(57)【要約】  水性疎水性シリカ分散体は、親水性粒子状シリカ、少なくとも６０のメタノール数を有する疎水性粒子状シリカ、並びに少なくとも１つのカチオン性の又はカチオン化可能な基及び２〜２０のＨＬＢ比を有する分散剤を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ及び沈降シリカからなる群から選択される少なくとも５ｗｔ％の親水性粒子状シリカを含む、水性ベース分散体；
ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカエアロゲル及び沈降シリカからなる群から選択される粒子状シリカを含む疎水性シリカであって、少なくとも６０のメタノール数を有する、疎水性シリカ；並びに
少なくとも１つのカチオン性の又はカチオン化可能な基及び２〜２０のＨＬＢ比を有する、分散剤、
の混合物を含み、分散体中の粒子状シリカの合計の量が少なくとも１５ｗｔ％である、水性疎水性シリカ分散体。
【請求項２】
水性ベース分散体が、酸性の又は塩基性の安定化剤を含む、請求項１に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項３】
安定化剤が、アンモニア、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム又は塩酸から選択される、請求項２に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項４】
水性疎水性シリカ分散体が、１０％より少ないＣ１〜Ｃ４アルキルアルコールを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項５】
ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ及び沈降シリカからなる群から選択される、追加の粒子状シリカをさらに含み、追加の粒子状シリカが５０より小さいメタノール数を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項６】
分散剤が、酸化エチレン及び酸化プロピレンオリゴマーを含み、酸化エチレン量体と酸化プロピレン量体とのモル比が０．１〜１１である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項７】
疎水性粒子状シリカが、疎水性ヒュームドシリカ又は粒子形態の疎水性シリカエアロゲルを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項８】
エアロゲルが、少なくとも９０％の空隙率、１２０ｋｇ／ｍ3〜１５０ｋｇ／ｍ3の粒子密度、及び７００ｍ2／ｇ〜８００ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する、請求項７に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項９】
疎水性シリカ：親水性シリカの重量比が、５：９５〜９５：５である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項１０】
分散体中の、疎水性シリカ：水の重量比が、少なくとも１：１０である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体を含む処理組成物を用いて処理された、テキスタイル。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体を含む処理組成物を用いて処理された、バッティング（ｂａｔｔｉｎｇ）。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体を含む、水中ペレット化のための浴。
【請求項１４】
重合体成分、及び請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体、の混合物を含む、水性コーティング組成物。
【請求項１５】
合計の粒子状シリカ含有量が、合計の固形分に対して、０．１ｗｔ％〜３０ｗｔ％である、請求項１４に記載の水性コーティング組成物。
【請求項１６】
少なくとも１つの追加のつや消し剤をさらに含む、請求項１４又は１５に記載の水性コーティング組成物。
【請求項１７】
重合体成分が透明である、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の水性コーティング組成物。
【請求項１８】
重合体成分が、アクリル配合物、ビニル配合物、ポリウレタン配合物及びアクリル／ポリウレタンハイブリッド配合物からなる群から選択される、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の水性コーティング組成物。
【請求項１９】
コーティング組成物が、乾燥された場合に、粒子状シリカを含有しない乾燥された対照組成物のＫｏｎｉｇ硬度の、少なくとも９４％の高さのＫｏｎｉｇ硬度を有する、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の水性コーティング組成物。
【請求項２０】
コーティング組成物が、乾燥された場合に、粒子状シリカを含有しない乾燥された対照組成物の６０°で測定された光沢より、少なくとも１５％低い６０°で測定された光沢を有する、請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の水性コーティング組成物。
【請求項２１】
請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の水性コーティング組成物を用いてコーティングされた、基材。
【請求項２２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体を、重合体成分と組み合わせて、コーティング組成物を形成すること；
所定の方法を使用して、コーティング組成物を表面に適用すること；及び
適用されたコーティング組成物を硬化させ、それによってコーティングされた表面を製造すること、
を含み、コーティングされた表面の６０°で測定された光沢が、粒子状シリカを含有しないが所定の方法を使用して適用された対照コーティング組成物を用いて製造された、対照コーティング表面の６０°で測定された光沢より、少なくとも１５％低い、表面をコーティングするための方法。
【請求項２３】
所定の方法が、単層又は複数層でコーティング組成物を適用することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
重合体成分が透明である、請求項２２又は２３に記載の方法。
【請求項２５】
重合体成分が、水性の溶液又は分散体の形態である、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
重合体成分が、アクリル配合物、ポリウレタン配合物及びアクリル／ポリウレタンハイブリッド配合物からなる群から選択される、請求項２２〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
コーティングされた表面が、粒子状シリカを含有しないが所定の方法を使用して適用された、対照コーティング組成物を用いて製造された、対照コーティング表面のＫｏｎｉｇ硬度の、少なくとも９４％の高さのＫｏｎｉｇ硬度を有する、請求項２２〜２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
分散剤及び疎水性シリカを、親水性粒子状シリカを含む水性ベース分散体と組み合わせて、水性疎水性シリカ分散体を形成することをさらに含む、請求項２２〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体を、重合体成分と組み合わせて、コーティング組成物を形成することを含む、コーティング組成物を調製する方法。
【請求項３０】
重合体が透明である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
重合体成分が、水性の溶液又は分散体の形態である、請求項２９又は３０に記載の方法。
【請求項３２】
重合体成分が、アクリル配合物、ビニル配合物、ポリウレタン配合物及びアクリル／ポリウレタンハイブリッド配合物からなる群から選択される、請求項２９〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
コーティング組成物が、硬化された場合に、粒子状シリカを有さない硬化された対照組成物のＫｏｎｉｇ硬度の、少なくとも９４％の高さのＫｏｎｉｇ硬度を有する、請求項２９〜３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
コーティング組成物が、少なくとも１つの追加のつや消し剤を含む、請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
コーティング組成物が、硬化された場合に、粒子状シリカを有さない硬化された対照組成物の６０°で測定された光沢より、少なくとも１５％低い６０°で測定された光沢を有する、請求項２９〜３４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
水性疎水性シリカ分散体を提供することが、疎水性シリカ及び分散剤を、少なくとも５ｗｔ％の親水性粒子状シリカを含む水性分散体と組み合わせて、水性疎水性シリカ分散体を製造することを含む、請求項２９〜３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
ａ）ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカエアロゲル及び沈降シリカからなる群から選択される粒子状シリカを含む、疎水性シリカ、ｂ）少なくとも１つのカチオン性の又はカチオン化可能な基及び２〜２０のＨＬＢ比を有する、分散剤、並びにｃ）ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ及び沈降シリカからなる群から選択される親水性粒子状シリカを少なくとも５％含む、水性ベース分散体、
を混合して、混合物を形成することを含み、疎水性シリカが少なくとも６０のメタノール数を有し、水性疎水性シリカ分散体の合計のシリカ含有量が少なくとも１５ｗｔ％である、水性疎水性シリカ分散体を調製する方法。
【請求項３８】
混合が、追加の粒子状シリカを混合物と混合することをさらに含み、追加の粒子状シリカが、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ及び沈降シリカからなる群から選択され、追加の粒子状シリカが、５０より小さいメタノール数を有する、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
疎水性シリカが、疎水性シリカ：水の比で、少なくとも１：１０で、水性疎水性シリカ分散体中に存在する、請求項３７又は３８に記載の方法。
【請求項４０】
分散剤が、酸化エチレン及び酸化プロピレンオリゴマーを含み、酸化エチレン量体と酸化プロピレン量体とのモル比が０．１〜１１である、請求項３７〜３９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４１】
疎水性粒子状シリカが、疎水性ヒュームドシリカ又は粒子形態の疎水性シリカエアロゲルを含む、請求項３７〜４０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４２】
エアロゲルが、少なくとも９０％の空隙率、１２０ｋｇ／ｍ3〜１５０ｋｇ／ｍ3の粒子密度、及び７００ｍ2／ｇ〜８００ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
疎水性シリカ：親水性粒子状シリカの重量比が、５：９５〜９５：５である、請求項３７〜４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
水性ベース分散体が、酸性の又は塩基性の安定化剤を含む、請求項３７〜４３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４５】
安定化剤が、アンモニア、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム又は塩酸から選択される、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
水性疎水性シリカ分散体が、１０％より少ないＣ１〜Ｃ４アルキルアルコールを含む、請求項３７〜４５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４７】
成分ａ）、ｂ）及びｃ）が、同時に互いに混合されない、請求項３７〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
混合物を粉砕することをさらに含む、請求項３７〜４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
請求項３７〜４８のいずれか１項に記載の方法によって、水性疎水性シリカ分散体を製造すること；及び
水性疎水性シリカ分散体を、重合体成分と組み合わせること、
を含む、水性コーティング組成物を調製する方法。
【請求項５０】
ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ及び沈降シリカからなる群から選択される、少なくとも５ｗｔ％の、親水性粒子状シリカ；
ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカエアロゲル及び沈降シリカからなる群から選択される粒子状シリカを含む疎水性シリカであって、少なくとも６０のメタノール数を有する、疎水性シリカ；並びに
少なくとも１つのカチオン性の又はカチオン化可能な基及び２〜２０のＨＬＢ比を有する、分散剤、
を含み、水性疎水性シリカ分散体中のシリカの合計の量が少なくとも１５ｗｔ％である、水性疎水性シリカ分散体。
【請求項５１】
疎水性シリカが、疎水性シリカ：水の比で、少なくとも１：１０で、水性分散体中に存在する、請求項４８に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項５２】
重合体成分と、請求項５０又は５１に記載の水性疎水性シリカ分散体との混合物を含み、水性コーティング組成物が、乾燥された場合に、粒子状シリカを含有しない乾燥された対照組成物の６０°で測定された光沢より、少なくとも１５％低い６０°で測定された光沢を有する、水性コーティング組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１８年１月２５日に提出された米国仮出願第６２／６２１６８４号から優先権を主張し、その全ての内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
コーティングは、硬い及び柔軟な多くの組成物の基材に、多岐にわたる特性を与えるために使用される。腐食及び擦傷保護、熱的及び電気的絶縁、並びに改善した見栄えは、広範のコーティング用途の中の、わずかな例である。
【０００３】
コーティング産業が発展するにつれて、目標及び要求はより厳しくなってきている。例えば、特に屋内の及び建築の使用に重点を置いて、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の排出を減少させることが重要である。産業上の利用は、最適化されたメンテナンスサイクル時間のための、耐食性及び他の保護特性の改善を目的としている。
【０００４】
平坦な表面をコーティングするとき、重要な考慮すべきことは、与えられる光沢（グロス）の程度である。幾つかの例において、光は気を散らせるか、目に対して刺激性であるか、又はさもなければ望ましくない場合がある。木、革又は他の平坦な基材の場合、高い光沢は所望の触覚性能に干渉する場合がある。慣例的には、透明なコーティングを、つや消し効果を提供することができる別のコーティングを用いて被覆することによって、光沢を弱める場合がある。このことは、コスト、労働投入量及び仕事を完了するためにかかる総時間を増加させる。別の手法はつや消し剤に依拠し、典型的には、つや消し剤は固体粒子状添加剤の形態であり、コーティング配合物と組み合わせることができ、光沢を減少させる。公知のつや消し剤は、無機粒子、例えば金属酸化物を含有する粒子等を含む。これらの中で、シリカは適した作用剤であると、しばしば考えられている。
【０００５】
粒子状シリカは低密度を有するため、特殊な技術は、扱いを容易にし、また安全リスクを減少させるために、乾式シリカを扱う必要がある場合がある。乾式シリカ粒子を扱う難しさは、シリカの液体分散体を使用することで減少させることができる。このような分散体は、コーティングを製造するために、また他の用途において、使用される場合があり、他の用途とは、シリカ粒子を表面全体に均一に供給することが望ましい用途である。例えば、２０１７年４月１３日にＤｏｓｈｉ名義で公開され、また参照によってその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１７／０１０１７７３号明細書は、シリカエアロゲルスラリー及び分散体を開示していて、それらはバッティング（ｂａｔｔｉｎｇ）に適用することができ、その熱的絶縁特性を強化する。スラリーはバッティング層の間に積層することができ、サンドイッチ又は多層構造を形成する。
【０００６】
２００９年１２月２２日にＦｉｅｌｄに発行された米国特許第７６３５４１１号明細書は、柔軟な絶縁ブランケットを調製するための、エアロゲル及び繊維を含有するスラリーの使用を説明している。
【０００７】
２００２年１１月１２日にＦｉｅｌｄに発行され、また参照によってその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６４７８８６４号明細書は、樹脂、疎水性金属酸化物粒子、及びキャリアを含む表面コーティング組成物を開示していて、樹脂は、セルロース系、アルキド系、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系及びそれらの混合物であり；疎水性金属酸化物粒子は、例えばシリカ、シリカエアロゲル、アルミナ、チタニア、ジルコニア、セリア及びマグネシアであり；キャリアは、典型的には有機溶媒、例えばアルコール系、ケトン系、エステル系及びエーテル系である。基材、典型的には木、への適用の後、組成物は、耐湿性、耐有機アルコール性、及び低光沢（５０グロスユニット以下）の特徴を示す。多くの場合において、利用されるつや消し剤は、部分的に又は完全に疎水性エアロゲルであって、シリル化剤を用いてヒドロゲルの表面を改質して、また表面を改質されたゲルを乾燥させることによって得られるエアロゲルである。米国特許第６４７８８６４号明細書において具体的に参照されるのは、国際公開第９８／２３３６６号（２００８年１２月３０日にＳｃｈｗｅｒｔｆｅｇｅｒらに発行された米国特許第７４７０７２５号明細書に対応）の教示に従って調製されたシリカエアロゲルである。両文献は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００８】
２００４年４月１３日にＦｉｅｌｄに発行され、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６７２０３６８号明細書によれば、チキソトロピーを有するつや消しのペイント配合物は、トリメチルシリル、ビニルジメチルシリル、アクリルジメチルシリル及びジメチルシリルからなる群から選択される表面部分を有する疎水性金属酸化物を含有する、樹脂系及びつや消し剤を含む。ペイント配合物が基材に適用された後に、アンチサグメーターを用いて測定されるとき、ペイント配合物は約７５ミクロン（μｍ）のノッチ高さで垂れない程度のチキソトロピック特性を有する。
