JP5319751B2 - 耐食性特性を示す被覆組成物、関連する被覆された基材および方法。 - Google Patents
耐食性特性を示す被覆組成物、関連する被覆された基材および方法。 Download PDFInfo
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Description
（発明の分野）
本発明は、被覆組成物が耐食性特性を示すように耐食性粒子を含んでいる被覆組成物に関する。本発明はまた、そのような組成物および多成分複合被覆剤から沈積された被覆剤で少なくとも部分的に被覆された基材に関し、ここで、少なくとも１つの被覆層が、そのような被覆組成物から沈積されている。本発明はまた、超微細固体粒子を調製するための方法および装置にも関する。
本発明は、被覆組成物が耐食性特性を示すように耐食性粒子を含んでいる被覆組成物に関する。本発明はまた、そのような組成物および多成分複合被覆剤から沈積された被覆剤で少なくとも部分的に被覆された基材に関し、ここで、少なくとも１つの被覆層が、そのような被覆組成物から沈積されている。本発明はまた、超微細固体粒子を調製するための方法および装置にも関する。
（発明の背景）
基材上に沈積して硬化する被覆系（例えば、「カラープラスクリア（ｃｏｌｏｒ−ｐｌｕｓ−ｃｌｅａｒ）」および「モノコート（ｍｏｎｏｃｏａｔ）」被覆系）は、その環境から損傷を受け得る。例えば、被覆された金属性基材が大気中に存在する酸素および水に曝されると、その基材は、腐食され得る。その結果、腐食からその基材を保護するために、しばしば「プライマー」被覆層が用いられる。そのプライマー層は、裸の金属性基材または前処理された金属性基材に直接塗布されることが多い。いくつかの場合において、特に、裸の金属性基材の上にプライマー層を塗布する場合は、そのプライマー層は、プライマー層と基材との接着を増強する物質（例えば、リン酸などの酸）を含む組成物から沈積される。このようなプライマーは、「エッチングプライマー」として知られていることがある。
基材上に沈積して硬化する被覆系（例えば、「カラープラスクリア（ｃｏｌｏｒ−ｐｌｕｓ−ｃｌｅａｒ）」および「モノコート（ｍｏｎｏｃｏａｔ）」被覆系）は、その環境から損傷を受け得る。例えば、被覆された金属性基材が大気中に存在する酸素および水に曝されると、その基材は、腐食され得る。その結果、腐食からその基材を保護するために、しばしば「プライマー」被覆層が用いられる。そのプライマー層は、裸の金属性基材または前処理された金属性基材に直接塗布されることが多い。いくつかの場合において、特に、裸の金属性基材の上にプライマー層を塗布する場合は、そのプライマー層は、プライマー層と基材との接着を増強する物質（例えば、リン酸などの酸）を含む組成物から沈積される。このようなプライマーは、「エッチングプライマー」として知られていることがある。
示したように、いくつかの場合において、プライマー被覆層を塗布する前に（そのようなプライマーコーティングを使用する場合）、金属性基材を「前処理」する。そのような「前処理」は、リン酸化成被覆剤の塗布、その後のすすぎ、そして、保護用または装飾用の被覆剤の塗布を含むことが多い。前処理は、金属基材を不動態化し、耐食性を向上するために実施することが多い。
従来、耐食性の「プライマー」コーティングおよび金属前処理は、クロム化合物および／または他の重金属（例えば、鉛）を利用して、所望のレベルの耐食性およびその後に塗布されるコーティング剤への接着が達成されてきた。例えば、金属前処理は、重金属（例えば、ニッケル）を含むリン酸化成被覆組成物およびクロムを含むポストリンス剤（ｐｏｓｔ−ｒｉｎｓｅ）を利用することが多い。さらに、耐食性の「プライマー」被覆剤を調製するために使用される組成物は、クロム化合物を含むことが多い。そのようなプライマー組成物の例は、特許文献１に開示されている。しかしながら、クロムおよび／または他の重金属を使用することにより、環境への懸念および処分の問題を提起する廃液の問題が生じる。
最近では、クロムおよび／または他の重金属の使用を減らすか、または取り止めるための努力がなされている。その結果、腐食を阻害するために他の物質が加えられた被覆組成物が開発された。これらの物質は、例えば、リン酸亜鉛、リン酸鉄、モリブデン酸亜鉛およびモリブデン酸カルシウムの粒子を含み、その中でも、代表的には、約１ミクロン以上の粒径を有する粒子を含む。しかしながら、そのような組成物の耐食能力は、それらに対応するクロム含有物よりも劣っていた。
従って、クロムおよび／または他の重金属を実質的に含まず、少なくともいくつかの場合において、類似のクロム非含有組成物よりも優れた耐食性特性を示し得る被覆組成物を提供することが望ましい。さらに、金属基材（裸の金属基材を含む）を処理することにより、クロムおよび／または他の重金属を使用せずにそのような基材の耐食性を向上するための方法を提供することが望ましい。
（発明の要旨）
ある特定の局面において、本発明は、エッチングプライマーなどのプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物に関し、それらは、（ａ）接着促進成分；ならびに（ｂ）（ｉ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する酸化マグネシウム粒子；（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子から選択される耐食性粒子を含む。
ある特定の局面において、本発明は、エッチングプライマーなどのプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物に関し、それらは、（ａ）接着促進成分；ならびに（ｂ）（ｉ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する酸化マグネシウム粒子；（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子から選択される耐食性粒子を含む。
いくつかの局面において、本発明は、エッチングプライマーなどのプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物の耐食性特性を改善するための方法に関する。これらの方法は、そのような組成物に、（ｉ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する酸化マグネシウム粒子；（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子から選択される耐食性粒子を含ませる工程を含み、その組成物中に含まれる耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される１つの金属基材の少なくとも一部にその組成物を沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、上記基材と同じ基材を同じ条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で被覆したときに示される耐食性特性と少なくとも類似した耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である。
ある特定の局面において、本発明は、（ａ）接着促進成分および（ｂ）その球体に相当する算出直径が２００ナノメートル以下であり、かつ、複数の無機酸化物を含んでいる耐食性粒子を含む、金属基材プライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物などの被覆組成物に関する。ある特定の実施形態において、少なくとも１つの無機酸化物は、亜鉛、セリウム、イットリウム、マンガン、マグネシウム、モリブデン、リチウム、アルミニウムまたはカルシウムを含む。
いくつかの局面において、本発明は、（ａ）接着促進成分および（ｂ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有し、かつ、複数の無機酸化物を含んでいる耐食性粒子を含む、金属基材プライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物などの被覆組成物に関する。ある特定の実施形態において、少なくとも１つの無機酸化物は、亜鉛、セリウム、イットリウム、マンガン、マグネシウム、モリブデン、リチウム、アルミニウムまたはカルシウムを含む。
本発明はまた、金属基材の耐食性を向上するための方法に関する。そのような方法は、裸の金属基材の少なくとも一部を、（ａ）接着促進成分ならびに（ｂ）（ｉ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する酸化マグネシウム粒子；（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子から選択される耐食性粒子を含む、プライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物で被覆する工程を含む。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
（ａ）接着促進成分；ならびに
（ｂ）（ｉ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する酸化マグネシウム粒子；
（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または
（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子
から選択される耐食性粒子
を含む、プライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目２）
前記組成物が、エッチングプライマーである、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目３）
前記組成物が、クロム含有物質を実質的に含まない、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目４）
前記酸化マグネシウム粒子が、５０ナノメートル以下の平均粒径を有する、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目５）
１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる前記粒子が、金属塩の加水分解から形成される、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目６）
１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる前記粒子が、セリウム、亜鉛、ジルコニウムおよび／またはマンガンを含む、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目７）
１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる前記粒子が、さらにケイ素を含む、項目６に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目８）
１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる前記粒子が、超微細な粒子である、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目９）
前記化学的に改変された粒子が、式：
Ｆ−Ｌ−Ｚ
ここで、Ｆは、該粒子表面と反応し得る１つ以上の官能基を含んでいる部分であり、Ｚは、該粒子の表面張力を低下させる表面活性部分であり、そしてＬは、ＦとＺとを連結する基である、
の化合物と該粒子との反応によって化学的に改変されている、
項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目１０）
塗膜形成樹脂をさらに含む、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目１１）
項目１０に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物であって、該組成物中の前記化学的に改変された粒子と前記塗膜形成樹脂との重量比が、０．２未満であり、そして冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される金属基材の少なくとも一部に沈積され、そして硬化されたときの該組成物が、同条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に該基材と同じ基材を被覆しているときの該同じ基材が示す耐食性特性と少なくとも類似した耐食性特性を示す基材をもたらす、プライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目１２）
前記塗膜形成樹脂が、ポリビニルポリマーを含む、項目１０に記載のプライマーおよび／または前処理用被覆組成物。
（項目１３）
前記接着促進成分が、遊離酸および／またはリン酸化エポキシ樹脂を含む、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目１４）
前記組成物が、フェノール樹脂およびアルコキシシランをさらに含む、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目１５）
前記組成物が、粘土を含んでいる耐食性粒子をさらに含む、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目１６）
項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物で少なくとも部分的に被覆されている金属基材。
（項目１７）
プライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物の耐食性特性を向上するための方法であって、該方法は、（ｉ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する酸化マグネシウム粒子；（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子から選択される耐食性粒子を該組成物中に含める工程を含み、ここで、該組成物中に含まれる該耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される１つの金属基材の少なくとも一部に該組成物を沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、同じ条件下において該基材と同じ基材を従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性と少なくとも類似した耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である、方法。
（項目１８）
（ａ）接着促進成分ならびに（ｂ）（ｉ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する酸化マグネシウム粒子；（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子から選択される耐食性粒子を含む、プライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物で裸の金属基材の少なくとも一部を被覆する工程を含む、金属基材の耐食性を向上するための方法。
（項目１９）
（１）接着促進成分および
（２）その球体に相当する算出直径が、２００ナノメートル以下であり、かつ、複数の無機酸化物を含んでいる耐食性粒子
を含んでいる、被覆組成物。
（項目２０）
少なくとも１つの無機酸化物が、亜鉛、セリウム、イットリウム、マグネシウム、モリブデン、リチウム、アルミニウム、スズまたはカルシウムを含む、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２１）
前記耐食性粒子が、（ｉ）セリウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｉｉ）カルシウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｉｉｉ）リン、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｉｖ）イットリウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｖ）モリブデン、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｖｉ）ホウ素、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｖｉｉ）セリウム、アルミニウムおよびケイ素の酸化物を含んでいる粒子、（ｖｉｉｉ）マグネシウムまたはスズおよびシリカの酸化物を含んでいる粒子ならびに（ｖｉｉｉ）セリウム、ホウ素およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子またはそれらの混合物から選択される、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２２）
前記耐食性粒子が、セリウム、亜鉛およびケイ素を含んでいる、項目２１に記載の被覆組成物。
（項目２３）
前記組成物が、クロム含有物質を実質的に含まない、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２４）
前記耐食性粒子が、ジルコニウムを実質的に含まない、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２５）
前記耐食性粒子が、
（ｉ）１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜２５重量パーセントの酸化セリウムおよび５０〜８９．５重量パーセントのシリカ；
（ｉｉ）１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜２５重量パーセントの酸化カルシウムおよび５０〜８９．５重量パーセントのシリカ；
（ｉｉｉ）１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜２５重量パーセントの酸化イットリウムおよび５０〜８９．５重量パーセントのシリカ；
（ｉｖ）１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜５０重量パーセントのリン酸化物および２５〜８９．５重量パーセントのシリカ；
（ｖ）１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜５０重量パーセントの酸化ホウ素および２５〜８９．５重量パーセントのシリカ；
（ｖｉ）１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜５０重量パーセントの酸化モリブデンおよび２５〜８９．５重量パーセントのシリカ；
（ｖｉｉ）０．５〜２５重量パーセントの酸化セリウム、０．５〜５０重量パーセントの酸化ホウ素および２５〜９９重量パーセントのシリカ；
（ｖｉｉｉ）０．５〜２５重量パーセントの酸化セリウム、０．５〜５０重量パーセントの酸化アルミニウムおよび２５〜９９重量パーセントのシリカ；
（ｉｘ）０．５〜７５重量パーセントの酸化マグネシウムまたは酸化スズおよび２５〜９９．５重量パーセントのシリカ；
（ｘ）０．５〜２５重量パーセントの酸化セリウム、０．５〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜２５重量パーセントの酸化ホウ素および２５〜９８．５重量パーセントのシリカ；
（ｘｉ）０．５〜２５重量パーセントの酸化イットリウム、０．５〜２５重量パーセントの酸化リン、０．５〜２５重量パーセントの酸化亜鉛および２５〜９８．５重量パーセントのシリカ；
（ｘｉｉ）０．５〜５重量パーセントの酸化イットリウム、０．５〜５重量パーセントの酸化モリブデン、０．５〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜５重量パーセントの酸化セリウムおよび６０〜９８重量パーセントのシリカ；
ならびにそれらの混合物
を含む粒子から選択され、ここで、該重量パーセントは、該粒子の総重量に基づくものである、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２６）
前記耐食性粒子が、
（ａ）反応物をプラズマチャンバーに投入する工程；
（ｂ）該反応物が、該プラズマチャンバーを通って流れるときに、プラズマを用いて該反応物を加熱することにより、ガス状の反応生成物を得る工程；
（ｃ）複数のクエンチガス注入口を通じて該反応チャンバーに注入される複数のクエンチ流と該ガス状の反応生成物とを接触させる工程であって、ここで、該ガス状の反応生成気流内で該クエンチ流と互いに衝突する流速および注入角度で注入され、それにより、超微細な固体粒子を得る工程；および
（ｄ）該超微細な固体粒子を収束部に通す工程
を含むプロセスによって調製される、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２７）
前記反応物が、固体物質を含んでいる、項目２６に記載の被覆組成物。
（項目２８）
塗膜形成樹脂をさらに含んでいる、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２９）
前記塗膜形成樹脂が、ポリビニルポリマーを含んでいる、項目２８に記載の被覆組成物。
（項目３０）
前記ポリビニルポリマーが、ポリビニルブチラール樹脂を含む、項目２９に記載の被覆組成物。
（項目３１）
前記接着促進成分が、リン酸化エポキシ樹脂および／または、タンニン酸、没食子酸、リン酸、亜リン酸、クエン酸、マロン酸、それらの誘導体もしくはそれらの混合物から選択される遊離酸を含む、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目３２）
リン酸鉄、リン酸亜鉛、カルシウムイオン交換シリカ、コロイドシリカ、合成アモルファスシリカおよびモリブデン酸塩、例えば、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸バリウム、モリブデン酸ストロンチウムまたはそれらの混合物から選択される、従来の非クロム耐食性色素粒子をさらに含む、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目３３）
アルコキシシランおよびフェノール樹脂をさらに含んでいる、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目３４）
項目１９に記載の被覆組成物から沈積される少なくとも１つの被覆層を含む、多成分複合被覆剤。
（項目３５）
項目１９に記載の被覆組成物で少なくとも部分的に被覆されている、金属基材。
（項目３６）
（ａ）接着促進成分および
（ｂ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有し、かつ、複数の無機酸化物を含んでいる耐食性粒子
を含む、被覆組成物。
（項目３７）
少なくとも１つの無機酸化物が、亜鉛、セリウム、イットリウム、マグネシウム、モリブデン、リチウム、アルミニウムまたはカルシウムを含む、項目３６に記載の被覆組成物。
（項目３８）
（１）塗膜形成樹脂および
（２）その球体に相当する算出直径が、２００ナノメートル以下であり、かつ、無機酸化物を含んでいる耐食性粒子
を含む被覆組成物であって、
ここで、該組成物中に含まれる該耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される１つの金属基材の少なくとも一部に該組成物を沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、該基材と同じ基材を同じ条件下において、該耐食性粒子を含んでいない類似の被覆組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性よりも高い耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である、被覆組成物。
（項目３９）
クロム含有材料を実質的に含まない被覆組成物であって、ここで、該被覆組成物は、
（１）塗膜形成樹脂および
（２）その球体に相当する算出直径が、２００ナノメートル以下であり、かつ、無機酸化物を含んでいる耐食性粒子
を含み、
ここで、該組成物中に含まれる該耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される１つの金属基材の少なくとも一部に該組成物を沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、該基材と同じ基材を同じ条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性と少なくとも類似した耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である、被覆組成物。
（項目４０）
（１）塗膜形成樹脂および
（２）（ｉ）セリウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｉｉ）カルシウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｉｉｉ）リン、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｉｖ）イットリウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｖ）モリブデン、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｖｉ）ホウ素、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｖｉｉ）セリウム、アルミニウムおよびケイ素の酸化物を含んでいる粒子、（ｖｉｉｉ）セリウム、ホウ素およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子またはそれらの混合物から選択される耐食性粒子
を含む、被覆組成物。
（項目４１）
金属基材の耐食性を増強するための方法であって、項目１９に記載の被覆組成物で該基材の少なくとも一部を被覆する工程を含む、方法。
（項目４２）
項目１９に記載の組成物を提供する工程を含む、従来のクロム含有耐食性組成物を置き換える方法。
（項目４３）
超微細な固体粒子を調製するための方法であって、
（ａ）固体の前駆体をプラズマチャンバーに投入する工程；
（ｂ）該前駆体が、該反応チャンバーを通って流れるとき、プラズマを用いて該前駆体を加熱することにより、ガス状の生成気流を得る工程；
（ｃ）複数のクエンチガス注入口を通じて該反応チャンバーに注入される複数のクエンチ流と該ガス状の生成気流とを接触させる工程であって、該ガス状の生成気流内で該クエンチ流と互いに衝突する流速および注入角度で注入され、それにより、超微細な固体粒子を得る工程；および
（ｄ）該超微細な固体粒子を収束部に通す工程
を含む、方法。
（項目４４）
超微細な固体粒子を調製するための装置であって、
（ａ）軸方向に配置された入口端および出口端を有するプラズマチャンバー；
（ｂ）該プラズマチャンバーの該入口端に位置するプラズマ；
（ｃ）固体前駆体を該プラズマチャンバーに投入するための固体前駆体投入口であって、該前駆体を該プラズマによって加熱することにより、該プラズマチャンバーの該出口端に向かって流れるガス状の生成気流が得られる、固体前駆体投入口；
（ｄ）該リアクターチャンバーの該出口端の内側に同軸性に配置された収束部；および（ｅ）該収束部の上流に配置された複数のクエンチガス注入口であって、該クエンチガス注入口を通って、該ガス状の生成気流の中心または中心付近において該クエンチガス流と互いに衝突する流速および注入角度で該反応チャンバーに複数のクエンチ流が注入され、それによって超微細な固体粒子が得られる、クエンチガス注入口
を備えている、装置。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
（ａ）接着促進成分；ならびに
（ｂ）（ｉ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する酸化マグネシウム粒子；
（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または
（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子
から選択される耐食性粒子
を含む、プライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目２）
前記組成物が、エッチングプライマーである、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目３）
