製造されたポリマーの存在下で混合物(C)が重合される
少なくとも1種のポリマーと
を含む、水性顔料ペーストである。
(1a)水性ベースコート材料を基材に適用し、
(2a)段階(1a)で適用した塗料からポリマー膜を形成させ、
(1b)任意に、さらなる水性ベースコート材料を、こうして形成されたポリマー膜に適用し、
(2b)任意に、段階(1b)で適用した塗料からポリマー膜を形成させ、
(3)クリアコート材料を、結果として生じたベースコート膜に適用し、続いて、
(4)ベースコート膜を、クリアコート膜とともに共同硬化することによって、
マルチコート塗装系を製造する方法であって、
本発明のベースコート材料が、段階(1a)で使用されるか、または、この方法が、段階(1b)および(2b)をさらに含む場合、段階(1a)および/もしくは(1b)で使用される、方法である。段階(1a)で使用される基材は、好ましくは電着膜(EC)、より好ましくは電着材料の陰極析出によって適用される電着膜を有し、段階(1a)で使用されるベースコート材料は、EC塗装基材に直接適用され、基材に適用された電着膜(EC)は、好ましくは、段階(1a)の実行中に硬化される。
混合物(A)が、25℃での水中の溶解度が0.5g/l未満の少なくとも50質量%のモノマーを含み、混合物(A)から製造されたポリマーが、10〜65℃のガラス転移温度を持ち、
混合物(B)が、少なくとも1種のポリ不飽和モノマーを含み、混合物(B)から製造されたポリマーが、−35〜15℃のガラス転移温度を持ち、
混合物(C)から製造されたポリマーが、−50〜15℃のガラス転移温度を持ち、
i. まず、混合物(A)が重合され、
ii. 次いで、i.で製造されたポリマーの存在下で混合物(B)が重合され、
iii. その後、ii.で製造されたポリマーの存在下で混合物(C)が重合される、
水性顔料ペースト中に着色顔料を分散させるための、使用である。
本発明の顔料ペーストは、少なくとも1種の着色顔料(a)の存在のため、着色顔料ペーストである。顔料ペーストの概念は、当業者に知られており、例えば、Roempp Lexikon、Lacke und Druckfarben、Georg Thieme Verlag、1998、第10編、452頁に定義されている。顔料ペーストは、ポリマーなどのキャリア材料中の顔料混合物の調合物であり、後続の用途より高い濃度で顔料が含まれる。顔料ペーストの後続の用途は、一般に、ベースコート材料などの塗料組成物の製造において存在する。したがって顔料ペーストは、このような塗料組成物の製造のための前駆体のみを表すという点でベースコート材料などの塗料組成物とは区別される。したがって顔料ペーストそれ自体は、ベースコート材料として使用することができない。顔料ペースト中、通常、顔料とポリマーとの相対的質量比は、製造するために最終的にペーストが使用される塗料組成物においてより大きい。ポリマー(ペースト結合剤とも呼ばれる)および顔料などのキャリア材料以外の顔料ペーストは、通常、水および/または有機溶媒も含む。湿潤剤および/または増粘剤などの様々な添加剤も、顔料ペースト中に使用してよい。本発明の顔料ペースト中に存在するポリマー(b)は、顔料ペースト結合剤(ペースト結合剤)として使用される。本発明の顔料ペーストは、成分(a)および(b)を含む水性組成物を表す。
本発明の顔料ペーストは、成分(a)として少なくとも1種の着色顔料を、好ましくは、顔料ペーストの総質量に対して、少なくとも5質量%の量で含む。
本発明の顔料ペーストは、平均粒径が100〜500nmであり、水中のオレフィン系不飽和モノマーの3種のモノマー混合物(A)、(B)および(C)の逐次ラジカル乳化重合によって製造可能な、少なくとも1種のポリマー(b)であって、
混合物(A)が、25℃での水中の溶解度が0.5g/l未満の少なくとも50質量%のモノマーを含み、混合物(A)から製造されたポリマーが、10〜65℃のガラス転移温度を持ち、
混合物(B)が、少なくとも1種のポリ不飽和モノマーを含み、混合物(B)から製造されたポリマーが、−35〜15℃のガラス転移温度を持ち、
混合物(C)から製造されたポリマーが、−50〜15℃のガラス転移温度を持ち、
i. まず、混合物(A)が重合され、
ii. 次いで、i.で製造されたポリマーの存在下で混合物(B)が重合され、
iii. その後、ii.で製造されたポリマーの存在下で混合物(C)が重合される、
少なくとも1種のポリマー(b)を含む。
混合物(A)は、25℃での水溶性が0.5g/l未満である、少なくとも50質量%、好ましくは少なくとも55質量%のオレフィン系不飽和モノマーを含む。このような好ましいモノマーのひとつはスチレンである。水中のモノマーの溶解度は、以下に記載の方法によって決定される。
