(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ピグメント粒子を含有して成る組成物を下記する式（Ｉ）を有する塩に接触させることから成る、水との反応を阻害するために金属ピグメント粒子を処理するための方法：
【化学式（Ｉ）】
0004460212.tif 000007
なお上式において、
ａは、０．２５乃至２．０である；
ｂは、０．０乃至1．７５であり、且つａ＋ｂ＝２．０である；
Ｒは、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択され且つ少なくとも６つの炭素原子を含んで成る；
Ｒｌは、少なくとも６つの炭素原子を含んで成り且つアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される；
Ｘ及びＹはそれぞれ独立して、水素原子又はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される、１から２０個の炭素原子を有する基である。
【請求項２】
金属ピグメント粒子及び下記する式（Ｉ）を有する塩を水性コーティング組成物担体に添加することから成る、コーティング組成物を製造する方法：
【化学式（Ｉ）】
0004460212.tif 000008

なお上式において、
ａは、０．２５から２．０である；
ｂは、０．０から1．７５であり、且つａ＋ｂ＝２．０である；
Ｒは、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択され且つ少なくとも６つの炭素原子を含んで成る；
Ｒｌは、少なくとも６つの炭素原子を含んで成り且つアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される；及び
Ｘ及びＹはそれぞれ独立して、水素原子であるか又はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される、１から２０個の炭素原子を有する基である。
【請求項３】
Ｒが更に、ヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、エポキシ、エーテル、アミノ、ニトロ、ニトリル、チオ、シリル、スルホ、ホスファト及びハロから成る群から選択される、少なくとも一つの官能基を含んで成る、請求項1又は２において記載された方法。
【請求項４】
Ｘ及びＹが更にそれぞれ独立して、ヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、エポキシ、エーテル、アミノ、ニトロ、ニトリル、チオ、シリル、スルホ、ホスファト及びハロから成る群から選択される、少なくとも一つの官能基を含んで成る、請求項1又は２において記載された方法。
【請求項５】
Ｒ１が、少なくとも８つの炭素原子を含んで成るものである、請求項１又は２において記載された方法。
【請求項６】
Ｒ１が、ヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、エポキシ、エーテル、アミノ、ニトロ、ニトリル、チオ、シリル、スルホ、ホスファト及びハロから成る群から選択される、少なくとも一つの官能基を含んで成る、請求項1又は２において記載された方法。
【請求項７】
ａが、１．０から２．０である、請求項１又は２において記載された方法。
【請求項８】
ｂが、０．０から1．００である、請求項１又は２において記載された方法。
【請求項９】
当該塩をそのままの状態で組成物に添加する、請求項１において記載された方法。
【請求項１０】
当該塩を溶液として組成物に添加するに際して、該溶液が、当該組成物及び水と混和可能である溶媒とを含んで成る、請求項１において記載された方法。
【請求項１１】
該金属ピグメント粒子が、アルミニウム、亜鉛、又は青銅の粒子である、請求項1において記載された方法。
【請求項１２】
該金属ピグメント粒子が、アルミニウムである、請求項1１において記載された方法。
【請求項１３】
該金属ピグメント粒子の粒径が、1から５００ミクロンである、請求項1又は２において記載された方法。
【請求項１４】
該金属ピグメント粒子の粒径が、５から１００ミクロンである、請求項1又は２において記載された方法。
【請求項１５】
該金属ピグメント粒子が、フレーク状である、請求項1において記載された方法。
【請求項１６】
該金属ピグメント粒子が、５５乃至９５重量％の金属ピグメント粒子を含んで成るペースト状態のもとにある、請求項1において記載された方法。
【請求項１７】
該ペーストが、６０から８５重量％の金属ピグメント粒子を含んで成る、請求項1６において記載された方法。
【請求項１８】
該金属ピグメント粒子が、１から４０重量％の金属ピグメント粒子を含んで成るスラリー状態のもとにある、請求項1において記載された方法。
【請求項１９】
該スラリーが、１０乃至３０重量％の金属ピグメント粒子を含んで成る、請求項1８において記載された方法。
【請求項２０】
塩の添加量が、該金属ピグメント粒子の重量を基準として０．５から３０％である、請求項1又は２において記載された方法。
【請求項２１】
塩の添加量が、該金属ピグメント粒子の重量を基準として１から１５％である、請求項1又は２において記載された方法。
【請求項２２】
該塩及び該金属ピグメント粒子を０から１００℃の温度において撹拌する、請求項1において記載された方法。
