JPS63277284A - 水性着色アクリルヒドロゾルコーティング組成物 - Google Patents
水性着色アクリルヒドロゾルコーティング組成物Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は一般に改良された液体コーティング組成物に関
し、さらに詳細には、従来公知のタイプのアクリルヒド
ロゾル組成物に付随する問題および欠点を克服する改良
された水性(waterborne)着色アクリルヒド
ロゾルコーティング組成物および方法に関する。
し、さらに詳細には、従来公知のタイプのアクリルヒド
ロゾル組成物に付随する問題および欠点を克服する改良
された水性(waterborne)着色アクリルヒド
ロゾルコーティング組成物および方法に関する。
アクリルヒドロゾルを包含するアクリルコポリマーを含
む水性液体コーティング組成物は従来から使用されある
いは使用することが提案されていた。そのようなコーテ
ィング組成物の代表的なものは米国特許第3.705.
124号、第3.943.187号および第4.477
、609号;並びに英国特許第1.114.133号お
よび第1.109.656号に記載されているものであ
る。水性アクリルコーティング組成物を形成するのに適
するアクリルヒドロゾルの調製方法は“ジャーナル オ
ブ ペイント テクノロジー(Journal of
paint Technology) Vol
、4Q、 No、521゜263−270. (
1968年6月)”に公表されたバードスレイ (Be
ards 1ey)等による「アクリルヒドロゾルスー
アニュー コンシェブト イン アキニアス コーティ
ング システム(AcrylicHydrosols−
A New Cor+cept in Aqueous
CoatingSystems) Jなる名称の論文
に記載されている。従来公知のそのような水性液体アク
リルコーティングに付随する問題は、安定なコーティン
グ組成物を調製するための界面活性剤タイプの分散剤お
よび/または乳化剤を含み、このコーティング組成物を
乾燥させるとき界面活性剤が得られる高分子フィルムに
包入されることである。液体コーティング組成物中のそ
のような界面活性剤の存在は適用時に易腐蝕性物質のフ
ラッシュ腐食をもたらし、また得られたフィルム中のそ
のような界面活性剤の存在はフィルムを湿分感受性とな
し従って例えば自動車外装が遭遇する環境のような高湿
分含有環境への露出時に劣下しやすくする。
む水性液体コーティング組成物は従来から使用されある
いは使用することが提案されていた。そのようなコーテ
ィング組成物の代表的なものは米国特許第3.705.
124号、第3.943.187号および第4.477
、609号;並びに英国特許第1.114.133号お
よび第1.109.656号に記載されているものであ
る。水性アクリルコーティング組成物を形成するのに適
するアクリルヒドロゾルの調製方法は“ジャーナル オ
ブ ペイント テクノロジー(Journal of
paint Technology) Vol
、4Q、 No、521゜263−270. (
1968年6月)”に公表されたバードスレイ (Be
ards 1ey)等による「アクリルヒドロゾルスー
アニュー コンシェブト イン アキニアス コーティ
ング システム(AcrylicHydrosols−
A New Cor+cept in Aqueous
CoatingSystems) Jなる名称の論文
に記載されている。従来公知のそのような水性液体アク
リルコーティングに付随する問題は、安定なコーティン
グ組成物を調製するための界面活性剤タイプの分散剤お
よび/または乳化剤を含み、このコーティング組成物を
乾燥させるとき界面活性剤が得られる高分子フィルムに
包入されることである。液体コーティング組成物中のそ
のような界面活性剤の存在は適用時に易腐蝕性物質のフ
ラッシュ腐食をもたらし、また得られたフィルム中のそ
のような界面活性剤の存在はフィルムを湿分感受性とな
し従って例えば自動車外装が遭遇する環境のような高湿
分含有環境への露出時に劣下しやすくする。
本発明は水性着色アクリルヒドロゾルコーティング組成
物およびかかる組成物の調製方法を提供するにあたって
上記のような欠点を克服するもので、実質的に界面活性
剤タイプの分散剤および/または乳化剤の使用を回避す
ることによって、易腐蝕性基体への適用時に腐蝕形成に
耐え、適用時にフラッシュ腐蝕なしに鉄基体に直接適用
できまた良好な接着性をもって腐蝕表面上にも適用でき
、高湿分環境への露出時の劣下に耐性があり、塗装表面
に親和性があり下地コーティングなしに直接適用できま
た逆にある場合に所望されあるいは必要であるようなト
ップコーティングを受は入れ可能であり、さらに前辺っ
ての塗装表面に適用するときに優れた充填およびシーリ
ング特性を有する優れた物性の液状コーティング組成物
を提供する。
物およびかかる組成物の調製方法を提供するにあたって
上記のような欠点を克服するもので、実質的に界面活性
剤タイプの分散剤および/または乳化剤の使用を回避す
ることによって、易腐蝕性基体への適用時に腐蝕形成に
耐え、適用時にフラッシュ腐蝕なしに鉄基体に直接適用
できまた良好な接着性をもって腐蝕表面上にも適用でき
、高湿分環境への露出時の劣下に耐性があり、塗装表面
に親和性があり下地コーティングなしに直接適用できま
た逆にある場合に所望されあるいは必要であるようなト
ップコーティングを受は入れ可能であり、さらに前辺っ
ての塗装表面に適用するときに優れた充填およびシーリ
ング特性を有する優れた物性の液状コーティング組成物
を提供する。
本発明のコーティング組成物は、さらに、水性コーティ
ング系に使用されるタイプの通常の着色剤の任意の1つ
または組合せによって着色できまた風乾または中高温焼
付系に調製できるという融通性にも特徴がある。