混合物(B)は、少なくとも1種のポリオレフィン系不飽和モノマー、より好ましくは少なくとも1種のジオレフィン系不飽和モノマーを含む。このような好ましい一モノマーは、ヘキサンジオールジアクリレートである。モノマー混合物(B)は、好ましくは、ヒドロキシ官能性モノマーを含有しない。同様に好ましくは、モノマー混合物(B)は、酸官能性モノマーを含有しない。非常に好ましくは、モノマー混合物(B)は、ヘテロ原子を含む官能基を有するモノマーを一切含有しない。これは、ヘテロ原子が、存在する場合、架橋基の形態でのみ存在することを意味する。これは、例えば、(メタ)アクリレートベースであり、基Rとしてアルキル基を持つ上記のモノオレフィン系不飽和モノマーにおける場合である。
混合物(C)中に存在するモノマーは、それらから製造されるポリマーが、−50から15℃、好ましくは−20から+12℃のガラス転移温度を持つように選択される。ここでのガラス転移温度は、以下に記載の方法によって決定することができる。
本発明の顔料ペーストは、さらに、任意の構成要素および任意の成分を含んでもよい。
本発明の顔料ペーストは、水性ベースコート材料の製造に適している。したがって本発明のさらなる主題は、水性ベースコート材料であり、このベースコート材料は、成分(1)として本発明の少なくとも1種の顔料ペーストを、ベースコート材料の製造に適した、結合剤として使用できる少なくとも1種のポリマーを含む少なくとも1種の水性成分(2)と混合させることによって製造可能であり、該ポリマーは、同様に顔料ペースト中に存在するポリマー(b)を含む、かつ/またはそれとは異なる少なくとも1種のポリマーを含む結合剤として使用できる。
本発明のベースコート材料は、さらなる任意の構成要素または任意の成分を含んでもよい。これらは、効果顔料、増粘剤、有機溶媒、および上記のさらなる添加剤などの、本発明の顔料ペーストに関連する、上で確認されたものと同じさらなる構成要素である。
ポリマー(b)は、水性着色顔料ペースト中に着色顔料を分散させるのに適している。したがって本発明のさらなる主題は、水性着色顔料ペースト中に、着色顔料を分散させるための、本発明の第1の主題と関連して識別されるポリマー(b)の使用である。
本発明のさらなる主題は、
(1a)水性ベースコート材料を基材に適用し、
(2a)段階(1a)で適用した塗料からポリマー膜を形成させ、
(1b)任意に、さらなる水性ベースコート材料を、こうして形成されたポリマー膜に適用し、
(2b)任意に、段階(1b)で適用した塗料からポリマー膜を形成させ、
(3)クリアコート材料を、結果として生じたベースコート膜に適用し、続いて、
(4)ベースコート膜を、クリアコート膜とともに共同硬化することによって、
マルチコート塗装系を製造する方法であって、
本発明のベースコート材料が、段階(1a)で使用されるか、または、本方法が、段階(1b)および(2b)をさらに含む場合、段階(1a)および/もしくは(1b)で、好ましくは段階(1b)で使用される、方法である。本発明の顔料ペーストおよび本発明の水性ベースコート材料の上記全ての(好ましい)型も、本発明の方法に適用可能である。この方法は、色付与ならびに色および効果付与のマルチコート塗装系の製造に用いられる。
1.不揮発性物質の分率の決定
不揮発性物質の分率(固形分)は、DIN EN ISO 3251(日付:2008年6月)に従って決定される。1gの試料を量り分け、あらかじめ乾燥しておいたアルミニウム皿に移し、試料を載せた皿を125℃の乾燥キャビネット中で60分間乾燥させ、デシケーター中で冷却し、次いで重さを再び量る。使用した試料の総量に対する残留分は、不揮発性物質の分率に対応する。
水中のモノマーの溶解度は、水性相の上のガス空間との平衡を確立することによって決定される(参考文献X.−S.Chai、Q.X.Hou、F.J.Schork、Journal of Applied Polymer Science 99巻、1296〜1301頁(2006年)と同様)。この目的のために、20mlのガス空間を有する試料管中、2mlなどの所定の容量の水を、溶解できないほど多めの質量の各モノマーと混合する、またはいずれにしても選択した水量の中で完全に溶解させる。さらに乳化剤(試料混合物の総質量に対して10ppm)を添加する。平衡濃度を得るために、混合物を連続的に振る。上澄み気相を不活性ガスで置き換えて、平衡を再確立させる。除去した気相中、検出される物質の分率をそれぞれ(例えば、ガスクロマトグラフィーによって)測定する。水中の平衡濃度は、気相中のモノマーの分率をグラフとしてプロットすることによって決定することができる。曲線の傾きは、過度のモノマー分率が混合物から除去されるとすぐに、実質的に一定の値(S1)から大きな負の傾き(S2)に変化する。ここでの平衡濃度は、傾きS1の直線と傾きS2の直線の交点で達成する。記載される判定は、25℃で行われる。