前記組成物が、クロム含有物質を実質的に含まない、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目４）
前記酸化マグネシウム粒子が、５０ナノメートル以下の平均粒径を有する、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目５）
１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる前記粒子が、金属塩の加水分解から形成される、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目６）
１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる前記粒子が、セリウム、亜鉛、ジルコニウムおよび／またはマンガンを含む、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目７）
１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる前記粒子が、さらにケイ素を含む、項目６に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目８）
１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる前記粒子が、超微細な粒子である、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目９）
前記化学的に改変された粒子が、式：
Ｆ−Ｌ−Ｚ
ここで、Ｆは、該粒子表面と反応し得る１つ以上の官能基を含んでいる部分であり、Ｚは、該粒子の表面張力を低下させる表面活性部分であり、そしてＬは、ＦとＺとを連結する基である、
の化合物と該粒子との反応によって化学的に改変されている、
項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目１０）
塗膜形成樹脂をさらに含む、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目１１）
項目１０に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物であって、該組成物中の前記化学的に改変された粒子と前記塗膜形成樹脂との重量比が、０．２未満であり、そして冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される金属基材の少なくとも一部に沈積され、そして硬化されたときの該組成物が、同条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に該基材と同じ基材を被覆しているときの該同じ基材が示す耐食性特性と少なくとも類似した耐食性特性を示す基材をもたらす、プライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目１２）
前記塗膜形成樹脂が、ポリビニルポリマーを含む、項目１０に記載のプライマーおよび／または前処理用被覆組成物。
（項目１３）
前記接着促進成分が、遊離酸および／またはリン酸化エポキシ樹脂を含む、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目１４）
前記組成物が、フェノール樹脂およびアルコキシシランをさらに含む、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目１５）
前記組成物が、粘土を含んでいる耐食性粒子をさらに含む、項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物。
（項目１６）
項目１に記載のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物で少なくとも部分的に被覆されている金属基材。
（項目１７）
プライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物の耐食性特性を向上するための方法であって、該方法は、（ｉ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する酸化マグネシウム粒子；（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子から選択される耐食性粒子を該組成物中に含める工程を含み、ここで、該組成物中に含まれる該耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される１つの金属基材の少なくとも一部に該組成物を沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、同じ条件下において該基材と同じ基材を従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性と少なくとも類似した耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である、方法。
（項目１８）
（ａ）接着促進成分ならびに（ｂ）（ｉ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する酸化マグネシウム粒子；（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子から選択される耐食性粒子を含む、プライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物で裸の金属基材の少なくとも一部を被覆する工程を含む、金属基材の耐食性を向上するための方法。
（項目１９）
（１）接着促進成分および
（２）その球体に相当する算出直径が、２００ナノメートル以下であり、かつ、複数の無機酸化物を含んでいる耐食性粒子
を含んでいる、被覆組成物。
（項目２０）
少なくとも１つの無機酸化物が、亜鉛、セリウム、イットリウム、マグネシウム、モリブデン、リチウム、アルミニウム、スズまたはカルシウムを含む、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２１）
前記耐食性粒子が、（ｉ）セリウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｉｉ）カルシウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｉｉｉ）リン、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｉｖ）イットリウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｖ）モリブデン、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｖｉ）ホウ素、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｖｉｉ）セリウム、アルミニウムおよびケイ素の酸化物を含んでいる粒子、（ｖｉｉｉ）マグネシウムまたはスズおよびシリカの酸化物を含んでいる粒子ならびに（ｖｉｉｉ）セリウム、ホウ素およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子またはそれらの混合物から選択される、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２２）
前記耐食性粒子が、セリウム、亜鉛およびケイ素を含んでいる、項目２１に記載の被覆組成物。
（項目２３）
前記組成物が、クロム含有物質を実質的に含まない、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２４）
前記耐食性粒子が、ジルコニウムを実質的に含まない、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２５）
前記耐食性粒子が、
（ｉ）１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜２５重量パーセントの酸化セリウムおよび５０〜８９．５重量パーセントのシリカ；
（ｉｉ）１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜２５重量パーセントの酸化カルシウムおよび５０〜８９．５重量パーセントのシリカ；
（ｉｉｉ）１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜２５重量パーセントの酸化イットリウムおよび５０〜８９．５重量パーセントのシリカ；
（ｉｖ）１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜５０重量パーセントのリン酸化物および２５〜８９．５重量パーセントのシリカ；
（ｖ）１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜５０重量パーセントの酸化ホウ素および２５〜８９．５重量パーセントのシリカ；
（ｖｉ）１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜５０重量パーセントの酸化モリブデンおよび２５〜８９．５重量パーセントのシリカ；
（ｖｉｉ）０．５〜２５重量パーセントの酸化セリウム、０．５〜５０重量パーセントの酸化ホウ素および２５〜９９重量パーセントのシリカ；
（ｖｉｉｉ）０．５〜２５重量パーセントの酸化セリウム、０．５〜５０重量パーセントの酸化アルミニウムおよび２５〜９９重量パーセントのシリカ；
（ｉｘ）０．５〜７５重量パーセントの酸化マグネシウムまたは酸化スズおよび２５〜９９．５重量パーセントのシリカ；
（ｘ）０．５〜２５重量パーセントの酸化セリウム、０．５〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜２５重量パーセントの酸化ホウ素および２５〜９８．５重量パーセントのシリカ；
（ｘｉ）０．５〜２５重量パーセントの酸化イットリウム、０．５〜２５重量パーセントの酸化リン、０．５〜２５重量パーセントの酸化亜鉛および２５〜９８．５重量パーセントのシリカ；
（ｘｉｉ）０．５〜５重量パーセントの酸化イットリウム、０．５〜５重量パーセントの酸化モリブデン、０．５〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜５重量パーセントの酸化セリウムおよび６０〜９８重量パーセントのシリカ；
ならびにそれらの混合物
を含む粒子から選択され、ここで、該重量パーセントは、該粒子の総重量に基づくものである、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２６）
前記耐食性粒子が、
（ａ）反応物をプラズマチャンバーに投入する工程；
（ｂ）該反応物が、該プラズマチャンバーを通って流れるときに、プラズマを用いて該反応物を加熱することにより、ガス状の反応生成物を得る工程；
（ｃ）複数のクエンチガス注入口を通じて該反応チャンバーに注入される複数のクエンチ流と該ガス状の反応生成物とを接触させる工程であって、ここで、該ガス状の反応生成気流内で該クエンチ流と互いに衝突する流速および注入角度で注入され、それにより、超微細な固体粒子を得る工程；および
（ｄ）該超微細な固体粒子を収束部に通す工程
を含むプロセスによって調製される、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２７）
前記反応物が、固体物質を含んでいる、項目２６に記載の被覆組成物。
（項目２８）
塗膜形成樹脂をさらに含んでいる、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目２９）
前記塗膜形成樹脂が、ポリビニルポリマーを含んでいる、項目２８に記載の被覆組成物。
（項目３０）
前記ポリビニルポリマーが、ポリビニルブチラール樹脂を含む、項目２９に記載の被覆組成物。
（項目３１）
前記接着促進成分が、リン酸化エポキシ樹脂および／または、タンニン酸、没食子酸、リン酸、亜リン酸、クエン酸、マロン酸、それらの誘導体もしくはそれらの混合物から選択される遊離酸を含む、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目３２）
リン酸鉄、リン酸亜鉛、カルシウムイオン交換シリカ、コロイドシリカ、合成アモルファスシリカおよびモリブデン酸塩、例えば、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸バリウム、モリブデン酸ストロンチウムまたはそれらの混合物から選択される、従来の非クロム耐食性色素粒子をさらに含む、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目３３）
アルコキシシランおよびフェノール樹脂をさらに含んでいる、項目１９に記載の被覆組成物。
（項目３４）
項目１９に記載の被覆組成物から沈積される少なくとも１つの被覆層を含む、多成分複合被覆剤。
（項目３５）
項目１９に記載の被覆組成物で少なくとも部分的に被覆されている、金属基材。
（項目３６）
（ａ）接着促進成分および
（ｂ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有し、かつ、複数の無機酸化物を含んでいる耐食性粒子
を含む、被覆組成物。
（項目３７）
少なくとも１つの無機酸化物が、亜鉛、セリウム、イットリウム、マグネシウム、モリブデン、リチウム、アルミニウムまたはカルシウムを含む、項目３６に記載の被覆組成物。
（項目３８）
（１）塗膜形成樹脂および
（２）その球体に相当する算出直径が、２００ナノメートル以下であり、かつ、無機酸化物を含んでいる耐食性粒子
を含む被覆組成物であって、
ここで、該組成物中に含まれる該耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される１つの金属基材の少なくとも一部に該組成物を沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、該基材と同じ基材を同じ条件下において、該耐食性粒子を含んでいない類似の被覆組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性よりも高い耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である、被覆組成物。
（項目３９）
クロム含有材料を実質的に含まない被覆組成物であって、ここで、該被覆組成物は、
（１）塗膜形成樹脂および
（２）その球体に相当する算出直径が、２００ナノメートル以下であり、かつ、無機酸化物を含んでいる耐食性粒子
を含み、
ここで、該組成物中に含まれる該耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される１つの金属基材の少なくとも一部に該組成物を沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、該基材と同じ基材を同じ条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性と少なくとも類似した耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である、被覆組成物。
（項目４０）
（１）塗膜形成樹脂および
（２）（ｉ）セリウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｉｉ）カルシウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｉｉｉ）リン、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｉｖ）イットリウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｖ）モリブデン、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｖｉ）ホウ素、亜鉛およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子；（ｖｉｉ）セリウム、アルミニウムおよびケイ素の酸化物を含んでいる粒子、（ｖｉｉｉ）セリウム、ホウ素およびケイ素の酸化物を含んでいる粒子またはそれらの混合物から選択される耐食性粒子
を含む、被覆組成物。
（項目４１）
金属基材の耐食性を増強するための方法であって、項目１９に記載の被覆組成物で該基材の少なくとも一部を被覆する工程を含む、方法。
（項目４２）
項目１９に記載の組成物を提供する工程を含む、従来のクロム含有耐食性組成物を置き換える方法。
（項目４３）
超微細な固体粒子を調製するための方法であって、
（ａ）固体の前駆体をプラズマチャンバーに投入する工程；
（ｂ）該前駆体が、該反応チャンバーを通って流れるとき、プラズマを用いて該前駆体を加熱することにより、ガス状の生成気流を得る工程；
（ｃ）複数のクエンチガス注入口を通じて該反応チャンバーに注入される複数のクエンチ流と該ガス状の生成気流とを接触させる工程であって、該ガス状の生成気流内で該クエンチ流と互いに衝突する流速および注入角度で注入され、それにより、超微細な固体粒子を得る工程；および
（ｄ）該超微細な固体粒子を収束部に通す工程
を含む、方法。
（項目４４）
超微細な固体粒子を調製するための装置であって、
（ａ）軸方向に配置された入口端および出口端を有するプラズマチャンバー；
（ｂ）該プラズマチャンバーの該入口端に位置するプラズマ；
（ｃ）固体前駆体を該プラズマチャンバーに投入するための固体前駆体投入口であって、該前駆体を該プラズマによって加熱することにより、該プラズマチャンバーの該出口端に向かって流れるガス状の生成気流が得られる、固体前駆体投入口；
（ｄ）該リアクターチャンバーの該出口端の内側に同軸性に配置された収束部；および（ｅ）該収束部の上流に配置された複数のクエンチガス注入口であって、該クエンチガス注入口を通って、該ガス状の生成気流の中心または中心付近において該クエンチガス流と互いに衝突する流速および注入角度で該反応チャンバーに複数のクエンチ流が注入され、それによって超微細な固体粒子が得られる、クエンチガス注入口
を備えている、装置。
（発明の実施形態の詳細な説明）
以下で詳細に説明する目的で、明らかに反対のことが明記されている場合を除いて、本発明が様々な別の変法および工程の順序を想定し得ることを理解するべきである。さらに、任意の操作実施例または他に示されている場合以外は、示されるすべての数値、例えば、明細書および特許請求の範囲において使用される物質の量は、すべての場合において用語「約」によって修飾されると理解すべきである。従って、反対のことが示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲において説明される数値パラメータは、本発明によって得られる所望の特性に応じて変動し得る近似値である。少なくとも、かつ、特許請求の範囲に均等論を適用することを制限する試みとしてではなく、各数値パラメータは、少なくとも、記載される数値の有効数字に鑑みて、そして通常の丸めの手法を適用することによって解釈されるべきである。
以下で詳細に説明する目的で、明らかに反対のことが明記されている場合を除いて、本発明が様々な別の変法および工程の順序を想定し得ることを理解するべきである。さらに、任意の操作実施例または他に示されている場合以外は、示されるすべての数値、例えば、明細書および特許請求の範囲において使用される物質の量は、すべての場合において用語「約」によって修飾されると理解すべきである。従って、反対のことが示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲において説明される数値パラメータは、本発明によって得られる所望の特性に応じて変動し得る近似値である。少なくとも、かつ、特許請求の範囲に均等論を適用することを制限する試みとしてではなく、各数値パラメータは、少なくとも、記載される数値の有効数字に鑑みて、そして通常の丸めの手法を適用することによって解釈されるべきである。
本発明の広範な範囲を説明する数値の範囲およびパラメータが、近似値であるにもかかわらず、特定の実施例において説明される数値は、可能な限り正確に記載される。しかしながら、いずれの数値も、それらの試験の各測定結果に見られる標準偏差から必然的に生じるある特定の誤差を本質的に含む。
また、本明細書中に列挙される任意の数値の範囲は、その中に含まれるすべてのさらに狭い範囲を含むと意図されると理解するべきである。例えば、「１〜１０」という範囲は、列挙された最小値の１と列挙された最大値の１０との間（およびそれらを含む）のすべてのさらに狭い範囲、すなわち、最小値が１以上であり、かつ最大値が１０以下である範囲を含むと意図される。
本出願において、特に他に指示がない限り、単数形の使用は、複数形を包含し、複数形は、単数形を包含する。限定ではなく例えば、本出願では、ある特定の実施形態において、「塗膜形成樹脂」を含む被覆組成物について言及する。このような言及「塗膜形成樹脂（単数形）」は、１つの塗膜形成樹脂を含む被覆組成物だけでなく、２つ以上の塗膜形成樹脂の混合物を含む被覆組成物を包含することを意味する。さらに、本出願において、特に他の指示がない限り、「または」の使用は、ある特定の場合において「および／または」が明示的に使用され得るにもかかわらず、「および／または」を意味する。
ある特定の実施形態において、本発明は、クロム含有物質を実質的に含まない被覆組成物に関する。他の実施形態において、本発明の被覆組成物は、そのような物質を全く含まない。本明細書中で使用されるとき、用語「実質的に含まない」とは、その問題の物質が、たとえあったとしても、偶発的な不純物として組成物中に存在するという意味である。換言すれば、その物質は、その組成物の特性に影響を及ぼさない。これは、本発明のある特定の実施形態において、被覆組成物が、２重量パーセント未満のクロム含有物質を含むか、または、いくつかの場合において、０．０５重量パーセント未満のクロム含有物質を含む（ここで、そのような重量パーセントは、その組成物の総重量に基づくものである）ことを意味する。本明細書中で使用されるとき、用語「全く含まない」とは、その物質が、組成物中に一切存在しないことを意味する。従って、本発明の被覆組成物のある特定の実施形態は、クロム含有物質を含まない。本明細書中で使用されるとき、用語「クロム含有物質」とは、三酸化クロム基、ＣｒＯ３を含む物質のことをいう。そのような物質の例としては、クロム酸、三酸化クロム、無水クロム酸、二クロム酸塩（例えば、二クロム酸アンモニウム、二クロム酸ナトリウム、二クロム酸カリウムおよび二クロム酸カルシウム、二クロム酸バリウム、二クロム酸マグネシウム、二クロム酸亜鉛、二クロム酸カドミウムおよび二クロム酸ストロンチウム）が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態は、他の望ましくない物質（例えば、鉛およびニッケルなどの重金属）を実質的に含まない。ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物は、そのような物質を全く含まない。
示されるように、本発明の被覆組成物は、「耐食性粒子」を含む。本明細書中で使用されるとき、用語「耐食性粒子」とは、それが、基材上に沈積される被覆組成物中に含まれるとき、例えば、化学的または電気化学的な酸化プロセスによって、基材の変質または分解（鉄を含む基材における錆およびアルミニウム基材における分解性の酸化を含む）に抵抗するか、またはいくつかの場合において、予防さえする被覆をもたらすように作用する粒子のことをいう。
ある特定の実施形態において、本発明は、無機酸化物、いくつかの実施形態においては、複数の無機酸化物（例えば、とりわけ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）および／または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）など）を含む耐食性粒子を含む被覆組成物に関する。本明細書中で使用されるとき、用語「複数」とは、２以上を意味する。従って、本発明の被覆組成物のある特定の実施形態は、２つ、３つ、４つまたは４つ以上の無機酸化物を含む耐食性粒子を含む。ある特定の実施形態において、これらの無機酸化物は、例えば、複数の酸化物の均質な混合物または固体状態の溶液の形態でそのような粒子中に存在する。
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態において、１つの無機酸化物、または、ある特定の実施形態において、複数の無機酸化物を含む耐食性粒子は、亜鉛、セリウム、イットリウム、マンガン、マグネシウム、モリブデン、リチウム、アルミニウム、マグネシウム、スズまたはカルシウムの酸化物を含む。ある特定の実施形態において、上記粒子は、マグネシウム、亜鉛、セリウムまたはカルシウムの酸化物を含む。ある特定の実施形態において、上記粒子は、ホウ素、リン、ケイ素、ジルコニウム、鉄またはチタンの酸化物も含む。ある特定の実施形態において、上記粒子は、二酸化ケイ素（本明細書中、以後「シリカ」と呼ぶ）を含む。
ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物のある特定の実施形態において含まれる耐食性粒子は、（ｉ）セリウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含む粒子；（ｉｉ）カルシウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含む粒子；（ｉｉｉ）リン、亜鉛およびケイ素の酸化物を含む粒子；（ｉｖ）イットリウム、亜鉛およびケイ素の酸化物を含む粒子；（ｖ）モリブデン、亜鉛およびケイ素の酸化物を含む粒子；（ｖｉ）ホウ素、亜鉛およびケイ素の酸化物を含む粒子；（ｖｉｉ）セリウム、アルミニウムおよびケイ素の酸化物を含む粒子、（ｖｉｉｉ）マグネシウムまたはスズおよびケイ素の酸化物を含む粒子ならびに（ｉｘ）セリウム、ホウ素およびケイ素の酸化物を含む粒子または粒子（ｉ）〜（ｉｘ）の２つ以上の混合物から選択される複数の無機酸化物を含む。
ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物中に含まれる耐食性粒子は、ジルコニウムの酸化物を実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。ある特定の実施形態において、このことは、その耐食性粒子が、１重量パーセント未満の酸化ジルコニウム、または、いくつかの場合において、０．０５重量パーセント未満の酸化ジルコニウムを含む（ここで、そのような重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである）ことを意味する。
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態において、耐食性粒子は、１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜２５重量パーセントの酸化セリウムおよび５０〜８９．５重量パーセントのシリカを含み、ここで、その重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである。ある特定の実施形態において、そのような粒子は、ジルコニウムを実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。
本発明の被覆組成物の他の実施形態において、耐食性粒子は、１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜２５重量パーセントの酸化カルシウムおよび５０〜８９．５重量パーセントのシリカを含み、ここで、その重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである。ある特定の実施形態において、そのような粒子は、ジルコニウムを実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。
本発明の被覆組成物のさらに他の実施形態において、耐食性粒子は、１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜２５重量パーセントの酸化イットリウムおよび５０〜８９．５重量パーセントのシリカを含み、ここで、その重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである。ある特定の実施形態において、そのような粒子は、ジルコニウムを実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。