ング系に使用されるタイプの通常の着色剤の任意の1つ
または組合せによって着色できまた風乾または中高温焼
付系に調製できるという融通性にも特徴がある。
本発明の利点は、本発明の組成物局面によれば、実質的
に均一に分散させた顔料粒子の1種または混合物、均一
に分散させたアクリルヒドロゾル粒子と酸官能性を有す
る分散剤ポリマーの水可溶性塩との混合物からなるフィ
ルム形成性成分、および水と有機溶媒との混合物からな
り、有機溶媒がフィルム形成性成分の凝集剤として機能
する水性着色コーティング組成物により達成される。該
コーティング組成物の本質的成分は、用いた特定のコー
ティング法による最適のコーティング特性を与える所望
の粘度を有するように調整されて、優れた物性を有しか
つ適用する基体に接着性がある実質的に均一な連続フィ
ルムを与える。
に均一に分散させた顔料粒子の1種または混合物、均一
に分散させたアクリルヒドロゾル粒子と酸官能性を有す
る分散剤ポリマーの水可溶性塩との混合物からなるフィ
ルム形成性成分、および水と有機溶媒との混合物からな
り、有機溶媒がフィルム形成性成分の凝集剤として機能
する水性着色コーティング組成物により達成される。該
コーティング組成物の本質的成分は、用いた特定のコー
ティング法による最適のコーティング特性を与える所望
の粘度を有するように調整されて、優れた物性を有しか
つ適用する基体に接着性がある実質的に均一な連続フィ
ルムを与える。
本発明の方法の局面によれば、上述したようなコーティ
ング組成物を用いて接着性のある実質的に連続したアク
リル高分子フィルムを基体に適用する方法が開示される
。さらに、液状アクリルヒドロゾルコーティング組成物
を好ましくない界面活性剤タイプの分散剤および/また
は乳化剤を用いる必要なしに実質的に均一な安定分散体
を与えるように調製して高温環境に対しより抵抗性のあ
る高分子フィルムを得る方法が開示される。
ング組成物を用いて接着性のある実質的に連続したアク
リル高分子フィルムを基体に適用する方法が開示される
。さらに、液状アクリルヒドロゾルコーティング組成物
を好ましくない界面活性剤タイプの分散剤および/また
は乳化剤を用いる必要なしに実質的に均一な安定分散体
を与えるように調製して高温環境に対しより抵抗性のあ
る高分子フィルムを得る方法が開示される。
本発明のさらに別の利点は特定の実施例に関連して述べ
る以下の好ましい実施態様の説明から明らかになるであ
ろう。
る以下の好ましい実施態様の説明から明らかになるであ
ろう。
本発明の組成物局面によれば、改良された水性着色液状
コーティング組成物は、その本質的成分として、液体有
機凝集剤を含む水系溶媒、実質的に均一に分散させたア
クリルヒドロゾル粒子と酸官能性を有する分散剤ポリマ
ーの水溶性塩との混合物からなるフィルム形成性成分、
および上記溶媒とフィルム形成成分全体に亘って実質的
に均一に分散させた顔料後粒子からなる顔料または顔料
混合物とを含む。このコーティング組成物は界面活性剤
タイプの分散剤および/または乳化剤を実質的に使用し
ないものとしてさらに特徴付される。
コーティング組成物は、その本質的成分として、液体有
機凝集剤を含む水系溶媒、実質的に均一に分散させたア
クリルヒドロゾル粒子と酸官能性を有する分散剤ポリマ
ーの水溶性塩との混合物からなるフィルム形成性成分、
および上記溶媒とフィルム形成成分全体に亘って実質的
に均一に分散させた顔料後粒子からなる顔料または顔料
混合物とを含む。このコーティング組成物は界面活性剤
タイプの分散剤および/または乳化剤を実質的に使用し
ないものとしてさらに特徴付される。
アクリルヒドロゾルは本発明のコーティング組成物の主
要フィルム形成性成分を構成しアクリルコポリマーおよ
び/またはインターポリマーからなるコロイド寸法の粒
子の水性分散体からなる。
要フィルム形成性成分を構成しアクリルコポリマーおよ
び/またはインターポリマーからなるコロイド寸法の粒
子の水性分散体からなる。
そのようなアクリルポリマーは、典型的には、好ましく
はコーティングした基体上で最適の物性を与える乾燥フ
ィルム硬度を与える調整された割合のメチルメタクリレ
ート、エチルアクリレートおよびアクリル酸のようなア
クリルモノマーの重合物からなる。そのようなアクリル
ヒドロゾルの調整方法は米国特許第3.705.124
号および第3、943.187号、並びに前述した刊行
物である“ジャーナル オブ ペイント テクノロジー
、 Vol。
はコーティングした基体上で最適の物性を与える乾燥フ
ィルム硬度を与える調整された割合のメチルメタクリレ
ート、エチルアクリレートおよびアクリル酸のようなア
クリルモノマーの重合物からなる。そのようなアクリル
ヒドロゾルの調整方法は米国特許第3.705.124
号および第3、943.187号、並びに前述した刊行
物である“ジャーナル オブ ペイント テクノロジー
、 Vol。
40、 (1968年6月)”に一般的に記載されて
おり、これらの教示は参考として本明細書に引用する。
おり、これらの教示は参考として本明細書に引用する。
一般的には、当該技術において知られているように、ア
クリルヒドロゾルは水混和性溶媒中でモノマー成分を重
合させてアクリルポリマーを形成しその後ポリマーをア
ミンのような塩基で中和し、しかる後組成物を水の添加
により水系に転化して水性溶媒中のアクリルコポリマー
のコロイド状粒子の安定分散体を形成することによって
調製する。典型的には、アクリルヒドロゾルは、通常、
主要量の水と凝集剤とからなる液体溶媒中の約20〜約
40重量%の量のアクリルポリマー粒子分散体を含んで
いる。そのようなヒドロゾルは、さらに、一般に直径約
0.05ミクロン以下の粒度を有するコロイド寸法の極
微細ポリマー粒子を有するものとして特徴付られる。微
細粒度であるために、そのようなヒドロゾルは本来的に