【請求項２３】
該塩を最初に添加する、請求項２において記載された方法。
【請求項２４】
該金属ピグメント粒子を添加した後、該塩を添加する、請求項２において記載された方法。
【請求項２５】
該コーティング組成物の成分に含有される水に金属ピグメント粒子を接触させてから３０分以内に該塩を添加する、請求項２４において記載された方法。
【請求項２６】
該金属ピグメント粒子が、球状であるか又はフレーク状である、請求項２において記載された方法。
【請求項２７】
該金属ピグメント粒子を、該塩を潤滑油に溶解した溶液と共に磨砕する請求項１〜８のいずれかにおいて記載された方法。
【請求項２８】
水との反応を阻害するため、下記する式（Ｉ）を有する塩によって処理された金属ピグメント粒子及び担体とを含んで成る、コーティング組成物：
【化学式（Ｉ）】
0004460212.tif 000009
なお上式において、
ａは、０．２５から２．０である；
ｂは、０．０から1．７５であり、且つａ＋ｂ＝２．０である；
Ｒは、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択され且つ少なくとも６つの炭素原子数を含んで成る；
Ｒｌは、少なくとも６つの炭素原子数を含んで成り且つアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される；及び
Ｘ及びＹはそれぞれ独立して、水素原子であるか又はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される１つから２０個の炭素原子を有する基である。
【請求項２９】
ａ）水との反応を阻害するため、下記する式（Ｉ）を有する塩によって処理された金属ピグメント粒子及びｂ）ペーストを形成するための液体とを含んで成る、金属ペースト：
【化学式（Ｉ）】
0004460212.tif 000010
なお上式において、
ａは、０．２５から２．０である；
ｂは、０．０から1．７５であり、且つａ＋ｂ＝２．０である；
Ｒは、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択され且つ少なくとも６つの炭素原子数を含んで成る；
Ｒｌは、少なくとも６つの炭素原子数を含んで成り且つアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される；及び
Ｘ及びＹはそれぞれ、独立して水素原子であるか又はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される、１つから２０個の炭素原子を有する基である。
【請求項３０】
Ｒが更に、ヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、エポキシ、エーテル、アミノ、ニトロ、ニトリル、チオ、シリル、スルホ、ホスファト及びハロから成る群から選択される、少なくとも一つの官能基を含んで成る、請求項２９において記載された金属ペースト。
【請求項３１】
Ｘ及びＹが更にそれぞれ独立して、ヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、エポキシ、エーテル、アミノ、ニトロ、ニトリル、チオ、シリル、スルホ、ホスファト及びハロから成る群から選択される、少なくとも一つの官能基を含んで成る、請求項２９において記載された金属ペースト。
【請求項３２】
ａが、１．０から２．０である、請求項２９において記載された金属ペースト。
【請求項３３】
ｂが、０．０から1．００である、請求項２９において記載された金属ペースト。
【請求項３４】
Ｒ１が、少なくとも８つの炭素原子を含んで成るものである、請求項２９において記載された金属ペースト。
【請求項３５】
Ｒ１が、ヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、エポキシ、エーテル、アミノ、ニトロ、ニトリル、チオ、シリル、スルホ、ホスファト及びハロから成る群から選択される、少なくとも一つの官能基を含んで成る、請求項２９において記載された金属ペースト。
【請求項３６】
該金属ピグメント粒子が、アルミニウム、亜鉛、又は青銅の粒子である、請求項２９において記載された金属ペースト。
【請求項３７】
該金属ピグメント粒子が、アルミニウムである、請求項３６において記載された金属ペースト。
【請求項３８】
該金属ピグメント粒子の粒径が、1から５００ミクロンである、請求項２９において記載された金属ペースト。
【請求項３９】
該金属ピグメント粒子の粒径が、５から１００ミクロンである、請求項２９において記載された金属ペースト。
【請求項４０】
該金属ピグメント粒子が、球状であるか又はフレーク状である、請求項２９において記載された金属ペースト。
【請求項４１】
請求項２９において記載された金属ペーストを担体と混合して、コーティング組成物を生成させることから成る、コーティング組成物を製造する方法。
【請求項４２】
請求項２８において記載されたコーティング組成物で塗装された自動車。
【請求項４３】
ａ）水との反応を阻害するため、下記する式（Ｉ）を有する塩によって処理された金属ピグメント粒子及びｂ）該金属ピグメント粒子の分散担体であって、室温において液状であり且つコーティング組成物を形成するビヒクルと混和性を有する該分散担体とを含んで成る―なお、該金属ピグメント粒子は、実質的に分離することなく分散液中の分散状態に留まる能力を有するものである−、金属ピグメント粒子含有コーティング組成物を生成させるための金属ピグメント粒子分散液：
