TWI768306B - 產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物、或其它塗覆材料之組合物的方法及產品 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之一組合物之方法，其中塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之該組合物包含固體及分散劑，其中該組合物係由一電腦系統產生，其中該電腦系統能夠存取一資料庫，已知組合物儲存於該資料庫中，且對於已知組合物之一固體及一分散劑之組合，量測點在每一情況下儲存於該資料庫中，其中針對每一量測點儲存一流變特性及一色彩特性。該方法包含：經由該電腦系統之一使用者介面輸入一組合物之一第一組分及一第二組分之一所要組合之一規格，其中該等組分包含一固體及一分散劑；以該第一組分及該第二組分之該所要組合作為搜尋準則來實施一資料庫搜尋，其中，若該資料庫搜尋得到滿足該搜尋準則之一已知組合物，則輸出該已知組合物，且其中，在相反情況下，針對以該第一組分及該第二組分作為搜尋準則之一組合物實行另一資料庫搜尋，以發現包含該兩種組分中之一者且亦包含代替另一組分之一替代組分的一候選組合物；及實施用於產生調配物並輸出該組合物之其它步 驟。

Description

產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物、或其它塗覆材料之組合物的方法及產品
本發明係關於一種用於產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之組合物之方法，其中該組合物包含固體及分散劑。
塗料、清漆及印刷油墨組合物、研磨樹脂、顏料濃縮物及其它塗覆材料之組合物為原料之複合混合物。塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之慣用組合物或配方或調配物含有約20種原料，在下文亦被稱為「組分」。此等組合物由例如選自以下各者之原料組成：固體，諸如顏料及/或填充劑，例如黏合劑、溶劑、樹脂、固化劑及各種添加劑，諸如增稠劑、分散劑、濕潤劑、黏著促進劑、消泡劑、表面改質劑、流量控制劑、催化添加劑，諸如乾燥劑及催化劑，及專用添加劑，諸如殺生物劑、光引發劑及腐蝕抑制劑。
迄今為止已基於經驗值指定了具有特定、所要特性之新組合物或調配物，且相應地進行了化學合成及測試。由於相互作用之複雜 性，甚至技術人員亦幾乎不可預測關於化學、物理、光學、觸覺及其它計量學可捕捉特性滿足定義期望之新組合物或調配物的構成。原料彼此相互作用之多樣性以及與此多樣性一致的試驗(部分手動地執行)之多重性及不成功之試驗使此途徑既耗時又昂貴。
為了在液體介質中分散固體(例如顏料、填充劑或染料)，一般做法係使用分散劑(亦被稱為分散添加劑)以達成固體之有效分散，減小分散所需之機械剪切力，並同時使填充程度最大化。分散劑幫助聚結物之破裂，且作為表面活性材料，分散劑潤濕及/或覆蓋要分散之固體或粒子之表面，並使其就非想要的再聚結而言穩定。
分散劑亦用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物及其它塗覆材料，此係因為分散劑促進諸如顏料、染料及填充劑之固體之併入，該等固體為實質上決定此類系統之視覺外觀及物理化學特性的重要組成成分。為了最佳利用，一方面，此等固體必須在調配物中均一地分佈，且另一方面，一旦達成該分佈，該分佈就必須穩定。
大量不同的物質如今用作固體之分散劑。除了諸如卵磷脂、脂肪酸及其鹽或烷基苯酚乙氧基化物之極簡單的低分子量化合物以外，更複雜的高分子量結構亦用作分散劑。此處，尤其廣泛地使用胺基官能性及醯胺基官能性系統。
US-A-4 224 212、EP-B-0 208 041、WO-A-00/24503及WO-A-01/21298描述了例如基於聚酯改質多元胺之分散劑。DE-B-197 32 251描述了多元胺鹽及其作為顏料及填充劑之分散劑之用途。
本發明之目標係提供一種方法，經由該方法更有成本效益 地且更節約時間地達成了新組合物開發或重調配物開發。
該目標係由根據技術方案1的用於產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之組合物之方法達成，其中該組合物包含固體及分散劑，且該目標亦係由對應電腦系統及電腦程式產品達成。本發明之實施例指示於附屬請求項中。本發明之實施例可彼此自由地組合，惟其互斥之情況除外。
在一個態樣中，本發明係關於一種用於產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之組合物之方法，其中組合物係由電腦系統產生。電腦系統能夠存取儲存有已知組合物及/或調配物之一資料庫。
「組合物」在本文中被理解為至少指定供形成化學產品之原料(「組分」)之性質的化學產品之規格。
「調配物」在本文中係指除了組分陳述以外另外亦包括各別組分之量細節或濃度細節的組合物。
取決於特定實施例，在下文中提及之組合物亦可意謂存在調配物。
對於各自包含固體及分散劑之已知組合物，固體分率及分散劑濃度或分散劑分率之各別量測點儲存於資料庫中。
例如，對於每一已知組合物，複數個量測點可儲存於資料庫中。例如，可針對(固定)固體分率與變化分散劑分率或針對(固定)分散劑分率與變化固體分率儲存複數個量測點。該方法所固有的是，對於每一組合物之每一量測點，例如對於具有經指派固體分率之每一經測試分散劑濃度，至少一種流變特性及至少一種色彩特性各自儲存於資料庫中。
