JPH06178929A - 水系コーティング組成物用の顔料分散剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】水系コーティング組成物中に顔料を効果的に分
散させる化合物の提供。 【構成】重合体骨格を有し、顔料と相互作用する置換基
および安定化する置換基を有する化合物であって、顔料
と相互作用する置換基が、 （式中、Ａ₁ 〜Ａ₄ はＯＨ、アルキル、アルコキシ、ア
ルコキシアルコキシ、アルカノイルオキシ、またはハロ
ゲンであるが、Ａ₁ 、Ａ₂ およびＡ₃ がすべてアルキル
であってはならない。）からなる群から選択された官能
基を有し、かつ安定化する置換基が構造 （式中、Ｄ₁ およびＤ₂ は−Ｏ−または−ＮＡ₅ −を表
し、Ａ₅ はＨ、またはアルキルであり、Ｒ₁ は直鎖また
は分枝鎖アルキレンから選択された２価の基であり、Ｒ
₂ はＨ、またはＨとアルキルとの混合物であり、Ｒ₃ は
アルキルであり、ｍは０〜１０００、ｎは１〜１００
０）を有する化合物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の背景 本発明は水系コーティング組成物中に顔料を効果的に分
散させる化合物に関する。特に本発明の分散剤化合物
は、水系コーティング用に、無機顔料を分散させるため
に、あるいはメタリックフレーク顔料の様な金属粒子の
表面を変性するために使用できる。また本発明は、その
分散剤化合物、およびその様な化合物により分散させた
無機顔料または表面変性したメタリックフレーク顔料を
含む組成物から製造されたコーティングおよび被覆物体
をも提供する。

【０００２】特別な用途の一つは、トップコートまたは
プライマーの様な自動車用水系コーティング組成物であ
る。自動車用トップコートは、単一の一様に着色した層
を使用することができる。あるいは、トップコートは２
つの異なった層、すなわち下側の高度に着色した層およ
び上側のほとんど、またはまったく着色していない層を
有することができる。２層コーティングは、この分野で
はベースコート／クリアコートまたはカラー プラス
クリアコートとして知られている。ベースコート／クリ
アコート コーティングにより、特に目を引く外観を与
える高度の光沢および色の深さが得られる。所望の色を
達成するには無機顔料を使用することができる。メタリ
ックフレーク顔料は、コーティングにメタリック効果を
与えるために配合することができる。塗料を施す際に放
出される有機溶剤の問題から、自動車用の水性塗料、特
に水系ベースコート塗料が開発されている。しかし、水
性塗料における顔料の分散および安定化は、従来の溶剤
系塗料におけるよりも困難である。

【０００３】水系コーティングに顔料を分散させる一方
法は、米国特許第４，７９４，１４７号またはヨーロッ
パ特許出願第９１３０３９３５．０（公開番号０４５９
６３４Ａ２）に記載されている様に、粉砕樹脂を使用す
ることである。その様な方法では、長い処理時間が必要
であり、溶剤系塗料と比較して発色および安定性が比較
的乏しい。また、樹脂固体に対する顔料固体の重量比
（顔料対結合剤比と呼ばれることが多い）が、本発明の
化合物を使用して達成できる比率より低い。結合剤に対
する顔料の比率は、製造効率が良くなるので、高い方が
望ましい。米国特許第５，０１３，７７０号に記載され
ている別の方法では、単量体シラン官能性分散剤を使用
してマイカ顔料を分散させている。しかし、粒子径の小
さい顔料は、本発明の重合体分散剤を使用した方がより
容易に、効率的に分散する。新しい水性塗料技術にはさ
らに、コーティングに一般的なメタリック効果を付与す
るために使用されるメタリックフレーク顔料に対して水
性媒体が腐食性を及ぼすという欠点がある。酸化したメ
タリックフレーク顔料を含む塗料を基材上に塗布する
と、そのコーティングは変色を示し、メタリック効果が
低下する。さらに、金属表面が水で酸化されるために水
素ガスが発生し、塗料の貯蔵所内に蓄積することがあ
る。

【０００４】この業界では、金属表面を水から保護する
ための研究が鋭意なされている。コンディスの方法（米
国特許第４，６９３，７５４号）によれば、メタリック
フレークはクロム酸塩の様な無機試薬で処理することが
できる。あるいはバッツァールにより開示（米国特許第
３，９５４，４９６号）されている様に、フレークをま
ずシリカコーティングでカプセル収容し、次いでカルボ
ン酸塩化クロムで処理することができる。しかし、これ
らの処理は、変色または光沢低下の観点から、コーティ
ング中のフレークの外観に有害である。その様な処理で
使用する無機試薬の毒性も問題である。オクチルフェノ
ール、エチレングリコールモノブチルエーテル、または
オクタノール等のモノアルコールのモノ−およびジ−リ
ン酸エステルの混合物の様な、ウイリアムス、Ｊｒ．ら
（米国特許第４，５６５，７１６号）の簡単なリン酸エ
ステル、およびフランガウ（米国特許第４，６７５，３
５８号）により開示されているエステルの様な重合体エ
ステルを含む、有機リン酸エステルまたは亜リン酸エス
テルが使用されている。しかし、無機処理に匹敵する様
な保護に必要な量では、コーティングは他の層との密着
性の低下またはコーティング層内の凝集による不良を示
すことがある。アルミニウムフレークをモノエチレン性
不飽和シランで処理し、次いで該シランをアクリル性モ
ノマーと反応させる方法がターナー（米国特許第４，２
１３，８８６号）により開示されている。しかし、この
方法ではフレーク顔料を水性塗料組成物中に十分に分散
させることはできない。フレーク顔料の分散性が悪いた
めに、そこから製造されたコーティング中のメタリック
効果が損なわれる。

【０００５】本発明の化合物で表面変性したメタリック
フレーク顔料は、水性塗料中の酸化に対する耐性が特に
高く、コーティング中の変色あるいはメタリック効果の
低下が非常に少ないことが分かった。また、本発明によ
り表面変性したメタリックフレーク顔料または分散した
無機顔料は、公知の分散方法を使用する顔料と比較し
て、水中の分散性が優れていることも分かっている。こ
の様に水性塗料組成物中の分散性が高いために、発色性
が改善された、および／またはメタリック効果が強化さ
れたコーティングが得られる。その上、本発明の化合物
を顔料の分散またはメタリック顔料の酸化防止に必要な
量で使用する場合、これらの化合物が他の層に対する密
着性の低下あるいはコーティング層内の凝集による欠陥
を引き起こすことはない。さらに、本発明の化合物によ
り、粉砕時間が短縮され、顔料分散ペースト中の顔料濃
度が高くなり、揮発性有機成分が減少し、顔料分散ペー
ストを塗料組成物中に配合する場合の配合自由度が大き
くなるなどの、無機顔料の分散における重要な、予期せ
ぬ利点が得られる。

【０００６】発明の概要 本発明はその一つの面において、無機顔料およびメタリ
ックフレーク顔料用の水中分散剤として有用な化合物を
提供するが、該化合物は重合体骨格を有し、その重合体
骨格の上に、顔料と相互作用する置換基および安定化す
る置換基を有する。顔料と相互作用する置換基は、 （式中、Ａ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ およびＡ₄ はそれぞれ独立し
てヒドロキシ、１〜１０個の炭素原子を有するアルキ
ル、１〜１０個の炭素原子を有するアルコキシ、２〜１
０個の炭素原子を有するアルコキシアルコキシ、２〜１
０個の炭素原子を有するアルカノイルオキシ、またはハ
ロゲンであるが、ただしＡ₁ 、Ａ₂ およびＡ₃ がすべて
アルキルであってはならない。）からなる群から選択さ
れた少なくとも１種の官能基を有する。

【０００７】安定化する置換基は構造（Ｉ） を有する。この構造中、Ｄ₁ およびＤ₂ はそれぞれ独立
して−Ｏ−または−ＮＡ₅ −を表し、Ａ₅ は水素または
１〜１２個の炭素原子を有するアルキルである。Ｒ₁ は
３〜３０個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖アルキ
レンから選択された２価の基である。したがって、（Ｄ
₁ −Ｒ₁ −Ｃ（＝Ｏ）−）で表される部分は重合度がｍ
であるポリエステルまたはポリアミドであり、ｍは０〜
１０００の整数である。金属粒子を本発明の化合物で表
面変性する場合、ｍは少なくとも１でなければならな
い。Ｒ₂ は水素または水素と１〜８個の炭素原子を有す
るアルキルとの混合物である。この分子の（−ＣＨ（Ｒ
₂ ）ＣＨ₂ Ｏ−）_n で表される部分は重合度がｎである
ポリエチレンオキシドまたはポリエチレンオキシド／ポ
リアルキレンオキシド共重合体であり、ｎは１〜１００
０の整数である。Ｒ₃ は１〜３０個の炭素原子を有する
アルキルである。

【０００８】本発明の化合物は、無機またはメタリック
フレーク顔料を分散させる有効な手段を与える。著しい
安定性および発色性が達成される。無機顔料は、好まし
くはまず顔料および本発明の化合物を含む水性濃縮液に
分散させるが、該濃縮液は一般的にピグメントグライン
ドまたは顔料ペーストと呼ばれている。顔料ペーストは
重合体、架橋剤、および追加の溶剤（追加の水を含む）
の様な成分と混合し、水性コーティング組成物を形成す
る。無機顔料は、例えば着色剤、エキステンダー、また
は腐食防止剤として使用することができる。金属酸化
物、クロム酸塩、モリブデン酸塩、リン酸塩、およびケ
イ酸塩を含む多くの無機顔料がコーティング組成物に有
用であることが知られている。使用可能な無機顔料の例
としては、二酸化チタン、硫酸バリウム、カーボンブラ
ック、オーカー、シェナー、アンバー、ヘマタイト、リ
モナイト、赤色酸化鉄、透明赤色酸化鉄、黒色酸化鉄、
褐色酸化鉄、クロミウムオキサイドグリーン、クロム酸
ストロンチウム、リン酸亜鉛、乾式シリカの様なシリ
カ、タルク、バライト、シアノ鉄酸鉄アンモニウム（紺
青）、ウルトラマリン、クロム酸鉛、モリブデン酸鉛、
およびマイカフレーク顔料があるが、これらに限定する
ものではない。本発明の化合物を使用すると、これらの
顔料を容易に分散させることができるので、処理時間を
短縮し、顔料ペーストを形成する際に顔料濃度を高くす
ることができる。本発明により製造した顔料ペースト
は、従来使用されている顔料ペーストと比較して、有機
溶剤または共溶剤の量を非常に少なくすることができ
る。顔料ペースト中の顔料濃度が増加し、有機共溶剤が
低下することにより、コーティング組成物、特に揮発性
有機化合物の含有量が低いコーティング組成物を製造す
る際の自由度が大きくなる。さらに、顔料ペースト中の
顔料濃度が増加し、粉砕時間が短縮されるために、製造
効率が向上し、顔料ペースト分散液の製造にかかる原価
が低減する。

【０００９】本発明の化合物は、金属表面の変性にも特
に有効である。本発明の化合物で表面変性した金属粒子
は、例えばアルミニウム、ゴールドブロンズ（銅−亜鉛
合金）、銅、ニッケル、マグネシウム、亜鉛、およびこ
れらの金属の合金でよい。特別な実施態様では、金属粒
子はメタリックフレーク顔料である。本発明の化合物で
表面変性したメタリックフレーク顔料は、ｍがゼロでな
ければ、表面変性していないメタリックフレーク顔料と
比較して、水性環境における安定性および耐酸化性が向
上する。本発明の化合物は、水性組成物におけるメタリ
ックフレーク顔料の分散性をも改良する。用語「表面変
性」および「表面変性した」は、金属表面と本発明が開
示する化合物との間のすべての関わり、相互作用、また
は反応を意味する。本発明は、基材上にコーティングを
有する被覆物体であって、コーティングが本発明の化合
物またはその化合物の残基を含む重合体網目構造と、そ
の化合物で表面変性した無機顔料またはメタリックフレ
ーク顔料の少なくとも１種を含む被覆物体を提供する。
このコーティングは優れた外観および密着特性を有す
る。