安定であり界面活性剤等のような安定剤および/または
分散剤の使用を必要としない。コーティング組成物は一
般的に約5〜約40重量%の範囲のヒドロゲル粒子を含
む。
クリルヒドロゾルは水混和性溶媒中でモノマー成分を重
合させてアクリルポリマーを形成しその後ポリマーをア
ミンのような塩基で中和し、しかる後組成物を水の添加
により水系に転化して水性溶媒中のアクリルコポリマー
のコロイド状粒子の安定分散体を形成することによって
調製する。典型的には、アクリルヒドロゾルは、通常、
主要量の水と凝集剤とからなる液体溶媒中の約20〜約
40重量%の量のアクリルポリマー粒子分散体を含んで
いる。そのようなヒドロゾルは、さらに、一般に直径約
0.05ミクロン以下の粒度を有するコロイド寸法の極
微細ポリマー粒子を有するものとして特徴付られる。微
細粒度であるために、そのようなヒドロゾルは本来的に
安定であり界面活性剤等のような安定剤および/または
分散剤の使用を必要としない。コーティング組成物は一
般的に約5〜約40重量%の範囲のヒドロゲル粒子を含
む。
凝集溶媒即ち軟質化剤は有利にはヒドロゲル調製用の重
合媒体中で用いられその後水性溶媒の一部として合体さ
れる。凝集剤は、液体フィルムの乾燥中、仮の可塑剤の
機能を発揮して個々のヒドロゲル粒子の実質的に均一な
連続フィルムへの凝集を行う。好ましいのは、そのよう
な凝集剤は揮発性タイプのものであり、それによってそ
の蒸発は液体コーティング系の乾燥中に起って実質的に
かかる凝集剤を含まない所−〇物性を有する最終高分子
フィルムを与える。そのような凝集剤の代表的なものは
アルコール類、エーテル類、エステル顛、グリコールエ
ーテル類、ポリオール類等のような有機化合物である。
合媒体中で用いられその後水性溶媒の一部として合体さ
れる。凝集剤は、液体フィルムの乾燥中、仮の可塑剤の
機能を発揮して個々のヒドロゲル粒子の実質的に均一な
連続フィルムへの凝集を行う。好ましいのは、そのよう
な凝集剤は揮発性タイプのものであり、それによってそ
の蒸発は液体コーティング系の乾燥中に起って実質的に
かかる凝集剤を含まない所−〇物性を有する最終高分子
フィルムを与える。そのような凝集剤の代表的なものは
アルコール類、エーテル類、エステル顛、グリコールエ
ーテル類、ポリオール類等のような有機化合物である。
特に満足できる凝集剤はジアセトンアルコールからなる
。
。
本発明の液状コーティング組成物は小割合の有機凝集剤
即ち有機溶媒を含む主要量の水からなる水性溶媒を含む
。水性溶媒部分は一般に最終コーティング組成物の約3
5〜約65重1%からなり、約50〜約60%の範囲が
好ましい。溶媒成分の特定の濃度は例えば、スプレー法
、流動法、浸漬法、はけ塗り法等によるなどのコーティ
ング組成物を基体に適用する方法によってコーティング
組成物の所望粘度を達成するように変化するであろう。
即ち有機溶媒を含む主要量の水からなる水性溶媒を含む
。水性溶媒部分は一般に最終コーティング組成物の約3
5〜約65重1%からなり、約50〜約60%の範囲が
好ましい。溶媒成分の特定の濃度は例えば、スプレー法
、流動法、浸漬法、はけ塗り法等によるなどのコーティ
ング組成物を基体に適用する方法によってコーティング
組成物の所望粘度を達成するように変化するであろう。
本発明のコーティング組成物のさらに本質的成分の1つ
はコーティング組成物に通常用いる種々のタイプの微細
粒状化固形顔料または顔料混合物である。このような顔
料は最終乾燥コーティングフィルムに不透明性、加工性
、耐久性および装飾外観を与えまた増量剤としこかつ得
られるフィルムに着色を与えるようにも機能する。満足
に使用てきる適当な顔料の代表的なものはケイ酸マグネ
シウム、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バ
リウム、二酸化チタン、カーボンブランク、酸化鉄、フ
タロシアニン、キナクリドン、アゾ、インド類、クロメ
ート等である。また、金属酸化物カプセル化マイカ顔料
をそのようなコーティング組成物に用いて極めて美的な
特性を付与させることも意図できる。そのような金属酸
化物カプセル−化マイカ顔料の代表的なものは米国特許
第4.499.143号、第4.517.249号、第
4.539.258号、第4.547.410号、第4
.551.491号、第4.598.015号、第4.
598.020号、第4.605.687号および第4
、615.940号に記載されているものであり、これ
ら米国特許の記載は参考として本明細書に引用する。一
般に、アルミニウムフレーク顔料のような余興フレーク
顔料を含ませることはその水性溶媒との反応性のために
望ましくない。そのような顔料はコーティング組成物を
調製後短期間で用いるのであれば使用できるけれども、
その使用は調合物の長期貯蔵が分っているときには望ま
しくない。
はコーティング組成物に通常用いる種々のタイプの微細
粒状化固形顔料または顔料混合物である。このような顔
料は最終乾燥コーティングフィルムに不透明性、加工性
、耐久性および装飾外観を与えまた増量剤としこかつ得
られるフィルムに着色を与えるようにも機能する。満足
に使用てきる適当な顔料の代表的なものはケイ酸マグネ
シウム、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バ
リウム、二酸化チタン、カーボンブランク、酸化鉄、フ
タロシアニン、キナクリドン、アゾ、インド類、クロメ
ート等である。また、金属酸化物カプセル化マイカ顔料
をそのようなコーティング組成物に用いて極めて美的な
特性を付与させることも意図できる。そのような金属酸
化物カプセル−化マイカ顔料の代表的なものは米国特許
第4.499.143号、第4.517.249号、第
4.539.258号、第4.547.410号、第4
.551.491号、第4.598.015号、第4.