流變特性可為例如所討論之組合物之黏度。色彩特性可為例如所討論之組合物之顏色強度。
組合物可為塗料、清漆、噴墨油墨、顏料漿、顏料濃縮物、研磨樹脂或其它塗覆材料，諸如特定原料之預混物(呈便利品形式)、固體分散液、懸浮液、水性及溶劑型組合物、100%組合物(不含水及溶劑)或基於UV之塗料及清漆系統。
在本發明之意義上的分散劑或界面活性化合物可為化學兩親媒性、離子、非離子或低分子量化合物及/或高分子量化合物。
分散劑或界面活性化合物可為聚醚修飾之脂肪酸；聚醚修飾之脂肪酸醯胺胺；聚醚修飾之胺衍生物；聚醚胺衍生物；聚醚修飾之油、脂肪及其衍生物；磷酸化聚醚衍生物，尤其是基於脂肪醇；或順丁烯二酸樹脂或聚醚修飾之苯乙烯-順丁烯二酸共聚物。
順丁烯二酸樹脂為松香與順丁烯二酸及/或反丁烯二酸之狄爾斯-阿爾德(Diels-Alder)加合物，其亦可被多元醇完全地或部分地酯化。因此，有可能製備極廣泛範圍的具有不同熔點、官能性及所得可溶性之硬樹脂。
分散劑或界面活性化合物亦可為已被具有顏料親和力之基團修飾之聚酯。
分散劑或界面活性化合物亦可為非離子乙氧基化糖界面活性劑，諸如聚氧乙烯脫水山梨糖醇單月桂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇單油酸酯及聚氧乙烯脫水山梨糖醇三硬脂酸酯。
分散劑或界面活性化合物可替代地為選自聚伸烷二醇醚之 群組的商業上慣用的脂肪醇乙氧基化物。
分散劑或界面活性化合物可具有一或多個對顏料表面具有親和力之官能基。
在本發明之意義上的固體原則上可為任何固體有機或無機材料或碳黑。
此類固體之實例為顏料、填充劑、染料、光學增亮劑、陶瓷材料、磁性材料、奈米分散固體、金屬、殺生物劑、農用化學品及藥物。
較佳的固體為來自描述於例如Colour Index第三版(1971)及名為「Pigments」之章節中之後續修訂及補充中的任一公認類別之顏料的顏料。
較佳地，顏料為有機或無機顏料或碳黑顏料。
無機顏料之實例包括氧化鐵、氧化鉻或氧化鈦。
合適的有機顏料為例如偶氮基顏料、金屬錯合物顏料、蒽醌類顏料、酞菁顏料及多環顏料，尤其為硫靛、喹吖啶酮、二噁嗪、吡咯并吡咯、萘四甲酸、苝、異醯胺啉(酮)(isoamidolin(on)e)、黃士酮、皮蒽酮或異紫蒽酮系列之顏料。
所使用之碳黑可為氣黑、燈黑或爐黑。此等碳黑可另外被後氧化及/或轉化為珠粒。
其它較佳的固體為增量劑及填充劑，諸如滑石、高嶺土、二氧化矽、重晶石及白堊；微粒陶瓷材料，諸如氧化鋁、二氧化矽、二氧化鋯、二氧化鈦、氮化矽、氮化硼、碳化矽、碳化硼、混合氮化矽鋁及金屬鈦酸鹽；微粒磁性材料，諸如過渡金屬(尤其為鐵及鉻)之磁性氧化物， 例如γ-Fe2O3、Fe3O4及摻鈷氧化鐵、氧化鈣、鐵氧體(尤其為鋇鐵氧體)及金屬粒子，尤其為金屬鐵、鎳、鈷及其合金；及農用化學品，例如殺真菌劑護汰芬(flutriafen)、貝芬替(carbendazim)、百菌清(chlorthalonil)及鋅錳乃浦(mancozeb)。
如上文所觀測，塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之組合物包含固體及分散劑。
固體(尤其為顏料)及分散劑之合適組合能夠使固體表面被分散劑最佳化地潤濕，且因此使固體(在此情況下尤其為顏料)在組合物之基質中最佳化地分佈及穩定。
因為顏料之潤濕程度並非始終已知或不可直接量測，所以諸如黏度之流變特性及諸如顏色強度之色彩特性用作指示符。
經由選擇分散劑及其濃度，有可能減少例如所使用之諸如一些顏料之高價固體的量，而不必接受顏色強度減損。此外，所使用之分散劑為包含固體(諸如顏料)之液體介質之黏度行為的關鍵共同決定因素。在此情況下，尤其需要使液體塗料及清漆中之黏度最小化且亦在儲存期間保持此黏度的分散劑。
根據技術方案1之方法係藉由首先經由電腦系統之使用者介面輸入組合物之第一組分及第二組分之所要組合之規格來實施。電腦系統能夠存取資料庫。
在本發明之意義上的資料庫可為可儲存有資料，尤其為結構化資料之任何記憶體。該資料庫可為如下資料庫：正文檔案、試算表檔案、目錄樹中之目錄，或例如MySQL或PostgreSQL之資料庫管理系統(DBMS)之資料庫。
對於該方法，設想到，組分，亦即第一組分及第二組分，為固體及分散劑。
當第一組分為固體時，第二組分為分散劑。此外，若第一組分為分散劑，則第二組分為固體。
為了幫助理解該方法中之步驟，第一組分在下文被稱為第一組分(A)，且第二組分被稱為第二組分(B)。
在已輸入第一組分(A)及第二組分(B)之所要組合之規格之後，以第一組分(A)及第二組分(B)之所要組合作為搜尋準則來實行資料庫搜尋。
若資料庫搜尋得到滿足搜尋準則(第一組分(A)及第二組分(B))之已知組合物，則輸出具有第一組分(A)及第二組分(B)之已知組合物。因此，對於已知組合物，已儲存固體分率及分散劑濃度之量測點，其中針對每一量測點儲存黏度及顏色強度。
若資料庫搜尋未得到滿足搜尋準則(第一組分(A)及第二組分(B))之任何已知組合物，則實行以第一組分(A)及第二組分(B)作為搜尋準則之組合物之另一資料庫搜尋，以發現包含該兩種組分中之一者(第一組分(A)或第二組分(B))及代替另一組分(第二組分(B)或第一組分(A))之替代組分的候選組合物。
為了更易於理解本發明，且作為實例，存在於候選組合物中的兩種組分中之一者被稱為第二組分(B)，且不存在於候選組合物中之另一組分被稱為第一組分(A)。應注意，兩種組分中之一者亦可被稱為第一組分(A)，且另一組分亦可被稱為第二組分(B)，但此不用於實例，以更易於理解本發明。
