(57)【要約】  本発明は、シラン処理コロイダルシリカ粒子およびアクリレート系バインダーを含み、アクリレート系バインダーに対するＳｉＯ２の乾燥重量比が、０．０２から０．２の範囲であり、前記分散体中の、ＸＲＦによって測定されたＳｉＯ２の含有量が、１．０５から７．５ｗｔ％の範囲であり、シラン処理コロイダルシリカ粒子中に存在するシラン基が、エポキシ基、グリシドキシ基、グリシドキシプロピル基を含有するシラン、ウレイド系シラン、メタクリルアミドシラン、メルカプトシラン、およびそれらの組合せに由来する、水性塗料分散体を提供する方法に関する。本発明はまた、その分散体の使用に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
シラン処理コロイダルシリカ粒子およびアクリレート系バインダーを含む水性塗料分散体であって、アクリレート系バインダーに対するＳｉＯ２の乾燥重量比が、０．０２から０．２の範囲であり、前記分散体中の、ＸＲＦによって測定されたＳｉＯ２の含有量が、１．０５から７．５ｗｔ％の範囲であり、シラン処理コロイダルシリカ粒子中に存在するシラン基が、エポキシ基、グリシドキシ基、グリシドキシプロピル基を含有するシラン、ウレイド系シラン、メタクリルアミドシラン、メルカプトシラン、およびそれらの組合せに由来する、分散体。
【請求項２】
分散体が、温度１５から２５℃で少なくとも１２カ月間、安定性を保つ、請求項１に記載の分散体。
【請求項３】
分散体中のＳｉＯ２含有量が、１．３から５ｗｔ％の範囲である、請求項１または２に記載の分散体。
【請求項４】
分散体中のＳｉＯ２含有量が、１．３から４．５ｗｔ％の範囲である、請求項１から３のいずれか一項に記載の分散体。
【請求項５】
分散体中のＳｉＯ２含有量が、２から３ｗｔ％の範囲である、請求項１から４のいずれか一項に記載の分散体。
【請求項６】
分散体中の全乾燥分含有量が、４５から７５ｗｔ％の範囲である、請求項１から５のいずれか一項に記載の分散体。
【請求項７】
シラン処理コロイダルシリカ粒子のシラン基が、エポキシシランに由来する、請求項１から６のいずれか一項に記載の分散体。
【請求項８】
分散体中の全乾燥分含有量が、５０から６５ｗｔ％の範囲である、請求項１から７のいずれか一項に記載の分散体。
【請求項９】
ＳｉＯ２の含有量が、Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｍａｇｉｘ  ＰＷ２４２４分光計を用いて、ＸＲＦによって測定される、請求項１から８のいずれか一項に記載の分散体。
【請求項１０】
シラン処理コロイダルシリカ粒子とアクリレート系バインダーとを混合するステップを含む、水性塗料分散体を調製する方法であって、アクリレート系バインダーに対するＳｉＯ２の乾燥重量比が、０．０２から０．２の範囲であり、シラン処理コロイダルシリカ粒子は、前記分散体中の、ＸＲＦによって測定されたＳｉＯ２の含有量が１．０５から７．５ｗｔ％の範囲になる量で混合され、シラン処理コロイダルシリカ粒子中に存在するシラン基が、エポキシ基、グリシドキシ基、グリシドキシプロピル基を含有するシラン、ウレイド系シラン、メタクリルアミドシラン、メルカプトシラン、およびそれらの組合せに由来する、方法。
【請求項１１】
分散体中のＳｉＯ２含有量が、１．３から５ｗｔ％の範囲である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
分散体の全乾燥分含有量が、４５から７５ｗｔ％の範囲である、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
シラン処理コロイダルシリカ粒子中に存在するシラン基が、エポキシ基を含有するシランに由来する、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
レンガ、鉱物、木材、金属表面、プラスチック、セラミック、セメント系材料、ガラスまたは磁器の塗装のための、請求項１から９のいずれか一項に記載の塗料分散体の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シラン処理コロイダルシリカ粒子およびアクリレート系バインダーを含む水性塗料分散体、かかる分散体を調製する方法、ならびにその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