ガラス転移温度Tgは、DIN 51005(日付:2005年8月)「Thermal Analysis(TA)−terms」およびDIN 53765(日付:1994年3月)「Thermal Analysis−Dynamic Scanning Calorimetry(DSC)」に基づく方法で実験により決定される。これは、15mgの試料を試料ボートに量り分け、ボートをDSC機器に導入することを要する。開始温度まで冷却した後、50ml/分の不活性ガス(N2)のパージング下、10K/分の加熱速度で1回目と2回目の測定を行い、各測定の間で冷却して開始温度に戻す。測定は、推定されるガラス転移温度より約50℃低い温度から推定されるガラス転移温度より約50℃高い温度までの温度範囲で行われる。DIN53765のセクション8.1に従って記録されたガラス転移温度は、比熱容量における変化の半分(0.5デルタcp)に到達する第2の測定の温度である。これは、DSC線図(温度に対する熱流のプロット)から決定される。これは、ガラス転移の前後の外挿基線間の中心線と、測定プロットとの交点に対応する温度である。測定において推定されるガラス転移温度の有用な判定のために、公知のFox式を用いてもよい。Fox式は、分子量を含まずに、ホモポリマーのガラス転移温度およびその質量分率に基づき、優れた近似を示すため、合成段階において当業者にとって有用なツールとして使用することができ、目標に向かう試験を介して所望のガラス転移温度を設計することを可能にする。
平均粒径は、DIN ISO13321(日付:2004年10月)に基づく方法における動的光散乱(光子相関分光法:PCS)によって決定される。用語「平均粒径」は、本明細書において、測定した平均粒径(Z平均)を意味すると理解される。測定は、25±1℃でMalvern Nano S90(Malvern Instruments製)を使用して行われる。この機器は、3〜3000nmのサイズ範囲に対応し、633nmで4mWのHe−Neレーザーを備えている。各試料を、分散媒体とした粒子を含まない脱イオン水で希釈し、次いで1mlのポリスチレンキュベット中で好適な散乱強度にて測定する。デジタル相関器を使用し、Zetasizer ソフトウェア、バージョン7.11、(Malvern Instruments製)を補助として用いて評価を行った。測定を5回実施し、第2の新しく製造した試料に対して測定を繰り返す。ポリマー(b)に関し、平均粒径は、測定した平均粒径の算術数値平均(Z平均、数値平均)を指す。この場合の5回判定の標準偏差は、4%以下である。任意に用いることができるポリウレタン−ポリ尿素粒子に関しては、平均粒径は、個々の調合物の平均粒径の算術体積平均(V平均、体積平均)を指す。5つの個々の測定値の体積平均の最大偏差は、±15%である。50〜3000nmの認定された粒径を有するポリスチレン標準で検証を行う。
数平均分子量(Mn)は、別段の指定がない限り、E.Schroeder、G.Mueller、K.−F.Arndt、「Leitfaden der Polymercharakterisierung」[Principles of polymer characterization]、Akademie−Verlag、Berlin、47〜54頁、1982年に従って、50℃でトルエン中の濃度系列に対し、使用する機器の実験較正定数を決定するために較正物質としてベンゾフェノンを用いた、モデル10.00の蒸気圧浸透圧計(Knauer製)を使用して決定される。
膜厚は、DIN EN ISO 2808(日付:2007年5月)、方法12Aに従い、ElektroPhysik製のMiniTest(登録商標)3100−4100機器を使用して決定する。
貯蔵安定性の判定のために、検討中の試料を、貯蔵する前および40℃で数週間貯蔵した後、DIN53019−1(日付:2008年9月)に従って回転式粘度計を使用して分析し、標準条件(23.0℃±0.2℃)下でDIN53019−2(日付:2001年2月)に従って較正する。これらの試料をまず1000s−1の剪断速度で5分間剪断加工し(力印加段階)、次いで1s−1の剪断速度で8分間剪断加工する(力遮断段階)。力印加段階中の平均粘度レベル(高剪断粘度)および8分間の力遮断段階後のレベル(低剪断粘度)を測定データから決定し、各パーセンテージの変化を計算することによって貯蔵前後の値を互いに比較する。
8.1 ピンホールの発生および膜厚によって決まるレベリングを評価するために、以下の一般的なプロトコルに従ってウェッジ型マルチコート塗装系を製造する(変形形態A〜C)。
標準陰極電着塗装した(BASF Coatings GmbH製のCathoGuard(登録商標)800)寸法30×50cmの鋼製パネルを、接着ストリップ(Tesaband、19mm)を有する一長手方向端縁に設け、塗装後の膜厚の差の決定を可能にする。水性ベースコート材料に、0〜40μmを目標膜厚(乾燥した材料の膜厚)とし、ウェッジとして静電塗装を施す。室温(23℃)における4〜5分のフラッシュオフ時間の後、系を60℃の強制空気オーブン中で10分間乾燥させる。接着ストリップを除去した後、市販の二成分クリアコート材料(BASF Coatings GmbH製のProGloss(登録商標))を重力送り式スプレーガンによって手動で、40〜45μmを目標膜厚(乾燥した材料の膜厚)として、乾燥した水性ベースコート膜に適用する。結果として得られるクリアコート膜を室温(23℃)で10分間ブラッシュオフする。この後、140℃の強制空気オーブン中でさらに20分間硬化させる。