為了更易於理解，替代組分在此實例中被稱為替代組分(X)。
因此，在此實例中，候選組合物包含替代組分(X)及第二組分(B)。
接著實行資料庫搜尋以發現包含該兩種組分中之另一者(在此實例中為第一組分(A))且亦包含第三組分的第一已知比較組合物，為了更易於理解，該第三組分在此實例中被稱為第三組分(C)。
因此，在此實例中，第一已知比較組合物包含第一組分(A)及第三組分(C)。
在下一步驟中，實行資料庫搜尋以發現包含代替另一組分(在此實例中為第一組分(A))之替代組分且亦包含第三組分(C)的第二已知比較組合物，為了更易於理解，該替代組分在此實例中被稱為替代組分(X)。
因此，在此實例中，第二已知比較組合物包含替代組分(X)及第三組分(C)。
在另一步驟中，藉由關於第一及第二已知比較組合物之儲存於資料庫中之量測點來測試相似性準則(例如預定義臨限值)而比較第一及第二已知比較組合物。
若第一及第二已知比較組合物被評等為充分相似，則產生組合物，其中候選組合物中之替代組分(X)由兩種組分中之另一者(在此實例中為第一組分(A))替換。
接著輸出所產生之組合物。
本發明之實施例利用如下出人意料的發現：充分相似的比 較組合物表明，在候選組合物中，非想要的替代組分(X)可由第一組分(A)替換，且因此獲得針對具有實際效用之調配物或組合物的預報。隨後可藉由用高輸送量環境設施(HTE設施)進行生產及測試來驗證組合物或調配物。
對於本發明之一種設計，若發現複數種候選組合物，則重複以下步驟：對第一及第二比較組合物進行資料庫搜尋，接著比較該等比較組合物，直至發現複數種候選組合物中之至少一者滿足相似性準則，且針對此候選組合物產生組合物，其中此候選組合物中之替代組分(X)由兩種組分中之另一者替換。此具有如下優勢：具有最高相似性程度之所選候選組合物可能提供針對實務上可使用之組合物的特別可靠的預報。
對於一種設計，若發現到複數種候選組合物，則多次重複以下步驟：對第一及第二比較組合物進行資料庫搜尋，接著比較該等比較組合物，直至發現複數種候選組合物滿足相似性準則。在此情況下，作為另一可能的步驟，以相似性程度作為分類準則來對候選組合物進行分類，且選擇具有最高相似性程度之候選組合物並實行產生組合物之步驟，且在此候選組合物中，替代組分(X)由兩種組分中之另一者替換。
對於本發明之所有前述設計，相似性程度可在第一已知比較組合物與第二已知比較組合物之間併入流變特性(例如黏度)之極值之間的第一距離，及色彩特性(例如顏色強度)之極值之間的第二距離，在每一情況下都係關於分散劑濃度及固體分率之不同比例。
距離可為例如第一已知比較組合物與第二已知比較組合物之間的極值之最短連接之長度。距離亦可為歐幾里德空間(Euclidian space)、成本函數或多維距離中之極值之間的線性路徑之長度，該多維距 離取決於維數(所量測參數，例如在具有固定固體分率之變化分散劑濃度內的黏度量測及/或顏色強度量測)，或每量測點之多個值。
對於相似性程度，另一可能性係針對儲存於資料庫中之組合物儲存不同儲存時段之量測點，在此情況下，針對不同儲存時段之量測點實行比較第一及第二比較組合物之步驟，以針對該等儲存時段中之每一者確定第一及第二距離。
為了測試組合物之基質中的固體之非均質性或沈降趨勢，在一或多個儲存時段之後(例如在50℃下儲存兩週之後及在50℃下儲存四週之後)再次量測組合物，以提供關於組合物中之固體之任何不充分穩定、非均質性或沈降行為的資訊。
在此情況下，另一可能性係相似性程度由極值之第一及第二距離之組合產生。
比較組合物之間的各別兩個距離可因此彼此求和，例如每維度(所量測參數，例如在例如具有固定固體分率之變化分散劑濃度內或在例如具有固定分散劑濃度之變化固體分率內的黏度或顏色強度)，或總計求和。若距離之組合未達到或超越強制的臨限值，則可規定滿足相似性程度。
另一可能的步驟為，輸入量測點之維度中之至少一者之規格，其中所選維度在組合中權重超標。所選維度可為例如黏度或顏色強度。
替代地，情況可為，提供另一步驟，其中輸入量測點之值範圍之規格，其中藉由關於第一及第二已知比較組合物之儲存於資料庫中之量測點來測試相似性準則而執行比較第一及第二已知比較組合物之步 驟，且僅在指定值範圍內評估量測點。輸入可為例如客戶要求，例如所要顏色強度範圍、所要儲存穩定性範圍或所要黏度。
替代地，可規定相似性程度對應於量測點之輪廓之比較，在此情況下，該比較係藉由最小平方法、差平方法、方差分析、量測點範圍字串比較或相關性來實行。
比較組合物之量測點之各別輪廓可被解譯為兩個資訊量，其相似性可例如藉助於模糊擷取途徑來評等；參見例如S.Miyamoto(Two approaches for information retrieval through fuzzy associations,IEEE Trans.Syst.Man Cybernet.SMC-19 123-30-1990b Fuzzy Sets in Information Retrieval and Cluster Analysis,1989,Dordrecht：Kluwer)。
對於該方法之所有前述實施例，可規定第一已知比較組合物包含至少一種其它組分(例如D、D+E、D+E+F、…)以及兩種組分中之另一者(A)及第三組分(C)，且規定第二已知比較組合物包含該等其它組分中之一者(D)、複數者(D+E；D+E+F)或全部(D+E+F、…)以及第三組分(C)及替代組分(X)。