水をベースとする塗料分散体の膜形成は、ポリマー粒子の合体から起こる。水分が蒸発する間、ポリマー粒子は、互いに接近し、変形し、ポリマー粒子を形成するポリマーの巨大分子鎖は、相互拡散して、理想的に連続している乾燥した膜を形成する。合体過程のさまざまなステップは、表面張力によってほとんど支配されている。膜形成−粒子の合体−は、毛細管力（分散媒の表面張力に比例する）が、変形力（ポリマーの機械的特性に関連する）より高い場合に限り起こり、横方向（外部から内部へ）および縦方向（上から下へ）に進む。この特別な進行様式は、塗料の上面に乾燥したポリマーの薄い皮膜の形成を促進する。この薄い皮膜は、塗料を塗布する間に出現する欠陥の原因である。水をベースとする塗料のオープンタイムの増加は、合体の間に表面張力を低下させることによって、または膜形成過程を遅らせるその他の現象によって、引き起こされ得る。
【０００３】
オープンタイムを増加させた塗料組成物、例えば、表面張力を低下させるフッ素系界面活性剤含有組成物は、当分野において公知である。フッ素系界面活性剤は、大幅に表面張力を低下させるので、発泡およびその他の問題、例えば、合体、したがって膜形成に関連する問題が起こる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特に、表面張力の低下および／または発泡問題など、その他のいかなる問題も発生せず、塗料がより好都合に塗布できるようにオープンタイムを延長する分散体を提供することが望ましい。オープンタイムは、塗料を、前に塗装された領域に再塗装することができる持ち時間である。オープンタイムは、コーティングにとって、特に刷毛塗りにとって重要な性能特性である。装飾用塗料は、それによって、より好都合にかつ柔軟に塗布できる。
【０００５】
また、安定性のある塗料分散体を提供することが望ましい。特に、沈殿またはゲル化することなく、容易に貯蔵し輸送できる分散体を提供することが望ましい。また、かかる分散体を生成する好都合で安価な方法を提供することが望ましい。本発明の目的は、環境への影響を同時に最小化する、例えば、溶剤型塗料を回避するかかる分散体を提供することである。さらに、基材への塗布後の塗料の乾燥時間を維持するまたは短縮することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、シラン処理コロイダルシリカ粒子とアクリレート系バインダーとを混合するステップを含む、水性塗料分散体を調製する方法であって、アクリレート系バインダーに対するＳｉＯ２の乾燥重量比が、０．０２から０．２の範囲であり、シラン処理コロイダルシリカ粒子は、前記分散体中の、ＸＲＦによって測定されたＳｉＯ２の含有量が、１．０５から７．５ｗｔ％の範囲になる量で混合され、シラン処理コロイダルシリカ粒子中に存在するシラン基が、エポキシ基、グリシドキシ基、グリシドキシプロピル基を含有するシラン、ウレイド系シラン、メタクリルアミドシラン、メルカプトシラン、およびそれらの組合せに由来する、方法に関する。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ＳｉＯ２含有量は、ＸＲＦ（蛍光Ｘ線）によって、好ましくはＰｈｉｌｉｐｓ  Ｍａｇｉｘ  ＰＷ２４２４分光計で測定される。好ましくは、本発明のシリカ含有量を測定するための方法は、以下の通りである。Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７によって試料を溶解しガラスビードにすることによって、試料の調製を行った。炭素含有量が高い場合、試料を溶解する前に空気中で加熱する。同じように、認証基準を使用することによって、対照試料を調製した。Ｒｈ管によって発生させたガンマ放射線で試料を照射し、次に、Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｍａｇｉｘ  ＤＷ２４２４分光計で、試料により放射された蛍光放射線の量を測定することによって、ＸＲＦを使用するＳｉＯ２の定量化を実施した。拡散を抑えるための最良の試料調製は、例えばＬｉ２Ｂ４Ｏ７を使用して、試料を溶解しガラスビードにすることである。とりわけ、Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（ＢＣＳ）およびＮａｔｉｏｎａｌ  Ｂｕｒｅａｕ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（ＮＢＳ）による１６種類の認証基準によって作られた較正を使用して、蛍光の量を測定する。シラン処理コロイダルシリカ粒子のＳｉＯ２含有量の測定は、好ましくは、任意のさらなる構成成分の添加の前に行われる。用語「分散体」は、乳化されて存在する構成成分、例えばアクリルエマルジョン樹脂を含むこともまた意味し、この構成成分は、乳化剤を用いて乳化されてよい。