598.020号、第4.605.687号および第4
、615.940号に記載されているものであり、これ
ら米国特許の記載は参考として本明細書に引用する。一
般に、アルミニウムフレーク顔料のような余興フレーク
顔料を含ませることはその水性溶媒との反応性のために
望ましくない。そのような顔料はコーティング組成物を
調製後短期間で用いるのであれば使用できるけれども、
その使用は調合物の長期貯蔵が分っているときには望ま
しくない。
本発明のコーティング組成物中の顔料濃度は一般に約0
.5〜約40重量%の範囲であり得、約10〜約35重
量%の濃度範囲がより一般的である。
.5〜約40重量%の範囲であり得、約10〜約35重
量%の濃度範囲がより一般的である。
本発明のコーティング組成物のさらなる本質的成分は、
酸官能性を有する分散剤ポリマーの水溶性塩からなり、
これはコーティング組成物の粉砕部分即ちミリング部分
中の微細分数した安定分散体および最終乾燥高分子フィ
ルムの最終成分とを与え得る二重機能を有する。この分
散剤ポリマーは、典型的には、通常水不溶性であり酸官
能性を有するアクリルポリマー、ボリエステルポリマー
エポキシエステルボリマー、アルキッドポリマーまたは
油変性ウレタンポリマーからなる。しかしながら、水性
溶媒中への溶解性はこれらポリマーを水酸化アンモニウ
ムまたはアミンのような塩基で中和することによって塩
に転化することによって付与できる。周囲温度条件下で
乾燥するのに適した風乾系においては、比較的揮発性の
塩基、例えば、アンモニアまたはトリエチルアミンを用
いるべきであり、アンモニアが好ましい物質である。
酸官能性を有する分散剤ポリマーの水溶性塩からなり、
これはコーティング組成物の粉砕部分即ちミリング部分
中の微細分数した安定分散体および最終乾燥高分子フィ
ルムの最終成分とを与え得る二重機能を有する。この分
散剤ポリマーは、典型的には、通常水不溶性であり酸官
能性を有するアクリルポリマー、ボリエステルポリマー
エポキシエステルボリマー、アルキッドポリマーまたは
油変性ウレタンポリマーからなる。しかしながら、水性
溶媒中への溶解性はこれらポリマーを水酸化アンモニウ
ムまたはアミンのような塩基で中和することによって塩
に転化することによって付与できる。周囲温度条件下で
乾燥するのに適した風乾系においては、比較的揮発性の
塩基、例えば、アンモニアまたはトリエチルアミンを用
いるべきであり、アンモニアが好ましい物質である。
約140°F〜約325°F(約60〜約163℃)の
範囲の温度で焼付けることによって乾燥することを意図
したコーティング系においては、例えば、ジメチルアミ
ノエタノール、モルフォリン、エチレンジアミン等のよ
うなより低揮発性のアミンを用いることができる。上記
のメカニズムによれば、分散剤ポリマーは液状コーティ
ング組成物の調製および適用中は可溶性となるが、コー
ティングの風乾または焼付乾燥段階中にアンモニアの如
き中和用塩基の揮発により再度水不溶性となり、そこで
分散剤ポリマー自体が最終高分子フィルムの成分となる
。特に満足できる分散剤vJi脂は65重量%のポリマ
ーと残余の溶媒からなるn−プロパツールのような有機
溶媒中溶液として入手できる熱可塑性アクリル樹脂から
なる。このアクリル樹脂溶液は商品名シンセムール(S
ynthemul)レジン40−425としてレイコー
ルドケミカルズ社より入手できる。
範囲の温度で焼付けることによって乾燥することを意図
したコーティング系においては、例えば、ジメチルアミ
ノエタノール、モルフォリン、エチレンジアミン等のよ
うなより低揮発性のアミンを用いることができる。上記
のメカニズムによれば、分散剤ポリマーは液状コーティ
ング組成物の調製および適用中は可溶性となるが、コー
ティングの風乾または焼付乾燥段階中にアンモニアの如
き中和用塩基の揮発により再度水不溶性となり、そこで
分散剤ポリマー自体が最終高分子フィルムの成分となる
。特に満足できる分散剤vJi脂は65重量%のポリマ
ーと残余の溶媒からなるn−プロパツールのような有機
溶媒中溶液として入手できる熱可塑性アクリル樹脂から
なる。このアクリル樹脂溶液は商品名シンセムール(S
ynthemul)レジン40−425としてレイコー
ルドケミカルズ社より入手できる。
コーティング組成物に用いる分散剤樹脂の量は粉砕物部
分に存在する顔料の量および種類によって変化し粉砕物
部分の顔料成分の良好な分散を与えるように選択する。
分に存在する顔料の量および種類によって変化し粉砕物
部分の顔料成分の良好な分散を与えるように選択する。
一般に、分散剤樹脂は液状コーティング組成物の約1重
量%の低量から約5重量%までの濃度範囲にあり、典型
的には約2〜約3重量%の量である。約5重量%を越え
る濃度は、一般に、最終乾燥フィルム中に混入させたそ
のような増大量がフィルムをある場合に軟質とし水分感
受性としすぎるので望ましくない。用いる最適a度は粒
度および表面積を考慮して用いた顔料の種類によって変
化するであろう。例えば、極小粒度および高表面積を有
するカーボンブラックを主要顔料成分として用いた場合
、分散剤樹脂は、許容される範囲の上限に近い量で用い
て良好な分散性を達成するのが望ましい。
量%の低量から約5重量%までの濃度範囲にあり、典型
的には約2〜約3重量%の量である。約5重量%を越え
る濃度は、一般に、最終乾燥フィルム中に混入させたそ
のような増大量がフィルムをある場合に軟質とし水分感
受性としすぎるので望ましくない。用いる最適a度は粒
度および表面積を考慮して用いた顔料の種類によって変
化するであろう。例えば、極小粒度および高表面積を有
するカーボンブラックを主要顔料成分として用いた場合
、分散剤樹脂は、許容される範囲の上限に近い量で用い
て良好な分散性を達成するのが望ましい。
上記のことから、液状着色コーティング組成物を構成す
る上記の各本質的成分は変化量で用いて所望特性の液状
コーティング組成物を得ることができることは明白であ
ろう。典型的には、本発明の液状コーティング組成物は
凝集剤を含む水性溶媒約55重量%、アクリルヒドロゾ
ル粒子約8重量%、分散剤樹脂約2重量%および粒状化
固形顔料約35重量%を含む。
る上記の各本質的成分は変化量で用いて所望特性の液状
コーティング組成物を得ることができることは明白であ
ろう。典型的には、本発明の液状コーティング組成物は
凝集剤を含む水性溶媒約55重量%、アクリルヒドロゾ
ル粒子約8重量%、分散剤樹脂約2重量%および粒状化
固形顔料約35重量%を含む。
上記以外に、本発明のコーティング組成物はそのような
水性コーティング組成物に通常使用する種々のタイプの
任意成分をさらに含み得る。例えば、当該技術で周知で
あるが界面活性剤なしの性質を有するタイプの流動剤を
通常量で用い得る。
水性コーティング組成物に通常使用する種々のタイプの
任意成分をさらに含み得る。例えば、当該技術で周知で
あるが界面活性剤なしの性質を有するタイプの流動剤を