【００１０】発明の詳細な説明 本発明の顔料と相互作用する置換基は上記の様に、シリ
ルまたはリン酸エステル官能性を有する。安定化する置
換基は、（Ｄ₁ −Ｒ₁ −Ｃ（＝Ｏ）−）_m で表される、
所望により使用する疎水性部分、および（ＣＨ（Ｒ₂ ）
ＣＨ₂ Ｏ−）_n Ｒ₃ で表される末端親水性部分を有す
る。安定化する置換基は、ラクトン、ラクタム、アミノ
酸、またはヒドロキシ酸、またはこれらのいずれかによ
り形成される重合体と、アルコキシポリ（オキシアルキ
レン）アルコールまたはアルコキシポリ（オキシアルキ
レン）アミンとの反応により形成することができる。
（Ｄ₁ Ｒ₁ Ｃ（＝Ｏ）−）で表されるポリエステルまた
はポリアミド残基は重合度がｍであり、ｍは０〜１００
０の整数である。この化合物を無機顔料用の分散剤とし
て使用する場合、ｍは好ましくは０〜２００、より好ま
しくは０〜５０であり、ｍがゼロであるのが特に好まし
い。メタリックフレーク顔料の様な金属粒子をこの化合
物で表面変性する場合、ｍは少なくとも１でなければな
らず、ｍは好ましくは１０〜２００、特に好ましくは２
０〜５０である。Ｒ₁ は、３〜３０個の炭素原子を有す
る直鎖または分枝鎖のアルキレンから選択された２価の
基である。好ましくはＲ₁ は３〜２０個の炭素原子を有
する。より好ましい実施態様では、Ｒ₁ は５個の炭素原
子を有する直鎖アルキレンである。

【００１１】安定化する置換基は、例えばｅ−カプロラ
クトンをアルコキシポリ（オキシアルキレン）アルコー
ル上に重合することにより形成することができる。特に
好ましい実施態様では、１当量のアルコキシポリ（オキ
シアルキレン）アルコールを２０〜５０当量のｅ−カプ
ロラクトンと反応させる。重合温度は一般的に１００℃
〜１５０℃である。チタン酸テトラブチルまたはチタン
ジイソプロポキシド−ビス（２，４−ペンタンジオネー
ト）の様なエステル化反応に有用である多くの触媒のど
れでも使用できる。例えば、チタン酸テトラブチルは反
応物の重量に対して０．０５％〜０．５％の量で効果的
に使用することができる。反応は溶剤があってもなくて
も行うことができる。カプロラクタムの様なラクタム、
１２−ヒドロキシステアリン酸の様なヒドロキシ酸、あ
るいは１２−アミノドデカン酸の様なアミノ酸を使用す
る置換基も、この分野では良く知られた方法により同様
に製造することができる。

【００１２】使用するアルコキシポリ（オキシアルキレ
ン）アルコールまたはアルコキシポリ（オキシアルキレ
ン）アミンは、１価アルコールと、エチレンオキシドと
の、あるいはエチレンオキシドとプロピレンオキシドま
たはブチレンオキシドの様な他の１０個までの炭素原子
を有するエポキシドの混合物とのアルコキシル化により
形成することができる。従って、Ｒ₂ は水素であるか、
または水素と１〜８個の炭素原子を有するアルキルの混
合物である。Ｒ₂ が水素であるか、または水素と１〜３
個の炭素原子を有するアルキルの混合物であるのが特に
好ましい。重合は、プロピレンアジリジンの様なアジリ
ジンを加えてアルコキシポリ（オキシアルキレン）アミ
ンを形成することにより終結させることができる。この
化合物中に含まれる、Ｄ₂ （ＣＨ（Ｒ₂ ）ＣＨ₂ Ｏ−）
_n Ｒ₃ で表されるアルコキシポリ（オキシアルキレン）
アルコールまたはアミンの残基は、重合度がｎであるア
ルコキシポリオキシエチレンまたはアルコキシポリオキ
シエチレン／ポリオキシアルキレン共重合体であり、ｎ
は１〜１０００の整数である。ｎは好ましくは２０〜２
００の、より好ましくは４０〜７０の整数である。Ｒ₃
は１〜３０個の炭素原子を有するアルキルである。Ｒ₃
は好ましくは１〜１０個の炭素原子を有するアルキルで
ある。特に好ましい実施態様では、Ｒ₂ は水素であり、
Ｒ₃ はメチルである。

【００１３】重合体骨格は、上記の置換基が付加したど
の様な重合体でもよい。アクリル、ビニル、ウレタン、
ポリエステル、アルキド、エポキシの様な重合体および
コーティング組成物で有用であることが分かっている他
の重合体が好ましい。これらの中で、アクリル、ビニ
ル、ウレタン、およびポリエステル重合体がより好まし
い。アクリル重合体が特に好ましい。用語「重合体」に
は、オリゴマー物質も含まれる。直鎖状重合体骨格が好
ましい。一方または両方の置換基を、重合体骨格を形成
する重合反応の際に取り込むことができる。例えば、重
合体は、 からなる群から選択された少なくとも１種の官能基を有
する、顔料と相互作用する置換基を含むエチレン性不飽
和置換基モノマーおよび／または構造Ｉを有するエチレ
ン性不飽和置換基モノマーを、少なくとも１種の他のエ
チレン性不飽和モノマーと共重合させることにより形成
できる。

【００１４】上記の顔料と相互作用する基の一つを含む
好適なエチレン性不飽和置換基モノマーには、リン酸２
−メタクリロイルオキシエチル、リン酸２−アクリロイ
ルオキシエチル、リン酸２−メタクリロイルオキシプロ
ピル、メタクリル酸（ヒドロキシ）ホスフィニルメチ
ル、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、およびガンマ−メタク
リルオキシプロピルトリメトキシシランが含まれる。構
造Ｉを有する好適なエチレン性不飽和置換基モノマー
は、例えば構造Ｉを有するヒドロキシ官能性化合物を、
無水マレイン酸の様なエチレン性不飽和無水物と、ある
いはメタクリル酸イソシアナトエチルまたはメタ−イソ
プロペニル−α、α−ジメチルベンジルイソシアネート
の様なエチレン性不飽和イソシアナト化合物と反応させ
ることにより製造することができる。メタ−イソプロペ
ニル−α、α−ジメチルベンジルイソシアネートは、ア
メリカン シアナミド カンパニー、ウェイン、ニュー
ジャージーから「ＴＭＩ（メタ）不飽和脂肪族イソシア
ネート」の商品名で市販されており、アメリカン シア
ナミド カンパニーの出版物「ＴＭＩ（メタ）不飽和脂
肪族イソシアネート」、出版物番号２−８４９１／８８
に記載されている。

【００１５】置換基モノマーとの共重合体形成に使用で
きる他の好適なエチレン性不飽和モノマーには、３〜５
個の炭素原子を有するα、β−オレフィン性不飽和モノ
カルボン酸およびそれらのエステルまたはニトリルまた
はアミド、４〜６個の炭素原子を有するα、β−オレフ
ィン性不飽和ジカルボン酸およびそれらの無水物および
エステル、ビニルエステル、ビニルエーテル、ビニルケ
トン、ビニルアミド、および芳香族および複素環式化合
物のビニル化合物がある。代表的な例としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸およびクロトン酸、アクリル酸およ
びメタクリル酸のアミドおよびアミノアルキルアミド、
アクリロニトリルおよびメタクリロニトリル、アクリル
酸およびメタクリル酸のエステル、特にこれらの酸と１
〜２０個の炭素原子を有する飽和脂肪族および環状脂肪
族アルコールのエステル、例えばアクリル酸およびメタ
クリル酸メチル、エチル、プロピル、ブチル、２−エチ
ルヘキシル、イソブチル、イソプロピル、シクロヘキシ
ル、テトラヒドロフルフリル、およびイソボルニル、ア
クリル酸およびメタクリル酸ヒドロキシアルキルの様な
水酸基、イソシアナトまたは他の官能基を有するアクリ
ル酸エステルまたはメタクリル酸エステル、メタクリル
酸グリシジルの様なメタクリル酸またはアクリル酸のグ
リシジルエステル、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルアミノエチルの様なメタクリル酸またはアクリル酸の
アミノアルキルエステル、マレイン酸ジメチルエステル
およびマレイン酸モノヘキシルエステルの様な、フマル
酸、マレイン酸およびイタコン酸、およびそれらの無水
物およびエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、
ビニルエチルエーテル、およびビニルエチルケトン、ス
チレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、および
２−ビニルピロリドンがある。

【００１６】共重合体は、例えばバッチまたは半バッチ
製法による、フリーラジカル重合、カチオン重合、また
はアニオン重合の様な従来の技術を使用して製造するこ
とができる。例えば重合は、バッチ製法では、有機過酸
化物またはアゾ化合物の様なフリーラジカル源および所
望により連鎖移動剤の存在下でエチレン性不飽和モノマ
ーを塊状で、または有機溶液中で加熱することにより、
あるいは半バッチ製法では、モノマーおよび開始剤を加
熱した反応器中に調整しながら供給することにより行う
ことができる。重合反応は、例えばトルエン、キシレ
ン、酢酸エチル、アセトン、メチルイソブチルケトン、
メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルア
ミルケトン、石油スピリット、エチレンまたはプロピレ
ングリコールエーテルアセテート、その他の相容性のあ
る溶剤を使用して溶液中で行うフリーラジカル重合でよ
い。好ましい溶剤はケトンである。代表的なフリーラジ
カル源は、過酸化ジアルキル、ペルオキシエステル、ペ
ルオキシジカーボネート、過酸化ジアシル、ヒドロペル
オキシド、およびペルオキシケタールの様な有機過酸化
物、および２，２'−アゾビス（２−メチルブタンニト
リル）および１，１' −アゾビス（シクロヘキサンカル
ボニトリル）の様なアゾ化合物である。代表的な連鎖移
動剤は、オクチルメルカプタン、ｎ−またはｔｅｒｔ−
ドデシルメルカプタン、チオサリチル酸、メルカプト酢
酸、およびメルカプトエタノールの様なメルカプタン、
ハロゲン化合物、およびに二量体アルファ−メチルスチ
レンである。

【００１７】フリーラジカル重合は通常約２０℃〜約２
００℃、好ましくは９０℃〜１７０℃の温度で行う。反
応は、溶剤または溶剤混合物が還流する温度で行うのが
有利であるが、還流が反応に必要という訳ではない。開
始剤は、反応を行う温度に適合し、その反応温度におけ
る開始剤の半減期が好ましくは３０分間を超えないよう
に選択すべきである。一般的に溶剤または溶剤混合物を
反応温度に加熱し、モノマーおよび開始剤を通常２〜６
時間の間に制御しながら加える。連鎖移動剤または追加
の溶剤は、モノマーおよび開始剤と同時に添加すること
ができる。添加した後、混合物は通常反応を完了する時
間、その反応温度に保持する。所望により、転換が確実
に完了する様に、添加工程の後の段階で、あるいは添加
が完了した後、追加の開始剤を加えることもできる。ア
クリル共重合体は、重量平均分子量が好ましくは少なく
とも１０００で、より好ましくは２０００〜５０，００
０である。重量平均分子量は、ポリスチレン標準を使用
してゲル浸透クロマトグラフィーにより測定する。