【化学式（Ｉ）】
0004460212.tif 000011
なお上式において、
ａは、０．２５から２．０である；
ｂは、０．０から1．７５であり、且つａ＋ｂ＝２．０である；
Ｒは、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択され且つ少なくとも６つの炭素原子数を含んで成る；
Ｒｌは、少なくとも６つの炭素原子数を含んで成り且つアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される；及び
Ｘ及びＹはそれぞれ、独立して水素原子であるか又はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される、１つから２０個の炭素原子を有する基である。
【請求項４４】
水との反応を阻害するため、下記する式（Ｉ）を有する塩によって処理された金属ピグメント粒子を含んで成る組成物を一種の分散担体であって、室温において液状であり且つコーティング組成物を形成するビヒクルと混和性を有する該分散担体と混合することから成る、金属ピグメント粒子含有コーティング組成物を生成させるための金属ピグメント粒子分散液を製造する方法：
【化学式（Ｉ）】
0004460212.tif 000012
なお上式において、
ａは、０．２５から２．０である；
ｂは、０．０から1．７５であり、且つａ＋ｂ＝２．０である；
Ｒは、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択され且つ少なくとも６つの炭素原子数を含んで成る；
Ｒｌは、少なくとも６つの炭素原子数を含んで成り且つアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される；及び
Ｘ及びＹはそれぞれ、独立して水素原子であるか又はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される、１つから２０個の炭素原子を有する基である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属ピグメント粒子の処理法に係わる。かかる金属ピグメント粒子は、多種多様なコーティング組成物、例えば自動車、汎用メインテナンス、工業用や屋根コーティングシステム及びインクシステムなどにおいて使用することが出来る。
【０００２】
【従来の技術】
金属フレークピグメントを処理して、その水との反応性を阻害し、かくして水性コーティング及びインクシステムに使用可能とする目的のために多くの方法が開発されてきた。金属ピグメント粒子は、容易に水と反応して、水素ガスを発生する。この反応は、可燃性の水素ガスを生成するため、安全上有害・危険である。さらには、金属ピグメント粒子と水との反応によって、金属ピグメント粒子が酸化型に変換され、その光沢性、光輝性作用を低下させるため当該金属ピグメント粒子の美的（光学的）特性が損なわれることになる。
【０００３】
金属ピグメント粒子、即ちフレークは、表面積対質量比が極めて高いために、バルク状の金属製品よりも反応性が遥かに高い。かくして、かかる粒子を処理して水との反応性を阻害するために、リンやリン酸に代えて、より酸性の低い有機リン反応剤が通常は使用されている。これらの反応剤としては、例えば亜リン酸エステル類（リン酸の有機エステル）、リン酸エステル類（リン酸の有機エステル）、ホスホン酸類（有機基が、C−Ｐ結合によって直接リンに結合している）又はかかる物質の中和化合物が挙げられる。このような処理法は、有機リン反応剤を当該金属フレークピグメントを添加する前若しくはその直後にコーティング又はインクシステムに添加する（以下本明細書においては“インシツ処理法〔in-situ treatment〕”と称する）か、又は有機リン反応剤を金属ピグメントと別々に組合せ混合して、処理したフレークピグメントをコーティングメーカー又はインクメーカーに供給する（以下“事前不働態化処理法〔pre-passivation treatment〕”と称する）ことによって実施することが出来る。
【０００４】
亜リン酸類、リン酸エステル類、ホスホン酸類及びそれぞれの中和化合物は、金属フレークピグメントの水に対する反応性を阻害することが判明しているものの、これらの使用については幾つかの欠点がある。例えば、これら反応剤の多くのもので処理した金属ピグメント粒子は、水性媒体と接触した場合かなり高い量の水素ガスを生成し、そのためその有用性には限界がある。このことは、リン酸エステル類や亜リン酸エステル類で処理した金属ピグメント粒子について特に当てはまる。さらには、これらの反応剤を多量に使用してコーティング中の金属ピグメント粒子を処理した場合、例えば当該コーティングの表面密着性性能など当該コーティングの他の特性にマイナスの影響を与え得る。