【０００９】
２００８年１２月９日にＦｉｅｌｄに発行され、また参照によってその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７４６２６５４号明細書は、防食表面コーティング組成物を説明していて、それは樹脂系及び疎水性金属酸化物エアロゲルを含み、湿式プロセスによって製造され、また少なくとも約３５０ｍ2／ｇの表面積を有する。
【発明の概要】
【００１０】
シリル化剤を用いたシリカの表面処理は、コーティング又は分散体に、所望の特性を依然として提供することができる疎水性粒子を提供する。水性媒体中の疎水性表面処理されたシリカ粒子の分散は、分散剤を必要とする。このような分散剤は、媒体中の疎水性シリカと、より極性のある水分子との間の界面を媒介する。しかし、このような分散剤は、コーティング若しくは分散体の親水性シリカ成分の分散に干渉する場合があるか、又は分散体を用いて調製されたコーティングの最終特性若しくは他の項目に有害である場合がある。
【００１１】
従って、とりわけ高い装填レベルにおいて、疎水性及び親水性シリカの両方が分散した水性分散体を有することが望ましい。加えて、このような水性分散体は、コーティング又は他の表面処理における使用のために適切であることが望ましく、ここでコーティング又は他の表面処理は、特性、例えば光沢、耐水性及び他の望ましい特性を基材に与えるものである。
【００１２】
一般的な作用剤、例えばヒュームド（焼成）シリカ、沈降シリカ又はワックス等は、コーティングにおける光沢を減少させるために使用される場合がある。光沢の要求がより低くなるに伴い、一方で、慣例的なつや消し剤の必要な装填レベルはより高くなる。同様に、これらの高い装填要求はプロセスの難しさ及び／又は性能の不足をもたらす場合がある。
【００１３】
上で議論された通り、米国特許第６４７８８６４号明細書は、金属酸化物を包含するコーティング組成物を説明している。それらの中で、疎水性金属酸化物粒子、例えば疎水性エアロゲルであって、事前の溶媒交換及び続く乾燥を伴わない水性ゲルの表面修飾によって得られ、Ｓｃｈｗｅｒｔｆｅｇｅｒらによって提供されるプロトコル（実施態様）において説明されている（国際公開第９８／２３３６６号又はその英語に相当するもの、すなわち米国特許第７４７０７２５号明細書）疎水性エアロゲルが、親水性金属酸化物粒子と比較するとき、優れた耐水性及び耐アルコール性を提示するために示されている。この材料を包含するコーティングは、つや消し効果を有すると説明されている。しかし、参照は、開示されている様々な作用剤のつや消し特性又は性能を判別しておらず、また分散体又はコーティング組成物中のこれらの材料の包含において起こり得る難しさについて全く触れていない。
【００１４】
好ましい実施態様において、疎水性粒子状シリカを使用することができ、ここで疎水性粒子状シリカは、粒子状の疎水性エアロゲル、ヒュームドシリカ、沈降シリカ又はコロイダルシリカであってよい。本明細書において説明される、水性シリカ分散体、コーティング分散体及び組成物は、親水性粒子状シリカ、例えば、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、及び／又は沈降シリカ、もまた含有する。多くの実施態様において、粒子状シリカは、適切な分散体において提供される。疎水性及び親水性粒子状シリカの組み合わせは、様々な用途のための分散体において使用することができ、例えば、様々なコーティング系において、特に水ベース及び／又は透明又は顔料配合物、例えばアクリル系、ビニル系、ポリウレタン系、ポリウレタン／アクリル混成物、又は本分野において公知である若しくは開発された他のもの等、の分散体において使用することができる。疎水性及び親水性シリカの分散体は、疎水性、耐水性、及び（疎水性エアロゲルの場合には）テキスタイル（織物、ブランケット及び他のバッティング構造を含む）に追加の熱的絶縁性を提供するためか、又はブランケット構造を作り出すために使用することができる。
【００１５】
ある実施態様において、水性疎水性シリカ分散体は水性ベース分散体の混合物を含み、ここで水性ベース分散体は、少なくとも５ｗｔ％、例えば少なくとも１０ｗｔ％又は少なくとも１５ｗｔ％の親水性粒子状シリカを、疎水性粒子状シリカ及び分散剤とともに含む。疎水性粒子状シリカは、少なくとも６０、好ましくは少なくとも７０、例えば少なくとも８０又は少なくとも９０のメタノール数を有する。分散体中の粒子状シリカの合計の量は、少なくとも１５ｗｔ％である。分散剤は、少なくとも１つのカチオン性の又はカチオン化可能な基を含み、また２〜２０のＨＬＢ比を有する。
【００１６】
代わりに又は加えて、水性疎水性シリカ分散体は、少なくとも５ｗｔ％の親水性粒子状シリカ、疎水性シリカ及び分散剤を含み、親水性粒子状シリカは、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ及び沈降シリカからなる群から選択され、疎水性シリカは、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカエアロゲル及び沈降シリカからなる群から選択される粒子状シリカを含み、疎水性シリカは、少なくとも６０のメタノール数を有し、また分散剤は、少なくとも１つのカチオン性又はカチオン化可能な基及び２〜２０のＨＬＢ比を有する。水性疎水性シリカ分散体中のシリカの合計の量は、少なくとも１５ｗｔ％である。
【００１７】
水性コーティング組成物又は分散体は、本明細書において説明される水性疎水性シリカ分散体、及び重合体成分の任意の実施態様を含んでよく、またこのような水性コーティング組成物又は分散体は基材をコーティングするために使用することができる。水中ペレット化のための浴は、水性疎水性シリカ分散体を含んでよい。テキスタイル又はバッティングは、水性疎水性シリカ分散体を含む処理組成物を用いて処理することができる。
【００１８】
本明細書において説明される任意の実施態様による水性疎水性シリカ分散体は、コーティング組成物を形成するために、重合体成分と組み合わせることができる。コーティング組成物は、所定の方法を使用して表面に適用することができ、また硬化させることができ、それによってコーティングされた表面を製造する。コーティングされた表面の６０°で測定された光沢は、対照コーティング表面の光沢（６０℃）より、少なくとも１５％低くあることができる。対照コーティング表面は、粒子状シリカを用いずに製造されるが、同一の仕方に適用される（すなわち、所定の方法におけるものと同一のプロトコルを用いて、同一の型の装置を使用して）対照コーティング組成物を用いて、製造される。
【００１９】
代わりに又は加えて、コーティング組成物を調製する方法は、コーティング組成物を形成するために、本明細書において説明される任意の実施態様による水性疎水性シリカ分散体を、重合体成分と組み合わせせることを含む。
【００２０】
代わりに又は加えて、水性疎水性シリカ分散体を調製する方法は、混合物を形成するために、ａ）ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカエアロゲル及び沈降シリカからなる群から選択される粒子状シリカを含む、疎水性シリカ、ｂ）少なくとも１つのカチオン性の又はカチオン化可能な基及び２〜２０のＨＬＢ比を有する、分散剤、並びにｃ）ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ及び沈降シリカからなる群から選択される親水性粒子状シリカを少なくとも５％含む、水性ベース分散体、を混合することを含む。疎水性シリカは少なくとも６０のメタノール数を有し、また水性疎水性シリカ分散体の合計のシリカ含有量は少なくとも１５ｗｔ％である。
【００２１】
本明細書における分散体又は方法の任意の実施態様において、水性ベース分散体は、酸性の及び／又は塩基性の安定化剤、例えば、アンモニア、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム又は塩酸を含んでよい。水性疎水性シリカ分散体は、１０％より少ないＣ１〜Ｃ４アルキルアルコールを含んでよく、及び／又は追加の粒子状シリカ、例えば、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、沈降シリカを含んでよく、追加の粒子状シリカは５０より少ないメタノール数を有してよい。分散剤は、酸化エチレン及び酸化プロピレンオリゴマーを含んでよく、また酸化エチレン量体と酸化プロピレン量体とのモル比は、０．１〜１１であってよい。
【００２２】
疎水性粒子状シリカは、粒子状の疎水性シリカエアロゲルを含んでよく、エアロゲルは、少なくとも９０％の空隙率、１２０ｋｇ／ｍ3〜１５０ｋｇ／ｍ3の粒子密度、及び７００ｍ2／ｇ〜８００ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する。代わりに又は加えて、疎水性粒子状シリカは、疎水化処理されたヒュームドシリカ、例えば、シロキサン化合物、ヘキサメチルジシラザン、又はアルキルトリアルコキシ若しくはアルキルジアルコキシシランを用いて処理されたヒュームドシリカを含んでよい。疎水性シリカの親水性シリカに対する重量比は、５：９５から９５：５であってよい。分散体中の、疎水性シリカの水に対する重量比は、少なくとも１：１０であってよい。
【００２３】
本明細書において説明される、コーティング組成物又は分散体の任意の実施態様において、合計の粒子状シリカ含有量は、合計の固形分に対して、０．１ｗｔ％〜３０ｗｔ％であってよく、及び／又は組成物は少なくとも１つの追加のつや消し剤をさらに含んでよい。重合体成分は透明であってよく、またアクリル配合物、ビニル配合物、ポリウレタン配合物又はアクリル／ポリウレタン混成配合物を含んでよい。乾燥されるとき、結果として生じるコーティングは、同様の仕方であるが粒子状シリカを用いずに調製される乾燥された対照組成物又は分散体の６０°で測定された光沢より、少なくとも１５％低い６０°で測定された光沢を有することができる。
【００２４】
本明細書において説明される任意の実施態様によるコーティング組成物又は分散体は、単層又は複数層で表面に適用することができる。コーティング組成物を調製するとき、重合体成分は、水性溶液又は分散体の形態であってよい。コーティング組成物を用いてコーティングされた表面は、対照コーティング表面のＫｏｎｉｇ硬度の、少なくとも９４％の高さのＫｏｎｉｇ硬度を有することができる。対照コーティング表面は、対照コーティング組成物を用いて調製され、ここで対照コーティング組成物は、同一の組成を有するが、粒子状シリカを用いずに、同様の仕方に適用される、すなわち、本明細書において提供される実施態様によるコーティング組成物と同様のプロトコルを用いて、同様の型の装置を使用する。
【００２５】
本発明の実行は、多くの利点を与える。例えば、本明細書において説明される、分散体、処理組成物及びコーティング組成物は、容易に調製することができ、しばしば市販の前駆体に依拠することができ、また標準のプロトコルによって適用及び硬化することができる。
【００２６】
利用される疎水性シリカ材料は、広く使用されるシリカと比較して、改善されたつや消し性能を提供することができる。さらに、それらは、調製プロセスにおいて有意な難点を伴わずに、他のつや消し剤と組み合わせて使用することができる。効率的な光沢の低減は、疎水性粒子状シリカの少ない装填量であっても得ることができ、コスト低減を実現する。同様に、少ない装填量はまた、選択肢、柔軟性、及び他の性能付加を組み込むための自由度を、沈殿防止化合物を必要とすることなく、増加させる。
【００２７】
疎水性シリカは、使用の際に、又はコーティング系、処理系、若しくはそれらの成分の製造の間に、種々の型のコーティング及び処理組成物に加えることができる。それは、多くの媒体において、優れた分散均一性、高い透明性、鮮明さ及び配合物柔軟性を提示する。長いコーティング寿命、少ない水分吸着、良好な貯蔵寿命及び減少したＶＯＣ排出は、他の魅力的な性状である。特に、エアロゲルは、極度の疎水性、高い空隙率及び優秀な光拡散特性をもたらすことができる。
【００２８】
ヒュームドシリカ等の親水性粒子状シリカと併せて使用するとき、本明細書において説明される疎水性シリカは、機械的性状について負の影響をほとんど又は全く有さず、例えばそれらの光沢のある相対物に、少なくとも相当する及び時にはそれより優れた、Ｋｏｎｉｇ硬度、鉛筆硬度、並びに他の特性、の特性を有するコーティングをもたらす。達成された弱められた光沢は、輝き、ぎらつき及びミラー効果を減少させる又は排除することができ、視覚疲労を軽減し、及び／又は所望の見栄えを実現する。しばしば、つや消し仕上げは、時間とともに見栄えが悪くなる傾向が少なく、小さな擦傷又は他の欠陥をより良く隠すことができ、また木、革及び他の平坦な表面に、魅力ある触覚又は視覚効果をもたらすことができる。
【００２９】
幾つかの場合において、つや消しコーティングは、高い耐磨耗性、耐腐食性、耐化学性及び／又は耐汚染性、ＵＶ及び／又は高温安定性及び／又は水の存在下若しくは湿潤条件における安定性、を提示することができる。多くの場合において、特に水媒介配合物のため、不快なＶＯＣ排出無しに、それらの適用がなされる。
【００３０】
つや消しのための代わりの実践が、光沢があるベース上への低光沢のトップコートの適用を必要とすると一方で、コーティング系に、その硬化の前に容易に組み込むことができるつや消し剤は、おおいに、コーティングプロセスを単純化し、労働コストを減少させ、添加の待機時間を排除し、また複数のコーティングを乾燥させることに関連する意図しない損傷のための機会を減少させる。
【００３１】
代わりに又は加えて、本明細書における任意の実施態様による水性疎水性シリカ分散体は、テキスタイル若しくはバッティングのための処理組成物を調製するために使用することができるか、又は水中ペレット化のための浴として採用することができる。代わりに又は加えて、このような水性疎水性シリカ分散体は、湿式ブランケットを製造するための組成物を調製するために使用することができる。
【００３２】
構成の様々な詳細及び要素の組み合わせを含む、上の及び他の本発明の特徴、並びに他の利点は、今、より詳細に、添付の図面の参照によって説明され、請求の範囲において指摘される。本発明に形態を与える詳細な方法及び器具は、例示によって示されるが、本発明を限定するものではない、と理解される。本発明の原理及び特徴は、本発明の範囲から逸脱することのない、様々な及び多数の実施態様において、採用することができる。
【００３３】
添付の図面において、異なる図を通して、符号は同一の部分を参照する。図面は必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、本発明の原理を例示することに重点が置かれている。図面中、以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】対照ポリウレタンベースコーティング（Ａ）、ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ（登録商標）ＰＧ  ０２２ベース分散体とエアロゲル１つとの組み合わせを使用して調製したポリウレタンベースコーティング（１．５ｗｔ％エアロゲル、Ｂ、及び３．０ｗｔ％エアロゲル、Ｃ）、エアロゲルと粒子状シリカとを組み合わせたコーティング（１．５ｗｔ％エアロゲル、Ｄ、及び３．０ｗ％エアロゲル、Ｅ）、及びエアロゲルとワックスとを組み合わせたコーティング（１．５ｗｔ％エアロゲル、Ｆ、３．０ｗｔ％エアロゲル、Ｇ）の、２０°における光沢の棒グラフである。
【図２】６０°における光沢の棒グラフであって、図面中に付される符号は、図１の説明において記載されるものと対応する。
【図３】対照ポリウレタンベースコーティング（Ａ）、ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ  ＰＧ  ０２２ベース分散体とエアロゲル１つとの組み合わせを使用して調製したポリウレタンベースコーティング（１．５ｗｔ％エアロゲル、Ｂ、及び３．０ｗｔ％エアロゲル、Ｃ）、エアロゲルと粒子状シリカとを組み合わせたコーティング（１．５ｗｔ％エアロゲル、Ｄ、及び３．０ｗ％エアロゲル、Ｅ）、及びエアロゲルとワックスとを組み合わせたコーティング（１．５ｗｔ％エアロゲル、Ｆ、３．０ｗｔ％エアロゲル、Ｇ）の、ヘイズの棒グラフである。
【図４】対照ポリウレタンベースコーティング（Ａ）、ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ  ＰＧ  ０２２出発分散体とエアロゲル１つとの組み合わせを使用して調製したポリウレタンベースコーティング（１．５ｗｔ％エアロゲル、Ｂ、及び３．０ｗｔ％エアロゲル、Ｃ）、エアロゲルと粒子状シリカとを組み合わせたコーティング（１．５ｗｔ％エアロゲル、Ｄ、及び３．０ｗ％エアロゲル、Ｅ）、及びエアロゲルとワックスとを組み合わせたコーティング（１．５ｗｔ％エアロゲル、Ｆ、３．０ｗｔ％エアロゲル、Ｇ）について測定された、Ｋｏｎｉｇ硬度データの棒チャートである。
【図５】対照コーティング（Ａ）、本発明の例示的実施態様によって調製されるコーティング（Ｂ〜Ｇ）、及び慣例的なつや消し剤を使用して調製される比較コーティング（Ｈ〜Ｍ）についての、２０°における光沢の棒グラフであり、以下の通りである。すなわち、Ｂは樹脂配合物中の１．９％水性疎水性シリカ分散体Ｐであり、Ｃは樹脂配合物中の３．７％水性疎水性シリカ分散体Ｐであり、Ｄは樹脂配合物中の７．４％水性疎水性シリカ分散体Ｐであり、Ｅは樹脂配合物中の１．８％水性疎水性シリカ分散体Ｑであり、Ｆは樹脂配合物中の３．７％水性疎水性シリカ分散体Ｑであり、Ｇは樹脂配合物中の７．４％水性疎水性シリカ分散体Ｑであり、Ｈは樹脂配合物中の５％比較用Ｒであり、Ｉは樹脂配合物中の１０％比較用Ｒであり、Ｊは樹脂配合物中の２０％比較用Ｒであり、Ｋは樹脂配合物中の５％比較用Ｓであり、Ｌは樹脂配合物中の１０％比較用Ｓであり、Ｍは樹脂配合物中の２０％比較用Ｓである。
【図６】６０°における光沢の棒グラフであって、図面中に付される符号は、図５の説明において記載されるものと対応する。
【図７】図５及び６に関して説明された通りの、対照ポリウレタンコーティング、本発明の例示的実施態様によって調製されたコーティング、及び慣例的なつや消し剤を使用して調製された比較コーティングの、ヘイズの棒チャートである。
【図８】図５及び６に関して説明された通りの、対照コーティング、本発明の例示的実施態様によって調製されたコーティング、及び慣例的なつや消し剤を使用して調製された比較コーティングについての、フラッシュオフＫｏｎｉｇ硬度の棒チャートである。
【図９】図５及び６に関して説明された通りの、対照コーティング、本発明の例示的実施態様によって調製されたコーティング、及び慣例的なつや消し剤を使用して調製された比較コーティングについての、Ｋｏｎｉｇ硬度変化の棒チャートである。
【図１０】対照アクリルコーティング（ＡＡ）、本発明の例示的実施態様によって調製されるアクリルベースコーティング（ＡＢ、ＡＣ、ＡＤ）、及び慣例的なつや消し剤を用いて調製された比較アクリルベースコーティング（ＡＥ、ＡＦ、ＡＧ）の、Ｋｏｎｉｇ硬度の時間に伴う変化の棒チャートのシリーズである。ここで、ＡＢ及びＡＥは樹脂に対して１．８４ｗｔ％、ＡＣ及びＡＦは樹脂に対して３．６９ｗｔ％、ＡＤ及びＡＧは樹脂に対して７．３８ｗｔ％の固体つや消し剤である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