標準陰極電着塗装した(BASF Coatings製のCathoGuard(登録商標)800)寸法30×50cmの鋼製パネルを、2つの接着ストリップ(Tesaband、19mm)を有する一長手方向端縁に設け、塗装後の膜厚の差の決定を可能にする。第1の水性ベースコート材料に、0〜30μmを目標膜厚(乾燥した材料の膜厚)とし、ウェッジとして静電塗装を施す。この後、室温(23℃)で3分間フラッシュオフし、2つの接着ストリップのうちの片方を除去する前および後に、第2の水性ベースコート材料を、同様に、単回で静電塗装を施す。目標膜厚(乾燥した材料の膜厚)は、13〜16μmである。室温(23℃)における4分のさらなるフラッシュオフ時間の後、系を60℃の強制空気オーブン中で10分間乾燥させる。第2の接着ストリップを除去した後、市販の二成分クリアコート材料(BASF Coatings GmbH製のProGloss(登録商標))を重力送り式スプレーガンによって手動で、40〜45μmを目標膜厚(乾燥した材料の膜厚)として、乾燥した水性ベースコート膜に適用する。結果として得られるクリアコート膜を室温(23℃)で10分間フラッシュオフする。この後、140℃の強制空気オーブン中でさらに20分間硬化させる。
標準陰極電着塗装した(BASF Coatings製のCathoGuard(登録商標)800)寸法30×50cmの鋼製パネルを、2つの接着ストリップ(Tesaband、19mm)を有する一長手方向端縁に設け、塗装後の膜厚の差の決定を可能にする。第1の水性ベースコート材料に、18〜22μmを目標膜厚(乾燥した材料の膜厚)として静電塗装を施す。この後、室温(23℃)で3分間フラッシュオフし、2つの接着ストリップのうちの片方を除去する前および後に、第2の水性ベースコート材料をウェッジとして、同様に、単回で静電塗装を施す。目標膜厚(乾燥した材料の膜厚)は、0〜30μmである。室温(23℃)における4分のさらなるフラッシュオフ時間の後、系を60℃の強制空気オーブン中で10分間乾燥させる。第2の接着ストリップを除去した後、市販の二成分クリアコート材料(BASF Coatings GmbH製のProGloss(登録商標))を重力送り式スプレーガンによって手動で、40〜45μmを目標膜厚(乾燥した材料の膜厚)として、乾燥した水性ベースコート膜に適用する。結果として得られるクリアコート膜を室温(23℃)で10分間フラッシュオフする。この後、140℃の強制空気オーブン中でさらに20分間硬化させる。
ピンホールの発生を評価するために、マルチコート塗装系を、水性ベースコートウェッジ系(それぞれ変形形態BおよびC)の塗料のためのセクション8.1の方法に従って製造し、次いで以下の一般的なプロトコルに従って目視評価する。
膜厚によって決まるレベリングを評価するために、マルチコート塗装系を、水性ベースコートウェッジ系(それぞれ変形形態A、BおよびC)の塗料のための方法に従って製造し、次いで以下の一般的なプロトコルに従って評価する。
試料のポッピングおよびランニングの傾向を判定するために、以下の一般的な手順に従い、DIN EN ISO 28199−1(日付:2010年1月)およびDIN EN ISO 28199−3(日付:2010年1月)に基づく方法においてマルチコート塗装系を製造する。
使用されるペースト中の顔料の不十分な安定性の結果としての顔料の凝集化発生を評価するために、水性ベースコート材料などの好適な試料を、以下の一般的なプロトコルに従って検討する。
問題とする水性ベースコート材料を、150μmのバーコーターを使用して、寸法9×15cmのガラスパネルに適用する。湿潤状態で、室温(23℃)における60分のフラッシュオフ時間の後、任意の空気含有物を斑点と見間違えないように光源に対して膜を保持することによって膜の斑点を検査する。1〜5の格付けを取得する(1=斑点なし/5=非常に多くの斑点)または対照に対して評価を行う(対照=0、++=非常に良好、+=良好、−=不良、−−=非常に不良)。
検討中の水性ベースコート材料を、既にサーフェイサー系で塗装しておいた32×60cmの寸法の鋼製パネルに二重塗装することによって適用し、第1の工程の塗装は、目標膜厚を8〜9μmとして静電的に行い、第2の工程において、室温(23℃)における2分のフラッシュオフ時間の後、目標膜厚を4〜5μmとして圧搾空気により適用する。室温(23℃)における5分のさらなるフラッシュオフ時間の後、続いて、結果として得られた水性ベースコート膜を80℃の強制空気オーブン中で5分間乾燥させる。乾燥した水性ベースコート膜上に、市販の二成分クリアコート材料(BASF Coatings GmbH製のProGloss(登録商標))を、目標膜厚を40〜45μmとして適用する。結果として得られたクリアコート膜を室温(23℃)で10分間フラッシュオフする。この後、140℃の強制空気オーブン中でさらに20分間硬化させる。斑点を目視評価し、1〜5の格付けを与える(1=斑点なし/5=非常に多くの斑点)。