多くのホスホン酸類及び幾つかの亜リン酸類やリン酸エステル類は、事前不働態化処理法に使用した場合、アルミニウムフレークが相互に極めて近接して存在するために、極めて反応性が高くなり、その結果フレーク類が劣化することになる。このため、輝度の低下、隠ぺい力の喪失及び塗膜内に貫通する三次元“シード”粒子の生成などが生起する。このように反応性の強い物質をアンモニア又は塗料業界で普通に使用される低分子量アミンで中和することによって、このような劣化を防止することが出来る場合もあり得るが、その他の場合は実効は全くない。かかる中和が効果的である場合でも、通常は阻害反応の進行を遅延させることになり、その結果この処理法の利点を生じさせるためには数週間又は数ヶ月間の熟成・養生が必要となる。このような熟成・養生は、金属ピグメントペーストの製造工程においては望ましくない。その理由は、当該金属ピグメントペーストを倉庫に保存・保管するし且つ定期的に試験して最終需要家に出荷・配送できることを確証する必要があるからである。
【０００５】
【発明の要旨】
本発明に従えば、コーティングやインク組成物に有用である金属ピグメント粒子は、有機ホスホン酸をＣ６又はそれ以上の有機基を少なくとも一種有するアミンと反応させることによって得られる反応剤、―また本明細書においては塩とも称するーで処理する。この反応剤又は塩は、水性樹脂システム内において金属フレークを水による反応・攻撃から極めて望ましい保護を付与するのであり、他の従来使用されてきた有機リン反応剤と比較して幾つかの利点を提供できる。また有機の酸性リン酸エステルよりも水素ガス生成を低減させる点でより効果的であり、中和リン酸エステル類や亜リン酸エステルについて必要とされる熟成・養生を必要とせず、事前不働態化処理法においてホスホン酸を使用した場合に共通して認められるフレークの品質劣化を惹起する可能性が低くなる。
【０００６】
金属ピグメント粒子は、金属ピグメント粒子を含む組成物をＣ６又はそれ以上の有機基を少なくとも一種有するアミンと有機ホスホン酸と反応させることによって得られる塩に接触させることによって処理される。本発明の一つの実施態様に従ったコーティング組成物は、当該処理済金属粒子及び水性コーティング組成物の担体とを含む。同様に、ペーストは、処理された金属粒子及び例えばー但しこれに限らないーミネラルスピリットなどの一種の液体とを含む。当該コーティング組成物を製造するに際しては、該塩は、当該金属粒子を担体に添加する前又はその後に添加すればよい。
【０００７】
本発明の別の実施態様においては、金属ピグメント粒子分散液は、Ｃ６又はそれ以上の有機基を少なくとも一種有するアミンと有機ホスホン酸とを反応させることによって得られる塩で処理された金属ピグメント粒子を含む。かかる分散液を生成させるために、処理された金属ピグメント粒子は、適当な分散担体と混合し、かくして分散担体中において分離することなく分散状態に留まる性能を有することになる。かかる分散担体は、室温において液体であってもよいが、コーティング組成物を形成するためのビヒクルとは混和可能でなくてはならない。
【０００８】
【好ましい実施態様の記載】
本明細の記載においては、“包含する（including）”、"有する（having）“含む（containing）”なる用語は、“含んで成る（comprising）”と同義語として使用する。また“ほぼ（approximately）”及び“約（about）”なる用語は、所定の数値から±５％の偏差を言うものである。
【０００９】
本発明に従えば、金属ピグメント粒子は、水性媒体、例えば水性コーティング組成物のビヒクル又は担体などからの反応・攻撃に対する該金属粒子の抵抗性を高めるために、Ｃ６又はそれ以上の有機基を少なくとも一種有するアミンを有機ホスホン酸に反応させることによって得られる反応剤−本明細書においては塩とも称するーで処理するのである。かかるビヒクル又は担体としては、例えば−但しこれらに限らないがー水性コーティング組成物のビヒクル又は担体が挙げられる。かかるビヒクル又は担体としては、例えばー但しこれらに限らないがー以下のものが挙げられる：アクリルエマルジョン、水希釈可能アルキル樹脂システム、水希釈可能アルキル／メラミン架橋システム、水性エポキシシステム、ポリエステルエマルジョン、及び水希釈可能ポリエステル／メラミンコーティング類などが挙げられる。その結果、当該金属粒子は、水性コーティング及びインクシステムにおいて使用するのに適当となる。当該塩処理された金属ピグメント粒子は、他の有機リン化合物で処理された金属ピグメント粒子と比較して、水性媒体と接触した場合水素ガスの発生量が有意に低減されたものとなり、熟成・養生期間が不要となり、また品質劣化を来たさない。
【００１０】
本発明においては、アルミニウム、亜鉛又は青銅を使用することが出来る。当該金属粒子は、通常はフレーク状として販売・提供されるが、尤も場合によっては、球状又は他の形状でも使用することが出来る。かかる金属ピグメント粒子は、粒径がほぼ１乃至５００ミクロン、好ましくは5乃至１００ミクロンである。さらには、本発明にしたがった、金属ピグメント粒子を処理する方法は、例えばー但しこれに限らないがー鉄など他の種類の粒子に適用可能である。また、該ピグメント粒子は、具体的な用途に依存して、リーフィンググレード又はノンリーフィンググレード状としてもよい。
【００１１】
有機ホスホン酸は、下記の式を有する化合物である：
【化学式（ＩＩ）】
0004460212.tif 000002
なお上式において、
ｍ＝1又は２、
ｎ＝１又は２、及び
ｍ＋ｎ＝３である。
【００１２】