１つの実施態様において、水性疎水性シリカ分散体は、少なくとも５ｗｔ％、例えば、少なくとも１０ｗｔ％又は少なくとも１５ｗｔ％の、最初の親水性粒子状シリカ及び疎水性粒子状シリカを含む。疎水性粒子状シリカは、少なくとも６０、好ましくは７０、例えば、少なくとも８０又は少なくとも９０のメタノール数を有する。分散体中における粒子状シリカの合計の量は、少なくとも１５ｗｔ％である。分散体は、カチオン性の又はカチオン化可能な少なくとも１つの基及び２〜２０のＨＬＢ比を有する分散剤を含む。
【００３６】
水性疎水性シリカ分散体の溶媒は、少なくとも７０％の水、例えば、少なくとも８０％の水、少なくとも９０％の水、少なくとも９５％の水又は少なくとも９９％の水を含む。追加の溶媒、とりわけ短鎖のアルキルアルコールの使用は、基材上にコーティングを堆積させて、短鎖のアルキルアルコールを用いて調製された分散体及び配合物が乾燥又は硬化されるとき、望ましくない有機種の蒸発をもたらすことができる。それにもかかわらず、より高沸点の溶媒は、水性疎水性シリカ分散体とともに使用される、樹脂及び配合物の他の成分の分散を補助することができる。水性疎水性シリカ分散体は、消泡剤をさらに含んでもよい。
【００３７】
シリカ、すなわち二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を基本構造単位として有する無機材料は、多様な分子形態、例えば単量体、二量体、オリゴマー、環状体及び重合体を含む分子形態で存在する。加えて、シリカは、非晶質、結晶質、水和物、溶媒和化合物又は乾燥体であることができ、また多様な粒子状及びアグリゲート状態で存在することができる。
【００３８】
ここで特別興味深いのは、典型的には２ｎｍ〜２０ｎｍの粒子サイズを有し、気相から形成される材料である、「焼成」又は「ヒュームド」シリカである。このようなシリカは、本明細書における水性疎水性シリカ分散体及び他の組成物中の、親水性シリカとして、又は適切な表面処理を伴って、疎水性シリカとして、使用することができる。ある製造プロセスにおいて、シリカ（通例、砂）を、約２０００℃で蒸発して、また冷却して無水非晶性シリカ粒子を形成する。代わりに、シリカは、還元剤（例えば、コークス）の存在の下で、約１５００℃で昇華してＳｉＯを形成することができ、それは酸化して粒子状シリカを形成することができる。ヒュームドシリカを製造する他の方法は、例えば、高温でのＳｉＣｌ4の酸化、又はメタン若しくは水素の存在の下におけるＳｉＣｌ4の燃焼、を含む。
【００３９】
ヒュームド金属酸化物を製造するための、よく文献化されている方法は、水素及び酸素の炎中における、適切な供給原料蒸気（例えば、ヒュームドアルミナのための塩化アルミニウム、又はヒュームドシリカのための四塩化ケイ素）の加水分解を伴う。おおよそ球形の溶融した粒子は燃焼プロセスで形成され、また粒子径をプロセスパラメーターの制御を通して変化させることができる。これらの溶融した球状体、初期粒子ともいわれる球状体は、それらの接触点で衝突を受けることによって互いに融合し、分岐鎖、３次元鎖状アグリゲートを形成する。アグリゲートの形成は、初期粒子間の融合の結果であるため、不可逆であると考えられる。冷却及び捕集の間、アグリゲートはさらなる衝突を受け、その衝突は、幾つかの機械的もつれをもたらし、アグロメレートを形成する。これらのアグロメレートは、ファンデルワールス力によって弱く結合されていると考えられ、また適切な媒体中の適当な分散によって戻す、すなわち、非アグロメレート化することができる。
【００４０】
焼成シリカ粒子を製造する代わりの方法は、例えば米国特許第４７５５３６８、６５５１５６７及び６７０２９９４号明細書、米国特許出願公開第２０１１／０２４４３８７号明細書、Ｍｕｅｌｌｅｒらの”Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ａｔ  ｈｉｇｈ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｒａｔｅｓ  ｂｙ  ｆｌａｍｅ  ｓｐｒａｙ  ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ”（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、５８：１９６９（２００３））、Ｎａｉｔｏらの”Ｎｅｗ  Ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ  Ｓｉｌｉｃａ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  ｂｙ  ｔｈｅ  Ｆｕｍｅｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓ”（ＮＩＰ  ２８：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ａｎｄ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ２０１２、２０１２、ｐ．１７９〜１８２において公開）、並びにＫｏｄａｓ及びＨａｍｐｄｅｎ−Ｓｍｉｔｈの、Ａｅｒｏｓｏｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ、１９９８、において説明されるように開発されていて、その全ての内容は参照によって組み込まれる。焼成シリカ粒子を調製するための他の方法は公知である。
【００４１】
幾つかの実施態様において、本明細書において説明される、分散体及びコーティングにおける使用のための焼成シリカは、５０ｍ2／ｇ〜５５０ｍ2／ｇ、例えば、７５ｍ2／ｇ〜１５０ｍ2／ｇ、１５０ｍ2／ｇ〜２５０ｍ2／ｇ、２５０ｍ2／ｇ〜３５０ｍ2／ｇ又は３５０ｍ2／ｇ〜４００ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する。質量平均アグリゲートサイズは、光子相関分光法によって測定されるとき、１３０ナノメートル（ｎｍ）〜２４０ｎｍ、例えば１５０ｎｍ〜２１０ｎｍであってよい。
【００４２】
ヒュームドシリカの非限定的実施例は、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能であるＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ（登録商標）ヒュームドシリカ、Ｗａｃｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＡＧから入手可能であるＨＤＫ（登録商標）ヒュームドシリカ製品、及びＥｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ｅｓｓｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙから入手可能であるＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）ヒュームドシリカ、を含む。
【００４３】
ヒュームドシリカ以外の粒子状シリカもまた、本明細書における水性疎水性シリカ分散体及び本明細書における他の組成物中の親水性シリカとして、又は適切な表面処理を用いて疎水性シリカとして、採用することができる。ある実施例において、親水性粒子状シリカはコロイダルシリカである。当分野において公知である通り、シリカ粒子等のコロイド状金属酸化物粒子は、典型的には、アグリゲートされていない、個別に分離した（初期の）粒子、典型的には、球形又はほぼ球形であるが、他の形（例えば、一般的に、楕円形、正方形、又は長方形断面を有する形状）を有してもよい。アグリゲートされたコロイダルシリカもまた、本明細書において提供される分散体及びコーティングにおいて採用することができる。コロイダルシリカは、商業的に入手可能であるか、又は様々な出発材料（例えば、湿式プロセス型シリカ）からの公知の方法によって調製することができる。コロイダルシリカ粒子は、典型的には、沈降金属酸化物粒子と類似の仕方（すなわち、水性媒体からコアギュレートされる）で製造されるが、液体媒体（しばしば水単独、又は共溶媒及び／又は安定化剤を伴う）中で分散されたまま残存する。金属酸化物粒子は、例えば、約９〜約１１のｐＨを有するアルカリケイ酸水溶液に由来するケイ酸から調製することができ、ケイ酸アニオンは重合を受け、水性分散体の形態で、所望の平均粒子サイズを有する分離したシリカ粒子を製造する。典型的には、コロイダルシリカ出発材料はゾルとして利用可能となり、それは適切な溶媒中のコロイダルシリカの分散体であり、多くの場合、適切な溶媒は水単独、又は共溶媒及び／又は安定化剤を伴う。例えば、Ｓｔｏｅｂｅｒらの”Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  Ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｓｉｌｉｃａ  Ｓｐｈｅｒｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｍｉｃｒｏｎ  Ｓｉｚｅ  Ｒａｎｇｅ”、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、２６、１９６８、ｐｐ．６２〜６９、Ａｋｉｔｏｓｈｉ  Ｙｏｓｈｉｄａの”Ｓｉｌｉｃａ  Ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ，  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，  ａｎｄ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｓｏｌｓ”、Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  Ｓｉｌｉｃａ  Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、ｐｐ４７〜５６（Ｈ．Ｅ．Ｂｅｒｇｎａ＆Ｗ．Ｏ．Ｒｏｂｅｒｔｓ編集、ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ：Ｂｏｃａ  Ｒａｔｏｎ、Ｆｌａ．、２００６）及びＩｌｅｒ、Ｒ．Ｋ．、Ｔｈｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃａ、ｐ８６６、（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ：Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９７９）を見よ。本発明における使用のために適切な、商業的に入手可能なコロイダルシリカの非限定的な例は、Ｎｉｓｓａｎ  ＣｈｅｍｉｃａｌのＳＮＯＷＴＥＸ（登録商標）製品、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ＆Ｃｏ．から入手可能であるＬＵＤＯＸ（登録商標）製品、Ｎｙａｃｏｌ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能であるＮｅｘＳｉｌTM及びＮｅｘＳｉｌTMＡシリーズ製品、Ｆｕｓｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能であるＱｕａｒｔｒｏｎTM製品、及びＡｋｚｏＮｏｂｅｌから入手可能であるＬｅｖａｓｉｌ（登録商標）��品、を含む。本明細書において提供される水性分散体を用いる使用のために適切なコロイダルシリカの典型的な初期粒子サイズは、５ｎｍ〜３００ｎｍ、例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍ、２０ｎｍ〜８０ｎｍ、３０ｎｍ〜２５０ｎｍ、６０ｎｍ〜２００ｎｍ、１５０ｎｍ以下、１３０ｎｍ以下又は１００ｎｍ以下である。
【００４４】
沈降シリカもまた、本明細書における水性疎水性シリカ分散体及び他の組成物中の、親水性シリカとして、又は適切な表面処理を用いて疎水性シリカとして、使用することができる。沈降シリカ粒子は、慣例的な技術を利用して製造することができ、また高い塩濃度、酸又は他の凝固剤の影響下において、水性媒体からの所望の粒子のコアギュレーションによってしばしば形成される。シリカ粒子は、当業者にとって公知である慣例的な技術によって、ろ過、洗浄、乾燥、及び他の反応生成物から分離される。沈降粒子は、しばしばアグリゲートされる、すなわち多数の初期粒子が互いにコアギュレートし、やや球形のアグリゲートされたクラスターを形成する、という意味である。当業者は、このようなアグリゲートされたクラスターは、ヒュームド又は焼成で調製された粒子とは構造的に異なり、初期粒子が互いに融合した、アグリゲートされた初期粒子の鎖状構造であることを、たやすく認識するであろう。商業的に入手可能である沈降シリカの非限定的な例は、ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．のＨｉ−Ｓｉｌ（登録商標）製品、ＷＲ  Ｇｒａｃｅ＆Ｃｏ．のＰｅｒｋａｓｉｌ（登録商標）製品、Ｓｏｌｖａｙ  Ｓ．Ａ．のＺｅｏｓｉｌ（登録商標）製品、ＪＭ  Ｈｕｂｅｒ  Ｃｏｒｐ．のＨｕｂｅｒｓｉｌ（登録商標）製品及びＥｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能であるＳＩＰＥＲＮＡＴ（登録商標）製品、を含む。本明細書の水性分散体における使用のための沈降シリカは、２０ｍ2／ｇ〜４５０ｍ2／ｇ、例えば３０ｍ2／ｇ〜４００ｍ2／ｇ、６０ｍ2／ｇ〜２５０ｍ2／ｇ又は８０ｍ2／ｇ〜２００ｍ2／ｇの（ＢＥＴ）表面積を有してよい。
【００４５】
親水性シリカ成分又はその一部は、本明細書において「出発」（ｓｔａｒｔｉｎｇ）又は「ベース」（ｂａｓｅ）分散体、配合物又は組成物、と一般にいわれる分散体中に、提供することができる。本明細書において使用される「分散体」（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）は、異なる組成物（又は状態）の連続相中で、わずかに又は全く沈降を伴わずに、粒子が分散した系をいう。多くの場合において、本明細書において使用される分散体は水性であり、また具体的な実施例においては、少なくとも５０ｗｔ％、例えば５０ｗｔ％〜９５ｗｔ％、例えば５０ｗｔ％〜８０、８５又は９０ｗｔ％、の量で水を含有する。
【００４６】
水性疎水性シリカ分散体中の親水性シリカの量は変化させることができる。多くの実施態様において、シリカは、分散体中に、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％又は少なくとも２０ｗｔ％、例えば５ｗｔ％〜４０ｗｔ％、１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％、１５ｗｔ％〜２５ｗｔ％以下、５ｗｔ％〜２０ｗｔ％、１０ｗｔ％〜１７ｗｔ％、５ｗｔ％〜１２ｗｔ％若しくは５ｗｔ％〜１０ｗｔ％、の量で存在する。具体的な実施例は、１０ｗｔ％〜３５ｗｔ％、例えば１２ｗｔ％〜３０ｗｔ％、１０ｗｔ％〜２５ｗｔ％又は１５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の親水性シリカ装填量を利用する。他の装填レベルを選択することもできる。
【００４７】
親水性粒子状シリカ及び水に加えて、出発分散体は消泡剤を含んでよい。分散体は、追加の分散剤及び界面活性剤無しでもよく、例えば塩酸若しくは他のもの等の酸、又はアンモニア、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム若しくは他のもの等の塩基を用いて、静電気的に安定化されてよい。酸及び塩基の組み合わせも同様に使用することができる。
【００４８】
親水性粒子状シリカ分散体は、３．５〜１０．５又は１１の例示的なｐＨ値を有する、酸性又は塩基性であってよい。幾つかの実施において、選択される出発分散体は、７より低い、例えば６以下、例えば４以下、例えば３〜９又は５〜８等のｐＨを有する。他の実施において、出発分散体は、７〜１１、例えば８〜１０．５のｐＨを有する。シリカ含有分散体は、採用された親水性シリカの特質、すなわち装填量、ｐＨ、粘度、最終用途及び／又は他のパラメーターに関して最適化することができ、またヒュームドシリカ、コロイダルシリカ又は沈降シリカを含んでよい。さらなる実施態様において、出発分散体は２種類以上のシリカを含有する。ヒュームドシリカを含む、商業的に入手可能である既製の分散体は、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能であるＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ製品、及びＥｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能であるＡＥＲＯＤＩＳＰ（登録商標）製品を含む。シリカもまた、適切なミキサー又はミル、例えばローターステーターミルを用いて、水中に分散することができる。
【００４９】
１つの実施態様において、水性疎水性シリカ分散体は、親水性粒子状シリカの分散体、例えば上で説明される通りのベース分散体と、疎水性粒子状シリカとを混合することによって製造される。疎水性シリカの全体の量は、ベース分散体中に、一度に、又は幾つかの実施態様においては複数の増分に分けて、組み入れることができる。
【００５０】
ある実施態様において、疎水性粒子状シリカを提供するために、未処理のヒュームドシリカ粒子、沈降シリカ粒子又はコロイダルシリカ粒子（典型的には親水性）は、シリカ表面に結び付く又は共有結合する作用剤を用いて処理する、例えば幾らかの疎水的性質を付与するための作用剤を添加することができる。シリカ処理剤は、任意の適切なシリカ処理剤であってよく、またシリカ粒子の表面に共有結合することができるか、又は非共有結合性のコーティングとして存在することができる。典型的には、シリカ処理剤は、シリカに共有結合されているか、又はシリカに対して非共有結合性であるかのいずれかである。
【００５１】
多くの場合において、シリカ処理剤は、シリコーン流体、例えば非官能基化されたシリコーン流体若しくは官能基化されたシリコーン流体、環状シロキサン、疎水化シラン、官能基化されたシラン、シラザン、又は例えば当分野において公知である他のシリカ処理剤、であってよい。
【００５２】
特定の実施態様において、シリカ処理剤は疎水化シランを含む。例えば、シリカ処理剤は式Ｒ4-nＳｉＸnの化合物であってよく、式中、ｎは１〜３であり、それぞれのＲは、水素、Ｃ１〜Ｃ１８アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１８ハロアルキル基及びＣ６〜Ｃ１４芳香族基からなる群から独立に選択され、またそれぞれのＸは独立にＣ１〜Ｃ１８アルコキシ基又はハロゲンである。特定の実施態様において、シリカ処理剤は官能基化されたシランを含む。官能基化されたシランは、アクリル酸、メタクリル酸、アミノ、無水物、エポキシ、ハロゲン、ヒドロキシル、硫黄、ビニル、イソシアン酸及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの官能基を含んでよい。特定の実施態様において、シリカ処理剤はシラザンを含み、例えばシリカ処理剤は、ヘキサメチルジシラザン、オクタメチルトリシラザン、環状シラザン及び類似のものであってよい。ヒュームドシリカの処理はまた、粒子について電荷の逆転、例えば負から正への逆転をもたらすことができる。本明細書における様々な実施態様において、疎水性シリカとして使用するための、シリカのための好ましい疎水性処理剤は、ヘキサメチルジシラザン、アルキルトリアルコキシシラン及びアルキルジアルコキシシラン、例えば、オクタメチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン及びシロキサン化合物を含み、シロキサン化合物は、環状シロキサン、シリコーン流体及びシロキサン重合体を含むがそれらに限定されず、シロキサン重合体はポリジメチルシロキサン及び官能基化されたシロキサン重合体、例えば単官能及び二官能ヒドロキシ末端ＰＤＭＳ並びにジメチルシロキサン共重合体を含み、ジメチルシロキサン共重合体は、メチルヒドロシロキサン及び／又はメチルヒドロキシシロキサン量体を含む。