【００１８】あるいは、重合体骨格は、顔料と相互作用
する基および安定化置換基に対して反応性がある官能基
を含む様に形成することができる。重合体の官能基およ
び置換基の群が一緒に反応し、重合体および置換基の間
に結合基を形成する。官能基は好ましくはイソシアネー
ト、エポキシ、酸、酸無水物、または水酸基である。官
能基はイソシアネートまたは酸無水物が好ましい。さら
に別の反応図式では、顔料と相互作用する置換基または
安定化置換基を重合体骨格の重合の際に導入し、他の基
は後で重合体官能基上に付加させることができる。

【００１９】本発明のもう一つの面では、化合物は特定
の構造(II)

【化２】 を有する。構造Ｉは、構造IIとして示される化合物中に
含まれており、Ｄ₁ 、Ｄ₂ 、Ｒ₁、Ｒ₂ 、Ｒ₃ 、ｍおよ
びｎは上記の意味を有する。Ｘは、 からなる群から選択された、顔料と相互作用する官能基
であり、Ａ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ およびＡ₄ は上記の意味を有
する。Ｒ₄ は１〜１２個の炭素原子を有する直鎖または
分枝鎖アルキレンから選択された２価の基である。Ｄ₃
は−Ｏ−、−ＮＡ₆ 、および−Ｓ−からなる群から選択
された２価の基であるか、または式 （式中、Ａ₆ 、Ａ₇ 、Ａ₈ 、およびＡ₉ はそれぞれ独立
して水素または１〜１２個の炭素原子を有するアルキル
である。）の３価の基である。Ｒ₅ は水素またはＤ₃ と
の共有結合であるが、Ｄ₃ が３価の基である場合はＲ₅
はＤ₃ との共有結合のみである。Ｒ₆ は上記の重合体骨
格である。重合体骨格上の各種類の置換基の数はｊおよ
びｋで表されるが、ｊおよびｋはそれぞれ独立して１〜
５０の整数である。構造(II)の式中で、顔料と相互作用
する置換基ＸＲ₄ Ｄ₃ は上記の末端官能基Ｘを有する。
安定化置換基は構造Ｉを含む。顔料と相互作用する置換
基は結合基−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ₅ −を経由して重合体骨
格と結合している。安定化置換基は結合基−Ｃ（＝Ｏ）
−ＮＨ−を経由して重合体骨格と結合している。

【００２０】重合体骨格は好ましくはアクリルまたはウ
レタン化合物である。重合体骨格は上記の結合基を有す
る置換基モノマーを含めて合成されるか、あるいは重合
体骨格は合成された時にその上に少なくとも２個のイソ
シアネート基または潜在的なイソシアネート基を含む。
後者は、重合体骨格中にイソシアネートまたは潜在的な
イソシアネート官能基を有するモノマーを共重合させる
ことにより、あるいはイソシアネートまたは潜在的なイ
ソシアネート官能性を有する基を重合体上に反応させる
ことにより達成される。イソシアネートまたは潜在的な
イソシアネート官能基と、顔料と相互作用する置換基ま
たは安定化置換基のイソシアネート反応性官能基との反
応により、好適な結合基が形成される。

【００２１】イソシアネートまたは潜在的イソシアネー
ト官能性ウレタン骨格の例としては、末端イソシアネー
トまたは潜在的イソシアネート官能性を有するウレタン
重合体がある。ウレタン重合体は、塊状重合または好ま
しくは溶液重合の様な公知の技術により、ポリイソシア
ネートおよび、ポリイソシアネートと反応し得る多官能
性化合物、例えばポリオール、ポリアミン、およびアミ
ノアルコールから合成できるが、使用するイソシアネー
トおよび潜在的イソシアネート基の当量の合計はポリイ
ソシアネートと反応し得る多官能性化合物の使用当量を
超える。ポリイソシアネートは例えばイソホロンジイソ
シアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ビフェ
ニル４，４' ジイソシアネート、メタ−キシレンジイソ
シアネート、トルエンジイソシアネート、３，３' −ジ
メチル−４，４' −ビフェニレンジイソシアネート、
１，４−テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘ
キサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチ
ルヘキサン−１，６−ジイソシアネート、１，３−ビス
−［２−（−（イソシアナト）プロピル］ベンゼン（ア
メリカン シアナミド、ウェイン、ＮＪからＴＭＸＤＩ
Meta Aliphatic Isocyanate として市販されているテ
トラメチルキシリルジイソシアネートとしても知られて
いる）、メチレンビス−（フェニルイソシアネート）、
１，５−ナフタレンジイソシアネート、ビス−（フマル
酸イソシアナトエチル）、メチレンビス−（４−シクロ
ヘキシルイソシアネート）、およびこれらのいずれかの
ビウレットまたはイソシアヌレートでよい。

【００２２】ポリイソシアネートと反応し得る多官能性
化合物には、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、
トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ポリ
エステルポリオール、ポリエーテルポリオール、等のジ
オール、トリオール、または官能価のより高いアルコー
ル、エチレンジアミンおよびジエチレントリアミンの様
なポリアミン、あるいはジエタノールアミンおよびエタ
ノールアミンの様なアミノアルコールがある。好ましく
は、ポリイソシアネートまたはポリイソシアネートと反
応し得る多官能性化合物は、２を超える官能価（潜在的
官能価を含む）を有する。反応物質は、ポリウレタン共
重合体が末端イソシアネート官能基を有し、重量平均分
子量が好ましくは少なくとも１０００、より好ましくは
１０００〜２０，０００になる様に配分する。重量平均
分子量は、ポリスチレン標準を使用し、ゲル浸透クロマ
トグラフィーにより測定する。

【００２３】イソシアネートまたは潜在的イソシアネー
ト官能性アクリルの例は、イソシアネートまたは潜在的
イソシアネート基を含むエチレン性不飽和モノマーの共
重合体である。これらの共重合体は、上記の方法および
エチレン性不飽和コモノマーを使用し、付加重合により
製造することができる。モノマーがイソシアネート基と
反応し得る基を含まない限り、モノマーの選択は重要で
はない。特に好ましい実施態様では、イソシアネート基
を含むエチレン性不飽和モノマーはメタ−イソプロペニ
ル−ａ，ａ−ジメチルベンジルイソシアネートである。
フリーラジカル重合は通常約２０℃〜約２００℃、好ま
しくは９０℃〜１７０℃、より好ましくは１２０℃〜１
６０℃の温度で行う。一般的に、フリーラジカル重合に
より付加重合体中に取り込むことができるメタ−イソプ
ロペニル−ａ，ａ−ジメチルベンジルイソシアネートの
量は、反応温度の上昇と共に増加する。

【００２４】イソシアネート官能性重合体骨格には、結
合基−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ₅ −を経由して付加した、顔料
と相互作用する置換基、および結合基−Ｃ（＝Ｏ）−Ｎ
Ｈ−を経由して付加した安定化置換基の両方が付加して
いる。結合基−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ₅ −を経由して付加し
た、顔料と相互作用する置換基の数は上記の式中でｊに
より表されるが、ｊは１〜５０の整数である。好ましく
はｊは１〜２０、より好ましくはｊは１〜１０である。
顔料と相互作用する置換基は、顔料の表面に重合体をし
っかり固定するのに十分な量で含む。この量は顔料粒子
の大きさおよび性質の様なファクターにより異なり、当
業者なら容易に決定することができる。結合基−Ｃ（＝
Ｏ）−ＮＨ−を経由して付加した安定化置換基の数は、
上記の式中でｋにより表されるが、ｋは１〜５０の整数
である。好ましくはｋは１〜２０であり、より好ましく
はｋは１〜１０である。存在する安定化置換基の量は、
無機顔料の分散性または処理するメタリックフレーク顔
料の分散性および耐ガス抜き性を最適化する様に選択す
る。

【００２５】本発明の顔料と相互作用するシラン置換基
は、イソシアネートと反応し得る基を有するシラン含有
物質を重合体骨格のイソシアネート基と反応させること
により形成される。イソシアネートと反応し得る基は、
水酸基、アミノ、メルカプト、またはオキシラン官能基
から選択される。上記の要件を満たす置換基の形成に有
用な、その様な物質の例は、３−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、３−（Ｎ−メチルアミノ）プロピルトリメトキシシ
ラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、お
よび（３−グリシドオキシプロピル）メチルジエトキシ
シラン、等である。好ましい化合物はアミノ官能性シラ
ン、特に３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−
アミノプロピルトリエトキシシラン、および３−（Ｎ−
メチルアミノ）プロピルトリメトキシシランである。本
発明の化合物の製造に使用できるシラン含有物質は、た
とえばヒュルス アメリカ、Ｉｎｃ．、ピスカタウェ
イ、ＮＪから、あるいはダウコーニング コーポレーシ
ョン、ミドランド、ＭＩから、あるいはユニオン カー
バイド コーポレーション、ダンベリー、ＣＴから市販
されている。

【００２６】シラン含有物質上のイソシアネートと反応
し得る基が重合体骨格上のイソシアネートまたは潜在的
イソシアネート基と反応すると、そのイソシアネートと
反応し得る基は反応により基Ｄ₃ に変換され、イソシア
ネートまたは潜在的イソシアネート基は結合基−Ｃ（＝
Ｏ）−ＮＲ₅ −に変換される。イソシアネートと反応し
得る水酸基は基Ｄ₃ として−Ｏ−を形成し、結合基とし
て−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−を形成する。イソシアネートと
反応し得るアミノ基はＤ₃ として−ＮＡ₆ −を形成し、
結合基として−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−を形成する。イソシ
アネートと反応し得るメルカプト基は基Ｄ₃ として−Ｓ
−を形成し、結合基として−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−を形成
する。イソシアネートと反応し得るオキシラン基は基Ｄ
₃ として を形成し、結合基として を形成し、これら２つの基が一緒になって部分

【化３】 を形成する。

【００２７】顔料と相互作用するリン含有基は、水酸
基、および重合体骨格上のイソシアネートまたは潜在的
イソシアネート官能基と反応し得る少なくとも１種の他
の基を含む物質と反応することにより重合体骨格に付加
される。これらの基を含む物質は、１〜１２個の炭素原
子を有する直鎖または分枝鎖化合物である。イソシアネ
ートまたは潜在的イソシアネート官能基と反応し得る基
は水酸基、アミノ基またはメルカプト基であり、これら
の基は反応によりそれぞれ−Ｏ−、ＮＡ₆ −、および−
Ｓ−の基Ｄ₃ を形成する。有用な物質の例としては、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ブチレング
リコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエ
タン、トリメチロールプロパン、１，６−ヘキサンジオ
ール、およびペンタエリトリトールの様なジオール、ト
リオール、および官能性のより高いポリオール、メルカ
プトエタノール、メルカプトプロパノール、メルカプト
ブタノール、メルカプトフェノール、または３−メルカ
プト−１，２−プロパンジオールの様なメルカプトアル
コール、およびジエタノールアミン、メチルエタノール
アミン、および６−アミノ−１−ヘキサノールの様なア
ミノアルコールがある。好ましくは、イソシアネートと
の反応にはアミノ基または水酸基を選択する。アミノア
ルコールが特に効果的である。