大半の場合，ｍは１に等しく，またｎは２に等しいことになる；即ち、このホスホン酸は、一分子につき二つの酸基を有することになる。Ｒは、如何なる有機基であってもよい；即ち、アルキル、アルケニル、アルキニル（線状、分枝又は環状である；このことは、本明細書において全て適用されるであろう）；アリール；又はアルキルアリールであり、例えばー但しこれに限らないがーヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、エポキシ、エーテル、アミノ、ニトロ、ニトリル、チオ、シリル、スルホ、ホスファト及びハロなどを含む、一つ又はそれ以上の官能基を含んでいてもよい。好ましくは、Ｒは、少なくとも六つの炭素原子を包含することになる。何故ならば、このことによって、処理法の疎水性が増大し、また水−金属反応の阻害が増大するからである。
【００１３】
ホスホン酸と反応させるアミンは、下記する式を有する化合物である：
【化学式（ＩＩＩ）】
0004460212.tif 000003
上式において、
Ｒ1は、少なくとも６つの炭素原子を含むあらゆる有機基である；即ち、アルキル、アルケニル、アルキニル（線状、分枝又は環状である；このことは、本明細書において全て適用されるものである）；アリール；又はアルキルアリールであり、且つ例えばー但しこれに限らないがーヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、エポキシ、エーテル、アミノ、ニトロ、ニトリル、チオ、シリル、スルホ、ホスファト及びハロなどを包含する、一つ又はそれ以上の官能基を含んでいてもよい。好ましくはＲ1は、少なくとも8つの炭素原子を含むものである。Ｘ及びＹはそれぞれ独立して、水素又は１つ至１２個の炭素原子を含むあらゆる有機基であってもよい；即ち、アルキル、アルケニル、アルキニル（線状、分枝又は環状である）；アリール；又はアルキルアリールであり、且つ例えばー但しこれに限らないがーヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、エポキシ、エーテル、アミノ、ニトロ、ニトリル、チオ、シリル、スルホ、ホスファト及びハロなどを含む、一つ又はそれ以上の官能基を含んでいてもよい。かかるアミンは、一級、二級又は三級アミンであればよい。
【００１４】
かかるホスホン酸とアミンとの反応は、そのまま（ニート状）又はかかるホスホン酸及びアミンとが溶解する、水若しくは有機溶媒の溶液又はこれらのあらゆる組合せの溶液として実施すればよい。
【００１５】
単純な酸−塩基中和として、反応温度又は圧力に関して何らの特異的な要件は一切なく、また接触・触媒の必要性も無い。反応に使用するアミンの量は、ホスホン酸1モル当り０．２５から２．０モルである。それ以下のアミンを使用しても、フレークの劣化を阻止するに充分な酸の中和には影響を及ぼすことはなく、またそれ以上のアミンを使用しても、何ら付加的な利点は生じない。これらの反応剤は、当該反応が完結するに十分な時間一体に撹拌する。通常は、これらの反応剤は、何れの場合も５分乃至８時間撹拌する。
【００１６】
上記中和反応の反応生成物は、また塩とも称するが、ペースト還元方法において金属フレークのための事前不働態処理法として使用することが出来る。この反応生成物の一般式は以下の通りである：
【００１７】
【化学式（Ｉ）】
0004460212.tif 000004
なお上式において、
ａは、０．２５から２．０であり、ｂは、０．０から1．７５であり且つａ＋ｂ＝２．０である。好ましくは、ａは、１．０から２．０であり、ｂは、０．０から1．０である。Ｒ及びＲ1は、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択され且つ少なくとも６つの炭素原子を含んで成る。好ましくは、Ｒlは、少なくとも８つの炭素原子を含んで成る。Ｘ及びＹはそれぞれ独立して、水素原子又はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール及びアルキルアリールから成る群から選択される、１つから２０個の炭素原子を有する基である。選択的には、Ｒ，Ｒ1、Ｘ及びＹはそれぞれ、例えばー但しこれらに限定されないがーヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、エポキシ、エーテル、アミノ、ニトロ、ニトリル、チオ、シリル、スルホ、ホスファト、ハロなどから成る群から選択される、一つ又はそれ以上の官能基を含んでいてもよい。
【００１８】
この反応生成物又は塩は、金属ピグメント粒子を包含するペーストを処理するために使用することが出来る。かかるペースト類としては、例えばミネラルスピリット又はその他の溶媒中に５５―９９重量％（好ましくは６０−８５％）の金属粒子を含むものであればよい。このペーストは、混合機に投入し、その後塩を添加する。この塩は、そのまま又は水若しくは有機溶媒の溶液としてペーストに添加することが出来る。混合溶媒系も使用できる。
【００１９】
該反応生成物を溶解し且つ最終コーティング組成物と混和性を示す溶媒又は溶媒系であれば、如何なるものでも、使用することが出来る。かかる溶媒又は溶媒系は、例えばー但しこれらに限らないがー下記する種類の化合物の一つ又はそれ以上を含んでいればよい；即ち、脂肪族類、芳香族類、ニトロパラフィン類、アルコール類、エステル類、アルデヒド類、ケトン類、エーテル類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、カーボネ―ト類、及びピロリドン類である。好ましくは、かかる溶媒は、水と混和可能であって、金属フレークペーストと水性コーティング担体又はビヒクルとの混和性を増大させるものである。