【０００８】
好ましくは、下に記載されている追加の構成成分を、形成中の分散体に加える。構成成分に関して示されている量は、最終的に得られる塗料分散体の重量含有量に基づいている。したがって、最終塗料分散体は、個々の構成成分のかかる重量含有量を含有する。
【０００９】
好ましくは、分散剤／湿潤剤を、塗料分散体に対して０．０５から２、最も好ましくは０．１から１．０ｗｔ％の範囲の量で加える。適切な分散剤としては、ポリシロキサンが挙げられる。
【００１０】
好ましくは、合体剤／可塑剤を、塗料分散体に対して０．５から５、より好ましくは１から３ｗｔ％の範囲の量で加える。グリコールおよびグリコールエーテルを使用でき、好ましくはグリコールエーテルを使用できる。
【００１１】
好ましくは、消泡剤を、塗料分散体に対して０．０５から１、最も好ましくは０．１から０．３ｗｔ％の範囲の量で加える。適切な消泡剤としては、ポリシロキサンが挙げられる。
【００１２】
好ましくは、顔料を、塗料分散体に対して５から４０、最も好ましくは１０から２５ｗｔ％の範囲の量で加える。適切な顔料としては、チタニア、酸化鉄（赤、黄、茶および黒）、酸化亜鉛、クロム顔料、ウルトラマリン顔料、コバルト顔料（コバルト青）のような無機顔料および例えばアゾ顔料のような有機顔料が挙げられる。
【００１３】
好ましくは、結晶性シリカ、粘土（ケイ酸アルミニウム）または炭酸カルシウムなどの充填剤を、塗料分散体に対して５から４０、最も好ましくは１０から２５ｗｔ％の範囲の量で加えることができる。
【００１４】
好ましくは、増粘剤を、塗料分散体に対して０．１から３、最も好ましくは０．３から１．５ｗｔ％の範囲の量で加える。適切な増粘剤としては、ポリウレタンならびにＥＨＥＣおよびＨＥＣセルロース系増粘剤が挙げられる。
【００１５】
好ましくは、分散剤を、分散体に対して０．１から３、最も好ましくは０．３から１ｗｔ％の範囲の量で加える。適切な分散剤としては、陰イオン性界面活性剤が挙げられる。
【００１６】
好ましくは、流動および平滑化特性のためのレオロジー改質剤を、分散体に対して０．１から３、最も好ましくは０．３から１ｗｔ％の範囲の量で加える。適切なレオロジー改質剤としては、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ１０４（２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール）などの非イオン性界面活性剤が挙げられる。
【００１７】
好ましくは、殺生物剤を、分散体に対して１０から５００ｐｐｍ、最も好ましくは２０から２００ｐｐｍ（１００％殺生物剤として）の範囲の量で加える。塗料分散体を作る構成成分を、室温で適切に混合するが、ミルベース中で顔料を粉砕／分散させる間、熱が発生し得る。好ましくは、ミルベースを最初に調製し、その後すぐ、ミルベースにレットダウンを加える。典型的には、ミルベース中に、分散剤、消泡剤、顔料および増粘剤を加える。ミルベースに加えられるレットダウンに、バインダーに加えて、合体剤、増粘剤、レオロジー改質剤、消泡剤および殺生物剤を、通常加える。
【００１８】
シラン処理コロイダルシリカ粒子は、先行技術、例えばＷＯ２００４／０３５４７４に記載されているいずれかの手段によって得ることができる。シランとコロイダルシリカ粒子との混合を、好ましくは温度約２０から約９５、より好ましくは約５０から約７５、最も好ましくは約６０から約７０℃で、好ましくは連続的に実行する。好ましくは、シランを、勢いよく撹拌しながら、温度約６０℃および調節された速度で、シリカ粒子にゆっくり加えるが、この調節された速度は、（コロイダルシリカ粒子上の）コロイダルシリカ表面積１ｎｍ２および１時間当たりのシラン分子、適切には約０．０１から約１００、好ましくは約０．１から約１０、より好ましくは約０．５から約５、最も好ましくは約１から約２である。シランの添加は、添加速度、添加されるシランの量、および所望のシラン処理の度合いに応じて決まる任意の適切な時間、継続できる。