顔料ペーストまたは水性ベースコート材料などの分析中の試料の安定性を、密封されたガラス容器中の混合物を、室温(23℃)および/または40℃で、少なくとも4週間の期間にわたって貯蔵することによって目視評価する。次いで分離が起きたか、または材料の均一性が変化したかを検証するための検査を行う。1〜5の格付けを与える(1=非常に安定しており、分離または多重位相の形成がなかった/5=非常に不安定で、激しい分離または非常に明確な多重位相の形成があった)。
隠ぺい力は、DIN EN ISO 28199−3(2010年1月、セクション7)に従って決定される。
OH数および酸価は、それぞれ、計算によって決定される。
以下の実施例および比較例は、本発明を例示するために役立つが、限定するものと解釈すべきではない。
1.1 以下に指定した、水性分散体AD1の製造に使用される成分の意味は、以下の通りである。
DI水 脱イオン水
EF800 Aerosol(登録商標)EF−800、Cytecから市販されている乳化剤
APS ペルオキソ二硫酸アンモニウム
1,6−HDDA 1,6−ヘキサンジオールジアクリレート
2−HEA 2−ヒドロキシエチルアクリレート
MMA メタクリル酸メチル
モノマー混合物(A)、段階i
以下の表1.1による項目1および2の80質量%を、還流冷却器を備えた鋼製反応容器(5L容量)中に入れ、80℃に加熱する。表1.1の「初期投入」で列挙した残りの分率の成分を別の容器中で予混合する。この混合物と、これとは別の「開始剤溶液」(表1.1、項目5および6)を20分にわたって同時に反応容器に滴下で加え、反応液中のモノマーの分率を、反応時間全体を通して、段階iで使用したモノマーの総量に対して6.0質量%を超えないようにする。続けて30分間、攪拌する。
表1.1の「Mono 1」で示す成分を、別の容器中で予混合する。この混合物を、2時間にわたって反応容器に滴下で加え、反応液中のモノマーの分率を、反応時間全体を通して、段階iiで使用したモノマーの総量に対して6.0質量%を超えないようにする。続けて1時間、攪拌する。
表1.1の「Mono 2」で示す成分を、別の容器中で予混合する。この混合物を、1時間にわたって反応容器に滴下で加え、反応液中のモノマーの分率を、反応時間全体を通して、段階iiiで使用したモノマーの総量に対して6.0質量%を超えないようにする。続けて2時間、攪拌する。
2.1 ポリアミド増粘剤V1
22.5部の独国特許出願公開第4009858(A1)号明細書の実施例D、16段37〜59行に従って製造されたポリエステルの水性分散体、0.45部のジメチルエタノールアミン、3部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、3部のLipotin(登録商標)A(Evonik Industries AG製)、56.05部の脱イオン水、および15部のDisparlon(登録商標)A670−20M(Kusomoto Chemicals,Ltd.製)を共に攪拌して、15〜25℃の温度で混合物を形成させる。続いて、この混合物を使用するスターラーディスクの周速を15〜20m/sとして攪拌させたVWA−Getzmann(ドイツ)製のDispermat(登録商標)LC30装置によって、10分の時間にわたって上記の温度で攪拌しながら均一化させる。
17.63部の独国特許出願公開第4009858(A1)号明細書の実施例D、16段37〜59行に従って製造されたポリエステルの水性分散体、24.52部のメラミン−ホルムアルデヒド樹脂(Allnex製のCymel(登録商標)303)、0.33部のジメチルエタノールアミン、12.79部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、29.82部のブチルグリコール、および14.91部のDisparlon(登録商標)A670−20M(Kusomoto Chemicals,Ltd.製)を共に攪拌して、15〜25℃の温度で混合物を形成させる。続いて、この混合物を使用するスターラーディスクの周速を15〜20m/sとして攪拌させたVWA−Getzmann(ドイツ)製のDispermat(登録商標)LC30装置によって、10分の時間にわたって上記の温度で攪拌しながら均一化させる。
3.1 非発明の白色ペーストwP1の製造
白色ペーストは、50質量部のチタンルチル2310、6質量部の独国特許出願公開第4009858(A1)号明細書の実施例D、16段37〜59行に従って製造されたポリエステル、24.7質量部の特許欧州特許第0228003(B2)号の8頁6〜18行に従って製造されたポリウレタン分散体、10.5質量部の脱イオン水、4質量部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、4.1質量部のブチルグリコール、0.4質量部の水中10%ジメチルエタノールアミン、および0.3質量部のAcrysol(登録商標)RM−8(The Dow Chemical Company製)から製造される。