可規定至少一種其它組分選自由以下各者組成之群組：顏料、填充劑、染料、光學增亮劑、陶瓷材料、磁性材料、奈米分散固體、金屬、殺生物劑、農用化學品、藥物、黏合劑、溶劑、濕潤劑、流量控制助劑、固化劑及消泡劑。
此外，可規定固體為無機顏料、有機顏料或碳黑顏料。
分散劑可為化學兩親媒性、離子、非離子或低分子量化合物及/或高分子量化合物。
此外，對於該方法之所有前述實施例，若候選組合物之兩 種組分中之一者為固體，則可規定固體為無機顏料、有機顏料或碳黑顏料，第三組分(C)對應地同樣為無機顏料、有機顏料或碳黑顏料，且若候選組合物之兩種組分中之一者為分散劑，則可規定分散劑為化學兩親媒性、離子、非離子或低分子量化合物及/或高分子量化合物，且第三組分(C)對應地同樣為化學兩親媒性、離子、非離子或低分子量化合物及/或高分子量化合物。
因此，兩種組分中之一者及第三組分在其例如顏色、大小、結構、重量、電荷等之特性方面相似。
可規定已藉由如下方式獲得儲存於資料庫中的第一及第二已知比較組合物或比較調配物之量測點：藉助於用於實施用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物並測試塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物之製程的設施，關於分散劑濃度及固體分率對流變特性(例如黏度)及色彩特性(例如顏色強度)進行先前測試。
用於實施用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物並測試塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物之製程的合適設施之實例為WO 2017/072351 A2中所描述的獲自Chemspeed Technologies AG之高輸送量設備設施(HTE設施)，或EP 2 420 817 B1之第[0054]段中所描述的用於高輸送量研究之設施(高輸送量設施)。
可進一步規定電腦系統經由通信介面與資料庫及/或與用於實施用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物並測試塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其 它塗覆材料之調配物之製程的設施通信，其中通信介面係由USB、乙太網路、WLAN、LAN、藍芽或另一網路介面實現。
可在電腦系統之使用者介面上輸出所產生之組合物或調配物。另外或替代地，可規定所產生之組合物具有針對其儲存之調配物，或藉助於試驗規劃程式自所產生之組合物開始產生一或多種調配物，例如其中將所儲存之調配物或藉由試驗規劃程式產生之調配物輸出至處理器，其中處理器控制用於實施用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物並測試塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物之製程的設施。該設施具有至少兩個工作站，其中至少兩個工作站經由運輸系統彼此連接，自力推進式運輸載具(例如適合於容納調配物之容器，或基板，被稱作面板，可在其上施加調配物)能夠在該運輸系統上運行以在工作站之間運輸所生產之組合物及/或調配物之組分。所生產之調配物可例如在適合於容納調配物之容器，尤其是塑膠或玻璃容器中，在工作站之間運輸。所生產之調配物亦可施加至基板或面板，且承載所施加之調配物的基板或面板在工作站之間運輸。基板或面板可由使用者可在其上施加調配物之任何材料組成，尤其為玻璃、塑膠、混凝土、木材、金屬、石材等。處理器驅動設施以生產所產生之組合物或調配物，且生產所產生之調配物並在至少兩個工作站中測試流變特性及色彩特性。例如，可測試流變特性及色彩特性。接著在電腦系統之使用者介面上輸出流變特性及色彩特性之測試之結果，及/或將流變特性及色彩特性之測試之結果儲存於資料庫中。儲存於資料庫中的調配物之結果或量測點可因此用於後續方法。
本發明之另一態樣為一種用於產生塗料、清漆、印刷油墨 或其它塗覆材料之組合物之電腦系統，其包含資料庫及使用者介面，其中該電腦系統經組態以用於實施上述方法。
本發明之另一態樣為一種電腦程式、數位儲存媒體或電腦程式產品，其具有可由處理器執行以實施上述方法之指令。
本發明之另一態樣為一種系統，其包含：用於實施用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物並測試塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物之製程的設施，其中該設施具有至少兩個工作站，其中至少兩個工作站經由運輸系統彼此連接，自力推進式運輸載具能夠在該運輸系統上運行以在工作站之間運輸調配物之組分及/或所生產之調配物之組分，其中調配物之生產及關於每一組合物之分散劑濃度及固體分率進行的流變特性(例如黏度)及色彩特性(例如顏色強度)之測試兩者係在至少兩個工作站中進行；及用於產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之組合物之電腦系統，該電腦系統包含資料庫及使用者介面，其中該電腦系統經組態以用於實施上述方法。
10:步驟
11:步驟
12:步驟
13:步驟
14:步驟
15:步驟
16:步驟
17:步驟
18:步驟
19:步驟
007:使用者
100:電腦系統
101:介面
102:處理器
103:工作記憶體
200:資料庫