【００５３】
疎水性シリカは、Ｃａｂｂｏｔ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬの名前の下に、、Ｗａｃｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＡＧからＨＤＫの名前の下に、及びＥｖｏｎｉｋ  ＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓからＡｅｒｏｓｉｌの名前の下に、商業的に入手可能である。模範的な疎水性ヒュームドシリカは、ＣａｂｏｔのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ−７２０、ＴＳ−３８２及びＴＳ−５３０シリカを含む。商業的な疎水性沈降シリカは、ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｉｎｃ．からＡｇｉｌｏｎの名前の下に、及びＥｖｏｎｉｋ  ＩｎｄｉｓｔｒｉｅｓからＣｏｕｐｓｉｌの名前の下に、入手可能である。疎水性コロイダルシリカは、米国特許第７８１１５４０、８２０２５０２、８４３５４７４、８４５５１６５及び８８９５１４５号明細書、並びに米国出願公開第２００８／００７０１４６号明細書において説明される通り製造することができ、それらの全ての内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
【００５４】
代わりに又は加えて、疎水性粒子状シリカは疎水性エアロゲルである。本明細書において使用されるとき、用語「エアロゲル」（ａｅｒｏｇｅｌ）は、分散媒体として空気を有するゲルをいう。使用することができる適切なエアロゲルは、例えば米国特許第７４７０７２５号明細書において説明されていて、その全ての内容は参照によって本明細書に組み込まれる。この特許において教示される通り、エアロゲルは、ヒドロゲルの表面を修飾すること、及び修飾されたゲルを乾燥させることによって調製することができる。
【００５５】
本明細書において開示される多くの実施において、エアロゲルは十分に（完全に又は全体的に）疎水性である。このようなエアロゲルは、非常に高い程度の内表面被覆率を提示し、それは理論的に可能な被覆率の程度に近い。本明細書において使用されるとき、被覆率の程度は、エアロゲルの、内表面積の平方ナノメートル毎の有機表面基の数である。被覆率の程度の決定は、米国特許第７４７０７２５号明細書において説明される通り行うことができる。
【００５６】
典型的には、採用されるエアロゲルは、高い空隙率、例えば少なくとも９０％、例えば９０％〜９５％、例えば９１％〜９５％；９２％〜９５％；９３％〜９５％；又は９４％〜９５％の空隙率、を有する。９５％より高い空隙率を有するエアロゲルもまた利用することができる。
【００５７】
好ましくは、疎水性エアロゲルは粒子状材料（粒状）として提供される。利用することができる模範的なエアロゲルは、下の表１中に示される特性を有する。
【００５８】
【表１】
2021511423.tif 000002
【００５９】
公知である通り、不透明な材料は、透明でも半透明でもない。どちらかといえば、不透明な表面に向けた全ての可視光波は、全く伝達されずに、吸収及び／又は反射される。これに対して、透明な及び半透明な材料は可視光波を通過させる。半透明の場合には、しかし、光は拡散し、一般的に、半透明な材料の他面に面する物体は明瞭には見えない。
【００６０】
多くのエアロゲルは商業的に入手可能である。具体的な実施において、粒子形態の適切なエアロゲルは、例えばＥｎｏｖａ（登録商標）エアロゲルの名称の下で、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。具体的な実施例は、ＥＮＯＶＡ  ＭＴ１１００エアロゲル、ＥＮＯＶＡ  ＭＴ１２００エアロゲル、ＥＮＯＶＡ  ＩＣ３１３０エアロゲル、ＥＮＯＶＡ  ＩＣ３１１０エアロゲル、ＥＮＯＶＡ  ＩＣ３１２０エアロゲル、ＥＮＯＶＡ  ＩＣ３１００エアロゲル及びＥＮＯＶＡ  ＬＡ１０００エアロゲル、を含む。
【００６１】
水性疎水性シリカ分散体は、親水性粒子状シリカ及び疎水性粒子状シリカの両方を含み、少なくとも６０、好ましくは少なくとも７０、例えば少なくとも８０又は少なくとも９０のメタノール数を有する。任意の特定の理論によって拘束されるものではないが、親水性シリカ上の残留疎水性基は、一方で、疎水性粒子状シリカの分散を促進すると考えられる。水性疎水性シリカ分散体は、５０以下、例えば最大で４０又は最大で３０のメタノール数を有する追加の粒子状シリカを、さらに含むことができる。このようなシリカは、上で説明される通り、部分的に疎水化することができる。
【００６２】
好ましくは、水性疎水性シリカ分散体は、１０ｗｔ％より少ないＣ１〜Ｃ４アルキルアルコール、例えば５ｗｔ％より少ない、１ｗｔ％より少ない、０．１ｗｔ％より少ないアルコール又は０．０１ｗｔ％より少ないアルコールを含有する。水性疎水性シリカ分散体が、他の成分と任意選択で組み合わせられ、また溶媒が蒸発又は乾燥される最終使用用途において使用されるとき、アルコールの使用、例えばメタノール、エタノール、並びにアルコールの様々な異性体、例えばブタノール及びプロパノールの使用は、望ましくない揮発性種の蒸発をもたらす。
【００６３】
追加の粒子状シリカ又はアルコールの存在とは独立して、水性疎水性シリカ分散体は分散剤を有する。親水性粒子状シリカは疎水性シリカを十分に分散させる必要がない。好ましくは、分散剤は、疎水性シリカ上の任意の残留シラノール基と相互に作用することができる、カチオン性の又はカチオン化可能な基を含み、また水性媒体と相互に作用することができる親水性基と、カチオン性の又はカチオン化可能な基に加えて疎水性シリカの表面と相互に作用することもまたできる基との、両方も含む。カチオン性の又はカチオン化可能な基は、第一級若しくは第二級アミン又はホスフィンであってよい。好ましくは、分散剤は、２〜２０、例えば２〜５、５〜１０、１０〜１５又は１５〜２０のＨＬＢを有する。より好ましくは、分散剤は酸化エチレン（ＥＯ）及び酸化プロピレン（ＰＯ）オリゴマー基を有し、最も好ましくは、０．１〜１１、例えば０．２〜７、０．５〜９、１〜８、２〜１０．５又は３〜６のＥＯ／ＰＯ比である。酸化プロピレン基は、疎水性シリカ表面との相互作用によって分散を促進することができるが、水性溶媒中で可溶性のままであり、追加の分散剤に関する分散をさらに安定化する。分散剤は、４００〜４０００、例えば５００〜１２００、８００〜１５００、１３００〜２０００、１５００〜２２００、１８００〜３０００又は２５００〜３５００の重量平均分子量を有することができる。カチオン性の分散剤は、水性疎水性シリカ分散体を使用して製造されたコーティングにおいて、親水性シリカ分散体をゲル化させることなく、及びもや（ヘイズ、ｈａｚｉｎｅｓｓ）に繋がることなく、うまく疎水性シリカを分散させることを見出した。任意の特定の理論によって拘束されるものではないが、分散体中の、親水性及び疎水性シリカの分離によってもやがもたらされると考えられる。さらに、本明細書における、模範的な及び好ましい実施態様の分散剤は、水性疎水性シリカ分散体を使用して製造されたコーティングにおける耐水性に寄与すると考えられる。
【００６４】
さらに、ヒュームドシリカ、疎水性粒子状シリカ、特には疎水性ヒュームドシリカ又はエアロゲル等の親水性シリカを含有することは、塩基性分散体と組み合わせるとき、所望のつや消し効果、鮮明さ、及びそのうまい組み込みを可能とするレオロジー特性を生み出す光拡散特性をもたらすことができ、その結果、とても透明であることができる安定なシリカ分散体及びコーティングをもたらすことを見出した。さらに、水性疎水性シリカ分散体中のアルコールの量を限定することは、コーティング組成物又は分散体が硬化する間に環境へ開放される揮発種の量を減少させる。このことは、本明細書において提供される水性疎水性シリカ分散体を採用するコーティング組成物及び分散体を、屋内での使用のためにより適切にするか、又は極端に大きい表面積とする。
【００６５】
上で説明されたもの等の他の原料もまた、疎水性シリカ粒の添加の前、最中又は後に、ベース分散体中に導入することができる。実施例は、溶媒、添加剤、安定化剤、乳白剤、顔料及びそのようなものを含むが、それらに限定されない。沈殿防止剤を添加することができるが、多くの場合、必要とされない。幾つかの状況において、１つ又は複数の追加の原料、例えば乳白剤が、例えばエアロゲル粒子中に存在する。
【００６６】
典型的には、使用される疎水性シリカ成分及び／又は他の原料は、混合プロセスによって、適切な混合手段、例えばＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ及びＥｉｇｅｒから入手可能であるミキサー等の高速度ミキサーを使用して、出発分散体に添加される。低度、中度及び高度の撹拌を採用することができる。最終使用用途のために所望される粒子サイズに依存して、水性疎水性シリカ分散体を粉砕することが適当である。適切な混合装置、速度、期間及び／又は他の条件は、ルーチンの実験法によって決定することができる。
【００６７】
コーティング用途のために、疎水性シリカは、単独で又は少なくとも１つの他の固体材料と組み合わせて使用することができ、典型的には、つや消し用途において公知であって、例えばワックス又は追加の粒子状シリカ等であって、５０より少ない、例えば３０より少ないメタノール数を有する、例えば沈降シリカ、コロイダル又はヒュームドシリカである。このようなシリカもまた、表面処理することができ、水性疎水性シリカ分散体の疎水性シリカより、依然として低い疎水性であることができる。
【００６８】
メタノールの数は、Ｒｈｅｓｃａ  Ｗｅｔ−１０１Ｐ粉末濡れ性試験機（Ｒｈｅｓｃａ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．）を使用して、製造者の教えに従って、６０ｍＬの出発溶液、３００ｒｐｍのかき混ぜ速度、２ｍＬ／分のメタノール流動速度を使用して、測定することができる。出発溶液は、サンプルを添加する前に、少なくとも５分間、１０００ｒｐｍでかき混ぜることによって脱ガスされる。典型的には、測定は、３０％メタノールの出発溶液中において０．１ｇのサンプルを用いて、行われる。しかし、サンプルの疎水性によっては、多少の疎水性出発溶液を採用することができる。試験は、メタノールを有する出発溶液を滴定することによって行われ、最初は出発溶液の頂上に位置するサンプルが溶液中で濡れ始める又は沈み始めるとき、メタノール数は、溶液中のメタノールの量である。代わりに、粉体の臨界メタノール数は、既知のメタノール濃度を有するメタノール−水溶液の界面に、慎重にサンプルを注ぐことによって決定することができる。サンプルが溶液中で濡れない場合、そのメタノール数は、溶液中のメタノールの濃度より高い。
【００６９】
疎水性シリカ成分を出発（親水性シリカ含有）分散体と組み合わせることによって得られる水性疎水性シリカ分散体において、疎水性シリカは、水性疎水性シリカ分散体の合計の重量に対して１〜２０ｗｔ％、例えば１ｗｔ％〜５ｗｔ％；５ｗｔ％〜２０ｗｔ％；１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％；１５ｗｔ％〜２０ｗｔ％；５ｗｔ％〜１０ｗｔ％；５ｗｔ％〜１５ｗｔ％；又は１５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の量で存在してよい。ベース分散体中に存在する、疎水性シリカ：親水性シリカ（５０より小さいメタノール数を有する追加のシリカを含む）の重量比は、５：９５〜９５：５、例えば１０：９０〜９０：１０、１５：８５〜８５：１５、２０：８０〜８０：２０、３０：７０〜７０：３０、３５：６５〜６５：３５、４０：６０〜６０：４０又は４５：５５〜５５：４５であってよい。水性疎水性シリカ分散体中の粒子状シリカの合計の量は、少なくとも１５ｗｔ％、例えば少なくとも１６ｗｔ％、少なくとも１７ｗｔ％、少なくとも１８ｗｔ％、少なくとも１９ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２２ｗｔ％又は少なくとも２５ｗｔ％、例えば１５ｗｔ％〜３５ｗｔ％、１８ｗｔ％〜３０ｗｔ％又は１８ｗｔ％〜２８ｗｔ％である。水性疎水性シリカ分散体中で、疎水性シリカは、疎水性シリカ：水の質量比で、少なくとも１：１０、例えば少なくとも１：９、少なくとも１：８、少なくとも１：７又は少なくとも１：６、例えば１：１０〜２：９又は１：１０〜１：５若しくは１：６で存在してよい。
【００７０】
光沢は光反射の関数である。すなわち、より多い光が反射される及び向けられるほど、表面はより強い光沢をあらわす。つや消し剤、例えばミクロンサイズの焼成シリカの添加は、任意の角度で光散乱をもたらす表面上のマイクロラフネス、及びそれゆえに光沢の減少、を引き起こす。コーティング組成物中にこのような大きい粒子を組み込むことの不利な点の１つは、時間を経ると、それらがコーティング中で過度の沈殿を示すことである。疎水性シリカ粒子の添加とともに、このような沈殿の問題は排除されることが見出された。しかし、高い空隙率、疎水性及び空気溜まりのために、疎水性シリカ粒子は、分散体の上部に浮く傾向がある場合があり、またもやがかかった又は（透明というよりはむしろ）半透明の相分離の出現を引き起こす。分散体の（疎水性及び親水性）粒子状シリカの合計の割合を、水性疎水性シリカ分散体の合計の重量に対して、１５ｗｔ％以上、例えば２０ｗｔ％、２５ｗｔ％、３０ｗｔ％以上に保持することによって、相分離の挙動を軽減又は排除することができることが、さらに見出された。任意の特定の理論に拘束されるものではないが、固形分がこの臨界値を超えているとき、粒子は、フロキュレート又はゲル化を妨げるのには十分強いが、任意のコーティング配合物中に注入するのには十分弱いウェブを形成する。
【００７１】
水性疎水性シリカ分散体は、７〜９．５、例えば７．５〜９等のｐＨを有してよい。
【００７２】
水性疎水性シリカ分散体は、数時間、数日又は数週の間、安定であることができる。ある実施例において、水性疎水性シリカ分散体は、５０℃において、少なくとも２、３、４、５、６、７又は８週の間、例えば２週〜８週又は４週〜８週以上の間、安定である。安定な分散体は、好ましくは流体状態であるが、静止時は分散体の粘度を増加させるシリカ網目であるけれども、撹拌又はかき混ぜることによって容易に粉砕されて分散体を流動性の又はポンプ操作可能な流体に戻す、シリカ網目を形成することもできる。安定性は適切な量の溶媒の添加によって高めることができ、好ましくは所望の最終使用配合物において一般に使用されるものであり、例えば、コーティング配合物は、ジメチルエタノールアミン又はグリコールエーテル溶媒、例えばジプロピレングリコールアルキルエーテル、例えばジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（ＤＰｎＢ）、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（ＰｎＢ）及びジプロピレングリコールメチルエーテル（ＤＰＭ）を一般に採用する。
【００７３】
別の実施態様において、本明細書における開示は、コーティング組成物、つや消しコーティング及びそれらを製造するための方法に関する。多くの実施態様において、コーティング組成物は、重合体（樹脂）成分、親水性シリカ成分及び疎水性シリカ成分を含む。
【００７４】
重合体成分は、コーティング及びペイント産業において公知の又は開発された、１つ又は複数の配合物を有することができる。１つの又は複数の成分系を採用することができる。多くの場合、系は、水性である、及び／又は透明なコーティングをもたらす。本明細書において使用されるとき、重合体、樹脂、コーティング系等に適用される場合の、用語「水ベースの」（ｗａｔｅｒ−ｂａｓｅｄ）、「水媒介の」（ｗａｔｅｒ−ｂｏｒｎｅ）又は「減水性の」（ｗａｔｅｒ−ｒｅｄｕｃｉｂｌｅ）は、重合体、樹脂、系等が、水性媒体中に存在するか、又は水性媒体中に分散若しくは溶解することができる組成物、分散体又は配合物をいう。透明コーティングは透き通っている。多くの実施態様において、重合体の成分は、硬質化時に、光沢のあるコーティングをもたらす。
【００７５】
重合体の系は、しばしば、所望の最終使用のために、コーティングされた表面、適用技術、屋内又は屋外環境、硬化された製品の特性及び／又は他の検討事項、の種類によって、配合される。ポリウレタン系、ビニル系、アクリル系及び混成系、例えばポリウレタン／アクリル混成系等は、本明細書において提供される様々な実施態様を実施するのに使用することができる、可能な例のごく一部である。
【００７６】
樹脂の種に加えて、重合体の成分は、他の原料、例えばペイント及びコーティング配合物等に使用される原料、を含んでよい。従って、溶媒、界面活性剤、硬化剤、乳化剤、顔料及び／又は他の添加剤であってよい。
【００７７】
水性疎水性シリカ分散体は、「コーティング」分散体、配合物又は組成物を製造するために、重合体成分、例えば水媒介の透明なコーティングの用途において使用される重合体成分と組み合わせられる。水ベースのコーティングのための適切な重合体成分の例は、ポリウレタン、アクリル、ビニル、エポキシ重合体、混成物、例えばポリウレタン／アクリル混成物、及び当分野において公知である他のもの、を含むが、それらに限定されない。１成分系において、重合体成分は、全体の系を表す。多成分系において、重合体成分は、系中の、１つ、複数又は全ての要素を表すことができる。
【００７８】
当分野において公知の、又は具体的な状況のために開発若しくは適合された、入手可能な設備及び技術を使用して、水性疎水性シリカ分散体は、任意の所望のシークエンスにおいて、重合体成分と組み合わせることができる。例えば、水性疎水性シリカ分散体は１つ又は複数の重合体成分に添加することができるか、又は成分は水性疎水性シリカ分散体に添加することができる。多成分系において、幾つか又は全ての成分は、同時に添加することができる。他には、１つの重合体成分が水性疎水性シリカ分散体と最初に組み合わせられ、結果として生じる組成物が残留組成物と組み合わせられる。
【００７９】
溶媒、例えば水、水ベースの溶媒、アルコールベースの溶媒、グリコールベースの溶媒、水溶性アセテートベースの溶媒、ケトンベースの溶媒又は当分野において公知の他のものは、混合プロセスの１つ又は複数の工程を促進するために使用することができる。他の原料、例えば硬化剤、レオロジー改質剤、沈殿防止剤、安定化剤及び／又は他の添加剤はまた、例えば重合体の成分の一部として存在していてよく、又は水性疎水性シリカ分散体と重合体成分とを組み合わせるために行われる混合操作の前、最中若しくは後に導入することができる。幾つかの状況において、本明細書において説明されるコーティング組成物は、粒子状シリカ以外の固体材料を含んでよい。その例は、着色顔料、乳白剤、添加つや消し剤等を含む。
【００８０】
典型的には、疎水性シリカ分散体及び重合体成分は、任意の適切な器具、例えばＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ及びＥｉｇｅｒから入手可能である高速ミキサー、を使用して混合される。混合速度、混合時間、成分が組み合わせられる順番、全量を１回の工程で添加するか又は複数回（２以上）の工程で添加するかどうか、及び他のパラメーターは、変えることができ、またルーチンの実験によって細かく調整できる。
【００８１】
幾つかの実施において、コーティング組成物のｐＨは、少なくとも７、例えば７．５〜９．５、例えば８〜９である。
【００８２】