【００２０】
この塩又は塩溶液は、金属粒子の重量を基準として０．５−３０％、好ましくは１−１５％の塩となるに充分な量を添加する。ペーストに添加する液体の総量は、通常は最終の非揮発成分含量が当該混合物のほぼ５０−８０重量％となるものである。この混合物は、ほぼ０−１００℃の範囲の温度において適当な時間、典型的には５分から８時間までの時間機械的に撹拌する。混合条件は、反応生成物及び金属粒子とが一様に分散することを確保するに充分であるべきであり、例えばフレークの畳み込みや破断など、金属ピグメント粒子の性質、特に光学的特性を劣化させるような悪影響が生じないものである。
【００２１】
またはその代わりに、金属ピグメント粒子を溶媒と混合して、金属ピグメント粒子をほぼ１―４０重量％、好ましくは１０―３０重量％含有するスラリーを形成させることも出来る。この塩又は塩溶液は、金属粒子の重量を基準として塩含量が０．５−３０％、好ましくは１―１５％となるのに充分な量添加すればよい。得られた混合物を撹拌し、当該金属ピグメント粒子が金属粒子に悪影響を及ぼすことなく、均一に分散することを確保する。かかる実施態様においては、撹拌は、ほぼ０―１００℃の範囲の温度において５分から２４時間までの時間行なえばよい。通常は、かかる撹拌時間は、３０分から２時間までの範囲である。液体は、この混合物から例えばー但しこれに限定されないがーろ過などの適当な手段によって除去して、所望のペーストとしてもよい。典型的には、かかるペーストは、非揮発成分含量が、当該混合物につきほぼ５０―８０重量％であればよい。
【００２２】
摩砕方法を用いて、金属ピグメント粒子を形成させてもよい。典型的には、ボールミルを使用する。かかる金属ピグメント粒子は、粒子をボールミル内で形成させつつ反応生成物で処理することも可能である。その理由は、当該反応生成物は、公知の摩砕潤滑油システムと共に使用するのに適しているからである。塩は、摩砕工程に先だって潤滑油に溶解すればよい。またはその代わりに、塩は、摩砕工程中において潤滑油に添加してもよい。摩砕工程中において金属ピグメント粒子を処理する結果、金属粒子の表面は粒子が形成されるに応じて安定化されるのである。
【００２３】
金属粒子はまた、水性コーティング組成物を製造する過程でインシツで処理してもよい。この方法においては、塩又は塩溶液は、水含有成分を金属ピグメント粒子に接触させる前又はその後にコーティング組成物に添加してもよい。塩又は塩溶液は、金属粒子の重量を基準として塩含量が０．５−３０％、好ましくは１−１５％となるのに充分な量添加すればよい。塩又は塩溶液を金属ピグメント粒子を水含有成分と接触させた後に添加した場合は、当該反応生成物を添加する際の遅延は、長くなってはならない。通常は、ピグメント粒子を水含有成分と接触させる時間と反応生成物を添加する時間との間においては、高々３０分間しか経過させてはならない。その理由は、遅延時間が長くなることによって、水が金属粒子を攻撃反応することが可能となるからである。種々の混合方法が、当該コーティング組成物を形成させるに際して使用することが出来る。一つの制限とならない実施例において、処理済金属粒子を包含するコーティング組成物は、自動車の外装に適用してもよい。
【００２４】
また、分散担体を反応生成物で処理した金属ピグメント粒子を含む組成物と混合することによって分散液を形成させてもよい。この分散担体は、室温において液体であり、後刻コーティング組成物を形成させるためにビヒクル又は担体と混和可能でなくてはならない。この分散担体は、可塑剤、溶媒、樹脂及び油から選択すればよい。この分散担体は、分散液中において分離することなく分散状態に留まる性能を有していなくてはならない。
【００２５】
上記下方法の何れにおいても、例えばー但しこれらに限らないがー界面活性剤、分散剤、消泡剤やレオロジー調節剤などの添加剤を必要に応じて使用してもよい。更には、本発明に従った処理方法は、他の公知の処理方法と組み合わせて、例えばー但しこれらに限らないがー有機リン酸エステル類、亜リン酸エステル類、無機リン酸エステル類、ホスホシリケート類、モリブデン酸塩類、クロム酸塩類、バナジン酸塩類、ヘテロポリアニオン類及びその他、金属ピグメント粒子と水との反応性を阻害することが公知である化合物など、水性媒体からの攻撃・反応に対する金属ピグメント粒子の抵抗性を増大させてもよい。
【００２６】
かかる処理済み金属ピグメント粒子及びこれらを含有するペーストは、多種多様な公知のコーティング及びインクシステムにおいて現在利用可能な製品の直接的な代替品として使用すればよい。その例としては，例えば保守、工業用汎用処理、屋根塗装、及び自動車塗装システムが挙げられる。これらは、例えば−但しこれらに限られないがー、アクリルエマルジョン、水希釈可能アルキド樹脂システム、水希釈可能アルキル／メラミン架橋システム、水性エポキシシステム、ポリエステルエマルジョン及び水希釈可能ポリエステル／メラミンコーティング類などが挙げられる。
【００２７】
【実施例】
本発明を下記する実施例によってさらに記載するが、かかる実施例は、本質において例示的であり且つ非制限的である。
【００２８】
実施例１
タフフレーク(R)  ３６４５（Tufflake (R)  ３６４５）―平均粒径が１５．９ミクロンでありまた３２５メッシュ篩での最大残量が０．０１％である、シルバーライン  マニュファクチャリング  Ｃｏ．社（Silberline Manufcturing Co.,Inc.）から市販されているアルミニウムピグメントペーストーを混合装置に投入する。オクチル（Ｃ８）ホスホン酸をアルミニウム金属重量の２．７１％の量添加し、１時間混合する。
