(57)【要約】  （ａ）溶着エポキシ層と、（ｂ）溶着エポキシ層（ａ）の上面の少なくとも一部分に配置される噴霧乾燥保護粉体コーティング層であって、該粉体コーティングが、硬化されて、溶着エポキシ層の少なくとも一部分上に保護コーティングを形成する、噴霧乾燥保護粉体コーティング層とを含む、少なくとも２層の保護コーティング系；上記の２層保護コーティング系を調製するための方法；上記の２層保護コーティング系でコーティングされる金属管などの基材；ならびに上記の２層保護コーティング系を使用して、コーティングされた金属管などのコーティングされた物品を生成するための方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）基剤ポリマー、（ｉｉ）ポリマーカップリング剤、（ｉｉｉ）中和剤、（ｉｖ）流体媒体、及び（ｖ）随意に、ポリマー性能改善剤を含む粉体コーティングを調製するための水性ポリオレフィン分散体配合物。
【請求項２】
（ｉ）基剤ポリマー、（ｉｉ）ポリマーカップリング剤、（ｉｉｉ）中和剤、（ｉｖ）流体媒体、及び（ｖ）随意に、ポリマー性能改善剤を混ぜることを含む、粉体コーティングを調製するための水性ポリオレフィン分散体配合物を調製するための方法。
【請求項３】
請求項１に記載の配合物から作製される粒子材料を含む、均一な粒径分布を有する噴霧可能な粉体コーティング組成物であって、前記粒子材料の前記粒径分布が約２０〜約３００ミクロンである、噴霧可能な粉体コーティング組成物。
【請求項４】
（ａ）溶着エポキシ層と、
（ｂ）前記溶着エポキシ層（ａ）の上面の少なくとも一部分に配置される噴霧乾燥保護粉体コーティング層であって、該粉体コーティングが、硬化されて、前記溶着エポキシ層の少なくとも一部分上に保護コーティングを形成する、噴霧乾燥保護粉体コーティング層と、を含み、前記噴霧乾燥保護粉体コーティング層が、（ｉ）基剤ポリマー、（ｉｉ）ポリマーカップリング剤、（ｉｉｉ）中和剤、（ｉｖ）流体媒体、及び（ｖ）随意にポリマー性能改善剤を含む水性ポリオレフィン分散体から調製される、コーティング系。
【請求項５】
金属基材を含むコーティングされた基材であって、前記基材の上面の少なくとも一部分が、請求項４に記載のコーティング系でコーティングされている、コーティングされた基材。
【請求項６】
前記水性ポリオレフィン分散体がエポキシ樹脂、または水性分散体中のエポキシ樹脂を含む、請求項４に記載のコーティング系。
【請求項７】
前記エポキシ樹脂分散体が、（ｉ）エポキシ樹脂及び（ｉｉ）安定剤を含む、請求項６に記載のコーティング系。
【請求項８】
前記コーティング系が、３２ミルの鋼板上で測定されるとき約１００インチ−ポンド〜約１６０インチ−ポンドの衝撃抵抗と、−３２℃までの冷却に続いて塗り残し試験機を使用して測定されるとき０個の塗り残し〜約１個の塗り残しの損傷耐性とを有する、請求項４に記載のコーティング系。
【請求項９】
前記コーティング系が約３５０ミクロン〜約７００ミクロンの全体的なフィルム厚を有し、前記溶着エポキシ層が約２００ミクロン〜約４００ミクロンの厚さを有し、前記保護粉体コーティング層が約１５０ミクロン〜約３００ミクロンの厚さを有する、請求項４に記載のコーティング系。
【請求項１０】
２層保護コーティング系を調製するための方法であって、
（ａ）溶着エポキシ層と、（ｂ）噴霧乾燥保護粉体コーティング層とを接合させるステップを含み、前記噴霧乾燥保護粉体コーティング層が前記溶着エポキシ層（ａ）の上面の少なくとも一部分に配置され、該粉体コーティングが硬化されて、前記溶着エポキシ層の少なくとも一部分上に保護コーティングを形成する、方法。
【請求項１１】
基材上に２層保護コーティング系を調製するための方法であって、
（Ａ）基材上に溶着エポキシ層を提供するステップと、
（Ｂ）水性ポリオレフィン分散体を調製するステップと、
（Ｃ）前記水性ポリオレフィン分散体から粉体を調製するステップと、
（Ｄ）前記溶着エポキシ層の少なくとも一部分上に前記粉体を適用するステップと、
（Ｅ）前記溶着エポキシ層上で前記ポリオレフィン粉体を硬化させるステップと、を含む、方法。