【００２８】アミノアルコールは最初に重合体骨格上の
イソシアネート官能基と反応させる。アミノ基は、水酸
基よりも、イソシアネートに対して反応性が高い。この
反応性の違いにより、重合体骨格間の架橋が最少に抑え
られる。アミノ基とイソシアネート基の反応は、これら
２つを室温で５分間攪拌するなどの、穏やかな条件下で
達成される。残りのアルコール基は、ポリリン酸、リン
酸、亜リン酸、または五酸化リン、あるいは１〜１０個
の炭素原子を有するアルキル、１〜１０個の炭素原子を
有するアルコキシ、２〜１０個の炭素原子を有するアル
コキシアルコキシ、２〜１０個の炭素原子を有するアル
カノイルオキシ、またはハロゲンで一置換したリン原子
を有する類似体との反応の様な様々な反応機構により所
望のリン酸エステルに変換できる。好ましい一方法は、
約２５℃〜約２００℃の温度でポリリン酸の付加であ
る。五塩化リンまたはオキシ塩化リンの様な物質を使用
する、他の良く知られた方法もある。安定化置換基は構
造Ｉを有し、ポリエステルまたはポリアミド残基（Ｄ₁
がそれぞれ−Ｏ−または−ＮＡ₅ −である）およびアル
コキシポリ（オキシアルキレン）アルコールまたはアル
コキシポリ（オキシアルキレン）アミン残基（Ｄ₂ がそ
れぞれ−Ｏ−または−ＮＡ₅ −である）の両方を有す
る。安定化置換基は結合基−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−を通し
て重合体骨格に結合している。結合基は、イソシアネー
ト基とポリエステル水酸基またはポリアミドアミノ基の
反応により形成される。

【００２９】顔料と相互作用する置換基および安定化置
換基が反応して重合体骨格上に導入される順序は重要で
はなく、一般的に、２種類の置換基が同時に、あるいは
順次付加するかは、選択した特定の官能基により異な
る。ブロックドイソシアネート基の様な潜在的イソシア
ネート基の場合は、イソシアネート官能基が発生し得る
条件が必要である。顔料と相互作用する置換基および安
定化置換基を形成し、それらを重合体骨格上に付加させ
る反応は、溶剤なしに、または溶液中で行うことができ
る。粘度が高すぎて十分な混合ができない場合は、不活
性溶剤を加えるのが好ましい。水酸基および他の活性水
素を含む溶剤は好ましくない。効果的な溶剤には、芳香
族および脂肪族炭化水素、エステル、エーテル、および
ケトンがある。トルエン、キシレン、酢酸エチル、アセ
トン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、
メチルプロピルケトン、メチルアミルケトン、石油スピ
リット、エチレンまたはプロピレングリコールエーテル
アセテート、および他の相容性のある溶剤が有用であ
る。

【００３０】好ましい実施態様では、水性コーティング
組成物、特に水系ベースコート組成物に使用する非メタ
リック顔料を分散させる、または金属粒子の表面を変性
するために本発明の化合物を使用する。分散剤を無機顔
料と共に使用する場合、通常は顔料と相互作用する置換
基がシランである分散剤、または顔料と相互作用する置
換基がリン含有官能基である分散剤のどちらか一方だけ
を、好ましくは後者を使用する。分散剤をメタリックフ
レーク顔料と共に使用する場合、分散剤は、無機顔料の
場合と同様にやはり１種類だけを使用することができ
る。しかし、ここでは、シラン官能基を有する分散剤お
よびリン含有分散剤を一緒に使用するのが特に有利であ
る。コーティングに一般的に使用されている無機の、非
メタリック顔料は、化学組成が大きく異なっており、特
定の化学組成に関しても、結晶構造、不純物の種類およ
び量、その他に応じて変動することがある。コーティン
グ組成物に添加する前に、顔料はまず分散させ、この分
野で良く知られた方法を使用してより小さな粒子径に粉
砕しなければならない場合が多い。

【００３１】マイカフレーク顔料の様なフレーク顔料
は、そのフレーク顔料を分散剤と共に溶剤中、好ましく
は室温で、５分〜２時間、単に攪拌することにより分散
させることができる。好ましくは、溶剤は水、または水
と相容性がある溶剤である。溶剤はたとえばグリコール
エーテル、グリコールエーテルアセテート、エステル、
水、またはそれらの組合わせでよい。分散液がその製造
中に十分に混合される様に十分な溶剤を使用する。好ま
しい実施態様では、分散剤化合物上の顔料と相互作用す
る置換基はリン含有置換基である。フレーク顔料は、顔
料対結合剤の比を１００までにして、すなわち分散液中
のフレーク顔料の重量を、使用する分散剤化合物の重量
の１００倍までにして分散させることができる。フレー
ク顔料ではない無機顔料を使用する場合、通常、顔料を
分散剤化合物の存在下で粉砕する必要がある。粉砕は、
この分野で公知の方法および装置を使用して行うことが
できる。基本的な説明は、ここに参考として含めるコー
ティング技術に関する連合シリーズ、１６単元：分散と
粉砕（塗料技術組合連合、Ｐｈｉｌ．ＰＡ、１９７０出
版）に記載されている。

【００３２】好ましくは、粉砕すべき顔料、分散剤およ
び溶剤を一緒に攪拌してプレミックスをまず製造する。
好ましくは、溶剤は水または水と相容性のある溶剤であ
る。溶剤はたとえばグリコールエーテル、グリコールエ
ーテルアセテート、エステル、水、またはそれらの組合
わせでよい。溶剤は好ましくは水およびグリコールエー
テルまたはグリコールエーテルアセテートの混合物であ
る。特に好ましい混合物は５０〜９８％が水で、残りが
グリコールエーテルである。作業可能な粘度を有する最
終的なペーストを製造するのに十分な溶剤を使用する。
好適な量は、粉砕すべき顔料の種類により異なり、当業
者なら容易に決定することができる。指針として、表面
積のより高い顔料には、より多くの溶剤を使用する必要
がある。高表面積顔料の顔料ペーストの固体含有量は１
０〜２５％であるのに耐し、低表面積顔料は固体含有量
が６０％以上のペーストに製造することができる。無機
顔料の顔料ペーストを製造する際に使用する顔料対結合
剤比率も顔料により異なるが、当業者なら容易に決定で
きる。たとえば、配合の顔料対結合剤比率が高すぎる
と、粉砕工程の際に作業不可能な粘度が生じる。高表面
積の顔料は、顔料３重量部あたり、少なくとも１重量部
の分散剤化合物を必要とする（顔料対結合剤比率＝
３）。低表面積の顔料では、顔料５０〜１００重量部あ
たり、１重量部の分散剤化合物だけで済む（顔料対結合
剤比率＝５０〜１００）。好ましくは分散剤化合物上の
顔料と相互作用する置換基はリン含有置換基である。プ
レミックスを製造した後、それを粉砕して顔料を所望の
粒子径にする。粉砕は、水平ミル、ローラーミル、ボー
ルまたはペブルミル、サンドミル、またはアトライター
の様な粉砕ミル中に顔料を導入して行う。アイガー マ
シーナリー、Ｉｎｃ．、ベンセンビル、Ｉｌｌ．製の様
な水平ミルが本発明の顔料ペーストを製造するのに非常
に効果的である。粉砕ミル中で、所望の粒子径が得られ
るまで粉砕を続行する。

【００３３】本発明の化合物は、金属粒子の表面変性に
も使用できる。金属粒子はアルミニウム、ゴールドブロ
ンズ（銅−亜鉛合金）、銅、ニッケル、黄銅、マグネシ
ウム、亜鉛、およびこれらの合金でよい。好ましくは、
金属粒子はアルミニウム、ゴールドブロンズ、黄銅およ
び亜鉛である。アルミニウムが特に好ましい。本発明に
使用するアルミニウム粒子は、一般的に表面積が約０．
０５〜約１５m² /gである。本発明にとり特に好ましい
アルミニウムは、アルミニウムのフレーク、粉末および
顆粒である。アルミニウムフレーク顔料が水系ベースコ
ート組成物に特に好ましい。好ましい態様では、アルミ
ニウムの表面積約２〜約１４．５ m² /gである。アルミ
ニウムフレーク顔料の平均粒子径は、好ましくは１〜７
０ミクロン、より好ましくは５〜５０ミクロンである。

【００３４】本発明で使用するアルミニウムフレーク顔
料の様な金属粒子、およびその製造方法は、この分野で
は良く知られている。アルミニウムフレーク顔料ペース
トは、シルバーライン、タマグア、ＰＡ、アルミニウム
カンパニー オブ アメリカ、ピッツバーグ、ＰＡ、
オブロン アトランティック コーポレーション、ペイ
ンスビル、ＯＨ、レイノルズ メタルス カンパニー、
リッチモンド、ＶＡ、および東洋アルミニウムＫＫ、東
区、大阪、日本などの会社から様々なグレード、種類、
および粒子径で市販されている。自動車用ベースコート
の様な特定の水性塗料用途には、シルバーライン製のSp
arkle Silver５２４５ＡＲアルミニウムペーストあるい
はオブロン製の８１６０ＡＲアルミニウムペーストの様
なノンリーフィング アルミニウムフレーク顔料が使用
されている。

【００３５】本発明の化合物は、メタリックフレーク顔
料ペーストの製造中に、あるいはその後に加えることが
できる。本発明の化合物は、メタリックフレーク顔料の
重量に対して１％〜２０％、好ましくは４％〜１５％、
より好ましくは５％〜１０％の量で、メタリックフレー
ク顔料の表面変性に有効である。メタリックフレーク顔
料の処理に本発明の２つの実施態様、すなわちＸが である化合物およびＸが であるもう一つの化合物を組み合わせて使用するのが特
に有利である。２つの実施態様を組み合わせて使用する
効果は、金属表面との相互作用の態様が異なるために有
利であると考えられる。上記の２つの実施態様を一緒に
使用する場合、それぞれをだいたい等モル量で使用する
のが好ましい。シラン含有化合物およびリン含有化合物
は、メタリックフレーク顔料の重量に対して各０．５％
〜１０％の量で使用できるが、それぞれ２．５％〜５％
のシラン含有化合物およびリン含有化合物（メタリック
フレーク顔料の重量に対して）がメタリックフレーク顔
料の処理に特に効果的であることが分かっている。

【００３６】本発明の化合物でメタリックフレーク顔料
を処理する時、場合により、トリス（ｐ−イソシアナト
−フェニル）チオフォスフェートを含むのが特に有効で
ある。トリス（ｐ−イソシアナト−フェニル）チオフォ
スフェートの使用は、米国特許第５，１５６，６７７号
に記載されている。本発明の化合物をメタリックフレー
ク顔料に加える場合、溶剤を使用して処理し易くするこ
とができる。溶剤は水と相容性があるのが好ましい。溶
剤は、たとえばグリコールエーテル、グリコールエーテ
ルアセテート、エステルまたはそれらの組合わせでよ
い。メタリックフレーク顔料に対して攻撃性の少ない溶
剤を使用するのが特に有利である。この場合、グリコー
ルエーテルまたはグリコールエーテルアセテート、特に
プロピレングリコールメチルエーテルアセテートが好ま
しい。場合によっては、溶剤または溶剤混合物に少量の
水を加えるのが効果的である。分散した無機顔料および
表面変性したメタリックフレーク顔料は水性組成物に有
用である。顔料は、１種類以上のフィルム形成樹脂およ
び水と組み合わせて水性塗料組成物を形成することがで
きる。この分野で、その様な組成物に有効であることが
良く知られている他の成分、たとえば架橋剤および他の
樹脂、可塑剤、組成物を安定化および塗布し易くするた
めの追加の共溶剤、レオロジー調整剤、他の顔料、ＵＶ
光安定剤、酸化防止剤、触媒、殺菌剤、その他を含むこ
ともできる。