【００２９】
比較実施例１
実施例１のタフフレーク(R)  ３６４５（Tufflake(R)  ３６４５）を混合装置に投入し、リン酸イソオクチル（Ｃ８リン酸エステル）をアルミニウム金属重量の３．３９％の量添加し、１時間混合する。
【００３０】
実施例２
タフフレーク(R)  ４７００（Tufflake (R)  ４７００）―平均粒径が１３．３ミクロンでありまた３２５メッシュ篩での最大残量が０．１０％である、シルバーライン  マニュファクチャリング  Ｃｏ．社（Silberline Manufcturing Co.,Inc.）から市販されているアルミニウムピグメントペーストーを混合装置に投入する。オクタデシル（Ｃ１８）ホスホン酸をアルミニウム金属重量の０．５９％の量添加し、１時間混合する。
【００３１】
実施例３
実施例の２のタフフレーク(R)  ４７００（Tufflake (R)  ４７００）を混合装置に投入する。オクチル（Ｃ８）ホスホン酸をアルミニウム金属重量の０．６２％の量添加し、１時間混合する。
【００３２】
比較実施例２
実施例２のタフフレーク(R)  ４７００（Tufflake (R)  ３６４５）を混合装置に投入する。リン酸イソオクチルをアルミニウム金属重量の２．７１％の量添加し、１時間混合する。
【００３３】
実施例４
スパークル  シルバー(R)  ６２４６ＡＲ（Sparkle Silver (R)  ６２４６ＡＲ）―平均粒径が１２．０ミクロンでありまた３２５メッシュ篩での最大残量が０．０１％である、シルバーライン  マニュファクチャリング  Ｃｏ．社（Silberline Manufcturing Co.,Inc.）から市販されているアルミニウムピグメントペーストーを混合装置に投入する。オクタデシル（Ｃ１８）ホスホン酸をアルミニウム金属重量の３．８３％の量（アルミニウム１００グラム当りＰＯＨ酸として２．２３ミリモルに等しい）添加し、１時間混合する。
【００３４】
実施例５
実施例３のスパークル  シルバー(R)  ６２４６ＡＲ（Sparkle Silver (R)  ６２４６ＡＲ）を混合装置に投入する。ラウリル（Ｃ１２）ホスホン酸をアルミニウム金属重量の２．５５％の量（アルミニウム１００グラム当りＰＯＨ酸２．６５ミリモルに等しい）添加し、１時間混合する。
【００３５】
比較実施例３
実施例３のスパークル  シルバー(R)  ６２４６ＡＲ（Sparkle Silver (R)  ６２４６ＡＲ）を混合装置に投入する。プロピル（Ｃ３）ホスホン酸をアルミニウム金属重量の０．６４％の量（アルミニウム１００グラム当りＰＯＨ酸２．７０ミリモルに等しい）添加し、１時間混合する。
上記実施例のそれぞれから得られたアルミニウムピグメントペーストを、アルミニウム粒子の重量が樹脂の重量の１４．４％に等しくなるように、水性ポリウレタンコーティング処方混合物に混入した。各塗料の２００グラムをフラスコ内に秤取した。このフラスコを温度５０℃に維持した油浴に漬け、発生したガスを水を満たして転倒させた謬レットに一週間収集した。
更に、これらペーストの一部をミネラルスピリットに分散させ、３２５メッシュを通して洗浄した。篩に残った物質を秤量し、その残量を使用したペースト重量の１００分率として算出した。得られたデータを表１にまとめて示す。
【００３６】
【表１】
0004460212.tif 000005
【００３７】
表１に示した実験データから、ホスホン酸類は、当該アルミニウムフレークを水性媒体と接触させた場合発生する水素ガスの量を低下させるうえで、それぞれに相当するリン酸エステルよりも効果的であることが判る。このことは、これらホスホン酸類に使用量を減らしてもそのまま当てはまる。もっともこの場合、アルミニウムフレークを凝集させることになる。更に、これら実験データから、長鎖有機基を有するホスホン酸は、金属ピグメントの水による再活性化を阻害するうえで短鎖有機基を有するホスホン酸よりも更に効果的であることが判る。
【００３８】
実施例６
オクチルホスホン酸をモナゾリンＯ（Monazoline、Mona Industries社製造になる、最長鎖有機基がＣ１８である環状三級アミンであるアルキルイミダゾリンの一種）によりオクチルホスホン酸１．０モルに対してモナゾリンＯ１．４モルの比率で中和する。実施例１のタフフレーク(R)  ３６４５（Ｔｕｆｆｌａｋｅ(R)３６４５）ペーストを混合装置に投入する。オクチルホスホン酸とモナゾリンとの反応の結果形成された生成物をオクチルホスホン酸の重量がアルミニウム金属重量の２．６８％に等しくなる量だけ添加する。これらの物質を１時間混合する。
【００３９】
実施例７
オクチルホスホン酸をプライメン８１−Ｒ（Primene ８１−Ｒ、ローム＆ハ−ス社（Rohm & Haas）製造になる、Ｃ１２−Ｃ１４なる範囲の三級アルキル一級アミンの混合物）によりオクチルホスホン酸１．０モルに対してプライメン８１−Ｒ１．４モルの比率で中和する。タフフレーク(R)  ４６１５（Tufflake (R)４６１５）―シルバーライン  マニュファクチャリング  Ｃｏ．社（Silberline Manufacturing Co., Inc.）から市販されている、平均粒径が１２．７ミクロンでありまた３２５メッシュ篩での最大残量が０．０１％であるアルミニウムピグメントペーストーを混合装置に投入する。オクチルホスホン酸とプライメン８１−Ｒとの反応により形成された生成物をオクチルホスホン酸の重量がアルミニウム金属重量の１．２７％に等しくなる量だけ添加する。これらの物質を１時間混合する。