本発明の被覆組成物のなおも他の実施形態において、耐食性粒子は、１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜５０重量パーセントのリン酸化物および２５〜８９．５重量パーセントのシリカを含み、ここで、その重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである。ある特定の実施形態において、そのような粒子は、ジルコニウムを実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。
本発明の被覆組成物のいくつかの実施形態において、耐食性粒子は、１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜５０重量パーセントの酸化ホウ素および２５〜８９．５重量パーセントのシリカを含み、ここで、その重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである。ある特定の実施形態において、そのような粒子は、ジルコニウムを実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態において、耐食性粒子は、１０〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜５０重量パーセントの酸化モリブデンおよび２５〜８９．５重量パーセントのシリカを含み、ここで、その重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである。ある特定の実施形態において、そのような粒子は、ジルコニウムを実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。
本発明の被覆組成物の他の実施形態において、耐食性粒子は、０．５〜２５重量パーセントの酸化セリウム、０．５〜５０重量パーセントの酸化ホウ素および２５〜９９重量パーセントのシリカを含み、ここで、その重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである。ある特定の実施形態において、そのような粒子は、ジルコニウムを実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。
本発明の被覆組成物のさらに他の実施形態において、耐食性粒子は、０．５〜２５重量パーセントの酸化セリウム、０．５〜５０重量パーセントの酸化アルミニウムおよび２５〜９９重量パーセントのシリカを含み、ここで、その重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである。ある特定の実施形態において、そのような粒子は、ジルコニウムを実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。
本発明の被覆組成物のなおも他の実施形態において、耐食性粒子は、０．５〜２５重量パーセントの酸化セリウム、０．５〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜２５重量パーセントの酸化ホウ素および２５〜９８．５重量パーセントのシリカを含み、ここで、その重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである。ある特定の実施形態において、そのような粒子は、ジルコニウムを実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態において、耐食性粒子は、０．５〜２５重量パーセントの酸化イットリウム、０．５〜２５重量パーセントのリン酸化物、０．５〜２５重量パーセントの酸化亜鉛および２５〜９８．５重量パーセントのシリカを含み、ここで、その重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである。ある特定の実施形態において、そのような粒子は、ジルコニウムを実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態において、耐食性粒子は、０．５〜７５重量パーセントの酸化マグネシウムまたは酸化スズおよび２５〜９９．５重量パーセントのシリカを含み、ここで、その重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである。ある特定の実施形態において、そのような粒子は、ジルコニウムを実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。
本発明の被覆組成物のいくつかの実施形態において、耐食性粒子は、０．５〜５重量パーセントの酸化イットリウム、０．５〜５重量パーセントの酸化モリブデン、０．５〜２５重量パーセントの酸化亜鉛、０．５〜５重量パーセントの酸化セリウムおよび６０〜９８重量パーセントのシリカを含み、ここで、その重量パーセントは、その粒子の総重量に基づくものである。ある特定の実施形態において、そのような粒子は、ジルコニウムを実質的に含まないか、または、いくつかの場合において、全く含まない。
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態は、１つの無機酸化物、またはいくつかの実施形態において、複数の無機酸化物を含む超微細な耐食性粒子を含む。本明細書中で使用されるとき、用語「超微細な」とは、少なくとも１０平方メートル／グラム（例えば、３０〜５００平方メートル／グラム、または、いくつかの場合において、８０〜２５０平方メートル／グラム）のＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積を有する粒子のことをいう。本明細書中で使用されるとき、用語「Ｂ．Ｅ．Ｔ．比表面積」とは、定期刊行物「Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ」，６０，３０９（１９３８）に記載されているＢｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ法に基づき、ＡＳＴＭＤ ３６６３−７８規格に従って窒素吸着により測定された比表面積のことをいう。
ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物は、その球体に相当する直径が２００ナノメートル以下（例えば、１００ナノメートル以下）、または、ある特定の実施形態において、５〜５０ナノメートルと算出される耐食性粒子を含む。当業者が理解するように、その球体に相当する算出直径は、以下の方程式によりＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積から決定することができる：
直径（ナノメートル）＝６０００／［ＢＥＴ（ｍ２／ｇ）＊ρ（グラム／ｃｍ３）］
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態は、透過型電子顕微鏡（「ＴＥＭ」）像の顕微鏡写真を視覚的に調べ、その像における粒子の直径を計測し、そしてＴＥＭ像の倍率に基づいて、測定した粒子の平均基本粒径を算出するとき、１００ナノメートル以下（例えば、５０ナノメートル以下、または、ある特定の実施形態において、２０ナノメートル以下）の平均基本粒径を有する耐食性粒子を含む。当業者は、どのようにしてそのようなＴＥＭ像を得て、倍率に基づいて基本粒径を決定するかを理解しているだろうし、本明細書中に含まれる実施例において、ＴＥＭ像を得るための適当な方法を説明する。粒子の基本粒径とは、その粒子を完全に囲う最小の球の直径のことをいう。本明細書中で使用されるとき、用語「基本粒径」とは、２つ以上の個別の粒子の塊ではなく、１つの個別の粒子の大きさのことをいう。
直径（ナノメートル）＝６０００／［ＢＥＴ（ｍ２／ｇ）＊ρ（グラム／ｃｍ３）］
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態は、透過型電子顕微鏡（「ＴＥＭ」）像の顕微鏡写真を視覚的に調べ、その像における粒子の直径を計測し、そしてＴＥＭ像の倍率に基づいて、測定した粒子の平均基本粒径を算出するとき、１００ナノメートル以下（例えば、５０ナノメートル以下、または、ある特定の実施形態において、２０ナノメートル以下）の平均基本粒径を有する耐食性粒子を含む。当業者は、どのようにしてそのようなＴＥＭ像を得て、倍率に基づいて基本粒径を決定するかを理解しているだろうし、本明細書中に含まれる実施例において、ＴＥＭ像を得るための適当な方法を説明する。粒子の基本粒径とは、その粒子を完全に囲う最小の球の直径のことをいう。本明細書中で使用されるとき、用語「基本粒径」とは、２つ以上の個別の粒子の塊ではなく、１つの個別の粒子の大きさのことをいう。
ある特定の実施形態において、耐食性粒子は、組成物の媒質に対して、その中に粒子を懸濁したまま維持するのに十分な親和性を有している。これらの実施形態において、媒質に対する粒子の親和性は、粒子の互いに対する親和性より大きく、それにより、その媒質中での粒子の凝集が低減されるか、または無くなる。
耐食性粒子は、様々な形状（または形態）をとってもよい。例えば、一般に球状の形態が使用され得るが、立方体状、板状または針状（細長いか、または繊維状）である粒子も使用され得る。
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態に含まれる超微細な耐食性粒子は、様々な方法（中でも、例えば、フレーム熱分解（ｆｌａｍｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ）、ホットウォールリアクター（ｈｏｔ ｗａｌｌｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ）、化学気相合成法などの気相合成プロセスが挙げられる）によって調製され得る。しかしながら、ある特定の実施形態において、そのような粒子は、１つ以上の有機金属および／または金属酸化物の前駆体をともに急速クエンチプラズマシステム中で反応させることによって調製される。ある特定の実施形態において、その粒子は、（ａ）物質をプラズマチャンバーに投入する工程；（ｂ）プラズマを用いてその物質を急速に加熱することにより、ガス状の生成気流を得る工程；（ｃ）そのガス状の生成気流を、制限された先細末広ノズルに通すことにより、急速に冷却する工程、および／または別の冷却方法（例えば、冷表面または冷却気流）を利用する工程、ならびに（ｄ）ガス状の生成気流を濃縮することにより、超微細な固体粒子を得る工程によるようなシステムにおいて形成され得る。ある特定の適当な急速クエンチプラズマシステムおよびそれらを使用するための方法は、米国特許第５，７４９，９３７号、同第５，９３５，２９３号および米国再発行特許発明第ＲＥ３７，８５３Ｅ号（これらは本明細書中で参考として援用される）に記載されている。本発明の被覆組成物のある特定の実施形態における使用に適した超微細な耐食性粒子を調製する１つの特定のプロセスは、（ａ）１つ以上の有機金属前駆体および／または無機酸化物前駆体をプラズマチャンバーの一方の軸端に投入する工程；（ｂ）その前駆体気流がプラズマチャンバーを通って流れるときに、プラズマを用いてその前駆体気流を急速に加熱することによってガス状の生成気流を得る工程；（ｃ）そのガス状の生成気流を、反応チャンバーの端に同軸性に配置された、制限された先細末広ノズルに通す工程；および（ｄ）引き続き冷却し、そしてそのノズルから出てくる所望の最終生成物の速度を遅くすることにより、超微細な固体粒子を得る工程を含む。
前駆体気流は、固体、液体、気体またはそれらの混合物としてプラズマチャンバーに投入され得る。前駆体気流の一部として使用され得る適当な液体の前駆体としては、有機金属（例えば、他の物質の中でも、２−エチルヘキサン酸セリウム、２−エチルヘキサン酸亜鉛、テトラエトキシシラン、カルシウムメトキシド、リン酸トリエチル、リチウム２，４ペンタンジオネート、イットリウムブトキシド、酸化モリブデンビス（２，４−ペンタンジオネート）、トリメトキシボロキシン、アルミニウムｓｅｃ−ブトキシド）が挙げられ、また、これらの混合物も含まれる。前駆体気流の一部として使用され得る適当な固体前駆体としては、他の物質の中でも、固体のシリカ粉末（例えば、シリカフューム、ヒュームドシリカ、シリカサンドおよび／または沈降シリカ）、酢酸セリウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化亜鉛および他の酸化物が挙げられ、また、これらの混合物も含まれる。
ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物のある特定の実施形態に含まれる超微細な耐食性粒子は、（ａ）固体の前駆体をプラズマチャンバーに投入する工程；（ｂ）その前駆体がプラズマチャンバーを通って流れるときに、選択された反応温度にプラズマを用いて加熱することにより、ガス状の生成気流を得る工程；（ｃ）そのガス状の生成気流を、複数のクエンチガス注入口を通じてプラズマチャンバーに注入される複数のクエンチ流と接触させ、ここで、そのクエンチ流は、ガス状の生成気流内で互いに衝突する流速および注入角度で注入され、それにより、超微細な固体粒子を得る工程；および（ｄ）その超微細な固体粒子を収束部（ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒ）に通す工程を含む方法によって調製される。
ここでは図１を参照していくが、図１は、本発明に従って超微細な耐食性粒子を調製するための方法のある特定の実施形態を表しているフロー図である。明らかなように、ある特定の実施形態において、工程１００では、固体の前駆体を供給チャンバーに投入する。次いで、図１の工程２００から明らかなように、ある特定の実施形態において、その固体の前駆体をキャリアと接触させる。そのキャリアは、固体の前駆体を気体中に懸濁するように作用することにより、固体前駆体の気体流懸濁物が得られる気体であり得る。適当なキャリアガスとしては、アルゴン、ヘリウム、窒素、酸素、空気、水素またはそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
次に、ある特定の実施形態において、工程３００では、固体の前駆体がプラズマチャンバーを通って流れるときに、プラズマを用いてその固体前駆体を加熱することにより、ガス状の生成気流を生じる。ある特定の実施形態において、その前駆体を、２，５００°〜２０，０００℃、例えば、１，７００°〜８，０００℃の範囲の温度に加熱する。
ある特定の実施形態において、工程３５０に示されるように、ガス状の生成気流を、プラズマチャンバーに注入され得る水素含有物質などの反応物と接触させてもよい。反応物として使用される特定の物質としては、得られる超微細な固体粒子の所望の特性に応じて、例えば、空気、水蒸気、水素ガス、アンモニアおよび／または炭化水素が挙げられ得るが、これらに限定されない。
図１から明らかなように、ある特定の実施形態において、工程４００では、ガス状の生成気流が得られた後に、その生成気流を、複数のクエンチ流注入口を通じてプラズマチャンバーに注入される複数のクエンチ流と接触させる。ここで、そのクエンチ流は、ガス状の生成気流内でクエンチ流と互いに衝突する流速および注入角度で注入される。そのクエンチ流に使用される物質は、ガス状の生成気流を適切に冷却することによって、超微細な固体粒子を形成させる限り、限定されない。クエンチ流に使用されるのに適した物質としては、水素ガス、二酸化炭素、空気、水蒸気、アンモニア、一塩基性、二塩基性および多塩基のアルコール、ケイ素含有物質（例えば、ヘキサメチルジシラザン）、カルボン酸および／または炭化水素が挙げられるが、これらに限定されない。
様々なクエンチ流が、ガス状の生成気流内でクエンチ流と互いに衝突して、ガス状の生成気流が急速に冷却されることによって超微細な固体粒子を生じる限り、その様々なクエンチ流の特定の流速および注入角度は、限定されない。このことにより、例えば、先細末広ノズルまたは「実質上の」先細末広ノズルの使用を介したＪｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｐｓｏｎ断熱膨張および等エントロピー膨張を利用することによって、超微細な粒子を形成するある特定の急速クエンチプラズマシステムと本発明とが区別される。本発明では、ガス状の生成気流をクエンチ流と接触させることにより、超微細な固体粒子を得て、その後に、それらの粒子を収束部（例えば、先細末広ノズル）に通すが、驚いたことに、このことがとりわけプラズマチャンバーの付着物または目詰まりを低下させ、それによって、そのプラズマシステムを洗浄するために頻繁に作製プロセスが中断されることなく固体の反応物から超微細な固体粒子を調製することが可能であるという点で優れているということを本発明者らは発見した。本発明では、クエンチ流は、主に、断熱膨張ではなく希釈によってガス状の生成気流を冷却し、それにより、ガス状の生成気流の急速なクエンチングおよび超微細な固体粒子の形成を引き起こし、その後、それらの粒子を以下に記載するような先細末広ノズルなどの収束部に通す。
再び図１を参照すれば、ガス状の生成気流をクエンチ流と接触させることによって、超微細な固体粒子が生成された後、工程５００において、それらの粒子を、収束部に通すことが示されているが、ここで、そのプラズマシステムは、それらの付着物が最小となるように設計されている。ある特定の実施形態において、収束部には、先細末広（Ｄｅ Ｌａｖａｌ）ノズルが設けられている。これらの実施形態において、先細末広ノズルは、生成気流をある程度まで冷却するように作用し得るのに対し、クエンチ流は、相当量の超微細な固体粒子が先細末広ノズルの上流で形成されるように冷却の大部分を行う。これらの実施形態において、先細末広ノズルは、主に、高圧下でのプラズマチャンバーの操作を可能にする、詰まらせるもの（ｃｈｏｋｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）として作用し得、それにより、そのチャンバー内での物質の滞留時間が増大する。先細末広ノズルとクエンチ流の希釈冷却とを組み合わせることによって、固体の前駆体から超微細な固体粒子を調製する商業的に実現可能な方法が提供されるように思われる。なぜなら、例えば、（ｉ）固体の前駆体は、プラズマに注入する前に、供給物質をガス状または液状に加熱することなく効率的に使用することができ、そして（ｉｉ）そのプラズマシステムの付着物を最少にするか、または無くすことができ、それによって、そのプラズマシステムを洗浄するために作製プロセスを中断することが減少するか、または無くなるからである。
図１に示されるように、本発明の方法のある特定の実施形態において、超微細な固体粒子を収束部に通した後、工程６００でその固体粒子を回収する。任意の適当な手段（例えば、バッグフィルターまたはサイクロンセパレーター）を使用して、超微細な固体粒子を気体流から分離してもよい。
ここでは図２を参照していくが、図２は、本発明のある特定の実施形態に従って超微細な固体粒子を調製するための装置の模式図である。明らかなように、固体粒子供給口５０を備えたプラズマチャンバー２０が設けられている。キャリアガスが、プラズマチャンバー２０に向かって矢印３０の方向に流れ込む少なくとも１つのキャリアガス供給口１４も設けられている。先に示したように、キャリアガスは、固体反応物をガスに懸濁するように作用し、それによって、プラズマ２９に向かって流れる固体反応物の気体流懸濁物が得られる。数字２３および２５は、二重壁のプラズマチャンバー２０に続き得る、それぞれ冷却材投入口および冷却材排出口を示している。これらの実施形態において、冷却材の流れを矢印３２および３４で示す。
図２に示される実施形態において、プラズマトーチ２１が設けられている。トーチ２１は、固体反応物の流入気体流懸濁物がプラズマチャンバー２０の入口を介して送達されるとき、その懸濁物を、得られたプラズマ２９内で気化することにより、ガス状の生成気流が生成される。図２に示されるように、ある特定の実施形態において、アークがプラズマ生成器またはプラズマトーチの環状の正電極１３に到達する位置の下流に固体粒子は注入される。
プラズマは、少なくとも部分的に（１〜１００％）電離している、高温の発光性のガスである。プラズマは、気体原子、気体イオンおよび電子で構成されている。熱プラズマは、気体を電気アークに通すことによって生成され得る。電気アークは、そのアークを通過するマイクロ秒以内で急速にその気体を非常に高い温度に加熱する。プラズマは、９０００Ｋ超の温度において発光性であることが多い。
プラズマは、種々のガスのいずれかを用いて生成され得る。これにより、気体が、不活性（例えば、アルゴン、ヘリウムまたはネオン）であり得るか、還元性（例えば、水素、メタン、アンモニアおよび一酸化炭素）であり得るか、または酸化性（例えば、酸素、窒素および二酸化炭素）であり得るとき、プラズマ中で起きる任意の化学反応をうまく制御することができる。本発明によれば、空気、酸素および／または酸素／アルゴンガス混合物を使用して、超微細な固体粒子を調製することが多い。図２では、プラズマガス供給口を、３１で示す。
ガス状の生成気流は、プラズマ２９を出たら、プラズマチャンバー２０の出口に向かって進む。明らかなように、先に記載したように、クエンチ流を注入する前にさらなる反応物を反応チャンバーに注入することができる。反応物用の供給口を、図２中の３３で示す。
図２に示されるように、本発明のある特定の実施形態において、プラズマチャンバー２０の周縁に沿って配置されている複数のクエンチガス注入口４０を通って矢印４１の方向でプラズマチャンバー２０に入る複数のクエンチ流とガス状の生成気流を接触させる。先に示したように、クエンチ流４１が、ガス状の反応生成気流内で（いくつかの場合において、ガス状の生成気流の中心または中心付近において）互いに衝突することにより、ガス状の生成気流が急速に冷却され、そして超微細な固体粒子が得られる限り、クエンチ流の特定の流速および注入角度は、限定されない。このことにより、希釈を通じたガス状の生成気流のクエンチングが起き、超微細な固体粒子が形成される。
ここでは図３を参照していくが、図３は、本発明のある特定の実施形態に基づいた複数のクエンチガス注入口４０の斜視図である。この特定の実施形態において、６つの（６）クエンチガス注入口が示されているが、ここでは、各注入口は、反応チャンバー２０の周縁に沿って互いに角度「θ」だけ離れて配列している。なお、「θ」は、注入口から注入口までで同じ値であっても、異なる値であってもよい。本発明のある特定の実施形態において、少なくとも４つの（４）クエンチ流注入口４０が、設けられており、いくつかの場合において、少なくとも６つの（６）クエンチ流注入口が存在し、または、他の実施形態において、１２個（１２）以上のクエンチ流注入口が存在する。ある特定の実施形態において、各角度「θ」は、９０°以下の値を有する。ある特定の実施形態において、クエンチ流は、ガス状の反応生成物の流れに対して垂直（９０°の角度）でプラズマチャンバーに注入される。しかしながら、いくつかの場合において、９０°の角度から３０°ほど正または負にずれて使用され得る。
本発明のある特定の方法において、ガス状の生成気流をクエンチ流と接触させることにより、超微細な固体粒子が形成され、次いで、収束部に通す。本明細書中で使用されるとき、用語「収束部」とは、それを通る流路を制限し、それにより、収束部の上流と下流とで圧力を異ならせて、プラズマチャンバー中での流れの滞留時間を制御するデバイスのことをいう。
ある特定の実施形態において、収束部は、図２に示されるようなリアクターチャンバー２０の出口内に位置する先細末広（Ｄｅ Ｌａｖａｌ）ノズルを備える。ノズルの収束または上流の部分、すなわち、収束部は、ガスの通路を制限し、プラズマチャンバー２０内での物質の滞留時間を制御する。ガス状の流れが、ノズル２２の収束部分を通過するとき、そのガス状の流れの断面積において生じる縮脈とは、ランダムな方向から（回転性および振動性の運動を含む）の少なくともいくらかの流れの運動を、反応チャンバーの軸に対して平行な直線運動に変化させるものであると考えられている。ある特定の実施形態において、プラズマチャンバー２０の寸法および物質は、制限されたノズルスロート内で音速を達成するように選択される。
閉じ込められた流れがノズル２２の発散部分または下流部分に入ると、ノズル出口の円錐形の壁に沿って容積が徐々に大きくなるために、その流れの圧力が超高速で低下する。ノズルの寸法を適正に選択することにより、大気圧またはわずかに大気圧より低い状態、または、いくつかの場合では、加圧状態において、プラズマチャンバー２０を操作することができ、それにより、所望の滞留時間が達成される。ノズル２２の下流のチャンバー２６は、真空ポンプ６０などの減圧発生デバイスを操作することによって減圧状態に保たれる。ノズル２２を通過した後、次いで、超微細な固体粒子は、冷却チャンバー２６に入ってもよい。
図２から明らかなように、本発明のある特定の実施形態において、超微細な固体粒子は、冷却チャンバー２６から、例えば、被覆された冷却管を備え得る冷却部４５を経由して、回収部２７に流れ得る。ある特定の実施形態において、回収部２７は、バッグフィルターまたは他の回収手段を備えている。流れが真空ポンプ６０に入る前に、その流れの内部の物質を濃縮し、回収することが望まれる場合に、下流のスクラバー２８を使用してもよい。
ある特定の実施形態において、プラズマチャンバー２０内での物質の滞留時間は、およそ数ミリ秒である。固体の前駆体を加圧下（例えば、１〜１００気圧超）で小開口部を通じて注入することにより、通過して、プラズマと混合するのに十分な速度が達成され得る。さらに、多くの場合において、固体の前駆体の注入流は、プラズマガスの流れに対して垂直（９０°の角度）に注入される。いくつかの場合において、９０°の角度から３０°ほど正または負にずれるのが望ましいことがある。
プラズマが高温であることから、固体の前駆体が急速に気化する。温度勾配およびプラズマチャンバー２０の長さに沿った気体流のパターンに実質的な差異が存在し得る。プラズマアーク口において、その流れは、乱れており、高い温度の勾配；チャンバーの軸において約２０，０００Ｋからチャンバー壁において約３７５Ｋの温度が生じていると考えられる。ノズルスロートにおいて、その流れは、層状であり、制限された空間に亘って非常に低い温度の勾配が生じていると考えられる。
プラズマチャンバーは、水冷されるステンレス鋼、ニッケル、チタン、銅、アルミニウムまたは他の適当な物質から構築されていることが多い。プラズマチャンバーはまた、活発な化学的および熱的な環境に耐えるようにセラミック物質から構築され得る。
プラズマチャンバー壁は、放射線照射と対流と伝導との組み合わせによって内部で加熱され得る。ある特定の実施形態において、プラズマチャンバー壁を冷却することにより、その表面の不必要な融解および／または腐食を防止する。そのような冷却を制御するために使用されるシステムは、選ばれた壁物質が許容し得るのと同程度の高さの温度にその壁を維持するべきであり、その壁物質は、予想される壁の温度において、プラズマチャンバー内の物質に対して不活性であることが多い。これは、対流および伝導によって加熱され得るノズル壁に関してもまた、あてはまる。
プラズマチャンバーの長さは、初めに細長い管状物を使用することによって実験的に決められることが多く、その管状物内での標的閾値温度はユーザーが設定することができる。次いでそのプラズマチャンバーの長さは、前駆体が高温において平衡状態に達し、所望の最終生成物の形成が完了するのに十分な滞留時間をもたらすのに十分な長さを有するように設計することができる。
プラズマチャンバー２０の内径は、プラズマおよび気体流の動きの流体特性によって決定され得る。プラズマチャンバー２０の内径は、必要な気体流を許容するのに十分大きくなくてはならないが、渦の再循環または停滞域が、チャンバーの壁に沿って生じてしまうほど大きくてはいけない。そのような不都合な流れのパターンは、その気体を早まって冷却し得、そして不必要な生成物を沈殿させ得る。多くの場合において、プラズマチャンバー２０の内径は、プラズマチャンバーの入口端においてプラズマの直径の１００％超である。
ある特定の実施形態において、ノズルの収束部の直径は、最初の急勾配（例えば、＞４５°）から、次いで、ノズルスロートに続く緩やかな勾配（例えば、＜４５°）へのスムーズな移動を保つように変化し、直径のアスペクト比が大きい。ノズルスロートの目的は、しばしば気体を圧縮し、その流れが音速を達成することである。ノズルスロートおよびノズルの発散部分の下流の部分において達成される速度は、プラズマチャンバーとノズルの下流の発散部分との間で異なる圧力によって制御される。この目的で、下流部分に陰圧をかけてもよいし、上流部分に陽圧をかけてもよい。本発明における使用に適したタイプの先細末広ノズルは、米国再発行特許発明第ＲＥ３７，８５３号のカラム９の６５行目〜カラム１１の３２行目（この引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されている。
驚いたことに、先細末広ノズルなどの収束部と組み合わせたクエンチガス希釈冷却を利用する、本発明の超微細な固体粒子を調製するための方法および装置は、いくつかの利点を有することが発見された。第１に、そのような組み合わせにより、固体の前駆体の使用を実用的にする、プラズマシステム内での固体物質の十分な滞留時間をもたらすことが可能になる。第２に、その流れが収束部に達する前に、超微細な固体粒子が形成され、そして、収束部の内部表面にこびりつく物質の量が減少するか、または、いくつかの場合において、無くなるので、プラズマチャンバーの付着物が減少するか、または、いくつかの場合においては、無くなりさえする。第３に、この組み合わせにより、フィルターバッグなどの単一の回収部で超微細な固体粒子を回収することが可能になり、冷却チャンバーまたは先に記載した冷却部内に堆積するそのような粒子の量が最小限ですむ。