白色ペーストは、34質量部のチタンルチル2310、43.3質量部のセクション1に記載の水性分散体AD1、16.7質量部の脱イオン水、2.1質量部のDisperbyk(登録商標)184(BYK−Chemie GmbH製)、および3.9質量部のブチルグリコールから製造される。
白色ペーストは、44.26質量部のチタンルチル2310、9.93質量部のメラミン−ホルムアルデヒド樹脂(Allnex製のCymel(登録商標)203)、10.95質量部の独国特許出願公開第4009858(A1)号明細書の実施例D、16段37〜59行に従って製造されたポリエステル、5.32質量部の独国特許出願公開第4437535(A1)号明細書の7頁55行〜8頁23行に従って製造したポリウレタン改質ポリアクリレート、21.73質量部の脱イオン水、2.73質量部のDisperbyk(登録商標)184(BYK−Chemie GmbH製)、および5.08質量部のブチルグリコールから製造される。
黒色ペーストは、57質量部の国際公開第92/15405(A1)号の14頁13行から15頁13行に従って製造したポリウレタン分散体、10質量部のカーボンブラック(Cabot Corporation製のMonarch(登録商標)1400)、5質量部の独国特許出願公開第4009858(A1)号明細書の実施例D、16段37〜59行に従って製造されたポリエステル、6.5質量部の10%強度のジメチルエタノールアミン水溶液、2.5質量部の市販のポリエーテル(BASF SE製のPluriol(登録商標)P900)、7質量部のブチルグリコール、および12質量部の脱イオン水から製造される。
黄色ペーストは、37質量部のBayferrox(登録商標)3910(Lanxess製)、49.5質量部の国際公開第91/15528(A1)号の23頁26行から24頁24行に従って製造された水性結合剤分散体、7.5質量部のDisperbyk(登録商標)−184(BYK−Chemie GmbH製)、および6質量部の脱イオン水から製造される。
黄色ペーストは、47質量部のSicotan Yellow L 1912、45質量部の国際公開第91/15528(A1)号の23頁26行から24頁24行に従って製造された水性結合剤分散体、2.7質量部の1−プロポキシ−2−プロパノール、2.8質量部の脱イオン水、1.5質量部のDisperbyk(登録商標)−184(BYK−Chemie GmbH製)、および1質量部のAerosil(登録商標)R972(Evonik Industries製)から製造される。
硫酸バリウムペーストは、39質量部の欧州特許第0228003(B2)号の8頁6〜18行に従って製造されたポリウレタン分散体、54質量部の硫酸バリウム(Sachtleben Chemie GmbH製のBlanc fixe)、3.7質量部のブチルグリコール、および0.3質量部のAgitan(登録商標)282(Muenzing Chemie GmbH製)、および3質量部の脱イオン水から製造される。
タルクペーストは、49.7質量部の国際公開第91/15528号の23頁26行から24頁24行に従って製造された水性結合剤分散体、28.9質量部のステアタイト(Mondo Minerals B.V.製のMicrotalc IT extra)、0.4質量部のAgitan(登録商標)282(Muenzing Chemie GmbH製)、1.45質量部のDisperbyk(登録商標)−184(BYK−Chemie GmbH製)、3.1質量部の市販のポリエーテル(BASF SE製のPluriol(登録商標)P900)、および16.45質量部の脱イオン水から製造される。
4.1 非発明の水性ベースコート材料WBL A1および本発明の水性ベースコート材料WBL A2の製造
表4.1の「水性相」に列挙した成分を指定の順序で共に攪拌して水性混合物を形成する。次いで10分間攪拌し、脱イオン水およびジメチルエタノールアミンを使用して、pH8.1±0.2および回転式粘度計(Anton Paar製のC−LTD80/QC加熱システムを有するRheolab QC)を使用して23℃で測定した剪断荷重1000s−1下のスプレー粘度95±5mPa・sを設定する。
表4.2の「水性相」に列挙した成分を指定の順序で共に攪拌して水性混合物を形成する。次いで10分間攪拌し、脱イオン水およびジメチルエタノールアミンを使用して、pH8.1±0.2および回転式粘度計(Anton Paar製のC−LTD80/QC加熱システムを有するRheolab QC)を使用して23℃で測定した剪断荷重1000s−1下のスプレー粘度90〜110mPa・sを設定する。