500:用於實施塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物之生產製程及測試的設施(HTE設施)
506:分析裝置
508:分析裝置
510:混合器
512:合成單元
514:合成單元
520:處理器
A1:比較圖3A及圖3B時M1與M2之間的距離
A2:比較圖3B及圖3C時M2與M3之間的距離
M1:圖3A中之組合物之顏色強度最大值
M2:圖3B中之組合物之顏色強度最大值
M3:圖3C中之組合物之顏色強度最大值
以下圖解以例示性方式更詳細地闡明本發明之實施例：圖1 展示用於產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之組合物之方法的流程圖，其中塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之組合物包含固體及分散劑；圖2 展示包含電腦系統、資料庫及HTE設施之系統的方塊圖；且圖3A至圖3C 展示各自包含紅氧化鐵顏料及分散劑之組合物的三個圖解，其中針對包含相同分散劑之組合物給出黏度及顏色強度之量測值。
圖1展示用於產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之組合物之方法的流程圖。
該方法可由電腦系統執行，該電腦系統係例如控制電腦、筆記型電腦、標準電腦、平板電腦或智慧型電話。
該方法通常可用於化學實驗室之背景中。在實驗室中，存在一系列個別分析裝置及高輸送量環境設施(HTE設施)，亦即用於實施用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物並測試塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物之製程的設施。HTE設施包含大量單元及模組，其能夠分析及量測物質及物質混合物之各種化學或物理參數，並能夠基於由使用者輸入之調配物或配方來組合及合成大量不同的化學產品。
電腦系統能夠存取資料庫，已知組合物或調配物儲存於該資料庫中，且對於已知調配物之固體及分散劑之組合，針對固體分率及分散劑濃度的所討論之調配物之量測點在每一情況下儲存於該資料庫中。針對所討論之調配物之每一量測點儲存一流變特性及一色彩特性。
流變特性可為黏度且色彩特性可為顏色強度。流變特性及色彩特性兩者可藉助於HTE設施來確定。
在第一步驟10中，使用者，例如希望開發新組合物或調配物之研究人員，經由電腦系統100之使用者介面101輸入組合物之第一組分及第二組分之所要組合之規格。
對於本發明之方法，第一組分及第二組分為固體及分散劑。
在後續步驟11中，以第一組分及第二組分之所要組合作為搜尋準則來進行資料庫搜尋。
若資料庫搜尋得到滿足搜尋準則之已知組合物或調配物，則在另一步驟13中輸出已知組合物或調配物。
若資料庫搜尋未得到滿足搜尋準則之任何已知組合物或調配物，則在另一步驟14中以具有第一組分及第二組分之組合物或調配物作為搜尋準則來進行另一資料庫搜尋，以發現包含兩種組分中之一者且亦包含代替另一組分之替代組分的候選組合物或候選調配物。
出於此目的，在另一步驟15中，進行資料庫搜尋以發現包含兩種組分中之另一者且亦包含第三組分的第一已知比較組合物或比較調配物。
此外，在另一步驟16中，實行資料庫搜尋以發現包含代替另一組分之替代組分且亦包含第三組分的第二已知比較組合物或比較調配物。
在步驟15及16之後，另一步驟17涉及藉由關於第一及第二已知比較組合物或比較調配物之儲存於資料庫中之量測點來測試相似性準則(例如預定義臨限值)而比較第一及第二已知比較組合物或比較調配物，其中，若第一及第二已知比較組合物或比較調配物被評等為充分相似，則在後續步驟19中產生組合物或調配物，其中，在候選組合物或候選調配物中，替代組分由兩種組分中之另一者替換，且輸出所產生之組合物或調配物；參見步驟13。
若第一及第二已知比較組合物或比較調配物未被評等為充分相似，則再次實行步驟14至18。
圖2展示一系統之方塊圖，該系統包含電腦系統100、資料庫200，及用於實施用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之組合物並測試塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之組合物之製程的設施(HTE設施)500。
已關於圖1描述了該系統及其組件之組件之必需的功能。電腦系統100可為例如由使用者007操作之筆記型電腦、標準電腦、平板電腦或智慧型電話。使用者007經由電腦系統之介面101輸入組合物或調配物之所要組合之規格(亦參見圖1中之步驟10)。下文所描述之組合物亦可為調配物。
電腦系統100能夠存取資料庫，已知組合物儲存於該資料庫中，且對於已知組合物之固體及分散劑之組合，所討論之組合物之量測點在每一情況下針對固體分率及分散劑濃度儲存於該資料庫中。
此外，電腦系統100具有含應用程式之處理器102，且亦具有用於控制HTE設施500之處理器520之驅動器。如所展示，HTE設施500具有大量單元及模組506至514，其能夠分析及量測物質及物質混合物之各種化學或物理參數。例如，單元506為能夠調節及判定黏度之分析裝置。例如，單元508為能夠使用整合式分光光度計(經由L-a,b值)判定色彩值之分析裝置。
此外，電腦系統100具有工作記憶體103，其可能臨時儲存候選組合物K0及其它候選組合物K1至Kn，其中n可
Figure 109108487-A0305-02-0020-1