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態において、耐食性粒子は、１つ以上の無機物質を含む無機酸化物ネットワークを含む。本明細書中で使用されるとき、用語「１つ以上の無機物質を含む無機酸化物ネットワーク」とは、１つの無機物質、またはいくつかの場合において、１つ以上の酸素原子を介して互いに化学結合した２つ以上の異なる無機物質を含む分子鎖のことをいう。そのようなネットワークは、金属塩の加水分解から形成され得るが、その金属塩の例としては、Ｃｅ３＋、Ｃｅ４＋、Ｚｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｙ３＋、Ｃａ２＋、Ｍｎ７＋およびＭｏ６＋が挙げられるが、これらに限定されない。ある特定の実施形態において、無機酸化物ネットワークは、亜鉛、セリウム、イットリウム、マンガン、マグネシウムまたはカルシウムを含む。ある特定の実施形態において、無機酸化物ネットワークはまた、ケイ素、リンおよび／またはホウ素も含む。ある特定の実施形態において、無機酸化物ネットワークは、セリウム、亜鉛、ジルコニウムおよび／またはマンガンならびにケイ素を含む。ある特定の実施形態において、無機酸化物ネットワークは、０．５〜３０重量パーセントのセリウムおよび０．５〜２０重量パーセントの亜鉛を含み、ここで、その重量パーセントは、その物質の総重量に基づくものである。
ある特定の実施形態において、無機酸化物ネットワークは、２、３、４個またはそれ以上のアルコキシ基を含むシランなどのオルガノシランの加水分解から生じるケイ素を含む。適当なオルガノシランの特定の例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、γ−メタ−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン（ｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈｙｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、ジメチルジエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシ−プロピルジメチルエトキシシラン、これらの加水分解物、これらのオリゴマーおよびこのようなシランモノマーの混合物が挙げられる。ある特定の実施形態において、無機酸化物ネットワークは、ケイ酸塩（例えば、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウムおよび／またはケイ酸アンモニウム）から生じるケイ素を含む。
ある特定の実施形態において、無機酸化物ネットワークは、１つの金属塩、またはいくつかの場合において、２つ以上の金属塩（例えば、金属酢酸塩、金属塩化物、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩）と水とを組み合わせることによって形成され、それにより多価金属イオンを含む加水分解種が得られる。次いで、加水分解種を適当なケイ素化合物（または、場合によっては、リンもしくはホウ素）と反応させることにより、１つ以上の無機物質を含む無機酸化物ネットワークが得られる。次いで、得られた固体の物質を濾過、洗浄、乾燥してもよい。所望であれば、得られた乾燥粉末を、例えば、２００〜１，０００°Ｆの温度でか焼してもよい。本明細書中の実施例では、そのような耐食性粒子を調製するための適当な方法を説明する。
ある特定の実施形態において、上に記載したような無機酸化物ネットワークを含む耐食性粒子は、超微細な粒子である。
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態において、耐食性粒子は、粘土を含む。ある特定の実施形態において、そのような粘土は、ランタニド塩および／または遷移金属塩で処理される。適当な粘土としては、例えば、層状構造のＬａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．から市販されている、テトラピロリン酸ナトリウムで改変された含水ケイ酸ナトリウムリチウムマグネシウム）およびベントナイト（一般に、主にモンモリロナイト、（Ｎａ，Ｃａ）０．３３（Ａｌ，Ｍｇ）２Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２・ｎＨ２Ｏからなる純粋でない粘土であるフィロケイ酸アルミニウム）が挙げられる。
そのような耐食性粒子は、粘土（例えば、上で言及した層状構造のＬａｐｏｎｉｔｅ（登録商標））を金属塩（例えば、酢酸セリウムまたは酢酸亜鉛）の撹拌希釈水溶液（最大５０重量％の金属）に加えて、生じた固体の沈殿物を濾過することによって生成され得る。所望であれば、その固体の沈殿物を、水および／またはアセトンなどで洗浄し、乾燥してもよい。
ある特定の実施形態において、本発明は、例えば、ホウ酸塩などのｐＨ緩衝剤と組み合わせて無機酸化物を含む耐食性粒子を含んでいる被覆組成物に関する。本明細書中で使用されるとき、用語「ｐＨ緩衝剤」とは、無機酸化物のｐＨをその物質が存在しない場合のｐＨレベルよりも高く調節する物質のことをいうと意味される。ある特定の実施形態において、そのような耐食性粒子は、ホウ酸塩（Ｂ２Ｏ３）および亜鉛、バリウム、セリウム、イットリウム、マグネシウム、モリブデン、リチウム、アルミニウムまたはカルシウムの１つ以上の酸化物を含む、混合された金属酸化物を含む。ある特定の実施形態において、そのような混合酸化物は、支持体上および／または支持体内に沈積される。
本明細書中で使用されるとき、用語「支持体」とは、その上またはその中に別の物質を保持している物質のことをいう。ある特定の実施形態において、耐食性粒子は、無機酸化物、ホウ酸塩およびシリカ支持体（例えば、Ｄｅｇｕｓｓａから商品名Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標）として市販されているヒュームドシリカまたはＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａのＨｉ−Ｓｉｌ（登録商標）Ｔ６００などの沈降シリカ）を含む。ある特定の実施形態において、支持体は、２０ナノメートル以下の平均基本粒径を有する。ある特定の実施形態において、そのような耐食性粒子は、アノード溶解に曝露される基材の表面上での端面腐食とひっかき傷の腐食（ｓｃｒｉｂｅ−ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）の両方に対する望ましい保護をもたらす。
ホウ酸塩を含む混合金属酸化物を含む適当な耐食性粒子の特定の例としては、ＣａＯ・Ｂ２Ｏ３、ＢａＯ・Ｂ２Ｏ３、ＺｎＯ・Ｂ２Ｏ３および／またはＭｇＯ・Ｂ２Ｏ３が挙げられるが、これらに限定されない。そのような耐食性色素は、例えば、支持体上にそのような物質を沈殿させることによって生成することができる。そのような沈殿は、例えば、ホウ酸および亜鉛、バリウム、セリウム、イットリウム、マグネシウム、モリブデン、リチウム、アルミニウムまたはカルシウムを含む１つ以上の前駆体物質と、水とシリカとのスラリーとを混合し、水を蒸発させて、次いで、得られた物質をか焼することによって生成され得、それによって、耐食性粒子が得られ、その後にその耐食性粒子は、所望の粒径に粉砕され得る。
ある特定の実施形態において、そのような粒子はまた、さらなる物質（例えば、亜鉛またはアルミニウムなどの金属のリン酸塩、ケイ酸塩、ヒドロキシ−リン酸塩および／またはヒドロキシ−ケイ酸塩）を含んでもよい。
ある特定の実施形態において、前に記載した耐食性粒子の１つ以上が、３〜５０容量パーセント、例えば８〜３０容量パーセント、または、ある特定の実施形態において、１０〜１８容量パーセントの量で本発明の被覆組成物中に存在する。ここで、その容量パーセントは、その被覆組成物の総容積に基づくものである。
ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物は、５００ナノメートル以下、いくつかの場合において、２００ナノメートル以下、そしてなおも他の場合において、１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子を含む耐食性粒子を含む。そのような粒子の例は、米国特許第６，７９０，９０４号のカラム３の４３行目〜カラム８の４６行目；米国特許出願公開番号２００３／０２２９１５７Ａ１の［００２１］〜［００４８］；米国特許第６，８３５，４５８号のカラム４の５４行目〜カラム７の５８行目；および米国特許第６，５９３，４１７号のカラム２３の４８行目〜カラム２４の３２行目（これらの引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されている。化学的に改変された適当な粒子はまた、Ｂｙｋ−Ｃｈｅｍｉｅから商品名ＮＡＮＯＢＹＫ−３６５０として入手可能なものなどのように市販もされている。
そのような化学的に改変された粒子を含んでいる被覆組成物に対して傷および／またはひっかき傷への耐性の特性をもたらすような粒子が、当該分野で公知であるのに対し、驚いたことに、その化学的に改変された粒子はまた、エッチングプライマーなどの金属基材プライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物を、裸の金属基材に塗布するとき、このような組成物に対して耐食性特性を付与することを本発明者らは発見した。実際のところ、そのような化学的に改変された粒子が、比較的少量、すなわち、粒子と塗膜形成結合剤との重量比が０．２未満で被覆組成物中に含まれているときでさえ、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される裸の金属基材の少なくとも一部に沈積、硬化された組成物が、その基材と同じ基材を同じ条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物（以下でより詳細に記載するような）で少なくとも部分的に被覆されたときに示される耐食性特性と類似か、またはいくつかの場合において、それよりも高い耐食性特性を示す基材をもたらすことがあることを本発明者らは発見した。結果として、本発明者らは、そのような耐食性粒子を使用して、金属基材プライマー被覆組成物（例えば、エッチングプライマーおよび／または金属前処理用被覆組成物）中のクロムを置き換えることができることを発見した。
前に示したように、ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物は、塗膜形成樹脂を含む。本明細書中で使用されるとき、用語「塗膜形成樹脂」とは、組成物中に存在する任意の希釈剤もしくはキャリアの除去の際または周囲温度もしくは高温における硬化の際に、基材の少なくとも水平な表面上に自立連続塗膜（ｓｅｌｆ−ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ
ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｆｉｌｍ）を形成し得る樹脂のことをいう。
ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｆｉｌｍ）を形成し得る樹脂のことをいう。
本発明の被覆組成物において使用され得る塗膜形成樹脂としては、とりわけ、自動車のＯＥＭ被覆組成物、自動車の表面再仕上げ用被覆組成物、産業用被覆組成物、建築用被覆組成物、コイル被覆組成物および航空宇宙用被覆組成物において使用されるものが挙げられるが、これらに限定されない。
ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物内に含まれる塗膜形成樹脂は、熱硬化性塗膜形成樹脂を含む。本明細書中で使用されるとき、用語「熱硬化性」とは、硬化または架橋の際に不可逆的に「固化する」樹脂のことをいい、ここで、重合体成分のポリマー鎖は、共有結合によって互いに結合される。この特性は、通常、例えば、加熱または放射線照射によって引き起こされることが多い組成物成分の架橋反応に関連する。Ｈａｗｌｅｙ，Ｇｅｓｓｎｅｒ Ｇ．，Ｔｈｅ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ，Ｎｉｎｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ．，８５６頁；Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｏａｔｉｎｇｓ，ｖｏｌ．２，Ｏｉｌ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｓ’ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ａｕｓｔｒａｌｉａ，ＴＡＦＥ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌ Ｂｏｏｋｓ（１９７４）を参照のこと。硬化または架橋反応もまた、周囲条件下で行われ得る。熱硬化性樹脂は、一旦、硬化されるか、または架橋されると、熱をかけられても融解せず、また、溶媒に不溶性である。他の実施形態において、本発明の被覆組成物内に含まれる塗膜形成樹脂は、熱可塑性樹脂を含む。本明細書中で使用されるとき、用語「熱可塑性」とは、共有結合によって結合されていないために、加熱されると液体の流体を生じ得、溶媒に可溶性である重合体成分を含む樹脂のことをいう。Ｓａｕｎｄｅｒｓ，Ｋ．Ｊ．，Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｐｐ．４１−４２，Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ，Ｌｏｎｄｏｎ（１９７３）を参照のこと。
本発明の被覆組成物における使用に適した塗膜形成樹脂としては、例えば、少なくとも１つの反応基のタイプを有するポリマーと、そのポリマーの反応基に反応性である反応基を有する硬化剤との反応によって形成される樹脂が挙げられる。本明細書中で使用されるとき、用語「ポリマー」とは、オリゴマーを含み、そして、ホモポリマーとコポリマーの両方を含むことを意味するが、これに限定されない。ポリマーは、例えば、アクリルのポリマー、飽和または不飽和のポリエステル、ポリウレタンまたはポリエーテル、ポリビニル、セルロースのポリマー、アクリレート、ケイ素ベースのポリマー、それらのコポリマーおよびそれらの混合物であり得、そして、反応基（例えば、とりわけ、エポキシ基、カルボン酸基、ヒドロキシル基、イソシアネート基、アミド基、カルバメート基およびカルボキシレート基（それらの混合物を含む））を含み得る。
適当なアクリルのポリマーとしては、例えば、米国特許出願公開２００３／０１５８３１６Ａ１の［００３０］〜［００３９］（この引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されているポリマーが挙げられる。適当なポリエステルポリマーとしては、例えば、米国特許出願公開２００３／０１５８３１６Ａ１の［００４０］〜［００４６］（この引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されているポリマーが挙げられる。適当なポリウレタンポリマーとしては、例えば、米国特許出願公開２００３／０１５８３１６Ａ１の［００４７］〜［００５２］（この引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されているポリマーが挙げられる。適当なケイ素ベースのポリマーは、米国特許第６，６２３，７９１号のカラム９の５〜１０行目（この引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に定義されている。
本発明のある特定の実施形態において、塗膜形成樹脂は、ポリビニルブチラール樹脂などのポリビニルポリマーを含む。そのような樹脂は、ポリビニルアルコールをアルデヒド（例えば、とりわけ、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒドまたはブチルアルデヒド）と反応させることによって生成され得る。ポリビニルアルコールは、酢酸ビニルモノマーの重合、それに続く、得られたポリ酢酸ビニルのアルカリ触媒によるメタノリシスによって生成され得る。ポリビニルアルコールおよびブチルアルデヒドのアセタール化反応は、量的ではないため、得られるポリビニルブチラールは、ある一定量のヒドロキシル基を含み得る。さらに、少量のアセチル基が、ポリマー鎖内に残存する。
市販のポリビニルブチラール樹脂を使用してもよい。そのような樹脂は、重合の平均の程度が５００〜１０００であり、かつ、ブチル化（ｂｕｙｒａｔｉｏｎ）の程度が５７〜７０モルパーセントであることが多い。適当なポリビニルブチラール樹脂の特定の例としては、Ｋｕｒａｒａｙ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋから市販されているポリビニルブチラール樹脂のＭＯＷＩＴＡＬ（登録商標）ラインおよびＳｏｌｕｔｉａ Ｉｎｃ．から市販されているＢＵＴＶＡＲ（登録商標）ポリビニルブチラール樹脂が挙げられる。
前に示したように、本発明のある特定の被覆組成物は、硬化剤の使用によって形成される塗膜形成樹脂を含み得る。本明細書中で使用されるとき、用語「硬化剤」とは、組成物成分の「硬化」を促進する物質のことをいう。本明細書中で使用されるとき、用語「硬化」とは、組成物の任意の架橋可能な成分が、少なくとも部分的に架橋されることを意味する。ある特定の実施形態において、架橋可能な成分の架橋密度、すなわち、架橋の程度が、完全な架橋の５パーセント〜１００パーセント（例えば、完全な架橋の３５パーセント〜８５パーセント）の範囲である。架橋の存在および程度、すなわち架橋密度が、種々の方法（例えば、米国特許第６，８０３，４０８号のカラム７の６６行目〜カラム８の１８行目まで（この引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されているようなＰｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ ＭＫ ＩＩＩ ＤＭＴＡ分析装置を使用した動的機械的熱分析（ｄｙｎａｍｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｈｅｒｍａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ；ＤＭＴＡ））によって測定され得ることを当業者は理解するであろう。
当業者に公知の種々の硬化剤のうち、任意のものを使用してもよい。例えば、代表的な適当なアミノ樹脂およびフェノール樹脂は、米国特許第３，９１９，３５１号のカラム５の２２行目〜カラム６の２５行目まで（この引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されている。代表的な適当なポリイソシアナートおよび保護された（ｂｌｏｃｋｅｄ）イソシアネートは、米国特許第４，５４６，０４５号のカラム５の１６〜３８行目；および米国特許第５，４６８，８０２号のカラム３の４８〜６０行目（これらの引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されている。代表的な適当な無水物は、米国特許第４，７９８，７４６号のカラム１０の１６〜５０行目；および米国特許第４，７３２，７９０号のカラム３の４１〜５７行目（これらの引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されている。代表的な適当なポリエポキシドは、米国特許第４，６８１，８１１号のカラム５の３３〜５８行目（この引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されている。代表的な適当なポリ酸は、米国特許第４，６８１，８１１号のカラム６の４５行目〜カラム９の５４行目まで（この引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されている。代表的な適当なポリオールは、米国特許第４，０４６，７２９号のカラム７の５２行目〜カラム８の９行目およびカラム８の２９行目〜カラム９の６６行目および米国特許第３，９１９，３１５号のカラム２の６４行目〜カラム３の３３行目（これらの引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されている。適当なポリアミンの例は、米国特許第４，０４６，７２９号のカラム６の６１行目〜カラム７の２６行目および米国特許第３，７９９，８５４号のカラム３の１３〜５０行目（これらの引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されている。上に記載したものなどの硬化剤の適切な混合物を使用してもよい。
ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物は、硬化剤を他の組成物成分と混合することによって、保存に安定な組成物を形成する場合に、１成分組成物として作製される。他の実施形態において、本発明の組成物は、硬化剤が塗布される直前に、他の組成物成分の予め形成された混合物に加えられる場合に、２成分組成物として作製され得る。
ある特定の実施形態において、塗膜形成樹脂は、３０重量パーセント超の量（例えば、４０〜９０重量パーセント、または、いくつかの場合において、５０〜９０重量パーセント）で本発明の被覆組成物中に存在する。ここで、その重量パーセントは、その被覆組成物の総重量に基づくものである。硬化剤を使用するとき、ある特定の実施形態において、１０〜７０重量パーセントなどの最大７０重量パーセントの量で硬化剤を含み得る；この重量パーセントはまた、その被覆組成物の総重量に基づくものである。
ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物は、液体の被覆組成物の形態であり、その例としては、水性および溶媒ベースの被覆組成物ならびに電着可能な被覆組成物が挙げられる。本発明の被覆組成物はまた、粒状の形態の共反応可能な（ｃｏ−ｒｅａｃｔａｂｌｅ）固体の形状、すなわち、粉末被覆組成物であり得る。その形態に関係なく、本発明の被覆組成物は、着色されていてもよいし、透明であってもよく、また、単独で使用してもよいし、プライマー、ベースコートまたはトップコートと組み合わせて使用してもよい。以下でより詳細に説明するような本発明のある特定の実施形態は、耐食性のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物に関する。示されるように、本発明のある特定の実施形態は、「エッチングプライマー」などの金属基材プライマー被覆組成物および／または金属基材前処理用被覆組成物に関する。本明細書中で使用されるとき、用語「プライマー被覆組成物」とは、保護性または装飾性の被覆系を塗布するための表面を作製するために、アンダーコーティングを基材上に沈積し得る被覆組成物のことをいう。本明細書中で使用されるとき、用語「エッチングプライマー」とは、以下でより詳細に記載するような遊離酸などの接着促進成分を含むプライマー被覆組成物のことをいう。本明細書中で使用されるとき、用語「前処理用被覆組成物」とは、裸の基材に非常に薄く塗布されることにより、耐食性を向上し得るか、または次に塗布される被覆層の接着を増大させ得る被覆組成物のことをいう。そのような組成物で被覆され得る金属基材としては、例えば、鋼（とりわけ、電気亜鉛めっきされた鋼、冷延鋼板、電気溶融めっきされた鋼を含む）、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛−アルミニウム合金およびアルミニウムめっきされた鋼を含む基材が挙げられる。そのような組成物で被覆され得る基材はまた、その基材が、２つ以上の金属基材の組み合わせて組み立てられたもの（例えば、アルミニウム基材と電気溶融めっきされた鋼とを組み立てたもの）であり得るという点において、２つ以上の金属または金属合金も含み得る。
本発明の金属基材プライマー被覆組成物および／または金属基材前処理用被覆組成物を裸の金属に塗布してもよい。「裸の」とは、任意の前処理用組成物（例えば、従来のリン酸浴、重金属によるすすぎなど）で処理されていない、未加工の物質のことを意味する。さらに、本発明のプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物で被覆されている裸の金属基材は、その表面の残りの部分が別の方法で処理され、そして／または被覆されている基材の切断端面であり得る。
本発明のプライマー被覆組成物および／または本発明の金属前処理用組成物を塗布する前に、被覆される金属基材を、初めに洗浄することによって、グリース、汚れまたは他の無関係の物を除去してもよい。従来の洗浄手順および洗浄物質を使用してもよい。これらの物質としては、例えば、弱アルカリ性か、または強アルカリ性の洗浄剤（例えば、市販の洗浄剤）が挙げられ得る。例としては、ＢＡＳＥ Ｐｈａｓｅ Ｎｏｎ−ＰｈｏｓまたはＢＡＳＥ Ｐｈａｓｅ ＃６（この両方ともが、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能である）、ＰｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔおよびＳｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓが挙げられる。そのような洗浄剤を適用する前および／または後に、水ですすいでもよい。
次いで、アルカリの洗浄剤で洗浄した後、かつ、本発明の金属基材プライマー被覆組成物および／または金属基材前処理用組成物と接触させる前に、金属表面を酸性の水溶液ですすいでもよい。適当なすすぎ液の例としては、弱酸性か、または強酸性の洗浄剤（例えば、市販の希硝酸溶液）が挙げられる。
前に示したように、本発明のある特定の実施形態は、接着促進成分を含む被覆組成物に関する。本明細書中で使用されるとき、用語「接着促進成分」とは、金属基材への被覆組成物の接着を高める組成物中に含まれている任意の物質のことをいう。
本発明のある特定の実施形態において、そのような接着促進成分は、遊離酸を含む。本明細書中で使用されるとき、用語「遊離酸」とは、組成物中に存在し得るポリマーを形成するために使用され得る任意の酸ではなく、本発明の組成物とは別の成分として含まれている有機酸および／または無機酸を含むことを意味する。ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物内に含まれる遊離酸は、タンニン酸、没食子酸、リン酸、亜リン酸、クエン酸、マロン酸、それらの誘導体またはそれらの混合物から選択される。適当な誘導体としては、そのような酸のエステル、アミドおよび／または金属錯体が挙げられる。
ある特定の実施形態において、遊離酸は、タンニン酸、すなわち、タンニンなどの有機酸を含む。タンニンは、様々な植物および樹木から抽出され、それらの化学特性に従って、（ａ）加水分解性タンニン、（ｂ）濃縮タンニンおよび（ｃ）加水分解性タンニンと濃縮タンニンの両方ともを含む混合タンニンに分類され得る。本発明において有用なタンニンとしては、天然に存在する植物および樹木由来のタンニン抽出物を含むタンニンが挙げられ、それは、通常、植物性タンニンと呼ばれる。適当な植物性タンニンとしては、常温の水または熱水に可溶な濃縮された粗製の植物性タンニン（例えば、ケブラチョ（Ｑｕｅｂｒａｃｈｏ）、ミモザ、マングローブ、トウヒ、ヘムロック、ガンビール（ｇａｂｉｅｎ）、ワットル、カテキュー、ウランディ（ｕｒａｎｄａｙ）、チャ、カラマツ、ミロバラン、クリノキ、ジビジビ、バロニア、ヌルデ（ｓｕｍｍａｃ）、シンコナ（ｃｈｉｎｃｈｏｎａ）、オークなどのタンニン）が挙げられる。これらの植物性タンニンは、公知の構造を有する純粋な化合物ではなく、複雑な重合体の構造に縮合されたフェノール部分（例えば、カテコール、ピロガロールなど）を含む多くの成分を含む。
ある特定の実施形態において、遊離酸は、リン酸（例えば、１００パーセントのオルトリン酸、スーパーリン酸またはそれらの水溶液（例えば、７０〜９０パーセントのリン酸溶液））を含む。
そのような遊離酸に加えて、またはそのような遊離酸の代わりに、他の適当な接着促進成分は、金属リン酸塩、金属有機リン酸塩および金属有機ホスホン酸塩である。適当な有機リン酸塩および有機ホスホン酸塩としては、米国特許第６，４４０，５８０号のカラム３の２４行目〜カラム６の２２行目、同第５，２９４，２６５号のカラム１の５３行目〜カラム２の５５行目および同第５，３０６，５２６号のカラム２の１５行目〜カラム３の８行目（これらの引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に開示されているものが挙げられる。適当な金属リン酸塩としては、例えば、リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸マンガン、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸コバルト、リン酸亜鉛−鉄、リン酸亜鉛−マンガン、リン酸亜鉛−カルシウムが挙げられ、また、米国特許第４，９４１，９３０号、同第５，２３８，５０６号および同第５，６５３，７９０号に記載されている物質が挙げられる。