【請求項１２】
前記基材が金属管である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ハイブリッドポリオレフィン粉体を調製するための方法であって、（１）ポリオレフィン分散体を調製するステップと、（２）エポキシ分散体を調製するステップと、（３）前記ポリオレフィン分散体と前記エポキシ分散体とをブレンドするステップと、（４）前記ポリオレフィン分散体と前記エポキシ分散体とを噴霧乾燥ブレンドするステップと、を含む、方法。
【請求項１４】
第２のポリマー樹脂（例えば、エポキシ）、硬化触媒、顔料、またはこれらの混合物を、前記ポリオレフィン分散体及び／またはエポキシ分散体に添加することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティングを溶着エポキシなどの基材上に適用するためのコーティング及び方法に関する。より具体的には、本発明はポリオレフィン分散体保護粉体コーティング及び溶着エポキシ上にかかるコーティングを適用するための方法に関する。本発明の保護粉体コーティングは、例えば鋼管などの金属基材の腐食保護のために有用である。
【背景技術】
【０００２】
管または他の構造物などの金属基材に保護コーティングを適用することはコーティング業界において周知である。腐食から管を保護するため、管の摩耗損傷を低減するため、及び／または生成物汚染、すなわち、管内から周囲に漏れ出る生成物及び周囲から管に入る物質によって汚染される管内の生成物のいずれかを低減するために、コーティングは通常管に適用される。コーティングは、液体または気体生成物と基材との反応ならびに侵食摩耗及び化学反応による不純物による汚染を低減するために、時おり、材料基材に適用される。
【０００３】
基材へのコーティングの適用の間、コーティング適用プロセスまたは人的エラーのいずれか、または両方のため、異なる種類の欠陥が生成され得る。基材材料表面上のコーティングの不連続性は、一般的に「塗り残し」と称される。塗り残しはまた、コーティング内の固着不足、ピンホール、空隙、ひび割れ、及び／または不十分または過剰なフィルム厚などの欠点を含み得る。
【０００４】
保護コーティングの、不連続性、ピンホール、ひび割れ、及び固着不良などの塗り残しは典型的には非常に微細であり、精巧な器材及び正確な電気的測定を使用せずには容易に検出できない。したがって、塗り残しを有さない保護コーティングで基材をコーティングすることは有利である。
【０００５】
ＦＢＥでコーティングされた管の輸送または導入間のＦＢＥの損傷を防ぐために、溶着エポキシ（ＦＢＥ）耐食性下塗剤上に保護コーティングを作製及び適用する既知の方法において、今まではポリオレフィンが利用されてきた。一般的に、ＦＢＥ上に保護コーティングを提供するための既知の方法は、以下の２つの手法に分けられ得る。
（１）ＦＢＥが完全に硬化する前に粘着性官能化オレフィンのタイ層をＦＢＥ下塗剤の上面に適用し、次いで上塗り剤をオレフィンタイ層の表面に適用すること。上塗り剤は、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレン）から典型的に作製され、それは押し出しフィルムとしてか、または鋼管用の工場で適用された外部ポリエチレンコーティングのための規格Ｚ２４５．２１−１０内のＢ１系及びＢ２系としてカナダ規格協会によって記載されるような粉体形態で、のいずれかで上塗り剤に適用される。
（２）溶融ブレンド組成物を形成するために、ポリオレフィン、官能化オレフィン、エポキシ、及び硬化剤の組み合わせを、押出機内で溶融ブレンドし、次いで、（ｉ）フィルムとして溶融ブレンド組成物を押し出し、ＦＢＥの表面上にフィルムを適用するか、または（ｉｉ）溶融ブレンド組成物を粉体形態に凍結粉砕し、次いでＦＢＥ下塗剤の表面上に粉体を適用することのいずれかである。「凍結粉砕」（低温磨砕、冷凍粉砕、または冷凍磨砕としても既知である）は、粉体を低温媒体（例えば、ドライアイス、液体二酸化炭素または液体窒素）に合成するための機械的摩耗プロセスである。凍結粉砕プロセスは、材料を冷却するかまたは冷まし、次いで材料を小さい粒径へと縮小することを含む。材料が冷まされたとき、材料は粉体プロセスに好適な粉体に細かく磨砕され得る。