2，以及比較組合物Comp.I、Comp.II。
如所展示，電腦系統100既能夠在資料庫200上儲存資料又能夠自資料庫200擷取資料，例如組合物及/或組分之量測值及特性。電腦 系統100亦能夠向HTE設施500傳輸資料，例如訂單，並接收結果。該等結果接著可傳遞至資料庫系統200上及/或(經由介面101)傳遞至使用者007。亦規定允許將藉助於HTE設施500確定之結果直接輸入於資料庫200。
圖3展示各自包含紅氧化鐵顏料及各種分散劑之組合物的三個圖解(圖3A、圖3B及圖3C)。
圖3A以曲線輪廓展示包含分散劑1及紅氧化鐵顏料之組合物之顏色強度及黏度相對於具有紅氧化鐵顏料之固定分率之不同或變化分散劑濃度的量測值。
圖3B以曲線輪廓展示包含分散劑2及紅氧化鐵顏料之組合物之顏色強度及黏度相對於具有紅氧化鐵顏料之固定分率之不同或變化分散劑濃度的量測值。
圖3C以曲線輪廓展示包含分散劑3及紅氧化鐵顏料之組合物之顏色強度及黏度相對於具有紅氧化鐵顏料之固定分率之不同或變化分散劑濃度的量測值。
圖3A至圖3C中所展示之分散劑1、2及3為基團具有顏料親和力之共聚物之不同水溶液。分散劑1、2及3替代地在共聚物、其外觀(透明、混濁或著色)、酸值[mg KOH/g]、黏度[25℃下之mPa．s]、閃點[℃]及/或熔點(℃)方面彼此不同。圖3A至圖3C展示具有變化分散劑分率(分散劑分率在1%與30%之間變化)之組合物之黏度及顏色強度相對於紅氧化鐵顏料之固定分率(在此情況下為65%)的量測值。組合物之剩餘部分由其它組分構成，目前為添加劑、消泡劑、水及殺生物劑。
圖3A、圖3B及圖3C亦展示在不同儲存時段之後的每一組 合物(具有相同但分率變化的分散劑)之顏色強度及黏度之量測值。不同儲存時段如下：i.)在生產之後(對於顏色強度，參見具有十字形符號之量測點，且對於黏度，參見具有正方形符號之量測點)；ii.)在50℃下將組合物儲存兩週之後(對於顏色強度，參見具有三角形符號之量測點，且對於黏度，參見具有星形符號之量測點)；及iii.)在50℃下將組合物儲存四週之後(對於顏色強度，參見具有菱形符號之量測點，且對於黏度，參見具有圓形符號之量測點)。
顏色強度及黏度之量測值係藉助於用於實施用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物並測試塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物之製程的設施(獲自Chemspeed Technologies AG之HTE設施，描述於WO 2017/072351 A2中)來量測，並儲存於資料庫中。在此情況下，基於非均質性或沈降趨勢進行儲存穩定性量測，其中盤/主軸在向下移動之情況下量測法線力，且因此捕捉非均質性，諸如脫水收縮或沈降。同樣由HTE設施藉由在運輸載具(玻璃容器)中藉助於槳式攪拌器判定組合物之黏度而對組合物實行黏度量測，包括藉由稀釋進行黏度調節。同樣由HTE設施基於整合式分光光度計(L-a,b值)來量測組合物之色彩值。
對於本發明之方法，有可能例如使第一已知比較組合物(參見圖1，步驟15)為來自圖3A之組合物中之一或多者。在彼情況下，紅氧化鐵顏料將為第三組分，且分散劑1將為兩種組分中之另一者。另一可能性係使第二已知比較組合物(參見圖1，步驟16)為來自圖3B之組合物中之一或多者。在彼情況下，紅氧化鐵顏料將為第三組分，且分散劑2將為替代組分。
隨後，根據本發明之方法，藉由關於第一及第二已知比較組合物之儲存於資料庫中之量測點來測試相似性準則(例如預先確定之臨限值)而比較第一及第二已知比較組合物。
相似性程度可在第一已知比較組合物(圖3A)與第二已知比較組合物(圖3B)之間併入例如黏度之極值之第一距離及/或顏色強度之極值之第二距離，在每一情況下都係關於分散劑濃度及固體分率。
如自圖3A與圖3B之比較可見，在16%及19%之分散劑分率下量測的所有組合物之顏色強度處於其最大值(在圖3A中由M1指示且在圖3B中由M3指示)，目前為約100%。因為針對分散劑分率，顏色強度之最大值M1及M2在圖3A與圖3B之間彼此不存在距離或距離極小(參見距離A1)，所以可規定將第一已知比較組合物(圖3A)及第二已知比較組合物(圖3B)評等為充分相似。此處，接著，最大值之距離可為例如約2%分散劑濃度。例如，若由相似性準則強制之臨限值為距離應小於3%分散劑濃度，則將比較組合物評等為相似。如所展示，自圖3A及圖3B同樣顯而易見，對於圖3A及圖3B之組合物，儲存時間輪廓之相交點相較而言同樣彼此相距不遠(<3%分散劑濃度)。因此，此等相交點可同樣作為距離輸入至相似性程度中，因此可能規定將第一已知比較組合物(圖3A)及第二已知比較組合物(圖3B)評等為充分相似。相似性程度亦可對應於量測點之輪廓之比較，在此情況下，該比較係藉由最小平方法、差平方法、方差分析、量測點範圍字串比較或相關性來實行。如此處針對圖3A及圖3B中具有不同分散劑之組合物所展示，在生產之後的組合物之量測值之輪廓之行為極相似，且其可因此被評等為充分相似。
因為第一及第二已知比較組合物已被評等為充分相似，所 以根據所主張之方法有可能實行組合物之產生，其中在候選組合物中，替代組分(分散劑2)由兩種組分中之另一者(分散劑1)替換，此後輸出所產生之組合物。
例如，對於本發明之方法，可進一步規定第一已知比較組合物(參見圖1，步驟15)為來自圖3A之組合物中之一或多者。在彼情況下，紅氧化鐵顏料將為第三組分，且分散劑1將為兩種組分中之另一者，且第二已知比較組合物(參見圖1，步驟165)將為來自圖3C之組合物中之一或多者。紅氧化鐵顏料將因此為第三組分，且分散劑3將為替代組分。