典型的には、親水性シリカ、疎水性シリカ及び重合体成分、例えば上で説明されたもの、を含むコーティング組成物は、適用されるまでの間、しばしば安定である。幾つかの実施態様において、少なくとも１５分の間、しばしばより長く、例えば３０分、４５分、１時間以上、例えば２、３又は数時間、時には１日以上であっても、このような分散体は安定なままである。使用の際ではなくて製造の際に、親水性及び疎水性シリカ成分を組み込んで製造された既製の分散体は、数か月、多くの場合は１年以上の間、安定であることができる。
【００８３】
粘度、所望の光沢レベル、混合技術及び／又は設備、分散体の安定性若しくは寿命、及び／又は他の検討事項等の因子に応じて、コーティング組成物中に存在する（本明細書において「装填する」ともいう）疎水性シリカ及び他のシリカ添加剤の量を変えることができる。許容されるレオロジー特性を併せ持った良好なつや消し効果は、０．１ｗｔ％〜３０ｗｔ％、例えば０．５ｗｔ％〜５ｗｔ％、１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、５ｗｔ％〜１５ｗｔ％、１５ｗｔ％〜２５ｗｔ％又は２５ｗｔ％〜３０ｗｔ％の、合計の固体に対する合計のシリカ装填量によって得ることができる。合計の固体量は、典型的には、水性疎水性シリカ分散体に由来する固体材料と、重合体成分中に存在する固体（例えば分散剤又は重合体）とを含む。所与のコーティング組成物（例えば、添加されるシリカ又は他のつや消し剤）の調製において使用される任意の他の固体添加剤もまた、合計の固体量の決定において考慮される。追加のシリカつや消し剤はコーティング組成物中に含まれるため、水性疎水性シリカ分散体に由来する親水性及び疎水性シリカ：ヒュームドシリカ等の他のつや消し剤の比は、５：９５〜９５：５、例えば１０：９０〜９０：１０、１５：８５〜８５：１５、２０：８０〜８０：２０、３０：７０〜７０：３０、３５：６５〜６５：３５、４０：６０〜６０：４０又は４５：５５〜５５：４５であってよい。
【００８４】
具体的な実施態様において、コーティング組成物は、親水性ヒュームドシリカ、疎水性エアロゲル及び別の又は「追加の」つや消し剤、例えばワックス、他のシリカ、例えば沈降シリカ、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ（例えば、出発分散体中に存在する任意のヒュームドシリカに対して異なる特性を有するヒュームドシリカ）、別の種類のエアロゲル、光沢を減少させることが知られている他の物質、物質の組み合わせ等、を含有する。追加のつや消し剤は、疎水性シリカ成分に対して使用される仕方に対して、同一の、類似の又は異なる仕方で、コーティング組成物中に導入することができる。
【００８５】
コーティング組成物は、基材、例えば金属、プラスチック、木、金属、ビニル、コンクリート、様々な建築材料、革、人工革等、をコーティングするために使用することができる。
【００８６】
屋内用及び屋外用の両方の基材を、例えば、当分野において公知であるか、製造者によって推奨されるか、又はルーチンの実験法によって決定される、適切な重合体成分を選択することによって、コーティングすることができる。例えば、幾つかの状況は、幾らかの柔軟性を提示するコーティング、及び多少脆くないコーティングから利益を得ることができ、他のものは非常に頑丈なコーティングから利益を得ることができる。
【００８７】
任意選択である最初の工程として、表面は洗浄することができるか、又はさもなければ調製してもよい。
【００８８】
コーティング組成物は、当分野において公知である又はルーチンの実験法によって決定される技術及び設備、製造者によって提供されるガイドライン、先行経験等を使用して、１つ又は複数の層に適用される。公知であるか、又は具体的な状況のために開発若しくは改造された、ローラー、ブラシ、スプレー、特殊な設備又は他の器具、及び／又は技術、が利用可能である。コーティングプロセスは、塗布器によって制御することができ、また必要な層の数を減少させることができる又は最小化させることができる、高いフィルムのビルドアップをしばしば有する。多くの状況において、本明細書において説明されるコーティング組成物は、良好な濡れ性を有し、またコーティングされる表面との強い結合を形成する。高い固体含有量及び少量のＶＯＣ排出は、適用するプロセスの他の性質である。具体的な実施において、コーティング組成物は一（単一の）コーティング系として適用される、言い換えれば、ベース及びトップコートを必要としない。フィルムは、単一の層から、又は２つ以上の層を重ねることによって作られ、その場合、次の層を加える前に、乾燥時間が必要となる場合がある。今、つや消し剤はコーティング組成物中に組み込まれているため、異なる材料からできた及びつや消し剤を含有する、追加のコーティングを要求する必要はもはやない。乾燥プロセスのための全体の待機時間は、有意に減少する。
【００８９】
一度表面に適用されると、フィルムは硬化することが可能となる。硬化処理は、経験に基づいて製造者の推奨によって行うことできるか、又はルーチンの実験法によって確立することができる。多くの場合、硬化は、親水性及び疎水性シリカを含有しない対照フィルムの硬化より、長くはかからない。本明細書において使用されるとき、コーティング組成物又は結果として生じる乾燥フィルムに適用されるとき、用語「対照」（ｃｏｎｔｒｏｌ）は、シリカを用いずに調製されるコーティング組成物又は結果として生じる乾燥フィルムをいう。
【００９０】
硬化のために必要となる典型的な時間は、（高温状態で）約２分〜室温で約７日の範囲であってよい。多くの場合、硬化は、室温で、２時間から約８〜１０時間の後に完了する。幾つかの場合において可能な速い硬化速度は、気泡形成を減少又は排除することができる。当分野において公知である通り、又は製造者によって推奨される通り、特定の重合体の系を選択することは、硬化速度に影響を及ぼすことができる。
【００９１】
硬化は、典型的には、周囲の条件で起こる。より高い又はより低い温度もまた採用することができる。本明細書において説明される疎水性シリカ成分は、広い範囲の温度、例えば室温〜３００OＦ、幾つかの場合、室温〜１００、１５０、２００又は２５０OＦに対応することに留意することが重要である。
【００９２】
追加のコーティングが必要となる状況が生じる場合があり、例えば、（ヒュームドシリカ及びエアロゲルを含有する）コーティング組成物の前に１つ又は複数の層の状態で基材に適用されるプライマー（ベース）コート、及び／又は硬化若しくは硬質化されたコーティング組成物の上に適用されるトップコート若しくは仕上げコーティング、の使用を保証する。本明細書において説明されるつや消し効果及び／又は他の特性を得るために必要ではないが、機械特性をさらに改質するため、耐磨耗性、見栄えを良くするため、及び／又は他の理由のために、トップコートを追加することができる。複数の層が適用される場合、乾燥工程は適用の間に可能である。
【００９３】
一般に、親水性及び／又は疎水性シリカが、本明細書において説明されるコーティング組成物「からなる」、「から本質的になる」、又は「を含む」コーティング又は層中に存在するとしても、同一の又は異なる疎水性シリカ及び／又は親水性シリカもまた、別のコーティング層、例えばトップコート又はベースコート中に、このようなトップコート又はベースコートが使用される場合、存在してよい。
【００９４】
親水性シリカ及び疎水性シリカを含有するコーティング層は、２ミクロン（μｍ）〜２０ｍｍの厚さを有してよく、例えば２μｍ〜３、４、５、６、７、８、９若しくは１０μｍ、１０μｍ〜１５若しくは２０μｍ、２０μｍ〜２０、２５、３０、３５、４０、４５若しくは５０μｍ；５０μｍ〜５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５若しくは１００μｍ、１００μｍ〜１５０、２００、２５０若しくは３００μｍ；３００μｍ〜４００若しくは５００μｍ；５００μｍ〜６００、７００若しくは８００μｍ；８００μｍ〜９００μｍ若しくは１ｍｍ；１ｍｍ〜１．５若しくは２ｍｍ；２ｍｍ〜３、４若しくは５ｍｍ；５ｍｍ〜６、７、８、９若しくは１０ｍｍ；１０ｍｍ〜１２、１３若しくは１５ｍｍ；又は１５ｍｍ〜１７、１８若しくは２０ｍｍ、の厚さを有してよい。１つ又は複数のコーティング層を採用することができ、結果として、（基材との境界面から、周囲の雰囲気と接触する最も上の表面までで測定して）少なくとも２μｍの厚さ、本明細書において全体フィルム厚さともいう厚さを有する全体乾燥フィルムをもたらす。他の層及び／又はフィルム厚さを採用することができる。
【００９５】
本明細書において説明されるコーティングの特性は、当分野において公知の通り、例えば標準の手順によって、例えばＡＳＴＭ規格、製造者の推奨事項、及び／又は他の試験製品及び／又はプロトコル、によって評価することができる。
【００９６】
本明細書において開示されるコーティングの重要な性状は、それらのつや消し外観又は減少した光沢に関する。光沢を測定するための商業的な機器及び／又は技術は、利用可能であり、また周知である。例えば、光沢及びつや特性は、例えばＡＳＴＭ  Ｄ−３９２８等の規格又はプロトコルによって、例えばペイント及びコーティングの試験のために利用可能なＬｅｎｅｔａチャートを使用して評価することができる。多くの場合、光沢は光沢計を使用して評価され、光沢計は、光沢の強度を測定する定量化可能な手段を提供するために設計された機器であり、その中で正確な照明及び観察条件が画定される。光沢計において、照明源及び観測受け取り角の両方の配置は、全体の反射角の小さい範囲に渡って測定することを可能とする。得られた測定データは、画定された屈折率を有する黒色ガラス標準からの反射光の量に関する。標本についての入射光に対する反射光の比は、光沢標準についての比に対して、時にはグロスユニット（ＧＵ）として与えられる。測定角は、入射光と垂線との間の角をいう。３つの測定角（２０°、６０°及び８５°）は、多くのコーティング用途をカバーするために、特定され、また見出される。角は、予期される光沢範囲に基づいて選択される。
【００９７】
多くの実施において、本明細書において説明されるコーティングは、乾燥されるとき、粒子状シリカを用いないこと以外は同一の方法及び同一の組成物を用いて調製された対照コーティングの光沢より、低い光沢を有する。幾つかの場合において、６０°で測定された光沢は、対照コーティングの光沢と比較して、少なくとも１５％、例えば少なくとも２０％、少なくとも３０％、例えば４０％〜９０％以上、５０％〜８０％又は６０％〜７０％減少する。
【００９８】
添加されるつや消し剤の量、及び／又は他の組成物パラメーターを調節することによって、光沢を所望のレベルに変えることができる。これは、ルーチンの実験法によって、製造者の推奨事項、先行経験又は他の因子に単純に従うことによって、達成することができる。幾つかの実施において、所望の光沢レベルを成し遂げるために必要な疎水性シリカ、例えば疎水性シリカエアロゲル又は疎水性ヒュームドシリカの量は、同じ所望の光沢レベルを成し遂げるために必要となる親水性シリカ、例えばヒュームドシリカ又は沈降シリカのそれよりも少ない。
【００９９】
ヘイズは、典型的には、ヘイズ−グロス反射計を用いて測定される。反射計は、ペイントコーティング、プラスチック、バインダー、顔料及び金属表面（鏡面反射）上の鏡面光沢及び反射ヘイズを測定するために設計されている。技術は、画定された角度で照らされたサンプル表面を有し、また反射光は光電的に測定される。照明の適切な角の選択（幾何配置）は、同一の表面の具体的な光沢レベル、すなわちつやが無いか、中間であるか又は高光沢であるか、に応じる。
【０１００】
疎水性及び親水性シリカを含むコーティングは、本明細書において記載される通り、しばしば、これらの材料を用いないが同一の重合体成分に基づく対照コーティングのヘイズ値より、高いヘイズ値を有する。
【０１０１】
様々な方法及び設備が、コーティングに関する他の特性を調査するために開発されてきたか又は開発されていて、また本明細書において開示されるコーティングを研究するために使用することができる。例えば、Ｋｏｎｉｇ及び／又は鉛筆硬度は、親水性及び疎水性シリカ、例えばヒュームドシリカ及びエアロゲルの添加によって、有意にはネガティブに影響を及ぼされないことを見出した。本明細書における様々な実施態様による、コーティングにおける親水性シリカ及び疎水性シリカの使用は、粒子状シリカを用いないが同一の仕方で製造された対照コーティングに対して、６％より多くは、例えば５％より多くは、４％より多くは又は３％より多くは、Ｋｏｎｉｇ硬度を減少させるに及ばない。すなわち、コーティングは、対照コーティングのＫｏｎｉｇ硬度の、少なくとも９４％、例えば少なくとも９５％等の高さのＫｏｎｉｇ硬度を有することができる。実際に、幾つかの実施態様において、粒子状シリカの使用はＫｏｎｉｇ硬度を増加させる。
【０１０２】
幾つかの実施において、本明細書において説明されるコーティングは、割れ、剥離又は他のネガティブな硬化を伴わずに、比較的広い温度範囲に耐えることができる。例示的温度は、−１２０OＦ〜３００OＦ、例えば−１２０OＦ〜室温、−１００OＦ〜室温、−７５OＦ〜室温、−５０OＦ〜室温、−２０OＦ〜室温、又は室温〜１００OＦ、室温〜１５０OＦ、室温〜２００OＦ、室温〜２５０OＦ若しくは室温〜３００OＦである。
【０１０３】
多くのコーティングは、例えば米国特許第６４７８８６４号明細書において説明される技術によって評価されるように、耐水性及び／又は耐アルコール性を有することが見出されている。他の実施態様において、コーティングは、疎水性及び親水性シリカが組み合わせられること並びにおそらくそれらの相乗効果によってもたらされる、耐食性を提供することができる。
【０１０４】
本明細書において説明される実施態様によるコーティングを特徴づける、他の魅力的な特性は、予期される黄変を伴わない紫外線（ＵＶ）安定性、鮮明さ及びコンクリート中の水分からくる減少した赤変、ポリウレタンと類似した高い耐磨耗性及び耐擦傷性、耐久性、熱及び温度変化に対する許容性、耐汚染性及び耐衝撃性、並びに他のもの、を含むがこれらに限定されない。
【０１０５】
幾つかの実施態様において、望ましいコーティング特性、例えば低光沢、高い鮮明さ又は低いヘイズ、機械特性及び他の特性は、原料の比、親水性及び疎水性シリカの具体的な種類、選択されるベース分散体、混合条件、粘度、安定性又は前駆分散体の他の性状等を最適化することによって、成し遂げられる。
【０１０６】
他の固体、例えばワックス又は沈降シリカ等のつや消し剤、を添加することは、例えば疎水性エアロゲル及び親水性ヒュームドシリカのみを含有する比較用のコーティングと比較して、結果として生じるコーティングの特性に影響することができる。水性疎水性シリカ分散体の親水性粒子状シリカ及び疎水性粒子状シリカ以外のつや消し剤を導入することは、幾つかの場合において、前駆分散体の粘度の許容できない増加を伴わずに、光沢を低下させることができることを見出した。
【０１０７】
幾つかの場合において、本明細書において説明されるコーティングは、耐水性／耐湿性、耐アルコール性、耐汚染性、耐食性、耐吸塵性及び／又は他の特性を有する。
【０１０８】
本明細書において提供される水性疎水性シリカ分散体はまた、ブランケット及び他の柔軟な絶縁構造体、例えばＤｏｓｈｉらの米国特許出願公開第２０１７／０１０１７７３号明細書及びＲｏｕａｎｅｔらの米国特許第７６３５４１１号明細書において説明されるもの、を調製するために使用することができ、その両方の全ての内容は参照によって本明細書に組み込まれる。処理スラリーは、追加の原料、例えばバインダー、繊維及び他の添加剤を、水性疎水性シリカ分散体と組み合わせることによって調製することができる。他の添加剤は、乳白剤、粘度調整剤、硬化剤、バインダーが硬質化する際の速度を速める又は遅くする作用剤、機械強度を増進する作用剤又は材料、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、可塑剤、潤滑剤、強化剤、難燃剤及び他のものを含むが、これらに限定されない。他の原料の組み合わせもまた利用することができる。追加の原料は、高い繊維構造体、バッティング又は他の基材の上に粒子状シリカをより保持するため、及び色又は難燃性等の他の望ましい性質を与えるために、役立つことができる。
【０１０９】
適切なバインダーは、石膏、セメント若しくはその成分、マグネシウム塩、ケイ酸塩、重合体、ラテックス組成物、及び他の有機若しくは無機材料、又はこのようなものを含む組成物を含むが、これらに限定されない。繊維は、ミネラルウール繊維、生体溶解性繊維、炭素繊維、重合体ベースの繊維、金属繊維、セルロース繊維、植物由来の繊維、又は連続的に製造されたガラス若しくは岩石繊維の、織られた、織られていない若しくは切られた形態を含んでよい。
【０１１０】
繊維は、任意の形、例えば丸い形、多葉形、ストリップの形状、又はモミの木若しくはダンベルと類似した形を有する形を有してよい。繊維は中空であってよく、また平坦又は捲縮であってよい。典型的な繊維は、引き伸ばされた、例えば円筒（円柱）形状を有し、１より大きい、例えば５、８又は２０より大きい、長さの直径に対する比を有する。繊維は、織られているか、織られていないか、切られているか又は連続していてよい。繊維は、１つ又は複数の成分、例えば１つの材料の芯及び第二の材料のおおいを有してよい。繊維は、束ねられていないか、切断されているか、束ねられているか、又は網若しくはスクリムの形に共に連結されていてもよい。繊維は、慣例的な添加剤、例えば帯電防止剤、染料、顔料若しくは近赤外線（ＩＲ）乳白剤、又は２つ以上のこれらの混合物によって改質されてもよい。
【０１１１】
バインダー、繊維及び添加される他の原料の量は、具体的な用途及び他の因子に応じることができる。従って、他の原料が、処理スラリー中に、混合物の合計の重量の０ｗｔ％より多い量で存在してよく、例えば２ｗｔ％より多い、例えば５ｗｔ％より多い、１０ｗｔ％より多い、１５ｗｔ％より多い、２０ｗｔ％より多い又は２５ｗｔ％より多い量で存在してよい。それらは、処理スラリー中に、９０ｗｔ％より少ない量で存在してよく、例えば７５ｗｔ％より少ない又は５０ｗｔ％より少ない量で存在してよい。
【０１１２】
バッティングは、織られているか、又は織られていなくてよく、また任意の適切な材料、例えばガラス繊維などの金属酸化物繊維、ミネラルウール繊維、生体溶解性セラミック繊維、炭素繊維、重合体ベースの繊維、金属繊維、セルロース繊維、植物由来の繊維、又はこれらの任意の組み合わせから製造することができる。バッティングは、柔軟であってよく、また２以上の層から作られてよい。
【０１１３】
バッティングは、様々なプロセスによって、処理スラリーを用いて、コーティングされるか、又は浸透されるかしてよい。多くの実施態様において、バッティングの単層又は複数層は、スラリーを浸透している。ある実施例において、スラリーは、第一のバッティング層に適用され、次いで第二のバッティング層によって覆われる。次いで、スラリーは、第二のバッティング層に適用され、またプロセスは所望の層の回数、繰り返される。さらなる実施において、選択される方法は、スケールアップ又は産業プロセス、例えば風成及び／又はロールツーロール製造等のために適切である。
【０１１４】
スラリーをバッティングに適用するために考え出された具体的な技術は、バッティングをスラリー中に浸すこと又は浸漬すること、例えば浴撹拌を伴って若しくは伴わないで、バッティング全体にスラリーを注ぐこと、注入、スラリーを用いたバッティングへの噴霧又はペイント、及び／又は他のプロセス、例えば当分野において公知であるもの、を含むが、これらに限定されない。バッティングをスラリー中に漬けることは、複数（２以上）層のバッティングに染み込ませる際に特に有用である場合がある。具体的な実施において、漬けることは、全体の漬ける期間のために又はより短い時間間隔のために、振とう、かき混ぜること又は撹拌の別の適切な方式の下で行うことができる。浸漬浴の断続する撹拌もまた採用することができる。
【０１１５】