【００４０】
実施例８
オクチルホスホン酸をプライメン８１−Ｒによりオクチルホスホン酸１．０モルに対してプライメン８１−Ｒ１．５モルの比率で中和する。実施例７のタフフレーク(R)  ４６１５を混合装置に投入する。オクチルホスホン酸とプライメン８１−Ｒとの反応により形成された生成物をオクチルホスホン酸の重量がアルミニウム金属重量の１．５６％に等しくなる量だけ添加する。これらの物質を１時間混合する。
【００４１】
実施例９
オクチルホスホン酸をプライメン８１−Ｒによりオクチルホスホン酸１．０モルに対してプライメン８１−Ｒ２．０モルの比率で中和する。実施例７のタフフレーク(R)  ４６１５を混合装置に投入する。オクチルホスホン酸とプライメン８１−Ｒとの反応により形成された生成物をオクチルホスホン酸の重量がアルミニウム金属重量の１．４４％に等しくなる量だけ添加し、これらの物質を１時間混合する。
【００４２】
実施例１０
オクチルホスホン酸をプライメンＪＭ−Ｔ（Primene ＪＭ−Ｔ、ローム＆ハース社（Rohm & Haas）製造になる、Ｃ１６−Ｃ２２なる範囲の三級アルキル一級アミンの混合物）によりオクチルホスホン酸１．０モルに対してプライメンＪＭ−Ｔ１．０モルの比率で中和する。実施例７のタフフレーク(R)  ４６１５を混合装置に投入する。オクチルホスホン酸とプライメンＪＭ−Ｔとの反応により形成された生成物をオクチルホスホン酸の重量がアルミニウム金属重量の１．５７％に等しくなる量だけ添加し、これらの物質を１時間混合する。
【００４３】
実施例１１
オクチルホスホン酸をプライメンＪＭ−Ｔによりオクチルホスホン酸１．０モルに対してプライメンＪＭ−Ｔ２．０モルの比率で中和する。実施例７のタフフレーク(R)  ４６１５を混合装置に投入する。オクチルホスホン酸とプライメンＪＭ−Ｔとの反応により形成された生成物をオクチルホスホン酸の重量がアルミニウム金属重量の１．５７％に等しくなる量だけ添加し、これらの物質を１時間混合する。
【００４４】
比較実施例４
オクチルホスホン酸をジエチルアミン（最長鎖がＣ２である二級アミン）によりオクチルホスホン酸１．０モルに対してジエチルアミン２．０モルの比率で中和する。実施例７のタフフレーク(R)  ４６１５を混合装置に投入する。オクチルホスホン酸とジエチルアミンとの反応により形成された生成物をオクチルホスホン酸の重量がアルミニウム金属重量の１．２０％に等しくなる量だけ添加し、これらの物質を１時間混合する。
【００４５】
比較実施例５
オクチルホスホン酸をジメチルエタノールアミン（最長鎖がＣ２である三級アミン）によりオクチルホスホン酸１．０モルに対してジメチルエタノールアミン２．０モルの比率で中和する。実施例７のタフフレーク(R)  ４６１５を混合装置に投入する。オクチルホスホン酸とジエメルエタノールアミンとの反応により形成された生成物をオクチルホスホン酸の重量がアルミニウム金属重量の１．４０％に等しくなる量だけ添加し、これらの物質を１時間混合する。
【００４６】
比較実施例６
オクチルホスホン酸をトリブチルアミン（最長鎖がＣ４である三級アミン）によりオクチルホスホン酸１．０モルに対してトリブチルアミン２．０モルの比率で中和する。実施例７のタフフレーク(R)  ４６１５を混合装置に投入する。オクチルホスホン酸とジエチルアミンとの反応により形成された生成物をオクチルホスホン酸の重量がアルミニウム金属重量の１．５６％に等しくなる量だけ添加し、これらの物質を１時間混合する。
【００４７】
比較実施例７
実施例７のタフフレーク(R)  ４６１５を混合装置に投入する。リン酸イソオクチルエステルをアルミニウム金属重量の１．７０％の量だけ添加し、これらの物質を１時間混合する。
【００４８】
上記実施例のそれぞれから得られたアルミニウムピグメントペーストの５グラムをミネラルスピリットに分散させ、３２５メッシュを通して洗浄した。篩に残った物質を秤量し、その残量を使用したペースト重量の１００分率として算出した。これらのアルミニウムピグメントペーストのいくつかを１年後に同様にして再試験した。更に、これらペーストの内のいくつかの一部を弊社独自の水性ポリウレタンコーティング処方混合物に混入し、上記したようにガス発生について試験した。得られたデータを表２にまとめて示す。
【００４９】
【表２】
0004460212.tif 000006
【００５０】
表２に示した実験データから分かるように、長鎖有機成分を有するアミンで中和したホスホン酸は、短鎖有機成分を有するアミンで中和したホスホン酸よりも当該アルミニウムフレークを凝集させる可能性は遥かに低減されている。更には、ホスホン酸の中和は、有機リン酸エステルと比較して金属ピグメント粒子を水性媒体と接触させた場合発生する水素ガスの量を低下させるうえで発揮する有効性を損なうことはない。
【００５１】
上記した明細書、実施例及びデータは、本発明の組成物の製造及び使用・用途に関する完結した記載を提供するものである。本発明の多くの実施態様は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく実施することが出来るのでるので、本発明は、前記特許請求の範囲に存在する。