自圖3C顯而易見，對於具有約13%之分散劑分率之組合物，顏色強度處於其最大值M3，在此情況下為約100%，且在約15%至23%之分散劑分率下，黏度[mPas]處於其最小值。因為至少來自圖3A及圖3B之顏色強度最大值M1及M2與圖3C之顏色強度最大值M3的距離(相當)遠(距離為約5%分散劑濃度)，所以可規定將第一已知比較組合物(圖3A)及第二已知比較組合物(圖3C)評等為不充分相似。在此情況下，自圖3A及圖3C同樣顯而易見，至少對於顏色強度，儲存時間輪廓之相交點相較而言同樣彼此相距(相當)遠。因此，此等相交點可同樣作為距離輸入至相似性程度中，在此情況下因此可能規定不將第一已知比較組合物(圖3A)及第二已知比較組合物(圖3C)評等為充分相似。
007:使用者
100:電腦系統
101:介面
102:處理器
103:工作記憶體
200:資料庫
500:用於實施塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之調配物之生產製程及測試的設施(HTE設施)
506:分析裝置
508:分析裝置
510:混合器
512:合成單元
514:合成單元
520:處理器

Claims (21)

  1. 一種用於產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之一組合物之方法，其中塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之該組合物包含固體及分散劑，其中該組合物係由一電腦系統(100)產生，其中該電腦系統(100)能夠存取一資料庫(200)，已知組合物儲存於該資料庫中，且對於該已知組合物之一固體及一分散劑之組合，所討論之該組合物之量測點在每一情況下針對一固體分率及一分散劑濃度儲存於該資料庫中，其中針對所討論之該組合物之每一量測點儲存一流變特性及一色彩特性，該方法包含以下步驟：a.經由該電腦系統(100)之一使用者介面(101)輸入(10)一第一組合物之一第一組分及一第二組分之一所要組合之一規格，其中該等組分為一固體及一分散劑，b.以該第一組分及該第二組分之該所要組合作為第一搜尋準則來實施(11)一資料庫搜尋，(1)其中，若該資料庫搜尋得到滿足該第一搜尋準則之一第一已知組合物，則輸出(13)該第一已知組合物，(2)其中，在相反情況下，針對以該第一組分及該第二組分作為第二搜尋準則之一第二組合物實施另一資料庫搜尋(14)，以發現包含該兩種組分中之一者及代替另一組分之一替代組分的一候選組合物，其中i.實行一資料庫搜尋(15)以發現包含該兩種組分中之另一者且亦包含一第三組分的一第一已知比較組合物， ii.實行一資料庫搜尋(16)以發現包含代替該另一組分之一替代組分且亦包含該第三組分的一第二已知比較組合物，iii.藉由關於該等第一及第二已知比較組合物之儲存於該資料庫中之該等量測點來測試一相似性準則而比較(17)該等第一及第二已知比較組合物，且若該等第一及第二已知比較組合物被評等為充分相似，則iv.產生(19)該第二組合物，其中該替代組分在該候選組合物中由該兩種組分中之該另一者替代，及v.輸出(13)該所產生之第二組合物。
  2. 如請求項1之方法，其中在步驟b.(2)中發現到複數種候選組合物，且重複步驟i.至iii.，直至該複數種候選組合物中之至少一者滿足該相似性準則，且針對此候選組合物實行步驟iv.。
  3. 如請求項1之方法，其中在步驟b.(2)中發現到複數種候選組合物，且多次重複步驟i.至iii.，直至該複數種候選組合物滿足該相似性準則，另一步驟係對該等候選組合物進行分類，其中以一相似性程度作為分類準則來對該等候選組合物進行分類，其中選擇具有最高相似性程度之該候選組合物，且針對此候選組合物實行步驟iv.。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該相似性程度在該第一已知比較組合物與該第二已知比較組合物之間併入該流變特性之極值之間的一第一距離及該色彩特性之極值(M1；M2；M3)之間的一第二距離(A1； A2)，在每一情況下都係關於該分散劑濃度及該固體分率。
  5. 如請求項4之方法，其中針對儲存於該資料庫中之該等組合物儲存不同儲存時段之量測點，其中針對不同儲存時段之量測點實行步驟b.(2)iii.，以針對該等儲存時段中之每一者確定該等第一及第二距離。
  6. 如請求項4之方法，其中自該等極值之間的該等第一及第二距離之一組合獲得該相似性程度。
  7. 如請求項5之方法，其中另一步驟係輸入該等量測點之維度中之至少一者之一規格，其中該所選維度在該組合中權重超標。
  8. 如請求項1至3中任一項之方法，其中另一步驟係輸入該等量測點之一值範圍之規格，其中在步驟b.(2)iii.中，僅在該指定值範圍內評估該等量測點。
  9. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該相似性程度對應於該等量測點之輪廓之比較，其中該比較係藉由最小平方法、差平方法、一方差分析、一量測點範圍字串比較或一相關性來實行。
  10. 如請求項1至3中任一項之方法，其中在步驟b.(2)i.中，該第一已知比較組合物包含其它組分，以及該兩種組分中之該另一者及該第三組分， 在步驟b.(2)ii.中，該第二已知比較組合物包含該等其它組分中之一者、兩者或更多者或全部，以及該第三組分及該替代組分。