バッティングにスラリーを適用することは、周囲条件で、例えば室温及び／又は大気圧又は他の適切な条件で、行うことができる。例えば、バッティングは、室温より高い温度で処理することができる。例えばバッティング中で開放している網を通してスラリーが貫通することを促進するために、圧力差を使用することができる。
【０１１６】
処理されたバッティングは、例えば室温で又は室温より高い温度で、空気又は特殊な雰囲気、例えば不活性ガスを使用して、乾燥することができる。乾燥は、スラリーを単純に乾燥させることによってか、又はオーブン、乾燥室、スラリーを含有するバッティングに向けたガスフロー、処理されたバッティングを通して真空を引くこと、若しくは任意の他の適切な乾燥装置、例えば当分野において公知であるもの、を使用することによって、行うことができる。具体的な実施例において、乾燥工程は、スケールアップのために若しくは産業的製造プロセスのために適切な設備及び／又は技術を使用して行われる。
【０１１７】
代わりに又は加えて、処理スラリーは、ワイヤスクリーン、フィルター、又は当業者にとって公知である他の装置若しくは方法を使用して脱水することによって、バッティングを使用せずに、直接ブランケットに形成することができる。脱水中の穏やかなかき混ぜは、密度差による、様々な成分の分離を減少させることができる。ある実施態様において、処理スラリーは、当業者にとって公知である任意の適切な湿式技術、例えば米国特許第５３９９４２２において開示されている技術を使用して、ワイヤスクリーンにおけるフィルタリングによって脱水される。複数層構造体もまた、層を予備形成すること及びそれらを共に積層すること又は複数の層を順次形成することによって、調製することができる。様々な層は、同一の又は異なる組成を有することができる。
【０１１８】
結果として生じるフィルターをかけられた１つ又は複数の混合物は、次いで、水を除去しウェブ密度を増加させるためにプレスすることができ、所定の温度及び圧力で乾燥することができ、また所定の温度及び／又は圧力でカレンダー加工することができ、本発明のブランケットを形成することができる。フィルターをかけられた、エアロゲル粒子及び繊維の混合物は、任意の公知の方法及び／又は機器によって、所定の温度で、プレス又は乾燥することができる。ロータリープレスは、ウェブの脱水及び圧縮のために使用することができる。乾燥は、蒸気加熱シリンダーによって、高粘度空気乾燥によって、又は放射熱によって、達成することができる。好ましくは、フィルターをかけられた混合物は、湿潤剤が揮発又は分解する温度で乾燥され、その結果、疎水性シリカ粒子の疎水性が満足に取り戻される。加えて、乾燥プロセスはまた、幾らか又は全ての繊維を、互いに及び／又はシリカと、結合させることができる。好ましくは、フィルターをかけられた混合物は、少なくとも１００℃の温度で、より好ましくは少なくとも１２０℃の温度で、さらに乾燥される。乾燥された混合物は、ウェブの形態であってよく、次いで、ホットカレンダーを用いて、好ましくはホットカレンダーロールを用いて、少なくとも部分的に、さらに熱的に結合して、強い及び比較的無塵のブランケット又は複合体材料を形成することができる。乾燥された混合物／ウェブはまた、所定の温度及び時間で、所定の密度にカレンダー処理することができる。
【０１１９】
別の実施態様において、水性疎水性シリカ分散体は、テキスタイルのためのコーティングを調製するために、使用することができる。テキスタイルは、当業者にとって公知である任意の形態であってよく、繊維、ヤーン、スレッド、プライヤーン、繊維及び／又はヤーンから製造された織物、並びに繊維、ヤーン、及び／又は織物から製造された最終製品を含むが、これらに限定されない。テキスタイル材料は、繊維、ヤーン又は織物であってよい。テキスタイル材料は、織布、編物、クロ―シェ編みされた編物、接着布及び／又は不織布であってよい。テキスタイル材料は、片面又は両面のいずれかが、織られた、編まれた、クローシェ編みされた、メルトブローされた、接着された及び／又はニードルパンチされた不織布、及びポーラテリーフリース（ｐｏｌａｒ  ｔｅｒｒｙ  ｆｌｅｅｃｅ）、又はループ織物（ｌｏｏｐ  ｆａｂｒｉｃ）、であってよい。テキスタイル材料は、紡糸、電界紡糸、メルトブロー、延伸又は押出されてよい。テキスタイル材料はメッシュであってよい。
【０１２０】
水性疎水性シリカ分散体は、テキスタイルをコーティングするために使用することができ、テキスタイルは、１つ又は複数の、レーヨン、ナイロン、非アクリル系オレフィン、アクリル系ポリエステル、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ビスコース、炭素繊維、アラミド、ポリベンゾイミダゾール繊維、ポリ乳酸、アクリロニトリル、ウール、コットン、セルロース、シルク、リネン、ビスコース、ヘンプ、ラミー及びジュート、を含む。代わりに又は加えて、テキスタイル材料は、伸縮性ヤーン又はフリースを含んでよい。
【０１２１】
テキスタイルは、水性疎水性シリカ分散体を用いて、又は水性疎水性シリカ分散体から調製された処理分散体を用いて、当業者にとって公知である任意の方法を使用して、処理することができる。例えば、テキスタイルは、その形状に応じて、浸されるか、ナイフコートされるか、ロールコーティングされるか、たんぽずりされる（ｐａｄｄｅｄ）か、カレンダー処理されるか、押出コーティングされるか、又は泡仕上げコーティングされてよい。
【０１２２】
様々な添加剤を水性疎水性シリカ分散体と組み合わせて、テキスタイルのための処理分散体を形成することができる。適切な添加剤は、ブランケット及びバッティングと併せた使用について上で議論された添加剤、抗菌剤、樹脂及び当業者にとって公知である他のもの、を含む。
【０１２３】
水性疎水性シリカ分散体中の疎水性及び親水性シリカは、疎水性、触覚特性、又は疎水性エアロゲルの場合には、断熱特性を、テキスタイルに与えることができる。代わりに又は加えて、シリカは、ミシン等の処理設備との、又はテキスタイル自体との、テキスタイルの摩擦係数を減少させることができる。
【０１２４】
別の実施態様において、水性疎水性シリカ分散体は、重合体の水中ペレット化のために使用することができる。特定の重合体は、輸送及び貯蔵の間に、重合体から作られたペレットが互いに付着する傾向がある、という問題を有する。これは、下流処理工程、例えばブレンド、貯蔵及び梱包において、問題をしばしば引き起こす。防着（ａｎｔｉ−ｔａｃｋｉｎｇ）又は粘着防止（ａｎｔｉｂｌｏｃｋ）剤を用いて、これらのペレットをコーティング又は分粒することは、このような付着を妨げる又は緩和することができる。ペレットの極度の粘着性のために、それらは、多数のホールを有するダイプレートを通って浴中に、溶解状態で、しばしば押し出される。水性疎水性シリカ分散体は、追加のバインダーを含む必要がない浴として、使用することができる。適切な重合体は、ポリオレフィン、ポリエステル及び他の熱可塑性重合体を含む。しかし、ペレット化する場合がある任意の材料は、本明細書において開示される水性疎水性シリカ分散体の使用から利益を得ることができる。例えば、Ｂｏｏｔｈｅらに発行された米国特許第８３０３８７１号明細書は、材料、例えばワックス、アスファルト、粘着剤、ゴムベースの配合物、高いメルトフローのポリオレフィン、及び非重合体の有機及び／又は無機化合物等の材料のための、ペレタイザーを開示している。疎水性シリカを重合体の表面に付着させる表面相互作用は、親水性シリカについてのものと異なるため、疎水性シリカの使用は、水中ペレット化を使用して処理することができる重合体の種類を、広げることができる。
【０１２５】
本明細書において開示される水性疎水性シリカ分散体はまた、懸濁重合の間に、重合体中にシリカを組み込むために使用することができる。水性疎水性シリカ分散体は、次いで重合することができる単量体を用いて、配合することができる。
【０１２６】
本明細書において開示される水性疎水性シリカ分散体はまた、押出を経て、重合体中にシリカを組み込むために使用することができる。模範的な方法は、欧州特許第１４０１９２４号明細書において開示されていて、その内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
【０１２７】
本発明は、以下の非限定的実施例によってさらに説明される。
【０１２８】
実施例
水性疎水性シリカ分散体を含有するコーティング配合物の特性を調査するために、幾つかの実験を行った。一般的には、「出発」又は「ベース」組成物中に、典型的には分散体中に、ヒュームドシリカを提供した。ベースに疎水性粒子状シリカ材料を添加して、水性疎水性シリカ分散体を形成した。次いで、コーティング用途のために適切な樹脂系を水性疎水性シリカ分散体と組み合わせて、「最終」又は「コーティング」配合物を製造した。コーティング配合物を、硬化前及び硬化後に、その特性、例えば粘度、光沢、硬度及びコーティング配合物の開発及び製造に関する他の性状等の特性、について調査した。
【０１２９】
下の実施例において、３つの市販のベース組成物を利用した。第一は、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能であるＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ  ＰＧ  ０２２分散体であって、３．８のｐＨ、１００センチポアズ（ｃＰ）より低い粘度、１．１２５の比重及び２０ｗｔ％の固体含有量（装填量）、の特徴を示すベース分散体であった。ベース分散体中の固体は、親水性ヒュームドシリカであって、約２００ｍ2／ｇの表面積、サブミクロンの粒子サイズ、０．２ミクロンより小さい平均を有する均一な粒子サイズ分布、及びカチオン性の表面電荷、の特徴を示した。
【０１３０】
第二は、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能であるＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ  １０１５Ａ分散体であって、６．０のｐＨ、４０ｃＰの最大粘度及び１．０８９の比重、の特徴を示した。それは、小さい表面積（約９０ｍ2／ｇ）のヒュームドシリカを含有していて、ヒュームドシリカは、水酸化アンモニウムによって安定化された水性媒体中で、負に帯電する粒子（２０ナノメートル（ｎｍ）のおおよその平均粒子サイズ）の特徴を示した。ヒュームドシリカの装填量は、約１５％であった。
【０１３１】
第三は、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能であるＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ  ２０１７Ａ分散体であって、１５０ｃＰの最大粘度、９．８のｐＨ、及び１．０９９の比重、の特徴を示した。それは、約２００ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有し、水酸化アンモニウムを用いて安定化された水性媒体中で１７ｗｔ％の量であるヒュームドシリカ、を含む。
【０１３２】
ベース分散体はまた、ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＥＬ−９０及びＭ−５ヒュームドシリカを用いて、直接調製した。Ｌ−９０シリカは９０ｍ2／ｇの公称ＢＥＴ表面積を有し、Ｍ−５シリカは２００ｍ2／ｇの公称ＢＥＴ表面積を有する。
【０１３３】
実施例におけるつや消し剤は、ＥＮＯＶＡ  ＭＴ１１００、ＩＣ３１２０及びＩＣ３１３０エアロゲルの指定の下にＣａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である半透明のエアロゲル、ＥＮＯＶＡ  ＭＴ１２００エアロゲルの指定の下にＣａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である不透明なエアロゲル、ポリジメチルシロキサンを用いて処理されたＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ−７２０シリカ、並びにヘキサメチルジシラザンを用いて処理されたＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ−５３０シリカ、を含む。エアロゲル材料は、８０より大きいメタノール数を有する。ＴＳ−７２０シリカは、約７２のメタノール数を有する。ＴＳ−５３０シリカは、約６３のメタノール数を有する。
【０１３４】
つや消し組成物を調製するときに添加される他の固体は、例えばＺＥＯＴＨＩＸ（登録商標）９５シリカの指定の下にＥｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  ＡＧから入手可能である微細化した沈降シリカ、を含んでいた。典型的には、レオロジー改質剤、平滑剤及びつや消し剤として使用されるＺＥＯＴＨＩＸ  ９５は、８．５ミクロンの報告された平均粒子サイズ及び１８０ｍ2／ｇの（ＢＥＴ）表面積、を有する。
【０１３５】
特に配合物について主に考慮すべきものが分散の容易さであるとき、既にベース中に存在するヒュームドシリカに加えて、作用剤として使用したのは、疎水化したヒュームドシリカであって、それは１２５ｍ2／ｇの典型的な表面積を有し、ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ−６１０シリカの指定の下にＣａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能であり、また極性樹脂系及び非極性樹脂系の諜報のために適切と考えられる、ヒュームドシリカであった。このシリカは、約３７のメタノール数を有する。
【０１３６】
幾つかの実験において添加される別の材料は、９２℃〜１４１℃の範囲の融解ピークを示し、また液体インク又は他の水ベースの及び溶媒ベースの系のために推奨される、ポリウレタン微細化ワックス合金であった。この材料は、Ｓｈａｍｒｏｃｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｎｅｗａｒｋ、ＮＪから、Ｓ−３６３の指定の下に、商業的に入手可能である。
【０１３７】
ポリウレタン−アクリルコーティング配合物について、選択する系は、空気乾燥コーティングのための高い固体量の水媒介ウレタン／アクリル共重合体であって、典型的には、汎用及び自動車用プラスチック、金属コーティング、床仕上げ並びにニスのブラシかけのために使用され、ＮｅｏＰａｃ  Ｒ−９６９９水媒介ウレタン／アクリル共重合体の指定の下に、ＤＳＭ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｒｅｓｉｎｓ、ＬＬＣ、ＰＯ  Ｂｏｘ  ６１５  ８０００  ＡＰ  Ｚｗｏｌｌｅ、Ｔｈｅ  Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓから商業的に入手可能であるウレタン／アクリル共重合体であった。
【０１３８】
別の利用する樹脂系は、空気乾燥の水媒介ウレタン配合物であって、ＮｅｏＲｅｚ  Ｒ−９６０水媒介ウレタンの指定の下に、ＤＳＭ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｒｅｓｉｎｓ、ＬＬＣ、ＰＯ  Ｂｏｘ  ６１５  ８０００  ＡＰ  Ｚｗｏｌｌｅ、Ｔｈｅ  Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓから入手可能であり、また高性能の（硬度、柔軟性、耐薬品性及び耐磨耗性が必要とされる）使用のために推奨されるウレタン配合物である。ＮｅｏＲｅｚ  Ｒ−９６０水媒介ウレタンの脂肪族骨格は、外装コーティング用途においてその使用を可能とするＵＶ耐性をもたらすと考えられる。ＮｅｏＲｅｚ  Ｒ−９６０樹脂に基づく透明なコーティングは、高性能の慣例的な溶媒媒介ウレタンラッカーと比較して遜色がないことが報告されている。
【０１３９】
また使用するのは、木の仕上げのための改質されたアクリル系エマルションであって、Ｎｅｏｃｒｙｌ（登録商標）Ａ−６０１６水媒介アクリルの指定の下にＤＳＭ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｒｅｓｉｎｓから入手可能であるアクリル系エマルションである。耐傷つき性、靭性及び非常に透明な及び光沢のある耐水性フィルムを形成することで知られるＮｅｏｃｒｙｌ  Ａ−６０１６水媒介アクリルは、そのＵＶ安定性、高い光沢、良好な湿潤吸着性及び耐薬品性のために、産業的なキッチンキャビネット及び家具仕上げとしてしばしば使用される。
【０１４０】
また使用したのは、Ｐｅｒｍｕｔｅｘ  ＥＶＯ  ＥＸ−ＲＵ−９２−６０５樹脂の指定の下に、Ｓｔａｈｌ（登録商標）Ｈｏｌｄｉｎｇｓ  Ｂ．Ｖから入手可能であるポリウレタンポリカーボネート樹脂、アクリル系の、ＤＳＭ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｒｅｓｉｎｓから入手可能であるＮｅｏｃｒｙｌ  Ｅ−１６０樹脂、及びＮｅｏｃｒｙｌ  ＸＫ−９８エマルション、ＤＳＭ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｒｅｓｉｎｓから入手可能であるアニオン性アクリル系共重合体エマルション、であった。Ｎｅｏｃｒｙｌ  ＸＫ−９８エマルションは、透明な及び着色された両方のトップコートのために、またＰＶＣコーティングのために、推奨される。全ての樹脂は、製造者によって提供されたまま使用した。
【０１４１】
上で述べた樹脂及び固体粒子状材料に加えて、水性疎水性シリカ分散体及び／又はコーティング配合物は、溶媒、レオロジー改質剤、界面活性剤、硬化剤、及び／又は固体を分散するのに及び一般にコーティング配合物を製造するのにしばしば使用する他の原料、を含んでいた。下の実施例において使用する具体的な分散剤は、ＤｉｓｐｅｒＢＹＫ  １９０化合物（ＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｅ）、スチレン、ポリオキシエチレン及びポリオキシプロピレンブロックを、約３のＥＯ：ＰＯ比で有する非イオン性分散剤；ＤｉｓｐｅｒＢＹＫ  １９２化合物（ＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｅ）；Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  ４６０００化合物（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ポリオキシエチレンを含有する非イオン性分散剤；Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ  Ｍ−２０７０化合物（Ｈｕｎｔｓｍａｎ）、約２０００の重量平均分子量、３１／１０の酸化プロピレン／酸化エチレン（ＥＯ／ＰＯ）モル比及び１３．８のＨＬＢ値を有する単官能基の第一級アミン；Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ  Ｍ６００化合物（Ｈｕｎｔｓｍａｎ）、約６００の重量平均分子量、１／９の酸化プロピレン／酸化エチレン（ＥＯ／ＰＯ）モル比及び２のＨＬＢ値を有する単官能基の第一級アミン；Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ  ＥＤ９００化合物（Ｈｕｎｔｓｍａｎ）、わずかに２より大きいだけのＥＯ／ＰＯ比及び約９００の重量平均分子量を有する二官能基の第一級アミン；Ｓｕｒｆｏｎａｍｉｎｅ  Ｌ−３００化合物（Ｈｕｎｔｓｍａｎ）、約５８／８のＥＯ／ＰＯ比、約３０００の重量平均分子量及び約１７．１のＨＬＢを有する単官能基の第一級アミン；Ｓｕｒｆｏｎａｍｉｎｅ  Ｂ−２００化合物、約６／２９のＥＯ／ＰＯ比及び約２０００の重量平均分子量を有する単官能基の第一級アミン；並びにＰｅｔｒｏｌｉｔｅ  Ｄ１０３８化合物（Ｂａｋｅｒ  Ｈｕｇｈｅｓ  Ｉｎｃ．）、非イオン性アルキルポリオキシエチレンエステル、であった。下の実施例において使用する追加の化合物は、ジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）、コーティング産業において使用され、またポリウレタン及びエポキシ樹脂のための硬化剤として使用される；ＢＹＫ−０２４シリコーンベースの消泡剤（ＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｅ）；ＢＹＫ−３４６添加剤、水性コーティングにおいてしばしば利用されるシリコーン界面活性剤（ＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｅ）；ブチルセロソルブ（Ｄｏｗ）；Ｄｅｈｙｄｒａｎ（登録商標）１２９３消泡剤（ＢＡＳＦ）、改質されたポリシロキサン；並びにＤｏｗａｎｏｌ  ＤＰＭグリコールエーテル、Ｄｏｗａｎｏｌ  ＰｎＢグリコールエーテル及びＤｏｗａｎｏｌ  ＤＰｎＢグリコールエーテル等の溶媒、を含んでいた。