表4.3の「水性相」に列挙した成分を、指定の順序で共に攪拌して水性混合物を形成する。次いで10分間攪拌し、脱イオン水およびジメチルエタノールアミンを使用して、pH8および回転式粘度計(Anton Paar製のC−LTD80/QC加熱システムを有するRheolab QC)を使用して23℃で測定した剪断荷重1000s−1下のスプレー粘度90〜100mPa・sを設定する。
表4.4の「水性相」に列挙した成分を指定の順序で共に攪拌して水性混合物を形成する。次いで10分間攪拌し、脱イオン水およびジメチルエタノールアミンを使用して、pH8および回転式粘度計(Anton Paar製のC−LTD80/QC加熱システムを有するRheolab QC)を使用して23℃で測定した剪断荷重1000s−1下のスプレー粘度90±5mPa・sを設定する。
表4.5の「水性相」に列挙した成分を指定の順序で共に攪拌して水性混合物を形成する。次の工程において、有機混合物を、「有機相」に列挙した成分から製造する。有機混合物を水性混合物に添加する。次いで10分間攪拌し、脱イオン水およびジメチルエタノールアミンを使用して、pH8および回転式粘度計(Anton Paar製のC−LTD80/QC加熱システムを有するRheolab QC)を使用して23℃で測定した剪断荷重1000s−1下のスプレー粘度85〜90mPa・sを設定する。
本発明の水性ベースコート材料WBL A2(製造は4.1を参照)との直接の比較として、WBL A2と同じ全体組成を有するが、製造様式、すなわち白色ペーストの使用に違いがある非発明の水性ベースコート材料WBL A2aを製造した。表4.6では、WBL A2およびWBL A2aの配合は互いに対比している。
5.1 WBL A1とWBL A2との間の比較
非発明の水性ベースコート材料WBL A1および本発明の水性ベースコート材料WBL A2(ポリマー(b)をベースとした本発明の顔料ペーストを含む)の貯蔵安定性、ポッピング、ランニング、ピンホール、斑点の発生、分離傾向、および膜厚によって決まるレベリングについての検討を、上記の方法に従って行った。表5.1〜5.5は、結果をまとめたものである。
水性ベースコート材料WBL A3およびWBL B1(いずれも本発明のものではない)ならびにWBL A4およびWBL B2(いずれも本発明のものである)を使用して、水性ベースコート材料WBL B1およびWBL B2ならびにマルチコート系に対する、隠ぺい力、ランニング、ピンホール、および膜厚によって決まるレベリングの検討を、上記の方法に従って行った。結果を、表5.6〜5.9にまとめる。
水性ベースコート材料WBL A3およびWBL B3(非発明)ならびにWBL A4およびWBL B3(本発明)それぞれを使用して、マルチコート系に対する、膜厚によって決まるレベリングの検討を、上記の方法に従って行った。結果を、表5.10〜5.11にまとめる。
水性ベースコート材料WBL A3およびWBL B4(非発明)ならびにWBL A4およびWBL B4(本発明)それぞれに対する、ピンホールの発生の検討を、上記の方法に従って行った。結果を、表5.12にまとめる。
上記の方法に従って行われた、水性ベースコート材料WBL A2a(非発明)およびWBL A2(本発明)に対するこれらの検討の結果を、以下の表5.13にまとめる。
Claims (15)
- 水性顔料ペーストであって、
(a)少なくとも1種の着色顔料と、
(b)平均粒径が100〜500nmの範囲であり、水中のオレフィン系不飽和モノマーの3種のモノマー混合物(A)、(B)および(C)の逐次ラジカル乳化重合によって製造可能な、少なくとも1種のポリマーであり、
前記混合物(A)が、25℃での水中の溶解度が0.5g/l未満の少なくとも50質量%のモノマーを含み、前記混合物(A)から製造されたポリマーが、10〜65℃のガラス転移温度を持ち、
前記混合物(B)が、少なくとも1種のポリ不飽和モノマーを含み、前記混合物(B)から製造されたポリマーが、−35〜15℃のガラス転移温度を持ち、
前記混合物(C)から製造されたポリマーが、−50〜15℃のガラス転移温度を持ち、
i. まず、前記混合物(A)が重合され、
ii. 次いで、i.で製造されたポリマーの存在下で前記混合物(B)が重合され、
iii. その後、ii.で製造されたポリマーの存在下で前記混合物(C)が重合される
少なくとも1種のポリマーと
を含む、水性顔料ペースト。 - 前記着色顔料(a)を、前記顔料ペーストの総質量に対して少なくとも5質量%の量で含む、請求項1に記載の顔料ペースト。
- 少なくとも1種の着色顔料(a)として、白色顔料を含む、請求項1または2に記載の顔料ペースト。
- 少なくとも1種の着色顔料(a)として二酸化チタンを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の顔料ペースト。
- 前記顔料ペースト中の前記少なくとも1種の着色顔料(a)と前記ポリマー(b)との相対質量比が、10:1から1:10の範囲である、請求項1から4のいずれか一項に記載の顔料ペースト。