しかし、シランの添加は、シランの適切な量を加え終わるまで、好ましくは５時間まで、より好ましくは２時間まで継続される。コロイダルシリカ粒子に加えられるシランの総重量は、コロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ２当たりのシラン分子、適切には約０．１から約６、好ましくは約０．３から約３、最も好ましくは約１から約２である。コロイダル粒子へのシランの連続添加は、約８０ｗｔ％までのシリカ含有量を有する高く濃縮されたシラン処理シリカゾルを調製する場合、特に重要であり得る。しかし、シリカ含有量は、適切には約２０から約８０、好ましくは、約２５から約７０、最も好ましくは、約３０から約６０ｗｔ％である。好ましくは、シラン処理コロイダルシリカ粒子は、分散体に対して１５から６０、最も好ましくは、２５から５０ｗｔ％の乾燥分含有量を有する。
【００１９】
好ましくは、コロイダルシリカ粒子とシランとを混合して、シリカに対するシランの重量比が、約０．０１から約１．５、より好ましくは約０．０５から約１、または約０．１０から約０．５、最も好ましくは０．１５から０．３０である、シラン処理コロイダルシリカ粒子をもたらす。
【００２０】
好ましくは、シラン化合物は、これをコロイダルシリカ粒子と混合する前に、好ましくは水で希釈して、重量比、適切には約１：８から約８：１、好ましくは約３：１から約１：３、最も好ましくは約１．５：１から約１：１．５のシランと水との予混合物を形成する。結果として生じるシラン水溶液は、実質的に透明で、安定性があり、コロイダルシリカ粒子と混合しやすい。コロイダルシリカ粒子へのシランの連続添加で、シランの添加が停止した後、約１秒から約３０分、好ましくは約１分から約１０分、混合を好ましくは継続する。ｐＨ、約１から約１３、好ましくは約６から約１２、より好ましくは約７．５から約１１、最も好ましくは約９から約１０．５で、混合を実行してよい。塗料分散体のＳｉＯ２の請求されている含有量を実現するために、水の必要量を加えて、シラン処理コロイダルシリカ粒子の含有量を希釈することができる。水性塗料分散体は、このようにして得ることができる。好ましくは、安定性のある分散体を調製する。用語「安定性のある」は、「安定性のある分散体」の文脈で、分散体が、温度１５から２５℃で、少なくとも１年間以内にゲル化しないことを意味する。
【００２１】
好ましくは、その調製の１年後、分散体の粘度の相対的増加は、温度１５から２５℃での貯蔵で、２０％より低い。
【００２２】
好ましくは、コロイダルシリカ粒子を、水ガラス、沈降シリカ、マイクロシリカ（シリカヒューム）、焼成シリカ（ヒュームドシリカ）または十分な純度を有するシリカゲル、およびそれらの混合物から生じる、最も好ましくは水ガラスから生じる、ポリケイ酸の重合によって調製する。
【００２３】
本発明によるコロイダルシリカ粒子は、修飾されていてよく、アミン、アルミニウムおよび／またはホウ素などのその他の要素を含有することができ、それらの要素は、粒子および／または連続相中に存在できる。ホウ素修飾シリカゾルは、例えば米国特許第２，６３０，４１０号に記載されている。アルミニウム修飾シリカ粒子は、Ａｌ２Ｏ３含有量を、適切には約０．０５から約３ｗｔ％、好ましくは約０．１から約２ｗｔ％有する。アルミニウム修飾シリカゾルを調製する手順は、例えば、「The Chemistry of Silica」、Iler, K. Ralph著、407〜409ページ、John Wiley & Sons(1979)および米国特許第５，３６８，８３３号に、さらに記載されている。
【００２４】
シラン処理シリカ粒子のコロイダルシリカ粒子は、適切には２から１５０ｎｍ、好ましくは３から５０ｎｍ、より好ましくは５から４０ｎｍ、最も好ましくは約７から約１２ｎｍの範囲の平均粒径を有する。適切には、コロイダルシリカ粒子は、比表面積を約２０から約１５００、好ましくは約５０から約９００、より好ましくは約７０から約６００ｍ２／ｇ、最も好ましくは約２００から約４００ｍ２／ｇ有する。
【００２５】
コロイダルシリカ粒子は、好ましくは、狭い粒度分布、すなわち、粒度の低い相対標準偏差を有する。粒度分布の相対標準偏差は、個数平均粒度に対する粒度分布の標準偏差の比である。粒度分布の相対標準偏差は、好ましくは約６０個数％より低い、より好ましくは約３０個数％より低い、最も好ましくは約１５個数％より低い。