【０１４２】
他に具体的にしない限り、下の表中に示される量はグラム（ｇ）で表記する。
【０１４３】
水性疎水性シリカ分散体のための原料を、他に記載しない限りは、Ｄｉｓｐｅｒｍａｔ（ＣＶ、ＣＶ−３又はＤ５１５８０）混合機を用いて混合した。一般に、樹脂ベースの配合物のための原料を、オーバーヘッドの実験室混合機を用いて混合した。典型的には、固体を徐々に添加し、それぞれの添加の後、混合工程、また多くの場合には、分散体の粘度の評価を行って、次の添加に先立って、それが依然としてかき混ぜることができることを保証した。
【０１４４】
樹脂を有する水性疎水性シリカ分散体配合物のための原料を、Ｓｔｉｒ−Ｐａｋ  Ｓｐｅｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（モデル  ＃ＳＳＣ３０、部品  ＃５０００７−００）に取り付けられたＳｔｉｒ−Ｐａｋ  Ｈｅａｖｙ  Ｄｕｔｙ  Ｍｉｘｅｒ  Ｈｅａｄ（モデル  ＃ＳＳＭ３６、部品  ＃５０００７−４０）を用いて、混合した。速度制御器の設定は１〜１０であり、１は混合機ヘッドの最小ｒｐｍによって規定される最低ｒｐｍにあたり、この場合６０ｒｐｍであり、また１０は混合機ヘッドの最高ｒｐｍにあたり、この場合６０００ｒｐｍである。かき混ぜるとき、小さい渦が生まれる。サンプルの粘度によっては、速度制御器上の数を、低粘度に伴って減少させる、及び増加した粘度に伴って増加させる必要がある。
【０１４５】
下の実施例における分散度（グラインドの細かさ、ｆｉｎｅｎｅｓｓ  ｏｆ  ｇｒｉｎｄ）の評価は、Ｈｅｇｍａｎグラインド法の使用が望ましい。使用したＨｅｇｍａｎグラインドメーターはＰａｕｌ  Ｎ．Ｇａｒｄｎｅｒ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．によって提供され、また評価は製造者の指導に従って行った。ＥＮＯＶＡ  ＭＴ１１００及びＭＴ１２００エアロゲルを含有する適切なサンプルは、少なくとも４又は５のグラインドを示した。他のエアロゲルを含有する適切なサンプルは、少なくとも２又は３のグラインドを示した。サンプルが適切なＨｅｇｍａｎグラインドを示さなかった場合、適切なＨｅｇｍａｎグラインドが成し遂げられるまで同一の条件で混合を続けた。
【０１４６】
粘度の測定は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計、モデルＤＶ−Ｉ＋を使用して、以下の手順を採用して行った。機器の電源を入れた後、チラーの電源を入れ、また温度を２５℃に設定する。次いで、機器ディスプレイによって指示される自動ゼロプロセスを使用して機器をゼロに設定する。選択するスピンドル（ＲＶスピンドルセット、ＲＶ−１〜ＲＶ−７）が強調されるまで、「セットスピンドル」ファンクションを押すことによって、スピンドルを選択する。「セットスピンドル」ファンクションを再び押して、セレクションを入れる。小さいサンプルカップを、試験する分散体／配合物で部分的に満たす。ディスク型形状を使用する場合、ディスクを分散体／配合物中に配置し、また穏やかに回転させて、ディスク下にトラップされている場合がある空気を開放する。弾丸型の形状は、スピンドルに直接取り付けることができる。次いで、サンプルカップを機器上の被覆されたホルダー中に配置し、また、まだ取り付けていない場合には、形状をスピンドルにねじで取り付ける。ピペットを使用して、サンプルカップを上端から約２．５ｍｍまで満たし、また速度を１０ｒｐｍに設定する。モーターの電源を入れ、１０ｒｐｍで１分間、系を平衡させる。このことを２０ｒｐｍ、５０ｒｐｍ及び１００ｒｐｍで繰り返す。１００ｒｐｍで１分間平衡させた後、試験を完了してモーターの電源を切る。
【０１４７】
下で説明される実験を行う中で、結果として生じる材料をフィルムの製造に使用することができる場合、例えばそれを分注することができ、また気泡をフィルムから逃がすことができる場合、粘度は満足なものと考えた。粘度が満足なものでなかった場合、材料が適切となるまで同一の条件の下で、混合を続けた。
【０１４８】
フィルムを、適切な基材、例えばＬｅｎｅｔａ試験チャート、冷間圧延鋼（ＣＲＳ）板又は当分野において公知である他のもの、の上にキャストした。一般に、基材に対するコーティング分散体又はコーティング組成物の適用を、ＢＹＫによって製造された３ミルウェットドローダウンバー（３  ｍｉｌ  ｗｅｔ  ｄｒａｗｄｏｗｎ  ｂａｒ）を用いて、実施した。
【０１４９】
加熱硬化は、一般に、１５０OＦで３０分間、次いで室温で１０分間のフラッシュオフサイクルで行った。これらの操作は、溶媒及び他の添加剤等の有機材料の除去、並びにコーティングの硬質化のために役立つ。使用する設備は、Ｇｒｉｅｖｅ２ドア溶媒評価オーブンであった。
【０１５０】
様々なサンプルのヘイズ値を、ＢＹＫのグロス及びヘイズメーターを用いて、測定した。他に記載しない限り、鋼基材上の３ミル厚さ（ウェット）ドローダウンコーティング上で、ＢＹＫのグロス及びヘイズメーターを使用して、２０°、６０°及び８５°で、光沢を評価した。
【０１５１】
Ｋｏｎｉｇ硬度を、ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ  Ｋｏｎｉｇ硬度試験機を用いて、製造者の指導によって、測定した。鉛筆硬度を、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３、鉛筆試験によるフィルム硬度のための試験方法、によって決定した。両試験を、鋼基材上にドローダウンされたフィルム上で実施した。上で説明した加熱硬化法の後に、単点Ｋｏｎｉｇ硬度試験を実施した。経時的なＫｏｎｉｇ硬度の変化を、室温で乾燥可能であるコーティング上で、測定した。
【０１５２】
実施例１
ポリウレタン−アクリル分散体を調製し、分散体の性状（例えば粘度）、光沢及び硬化製品の他の特性に関して調査した。
【０１５３】
水性疎水性シリカ分散体Ｉ及びＩＩを経てつや消し剤を提供した。両水性疎水性シリカ分散体のための出発材料は、Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ  ＰＧ  ０２２分散体であった。
【０１５４】
両水性疎水性シリカ分散体は、表１に示す特性を有するＥＮＯＶＡ  ＭＴ１１００半透明エアロゲルを含有していた。このエアロゲルに加えて、分散体ＩＩは、ＺＥＯＴＨＩＸ  ９５微細化沈降シリカもまた含有していた。
【０１５５】
分散体Ｉ及びＩＩの調製に次ぐプロトコルに関する詳細を、下の表２に提示する。
【０１５６】
【表２】
2021511423.tif 000003
【０１５７】
分散体Ｉ及びＩＩを、表３において説明される通り、ポリウレタン−アクリル組成物（ＮｅｏＰａｃ  Ｒ−９６９９水媒介ウレタン／アクリル共重合体）に、添加して、組成物Ｉ及びＩＩを形成した。
【０１５８】
【表３】
2021511423.tif 000004
【０１５９】
追加の原料を、表Ｂ（実施例１）の組成物Ｉ及びＩＩに、表Ｃ（実施例１）に示す通りに添加し、また結果として生じたコーティング分散体Ｉ及びＩＩの粘度を測定した。また表４に示すのは、同一の樹脂成分を使用するが、水性疎水性シリカ分散体が存在しない状況で、調製した対照組成物である。
【０１６０】
【表４】
2021511423.tif 000005
【０１６１】
沈降シリカの添加に伴って、より目立った粘度の増加が観察された。しかし、対照配合物に対して、コーティング分散体Ｉ又はＩＩ中に存在するつや消し剤の使用に伴って観察された粘度の増大は、許容範囲内であった。
【０１６２】
上で説明される通り調製されたコーティングＩ及びＩＩを、ヘイズ、光沢及びＫｏｎｉｇ硬度について評価した。結果を表５及び６に示す。
【０１６３】
【表５】
2021511423.tif 000006
【０１６４】
【表６】
2021511423.tif 000007
【０１６５】
データは、対照に対して、つや消し剤がヘイズ又はＫｏｎｉｇ硬度を有意には変化させないことを示唆する。しかし、光沢は、コーティングＩ及びコーティングＩＩの両方において、かなり減少した。
【０１６６】
実施例２
以下の水性疎水性シリカ分散体Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩを、実施例１において説明したものと同一のベース分散体、すなわちＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ  ＰＧ  ０２２分散体から出発して、調製した。３つの配合物は、それぞれ、（Ｉ）ＥＮＯＶＡ  ＭＴ１１００エアロゲル；（ＩＩ）同じＥＮＯＶＡ  ＭＴ１１００エアロゲル及びＺｅｏｔｈｉｘ  ９５沈降シリカの組み合わせ；並びに（ＩＩＩ）ＥＮＯＶＡ  ＭＴ１１００エアロゲル及びＳ３６３微細化ワックス材料の組み合わせ、を含んでいた。使用した手順を表７に示す。
【０１６７】
【表７】
2021511423.tif 000008
【０１６８】
３つの分散体を、下の実施例３において説明される通り、さらに評価した。
【０１６９】
実施例３
上の実施例２において調製した分散体Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩを、ポリウレタン系（ＮｅｏＲｅｚ  Ｒ−９６０水媒介ウレタン）と併せて使用して、幾つかのコーティング組成物を調製した。指定「低」及び「高」は、選択する相対的な装填量をいう。
【０１７０】
対照及び実験用ウレタンベースコーティング組成物の調製に次ぐプロトコルを、表８において詳しく述べる。分散度には、上で説明したＨｅｇｍａｎグラインド法の使用が望ましい。
【０１７１】
【表８】
2021511423.tif 000009
【０１７２】
様々なコーティング組成物について観察されたｐＨ及び粘度の値を、下の表９に示す。
【０１７３】
【表９】
2021511423.tif 000010
【０１７４】
３ミルウェットドローダウンバーを使用して、Ｌｅｎｅｔａ  ２Ｃチャート上にコーティング組成物をキャストアウトすることによって、試験板を調製した。硬化操作は、室温で１０分間のフラッシュオフ及び１５０OＦで３０分間の加熱サイクルを有していた。結果として生じたコーティングは、下の表１０及び図１〜４に示す特性を有していた。
【０１７５】
【表１０】
2021511423.tif 000011
【０１７６】
一般に、全ての実験用サンプルは、対照サンプルに対して、光沢の減少を示した。本実施例中で試験されたポリウレタン系において、半透明のエアロゲルと微細化ワックスとの組み合わせは、特に水性疎水性シリカ分散体が高いレベルで添加されたとき（サンプルＧ）、対照コーティングに対して有意なつや消し効果を与えるように見えた。エアロゲル及び沈降シリカが高いレベルで添加されたとき（サンプルＥ）、光沢の良好な減少がまた観察された。データは、第三の作用剤（沈降シリカ又はワックス）をコーティング組成物の調製中に添加したときの、増加したつや消し効果についてのあり得る傾向を指し示すように思われる。
【０１７７】
添加したつや消し剤は、ヘイズ値の幾らかの増加をもたらすように見え、サンプルＧ（ＩＩＩ−高）において最大の増加を有した。
【０１７８】
全ての実験用サンプルについて、Ｋｏｎｉｇ硬度のわずかな増加が観察され、サンプルＤ（ＩＩ−低）、Ｅ（ＩＩ−高）及びＧ（ＩＩＩ−高）において、やや高い値が観察された。
【０１７９】
実施例４
下の表１１において提示する手順によって、ベース分散体、すなわちＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ  １０１５Ａ分散体を、ＥＮＯＶＡ  ＭＴ１１００エアロゲル及びＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ−６１０シリカと組み合わせる。
【０１８０】
【表１１】
2021511423.tif 000012
【０１８１】
結果として生じる水性疎水性シリカ分散体を、ポリウレタン−アクリル系（ＮｅｏＰａｃ  Ｒ−９６９９ブランド重合体）中で評価する。シリカ装填量の２つの異なるレベル及びシリカを有さない対照組成物、を有する未硬化のコーティング組成物を調製するための手順を、表１２に提供する。
【０１８２】
【表１２】
2021511423.tif 000013
【０１８３】
３ミルウェットドローダウンバーを使用して、コーティング組成物をＬｅｎｅｔａ  ２Ｃチャート上にキャストアウトし、次いで硬化する。光学的特性の測定のために、室温で１０分間のフラッシュオフ及び１５０OＦで３０分間の加熱サイクルを行った。水性疎水性シリカ分散体を用いて調製されたコーティングは、シリカを用いずに調製された対照組成物より、６０°での測定で、少なくとも１５％低い光沢を示すことが予期される。
【０１８４】
実施例５
下の表１３において提示する手順によって、ベース分散体、すなわちＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ  １０１５Ａ分散体を、ＥＮＯＶＡ  ＭＴ１１００エアロゲル及びＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ−６１０シリカと組み合わせる。
【０１８５】
【表１３】
2021511423.tif 000014
【０１８６】
表１４に提示する手順に示す通り、結果として生じる水性疎水性シリカ分散体を、ポリウレタン樹脂系（ＮｅｏＲｅｚ  Ｒ−９６０水媒介ウレタン）に添加して、コーティング分散体Ｂ〜Ｄを調製する。対照サンプルＡを、シリカが存在しない状況で、調製する。シリカ分散体を樹脂に直接添加して、次いで予備混合した溶媒を添加することによって、サンプルＤを調製する。予備混合した溶媒を樹脂に直接添加して、次いで水性疎水性シリカ分散体を添加することによって、サンプルＢ及びＣを調製する。
【０１８７】
【表１４】
2021511423.tif 000015
【０１８８】
上で説明される３ミルウェットドローダウンバーを使用して、上で説明されるコーティング組成物をＡＣＴ  Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ（登録商標）１０００ブランドＣＲＳ板（ＡＣＴ  Ｔｅｓｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能）上にキャストすることによって、対照及び３つの実験用コーティング（フィルム）を調製する。光学的特性評価のためのサンプルについて、フラッシュオフ工程は室温で１０分であり；加熱サイクルは１５０OＦで３０分間である。水性疎水性シリカ分散体を用いて調製したコーティングは、シリカを用いずに調製したコーティングより低い光沢を示すこと、並びに溶媒及びシリカの添加の順序は、光沢的及び硬度特性について、わずかな効果しか有さないか、又は全く効果を有さないことが予期される。
【０１８９】
実施例６
下の表１５における手順によって、Ｃａｂｏｔ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＥＬ−９０親水性ヒュームドシリカ及びＴＳ−５３０ヘキサメチルジシラザン処理疎水性ヒュームドシリカを用いて、水性疎水性シリカ分散体を調製する。
【０１９０】
【表１５】
2021511423.tif 000016
【０１９１】
下の表１６における手順によって、結果として生じる水性疎水性シリカ分散体をアクリル組成物に添加する。シリカを有さない対照分散体もまた調製する。
【０１９２】
【表１６】
2021511423.tif 000017
【０１９３】
先に説明された方法を使用して、３ミルウェットドローダウンバーを用いて、Ｌｅｎｅｔａ  ２Ｃチャート上に、組成物をキャストして、また周囲の温度で１０分間及び１５０OＦで３０分間、組成物を乾燥させる。シリカを含有するコーティングは、シリカを用いずに調製されたコーティングより、６０°で少なくとも１５％低い光沢を示すことが予期される。
【０１９４】
実施例７
表１において説明されるエアロゲルは、光学的特性が異なってもよい。この実施例を行って、ポリウレタン系中で、半透明な及び不透明な様々なエアロゲルの間のあり得る違いを評価した。
【０１９５】
ベース分散体、すなわちＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ  １０１５Ａ分散体を使用して、２つの水性疎水性シリカ分散体、半透明のエアロゲル、すなわちＥＮＯＶＡ  ＭＴ１１００エアロゲルを含有するＰ、及び不透明なエアロゲル、すなわちＥＮＯＶＡ  ＭＴ１２００エアロゲルを含有するＱ、を調製した。ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ−６１０シリカを、両分散体に添加した。分散体Ｐ及びＱの調製に次ぐプロトコルに関する詳細を、表１７に提示する。
【０１９６】
【表１７】
2021511423.tif 000018
【０１９７】
表１８において提示する手順を使用して、水性疎水性シリカ分散体Ｐ及びＱをポリウレタン樹脂系（ＮｅｏＲｅｚ  Ｒ−９６０重合体）に添加して、コーティング組成物Ｂ〜Ｇを調製した。追加のつや消し組成物が存在しない状況で、対照サンプルＡを調製した。
【０１９８】
【表１８】
2021511423.tif 000019
【０１９９】
分散体Ｐの添加に伴って、より目立った粘度の増加が観察されたが、分散体Ｑは、対照に対してより許容される粘度範囲内に留まった。
【０２００】
上で説明された通り調製されたコーティング配合物Ａ〜Ｇを、光沢、ヘイズ、Ｋｏｎｉｇ硬度及び鉛筆硬度について、評価した。結果を表１９〜２１に示す。
【０２０１】
【表１９】
2021511423.tif 000020
【０２０２】
【表２０】
2021511423.tif 000021
【０２０３】
【表２１】
2021511423.tif 000022
【０２０４】
表２２において提示する手順を使用して、２つの比較製品、すなわちＲ（ＴＳ−１００シリカ）及びＳ（Ｓ３６３ワックス）を、ポリウレタン樹脂系（ＮｅｏＲｅｚ  Ｒ−９６０重合体）に添加して、コーティング配合物Ｈ〜Ｍを調製した。
【０２０５】
【表２２】
2021511423.tif 000023
【０２０６】
化合物Ｓよりも化合物Ｒの添加に伴って、より目立った粘度の増加が観察された。
【０２０７】
上で説明された手順によって調製されたコーティング配合物Ｈ〜Ｍを、光沢、ヘイズ、Ｋｏｎｉｇ硬度及び鉛筆硬度について、評価した。結果を表２３〜２５に示す。
【０２０８】
【表２３】
2021511423.tif 000024
【０２０９】
【表２４】
2021511423.tif 000025
【０２１０】
【表２５】
2021511423.tif 000026
【０２１１】