【０００６】
例えば国際公開第２００９／１４３６０２Ａ号は、オレフィンと、官能化オレフィンと、ＦＢＥエポキシと、アミン硬化剤とを押出機内で溶融ブレンドすることによって、押し出し樹脂を作製するための押し出し方法を開示する。押出機内で上記の成分を溶融ブレンドした後、結果として得られる溶融ブレンドされた樹脂組成物が、押出機からペレットの形態で押し出される。次いでペレットは（１）粉体形態へと磨砕され、次いで粉体は粉体コーティング層としてＦＢＥに適用されるか、または（２）フィルムとして押し出され、次いでフィルムは上昇した温度（例えば、２００℃を超える）でＦＢＥに適用される。
【０００７】
国際公開第２００９／１４３６０２Ａ号に記載の押し出し方法の間、エポキシ成分の全てのエポキシ基はアミン硬化剤、または官能化オレフィンのいずれかと反応する。したがって、この方法は、共有結合を作り出すかまたはＦＢＥ層上の官能基と反応するために、押し出し層上に官能基をほとんど残さない。押し出し層とＦＢＥ層との間の固着は、２つの層の剥離をもたらし得ない。国際公開第２００９／１４３６０２Ａ号に記載の方法の別の欠点としては、例えば、低温プロセスはエネルギー集約的であり、生成物を現在の解決策よりも高価にし得るため、生成物を粉体へと縮小するための低温プロセスの使用が挙げられる。また、低温プロセスは粉体コーティングプロセスの輸送効率を低減する幅広い粒径分布を有する粉体を生成する。さらに、上塗り剤をフィルムとしてＦＢＥ下塗剤上に適用するための押出機の使用は、金属基材からＦＢＥ下塗剤を剥離させ得る残留応力の蓄積などの、現在の３層系（または、Ｚ２４５．２１−１０によって画定されるＢ１系）が直面するものと同じ課題に直面し、したがって耐食性下塗剤としてＦＢＥを使用する目的にそぐわない。
【０００８】
国際公開第９２／０３２３４号は、金属管上にいくつかの層のコーティングを適用することによって、金属管をコーティングする方法を開示する。例えば、管に適用される層は、エポキシのベース層を含み、官能化ポリオレフィン層が続き、次いでポリオレフィン上塗り剤が続く。国際公開第９２／０３２３４号に記載の方法の欠点としては、例えば、連続プロセスでの熱可塑性硬質接着剤の適用時点で、エポキシ下塗剤の架橋の適切な度合いを達成することの難しさが挙げられる。架橋の正しい度合いが達成されない場合、熱可塑性硬質接着剤は、特にコーティング適用の開始時、または多くのＦＢＥ下塗剤を変更するときにＦＢＥ下塗剤から剥離し得る。さらに、１．８ｍｍ〜３．７ｍｍのポリオレフィンクラッド層または上塗り剤材料の推奨される適用される厚さが使用されるとき、これは多くの場合金属からＦＢＥ下塗剤を剥離させる残留応力を作り出し、したがって金属の保護が失われる。また、剥離は水素の脆化及び鋼鉄などの金属基材の応力腐食をもたらし得る環境を作り出す。
【０００９】
米国特許出願公開第２００７／００３６９８２号は、ＦＢＥコーティング用上塗り剤として、エポキシ及びポリオレフィンの相互貫入網目構造を作り出すための方法を開示する。上記の米国公開は、上塗り剤としての官能化オレフィン、ポリプロピレン／ポリエチレン、及びエポキシ樹脂の使用を開示する。ポリオレフィンは電子ビーム照射を使用して架橋される。上記の米国公開の方法はエポキシ硬化剤を要求せず、結果として生じるコーティングは上塗り剤をエポキシ基材に接着するために追加の接着層を要求しない。このプロセスは、上記の材料のブレンド物を混合するステップを要求し、押出機を使用して押し出し材料のブレンド物をペレット化し、押し出し材料を、例えば凍結粉砕を介して粉体へと磨砕する。この公開の方法の欠点としては、例えば、ポリオレフィンに架橋するために電子ビーム照射を送達するための高価な器材の使用が挙げられる。さらに、生成物を粉体に縮小するために使用される低温プロセスは、エネルギー集約的であり、生成物を現在の解決方法よりも高価にし得る。また、低温プロセスは粉体コーティングプロセスの輸送効率を低減する幅広い粒径分布を有する粉体を生成する。