【００３７】好適なフィルム形成樹脂は、水分散性また
は水溶性のイオン系または非イオン系樹脂である。トッ
プコート用途には陰イオン系または非イオン系樹脂が好
ましい。樹脂は、アクリル、ビニル、ポリウレタン、ポ
リエステル、アルキド、エポキシ、または他の、フィル
ムに有効であることが分かっている重合体でよい。トッ
プコート用の水分散性重合体の例は、ここに参考として
含める米国特許第４，７６４，１４７号、第４，７９
１，１６８号、および４，５１８，７２４号に記載され
ている。その様な系は一般的に、フィルム形成樹脂上に
ある架橋のための官能性に応じて、アミノプラスト樹
脂、ポリアミン、ブロックドポリイソシアネート、等も
含む。たとえば、ヒドロキシル官能性アクリルまたはポ
リウレタン樹脂は、アミノプラスト樹脂を使用して硬化
させることができる。この目的には、メラミン−ホルム
アルデヒド樹脂が特に好ましい。この種のメラミン−ホ
ルムアルデヒド樹脂は、たとえばモンサント社、Ｓｔ．
ルイス、ミズリー、およびアメリカン シアナミド、ウ
エイン、ニュージャージーから市販されている。特にフ
ィルム形成樹脂が陰イオン安定化されている場合、重合
体型メラミンを使用することができる。その様な重合体
型メラミンは強酸触媒を必要としない。フィルム形成樹
脂が非イオン的に安定化されている場合、重合体メラミ
ンまたは単量体メラミンを、スルホンまたはブロックド
スルホンの様な強酸触媒と共に使用することができる。

【００３８】フィルム形成樹脂または架橋剤は、硬化工
程の際に本発明の化合物上にある反応性基と反応し得る
官能基を含むことができる。したがって、硬化の際に形
成される重合体網目構造は、重合体網目構造に共有結合
した本化合物の残基を含むことになる。化合物の、硬化
工程で反応する能力は、メタリックフレーク顔料の表面
変性または無機顔料の分散におけるその機能とは無関係
である。組成物を安定化および塗布し易くするために、
共溶剤を加えることができる。より好ましい溶剤は、酢
酸ブチル、酢酸ヘキシル、および酢酸オクチルの様な酢
酸エステル、プロピレングリコールモノメチルエーテル
およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ートの様なグリコールエーテルおよびグリコールエーテ
ルアセテート、メチルプロピルケトン、メチルイソブチ
ルケトン、およびメチルヘキシルケトンの様なケトンで
ある。グリコールエーテルおよびグリコールエーテルア
セテートが特に好ましい。

【００３９】本発明により分散した無機顔料は、一般的
に反応体の総固体重量に対して１％〜２００％の量で使
用する。ここで使用する用語「反応体」は、コーティン
グの硬化の際に反応し、形成される重合体網目構造中に
取り込まれる、架橋剤、その他のすべての物質を含むフ
ィルム形成樹脂を含む。本発明により表面変性したメタ
リックフレーク顔料は、一般的に反応体の総固体重量に
対して１％〜３０％の量で使用する。他の顔料（たとえ
ば有機顔料）を使用する場合、この分野で公知の方法に
より、粉砕樹脂または顔料分散剤を使用することにより
製造したペーストまたは分散液として配合し、反応体の
総固体重量に対して１％〜２００％の量で使用するのが
好ましい。少量のレオロジー調整剤、たとえば会合増粘
剤、乾式シリカ、ヘクトライトクレー、ベントナイトク
レー、または酢酸酪酸セルロースの様なセルロース性物
質を含むのが好ましい場合がある。その様な物質は通常
反応体の総固体重量に対して１０％未満の量で使用す
る。レオロジー調整剤は、塗布および硬化工程中の、組
成物の流動性およびレベリング性を調整するのに使用さ
れる。レオロジー調整剤は、コーティングのメタリック
外観を調整するのにも効果的である。その様な物質は、
顔料フレーク表面をコーティング表面と平行に整列させ
て固定し、正面から見た時の明るさを最大限にし、斜め
に見た時の暗さを最大限にするのに役立つ。

【００４０】製造したコーティング組成物は、通常の方
法、たとえばスプレー、刷毛塗り、浸漬または流し塗り
のいずれかで基材に塗布する。好ましい塗布方法は、ス
プレーまたは静電スプレーである。これらの方法は、特
に自動車用コーティングの塗布に広く使用されている。
たとえば、コーティングは、モデル６２サイホンスプレ
ーガン（ビンクス マニュファクチュアリング コーポ
レーション、フランクリンパーク、Ｉｌｌ．から市販）
を使用し、噴霧空気圧５０〜８０ psiで塗布することが
できる。本発明のコーティング組成物を塗布すべき基材
は、たとえば金属、セラミック、プラスチック、ガラ
ス、紙、または木でよい。また、基材はこのコーティン
グ組成物または他のコーティング組成物で予め塗装した
上記の材料のいずれでもよい。本発明のコーティング組
成物は、自動車用途の、予め被覆した鋼またはプラスチ
ック基材上に特に有用であることが分かった。これらの
組成物は、プライマー処理した自動車用基材上にトップ
コート組成物として、あるいはクリアコート組成物で上
塗りするベースコート組成物として特に好適である。

【００４１】コーティング組成物を基材に塗布した後、
好ましくは反応体が不溶性の重合体網目構造を形成する
のに十分な温度で、十分な時間加熱することにより、コ
ーティングを硬化させる。硬化温度は通常１１５℃〜１
８０℃であり、硬化時間は通常１５〜６０分間である。
好ましくはコーティングは１２０〜１５０℃で、２０〜
３０分間硬化させる。硬化したコーティングの厚さは１
〜１５０ミクロンでよいが、自動車用のトップコートま
たはベースコートとして使用する場合は、コーティング
の厚さは一般的に１０〜７０ミクロンである。本発明の
好ましい実施態様では、本発明のコーティング組成物は
ベースコートとして使用し、この分野で一般的にクリア
コートとして知られる透明なトップコート層で上塗りす
る。ベースコートはクリアコートを塗布する前に硬化さ
せてもよいし、ベースコート上にクリアコートをウエッ
ト−オン−ウエット塗布することもできる。用語「ウエ
ット−オン−ウエット」とは、ベースコートを塗布した
後、それを短時間乾燥させてベースコート中に含まれる
水および他の溶剤の大部分を除去するが、クリアコート
組成物を塗布するまでは硬化させない方式を意味する。
クリアコート組成物を塗布した後、それを短時間乾燥さ
せ、次いでベースコートおよびクリアコートを一緒に硬
化させる。クリアコートは、本発明のコーティング組成
物でも、あるいはこの分野でクリアコートとして使用さ
れている他の組成物でも良い。クリアコートは、ベース
コートで使用する硬化機構を必ずしも使用しなくてもよ
いが、使用する硬化機構同士は相互に妨害してはならな
い。

【００４２】ベースコートは１層に、または間に短い時
間をおいて溶剤または水を蒸発させ（「短時間乾燥」時
間と呼ぶ）て２層に塗布することができる。塗布後、１
２０°Ｆのオーブン中の様なやや高い温度で、５〜２０
分間ベースコートをさらに乾燥させてから、クリアコー
ト組成物を塗布することができる。クリアコート組成物
は好ましくはスプレーにより１層に、または好ましくは
層間に短時間乾燥させて２層に塗布する。クリアコート
組成物は常温または加熱条件下で、１〜２０分間短時間
乾燥させる。次いで未硬化のコーティングを、上記の熱
硬化方法により硬化させる。その結果、優れた外観およ
び物理特性が得られる。以下に実施例により本発明をさ
らに説明する。

【００４３】実施例１〜５ シランおよびリン酸エステ
ル官能性化合物の製造実施例１ リン酸エステル官能性化合物の製造 工程Ａ． 重合体骨格の合成 反応器にメチルアミルケトン２１５．０グラムを入れ、
攪拌しながら還流加熱（１５１℃）した。次いで、ＴＭ
Ｉ（アメリカン シアナミド カンパニー、ウェイン、
ニュージャージー）３０１．９グラム、スチレン５２．
１グラム、メタクリル酸ブチル２１３．３グラム、アク
リル酸ブチル１９２．３グラム、および過酢酸ｔ−ブチ
ル（芳香族溶剤中５０重量％溶液）７６．０グラムの混
合物を、反応器の内容物を還流に維持しながら、約３時
間かけて加えた。加え終わった時点における還流温度は
１５４℃であり、その還流をさらに３０分間維持した。
メチルアミルケトン５７．３グラムおよび過酢酸ｔ−ブ
チル（芳香族溶剤中５０重量％溶液）３８．０グラムの
混合物を２５分間かけて加えた。加え終わった後、反応
を１時間半還流に維持した。生成物は固体含有量が６
９．９％で、測定したイソシアネート含有量は１．２３
ミリ当量／グラム(meq/g) であった。 工程Ｂ． ポリエステル／ポリエーテル置換基の合成 反応器にＭＰＥＧ２０００（メトキシポリエチレングリ
コール、分子量２０００、ＢＡＳＦコーポレーション、
ワイアンドッテ、ＭＩから入手）２６０．８グラム、ｅ
−カプロラクトン５２１．６グラム、およびリン酸１．
７グラムを入れた。混合物を１３９〜２００℃に約４時
間保持した。保持時間の最後に測定した不揮発成分は９
９．７％であった。 工程Ｃ． リン酸エステル官能性化合物の合成 反応器に工程Ａから得た重合体骨格６１８．０グラムお
よび工程Ｂから得たポリエステル／ポリエーテル置換基
４３２．０グラムを入れた。理論的な初期イソシアネー
ト含有量は０．７２ meq/gであった。測定したシアネー
ト含有量が０．５６ meq/gになるまでフラスコの内容物
を還流（１７２〜１７５℃）に維持した。次いで反応混
合物を１０１℃に冷却し、エタノールアミン３５．９グ
ラムを加えた。発熱反応により、温度が１１４℃に増加
した。５分後、反応混合物を４０℃に冷却し、ポリリン
酸３７．９グラムおよびトルエン３７２．４グラムを加
えた。反応器の内容物を還流（１２５℃）まで加熱し、
還流に３５分間保持した。測定した不揮発成分は６２．
５％であった。

【００４４】実施例２ リン酸エステル官能性化合物の
製造 工程Ａ． 重合体骨格合成 反応器にメチルアミルケトン２１５．０グラムを入れ、
攪拌しながら還流加熱（１５０℃）した。次いで、ＴＭ
Ｉ（アメリカン シアナミド カンパニー、ウェイン、
ニュージャージー）３０１．９グラム、スチレン５２．
１グラム、メタクリル酸ブチル２１３．３グラム、アク
リル酸ブチル１９２．３グラム、および過酢酸ｔ−ブチ
ル（芳香族溶剤中５０重量％溶液）７６．０グラムの混
合物を、反応器の内容物を還流に維持しながら、約３時
間かけて加えた。加え終わった時点における還流温度は
１５１℃であり、その還流をさらに３０分間維持した。
メチルアミルケトン５７．３グラムおよび過酢酸ｔ−ブ
チル（芳香族溶剤中５０重量％溶液）３８．０グラムの
混合物を２０分間かけて加えた。加え終わった後、反応
を１時間半還流に維持した。生成物は固体含有量が６
９．８％で、測定したイソシアネート含有量は１．２２
ミリ当量／グラム(meq/g) であった。 工程Ｂ． ヒドロキシ官能性化合物の合成 反応器に工程Ａから得た重合体骨格３０３．７グラムお
よびＭＰＥＧ２０００（分子量２０００、ＢＡＳＦコー
ポレーション、ワイアンドッテ、ＭＩから入手）７０．
７グラムを入れた。理論的な初期イソシアネート含有量
は０．８８ meq/gであった。フラスコの内容物を１３９
℃に加熱した後、ジブチルスズジラウレート溶液（メチ
ルプロピルケトン中１体積％）２．１グラムを加えた。
反応混合物をさらに１６５℃で３０分間加熱し、次いで
５１℃に冷却した。測定したイソシアネート含有量は
０．７２ meq/gであった。エタノールアミン１６．５グ
ラムを加えたところ、発熱反応により、温度が７３℃に
増加した。混合物をさらに２０分間攪拌した。測定した
不揮発成分は７５．９％であった。理論的なヒドロキシ
ル含有量は０．６８５ meq/gであった。 工程Ｃ． ホスフェート官能性化合物の合成 反応器に工程Ｂから得た化合物１８３．０グラム、ポリ
リン酸８．１グラムおよびトルエン５３．９グラムを加
えた。混合物を１２４℃まで加熱し、次いで温度を１２
８℃に増加してさらに１時間加熱した。測定した不揮発
成分は６０．３％であった。