ある特定の実施形態において、接着促進成分は、リン酸化エポキシ樹脂を含む。そのような樹脂は、１つ以上のエポキシ官能性物質と１つ以上のリン含有物質との反応生成物を含み得る。本発明における使用に適したそのような物質の例は、米国特許第６，１５９，５４９号のカラム３の１９〜６２行目（この引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に開示されているが、これに限定されない。
ある特定の実施形態において、接着促進成分は、金属基材プライマー被覆組成物および／または金属前処理用被覆組成物中に、３〜１５重量パーセントなどの０．０５〜２０重量パーセントの範囲の量で存在し、ここで、その重量パーセントは、その組成物の総重量に基づくものである。
前に示したように、本発明の被覆組成物が、金属基材プライマー被覆組成物および／または金属前処理用組成物を含む実施形態のようなある特定の実施形態において、組成物はまた、塗膜形成樹脂も含み得る。ある特定の実施形態において、塗膜形成樹脂は、そのような組成物中に３０〜８０重量パーセントなどの２０〜９０重量パーセントの範囲の量で存在し、ここで、その重量パーセントは、その組成物の総重量に基づくものである。
ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物はまた、表面被覆剤を作製するのに当該分野で周知の材料などのさらなる任意の材料を含み得る。そのような任意の材料としては、例えば、色素、染料、界面活性剤、流れ制御（ｆｌｏｗ ｃｏｎｔｒｏｌ）剤、チキソトロープ剤、賦形剤、抗ガス発生（ａｎｔｉ ｇａｓｓｉｎｇ）剤、有機共溶媒、触媒、酸化防止剤、光安定剤、ＵＶ吸収剤および他の従来の補助剤が挙げられ得る。適合性の問題が無い場合は、このような当該分野で公知の任意の添加剤を使用することができる。これらの物質および適当な量の例としては、米国特許第４，２２０，６７９号；同第４，４０３，００３号；同第４，１４７，７６９号；および同第５，０７１，９０４号に記載されているものが挙げられるが、これらに限定されない。
ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物はまた、前に記載した耐食性粒子のいずれかに加えて従来の非クロム耐食性粒子も含む。適当な従来の非クロム耐食性粒子としては、リン酸鉄、リン酸亜鉛、カルシウムイオン交換シリカ、コロイドシリカ、合成アモルファスシリカおよびモリブデン酸塩（例えば、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸バリウム、モリブデン酸ストロンチウム）およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。適当なカルシウムイオン交換シリカは、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ＆Ｃｏ．からＳＨＩＥＬＤＥＸ（登録商標）ＡＣ３および／またはＳＨＩＥＬＤＥＸ（登録商標）Ｃ３０３として市販されている。適当なアモルファスシリカは、商品名ＳＹＬＯＩＤ（登録商標）としてＷ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ＆Ｃｏ．から入手可能である。適当なリン酸ヒドロキシル亜鉛（ｚｉｎｃ ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）は、商品名ＮＡＬＺＩＮ（登録商標）２としてＥｌｅｍｅｎｔｉｓ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている。
これらの従来の非クロム耐食性色素は、代表的には、約１ミクロンまたはそれ以上の粒径を有する粒子を含む。ある特定の実施形態において、これらの粒子は、本発明の被覆組成物中に１０〜２５重量パーセントなどの５〜４０重量パーセントの範囲の量で存在し、ここで、その重量パーセントは、その組成物の固体の総重量に基づくものである。
ある特定の実施形態において、本発明は、前に記載した耐食性粒子のいずれかに加えて、接着促進成分、フェノール樹脂およびアルコキシシランを含んでいる被覆組成物に関する。適当なフェノール樹脂としては、フェノールまたはアルキル置換フェノールとアルデヒドとの縮合によって調製されるフェノール樹脂が挙げられる。代表的なフェノール樹脂としては、米国特許第６，７７４，１６８号のカラム２の２〜２２行目（この引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されているものが挙げられる。適当なアルコキシシランは、米国特許第６，７７４，１６８号のカラム２の２３〜６５行目（本明細書中で参考として援用される）に記載されており、それらとしては、例えば、アクリルオキシアルコキシシラン（例えば、γ−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン）およびメタクリラトアルコキシシラン（例えば、γ−メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン）が挙げられる。そのような組成物はまた、米国特許第６，７７４，１６８号のカラム３の２８〜４１行目（この引用部分は、本明細書中で参考として援用される）に記載されているような、溶媒、レオロジー剤および／または色素を含み得る。
本明細書中で開示される耐食性粒子が、エッチングプライマー（例えば、自動車の表面再仕上げ用エッチングプライマーおよび金属コイル被覆プライマー）における使用に特に適していることを本発明者らは発見した。結果として、本発明のある特定の実施形態は、（ａ）ポリビニル樹脂などの塗膜形成樹脂；（ｂ）遊離酸などの接着促進成分；および（ｃ）本明細書中に記載されるタイプの耐食性粒子を含むエッチングプライマーに関する。本明細書中で使用されるとき、用語「表面再仕上げ」とは、表面のやり直し、修復もしくは修繕またはある物の仕上げの行為のことをいう。
本発明の被覆組成物は、種々の方法のいずれかによって調製され得る。例えば、ある特定の実施形態において、塗膜形成樹脂中で安定な懸濁液が形成されている限り、前に記載した耐食性粒子は、塗膜形成樹脂を含む被覆組成物を調製している間の任意の時点で加えられる。本発明の被覆組成物は、第１に、セラミックの粉砕媒体を含んでいる閉鎖系容器内で、塗膜形成樹脂、前に記載した耐食性粒子および希釈剤（例えば、有機溶媒および／または水）を混和することによって調製され得る。粒子の均質な分散物が、容器に入っている粒子が見えなくなって塗膜形成樹脂中に懸濁された状態になるまで、その混合物を高速振盪機上で振盪することなどによってその混合物を高剪断応力条件に供する。所望であれば、塗膜形成樹脂において粒子の安定な分散物を得るのに十分な応力が加えられる限り、任意の様式で混合物に応力を加えることができる。
本発明の被覆組成物は、公知の塗布手法（例えば、浸漬または液浸、噴霧、間欠噴霧、浸漬後の噴霧、噴霧後の浸漬、刷毛塗布またはロール塗布）によって基材に塗布され得る。手動または自動のいずれかの方法での空気噴霧用および静電噴霧用の通常の噴霧の手法および装置を使用することができる。本発明の被覆組成物は、様々な基材（例えば、木材、ガラス、布地、プラスチック、エラストマー基材を含む発泡体など）に塗布することができ、多くの場合において、それらの基材は、金属を含む。
本発明の被覆組成物のある特定の実施形態において、基材への組成物の塗布後、加熱または風乾することによって、溶媒、すなわち有機溶媒および／または水を除去することにより、基材の表面上に塗膜が形成される。適当な乾燥条件は、特定の組成物および／または塗布法に左右されるが、いくつかの場合において、乾燥時間は、約８０〜２５０°Ｆ（２０〜１２１℃）において約１〜５分間で十分である。所望であれば、２層以上の被覆層を塗布してもよい。通常、被覆工程の間に、先に塗布した被覆物を乾燥させる；つまり、５〜３０分間、周囲条件に曝露する。ある特定の実施形態において、被覆剤の厚さは、０．０５〜３．０ミル（１．３〜７６．２ミクロン）などの０．０５〜５ミル（１．３〜１２７ミクロン）である。次いで、被覆組成物を加熱してもよい。硬化操作において、溶媒を除去し、もし組成物の架橋可能な成分があればそれを架橋させる。加熱操作および硬化操作は、時折、１６０〜３５０°Ｆ（７１〜１７７℃）の範囲の温度で行われるが、必要に応じて、それよりも低いか、または高い温度を用いてもよい。
示されるように、本発明の被覆組成物のある特定の実施形態は、「エッチングプライマー」などのプライマー組成物に関し、本発明の他の実施形態は、金属基材前処理用組成物に関する。いずれの場合においても、そのような組成物は、保護性および装飾性の被覆系（例えば、モノコートトップコートまたは着色ベース被覆組成物とクリアコート組成物との組み合わせ、すなわち、カラープラスクリア系）によって上塗りされることが多い。結果として、本発明はまた、本発明の被覆組成物から沈積される少なくとも１つの被覆層を含む多成分複合被覆剤に関する。ある特定の実施形態において、本発明の多成分複合被覆組成物は、ベースコート（着色カラーコートであることが多い）として働くベースコート塗膜形成組成物およびトップコート（透明なコートまたはクリアコートであることが多い）として働く、ベースコートの上に塗布される塗膜形成組成物を含む。
本発明のこれらの実施形態において、ベースコートおよび／またはトップコートを沈積させる被覆組成物は、例えば、とりわけ、自動車のＯＥＭ被覆組成物、自動車の表面再仕上げ用被覆組成物、産業用被覆組成物、建築用被覆組成物、コイル被覆組成物および航空宇宙用被覆組成物を作製する、当業者に公知の従来のベースコート被覆組成物またはトップコート被覆組成物のいずれかを含み得る。そのような組成物は、代表的には、塗膜形成樹脂を含み、その塗膜形成樹脂としては、例えば、アクリルポリマー、ポリエステルおよび／またはポリウレタンが挙げられ得る。代表的な薄膜形成樹脂は、米国特許第４，２２０，６７９号のカラム２の２４行目〜カラム４の４０行目；ならびに米国特許第４，４０３，００３号、同第４，１４７，６７９号および同第５，０７１，９０４号に開示されている。
本発明はまた、本発明の被覆組成物で少なくとも部分的に被覆された金属基材などの基材ならびに本発明の多成分複合被覆剤で少なくとも部分的に被覆された金属基材などの基材にも関する。
多くの場合において、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される１つの金属基材の少なくとも一部に沈積され、そして硬化されているときの本発明の被覆組成物は、同じ基材を同じ条件下において、前に記載した耐食性粒子を含まない類似の被覆組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性よりも高い耐食性特性を示す基材をもたらす。いくつかの場合において、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される２つの金属基材の少なくとも一部に沈積され、そして硬化されているときの本発明の被覆組成物は、同じ２つの基材を同じ条件下において、前に記載した耐食性粒子を含まない類似の被覆組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性よりも高い耐食性特性を示す基材をもたらす。いくつかの場合において、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウム基材の少なくとも一部に沈積され、そして硬化されているときの本発明の被覆組成物は、同じ３つの基材を同じ条件下において、前に記載した耐食性粒子を含まない類似の被覆組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性よりも高い耐食性特性を示す基材をもたらす。
結果として、本発明のある特定の実施形態は、（ｉ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する酸化マグネシウム粒子；（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子から選択される耐食性粒子を含む被覆組成物に関し、ここで、その組成物中に含まれる耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される１つの金属基材の少なくとも一部にその組成物を沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、その基材と同じ基材を同じ条件下において、耐食性粒子を含まない類似の被覆組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性よりも高い耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である。
ある特定の実施形態において、本発明の組成物中に含まれる耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される２つの金属基材の少なくとも一部に組成物を沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、それらの基材と同じ２つの基材を同じ条件下において、耐食性粒子を含まない類似の被覆組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性よりも高い耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である。なおも他の実施形態において、本発明の組成物中に含まれる耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウム基材の少なくとも一部に組成物を沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、それらの基材と同じ３つの基材を同じ条件下において、耐食性粒子を含まない類似の被覆組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性よりも高い耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である。
本明細書中で使用されるとき、用語「耐食性特性」とは、ＡＳＴＭ Ｂ１１７（塩噴霧試験）に記載されている試験を利用した、金属基材上における腐食防止の測定値のことをいう。この試験において、被覆された基材にナイフでひっかき傷をつけ、裸の金属基材を露出させる。そのひっかき傷をつけられた基材を、その基材に対して塩水溶液を霧状にして連続的に吹き付ける試験チャンバー内に置く。そのチャンバーを一定温度に維持する。その被覆された基材を、特定の時間（例えば、５００または１０００時間）に亘って塩噴霧環境に曝露する。曝露後、その被覆された基材を試験チャンバーから取り出し、ひっかき傷に沿った腐食について評価する。腐食は、ミリメートル単位で測定される、そのひっかき傷を横切ってのびる腐食の総距離として定義される「ひっかき傷のクリープ（ｓｃｒｉｂｅ ｃｒｅｅｐ）」によって判断される。
本出願において、ある基材が、別の基材「よりも高い耐食性特性を示す」と記述するとき、それは、他の基材と比較して、その基材が示すひっかき傷のクリープのほうが小さい（そのひっかき傷を横切ってのびている腐食が、数ミリメートル短い）ことを意味する。ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物中に含まれる耐食性粒子の量は、同じ基材を同じ条件下において、耐食性粒子を含んでいない類似の被覆組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性よりも少なくとも１５％超、または、いくつかの場合において、少なくとも５０％超の耐食性特性を示す基材をもたらすのに十分な量である。
本明細書中で使用されるとき、用語「同じ条件」とは、被覆組成物が、（ｉ）比較している組成物と同じか、または類似の薄膜の厚さで基材上に沈積され、（ｉｉ）比較している組成物と同じか、または類似の硬化条件（例えば、硬化温度、硬化湿度および硬化時間）下で硬化されることを意味する。本明細書中で使用されるとき、用語「耐食性粒子を含まない類似の被覆組成物」とは、本発明の被覆組成物中に含まれる本明細書中に記載の耐食性粒子が存在せず、かつ、従来の非クロム耐食性粒子（例えば、ＮＡＬＺＩＮ（登録商標）２またはＳＨＩＥＬＤＥＸ（登録商標）ＡＣ３（先に特定した））で置き換えられていること以外は、被覆組成物が、比較している組成物と同じか、または類似の量で同じ成分を含んでいることを意味する。
多くの場合において、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される金属基材の少なくとも一部に沈積され、そして硬化されているときの本発明の被覆組成物は、同じ基材を同じ条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも
部分的に被覆したときに示される耐食性特性と類似か、または、いくつかの場合において、それよりも大きい耐食性特性を示す基材をもたらす。いくつかの場合において、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される２つの金属基材の少なくとも一部に沈積され、そして硬化されているときの本発明の被覆組成物は、同じ２つの基材を同じ条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性と類似か、または、いくつかの場合において、それよりも大きい耐食性特性を示す基材をもたらす。いくつかの場合において、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウム基材の少なくとも一部に沈積され、そして硬化されているときの本発明の被覆組成物は、同じ３つの基材を同じ条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性と類似か、または、いくつかの場合において、それよりも大きい耐食性特性を示す基材をもたらす。
部分的に被覆したときに示される耐食性特性と類似か、または、いくつかの場合において、それよりも大きい耐食性特性を示す基材をもたらす。いくつかの場合において、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される２つの金属基材の少なくとも一部に沈積され、そして硬化されているときの本発明の被覆組成物は、同じ２つの基材を同じ条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性と類似か、または、いくつかの場合において、それよりも大きい耐食性特性を示す基材をもたらす。いくつかの場合において、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウム基材の少なくとも一部に沈積され、そして硬化されているときの本発明の被覆組成物は、同じ３つの基材を同じ条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性と類似か、または、いくつかの場合において、それよりも大きい耐食性特性を示す基材をもたらす。
結果として、本発明のある特定の実施形態は、（ｉ）１００ナノメートル以下の平均粒径を有する酸化マグネシウム粒子；（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均粒径を有する化学的に改変された粒子から選択される耐食性粒子を含む被覆組成物に関し、ここで、その組成物中に含まれる耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される１つの金属基材の少なくとも一部に組成物を沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、同じ基材を同じ条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性と類似か、または、いくつかの実施形態において、それよりも大きい耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である。ある特定の実施形態において、本発明の被覆組成物中に含まれるそのような耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウムから選択される２つの金属基材の少なくとも一部に沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、同じ２つの基材を同じ条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性と類似か、または、いくつかの実施形態において、それよりも大きい耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である。なおも他の実施形態において、本発明の被覆組成物中に含まれるそのような耐食性粒子の量は、冷延鋼板、電気亜鉛めっきされた鋼およびアルミニウム基材の少なくとも一部に沈積し、硬化したときに示される耐食性特性が、同じ３つの基材を同じ条件下において、従来のクロム含有耐食性組成物で少なくとも部分的に被覆したときに示される耐食性特性と類似か、または、いくつかの実施形態において、それよりも大きい耐食性特性を示す基材をもたらす組成物を得るのに十分な量である。
本出願において、ある基材が別の基材「と類似の耐食性特性を示す」と記述するとき、それは、その基材が、上に記載したようなＡＳＴＭ Ｂ１１７によって測定したとき、比較している基材よりも最高でも１０％高いひっかき傷のクリープを示すことを意味する。本明細書中で使用されるとき、用語「従来のクロム含有耐食性組成物」とは、商品名Ｄ８０９９およびＤＸ１７９１としてＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡから市販されている被覆組成物のことをいう。
前述の説明に基づいて当業者が理解するように、本発明のある特定の実施形態は、金属基材の耐食性を向上するための方法に関し、そのような方法は、（ａ）接着促進成分ならびに（ｂ）（ｉ）１００ナノメートル以下の平均粒径を有する酸化マグネシウム粒子；（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均粒径を有する化学的に改変された粒子から選択される耐食性粒子を含むプライマー被覆組成物ならびに／または前処理用被覆組成物で基材の少なくとも一部を被覆する工程を含む。ある特定の実施形態において、そのようなプライマー組成物は、クロム含有物質を実質的に含まず、そして／またはポリビニルポリマーなどの塗膜形成樹脂を含む。
当業者が理解するように、本発明のある特定の実施形態は、金属基材の耐食性を向上するための方法に関する。その方法は、（ａ）接着促進成分ならびに（ｂ）（ｉ）１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する酸化マグネシウム粒子；（ｉｉ）１つ以上の無機酸化物を含む無機酸化物ネットワークを含んでいる粒子；および／または（ｉｉｉ）５００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する化学的に改変された粒子から選択される耐食性粒子を含むプライマー被覆組成物および／または前処理用被覆組成物で基材の少なくとも一部を被覆する工程を含む。
以下の実施例では、本発明を例示しているが、しかしながら、それらの詳細に本発明が限定されると見なされるべきでない。他に明記されない限り、以下の実施例中ならびに本明細書全体に亘るすべての部およびパーセントは、それぞれ重量部および重量パーセントである。
以下の粒子実施例では、本発明の被覆組成物のある特定の実施形態における使用に適した耐食性粒子の調製について説明する。
（粒子実施例１）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージ（Ｃｈａｒｇｅ）ＡおよびチャージＢ（表１を参照のこと）を加え、１５分間撹拌した。次いで、チャージＣ（表１を参照のこと）を５分間に亘って加え、３０分間撹拌した。次いで、３００グラムの水を加え、４０℃に加熱した。その反応混合物を４０℃で６時間撹拌し、次いで、外界温度まで冷却した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージ（Ｃｈａｒｇｅ）ＡおよびチャージＢ（表１を参照のこと）を加え、１５分間撹拌した。次いで、チャージＣ（表１を参照のこと）を５分間に亘って加え、３０分間撹拌した。次いで、３００グラムの水を加え、４０℃に加熱した。その反応混合物を４０℃で６時間撹拌し、次いで、外界温度まで冷却した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
（粒子実施例２）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表１を参照のこと）を加え、１５分間撹拌した。次いで、チャージＣ（表１を参照のこと）を５分間に亘って加え、６分間撹拌した。次いで、３００グラムの水を加え、４０℃に加熱した。その反応混合物を４０℃で３７５分間撹拌し、次いで、外界温度まで冷却した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表１を参照のこと）を加え、１５分間撹拌した。次いで、チャージＣ（表１を参照のこと）を５分間に亘って加え、６分間撹拌した。次いで、３００グラムの水を加え、４０℃に加熱した。その反応混合物を４０℃で３７５分間撹拌し、次いで、外界温度まで冷却した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
（粒子実施例３）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表１を参照のこと）を加え、３分間撹拌した。次いで、（表１を参照のこと）を５分間に亘って加え、３２分間撹拌した。次いで、２００グラムの水を加え、４０℃に加熱した。その反応混合物を４０℃で６時間撹拌し、次いで、外界温度まで冷却した。次いで、３０グラムの水に５グラムのトリエチルアミンを加え、１時間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表１を参照のこと）を加え、３分間撹拌した。次いで、（表１を参照のこと）を５分間に亘って加え、３２分間撹拌した。次いで、２００グラムの水を加え、４０℃に加熱した。その反応混合物を４０℃で６時間撹拌し、次いで、外界温度まで冷却した。次いで、３０グラムの水に５グラムのトリエチルアミンを加え、１時間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
（粒子実施例４）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表１を参照のこと）を加え、４５分間撹拌した。次いで、チャージＣ（表１を参照のこと）を５分間に亘って加え、３０分間撹拌した。次いで、２００グラムの水を加え、４０℃に加熱した。その反応混合物を４０℃で２時間撹拌した。次いで、連続的に窒素気流を噴霧し続けながらチャージＤ（表１を参照のこと）を３０分に亘って加え、４０℃で２時間撹拌した。反応混合物を外界温度まで冷却し、９グラムのトリエチルアミンを加え、９０分間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表１を参照のこと）を加え、４５分間撹拌した。次いで、チャージＣ（表１を参照のこと）を５分間に亘って加え、３０分間撹拌した。次いで、２００グラムの水を加え、４０℃に加熱した。その反応混合物を４０℃で２時間撹拌した。次いで、連続的に窒素気流を噴霧し続けながらチャージＤ（表１を参照のこと）を３０分に亘って加え、４０℃で２時間撹拌した。反応混合物を外界温度まで冷却し、９グラムのトリエチルアミンを加え、９０分間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
（粒子実施例５）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表１を参照のこと）を加え、８５分間撹拌した。温度を７５℃に上げ、７５℃で５５分間撹拌した。次いで、その反応混合物を５０℃まで冷却し、チャージＣ（表１を参照のこと）を５分間に亘って加え、２５分間撹拌した。次いで、加える間に連続的に窒素気流を噴霧し続けながらチャージＤ（表１を参照のこと）を３０分に亘って加え、５０℃で３７５分間撹拌した。反応混合物を外界温度まで冷却し、沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表１を参照のこと）を加え、８５分間撹拌した。温度を７５℃に上げ、７５℃で５５分間撹拌した。次いで、その反応混合物を５０℃まで冷却し、チャージＣ（表１を参照のこと）を５分間に亘って加え、２５分間撹拌した。次いで、加える間に連続的に窒素気流を噴霧し続けながらチャージＤ（表１を参照のこと）を３０分に亘って加え、５０℃で３７５分間撹拌した。反応混合物を外界温度まで冷却し、沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
２Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能であるもの
３Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能であるもの
４ＩＣＮ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ Ｉｎｃから入手可能であるもの
５Ｂａｒｋｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能であるもの
６ＧＥ ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから入手可能であるもの
７Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能であるもの
（粒子実施例６）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表２を参照のこと）を加え、５０℃に加熱し、１０分間撹拌した。次いで、チャージＣ（表２を参照のこと）を５分間に亘って加え、４０分間撹拌した。次いで、加える間に連続的に窒素気流を噴霧し続けながらチャージＤ（表２を参照のこと）を３０分に亘って加え、５０℃で６時間撹拌した。その反応混合物を外界温度まで冷却し、沈殿した固体を濾過し、水およびアセトンで続けて洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
（粒子実施例７）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表２を参照のこと）を加え、５０℃で３０分間撹拌した。次いで、温度を７５℃に上げ、１時間撹拌した。次いで、その反応混合物を５０℃まで冷却し、チャージＣ（表２を参照のこと）を５分間に亘って加え、２５分間撹拌した。次いで、チャージＤ（表２を参照のこと）を３０分に亘って加え、５０℃で３２０分間撹拌した。次いで、その反応混合物を外界温度まで冷却し、沈殿した固体を濾過し、水およびアセトンで続けて洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表２を参照のこと）を加え、５０℃で３０分間撹拌した。次いで、温度を７５℃に上げ、１時間撹拌した。次いで、その反応混合物を５０℃まで冷却し、チャージＣ（表２を参照のこと）を５分間に亘って加え、２５分間撹拌した。次いで、チャージＤ（表２を参照のこと）を３０分に亘って加え、５０℃で３２０分間撹拌した。次いで、その反応混合物を外界温度まで冷却し、沈殿した固体を濾過し、水およびアセトンで続けて洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
（粒子実施例８）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表２を参照のこと）を加え、温度を７５℃に上げ、１時間撹拌した。次いで、その反応混合物を５０℃まで冷却し、チャージＣ（表２を参照のこと）を５分間に亘って加え、３５分間撹拌した。次いで、加える間に連続的に窒素気流を噴霧し続けながらチャージＤ（表２を参照のこと）を３０分に亘って加え、５０℃で６時間撹拌した。その反応混合物を外界温度まで冷却し、沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表２を参照のこと）を加え、温度を７５℃に上げ、１時間撹拌した。次いで、その反応混合物を５０℃まで冷却し、チャージＣ（表２を参照のこと）を５分間に亘って加え、３５分間撹拌した。次いで、加える間に連続的に窒素気流を噴霧し続けながらチャージＤ（表２を参照のこと）を３０分に亘って加え、５０℃で６時間撹拌した。その反応混合物を外界温度まで冷却し、沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
（粒子実施例９）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡ（表１を参照のこと）を加え、５０℃で撹拌した。次いで、チャージＢおよびチャージＣ（表２を参照のこと）を同時に２時間に亘って加えた。次いで、その反応混合物を５０℃で３時間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、水およびアセトンで続けて洗浄し、外界温度で４８時間乾燥した。得られた固体を乳鉢および乳棒を用いてすりつぶした。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡ（表１を参照のこと）を加え、５０℃で撹拌した。次いで、チャージＢおよびチャージＣ（表２を参照のこと）を同時に２時間に亘って加えた。次いで、その反応混合物を５０℃で３時間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、水およびアセトンで続けて洗浄し、外界温度で４８時間乾燥した。得られた固体を乳鉢および乳棒を用いてすりつぶした。
（粒子実施例１０）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡ（表２を参照のこと）を加え、５０℃で撹拌した。チャージＢおよびチャージＣ（表２を参照のこと）を同時に２時間に亘って加えた。次いで、その反応混合物を５０℃で３時間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、水およびアセトンで続けて洗浄し、外界温度で４８時間乾燥した。得られた固体を乳鉢および乳棒を用いてすりつぶした。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡ（表２を参照のこと）を加え、５０℃で撹拌した。チャージＢおよびチャージＣ（表２を参照のこと）を同時に２時間に亘って加えた。次いで、その反応混合物を５０℃で３時間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、水およびアセトンで続けて洗浄し、外界温度で４８時間乾燥した。得られた固体を乳鉢および乳棒を用いてすりつぶした。
２Ｂａｒｋｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能であるもの
３Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから入手可能であるもの
４ＧＥ ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから入手可能であるもの
５３０％固体水溶液；ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能であるもの
６Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから入手可能であるもの
７Ｍａｌｌｉｎｃｋｒｏｄｔから入手可能であるもの
（粒子実施例１１）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表３を参照のこと）を加え、および３０分間撹拌した。次いで、温度を５０℃に上げ、１０５分間撹拌した。次いで、１００グラムの水を加え、その反応混合物を６０℃に加熱し、４５分間撹拌した。次いで、熱源を取り除いた。３４℃の反応温度で、チャージＣ（表３を参照のこと）を５分に亘って加えた。その反応混合物を３０℃で３０分間撹拌した。加える間に連続的に窒素気流を噴霧し続けながらチャージＤ（表３を参照のこと）を３０分に亘って加え、３０℃で２６０分間撹拌した。その反応混合物を外界温度まで冷却し、沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界条件で２４時間乾燥した。
（粒子実施例１２）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表３を参照のこと）を加え、および２０分間撹拌した。次いで、１００グラムの水を加え、その反応混合物を６０℃に加熱し、１時間撹拌した。次いで、熱源を取り除いた。４８℃の反応温度で、チャージＣ（表３を参照のこと）を２分に亘って加えた。その反応混合物を２６℃に冷却しながら３時間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表３を参照のこと）を加え、および２０分間撹拌した。次いで、１００グラムの水を加え、その反応混合物を６０℃に加熱し、１時間撹拌した。次いで、熱源を取り除いた。４８℃の反応温度で、チャージＣ（表３を参照のこと）を２分に亘って加えた。その反応混合物を２６℃に冷却しながら３時間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
（粒子実施例１３）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表３を参照のこと）を加え、４０℃に加熱しおよび４５分間撹拌した。次いで、温度を５０℃に上げ、１０５分間撹拌した。熱源を取り除き、３８℃の反応温度でチャージＣ（表３を参照のこと）を２分に亘って加えた。その反応混合物を２６℃に冷却しながら２時間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で乾燥した。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表３を参照のこと）を加え、４０℃に加熱しおよび４５分間撹拌した。次いで、温度を５０℃に上げ、１０５分間撹拌した。熱源を取り除き、３８℃の反応温度でチャージＣ（表３を参照のこと）を２分に亘って加えた。その反応混合物を２６℃に冷却しながら２時間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で乾燥した。
（粒子実施例１４）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表３を参照のこと）を加え、および１５分間撹拌した。次いで、温度を５０℃に上げた。チャージＣ（表３を参照のこと）を５分間に亘って加え、３０分間撹拌した。加える間に連続的に窒素気流を噴霧し続けながらチャージＤ（表３を参照のこと）を３０分に亘って加え、５０℃で４時間撹拌した。その反応混合物を外界温度まで冷却し、沈殿した固体を濾過し、水およびアセトンで続けて洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表３を参照のこと）を加え、および１５分間撹拌した。次いで、温度を５０℃に上げた。チャージＣ（表３を参照のこと）を５分間に亘って加え、３０分間撹拌した。加える間に連続的に窒素気流を噴霧し続けながらチャージＤ（表３を参照のこと）を３０分に亘って加え、５０℃で４時間撹拌した。その反応混合物を外界温度まで冷却し、沈殿した固体を濾過し、水およびアセトンで続けて洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
１Ｐｒｏｃｈｅｍ Ｉｎｃ．から入手可能，
２Ｂａｒｋｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能であるもの
３Ａｃｒｏｓ Ｏｒｇａｎｉｃｓから入手可能であるもの
４ＧＥ ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから入手可能であるもの
５Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから入手可能であるもの
６Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能であるもの
７Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから入手可能であるもの
（粒子実施例１５）
反応フラスコにチャージＡおよびチャージＢ（表３ａを参照のこと）を加え、１５分間撹拌した。次いで、チャージＣ（表３ａを参照のこと）を５分間に亘って加え、１５０分間撹拌した。次いで、２０グラムの脱イオン水を加え、４０分間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、水およびアセトンで続けて洗浄し、２４時間風乾した。
（粒子実施例１６）
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表３ａを参照のこと）を加え、５０℃に加熱し、１時間撹拌した。次いで、チャージＣ（表３ａを参照のこと）を５分間に亘って加え、３０分間撹拌した。次いで、加える間に連続的に窒素気流を噴霧し続けながらチャージＤ（表３ａを参照のこと）を３０分に亘って加え、３時間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
反応フラスコを撹拌機、熱電対および冷却器に装着した。チャージＡおよびチャージＢ（表３ａを参照のこと）を加え、５０℃に加熱し、１時間撹拌した。次いで、チャージＣ（表３ａを参照のこと）を５分間に亘って加え、３０分間撹拌した。次いで、加える間に連続的に窒素気流を噴霧し続けながらチャージＤ（表３ａを参照のこと）を３０分に亘って加え、３時間撹拌した。沈殿した固体を濾過し、アセトンで洗浄し、外界温度で２４時間乾燥した。
２Ｂａｒｋｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能であるもの
３ＧＥ ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから入手可能であるもの
４Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃから入手可能な合成粘土
５Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから入手可能であるもの
（粒子実施例１７）
真空蒸留のための装置を備えた適当な反応容器を窒素ガスで満たした。そのフラスコに１６００グラムのＳｎｏｗｔｅｘ Ｏ（Ｎｉｓｓａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能なコロイドシリカの２０％水溶液）を加えた。１５４グラムの水に含まれている６．５グラムのトリメトキシシリルプロピルメタアクリレート（酢酸でｐＨを５．０に調整したもの）の混合物を、外界温度で５分間に亘ってそのフラスコに加えた。その混合物を外界温度で４５分間撹拌した。次いで、６４グラムのビニルトリメトキシシランをその反応混合物に５分間に亘って加えた。その反応混合物を再度、外界温度で４５分間撹拌した。次いで、合計１２８０グラムのブチルセロソルブを、外界温度で約２０分に亘ってその反応混合物に加えた。その混合物を再度、外界温度で４５分間撹拌した。その混合物をゆっくりと９０℃に加熱し、真空蒸留した。合計１６７９グラムの留出物を取り出した。最終的な混合物は、１１０℃で６０分間測定したところ、わずかに濁りを帯びており、約２９％の固体という粘度の低い混合物であった。
（粒子実施例１８）
ＤＣ熱プラズマシステムを用いて粒子を調製した。そのプラズマシステムは、ＤＣプラズマトーチ（Ｐｒａｘａｉｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．，Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔから市販されているＭｏｄｅｌ ＳＧ−１００ Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｒａｙ Ｇｕｎ）を備えており、そのトーチを、８０標準リットル（ｓｔａｎｄａｒｄ ｌｉｔｅｒ）／分のアルゴンキャリアガスを用いて運転し、また、そのトーチに２４キロワットの電力を供給した。表４に列挙した物質および量を含む液体の前駆体供給組成物を調製し、プラズマトーチの出口の３．７インチ下流に位置する気体アシスト型（ｇａｓ ａｓｓｉｓｔｅｄ）液体霧化装置を通じて５グラム／分の速度で反応容器に供給した。その霧化装置における液体前駆体の霧化を補助するために、アルゴン（４．９標準リットル／分）と酸素（１０．４標準リットル／分）との混合物を送達した。霧化装置から１８０°の位置の直径１／８インチのノズルを通じてさらなる酸素を、２８標準リットル／分で送達した。６インチ長の反応部の後ろに、半径方向に６０°離れて位置する直径６と１／８インチのノズルを備える複数のクエンチ流注入口を備えていた。米国再発行特許発明第ＲＥ３７，８５３Ｅ号に記載のタイプの直径１０ミリメートルの先細末広ノズルは、クエンチ流注入口の４インチ下流に備えられていた。クエンチ気流を、１００標準リットル／分の速度で、その複数のクエンチ流注入口を通じて注入した。
ＤＣ熱プラズマシステムを用いて粒子を調製した。そのプラズマシステムは、ＤＣプラズマトーチ（Ｐｒａｘａｉｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．，Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔから市販されているＭｏｄｅｌ ＳＧ−１００ Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｒａｙ Ｇｕｎ）を備えており、そのトーチを、８０標準リットル（ｓｔａｎｄａｒｄ ｌｉｔｅｒ）／分のアルゴンキャリアガスを用いて運転し、また、そのトーチに２４キロワットの電力を供給した。表４に列挙した物質および量を含む液体の前駆体供給組成物を調製し、プラズマトーチの出口の３．７インチ下流に位置する気体アシスト型（ｇａｓ ａｓｓｉｓｔｅｄ）液体霧化装置を通じて５グラム／分の速度で反応容器に供給した。その霧化装置における液体前駆体の霧化を補助するために、アルゴン（４．９標準リットル／分）と酸素（１０．４標準リットル／分）との混合物を送達した。霧化装置から１８０°の位置の直径１／８インチのノズルを通じてさらなる酸素を、２８標準リットル／分で送達した。６インチ長の反応部の後ろに、半径方向に６０°離れて位置する直径６と１／８インチのノズルを備える複数のクエンチ流注入口を備えていた。米国再発行特許発明第ＲＥ３７，８５３Ｅ号に記載のタイプの直径１０ミリメートルの先細末広ノズルは、クエンチ流注入口の４インチ下流に備えられていた。クエンチ気流を、１００標準リットル／分の速度で、その複数のクエンチ流注入口を通じて注入した。
２Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ，Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓから市販されているもの
３Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．，Ｓｔ Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉから市販されているもの
調製された粒子の理論組成は、１０重量パーセントの酸化セリウム、１５重量パーセントの酸化亜鉛および７５重量パーセントのシリカであった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｒｐ．，Ｎｏｒｃｒｏｓｓ，Ｇｅｏｒｇｉａから市販されている）を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、１７０平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、１３ナノメートルであった。
（粒子実施例１９）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表５に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表５に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例２０）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表６に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
調製された粒子の理論組成は、２１重量パーセントの酸化カルシウムおよび７６重量パーセントのシリカであった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、１８１平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、１４ナノメートルであった。
（粒子実施例２１）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表７に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表７に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例２２）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表８に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表８に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
調製された粒子の理論組成は、１３．３重量パーセントの酸化リン、２２．７重量パーセントの酸化亜鉛および６４重量パーセントのシリカであった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、８１平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、２８ナノメートルであった。
（粒子実施例２３）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表９に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表９に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例２４）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１０に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１０に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例２５）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１１に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
調製された粒子の理論組成は、１重量パーセントの酸化リチウム、５０重量パーセントの酸化リン、２２．５重量パーセントの酸化亜鉛および２７．５重量パーセントのシリカであった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、３３平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、６７ナノメートルであった。
（粒子実施例２６）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１２に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
調製された粒子の理論組成は、３重量パーセントの酸化イットリウム、４重量パーセントの酸化リン、２０．７重量パーセントの酸化亜鉛および７２．３重量パーセントのシリカであった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、２２７平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、１０ナノメートルであった。
（粒子実施例２７）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１３に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１３に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例２８）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１４に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１４に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
調製された粒子の理論組成は、１０重量パーセントの酸化モリブデン、１０．７重量パーセントの酸化亜鉛および７９．３重量パーセントのシリカであった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、２２２平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、１１ナノメートルであった。
（粒子実施例２９）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１５に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１５に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例３０）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１６に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１６に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
１０Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．，Ｓｔ Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉから市販されているもの
調製された粒子の理論組成は、２０重量パーセントの酸化ホウ素、２１．７重量パーセントの酸化亜鉛および５８．３重量パーセントのシリカであった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、１８４平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、１３ナノメートルであった。
（粒子実施例３１）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１７に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１７に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
調製された粒子の理論組成は、２０重量パーセントの酸化ホウ素、２８．５重量パーセントの酸化アルミニウムおよび５１．５重量パーセントのシリカであった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、８８平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、２８ナノメートルであった。
（粒子実施例３２）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１８に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１８に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例３３）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１９に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表１９に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例３４）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表２０に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表２０に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例３５）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表２１に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表２１に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例３６）