【００１０】
欧州特許第０３６６１６８号は、「現地で」管をコーティングするための方法、すなわち、コハク酸基または無水物基を有する粘着性オレフィンコポリマーを含有する微粒子のポリオレフィン樹脂を使用して、現場の管の位置で管をコーティング（現場コーティング）する方法を開示する。微粒子のポリオレフィン樹脂は、エポキシが完全に硬化する前に、エポキシ下塗剤コーティング上に適用される、すなわち、欧州特許第０３６６１６８号に記載の方法において、溶着エポキシを管に適用する直後に、微粒子のポリオレフィン樹脂上塗り剤が溶着エポキシに適用される。欧州特許第０３６６１６８号に記載の方法の欠点のうちの１つとしては、例えば、許容できない粒径のオレフィンポリマー樹脂を生成する方法が挙げられる。オレフィンポリマー樹脂の粒径は、０．２５ミリメートル〜０．３０ミリメートルの範囲にわたり、かかる粒径は粉体コーティング適用に好適ではない。
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、（ａ）金属基材の上面の少なくとも一部分に配置されるように適合された溶着エポキシ層下塗剤、及び（ｂ）溶着エポキシ層（ａ）の上面の少なくとも一部分に配置される噴霧乾燥保護粉体コーティング層を含むコーティング系に関し、噴霧乾燥保護粉体コーティングの該層は、溶着エポキシ層の上面の少なくとも一部分上に保護コーティングを形成するために硬化される。
【００１２】
本発明の一実施形態は、溶着エポキシ（ＦＢＥ）のための保護粉体コーティング層及び保護コーティング層を作製する方法に関する。保護コーティング層は乾燥粉体の形態であり、それは、噴霧可能な保護コーティング組成物の粉体を、粉体コーティング適用のための標準的な従来のスプレーガンを使用して、ＦＢＥの表面上へ噴霧することによってＦＢＥの表面に適用される。ＦＢＥの表面の少なくとも一部分上に配置される「噴霧される乾燥粉体」は、次いで、ＦＢＥ上に保護コーティングを形成するために、少なくとも１７０℃の温度で硬化される。
【００１３】
本発明の別の実施形態は、ＦＢＥの表面の少なくとも一部分に適用されるように適合される噴霧可能な保護コーティング組成物、及び噴霧可能な保護コーティング組成物を調製するための方法に関する。好ましい実施形態において、噴霧可能な乾燥粉体の形態の噴霧可能な保護コーティング組成物は、例えば、（ｉ）水性ポリオレフィン分散体（ＰＯＤ）単独から、（ｉｉ）ポリオレフィンで被包性のＴｉＯ２から成る水性分散体、（ｉｉｉ）エポキシ樹脂とブレンドされた水性ポリオレフィン分散体、または（ｉｖ）水性分散体エポキシ樹脂とブレンドされた水性ポリオレフィン分散体から調製され得る。
【００１４】
本発明のさらに別の実施形態は、ＦＢＥの少なくとも一部分上に粉体コーティング層を形成するために、噴霧可能な保護コーティング組成物をＦＢＥに適用するための方法に関する。
【００１５】
一般に、本発明の保護粉体コーティング組成物がＦＢＥに適用されるとき、目標温度（例えば約１７０℃〜約２５０℃の範囲内）で、粉体コーティング組成物内の水性エポキシ粒子からのエポキシ基が、粉体コーティング組成物が基材、例えば目標温度で予熱されている鋼鉄基材などの金属基材上で完全に硬化する前に、ＦＢＥ下塗剤内の官能基と反応する。さらに、粉体コーティング組成物内の水性エポキシ粒子からのエポキシ基がポリオレフィン粒子内の酸基と反応する。あるいは、エポキシ樹脂または分散体が粉体コーティング内に存在しない場合、ポリオレフィン粒子内の酸基がＦＢＥ下塗剤のエポキシ基と反応する。したがって、本発明の別の実施形態は、組成物を硬化させるために随意の硬化剤を本発明の保護粉体コーティング組成物に添加する。
【００１６】