【００４５】実施例３ シラン官能性化合物の製造 工程Ａ． 重合体骨格合成 重合体骨格は実施例２、工程Ａにしたがって製造した。 工程Ｂ． シラン官能性化合物の合成 反応器に工程Ａから得た重合体骨格１４５．４グラムお
よびＭＰＥＧ２０００（分子量２０００、ＢＡＳＦコー
ポレーション、ワイアンドッテ、ＭＩから入手）３３．
７グラムを入れた。理論的な初期イソシアネート含有量
は０．８９ meq/gであった。フラスコの内容物を１５７
℃に加熱した後、ジブチルスズジラウレート溶液（メチ
ルプロピルケトン中１体積％）１．０グラムを加えた。
反応混合物をさらに１６９℃で３０分間加熱し、次いで
５５℃に冷却した。測定したイソシアネート含有量は
０．７２ meq/gであった。アミノプロピルトリメトキシ
シラン２．８６グラムを加え、５分間攪拌し、続いてエ
タノールアミン７．１グラムを加え、さらに１０分間攪
拌した。測定した不揮発成分は７６．１％であった。

【００４５】実施例４ ホスフェート官能性化合物の製
造 工程Ａ． 重合体骨格の合成 反応器にメチルアミルケトン２１９．６グラムを入れ、
攪拌しながら還流加熱（１５２℃）した。次いで、ＴＭ
Ｉ（アメリカン シアナミド カンパニー、ウェイン、
ニュージャージー）３０１．９グラム、メタクリル酸ブ
チル２４８．９グラム、アクリル酸ブチル２２４．３グ
ラム、および過酢酸ｔ−ブチル（芳香族溶剤中５０重量
％溶液）７７．５グラムの混合物を、反応器の内容物を
還流に維持しながら、約３時間かけて加えた。加え終わ
った時点における還流温度は１５１℃であり、その還流
をさらに４５分間維持した。メチルアミルケトン５８．
４グラムおよび過酢酸ｔ−ブチル（芳香族溶剤中５０重
量％溶液）３８．８グラムの混合物を２５分間かけて加
えた。加え終わった後、反応を１時間半還流に維持し
た。生成物は固体含有量が６９．４％であった。 工程Ｂ． ヒドロキシ官能性化合物の合成 反応器に工程Ａから得た重合体骨格７５９．９グラムお
よびＭＰＥＧ２０００（分子量２０００、ＢＡＳＦコー
ポレーション、ワイアンドッテ、ＭＩから入手）２２
８．０グラムを入れた。理論的な初期イソシアネート含
有量は０．８８７meq/gであった。フラスコの内容物を
１１３℃に加熱した後、ジブチルスズジラウレート溶液
（メチルプロピルケトン中１体積％）５．３２グラムを
加えた。反応混合物をさらに１５９℃で４５分間加熱
し、次いで５１℃に冷却した。測定したイソシアネート
含有量は０．７００ meq/gであった。エタノールアミン
４２．５グラムを加えたところ、発熱反応により、温度
が７８℃に増加した。混合物をさらに１５分間攪拌し
た。理論的不揮発成分は７７．５％であった。理論的な
ヒドロキシル含有量は０．６７１ meq/gであった。 工程Ｃ． ホスフェート官能性化合物の合成 反応器に工程Ｂから得た化合物７２５．０グラム、８５
％リン酸２２．９グラムおよびトルエン９５．７グラム
を入れた。混合物を還流（１２２℃）まで加熱し、次い
で還流にさらに４時間維持し、生じた副生成物の水を除
去した。温度は１３１℃に増加した。不揮発成分は６
２．５％であった。

【００４５】実施例５ シラン官能性化合物の製造 工程Ａ． シラン官能性重合体の合成 反応器にキシレン１０８．７グラムを入れ、攪拌しなが
ら還流加熱（１３７℃）した。次いで、ＴＭＩ（アメリ
カン シアナミド カンパニー、ウェイン、ニュージャ
ージー）１３５．９グラム、メタクリル酸ブチル１０
６．７グラム、アクリル酸ブチル９６．１グラム、スチ
レン２６．０グラム、ガンマ−メタクリルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン１８．６グラム、および過酢酸ｔ
−ブチル（芳香族溶剤中５０重量％溶液）３８．３グラ
ムの混合物を、反応器の内容物を還流に維持しながら、
約３時間かけて加えた。加え終わった時点における還流
温度は１５２℃であり、その還流をさらに３０分間維持
した。キシレン２６．９グラムおよび過酢酸ｔ−ブチル
（芳香族溶剤中５０重量％溶液）１９．７グラムの混合
物を３０分間かけて加えた。加え終わった後、反応を１
時間半還流に維持した。生成物の固体含有量は６９．４
％で、イソシアネート含有量は１．１１８meq/g であっ
た。 工程Ｂ． ポリエステル／ポリエーテル置換基の合成 反応器にＭＰＥＧ２０００（分子量２０００、ＢＡＳＦ
コーポレーション、ワイアンドッテ、ＭＩから入手）４
００．１グラム、ｅ−カプロラクトン７７９．６グラ
ム、およびリン酸０．２グラムを入れた。混合物を１４
０℃に約１２時間保持した。 工程Ｃ． シラン官能性分散剤化合物の合成 反応器に工程Ａから得た重合体１５１．７グラムおよび
工程Ｂから得たポリエステル／ポリエーテル１５１．４
グラムを入れた。理論的な初期イソシアネート含有量は
０．５６０ meq/gであった。フラスコの内容物を１１６
℃に加熱した後、ジブチルスズジラウレート溶液（メチ
ルプロピルケトン中１体積％）１．０６グラムを加え
た。反応混合物を約１２０℃に１時間半保持し、次いで
７５℃に冷却した。測定したイソシアネート含有量は
０．４２５meq/g であった。エタノールアミン７．９グ
ラムを加えたところ、発熱反応により、温度が８７℃に
増加した。トルエン６１．６グラムを加えた。不揮発成
分は６８．９％であった。

【００４６】実施例６〜１０ 顔料分散液の製造実施例６ 赤色酸化鉄分散液の製造 赤色酸化鉄（ファイザー ピグメンツ Ｉｎｃ．、ニュ
ーヨーク、ＮＹから入手）１８７．５グラム、実施例１
の分散剤化合物２０．０グラム、脱イオン水２７０．０
グラム、および２−ブトキシエタノール２２．５グラム
からなる混合物からプレミックスを製造した。この混合
物を高速で３０分間攪拌した。このプレミックスをアイ
ガー ミニ ２５０ミル（アイガー マシーナリー、Ｉ
ｎｃ．、ベンセンビル、Ｉｌｌ．）に入れ、３０００ r
pmで６０分間粉砕した。このミルに実施例１の分散剤化
合物１０．０グラム、脱イオン水７４．７グラム、２−
ブトキシエタノール４．６グラムを加えた。このペース
トをミル中でさらに３０分間粉砕した。粒子径は６ミク
ロン未満になった。

【００４７】実施例７ 二酸化チタン分散液の製造 二酸化チタン（「ＴＩ−ピュア」、デュポン、ウィルミ
ントン、ＤＥから入手）２５０．０グラム、実施例２の
分散剤化合物１６．７グラム、脱イオン水２３４．０グ
ラム、および２−ブトキシエタノール１９．３グラムか
らなる混合物からプレミックスを製造した。この混合物
を高速で１５分間攪拌した。次いでこのプレミックスを
アイガー ミル中で実施例６と同様に１５分間粉砕し
た。粒子径は６ミクロン未満になった。

【００４８】実施例８ 赤色酸化鉄分散液の製造 実施例２の分散剤化合物１２．８グラム、脱イオン水２
７０．０グラム、および２−ブトキシエタノール２４．
９グラムを一緒に１５分間攪拌し、次いで赤色酸化鉄
（ファイザー ピグメンツ Ｉｎｃ．、ニューヨーク、
ＮＹから入手）１９２．３グラムを加えてプレミックス
を製造した。次いでこのプレミックスをアイガー ミル
中で実施例６と同様に６０分間粉砕した。粒子径は６ミ
クロン未満になった。

【００４９】実施例９ 透明赤色酸化鉄分散液の製造 実施例２の分散剤化合物２７．８グラム、脱イオン水２
７０．０グラム、および２−ブトキシエタノール１８．
９グラムを一緒に３０分間攪拌してプレミックスを製造
した。次いで透明赤色酸化鉄（Ｌ２７１５、ＢＡＳＦコ
ーポレーションから入手）８３．３グラムを加え、この
混合物をさらに３０分間攪拌した。次いでこのプレミッ
クスをアイガー ミル中で実施例６と同様に４時間粉砕
した。粒子径は６ミクロン未満になった。

【００５０】実施例１０ 二酸化チタン分散液の製造 実施例３の分散剤化合物１６．４グラムを２−ブトキシ
エタノール２６．１グラムに溶解させ、次いで脱イオン
水２７０．０グラム中に混合し、最後に二酸化チタン
（「ＴＩ−ピュア」、デュポン、ウィルミントン、ＤＥ
から入手）１８７．５グラムを加えてプレミックスを製
造した。この混合物を高速で１５分間攪拌した。次いで
このプレミックスをアイガー ミル中で実施例６と同様
に４５分間粉砕した。粒子径は６ミクロン未満になっ
た。

【００５１】実施例１１ 赤色酸化鉄分散液の製造 実施例４の分散剤化合物１１．４グラム、脱イオン水２
０７．５グラム、および２−ブトキシエタノール１８．
２グラムを一緒に攪拌し、次いで赤色酸化鉄（ファイザ
ー ピグメンツ Ｉｎｃ．、ニューヨーク、ＮＹから入
手）１４２．９グラムを加え、この混合物を３０分間攪
拌してプレミックスを製造した。次いでこのプレミック
スを１０００mlアトライター中で２３００グラムの鋼球
で３０分間粉砕した。粒子径は６ミクロン未満になっ
た。