供給物質および量が表２２に列挙するものであり、プラズマ電力が２４キロワットではなく１２キロワットであり、そしてクエンチ気流の流速が、１００標準リットル／分ではなく３０標準リットル／分であったこと以外は、実施例１８で特定した装置および条件を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
供給物質および量が表２２に列挙するものであり、プラズマ電力が２４キロワットではなく１２キロワットであり、そしてクエンチ気流の流速が、１００標準リットル／分ではなく３０標準リットル／分であったこと以外は、実施例１８で特定した装置および条件を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例３７）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表２３に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表２３に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例３８）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表２４に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表２４に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例３９）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表２５に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表２５に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例４０）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表２６に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表２６に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例４１）
供給物質および量が、表２７に列挙するものであり、先細末広ノズルの直径が、１０ミリメートルではなく１５ミリメートルであり、プラズマ電力が、２４キロワットではなく１２キロワットであり、そしてクエンチ気流の流速が、１００標準リットル／分ではなく３０標準リットル／分であったこと以外は、実施例１８で特定した装置および条件を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
供給物質および量が、表２７に列挙するものであり、先細末広ノズルの直径が、１０ミリメートルではなく１５ミリメートルであり、プラズマ電力が、２４キロワットではなく１２キロワットであり、そしてクエンチ気流の流速が、１００標準リットル／分ではなく３０標準リットル／分であったこと以外は、実施例１８で特定した装置および条件を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例４２）
供給物質および量が、表２８に列挙するものであり、そして先細末広ノズルの直径が、１０ミリメートルではなく１５ミリメートルであったこと以外は、実施例１８で特定した装置および条件を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
供給物質および量が、表２８に列挙するものであり、そして先細末広ノズルの直径が、１０ミリメートルではなく１５ミリメートルであったこと以外は、実施例１８で特定した装置および条件を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例４３）
供給物質および量が、表２９に列挙するものであり、先細末広ノズルの直径が、１０ミリメートルではなく１５ミリメートルであり、プラズマ電力が、２４キロワットではなく１２キロワットであり、そしてクエンチ気流の流速が、１００標準リットル／分ではなく３０標準リットル／分であったこと以外は、実施例１８で特定した装置および条件を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
供給物質および量が、表２９に列挙するものであり、先細末広ノズルの直径が、１０ミリメートルではなく１５ミリメートルであり、プラズマ電力が、２４キロワットではなく１２キロワットであり、そしてクエンチ気流の流速が、１００標準リットル／分ではなく３０標準リットル／分であったこと以外は、実施例１８で特定した装置および条件を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例４４）
供給物質および量が、表３０に列挙するものであり、先細末広ノズルの直径が、１０ミリメートルではなく１５ミリメートルであったこと以外は、実施例１８で特定した装置および条件を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
供給物質および量が、表３０に列挙するものであり、先細末広ノズルの直径が、１０ミリメートルではなく１５ミリメートルであったこと以外は、実施例１８で特定した装置および条件を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例４５）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３１に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３１に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例４６）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３２に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３２に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例４７）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３３に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３３に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例４８）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３４に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３４に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例４９）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３５に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３５に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例５０）
ＤＣプラズマトーチ（Ｐｒａｘａｉｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．，Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔから市販されているＭｏｄｅｌ ＳＧ−１００ Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｒａｙ Ｇｕｎ）を備えたＤＣ熱プラズマシステムを用いて粒子を調製し、そのトーチを、６０標準リットル／分のアルゴンキャリアガスを用いて運転し、２５キロワットの電力をトーチに供給した。表３６に列挙する物質および量を含む固体の前駆体供給組成物を調製し、それを、プラズマトーチ出口に位置する気体アシスト型（ｇａｓ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）粉末供給装置（Ｐｒａｘａｉｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから市販されているＭｏｄｅｌ １２６４）を通じて２．５グラム／分の速度でリアクターに供給した。その粉末供給装置において、３．８標準リットル／分のアルゴンをキャリアガスとして送達した。０．６９”下流の粉末注入口から１８０°離れて位置する直径２と１／８”のノズルを通じて、７標準リットル／分で酸素を送達した。半径方向に６０°離れて位置する直径６と１／８インチのノズルを備える７．７インチ長の反応部の後ろに、複数のクエンチ流注入口を設けた。米国再発行特許発明第ＲＥ３７，８５３Ｅ号に記載のタイプの直径７ミリメートルの先細末広ノズルは、クエンチ流注入口の３インチ下流に位置していた。クエンチ気流を、３０標準リットル／分の速度で複数のクエンチ流注入口を通じて注入した。
ＤＣプラズマトーチ（Ｐｒａｘａｉｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．，Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔから市販されているＭｏｄｅｌ ＳＧ−１００ Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｒａｙ Ｇｕｎ）を備えたＤＣ熱プラズマシステムを用いて粒子を調製し、そのトーチを、６０標準リットル／分のアルゴンキャリアガスを用いて運転し、２５キロワットの電力をトーチに供給した。表３６に列挙する物質および量を含む固体の前駆体供給組成物を調製し、それを、プラズマトーチ出口に位置する気体アシスト型（ｇａｓ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）粉末供給装置（Ｐｒａｘａｉｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから市販されているＭｏｄｅｌ １２６４）を通じて２．５グラム／分の速度でリアクターに供給した。その粉末供給装置において、３．８標準リットル／分のアルゴンをキャリアガスとして送達した。０．６９”下流の粉末注入口から１８０°離れて位置する直径２と１／８”のノズルを通じて、７標準リットル／分で酸素を送達した。半径方向に６０°離れて位置する直径６と１／８インチのノズルを備える７．７インチ長の反応部の後ろに、複数のクエンチ流注入口を設けた。米国再発行特許発明第ＲＥ３７，８５３Ｅ号に記載のタイプの直径７ミリメートルの先細末広ノズルは、クエンチ流注入口の３インチ下流に位置していた。クエンチ気流を、３０標準リットル／分の速度で複数のクエンチ流注入口を通じて注入した。
１３Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ，Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓから市販されているもの
１４商品名ＷＢ−１０としてＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡから市販されているもの
調製された粒子の理論組成は、６重量パーセントの酸化セリウム、１８重量パーセントの酸化亜鉛および７６重量パーセントのシリカであった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、１０５平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、２３ナノメートルであった。
（粒子実施例５１）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３７に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３７に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例５２）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３８に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３８に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
調製された粒子の理論組成は、２１．３重量パーセントの酸化カルシウムおよび７８．７重量パーセントのシリカであった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、１１６平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、２１ナノメートルであった。
（粒子実施例５３）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３９に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表３９に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例５４）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表４０に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例５５）
実施例５０で特定した装置および条件ならびに表４１に列挙する供給物質および量を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
実施例５０で特定した装置および条件ならびに表４１に列挙する供給物質および量を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
（粒子実施例５６）
実施例５０で特定した装置および条件ならびに表４２に列挙する供給物質および量を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
実施例５０で特定した装置および条件ならびに表４２に列挙する供給物質および量を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
（粒子実施例５７）
実施例５０で特定した装置および条件ならびに表４３に列挙する供給物質および量を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
実施例５０で特定した装置および条件ならびに表４３に列挙する供給物質および量を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
（粒子実施例５８）
実施例５０で特定した装置および条件ならびに表４４に列挙する供給物質および量を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
実施例５０で特定した装置および条件ならびに表４４に列挙する供給物質および量を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
（粒子実施例５９）
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表４５に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
実施例１８で特定した装置および条件ならびに表４５に列挙する供給物質および量を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例６０）
液体の反応供給組成物が、表４６に列挙する物質および量を含んでいたこと以外は、実施例１８で特定した装置および条件を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
液体の反応供給組成物が、表４６に列挙する物質および量を含んでいたこと以外は、実施例１８で特定した装置および条件を用いて液体前駆体から粒子を調製した。
（粒子実施例６１）
クエンチ気流を、１００標準リットル／分の速度でクエンチガス注入口から注入し、供給物質および量が表４７に列挙するものであること以外は、実施例５０で特定した装置および条件を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
クエンチ気流を、１００標準リットル／分の速度でクエンチガス注入口から注入し、供給物質および量が表４７に列挙するものであること以外は、実施例５０で特定した装置および条件を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
調製された粒子の理論組成は、２５重量パーセントの酸化マグネシウムおよび７５重量パーセントのシリカであった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、１６２平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、１５ナノメートルであった。
（粒子実施例６２）
クエンチ気流を１００標準リットル／分の速度でクエンチガス注入口から注入し、１５キロワットの電力をトーチに供給し、そして供給物質および量が表４８に列挙するものであること以外は、実施例５０で特定した装置および条件を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
クエンチ気流を１００標準リットル／分の速度でクエンチガス注入口から注入し、１５キロワットの電力をトーチに供給し、そして供給物質および量が表４８に列挙するものであること以外は、実施例５０で特定した装置および条件を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
調製された粒子の理論組成は、６０重量パーセントの酸化スズおよび４０重量パーセントのシリカであった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、１６１平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、７ナノメートルであった。
（粒子実施例６３）
１５キロワットの電力をトーチに供給し、クエンチアルゴンを１００標準リットル／分の速度でクエンチガス注入口から注入し、そして供給物質および量が、表４９に列挙するものであること以外は、実施例５０で特定した装置および条件を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
１５キロワットの電力をトーチに供給し、クエンチアルゴンを１００標準リットル／分の速度でクエンチガス注入口から注入し、そして供給物質および量が、表４９に列挙するものであること以外は、実施例５０で特定した装置および条件を用いて粒子を固体前駆体から調製した。
調製された粒子の理論組成は、８０重量パーセントの酸化スズ（ＩＶ）および２０重量パーセントの酸化スズ（ＩＩ）であった。Ｇｅｍｉｎｉモデル２３６０分析装置を用いて測定されたＢ．Ｅ．Ｔ．比表面積は、５９平方メートル／グラムであり、その球体に相当する算出直径は、１５ナノメートルであった。
以下の被覆組成物の実施例では、様々な被覆組成物の調製、塗布および試験について記載する。
（被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｅ）
表５０に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。その構成のＡパックにおけるすべての物質を、Ｃｏｗｌｅｓブレードで撹拌しながら、エタノールまで順に加えた。１７．４２グラムのエタノールを、後の調製で使用するまでその全体量から取り出した。次に、なおも撹拌しながら、ポリ（ビニルブチラール）樹脂をゆっくりと加え、１５分間混合させたままにした。次いで、エポキシ樹脂を加えた。次に、耐食性粒子（もしあれば）および色素を加え、約１０分間激しく混合した。次いで、残りのエタノールおよび他の溶媒をゆっくりと加えた。この最終混合物を１０分間混合し、次いで、約１２５グラムのジルコア（ｚｉｒｃｏａ）ビーズに対して約１５０グラムの上記物質を含んでいる密閉された８オンスのガラス容器に加えた。次いで、この密閉された容器を２〜４時間、塗料撹拌機上に放置した。塗料撹拌機からペーストを取り出した後、粉砕ビーズを標準的な塗料フィルターを用いて濾過し、最終的な物質を調製した。
表５０に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。その構成のＡパックにおけるすべての物質を、Ｃｏｗｌｅｓブレードで撹拌しながら、エタノールまで順に加えた。１７．４２グラムのエタノールを、後の調製で使用するまでその全体量から取り出した。次に、なおも撹拌しながら、ポリ（ビニルブチラール）樹脂をゆっくりと加え、１５分間混合させたままにした。次いで、エポキシ樹脂を加えた。次に、耐食性粒子（もしあれば）および色素を加え、約１０分間激しく混合した。次いで、残りのエタノールおよび他の溶媒をゆっくりと加えた。この最終混合物を１０分間混合し、次いで、約１２５グラムのジルコア（ｚｉｒｃｏａ）ビーズに対して約１５０グラムの上記物質を含んでいる密閉された８オンスのガラス容器に加えた。次いで、この密閉された容器を２〜４時間、塗料撹拌機上に放置した。塗料撹拌機からペーストを取り出した後、粉砕ビーズを標準的な塗料フィルターを用いて濾過し、最終的な物質を調製した。
パドルブレードで撹拌しながら適当な容器に成分を加え、２０分間混合することによって、Ｂパックの構成物を調製した。噴霧の準備が整ったら、２つの組成物を混合した。
２Ｇｅｏｒｇｉａ Ｐａｃｉｆｉｃから市販されているフェノール樹脂
３ＣｈｅｍＣｅｎｔｒａｌ Ｃｏｒｐ．から市販されている有機溶媒
４Ｓｏｌｕｔｉａ Ｉｎｃ．から市販されているポリ（ビニルブチラール）樹脂
５Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから市販されているエピクロロヒドリン−ビスフェノールＡ樹脂
６Ｔａｙｃａから市販されている三リン酸アルミニウム化合物
７Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．から市販されている二酸化ケイ素
８Ａｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から市販されているもの
９Ａｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から市販されているもの
１０Ａｖｅｃｉａから市販されているもの
１１ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．から市販されているもの
１２Ａｋｚｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．から市販されているもの
（試験基材）
表５０ならびに実施例１Ｆおよび１Ｇ（以下に記載）の組成物を、表５１で特定する試験基材に塗布した。最初に、ワックスおよびグリースのリムーバー（ｗａｘ ａｎｄ ｇｒｅａｓｅｒ ｒｅｍｏｖｅｒ）（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＤＸ３３０）を用いて洗浄し、そして乾燥させることにより、その基材を準備した。次いで、そのパネルを、ＤＡオービタルサンダーを用いて１８０グリットで磨き、ＤＸ３３０で再度洗浄した。１．４スプレー端（ｓｐｒａｙ ｔｉｐ）、Ｎ２０００ Ｃａｐを備えたＤｅＶｉｌｂｉｓｓ ＧＴＩ ＨＶＬＰ吹き付け器を用いて、３０ｐｓｉで組成物を塗布した。各組成物を２回塗布し、その塗布の間に５分間急速に気化（ｆｌａｓｈ）させ、０．５０〜約１．２５ミル（１２．７〜３１．８ミクロン）の塗膜を形成させた。最低でも２０〜３０分、最大で１時間経過させた後、各組成物の上にＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．の球状の下塗り剤（ｇｌｏｂａｌ ｓｅａｌｅｒ）Ｄ８３９を塗布した。その下塗り剤を混合し、ウェットオンウェット（ｗｅｔ−ｏｎ−ｗｅｔ）下塗り剤として塗料を約１．０〜２．０ミル（２５．４〜５０．８ミクロン）で塗布し、ベースコートを塗布する前に、４５分間、急速に気化させた。ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＤｅｌｔｒｏｎ ＤＢＣベースコートをその下塗り剤の上に２回塗布し、その塗布の間に５〜１０分間急速に気化させて、約０．５ミル（１２．７ミクロン）の厚さの塗膜を形成させた。そのベースコートを約１５分間、急速に気化させた後、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＤ８９３ Ｇｌｏｂａｌクリアコートを２回塗布し、その塗布の間に５〜１０分間、急速に気化させて、２．５０〜３．００ミル（６３．５〜７６．２ミクロン）の塗膜を形成させた。下塗り剤、ベースコートおよびクリアコートは、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．が推奨するこれらの製品用の手順のとおりに混合した。ＡＳＴＭ Ｂ１１７に記載されているように、塩噴霧抵抗性を試験した。１０００時間後に塩噴霧試験から取り出されたパネルを、ひっかき傷に亘るひっかき傷のクリープについて計測した。ひっかき傷のクリープ値は、６回の（６つの）測定値の平均として報告した。結果を表５１に示すが、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
１４ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡから市販されているＤ８０９９速乾性抗腐食エッチングプライマー
（被覆組成物実施例２Ａ〜２Ｆ）
表５２に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表５３ならびに実施例２Ｆおよび２Ｇ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて、表５３で特定する試験基材に塗布した。結果を表５３に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表５４に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表５４ならびに実施例３Ｅおよび３Ｆ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて、表５５で特定する試験基材に塗布した。結果を表５５に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表５６に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物４Ａを調製した。被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表５６ならびに実施例４Ｂおよび４Ｃ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて、表５７で特定する試験基材に塗布した。結果を表５７に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表５８に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
１７Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ＆Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されている、平均基本粒径が２０ナノメートルの酸化マグネシウム
１８Ｅｌｅｍｅｎｔｉｓ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているリン酸ヒドロキシル亜鉛抗腐食色素
（試験基材）
表５８ならびに実施例５Ｈおよび５Ｉ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて、表５９で特定する試験基材に塗布した。結果を表５９に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表６０に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表６０ならびに実施例６Ｉおよび６Ｊ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて、表６１で特定する試験基材に塗布した。結果を表６１に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表６２に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物７Ａを調製した。被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表６２ならびに実施例７Ｂおよび７Ｃ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて、表６３で特定する試験基材に塗布した。結果を表６３に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表６４に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物８Ａおよび８Ｂを調製した。被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表６４ならびに実施例８Ｃおよび８Ｄ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて、表６５で特定する試験基材に塗布した。結果を表６５に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表６６に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物９Ａおよび９Ｂを調製した。被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