データを図５〜９に提示する。サンプルの詳細を下に示す。
Ａ  対照
Ｂ  樹脂配合物中の１．９％水性疎水性シリカ分散体Ｐ
Ｃ  樹脂配合物中の３．７％水性疎水性シリカ分散体Ｐ
Ｄ  樹脂配合物中の７．４％水性疎水性シリカ分散体Ｐ
Ｅ  樹脂配合物中の１．８％水性疎水性シリカ分散体Ｑ
Ｆ  樹脂配合物中の３．７％水性疎水性シリカ分散体Ｑ
Ｇ  樹脂配合物中の７．４％水性疎水性シリカ分散体Ｑ
Ｈ  樹脂配合物中の５％比較つや消し剤Ｒ（ＴＳ−１００シリカ）
Ｉ  樹脂配合物中の１０％比較つや消し剤Ｒ
Ｊ  樹脂配合物中の２０％比較つや消し剤Ｒ
Ｋ  樹脂配合物中の５％比較つや消し剤Ｓ（Ｓ３６３微細化ワックス）
Ｌ  樹脂配合物中の１０％比較つや消し剤Ｓ
Ｍ  樹脂配合物中の２０％比較つや消し剤Ｓ
【０２１２】
結果は、比較つや消し剤Ｓ及びＲは、対照に対して、ヘイズに影響を及ぼしたが、Ｋｏｎｉｇ又は鉛筆硬度には影響を及ぼさないことを、示唆する。しかし、光沢は、対照に対して、全ての配合物においてかなり減少した。
【０２１３】
実施例８
Ｎｅｏｃｒｙｌ  Ａ−６０１６水媒介アクリル系の指定の下にＤＳＭから入手可能である、透明な水媒介アクリル系中で、エアロゲルの性能もまた調査した。
【０２１４】
使用した水性疎水性シリカ分散体は、実施例７における分散体Ｑと同一のものであり、つや消し剤Ｒ（ＴＳ−１００シリカ）を、比較配合物ＡＥ〜ＡＧ中に使用した。表２６において説明される手順を使用して、配合物を調製した。
【０２１５】
【表２６】
2021511423.tif 000027
【０２１６】
上の表２６は、不透明なエアロゲル分散体Ｑに基づく水性疎水性シリカ分散体は、全てのレベルにおいて、アクリル系中に組み込むことが容易であったが（配合物ＡＢ、ＡＣ及びＡＤ）、粉末形態で使用したつや消し剤Ｒは、コーティング分散体中に組み込むのがますます困難になった（ＡＥ、ＡＦ及びＡＧ）ことを示す。
【０２１７】
先に説明した方法によって、３ミルドローダウンバーを使用して、ＡＣＴ  Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ  １０００ブランドＣＲＳ板（ＡＣＴ  Ｔｅｓｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能）上に、配合物をコーティングして、また周囲の温度で１０分間及び１５０OＦで３０分間、配合物を乾燥させた。表２７は、エアロゲルベースの分散体並びに粉末形態のつや消し剤Ｒの両方を組み込むことによって、光沢レベルが減少したことを示す。いずれのつや消し剤も、鉛筆硬度に影響を及ぼさなかった。
【０２１８】
【表２７】
2021511423.tif 000028
【０２１９】
別の実験において、前に示す通りドローダウンフィルムを調製した後、フィルムを置いて周囲の温度だけで乾燥させ、またＫｏｎｉｇ硬度の変化を経時的に記録した。図１０においてもまた示す通り、つや消し剤Ｒを使用する比較配合物（ＡＥ、ＡＦ及びＡＧ）は、特に早い段階において、より低いＫｏｎｉｇ硬度を示したが、配合物ＡＢ、ＡＣ及びＡＤ中の、不透明なエアロゲルベースのつや消し剤は、アクリル対照（ＡＡ）と非常に類似していて、エアロゲルつや消し粒子とアクリル系との良好な比較性を示唆する。
【０２２０】
表２８はフィルムの耐水性の結果を示す。対照と比較して、全ての配合物がより良好な耐水性、すなわち、１時間の水との接触の後に、フィルムの膨れが無いこと、及び周囲の温度で１時間乾燥した後の、フィルム強度の良好な回復、を示した。特に、コーティング分散体ＡＢは、室温で２４時間の後、水に対する軟化を全く示さなかった。
【０２２１】
【表２８】
2021511423.tif 000029
【０２２２】
実施例９
下の表２９における手順によって、Ｃａｂｏｔ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ  ２０１７Ａ分散体及びＥｎｏｖａ  ＩＣ３１２０エアロゲルを使用して、水性疎水性シリカ分散体を調製した。
【０２２３】
【表２９】
2021511423.tif 000030
【０２２４】
下の表３０における手順によって、結果として生じた水性疎水性シリカ分散体を、ポリエステル組成物に添加した。
【０２２５】
【表３０】
2021511423.tif 000031
【０２２６】
結果として生じたコーティング組成物を、Ｈｅｇｍａｎグラインドメーターを使用して、分散度について、評価した。グラインドが十分である場合、先に説明された方法を使用して、Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ  １０００板上に組成物をキャストして、また周囲の温度で１０分間及び１５０OＦで３０分間、乾燥させた。結果として生じたコーティングは、４０．０のＫｏｎｉｇ硬度、並びに２０°及び６０°で、それぞれ５．４及び１９．８の光沢を有していた。外観において、コーティングはつやが無いのではなく、つやがあるが、それは透明ではなく、白濁していた。Ｄ１０３８分散剤は、カチオン基を有さず、また、特に追加の成分をコーティング組成物に添加するとき、疎水性及び親水性粒子状エアロゲルの適切な分散を促進しない場合がある。
【０２２７】
実施例１０
下の表３１における手順によって、Ｃａｂｏｔ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ  ２０１７Ａシリカ分散体並びにＥｎｏｖａ  ＩＣ３１３０及びＩＣ３１２０エアロゲルを用いて、水性疎水性シリカ分散体を調製した。
【０２２８】
【表３１】
2021511423.tif 000032
【０２２９】
表３２において説明する通り、結果として生じた水性疎水性シリカ分散体を、ポリウレタン組成物に添加した。
【０２３０】
【表３２】
2021511423.tif 000033
【０２３１】
結果として生じたコーティング組成物を、Ｈｅｇｍａｎグラインドメーターを使用して、分散度について、評価した。グラインドが十分であった場合、先に説明された方法を使用して、Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ  １０００板上に組成物をキャストして、また周囲の温度で１０分間及び１５０OＦで３０分間、乾燥させた。結果として生じたコーティングは透明であり、良好なつや消し及び硬度特性を示し、また下の表３３に記載する特性を有していた。
【０２３２】
【表３３】
2021511423.tif 000034
【０２３３】
下の表３４に提示する手順によって、水性疎水性シリカ分散体をまた、ポリウレタンポリカーボネート組成物に添加した。
【０２３４】
【表３４】
2021511423.tif 000035
【０２３５】
結果として生じたコーティング組成物を、Ｈｅｇｍａｎグラインドメーターを使用して、分散度について、評価した。グラインドが十分であった場合、先に説明された方法を使用して、Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ  １０００板上に組成物をキャストして、周囲の温度で１０分間及び１５０OＦで３０分間、乾燥させた。結果として生じたコーティングは透明であり、良好なつや消し及び硬度特性を示し、また下の表３５に記載する特性を有していた。
【０２３６】
【表３５】
2021511423.tif 000036
【０２３７】
実施例１１
下の表３６における手順によって、Ｃａｂｏｔ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＥＬ−９０親水性ヒュームドシリカ及びＴＳ−７２０シロキサン処理疎水性ヒュームドシリカを用いて、水性疎水性シリカ分散体を調製した。
【０２３８】
【表３６】
2021511423.tif 000037
【０２３９】
下の表３７における手順によって、結果として生じた水性疎水性シリカ分散体を、アクリル／ポリウレタン組成物に添加した。シリカを有さない対照分散体もまた調製した。
【０２４０】
【表３７】
2021511423.tif 000038
【０２４１】
結果として生じたコーティング組成物を、Ｈｅｇｍａｎグラインドメーターを使用して、分散度について評価し、それらは、それぞれ２５、５０及び４５ミクロン（６と４との間のＨｅｇｍａｎ単位）の細かさを示した。先に説明した方法を使用して、３ミルドローダウンバーを用いて、Ｌｅｎｅｔａ  ２Ｃチャート上に、組成物をキャストして、また周囲の温度で１０分間及び１５０OＦで３０分間、組成物を乾燥させた。結果として生じたコーティングは、下の表３８に記載する特性を有していた。
【０２４２】
【表３８】
2021511423.tif 000039
【０２４３】
表３９における手順によって、結果として生じた水性疎水性シリカ分散体を、アクリル共重合体組成物に添加した。シリカを有さない対照分散体もまた調製した。
【０２４４】
【表３９】
2021511423.tif 000040
【０２４５】
結果として生じたコーティング組成物を、Ｈｅｇｍａｎグラインドメーターを使用して、分散度について評価した。グラインドは、３つの分散体について、それぞれ１０、５０及び４０ミクロン（５０．８ミクロンが、４のＨｅｇｍａｎグラインドに相当する）であった。先に説明した方法を使用して、３ミルドローダウンバーを用いて、Ｌｅｎｅｔａ  ２Ｃチャート上に、組成物をキャストして、また周囲の温度で１０分間及び１５０OＦで３０分間、組成物を乾燥させた。結果として生じたコーティングは、下の表４０において記載する特性を有していた。
【０２４６】
【表４０】
2021511423.tif 000041
【０２４７】
実施例１２
表４１における手順によって、ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ  ＰＧ０２２分散体を使用して、シリカ分散体を調製した。３つの異なる分散剤、すなわちＤｉｓｐｅｒＢＹＫ１９０（４０％）、ＤｉｓｐｅｒＢＹＫ（１００％）及びＳｏｌｓｐｅｒｓｅ  ４６０００（５０％）添加剤を採用した。
【０２４８】
【表４１】
2021511423.tif 000042
【０２４９】
上の分散体の３つ全ては、分散剤の添加に際し、ゲル化した。１００ｇのＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ  １０１５Ａ分散体と３．８ｇのＤｉｓｐｅｒＢＹＫ  １９２分散剤との、類似の混合物もまた、手動でかき混ぜた際にゲル化した。本実施例において採用する分散剤組成物の表面のカチオン基の欠乏は、シリカ分散体を不安定にする場合がある。
【０２５０】
実施例１３
表４２における手順によって、Ｃａｂｏｔ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＥｎｏｖａ  ＬＡ１０００エアロゲルを用いて、水性疎水性シリカ分散体を調製した。
【０２５１】
【表４２】
2021511423.tif 000043
【０２５２】
結果として生じた分散体は、バッティング又はテキスタイルのためのコーティング中への配合のために、適切であった。
【０２５３】
実施例１４
モデル３ＰＮ１０１０  Ｖａｒｉａｃ可変変圧器を備え付ける、重荷重用３．７５馬力商業用ブレンダー中で、表４３の規定割合に従って、水、Ｃａｂｏｔ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  Ｌ−９０ヒュームドシリカ及び水酸化カリウムを使用して、水性ベースシリカ分散体を製造した。変圧器において設定を２０にした混合に次いで、Ｊｅｆａｍｉｎｅ  Ｍ２０７０分散剤を、下に記載される規定割合に従って、添加した。次いで、５等分したものに、ＥＮＯＶＡ  ＩＣ３１２０エアロゲルを添加し、次いで、それぞれを、エアロゲルが組み込まれるまで、変圧器の設定を３０〜５０にして混合した。分散体を、変圧器の設定を３０〜５０にして追加の６０分間混合し、次いでＥｉｇｅｒミル及び１ｍｍのジルコニウムビーズを使用して粉砕した。分散体は、つや消し性能を提供するための、コーティング配合物における使用のために、適切であった。
【０２５４】
【表４３】
2021511423.tif 000044
【０２５５】
実施例１５
下の表４４における規定割合に従って、水及びＣａｂｏｔ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  Ｍ５ヒュームドシリカを使用して、水性ベースシリカ分散体を製造した。１０００ｒｐｍでの混合に次いで、下に記載される規定割合に従ってＪｅｆｆａｍｉｎｅ  Ｍ２０７０分散剤を添加し、次いで、５等分したものに、ＥＮＯＶＡ  ＬＡ１０００を添加した。分散体を１０００ｒｐｍで２０分間混合し、各分取したものの添加に次いで、追加の２０分間混合した。分散体は、バッティング若しくはテキスタイルをコーティングする、又はバッティング若しくはテキスタイルに浸透するための、配合物における使用のために、適切であった。
【０２５６】
【表４４】
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【０２５７】
本発明を、その好ましい実施態様を参照して、詳細に、示し、また説明したが、形態及び詳細における様々な変化は、添付の特許請求の範囲によって包含される本発明の範囲を外れることなく、それらの中で作られてもよいと、当業者によって理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年9月23日(2020.9.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ及び沈降シリカからなる群から選択される少なくとも５ｗｔ％の親水性粒子状シリカを含む、水性ベース分散体；
ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカエアロゲル及び沈降シリカからなる群から選択される粒子状シリカを含む疎水性シリカであって、少なくとも６０のメタノール数を有する、疎水性シリカ；並びに
少なくとも１つのカチオン性の又はカチオン化可能な基及び２〜２０のＨＬＢ比を有する、分散剤、
の混合物を含み、分散体中の粒子状シリカの合計の量が少なくとも１５ｗｔ％である、水性疎水性シリカ分散体。
【請求項２】
ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ及び沈降シリカからなる群から選択される、追加の粒子状シリカをさらに含み、追加の粒子状シリカが５０より小さいメタノール数を有する、請求項１に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項３】
分散剤が、酸化エチレン及び酸化プロピレンオリゴマーを含み、酸化エチレン量体と酸化プロピレン量体とのモル比が０．１〜１１である、請求項１に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項４】
疎水性粒子状シリカが、ａ）粒子形態であり、少なくとも９０％の空隙率、１２０ｋｇ／ｍ３〜１５０ｋｇ／ｍ３の粒子密度、及び７００ｍ２／ｇ〜８００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有する疎水性シリカエアロゲル、又はｂ）疎水性ヒュームドシリカ、を含む、請求項１に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項５】
分散体中の、疎水性シリカ：水の重量比が、少なくとも１：１０である、請求項１に記載の水性疎水性シリカ分散体。
【請求項６】
重合体成分、及び請求項１〜５のいずれか１項に記載の水性疎水性シリカ分散体、の混合物を含む、水性コーティング組成物。
【請求項７】
重合体成分が、アクリル配合物、ビニル配合物、ポリウレタン配合物及びアクリル／ポリウレタンハイブリッド配合物からなる群から選択される、請求項６に記載の水性コーティング組成物。
【請求項８】
コーティング組成物が、乾燥された場合に、ａ）粒子状シリカを含有しない乾燥された対照組成物のＫｏｎｉｇ硬度の、少なくとも９４％の高さのＫｏｎｉｇ硬度、ｂ）粒子状シリカを含有しない乾燥された対照組成物の６０°で測定された光沢より、少なくとも１５％低い６０°で測定された光沢、又はそれらの両方を有する、請求項６に記載の水性コーティング組成物。
【請求項９】
請求項６に記載の水性コーティング組成物を用いてコーティングされた、基材。
【請求項１０】
ａ）ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカエアロゲル及び沈降シリカからなる群から選択される粒子状シリカを含む、疎水性シリカ、ｂ）少なくとも１つのカチオン性の又はカチオン化可能な基及び２〜２０のＨＬＢ比を有する、分散剤、並びにｃ）ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ及び沈降シリカからなる群から選択される親水性粒子状シリカを少なくとも５％含む、水性ベース分散体、
を混合して、第一の混合物を形成することを含み、疎水性シリカが少なくとも６０のメタノール数を有し、水性疎水性シリカ分散体の合計のシリカ含有量が少なくとも１５ｗｔ％である、水性疎水性シリカ分散体を調製する方法。
【請求項１１】
混合が、追加の粒子状シリカを第一の混合物と混合して、第二の混合物を形成することをさらに含み、追加の粒子状シリカが、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ及び沈降シリカからなる群から選択され、追加の粒子状シリカが、５０より小さいメタノール数を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
疎水性シリカが、疎水性シリカ：水の比で、少なくとも１：１０で、水性疎水性シリカ分散体中に存在する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
分散剤が、酸化エチレン及び酸化プロピレンオリゴマーを含み、酸化エチレン量体と酸化プロピレン量体とのモル比が０．１〜１１である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
疎水性粒子状シリカが、ａ）粒子形態であり、少なくとも９０％の空隙率、１２０ｋｇ／ｍ３〜１５０ｋｇ／ｍ３の粒子密度、及び７００ｍ２／ｇ〜８００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有する疎水性シリカエアロゲル、又はｂ）疎水性ヒュームドシリカ、を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
成分ａ）、ｂ）及びｃ）が、同時に互いに混合されない、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の方法によって、水性疎水性シリカ分散体を製造すること；及び
水性疎水性シリカ分散体を、重合体成分と組み合わせること、
を含む、水性コーティング組成物を調製する方法。
【請求項１７】
重合体成分が、水性の溶液又は分散体の形態であり、アクリル配合物、ビニル配合物、ポリウレタン配合物及びアクリル／ポリウレタンハイブリッド配合物からなる群から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
コーティング組成物が、硬化された場合に、ａ）疎水性シリカを含有しない硬化された対照組成物の６０°で測定された光沢より、少なくとも１５％低い６０°で測定された光沢、ｂ）粒子状シリカを有さない硬化された対照組成物のＫｏｎｉｇ硬度の、少なくとも９４％の高さのＫｏｎｉｇ硬度、又はそれらの両方を有する、請求項１６に記載の方法。
【国際調査報告】
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2021511423.tif 000057