【００５２】実施例１２〜１５ シランおよびリン酸エ
ステル官能性化合物の製造実施例１２ シラン官能性化合物の製造 工程Ａ． 重合体骨格の合成 熱電対、滴下漏斗、および除湿管付きのフリードリッヒ
冷却器を備えた反応器にメチルプロピルケトン２８３．
３グラムを入れ、攪拌しながら還流加熱（１０２℃）し
た。次いで、ＴＭＩ（アメリカン シアナミド カンパ
ニー、ウェイン、ニュージャージー）２４１．５グラ
ム、スチレン３１２．５グラム、メタクリル酸ブチル２
５６．０グラム、およびLupersol５７５−Ｍ７５（エル
フ アトヒェム ノース アメリカ、Ｉｎｃ．、フィラ
デルフィア、ＰＡ）４０．５グラムの混合物を、反応器
の内容物を還流に維持しながら、約３時間かけて加え
た。加え終わった時点における還流温度は１０６℃であ
り、その還流をさらに３０分間維持した。メチルプロピ
ルケトン９０．０グラムおよびLupersol５７５−Ｍ７５
２０．２グラムの混合物を２０分間かけて加えた。加え
終わった後、反応を１時間還流に維持した。生成物の理
論的固体含有量は６８．８％で、測定したイソシアネー
ト含有量は０．９３ミリ当量／グラム（meq/g)であっ
た。 工程Ｂ． ポリエステル／ポリエーテル置換基の合成 反応器にＭＰＥＧ１３５０（分子量１３６７、ＢＡＳＦ
コーポレーション、ワイアンドッテ、ＭＩから入手）２
４９．６グラム、ε−カプロラクトン３０２．１グラ
ム、およびリン酸０．２グラムを入れた。混合物を１３
６〜１５０℃に約１５時間保持した。保持した後で測定
した不揮発成分は９９．７％であった。理論的分子量は
３０２１ダルトンであった。 工程Ｃ． シラン官能性化合物の合成 反応器に工程Ａから得た重合体骨格１０６．６グラム、
工程Ｂから得たポリエステル／ポリエーテル置換基１３
３．６グラム、およびジブチルスズジラウレート０．０
１グラムを入れた。理論的な初期イソシアネート含有量
は０．３６ meq/gであった。測定したイソシアネート含
有量が０．１８ meq/gになるまで、フラスコの内容物を
約９５℃に保持した。次いで反応混合物を４５℃に冷却
し、３−アミノプロピルトリメトキシシラン１．０グラ
ムを加えた。５分間攪拌した後、エタノールアミン２．
４グラムを加えた。測定したイソシアネート含有量は
０．００ meq/g加になった。測定した不揮発成分は８
４．７％であった。

【００５３】実施例１３ ホスフェート官能性化合物の
製造 工程Ａ． 重合体骨格の合成 熱電対、滴下漏斗、および除湿管付きのフリードリッヒ
冷却器を備えた反応器にメチルプロピルケトン２９９．
５グラムを入れ、攪拌しながら還流加熱（１０２℃）し
た。次いで、ＴＭＩ（アメリカン シアナミド カンパ
ニー、ウェイン、ニュージャージー）２４１．５グラ
ム、スチレン１８７．５グラム、メタクリル酸ブチル４
２６．６グラム、およびLupersol５７５−Ｍ７５（エル
フ アトヒェム ノース アメリカ、Ｉｎｃ．、フィラ
デルフィア、ＰＡ）４２．８グラムの混合物を、反応器
の内容物を還流に維持しながら、約３．５時間かけて加
えた。加え終わった時点における還流温度は１０５℃で
あり、その還流をさらに３０分間維持した。メチルプロ
ピルケトン９４．７グラムおよびLupersol５７５−Ｍ７
５ ２１．４グラム２０分間かけて加えた。加え終わっ
た後、反応を１時間還流に維持した。生成物の理論的固
体含有量は６８．８％で、測定したイソシアネート含有
量は０．８３ミリ当量／グラム（meq/g)であった。 工程Ｂ． リン酸エステル官能性化合物の合成 反応器に工程Ａから得た重合体骨格８９．８グラムおよ
び実施例１２の工程Ｂから得たポリエステル／ポリエー
テル置換基１１７．２グラムを入れた。理論的な初期イ
ソシアネート含有量は０．３８ meq/gであった。測定し
たイソシアネート含有量が０．１８ meq/gになるまで、
フラスコの内容物を約９５℃に保持した。次いで反応混
合物を３９℃に冷却し、エタノールアミン２．３グラム
を加え、３０分間攪拌した。反応器にバレット型受け器
を取り付け、ポリリン酸３．２グラムおよびトルエン１
０２．６グラムを加えた。反応器の内容物を還流下に１
時間保持した。水約０．２mlおよび溶剤２５．７グラム
が除去された。測定した不揮発成分は６２．２％であっ
た。

【００５４】実施例１４ シラン官能性化合物の製造 工程Ａ． 重合体骨格の合成 反応器にメチルアミルケトン２１６．０グラムを入れ、
攪拌しながら還流加熱（１５２℃）した。次いで、ＴＭ
Ｉ（アメリカン シアナミド カンパニー、ウェイン、
ニュージャージー）３０２．１グラム、スチレン５２．
１グラム、アクリル酸ブチル１９３．１グラム、メタク
リル酸ブチル２１３．６グラム、および過酢酸ｔ−ブチ
ルの芳香族溶剤（沸点１６２℃）中５０％溶液７６．０
グラムの混合物を、反応器の内容物を還流に維持しなが
ら、約３時間かけて加えた。加え終わった時点における
還流温度は１５３℃であり、その還流をさらに３０分間
維持した。メチルアミルケトン５７．９グラムおよび過
酢酸ｔ−ブチルの芳香族溶剤中５０％溶液３８．４グラ
ムの混合物を３０分間かけて加えた。加え終わった後、
反応を１時間半還流に維持した。生成物の測定固体含有
量は６９．３％で、測定したイソシアネート含有量は
１．２１ミリ当量／グラム（meq/g)であった。 工程Ｂ． ポリエステル／ポリエーテル置換基の合成 反応器にＭＰＥＧ２０００（分子量２０００、ＢＡＳＦ
コーポレーション、ワイアンドッテ、ＭＩから入手）３
２５．０グラム、ε−カプロラクトン６４９．９グラ
ム、およびリン酸２．０mlを入れた。混合物を１４０℃
に加熱し、その温度に約８時間保持した。保持した後で
測定した不揮発成分は９９．６％であった。理論的分子
量は６０００ダルトンであった。 工程Ｃ． シラン官能性化合物の合成 反応器に工程Ａから得た重合体骨格９７２．８グラム、
工程Ｂから得たポリエステル／ポリエーテル置換基６７
４．０グラムを入れた。反応器の内容物を１１７℃に加
熱し、ジブチルスズジラウレートのメチルプロピルケト
ン中１％溶液６．７グラムを加えた。フラスコの内容物
をさらに１５０℃に加熱し、１０分間保持し、次いで室
温に冷却した。測定したイソシアネート含有量は０．５
４７ meq/gであった。この生成物６０５．０グラムを清
浄な乾燥した反応器に入れ、３−アミノプロピルトリエ
トキシシラン７．３グラムを加えた。８分間攪拌した
後、エタノールアミン１８．２グラムを加えた。この混
合物をさらに２０分間攪拌し、続いてトルエン２２４．
７グラムを加えた。測定した不揮発成分は６０．５％で
あった。

【００５５】実施例１５ ホスフェート官能性化合物の
製造 工程Ａ． 重合体骨格の合成 反応器にメチルアミルケトン２１５．２グラムを入れ、
攪拌しながら還流加熱（１５１℃）した。次いで、ＴＭ
Ｉ（アメリカン シアナミド カンパニー、ウェイン、
ニュージャージー）３０３．１グラム、スチレン５２．
８グラム、アクリル酸ブチル１９２．４グラム、メタク
リル酸ブチル２１３．３グラム、および過酢酸ｔ−ブチ
ルの芳香族溶剤（沸点１６２℃）中５０％溶液７６．０
グラムの混合物を、反応器の内容物を還流に維持しなが
ら、約３時間かけて加えた。加え終わった時点における
還流温度は１５４℃であり、その還流をさらに３０分間
維持した。メチルアミルケトン５７．６グラムおよび過
酢酸ｔ−ブチルの芳香族溶剤中５０％溶液３８．４グラ
ムの混合物を２５分間かけて加えた。加え終わった後、
反応を１時間半還流に維持した。生成物の測定固体含有
量は６９．９％で、測定したイソシアネート含有量は
１．２３ミリ当量／グラム（meq/g)であった。 工程Ｂ． ポリエステル／ポリエーテル置換基の合成 反応器にＭＰＥＧ２０００（分子量２０００、ＢＡＳＦ
コーポレーション、ワイアンドッテ、ＭＩから入手）２
６０．８グラム、ε−カプロラクトン５２１．６グラ
ム、およびリン酸１．７mlを入れた。混合物を２００℃
に加熱した。混合物を１４０℃に冷却し、その温度に２
時間保持した。保持した後で測定した不揮発成分は９
９．７％であった。理論的分子量は６０００ダルトンで
あった。 工程Ｃ． ホスフェート官能性化合物の合成 反応器に工程Ａから得た重合体骨格６１８．０グラム、
工程Ｂから得たポリエステル／ポリエーテル置換基４３
２．０グラム、およびジブチルスズジラウレートのメチ
ルプロピルケトン中１％溶液４．３グラムを入れた。フ
ラスコの内容物を還流加熱し、２０分間保持し（最終温
度１７５℃）、次いで１０１℃に冷却し、エタノールア
ミン３５．９グラムを加え、２時間攪拌した。温度が４
０℃に達した時に、ポリリン酸３７．９グラムおよびト
ルエン３７２．４グラムを加えた。反応器の内容物を還
流（１２５℃）まで加熱し、還流下に４０分間保持し
た。測定した不揮発成分は６２．５％であった。

【００５６】実施例１６〜１９ 表面変性したアルミニ
ウムフレーク顔料の製造実施例１６ アルミニウム顔料スラリーの製造 プロピレングリコールメチルエーテルアセテート１６
０．０グラムを４０℃に加熱した後、実施例１２で製造
したシラン官能性化合物５．９グラムおよび実施例１３
で製造したリン酸エステル官能性化合物８．０グラムを
加え、溶解するまで混合した。次いで、アルミニウムフ
レーク顔料ペースト（Stapa Metallux Ｒ−８７５４、
オブロン アトランティック コーポレーション、プレ
インスビル、ＯＨから市販の不揮発成分６５％ペース
ト）１５３．８グラムをシランおよびリン酸エステル官
能性化合物の溶液と共に１５分間攪拌した。

【００５７】実施例１７ デスモジュールＲＦ−Ｅを使
用するアルミニウム顔料スラリーの製造 プロピレングリコールメチルエーテルアセテート１２
０．０グラム、デスモジュールＲＦ−Ｅ５．０グラム、
およびアルミニウムフレーク顔料ペースト（Stapa Meta
llux Ｒ−８７５４、オブロン アトランティック コ
ーポレーション、プレインスビル、ＯＨから市販の不揮
発成分６５％ペースト）９０．１グラムを一緒に１５分
間スラリー化した。別の容器内で、プロピレングリコー
ルメチルエーテルアセテート４０．０グラムを４０℃に
加熱した後、実施例１２で製造したシラン官能性化合物
５．９グラムおよび実施例１３で製造したリン酸エステ
ル官能性化合物８．０グラムを加え、溶解するまで混合
した。次いで、このシランおよびリン酸エステル官能性
化合物の溶液をアルミニウムスラリーと混合し、１５分
間攪拌した。

【００５８】実施例１８ アルミニウム顔料スラリーの
製造 プロピレングリコールメチルエーテルアセテート１５
０．０グラムおよび脱イオン水１０．０グラムを４０℃
に加熱した後、実施例１４で製造したシラン官能性化合
物４．１グラムおよび実施例１５で製造したリン酸エス
テル官能性化合物４．０グラムを加え、溶解するまで混
合した。次いで、アルミニウムフレーク顔料ペースト
（Stapa Metallux Ｒ−８７５４、オブロン アトラン
ティック コーポレーション、プレインスビル、ＯＨか
ら市販の不揮発成分６５％ペースト）１５３．８グラム
をシランおよびリン酸エステル官能性化合物の溶液と共
に１５分間スラリー化した。

【００５９】実施例１９ アルミニウム顔料スラリーの
製造 プロピレングリコールメチルエーテルアセテート１５
０．０グラムおよび脱イオン水１０．０グラムを４０℃
に加熱した後、実施例１２で製造したシラン官能性化合
物５．９グラムおよび実施例１３で製造したリン酸エス
テル官能性化合物８．０グラムを加え、溶解するまで混
合した。次いで、アルミニウムフレーク顔料ペースト
（Stapa Metallux Ｒ−８７５４、オブロン アトラン
ティック コーポレーション、プレインスビル、ＯＨか
ら市販の不揮発成分６５％ペースト）１５３．８グラム
をシランおよびリン酸エステル官能性化合物の溶液と共
に１５分間スラリー化した。