本発明は、ポリオレフィン（ＰＯ）エポキシハイブリッド粉体コーティングを作製するための、機械的磨砕方法及び凍結粉砕方法などの同様の適用において現在使用されている他の方法と比べて難しくなく、高価でない方法を提供する。また本発明は、上記の現在使用されている磨砕方法と比べてより狭い粒径分布を有する粉体コーティング組成物を提供する。さらに、本発明に記載される方法は、より優れたフィルム形成のためのより均一な、球形の粒子を有する保護粉体コーティング組成物を提供する。例えば、本発明の粉体粒子の粒径分布は、Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０＜２．０の範囲内であり得る。さらに、本発明の他の利点は、例えば（１）柔軟な配合物、（２）ハイブリッド粉体のために有用な配合物、（３）配合物内で均一（ミクロン−サブミクロンドメイン）に混合され得る、複数の成分（例えば、ポリマー、添加剤、顔料）を受容するように適合される配合物、及び（４）２つ以上の粉体（例えば、凍結粉砕を使用して、粉体と一緒にブレンドすることによって形成される配合物）のブレンド物とは異なる配合物を提供することを含み得る。及び、本発明は、複数の官能基を単一の配合物内に組み込む方法を提供する。
【００１７】
本発明はまた、「３層ポリオレフィン」（３−ＬＰＯ）系及び「高性能複合コーティング」（ＨＰＣＣ）系において現在使用されているタイ層への必要性を排除する。したがって、本発明の方法の１つの大きな利点としては、例えば、２層系を形成するための、３層系と２層での層の数の低減が挙げられる。本発明の別の利点としては、例えば、２層コーティング系を調製するために要求される時間の節約、及び余分な層を追加するプロセスに関する費用の節約が挙げられる。及び、本発明の２層保護粉体コーティングは、従来の３層コーティングよりも薄いフィルム厚を有するにもかかわらず、（ｉ）既知の３層コーティング系と同様な衝撃抵抗、及び（ｉｉ）既知の３層コーティング系より少ない残留応力を提供する。
【００１８】
本発明の方法は、比較的低い温度（例えば、約１００℃未満）でＰＯＤ及びエポキシ両方の水性分散体を噴霧乾燥するステップを含み、したがって、エポキシ樹脂は、かかる低い温度での噴霧乾燥プロセスの間ポリオレフィン内の官能基と反応しない。次にエポキシ樹脂は、以下の噴霧された乾燥粉体形成に従い、その反応性を保持する。さらに、本発明は、粉体がＦＢＥに適用されるとき、ＦＢＥの表面上に残るように、十分な量のエポキシ官能基（例えば、粉体組成物の総量において５００〜５０，０００当量のエポキシ）を提供し、これは続いて、粉体のエポキシ成分の官能化ポリオレフィン及びＦＢＥ基材へのグラフト化を可能にする。
【００１９】
例えば、（１）本発明の方法は、本発明の粉体コーティング組成物を噴霧乾燥するステップの前に、配合された系内へ硬化剤を組み込むことを要求しないため、また（２）本発明の方法は、押し出し樹脂から固形ペレットを形成し、次いで、粉体コーティングを生成するために、固形ペレットを磨砕するための凍結粉砕ステップなどの磨砕ステップを使用しないため、本発明の方法を実行するための費用／時間は、既知の先行技術の方法よりも少ない。代わりに、本発明の方法は、粉体を噴霧乾燥するために噴霧乾燥方法を使用し、それは基材上に粉体コーティング層形成するために基材の表面上に適用される。換言すれば、本発明の方法において粉体は、機械的または凍結粉砕プロセスを使用して作製される粉体とは対照的に、エポキシ樹脂と混合される水性ポリオレフィン分散体から作製されるか、または噴霧乾燥を介して水性エポキシ分散体から作製される。したがって、本発明の方法は、現在のところ凍結粉砕と比べてより単純で高価でなく、他の方法と比べてより狭い粒径分布生成する。
【００２０】
本発明の別の利点としては、例えば、基材及び／またはＦＢＥ上に本発明の保護コーティングを容易に適用する能力が挙げられる。本発明の保護粉体コーティングは、粉体微粒子の小さい粒径及び粉体の輸送効率を改善する粉体組成物の狭い粒径分布のため、部分的に従来の粉体コーティング適用プロセス及び器材を使用してＦＢＥに有利に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明を例示する目的のため、図面が現状好ましい本発明の形態を示す。しかし、本発明は図面に示される実施形態に制限されないことが理解されるべきである。
【００２２】
【図１】鋼鉄などの基材の表面上に配置される、本発明のコーティングの２層構造の一部分を示す、本発明の一実施形態の側面断面図である。