【００２６】
シラン処理コロイダルシリカ粒子は、水性シリカゾルを形成するために、好ましくは、Ｋ＋、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、ＮＨ４＋などの安定化陽イオン、有機陽イオン、第一級、第二級、第三級および第四級アミン、またはそれらの混合物の存在下で、水相中に好ましくは分散される。好ましくは、コロイダルシリカ粒子は、マイナスに帯電している。適切には、非修飾ゾル中のシリカ含有量は、約２０から約８０、好ましくは約２５から約７０、最も好ましくは約３０から約６０ｗｔ％である。シリカ含有量が高ければ高いほど、結果として生じたシラン処理コロイダルシリカ分散体は、より濃縮されている。シリカゾルのｐＨは、適切には約１から約１３、好ましくは約６から約１２、最も好ましくは約７．５から約１１である。しかし、アルミニウム修飾シリカゾルについて、ｐＨは、適切には約１から約１２、好ましくは約３．５から約１１である。
【００２７】
シリカゾルは、好ましくはＳ値、約２０から約１００、より好ましくは約３０から約９０、最も好ましくは約６０から約９０を有する。
【００２８】
これらの範囲内のＳ値を有する分散体は、結果として生じた分散体の安定性を改善することができるとわかった。Ｓ値は、コロイダルシリカ粒子の凝集の程度、すなわち凝集体またはミクロゲル形成の度合いの特性を示す。Ｓ値は、J. Phys. Chem. 60(1956)、955〜957ページ、Iler, R.K. & Dalton, R.L.著に示されている式にしたがって、測定され、計算された。
【００２９】
Ｓ値は、コロイダルシリカ粒子のシリカ含有量、粘度、および密度によって決まる。高いＳ値は、低いミクロゲル含有量を示す。Ｓ値は、例えばシリカゾルの分散相中に存在する重量パーセントによるＳｉＯ２の量を表す。ミクロゲルの度合いは、例えば米国特許第５，３６８，８３３号にさらに記載されている生成過程の間に、調節できる。
【００３０】
シラン化合物は、シラノール基によって安定性のある共有結合性のシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を形成できる、またはコロイダルシリカ粒子の表面で、例えば水素結合によって、シラノール基に結びつけることができる。したがって、この方法によって、シリカ粒子は、表面修飾される。
【００３１】
好ましくは、シラン処理コロイダルシリカ粒子中に存在するシラン基は、エポキシ基、グリシドキシ基、グリシドキシプロピル基、およびそれらの組合せを含有するシランに由来する、最も好ましくは、エポキシ基を含有するシランに由来するシラン基である。
【００３２】
好ましくは、シラン処理コロイダルシリカ粒子中に存在するシラン基は、エポキシ基（エポキシシラン）、グリシドキシ基および／またはグリシドキシプロピル基を含有するシラン、例えばガンマ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、（３−グリシドキシプロピル）トリメトキシシラン、（３−グリシドキシプロピル）ヘキシルトリメトキシシラン、ベータ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−エチルトリエトキシシランに由来する。好ましくは、シラン処理コロイダルシリカ粒子中に存在するシラン基は、ガンマ−ウレイドプロピルトリメトキシシランなどのウレド系シラン、メタクリルアミドシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシランおよびガンマ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン；トリス−（トリメトキシ）シラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン；トリス−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］イソシアヌレートなどのイソシアネートシラン；ビス−（３−［トリエトキシシリル］プロピル）ポリスルフィド、ベータ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−エチルトリメトキシシラン；ガンマ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−メタクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、ガンマ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、ジメチルジメチオキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリオキシプロピルトリメトキシシラン、ｉ−ブチルトリエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、フェニルジメチルエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、塩化トリメチルシリル、ならびにそれらの混合物に由来する。米国特許第４，９２７，７４９号は、本発明において使用され得るさらなる適切なシランを開示している。
【００３３】
ラテックスおよび／または水溶性樹脂ならびにアクリレート系バインダーのポリマーが使用できる。用語「アクリレート系バインダー」は、例えばポリアクリル酸およびポリメタクリル酸、ならびにビニルアクリルコポリマーまたはスチレン−アクリルポリマーなどのアクリレートのコポリマー、ウレタンのアクリル系および／もしくはメタクリル系コポリマーを含むことを意味する。
【００３４】
好ましくは、シラン処理コロイダルシリカ粒子の分散体を、アクリレート系バインダーに対するＳｉＯ２の乾燥重量比０．０４から０．２０、より好ましくは０．０５から０．１５、最も好ましくは０．０８から０．１１で、アクリレート系バインダーと混合する。
【００３５】
好ましくは、構成成分を、適温、適切には約１５から約３５℃、好ましくは約２０から約３０℃で混合する。好ましくは、構成成分を、約１０秒から約１時間、より好ましくは約１分から約１０分、混合する。必要に応じて、シラン処理コロイダルシリカ粒子の分散体を希釈して、シリカ含有量を適切なレベルに調整する。
【００３６】
本発明はまた、本方法によって得られ得る、シラン処理コロイダルシリカ粒子およびアクリレート系バインダーを含む水性塗料分散体に関する。
【００３７】
本発明はさらに、シラン処理コロイダルシリカ粒子およびアクリレート系バインダーを含む水性塗料分散体であって、アクリレート系バインダーに対するＳｉＯ２の乾燥重量比が、０．０２から０．２の範囲であり、塗料分散体中の、ＸＲＦによって測定されたＳｉＯ２の含有量が、１．０５から７．５ｗｔ％の範囲であり、シラン処理コロイダルシリカ粒子中に存在するシラン基が、エポキシ基、グリシドキシ基、グリシドキシプロピル基を含有するシラン、ウレイド系シラン、メタクリルアミドシラン、メルカプトシラン、およびそれらの組合せに由来する、分散体に関する。
【００３８】
好ましくは、アクリレート系バインダーに対するＳｉＯ２の乾燥重量比は、０．０４から０．２、好ましくは０．０５から０．１５、最も好ましくは０．０８から０．１１の範囲である。
【００３９】
好ましくは、塗料分散体は、１．３から７．５、より好ましくは１．３から４．５、最も好ましくは２．０から３．０ｗｔ％の範囲のＳｉＯ２含有量を有する。
【００４０】
アクリレート系バインダーは、好ましくは、ラテックスの形態で存在する。好ましくは、アクリレート系バインダーおよびシラン処理コロイダルシリカ粒子を含む水性塗料分散体の全固形成分含有量は、３５から８０、好ましくは４５から７５、より好ましくは５０から６５ｗｔ％、最も好ましくは５１から５５ｗｔ％である。
【００４１】
好ましい実施形態によれば、シラン処理コロイダルシリカ粒子およびアクリレート系バインダーは、分散体中にバラバラの粒子として存在する。分散体は、好ましくは、上に定義された量で、さらなる構成成分を含む。分散体は、上に記載されたさらなる構成成分を、典型的には定義された量で含んでよい。シラン処理コロイダルシリカ粒子およびアクリレート系バインダーは、請求されている塗料分散体を調製する方法に記載されている特性を有し得る。
【００４２】
分散体の安定性によって、貯蔵が可能になり、使用直前にその場で調製する必要がないので、いかなる使用においても、その取り扱いおよび塗布が容易になる。分散体は、有毒な構成成分の危険量を含まないという意味で、有利である。
【００４３】