通常量で用い得る。
さらに、発泡抑制剤もコーティング組成物の粉砕成分を
処理するのに必要なとき用い得る。
処理するのに必要なとき用い得る。
本発明の方法の局面においては、実質的に界面活性剤タ
イプの分散剤および/または乳化剤を含まない安定な着
色水性ヒドロゾルコーティング組成物を調製し、それに
よって改良された物理的および化学的性質を有する高分
子フィルムを形成する改良されたコーティング組成物を
取得する。本方法は酸官能性を有する分散剤ポリマーの
水溶性塩を実質的に均一な安定微細分散体が得られるま
でミリングするコーティング組成物の粉砕部分に添加す
ることを含む。その後、アクリルヒドロゾル、必要に応
じての追加の溶媒および任意成分としての流動剤とから
なる希釈量のコーティング組成物を加えて上記粉砕部分
と混合する。得られる液状コーティング組成物は裸の金
属表面上のブライマーコーティングとして、前述の塗装
表面上のシーラーコーティングとして、最後のトップコ
ーティング用の下地コーティングとして右よびそれ自体
による装飾および/または単独コーティングとしての使
用に極めて満足できるものである。
イプの分散剤および/または乳化剤を含まない安定な着
色水性ヒドロゾルコーティング組成物を調製し、それに
よって改良された物理的および化学的性質を有する高分
子フィルムを形成する改良されたコーティング組成物を
取得する。本方法は酸官能性を有する分散剤ポリマーの
水溶性塩を実質的に均一な安定微細分散体が得られるま
でミリングするコーティング組成物の粉砕部分に添加す
ることを含む。その後、アクリルヒドロゾル、必要に応
じての追加の溶媒および任意成分としての流動剤とから
なる希釈量のコーティング組成物を加えて上記粉砕部分
と混合する。得られる液状コーティング組成物は裸の金
属表面上のブライマーコーティングとして、前述の塗装
表面上のシーラーコーティングとして、最後のトップコ
ーティング用の下地コーティングとして右よびそれ自体
による装飾および/または単独コーティングとしての使
用に極めて満足できるものである。
本発明の特長および利点をさらに明確にするために、以
下の実施例を提示する。これらの実施例は単に例示を目
的とするものであり上記および特許請求の範囲に記載し
た本発明の範囲を限定するものでないことは理解されで
あろう。
下の実施例を提示する。これらの実施例は単に例示を目
的とするものであり上記および特許請求の範囲に記載し
た本発明の範囲を限定するものでないことは理解されで
あろう。
実施例1
本発明のコーティング組成物の調製に用いるのに適する
アクリルヒドロゾルを好ましくはチッ累吹き込みを行い
その後233.7 gのジアセトンと26gのインプロ
パツールからなる混合物を入れた反応器を用意すること
によって調製した。モノマー混合物は315゜9gのメ
チルメタクリレート、254、1 gのエチルアルリレ
ート、30gのアクリル酸および4.6gのベンゾイル
パーオキサイドとを一緒に混合することによって調製し
た。約10%のモノマー混合物を反応器に加え、得られ
た混合物を約195°F(約90.6℃)でチッ素吹き
込みガスを中止して加熱還流させた。混合物を還流下に
約20〜約30分間保持した。反応混合物の温度が約2
40°F(約115.6℃)に達したとき、残りのモノ
マー混合物を3時間に亘ってゆっくりと加え、その間還
流を約243°F〜約248°F(約117.2℃〜約
120℃)の温度に維持した。モノマー混合物の添加終
了後に、反応塊をさらに10分間その温度に保った。
アクリルヒドロゾルを好ましくはチッ累吹き込みを行い
その後233.7 gのジアセトンと26gのインプロ
パツールからなる混合物を入れた反応器を用意すること
によって調製した。モノマー混合物は315゜9gのメ
チルメタクリレート、254、1 gのエチルアルリレ
ート、30gのアクリル酸および4.6gのベンゾイル
パーオキサイドとを一緒に混合することによって調製し
た。約10%のモノマー混合物を反応器に加え、得られ
た混合物を約195°F(約90.6℃)でチッ素吹き
込みガスを中止して加熱還流させた。混合物を還流下に
約20〜約30分間保持した。反応混合物の温度が約2
40°F(約115.6℃)に達したとき、残りのモノ
マー混合物を3時間に亘ってゆっくりと加え、その間還
流を約243°F〜約248°F(約117.2℃〜約
120℃)の温度に維持した。モノマー混合物の添加終
了後に、反応塊をさらに10分間その温度に保った。
その後、1gのt−ブチル バーベンゾエートと2gの
ジアセトンアルコールからなる混合物ヲ還流温度に保持
している反応塊に1/2時間で約253°F〜約255
°F(約122.7℃〜約123.9℃)の温度で加え
た。その後、0.66 gのt−ブチルパーベンゾエー
トと2.5gのジアセトンアルコールの第2の混合物を
反応塊に加えてさらに1時間保った。その後、反応器を
冷却して反応塊を次の処理工程中の発泡を低減させるた
めに約165°F(約73.9℃)の温度にした。次に
、14.7 gの29%のアンモニア水溶液と70、6
gの脱イオン水とからなる混合物を撹拌下に15分間
で加えた。追加量の1.061.7 gの脱イオン水を
140°F(60℃)の温度に予熱した。反応塊をこの
予熱水に良く撹拌しながら30分間で加えた。得られた
アクリルヒドロゾルを冷却して、約54.25重量%の
水、約14.18重量%のジアセトンアルコールおよび
約1.57重量%のイソプロパツールからなる水性溶媒
に分散させた約30重量%不揮発分を含むものとしてさ
らに特徴付けた。
ジアセトンアルコールからなる混合物ヲ還流温度に保持
している反応塊に1/2時間で約253°F〜約255
°F(約122.7℃〜約123.9℃)の温度で加え
た。その後、0.66 gのt−ブチルパーベンゾエー
トと2.5gのジアセトンアルコールの第2の混合物を
反応塊に加えてさらに1時間保った。その後、反応器を
冷却して反応塊を次の処理工程中の発泡を低減させるた
めに約165°F(約73.9℃)の温度にした。次に
、14.7 gの29%のアンモニア水溶液と70、6
gの脱イオン水とからなる混合物を撹拌下に15分間
で加えた。追加量の1.061.7 gの脱イオン水を
140°F(60℃)の温度に予熱した。反応塊をこの
予熱水に良く撹拌しながら30分間で加えた。得られた
アクリルヒドロゾルを冷却して、約54.25重量%の
水、約14.18重量%のジアセトンアルコールおよび
約1.57重量%のイソプロパツールからなる水性溶媒
に分散させた約30重量%不揮発分を含むものとしてさ
らに特徴付けた。
実施例2
ブライマーおよび/または表面処理剤としての用途に適
するグレーカラーの水性着色アクリルヒドロゾルコーテ
ィング組成物を、ペラプルミルに粉砕物部分として、3
25.7ボンド(147,7kg)の水、5.13ポン
ド(2,37kg)の28%アンモニア水溶液、37.