  11. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該等其它組分係選自由以下各者組成之群組：顏料、填充劑、染料、光學增亮劑、陶瓷材料、磁性材料、奈米分散固體、金屬、殺生物劑、農用化學品、藥物、黏合劑、溶劑、濕潤劑、流量控制助劑、固化劑及消泡劑。
  12. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該固體為一無機顏料、一有機顏料或一碳黑顏料。
  13. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該分散劑為一化學兩親媒性、離子、非離子或低分子量化合物及/或高分子量化合物。
  14. 如請求項1至3中任一項之方法，其中若該候選組合物之該兩種組分中之該一者為該固體，則該固體為一無機顏料、一有機顏料或一碳黑顏料，且該第三組分對應地同樣為一無機顏料、一有機顏料或一碳黑顏料，且若該候選組合物之該兩種組分中之該一者為該分散劑，則該分散劑為一簡單的低分子量化合物或一複雜的高分子量化合物，且該第三組分對應地同樣為一簡單的低分子量化合物或一複雜的高分子量化合物。
  15. 如請求項1至3中任一項之方法，其中已藉由如下方式獲得儲存於該 資料庫(200)中的該等第一及第二已知比較組合物之該等量測點：藉助於用於實施用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之該組合物並測試塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之該組合物之一製程的一設施(500)，關於該分散劑濃度及該固體分率對該流變特性及該色彩特性進行一先前測試。
  16. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該電腦系統(100)經由一通信介面與該資料庫(200)及/或與用於實施用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之該組合物並測試塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之該組合物之一製程的一設施(500)通信，其中該通信介面係由USB、乙太網路、WLAN、LAN、藍芽或另一網路介面實現。
  17. 如請求項1至3中任一項之方法，其中，在步驟b.(1)之後或在步驟b.(2)v.之後，在該電腦系統(100)之該使用者介面(101)上輸出該所產生之第二組合物。
  18. 如請求項1至3中任一項之方法，其中，在步驟b.(1)之後或在步驟b.(2)v.之後，將該所產生之第二組合物輸出至一處理器(102)，其中該處理器(102)控制用於實施用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之該組合物並測試塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之該組合物之一製程的一設施(500)，其中該設施(500)具有至少兩個工作站，其中該至少兩個工作站經由一運 輸系統彼此連接，自力推進式運輸載具能夠在該運輸系統上運行以在該等工作站之間運輸該組合物之組分及/或所生產之該組合物之組分，其中該處理器(102)驅動該設施(500)以生產該所產生之第二組合物，其中生產該所產生之第二組合物並關於該組合物之該分散劑濃度及該固體分率在該至少兩個工作站中測試該流變特性及該色彩特性，此後在該使用者介面(101)上輸出(13)關於該組合物之該分散劑濃度及該固體分率進行的該流變特性及該色彩特性之該測試之結果，及/或將關於該組合物之該分散劑濃度及該固體分率進行的該流變特性及該色彩特性之該測試之該等結果儲存於該資料庫(200)中。
  19. 一種用於產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之一組合物之電腦系統(100)，其包含一資料庫(200)及一使用者介面(101)，其中該電腦系統(100)經組態以用於實施如請求項1至18中任一項之一方法。
  20. 一種用於產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之一組合物之電腦程式、數位儲存媒體或電腦程式產品，其具有可由一處理器(102)執行以實施如請求項1至18中任一項之一方法之指令。
  21. 一種用於產生塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之一組合物之系統，其包含用於實施用於生產塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物 或其它塗覆材料之該組合物並測試塗料、清漆、印刷油墨、研磨樹脂、顏料濃縮物或其它塗覆材料之該組合物之一製程的一設施(500)，其中該設施(500)具有至少兩個工作站，其中該至少兩個工作站經由一運輸系統彼此連接，自力推進式運輸載具能夠在該運輸系統上運行以在該等工作站之間運輸該組合物之組分及/或所生產之該組合物之組分，其中該組合物之該生產及關於每一組合物之一分散劑濃度及一固體分率進行的一流變特性及一色彩特性之測試兩者係在該至少兩個工作站中進行，及如請求項19之一電腦系統。
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