- 前記ポリマー(b)を、前記顔料ペーストの総質量に対して1.5〜20質量%の範囲の量で含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の顔料ペースト。
- それぞれの場合において、前記混合物(A)、(B)および(C)の個々の量の合計に対して、前記ポリマー(b)を製造するために使用した前記混合物(A)の分率が0.1〜10質量%であり、前記ポリマー(b)を製造するために使用した前記混合物(B)の分率が60〜80質量%であり、前記ポリマー(b)を製造するために使用した前記混合物(C)の分率が10〜30質量%である、請求項1から6のいずれか一項に記載の顔料ペースト。
- 前記混合物(A)が、アルキル基を有する、少なくとも1種の(メタ)アクリル酸の単不飽和エステルと、ビニル基を含み、前記ビニル基上に配置された、芳香族であるか、または混合された飽和脂肪族−芳香族である基を有し、後者の場合に、前記基の脂肪族部分がアルキル基である、少なくとも1種のモノオレフィン系不飽和モノマーと、を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の顔料ペースト。
- 少なくとも1種のポリオレフィン系不飽和モノマー以外の前記混合物(B)が、アルキル基を有する、少なくとも1種の(メタ)アクリル酸の単不飽和エステルと、ビニル基を含み、前記ビニル基上に配置された、芳香族であるか、または混合された飽和脂肪族−芳香族である基を有し、後者の場合に、前記基の脂肪族部分がアルキル基である、少なくとも1種のモノオレフィン系不飽和モノマーと、をさらに含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の顔料ペースト。
- 前記混合物(A)および(B)が、ヒドロキシ官能性モノマーおよび酸官能性モノマーのいずれも含有しない、請求項1から9のいずれか一項に記載の顔料ペースト。
- 前記混合物(C)が、少なくとも1種のα−β不飽和カルボン酸と、ヒドロキシル基によって置換されたアルキル基を有する、少なくとも1種のメタ(アクリル)酸の単不飽和エステルと、アルキル基を有する、少なくとも1種の(メタ)アクリル酸の単不飽和エステルと、を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の顔料ペースト。
- 前記ポリマー(b)を製造するための段階iからiiiにおける、オレフィン系不飽和モノマーの計量添加が、反応液中の遊離モノマーの分率が、全反応時間にわたって、各重合段階において使用したモノマーの総量に対して6.0質量%以下になるような方法で行われる、請求項1から11のいずれか一項に記載の顔料ペースト。
- 水性ベースコート材料であって、請求項1から12のいずれか一項に記載の少なくとも1種の顔料ペーストを成分(1)として、ベースコート材料の製造に好適であり、結合剤として使用できる少なくとも1種のポリマーを含む、少なくとも1種の水性成分(2)と混合することによって製造可能であり、結合剤として使用できるこのポリマーが、同様に前記顔料ペースト中に存在するポリマー(b)を含み、かつ/またはそれとは異なる少なくとも1種のポリマーを含む、水性ベースコート材料。
- (1a)水性ベースコート材料を基材に適用し、
(2a)段階(1a)で適用した塗料からポリマー膜を形成させ、
(1b)任意に、さらなる水性ベースコート材料を、こうして形成されたポリマー膜に適用し、
(2b)任意に、段階(1b)で適用した塗料からポリマー膜を形成させ、
(3)クリアコート材料を、結果として生じたベースコート膜に適用し、続いて、
(4)前記ベースコート膜を、クリアコート膜とともに共同硬化することによって、
マルチコート塗装系を製造する方法であって、
請求項13に記載のベースコート材料が、段階(1a)で使用されるか、または、前記方法が、段階(1b)および(2b)をさらに含む場合、段階(1a)および/もしくは(1b)で使用される、方法。 - 粒径が100〜500nmの範囲であり、水中のオレフィン系不飽和モノマーの3種のモノマー混合物(A)、(B)および(C)の逐次ラジカル乳化重合によって製造可能なポリマーを使用する方法であって、
前記混合物(A)が、25℃での水中の溶解度が0.5g/l未満の少なくとも50質量%のモノマーを含み、前記混合物(A)から製造されたポリマーが、10〜65℃のガラス転移温度を持ち、
前記混合物(B)が、少なくとも1種のポリ不飽和モノマーを含み、前記混合物(B)から製造されたポリマーが、−35〜15℃のガラス転移温度を持ち、
前記混合物(C)から製造されたポリマーが、−50〜15℃のガラス転移温度を持ち、
i. まず、前記混合物(A)が重合され、
ii. 次いで、i.で製造されたポリマーの存在下で前記混合物(B)が重合され、
iii. その後、ii.で製造されたポリマーの存在下で前記混合物(C)が重合される、
水性顔料ペースト中に着色顔料を分散させるための、使用方法。
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