本発明はまた、任意の基材、好ましくは硬い基材、例えば、レンガ、タイル、石または砂岩などの鉱物、木材、鉄鋼またはアルミニウムなどの金属表面、プラスチック、セラミック、セメント系材料、ガラス、磁器、最も好ましくは木材への塗料分散体の使用に関する。織物、布地、および紙などの柔らかい表面は、本発明による塗料分散体のための適切な基材として含まれない。
【００４４】
以上に本発明について説明したが、本発明が多様に変化し得るのは明白である。かかる変形例は、本発明の主旨および範囲から逸脱していると考えられるべきではなく、当業者にとって明白である全てのかかる改変例は、特許請求の範囲内に含まれることが意図される。下の実施例は、反応のより具体的な詳細を提供する一方で、以下の一般的な原則を、ここに開示することになる。以下の実施例は、説明された発明がどのように実施され得るかを、その範囲を限定することなく、さらに例証する。
【００４５】
全ての部およびパーセンテージは、別段の指示がない限り、重量部および重量パーセントのことである。
【実施例】
【００４６】
塗料の調製
表１に提示された水性塗料配合物の対照塗料および塗料Ａ〜Ｈを、高速Ｋｒｅｉｓ溶解器（Ｎｉｅｍａｎｎ）タイプＫＤＶ３０−３．０（２２４０ｒｐｍで３０分間）を用いてすりつぶし分散した構成成分１から７のミルベースを、最初に生成することによって、室温で調製した。使用された構成成分の説明は、表２にある。構成成分８から１４を含むレットダウンを、分散して１０００ｒｐｍで１５分間、適度に撹拌した後、引き続きミルベースに加えた。下の表１からわかるように、対照塗料は、シラン処理コロイダルシリカ（Ｂｉｎｄｚｉｌ  ＣＣ３０１）を含有しないが、さらなる塗料Ａ〜Ｈは、レットダウンまたはミルベースに加えられたＢｉｎｄｚｉｌ  ＣＣ３０１を含む（塗料Ｂ  ｂｉｓに対してのみミルベースに添加）。下の表３は、調製された塗料組成物の特徴を示す。
【００４７】
【表１】
2015519442.tif 000002
【００４８】
【表２】
2015519442.tif 000003
【００４９】
【表３】
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【００５０】
下の表４でわかる通り、加えるシラン修飾コロイダルシリカ（Ｂｉｎｄｚｉｌ  ＣＣ３０１）が多すぎると、オープンタイムの延長をもたらさないが、塗料の固形成分含有量を低下させ、この低下は望ましくない。例えば、表１に示された配合物にＢｉｎｄｚｉｌ  ＣＣ３０１を２０重量部（生成物に対して）加えることによって、固形成分含有量４９．３ｗｔ％となり、これは水の追加部分が蒸発する必要があることを意味する。さらに、シラン修飾シリカの投与量が多いと、コストの観点から不経済であり得る。ＳｉＯ２含有量を、ＸＲＦによって測定し、定量化した。本発明のシリカ含有量を測定するための方法は、以下の通りである。Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７によって試料を溶解しガラスビードにすることによって、試料調製を行った。炭素含有量が高い場合、試料を溶解する前に空気中で加熱する。同じように、認証基準を使用することによって、対照試料を調製した。Ｒｈ管によって発生させたガンマ放射線で試料を照射し、次に、Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｍａｇｉｘ  ＰＷ２４２４分光計で、試料により放射された蛍光放射線の量を測定することによって、ＸＲＦを使用するＳｉＯ２の定量化を実施した。拡散を抑えるための最良の試料調製は、例えばＬｉ２Ｂ４Ｏ７を使用して、試料を溶解しガラスビードにすることである。とりわけ、Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（ＢＣＳ）およびＮａｔｉｏｎａｌ  Ｂｕｒｅａｕ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（ＮＢＳ）による１６種類の認証基準によって作られた較正を使用して、蛍光の量を測定する。
【００５１】
【表４】
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【００５２】