13ポンドク16゜84kg)のアクリル分散剤溶液(
シンセムール40−425)、312、12ポンド(1
41,6kg)のタルタ顔料(ベーカ−A3)、17.
77ボンド(8,06kg)のシリカ顔料(I−ロジル
R972) 、27.26ポンド(12,37kg>二
酸化チタン顔料(TIピニアR960)、3.16ボン
ド(1,43kg)のランプブラック顔料(ラベン16
)、3.16ポンド(143kg)のイエローオキサイ
ド顔料(201Eイエローオキサイド)、および2.1
7ボンド(0,98kg)の発泡抑制剤(フォーマスク
−R)とを加えることによって調製した。得られた粉砕
物部分は444時間ベラプルミルでミリングした。
するグレーカラーの水性着色アクリルヒドロゾルコーテ
ィング組成物を、ペラプルミルに粉砕物部分として、3
25.7ボンド(147,7kg)の水、5.13ポン
ド(2,37kg)の28%アンモニア水溶液、37.
13ポンドク16゜84kg)のアクリル分散剤溶液(
シンセムール40−425)、312、12ポンド(1
41,6kg)のタルタ顔料(ベーカ−A3)、17.
77ボンド(8,06kg)のシリカ顔料(I−ロジル
R972) 、27.26ポンド(12,37kg>二
酸化チタン顔料(TIピニアR960)、3.16ボン
ド(1,43kg)のランプブラック顔料(ラベン16
)、3.16ポンド(143kg)のイエローオキサイ
ド顔料(201Eイエローオキサイド)、および2.1
7ボンド(0,98kg)の発泡抑制剤(フォーマスク
−R)とを加えることによって調製した。得られた粉砕
物部分は444時間ベラプルミルでミリングした。
その後、322.4ボンド(146,24kg)の実施
例1に従って調製したアクリルヒドロゾル、19、35
ポンド(8,78kg)、の水および4.62ボンド(
2,1kg>の水不溶性ポリウレタン樹脂(QR708
レオロジーモディファイヤー)からなる流動剤を加え、
上記粉砕物部分とこの希釈部分とをベラプルミル中でさ
らに2時間混合した。
例1に従って調製したアクリルヒドロゾル、19、35
ポンド(8,78kg)、の水および4.62ボンド(
2,1kg>の水不溶性ポリウレタン樹脂(QR708
レオロジーモディファイヤー)からなる流動剤を加え、
上記粉砕物部分とこの希釈部分とをベラプルミル中でさ
らに2時間混合した。
実施例3
裸のスチール試験パネルを実施例2に従って調製したア
クリルヒドロゾルコーティング組成物でスプレーコーテ
ィングしてブライマー/表面処理剤コーティングを得た
。コーティングを周囲温度への接触により乾燥せしめた
後、試験パネルを400グリツドサンドペーパーでスカ
ッフ掛けし市販の自動車品質アクリルラッカーでスプレ
ーコーティングした。比較目的で、裸のスチール試験パ
ネルをニトロセルロース系の通常の市販自動車品質ブラ
イマー/表面処理剤コーティングでスプレーコーティン
グし周囲温度で乾燥させ400グリツドペーパーでスカ
ッフ掛し上記と同じアクリルラッカーでスプレーしコー
ティングした。
クリルヒドロゾルコーティング組成物でスプレーコーテ
ィングしてブライマー/表面処理剤コーティングを得た
。コーティングを周囲温度への接触により乾燥せしめた
後、試験パネルを400グリツドサンドペーパーでスカ
ッフ掛けし市販の自動車品質アクリルラッカーでスプレ
ーコーティングした。比較目的で、裸のスチール試験パ
ネルをニトロセルロース系の通常の市販自動車品質ブラ
イマー/表面処理剤コーティングでスプレーコーティン
グし周囲温度で乾燥させ400グリツドペーパーでスカ
ッフ掛し上記と同じアクリルラッカーでスプレーしコー
ティングした。
上記方法で作製したすべての試験パネルをナイフで上か
ら下に縦に刻み、ナイフがアクリルラッカートップコー
トおよびブライマーコートを通り下のスチールを刻んで
いることを確認した。刻み付は後、各パネルを一般AS
TMB 117−85試験法に従って120°F(48
,9℃)に加熱した5%塩の噴霧環境に置いた。
ら下に縦に刻み、ナイフがアクリルラッカートップコー
トおよびブライマーコートを通り下のスチールを刻んで
いることを確認した。刻み付は後、各パネルを一般AS
TMB 117−85試験法に従って120°F(48
,9℃)に加熱した5%塩の噴霧環境に置いた。
本発明による実施例2に従って調製したヒドロゾル ブ
ライマー/表面処理剤で下地コーティングしかつアクリ
ルラッカーでオーバーコーテイングしたパネルは上記環
境に300時間連続露出した後腐蝕がなかった。通常の
市販自動車品質ブライマー/表面処理剤で下地コーティ
ングしかつアクリルラッカーでオーバーコーテイングし
たパネルは96時間露出後に刻み込み線から1/2イン
チ(1,27cm)拡がる腐蝕付着物を認めた。
ライマー/表面処理剤で下地コーティングしかつアクリ
ルラッカーでオーバーコーテイングしたパネルは上記環