【００６０】実施例２０〜２３ 表面変性したアルミニ
ウムフレーク顔料を含む水系ベースコート組成物の製造 表に示す物質を使用し、下記の方法により塗料組成物を
製造した。実施例２０〜２２および比較例Ａの製造方法 Cymel ３２７（アメリカン シアナミド、ウェイン、Ｎ
Ｊから市販）およびエチレングリコールモノブチルエー
テルをプレミックスし、増粘剤（ヘクトライトクレー
（２．５％）およびPluracol１０１０（０．５％、ＢＡ
ＳＦコーポレーション、ワイアンドッテ、ＭＩ）の水溶
液）に攪拌しながら加えた。陰イオン系ポリウレタン分
散液は、米国特許第４，７９１，１６８号に記載されて
いる方法で合成されたポリウレタンの２６％水性陰イオ
ン系分散液である。この分散液の粘度は約１０，０００
センチポアズである。次いでこの陰イオン系ポリウレタ
ン分散液およびTinuvin １１３０（チバ ガイギー コ
ーポレーション、ホウソーン、ＮＹから市販）をこの混
合物に攪拌しながら加えた。アルミニウムスラリーは、
分枝鎖ポリエステルおよび水性ジメチルエタノールアミ
ンと混合した。分枝鎖ポリエステルは、米国特許第４，
７９１，１６８号に記載されている方法により製造し
た。分枝鎖ポリエステルは、ブタノールおよびエチレン
グリコールモノブチルエーテルの混合物中、不揮発成分
７０％であった。（比較例Ａについては、アルミニウム
スラリーは、オブロン アトランティック コーポレー
ション、プレインスビル、ＯＨから市販のＶＰ４６４３
２／Ｇアルミニウム顔料ペーストをエチレングリコール
モノブチルエーテル１０．７グラム中にスラリー化する
ことにより、製造した。）次いで、アルミニウムスラリ
ー混合物をポリウレタン混合物中に攪拌しながら加え
た。ジメチルエタノールアミンでpHを７．７に調節し
た。脱イオンを添加して最終粘度を調整した。

【００６１】実施例２３の製造方法 Resimene７４７（モンサント社、Ｓｔ．ルイス、ＭＯか
ら市販）およびエチレングリコールモノブチルエーテル
をプレミックスし、増粘剤に攪拌しながら加えた。次い
で、非イオン系ポリウレタン分散液１２６．６グラムを
この混合物に攪拌しながら加えた。非イオン系ポリウレ
タン分散液は、米国特許第４，７９４，１４７号に記載
されている方法により合成した。この分散液の不揮発成
分は３８％であり、粘度は約３，０００センチポアズで
あった。アルミニウムスラリーを非イオン系ポリウレタ
ン分散液５０．６グラムと混合した。次いでアルミニウ
ムスラリー混合物をポリウレタン混合物に攪拌しながら
加えた。Tinuvin １１３０およびナキュア２５００（キ
ング インダストリーズ、ノーウォーク、ＣＴから市
販）を加えた。脱イオン水を加えて最終粘度を調節し
た。

【００６２】 成分 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 ２０ ２１ ２２ ２３ Ａ 増粘剤 160.0 160.0 160.0 40.0 160.0 Cymel ３２７ 22.2 22.2 22.2 22.2 Resimene７４７ 30.0 エチレングリコール 5.6 5.6 5.6 7.6 5.6 モノブチルエーテル Tinuvin １１３０ 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 陰イオン系ポリウレタン 230.8 230.8 230.8 230.8 分散液 非イオン系ポリウレタン 126.6 分散液 実施例５ 49.2 アルミニウムスラリー 実施例６ 49.2 アルミニウムスラリー 実施例７ 48.4 アルミニウムスラリー 実施例８ 49.2 アルミニウムスラリー ＶＰ４６４３２／Ｇ 23.1 エチレングリコール 10.7 モノブチルエーテル 分枝鎖ポリエステル 27.4 27.4 27.4 27.4 非イオン系ポリウレタン 50.6 分散液 ２０％水性ジメチル 2.95 2.95 2.95 2.95エタノールアミン ナキュア２５００ 5.3 脱イオン水 103.2 113.0 72.0 49.0 47.3

【００６３】各２５０グラムのベースコート組成物を４
０℃で３０日間試験し、水素ガス発生を測定した。（水
素ガスはアルミニウム金属の水による酸化の副生成物で
ある）３０日間で２３ミリリットル未満の発生が合格と
考えられる。（未処理アルミニウムを含む組成物は一般
的に１日以内に２３ミリリットルの水素を発生する。）
結果を以下に示す。 ベースコート組成物 ４０℃で３０日後の水素ml 実施例９ １８ 実施例１０ ４ 実施例１１ ０ 実施例１２ ０

【００６４】 比較例Ａ ４ モデル６２サイホンスプレーガン（ビンクス マニュフ
ァクチュアリング コーポレーション、フランクリン
パーク、Ｉｌｌ．から市販）を使用し、噴霧空気圧６５
psiで外観パネルをハンドスプレーした。外観パネルを
製造するために、上記の方法により、プライマー塗布し
た鋼製パネル上にベースコート組成物を塗布し、通常の
溶剤系クリアコートで上塗りし、次いで未硬化のコーテ
ィングを約２５０°Ｆで約３０分間硬化させた。実施例
９〜１１は、比較例Ａと比較して、外観が改良されてい
た。この改良の特徴は、表面外観が明るく、灰色味が少
ないことである。本発明を特定の実施態様により詳細に
説明したが、無論、変形および修正は本発明の精神およ
び範囲内で可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｃ 3/12 ＰＣＨ 8218−4Ｊ Ｃ０９Ｄ 5/00 ＰＰＴ 6904−4Ｊ ＰＰＵ 6904−4Ｊ 7/12 ＰＳＬ 7211−4Ｊ 175/00 ＰＨＭ 8620−4Ｊ (72)発明者 グレン、イー、マーチン アメリカ合衆国ミシガン州、ファーミント ン、ヒルズ、バリー、フォージ、35097

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重合体骨格を有し、顔料と相互作用する置
   換基および安定化する置換基を有する化合物であって、
   顔料と相互作用する置換基が、 （式中、Ａ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ およびＡ₄ はそれぞれ独立し
   てヒドロキシ、 １〜１０個の炭素原子を有するアルキル、 １〜１０個の炭素原子を有するアルコキシ、 ２〜１０個の炭素原子を有するアルコキシアルコキシ、 ２〜１０個の炭素原子を有するアルカノイルオキシ、ま
   たはハロゲンであるが、ただしＡ₁ 、Ａ₂ およびＡ₃ が
   すべてアルキルであってはならない。）からなる群から
   選択された少なくとも１種の官能基を有し、かつ安定化
   する置換基が構造 （式中、Ｄ₁ およびＤ₂ はそれぞれ独立して−Ｏ−また
   は−ＮＡ₅ −を表し、Ａ₅ は水素または１〜１２個の炭
   素原子を有するアルキルであり、Ｒ₁ は３〜３０個の炭
   素原子を有する直鎖または分枝鎖アルキレンから選択さ
   れた２価の基であり、Ｒ₂ は水素または水素と１〜８個
   の炭素原子を有するアルキルとの混合物であり、Ｒ₃ は
   １〜３０個の炭素原子を有するアルキルであり、ｍは０
   〜１０００の整数であり、ｎは１〜１０００の整数であ
   る。）を有することを特徴とする化合物。
2. 【請求項２】式 【化１】 ［式中、Ｄ₁ 、Ｄ₂ 、Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ 、ｍおよびｎは
   請求項１に記載の意味を有し、Ｘは、 （式中、Ａ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ およびＡ₄ は請求項１に記載
   の意味を有する。）であり、Ｒ₄ は１〜１２個の炭素原
   子を有する直鎖または分枝鎖アルキレンから選択された
   ２価の基であり、Ｄ₃ は−Ｏ−、−ＮＡ₆ 、および−Ｓ
   −からなる群から選択された２価の基であるか、または
   式 （式中、Ａ₆ 、Ａ₇ 、Ａ₈ 、およびＡ₉ はそれぞれ独立
   して水素または１〜１２個の炭素原子を有するアルキル
   である。）の３価の基であり、Ｒ₅ は水素またはＤ₃ と
   の共有結合であるが、Ｄ₃ が３価の基である場合はＲ₅
   はＤ₃ との共有結合のみであり、Ｒ₆ は重合体骨格であ
   り、ｊおよびｋはそれぞれ独立して１〜５０の整数であ
   る。］を有することを特徴とする、請求項１に記載の化
   合物。
3. 【請求項３】請求項１または２の化合物、および無機顔
   料からなることを特徴とするコーティング組成物。
4. 【請求項４】さらに水を含むことを特徴とする、請求項
   ３に記載のコーティング組成物。
5. 【請求項５】請求項２に記載の化合物および無機顔料を
   含むことを特徴とする、請求項３または４に記載のコー
   ティング組成物。
6. 【請求項６】さらに水を含むことを特徴とする、請求項
   ３〜５のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
7. 【請求項７】Ｄ₁ およびＤ₂ がそれぞれ−Ｏ−であるこ
   と、およびＤ₃ が−Ｏ−または−ＮＨ−であることを特
   徴とする、請求項３〜６のいずれか１項に記載のコーテ
   ィング組成物。
8. 【請求項８】Ｒ₆ がアクリル重合体骨格であることを特
   徴とする、請求項３〜６のいずれか１項に記載のコーテ
   ィング組成物。
9. 【請求項９】アクリル重合体骨格の分子量が２０００〜
   ５０，０００であることを特徴とする、請求項８に記載
   のコーティング組成物。
10. 【請求項１０】ｍが０〜２０であり、ｎが４０〜７０で
    あることを特徴とする、請求項３または４に記載のコー
    ティング組成物。
11. 【請求項１１】Ｒ₂ が水素であり、Ｒ₃ がメチルである
    ことを特徴とする、請求項３〜１０のいずれか１項に記
    載のコーティング組成物。
12. 【請求項１２】ｊおよびｋがそれぞれ独立して１〜１０
    であることを特徴とする、請求項３〜１１のいずれか１
    項に記載のコーティング組成物。
13. 【請求項１３】ｍが０であることを特徴とする、請求項
    ３〜１２のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
14. 【請求項１４】Ｘが であることを特徴とする、請求項３〜１３のいずれか１
    項に記載のコーティング組成物。
15. 【請求項１５】Ａ₄ がヒドロキシであることを特徴とす
    る、請求項１４に記載のコーティング組成物。
16. 【請求項１６】顔料と相互作用する置換基が、エチレン
    性不飽和基の共重合により化合物中に導入されることを
    特徴とする、請求項１または２に記載の化合物。
17. 【請求項１７】安定化置換基が、エチレン性不飽和基の
    共重合により化合物中に導入されることを特徴とする、
    請求項１、２または１６に記載の化合物。
18. 【請求項１８】ｍが少なくとも１であるとして、請求項
    １、２、１６または１７に記載の化合物および金属粒子
    を含むことを特徴とするコーティング組成物。
19. 【請求項１９】金属粒子がメタリックフレーク顔料であ
    ることを特徴とする、請求項１８に記載のコーティング
    組成物。
20. 【請求項２０】メタリックフレーク顔料がアルミニウム
    フレーク顔料であることを特徴とする、請求項１９に記
    載のコーティング組成物。
21. 【請求項２１】請求項３に記載のコーティング組成物を
    基材上に有してなることを特徴とする被覆物体。
22. 【請求項２２】請求項１９に記載のコーティング組成物
    を基材上に有してなることを特徴とする被覆物体。