オープンタイムを測定するこの方法は、塗料が、刷毛入れおよび修復を可能にするほど十分「湿っている」または「オープンな」状態のままである時間の長さを決定する手順を網羅している。この方法は、時間間隔の間に（間隔＝１分）塗料を、それ以上不可能になるまで塗布するような（前後への刷毛塗り１０回）、刷毛を用いた塗料表面の再塗装を含む。表４から、シラン修飾シリカのミルベースおよびレットダウンへの添加時点は何ら重要でないように見えることがわかる（参照、塗料Ｂおよび塗料Ｂ  ｂｉｓ）。ｉ）塗料を、少しも眼に見える欠陥なしに再塗装できる時間のオープンタイムと、ｉｉ）塗料が明確なよく見える欠陥を有した時点までのオープンタイムとの両方に関して言えば、オープンタイムを考慮した重要な向上が、塗料Ｃ〜Ｈについて達成されている。
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月8日(2014.12.8)
【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】
シラン処理コロイダルシリカ粒子およびアクリレート系バインダーを含む水性塗料分散体であって、アクリレート系バインダーに対するＳｉＯ２の乾燥重量比が、０．０２から０．２の範囲であり、前記分散体中の、ＸＲＦによって測定されたＳｉＯ２の含有量が、１．０５から７．５ｗｔ％の範囲であり、シラン処理コロイダルシリカ粒子中に存在するシラン基が、エポキシ基、グリシドキシ基、グリシドキシプロピル基を含有するシラン、ウレイド系シラン、メタクリルアミドシラン、メルカプトシラン、およびそれらの組合せに由来し、コロイダルシリカ粒子が、水ガラスから生じるポリケイ酸の重合によって調製される、分散体。
【請求項２】
分散体が、温度１５から２５℃で少なくとも１２カ月間、安定性を保つ、請求項１に記載の分散体。
【請求項３】
分散体中のＳｉＯ２含有量が、１．３から５ｗｔ％の範囲である、請求項１または２に記載の分散体。
【請求項４】
分散体中のＳｉＯ２含有量が、１．３から４．５ｗｔ％の範囲である、請求項１から３のいずれか一項に記載の分散体。
【請求項５】
分散体中のＳｉＯ２含有量が、２から３ｗｔ％の範囲である、請求項１から４のいずれか一項に記載の分散体。
【請求項６】
分散体中の全乾燥分含有量が、４５から７５ｗｔ％の範囲である、請求項１から５のいずれか一項に記載の分散体。
【請求項７】
シラン処理コロイダルシリカ粒子のシラン基が、エポキシシランに由来する、請求項１から６のいずれか一項に記載の分散体。
【請求項８】
分散体中の全乾燥分含有量が、５０から６５ｗｔ％の範囲である、請求項１から７のいずれか一項に記載の分散体。
【請求項９】
ＳｉＯ２の含有量が、Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｍａｇｉｘ  ＰＷ２４２４分光計を用いて、ＸＲＦによって測定される、請求項１から８のいずれか一項に記載の分散体。
【請求項１０】
シラン処理コロイダルシリカ粒子とアクリレート系バインダーとを混合するステップを含む、水性塗料分散体を調製する方法であって、アクリレート系バインダーに対するＳｉＯ２の乾燥重量比が、０．０２から０．２の範囲であり、シラン処理コロイダルシリカ粒子は、前記分散体中の、ＸＲＦによって測定されたＳｉＯ２の含有量が１．０５から７．５ｗｔ％の範囲になる量で混合され、シラン処理コロイダルシリカ粒子中に存在するシラン基が、エポキシ基、グリシドキシ基、グリシドキシプロピル基を含有するシラン、ウレイド系シラン、メタクリルアミドシラン、メルカプトシラン、およびそれらの組合せに由来し、コロイダルシリカ粒子が、水ガラスから生じるポリケイ酸の重合によって調製される、方法。
【請求項１１】
分散体中のＳｉＯ２含有量が、１．３から５ｗｔ％の範囲である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
分散体の全乾燥分含有量が、４５から７５ｗｔ％の範囲である、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
シラン処理コロイダルシリカ粒子中に存在するシラン基が、エポキシ基を含有するシランに由来する、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
レンガ、鉱物、木材、金属表面、プラスチック、セラミック、セメント系材料、ガラスまたは磁器の塗装のための、請求項１から９のいずれか一項に記載の塗料分散体の使用。
【国際調査報告】
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