（試験基材）
表６６ならびに実施例９Ｃおよび９Ｄ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて、表６７で特定する試験基材に塗布した。結果を表６７に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表６８に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物１０Ａ〜１０Ｃを調製した。被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
（試験基材）
表６８ならびに実施例１０Ｄおよび１０Ｅ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて、表６９で特定する試験基材に塗布した。結果を表６９に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表７０に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。Ｃｏｗｌｅｓブレードで撹拌させながら成分１〜７を適当な容器に加えることによって、被覆剤を調製した。次に、なおも撹拌させながら成分８をゆっくりと加え、１５分間混合させながら放置した。次に、撹拌させながら成分９〜１８を順に加えた。この混合物を１０分間混合し、次いで、約１２５グラムのジルコアビーズに対して約１５０グラムの上記物質を含んでいる密閉された８オンスのガラス容器に加えた。次いで、この密閉された容器を２〜４時間、塗料撹拌機上に放置した。塗料撹拌機からペーストを取り出した後、粉砕ビーズを標準的な塗料フィルターを用いて濾過し、最終的な物質を調製した。
パドルブレードで撹拌しながら成分１〜３および１８〜２０を適当な容器に加えることにより第２の組成物を調製し、２０分間混合した。噴霧の準備が整ったら、２つの組成物を混合した。
１７ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている有機溶媒
１８Ａｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から市販されている有機溶媒
１９Ｅｌｅｍｅｎｔｉｓ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているレオロジー添加剤
２０ＣｈｅｍＣｅｎｔｒａｌ Ｃｏｒｐ．から市販されている有機溶媒
２１ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨから市販されている湿潤添加剤
２２ＵＣＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｉｎｃ．から市販されているフェノール樹脂
２３Ｋｕｒａｒａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から市販されているポリビニルブチラール樹脂
２４Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏ．から市販されているカーボンブラック粉末
２５Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．から市販されている二酸化ケイ素
２６Ｂａｒｒｅｔｔｓ Ｍｉｎｅｒａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されているタルク
２７Ｅｌｅｍｅｎｔｉｓ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているリン酸ヒドロキシル亜鉛抗腐食色素
２８Ａｖｅｃｉａ Ｌｔｄ．から市販されている湿潤剤
２９Ｒｏｃｋｗｏｏｄ Ｐｉｇｍｅｎｔｓ ＮＡ，Ｉｎｃ．から市販されている酸化鉄色素
３０Ｋｅｒｒ−ＭｃＧｅｅ Ｃｏｒｐ．から市販されている二酸化チタン色素
３１Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから市販されているエピクロロヒドリン−ビスフェノールＡ樹脂
３２Ｃｏｎｄｅａ Ｓｅｒｖｏ ＬＬＣから市販されている２−エチルヘキサン酸亜鉛溶液 ３３Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から市販されている有機溶媒
３４Ｙｏｒｋｓｈｉｒｅ Ａｍｅｒｉｃａｓ，Ｉｎｃ．から市販されているもの
３５Ａｔｏｆｉｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されているもの
（試験基材）
表７０ならびに実施例１１Ｆおよび１１Ｇ（以下に記載する）の組成物を表７１で特定する試験基材に、１．４スプレー端、Ｎ２０００ Ｃａｐを備えたＤｅＶｉｌｂｉｓｓ ＧＴＩ ＨＶＬＰ吹き付け器を用いて、３５ｐｓｉで塗布した。各組成物を２回塗布し、その塗布の間に５分間急速に気化させ、０．５０〜約１．２５ミル（１２．７〜３１．８ミクロン）の塗膜を形成させた。最低でも２０〜３０分、最大で１時間経過させた後、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．の球状の下塗り剤Ｄ８３９を各組成物の上に塗布した。その下塗り剤を混合し、ウェットオンウェット下塗り剤として塗料を約１．０〜２．０ミル（２５．４〜５０．８ミクロン）で塗布し、ベースコートを塗布する前に、４５分間、急速に気化させた。ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＤｅｌｔｒｏｎ ＤＢＣベースコートを下塗り剤の上に２回塗布し、その塗布の間に５〜１０分間、急速に気化させて、約０．５ミル（１２．７ミクロン）の厚さの塗膜を形成させた。ベースコートを約１５分間、急速に気化させた後、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＤ８９３ Ｇｌｏｂａｌクリアコートを，２回塗布し、その塗布の間に５〜１０分間、急速に気化させて、２．５０〜３．００ミル（６３．５〜７６．２ミクロン）の塗膜を形成させた。下塗り剤、ベースコートおよびクリアコートは、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．が推奨するこれらの製品用の手順のとおりに混合した。ＡＳＴＭ Ｂ１１７に記載されているように、塩噴霧抵抗性を試験した。１０００時間後に塩噴霧試験から取り出されたパネルを、ひっかき傷に亘るひっかき傷のクリープについて計測した。ひっかき傷のクリープ値は、６回の（６つの）測定値の平均として報告した。結果を表４８に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
３７ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡから市販されているＤ８０９９速乾性抗腐食エッチングプライマー
（被覆組成物実施例１２Ａ〜１２Ｄ）
表７２に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１Ａ〜１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表７２ならびに実施例１２Ｅ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表７３で特定する試験基材に塗布した。結果を表７３に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表７４に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表７４ならびに実施例１３Ｆ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表７５で特定する試験基材に塗布した。結果を表７５に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
（被覆組成物実施例１４Ａ〜１４Ｇ）
表７６に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表７６ならびに実施例１４Ｈ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表７７で特定する試験基材に塗布した。結果を表７７に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表７８に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表７８ならびに実施例１５Ｆおよび１５Ｇ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表７９で特定する試験基材に塗布した。結果を表７９に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
（被覆組成物実施例１６Ａ〜１６Ｇ）
表８０に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表８０ならびに実施例１６Ｈおよび１６Ｉ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表８１で特定する試験基材に塗布した。結果を表８１に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表８２に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。Ｃｏｗｌｅｓ混合ブレードで撹拌しながら適当な容器に成分１〜３を加えることによって、被覆剤を調製した。次に、なおも撹拌しながら成分４および５をゆっくり加え、２０分間放置した。次いで、成分６〜８を撹拌しながら順に加えた。この混合物を１０分間混合し、次いで、約１００グラムのジルコアビーズに対して約１５０グラムの上記物質および成分１２を含んでいる密閉された８オンスのガラス容器に加えた。次いで、この密閉された容器を２〜４時間、塗料撹拌機上に放置した。塗料撹拌機からペーストを取り出した後、粉砕ビーズを標準的なトリョウフィルターを用いて濾過し、最終的な物質を調製した。パドルブレードで撹拌しながら成分９〜１１を適当な容器に加え、２０分間混合することによって、第２の組成物を調製した。噴霧の準備が整ったら、２つの成分を混合した。
４１Ｇｅｏｒｇｉａ Ｐａｃｉｆｉｃから市販されているフェノール樹脂
４２Ｓｏｌｕｔｉａ Ｉｎｃ．から市販されているポリビニルブチラール樹脂
４３Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．から市販されている二酸化ケイ素
４４Ａｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から市販されているもの
４５Ａｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から市販されているもの
４６Ａｖｅｃｉａから市販されているもの
４７ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．から市販されているもの
４８Ａｋｚｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．から市販されているもの
４９ＰＭＧ Ｃｏｌｏｕｒｓから市販されているもの
（試験基材）
表８２ならびに実施例１７Ｆおよび１７Ｇ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表８３で特定する試験基材に塗布した。結果を表８３に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表８４に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表８４ならびに実施例１８Ｃおよび１８Ｄ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表８５で特定する試験基材に塗布した。結果を表８５に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表８６に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１７Ａ〜１７Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表８６ならびに実施例１９Ｉおよび１９Ｊ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表８７で特定する試験基材に塗布した。結果を表８７に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表８８に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１７Ａ〜１７Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表８８ならびに実施例２０Ｈおよび２０Ｉ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表８９で特定する試験基材に塗布した。結果を表８９に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表９０に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表９０ならびに実施例２１Ｊおよび２１Ｋ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表９１で特定する試験基材に塗布した。結果を表９１に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
（被覆組成物実施例２２Ａ〜２２Ｉ）
表９２に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表９２ならびに実施例２１Ｊおよび２１Ｋ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表９３で特定する試験基材に塗布した。結果を表９３に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表９４に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表９４ならびに実施例２３Ｆおよび２３Ｇ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表９５で特定する試験基材に塗布した。結果を表９５に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表９６に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表９６ならびに実施例２４Ｈおよび２４Ｉ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表９７で特定する試験基材に塗布した。結果を表９７に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表９８に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表９８ならびに実施例２５Ｆおよび２５Ｇ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表９９で特定する試験基材に塗布した。結果を表９９に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表１００に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表１００ならびに実施例２６Ｇおよび２６Ｈ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表１０１で特定する試験基材に塗布した。結果を表１０１に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表１０２に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表１０２ならびに実施例２７Ｆおよび２７Ｇ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表１０３で特定する試験基材に塗布した。結果を表１０３に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表１０４に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｅに記載した様式と同じ様式で被覆剤を調製した。
表１０４ならびに実施例２８Ｈおよび２８Ｉ（以下に記載する）の組成物を、上の被覆組成物実施例１１Ａ〜１１Ｇに記載した手順と同じ手順を用いて表１０５で特定する試験基材に塗布した。結果を表１０５に示すが、ここで、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
表１０６および１０７に示す成分および重量（グラム）を用いて被覆組成物を調製した。ブレードで撹拌しながら成分１〜７を適当な容器に加え、ジルコアビーズとともに約３０分間混合することによって、被覆剤を調製し、７Ｈｅｇｍａｎが達成された。次に、撹拌しながら成分８〜１２を加え、１０分間混合させたままにした。その被覆剤を混合した後、粉剤ビーズを標準的な塗料フィルターを用いて濾過し、最終的な塗布用の物質を調製した。
５１８３重量部のＥＰＯＮ８２８エポキシ樹脂（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから市販されているビスフェノールＡのポリグリシジルエーテル）を２０重量部の２−ブトキシエタノールに溶解することによって調製したリン酸化エポキシ樹脂。引き続いて、そのエポキシ樹脂溶液を窒素雰囲気下で１７重量部のリン酸と２５重量部の２−ブトキシエタノールとの混合物に加えた。その混合物を約１１５℃で約１．５時間撹拌することにより、リン酸化エポキシ樹脂が形成された。得られた樹脂をさらに２−ブトキシエタノールで希釈することにより、約５５重量パーセントの固体である組成物が得られた。
５２Ｅｘｘｏｎから市販されているもの
５３Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されているもの
５４ＤｕＰｏｎｔから市販されているもの
５５Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ Ｃｏｒｐ．から市販されているもの
５６Ｇｒａｃｅから市販されているもの
５７Ｈｅｕｂａｃｈから市販されているもの
５８Ｃｙｔｅｃから市販されているもの
５９Ｅｘｘｏｎから市販されているもの
６０Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから市販されているもの
５３Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されているもの
５４ＤｕＰｏｎｔから市販されているもの
５５Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ Ｃｏｒｐ．から市販されているもの
５６Ｇｒａｃｅから市販されているもの
５７Ｈｅｕｂａｃｈから市販されているもの
５８Ｃｙｔｅｃから市販されているもの
５９Ｅｘｘｏｎから市販されているもの
６０Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから市販されているもの
表１０６および１０７のプライマー組成物を、Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ（登録商標）１４５５（Ｈｅｎｋｅｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから市販されている）で前処理したＧ９０ＨＤＧ鋼の上にワイヤを曲げて短くした棒を用いて塗布した。各プライマー組成物を、乾燥フィルムの厚さ約０．２ミルで塗布し、ガス火オーブン内で３０秒間、４５０°Ｆピーク金属温度で硬化させた。引き続いて、コイルトップコート（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから市販されているＤｕｒａｓｔａｒＴＭＨＰ ９０００）を、ワイヤを曲げて短くした棒を用いてプライマーの上に乾燥フィルムの厚さ約０．７５ミルで塗布し、ガス火オーブン内で３０秒間、４５０°Ｆピーク金属温度で硬化させた。
（塩噴霧結果）
パネルを横約４インチおよび縦５インチに切断することによって塩噴霧用パネルを作製した。左右の端を金属はさみで切断した。そのパネルの面の中央に、約０．５インチ離して約１．５インチの長さの縦横のひっかき傷をつけた。これは、端がタングステンの道具を用いて行い、そのひっかき傷は、有機被覆剤のみを傷つけるものであった。
パネルを横約４インチおよび縦５インチに切断することによって塩噴霧用パネルを作製した。左右の端を金属はさみで切断した。そのパネルの面の中央に、約０．５インチ離して約１．５インチの長さの縦横のひっかき傷をつけた。これは、端がタングステンの道具を用いて行い、そのひっかき傷は、有機被覆剤のみを傷つけるものであった。
ＡＳＴＭ Ｂ１１７に記載されている通りに塩噴霧耐性を試験した。５００時間後に塩噴霧試験からパネルを取り出した。塩噴霧の直後に、そのパネルを温水で洗浄し、ひっかき傷および切断端面を木べらでこすることによって塩の付着物を除去し、次いで、タオルで乾燥させた。その後、そのパネルにＳｃｏｔｃｈ ６１０テープを貼り、膨れた被覆剤を剥がした。
パネルを、表面の膨れ（ｆａｃｅ ｂｌｉｓｔｅｒｉｎｇ）、切断端面のクリープおよびひっかき傷のクリープについて評価した。切断端面の値は、左右の切断端面における最大クリープの平均（ミリメートル）として報告した。ひっかき傷のクリープ値は、縦および横のひっかき傷の最大クリープ（ひっかき傷からクリープまで）の平均（ミリメートル）として報告した。結果を表１０８および１０９に示すが、値が小さいほど、良好な耐食性結果であることを示している。
Claims (31)
- アルミニウム合金を含む基材の耐食性を向上させるための方法であって、該方法が、該基材の少なくとも一部を組成物で被覆する工程を包含し、該組成物が、以下：
（ａ）塗膜形成樹脂；および
（ｂ）酸化マグネシウムを含む粒子であって、該粒子が１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する、粒子
を含む、方法。 - 前記粒子が酸化マグネシウムから本質的になる、請求項１に記載の方法。
- 酸化マグネシウムを含む前記粒子が５０ナノメートル以下の平均基本粒径を有する、請求項１に記載の方法。
- 前記塗膜形成樹脂がポリビニルポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
- 請求項１に記載の方法であって、前記組成物が、以下：
（ａ）タンニン酸、没食子酸、リン酸、亜リン酸、クエン酸、マロン酸、それらの誘導体またはそれらの混合物；
（ｂ）金属リン酸塩；
（ｃ）有機リン酸塩；
（ｄ）有機ホスホン酸塩；および
（ｅ）リン酸化エポキシ樹脂
のうちの少なくとも１つを含む接着促進成分をさらに含む、方法。 - 請求項１に記載の方法であって、前記塗膜形成樹脂が、フェノール樹脂を含む、方法。
- 請求項１に記載の方法であって、前記アルミニウム合金が、以下：
（ａ）９０．７〜９４．７重量％のアルミニウム；
（ｂ）３．８〜４．９重量％の銅；
（ｃ）１．２〜１．８重量％のマグネシウム；および
（ｄ）０．３〜０．９重量％のマンガン
を含む、方法。 - 請求項７に記載の方法であって、前記基材が、アルミニウム合金を含む裸の金属基材である、方法。
- 請求項８に記載の方法であって、前記組成物がリン酸を含まない、方法。
- 請求項１に記載の方法であって、前記基材がアルミニウムめっきされた鋼ではない、方法。
- 請求項１に記載の方法であって、前記組成物がリン酸を含む、方法。
- アルミニウム合金を含む基材であって、該基材が、プライマー被覆で少なくとも部分的に被覆されており、該プライマー被覆が、以下：
（ａ）フィルム形成樹脂；および
（ｂ）酸化マグネシウムを含む粒子であって、該粒子が１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する、粒子
を含む、基材。 - 前記粒子が、酸化マグネシウムから本質的になる、請求項１２に記載のアルミニウム基材。
- 酸化マグネシウムを含む前記粒子が５０ナノメートル以下の平均基本粒径を有する、請求項１２に記載のアルミニウム基材。
- 前記塗膜形成樹脂がポリビニルポリマーを含む、請求項１２に記載のアルミニウム基材。
- 請求項１２に記載のアルミニウム基材であって、前記プライマー被覆が、以下：
（ａ）タンニン酸、没食子酸、リン酸、亜リン酸、クエン酸、マロン酸、それらの誘導体またはそれらの混合物；
（ｂ）金属リン酸塩；
（ｃ）有機リン酸塩；
（ｄ）有機ホスホン酸塩；および
（ｅ）リン酸化エポキシ樹脂
のうちの少なくとも１つを含む接着促進成分をさらに含む、アルミニウム基材。 - 請求項１２に記載のアルミニウム基材であって、前記塗膜形成樹脂が、フェノール樹脂を含む、アルミニウム基材。
- 請求項１２に記載の基材であって、前記アルミニウム合金が、以下：
（ａ）９０．７〜９４．７重量％のアルミニウム；
（ｂ）３．８〜４．９重量％の銅；
（ｃ）１．２〜１．８重量％のマグネシウム；および
（ｄ）０．３〜０．９重量％のマンガン
を含む、基材。 - 請求項１８に記載の基材であって、前記プライマー被覆が、アルミニウム合金を含む裸の金属基材上に直接沈積されている、基材。
- 請求項１２に記載の基材であって、前記プライマー被覆が、アルミニウム合金を含む裸の金属基材上に直接沈積されている、基材。
- 請求項２０に記載の基材であって、前記プライマー被覆がリン酸を含まない、基材。
- 請求項１２に記載の基材であって、前記基材がアルミニウムめっきされた鋼ではない、基材。
- 請求項１２に記載の基材であって、前記プライマー被覆がリン酸を含む、基材。
- アルミニウム合金を含む金属基材を被覆するための方法であって、該方法が、該金属基材の少なくとも一部に直接被覆を沈積する工程を包含し、該被覆が、組成物から沈積され、該組成物が、以下：
（ａ）フィルム形成樹脂；および
（ｂ）酸化マグネシウムを含む粒子であって、該粒子が１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する、粒子
を含み、該アルミニウム合金が、以下：
（ｉ）９０．７〜９４．７重量％のアルミニウム；
（ｉｉ）３．８〜４．９重量％の銅；
（ｉｉｉ）１．２〜１．８重量％のマグネシウム；および
（ｉｖ）０．３〜０．９重量％のマンガン
を含む、方法。 - 請求項２４に記載の方法であって、前記フィルム形成樹脂が、フェノール樹脂を含む、方法。
- 請求項２４に記載の方法であって、前記組成物がリン酸を含まない、方法。
- 請求項２４に記載の方法であって、前記基材がアルミニウムめっきされた鋼ではない、方法。
- 請求項２４に記載の方法であって、前記組成物がリン酸を含む、方法。
- アルミニウム合金基材を被覆するための方法であって、該方法が、該アルミニウム合金基材の少なくとも一部に直接被覆を沈積する工程を包含し、該被覆が、組成物から沈積され、該組成物が、以下：
（ａ）フィルム形成樹脂；および
（ｂ）酸化マグネシウムを含む粒子であって、該粒子が１００ナノメートル以下の平均基本粒径を有する、粒子
を含み、該組成物がリン酸を含まない、方法。 - 請求項１、２４または２９のいずれか一項に記載の方法であって、前記組成物がさらに
（ｃ）アルコキシモノシラン化合物
を含む、方法。 - 請求項１２に記載のアルミニウム基材であって、前記プライマー被覆がさらに
（ｃ）アルコキシモノシラン化合物
を含む、アルミニウム基材。
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