境に300時間連続露出した後腐蝕がなかった。通常の
市販自動車品質ブライマー/表面処理剤で下地コーティ
ングしかつアクリルラッカーでオーバーコーテイングし
たパネルは96時間露出後に刻み込み線から1/2イン
チ(1,27cm)拡がる腐蝕付着物を認めた。
これらの比較試験は本発明のコーティング組成物により
達成した優れた腐蝕保護を明らかに示している。
達成した優れた腐蝕保護を明らかに示している。
実施例4
実施例2に従って調製したアクリルヒドロゾルコーティ
ングを自動車品質の周囲温度硬化エナメルコーティング
からなる下地表面上に下地コーティングを浮き上げある
いは破壊することなく適用した。ヒドロゾルコーティン
グを周囲温度で乾燥すると、ヒドロゾルコーティングは
さらにアクリルコーティングまたランカー溶解溶媒を含
む他のコーティングにより下地コーティングを浮き上げ
あるいは破壊することなくオーバーコーテイングできる
ことが観察された。即ち、実施例2に従って調製したア
クリルヒドロゾルコーティングは乾燥したとき有効なバ
リヤーコーティングを形成する。
ングを自動車品質の周囲温度硬化エナメルコーティング
からなる下地表面上に下地コーティングを浮き上げある
いは破壊することなく適用した。ヒドロゾルコーティン
グを周囲温度で乾燥すると、ヒドロゾルコーティングは
さらにアクリルコーティングまたランカー溶解溶媒を含
む他のコーティングにより下地コーティングを浮き上げ
あるいは破壊することなくオーバーコーテイングできる
ことが観察された。即ち、実施例2に従って調製したア
クリルヒドロゾルコーティングは乾燥したとき有効なバ
リヤーコーティングを形成する。
自動車品質の周囲温度硬化エナメルコーティング上への
通常のニトロセルロース系市販自動車品賞プライマー/
表面処理剤の適用はエナメルコーティングを浮き上らせ
、持ち上がらせあるいは破壊も表面をその後の処理に適
さないようにすることが観察された。
通常のニトロセルロース系市販自動車品賞プライマー/
表面処理剤の適用はエナメルコーティングを浮き上らせ
、持ち上がらせあるいは破壊も表面をその後の処理に適
さないようにすることが観察された。
実施例5
装飾コーティングとしての用途に適するホワイトカラー
の水性着色アクリルヒドロゾルコーティングを、ペラプ
ルミルに、粉砕部分として、190、44ポンド(86
,38kg)の脱イオン水、3.26ポンド(1,48
kg)の28%水酸化アンモニウム液、23.62ポン
ド(10,71kg)のアクリルl剤溶液(シンセムー
ル40−425)、231、28ボンド(104,91
kg)の二酸化チタン(TIピ二アR960)、および
1.37ポンド(0,62kg)の発泡抑制剤(フォー
マスターR)とを加えることによって調製した。得られ
た粉砕部分はペラプルミル中で16時間ミIJングした
。
の水性着色アクリルヒドロゾルコーティングを、ペラプ
ルミルに、粉砕部分として、190、44ポンド(86
,38kg)の脱イオン水、3.26ポンド(1,48
kg)の28%水酸化アンモニウム液、23.62ポン
ド(10,71kg)のアクリルl剤溶液(シンセムー
ル40−425)、231、28ボンド(104,91
kg)の二酸化チタン(TIピ二アR960)、および
1.37ポンド(0,62kg)の発泡抑制剤(フォー
マスターR)とを加えることによって調製した。得られ
た粉砕部分はペラプルミル中で16時間ミIJングした
。
その後、118.66ボンド(53,82kg)の追加
のアクリル分散剤樹脂(シンセムール4O−425)お
よび1233.53ポンド(559,5kg)の実施例
1に従って調製したアクリルヒドロゾルを加え、上記粉
砕物部分とこの希釈部分とをさらに1時間ミル中で混合
した。
のアクリル分散剤樹脂(シンセムール4O−425)お
よび1233.53ポンド(559,5kg)の実施例
1に従って調製したアクリルヒドロゾルを加え、上記粉
砕物部分とこの希釈部分とをさらに1時間ミル中で混合
した。
得られたホワイトカラーコーティング組成物を裸のスチ
ール試験パネルにスプレーコーティングし周囲温度で乾
燥させた。得られた乾燥フィルムはスチール基質のフラ
ッシュ腐蝕を示さず優れた接着性と良好な外観を有して
いた。
ール試験パネルにスプレーコーティングし周囲温度で乾
燥させた。得られた乾燥フィルムはスチール基質のフラ
ッシュ腐蝕を示さず優れた接着性と良好な外観を有して
いた。
実施例6
工業カラーコーティングとしての用途に適する黒色カラ
ーの水性着色アクリルヒドロゾルコーティング組成物を
、ペラプルミルに、粉砕部分として、254.44ポン
ド(115,14kg)の脱イオン水、4.36ポンド
(1,98kg)の28%水酸化アンモニウム液、19
0.28ポンド(86,31kg)のアクリル分散剤溶
液(シンセムール40−425)、47ボンド(21,
32kg)のランプブラック(レフン16)および1.
37ポンド(0,62kg)の発泡抑制剤(フォーマス
ターR)とを加えることによって調製した。得られた粉
砕部分はベラプルミル中で36時間ミリングした。その
後、1649.10ボンド(748,03kg>の実施
例1に従って調製したアクリルヒドロゾルを加え、上記
粉砕物部分とこの希釈部分をミル中でさらに1時間混合
した。
ーの水性着色アクリルヒドロゾルコーティング組成物を
、ペラプルミルに、粉砕部分として、254.44ポン
ド(115,14kg)の脱イオン水、4.36ポンド
(1,98kg)の28%水酸化アンモニウム液、19
0.28ポンド(86,31kg)のアクリル分散剤溶
液(シンセムール40−425)、47ボンド(21,
32kg)のランプブラック(レフン16)および1.
37ポンド(0,62kg)の発泡抑制剤(フォーマス
ターR)とを加えることによって調製した。得られた粉
砕部分はベラプルミル中で36時間ミリングした。その
後、1649.10ボンド(748,03kg>の実施
例1に従って調製したアクリルヒドロゾルを加え、上記
粉砕物部分とこの希釈部分をミル中でさらに1時間混合
した。
実施例7
連邦環境保護局(Federal Emvironme
ntalProtectio口Agency)により規
定された方法により測定したときの実施例6によって調
製した水性アクリルヒドロゾルコーティング組成物に含
まれる揮発有機成分(V’OC)は適用したときのコー
ティング組成物の1.3ポンド/ガロン(0,13g/
cm)である。本発明のコーティング組成物のVOCは
通常の有機溶媒系市販自動車品質黒色アクリルコーティ
ング組成物のVOCに比較しわずかに約2%である。
ntalProtectio口Agency)により規
定された方法により測定したときの実施例6によって調
製した水性アクリルヒドロゾルコーティング組成物に含
まれる揮発有機成分(V’OC)は適用したときのコー
ティング組成物の1.3ポンド/ガロン(0,13g/
cm)である。本発明のコーティング組成物のVOCは
通常の有機溶媒系市販自動車品質黒色アクリルコーティ
ング組成物のVOCに比較しわずかに約2%である。
本発明が前述の特長および利点を達成するように良く計
算されていることは明らかであろうけれども、本発明は
本発明の精神から離れずに修正、変形および変化が容易
であることは理解されたい。
算されていることは明らかであろうけれども、本発明は
本発明の精神から離れずに修正、変形および変化が容易
であることは理解されたい。
Claims (10)
- (1)実質的に均一に分散した顔料粒子またはその混合
物、均一に分散したアクリルヒドロゾル粒子と酸官能性
を有する分散剤ポリマーの水溶性塩との混合物からなる
フィルム形成性成分、および水と有機溶媒の混合物から
なる液体成分とを含有し、上記有機溶媒が上記フィルム
形成性成分の凝集剤として機能する水性着色コーティン
グ組成物。 - (2)前記液体成分が前記組成物の約35〜約65重量
%からなる特許請求の範囲第(1)項記載のコーティン
グ組成物。 - (3)アクリルヒドロゾル粒子がコロイド寸法を有する
特許請求の範囲第(1)項記載のコーティング組成物。 - (4)アクリルヒドロゾル粒子が前記組成物の約5〜約
40重量%の量で存在する特許請求の範囲第(1)項記
載のコーティング組成物。 - (5)分散剤ポリマーが約1〜約5重量%の量で存在す
る特許請求の範囲第(1)項記載のコーティング組成物
。 - (6)前記水溶性塩が前記酸官能性を有する分散剤ポリ
マーと、アンモニア、有機アミンおよびこれらの混合物
からなる群より選ばれた塩基化合物との反応生成物から
なる特許請求の範囲第(1)項記載のコーティング組成
物。 - (7)前記分散剤ポリマーがアクリルポリマーである特
許請求の範囲第(1)項記載のコーティング組成物。 - (8)前記分散剤ポリマーがポリエステルポリマーであ
る特許請求の範囲第(1)項記載のコーティング組成物
。 - (9)有機凝集用溶媒、実質的に均一に分散した顔料粒
子、およびフィルム形成性成分としての実質的に均一に
分散したアクリルヒドロゾル粒子と酸官能性を有する分
散剤ポリマーの水溶性塩との混合物とを含有する液体水
性着色コーティング組成物を調製すること、このコーテ
ィング組成物を基体の少なくとも一部に液体層の形で適
用すること、この層を乾燥させて実質的にすべての上記
液体溶媒を除去しかつ上記塩を分解して上記分散剤ポリ
マーの塩形成性成分を揮発させて上記ポリマーを水不溶
性となし、さらに上記ヒドロゾル粒子をフィルム全体に
亘って散在させた顔料粒子を含む実質的に連続するフィ
ルムに凝集させることの各工程からなる基体を接着性の
実質的に連続する高分子フィルムでコーティングする方
法。 - (10)顔料粒子を分散させる有効量で存在する酸官能
性を有する分散剤ポリマーの水可溶性塩の存在下に、顔
料粒子の一部分を水性液体溶媒中で所定時間混合し分散
させて、粉砕部分を形成すること、しかる後この粉砕混
合物にアクリルヒドロゾル粒子の水性均一分散体を添加
混合して液状着色水性コーティング組成物を形成させる
を特徴とする水性着色液状コーティング組成物の調製方
法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/010,452 US4797444A (en) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | Waterborne pigmented acrylic hydrosol coating composition and process |
US010,452 | 1987-02-03 | ||
US10,452 | 1987-02-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63277284A true JPS63277284A (ja) | 1988-11-15 |
JP2513726B2 JP2513726B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=21745823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62249068A Expired - Lifetime JP2513726B2 (ja) | 1987-02-03 | 1987-10-01 | 水性着色アクリルヒドロゾルコ―ティング組成物 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4797444A (ja) |
JP (1) | JP2513726B2 (ja) |
KR (1) | KR960005172B1 (ja) |
CN (1) | CN88100517A (ja) |
AR (1) | AR244764A1 (ja) |
BE (1) | BE1001193A5 (ja) |
BR (1) | BR8705620A (ja) |
CA (1) | CA1311869C (ja) |
MX (1) | MX166629B (ja) |
NZ (1) | NZ221709A (ja) |
YU (1) | YU45833B (ja) |
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