【図２】本発明の実施例５の分散体についての、代表的な粒径分布を示すグラフ図である。
【図３】本発明の実施例１５のポリオレフィン分散体及びエポキシブレンド粉体についての、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像であり、それは本発明の方法を介して作製される典型的な粉体構造を図示する。
【図４】本発明の実施例１９のポリオレフィン分散体粉体についての、代表的な粒径分布を示すグラフ図である。
【図５】本発明の実施例１の分散体についての、代表的な粒径分布を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本明細書において、防食性表面コーティングに関する「塗り残し」は、表面の一部分がコーティングされずに残るとき、不十分な厚さのコーティングフィルムの区域などの欠陥、コーティング内のピンホール、コーティング内のひび割れ、またはコーティングの不適切な接着もしくは固着のうちの１つ以上を含む、コーティングの不連続性を意味する。
【００２４】
本明細書において、コーティングに関連した「損傷耐性」は、コーティングが、鋼管用の工場で適用された外部ポリエチレンコーティング用の規格Ｚ２４５．２１−１０内の「Ｂ１系」及び「Ｂ２系」としてカナダ規格協会によって記載されるように、最小の衝撃抵抗及び可撓性要件に耐えることができることを意味する。
【００２５】
本明細書において、コーティングに関連した「衝撃抵抗」は、最小の３．０Ｊ／ｍｍが、ＣＳＡ  Ｚ２４５．２０の条項１２．１２、条項１２．２．３（ｄ）、及び条項１２．２．３（ｅ）に従ってコーティングに適用された後に塗り残しが検出されないことを意味する。
【００２６】
本明細書において、「エポキシ官能基の十分な量」は、共有結合を形成するために、十分なエポキシ基がＦＢＥ下塗剤と反応するために利用可能であることを意味する。
【００２７】
本明細書において、ＦＢＥ下塗剤に関連した「容易に適用される」は、本発明の粉体コーティングがＦＢＥ下塗剤上に適用される前に、ＦＢＥ下塗剤は完全に硬化せず、したがってＦＢＥ下塗剤に容易に適用できることを意味する。
【００２８】
本明細書において、「噴霧可能な」は、組成物が、管用の標準的または従来の粉体コーティング器材を使用して噴霧され得るような、本発明のコーティング組成物の粒径及び分布を意味する。
【００２９】
本明細書において、「ハイブリッド粉体」は、１つを超えるポリマー分散体（例えば、ＰＯＤ及びエポキシ分散体）またはポリマー分散体及び有機／無機充填剤／顔料（例えば、ＰＯＤ、エポキシ分散体、及びＴｉＯ２顔料の組み合わせ）の組み合わせからなる粉体を意味する。
【００３０】
１つの広い視野において、本発明は、（ａ）上面及び底面を有する溶着エポキシ層と、（ｂ）溶着エポキシ層（ａ）の上面の少なくとも一部分上に配置される噴霧乾燥保護粉体コーティングの層と、を含む、少なくとも２層の保護コーティング系を含む。
【００３１】
図１を参照すると、鋼管などの基材２０の表面と固着され、一般数１０によって示される、複層複合構造またはシート部材を備える本発明のコーティング構造の一実施形態が示されている。複層構造１０は、溶着エポキシ層１１のうちの少なくとも１つの層、及び溶着エポキシ層１１の上面のうちの少なくとも一部分と固着される水性ポリオレフィン分散体粉体コーティング表面層１２のうちの１つ以上の層を含む。層１１及び１２は、複層複合構造またはシート部材１０を作り上げるために、図１に示されるように一緒に固着される。
【００３２】
図１を参照して前述したように、本発明のコーティング系の第１の層１１は、（ａ）溶着エポキシ層（ＦＢＥ）を含む。ＦＢＥコーティング（「溶着エポキシ粉体コーティング」としてまたは「ＦＢＥコーティング」とも称される）は、様々な適用、例えば、輸送管路構造内で使用される鋼管を腐食から保護するために使用されるエポキシ系粉体コーティングである。
【００３３】
ＦＢＥコーティングは、硬化性エポキシ樹脂コーティング組成物を硬化させることによって調製される熱硬化性ポリマーコーティングである。溶着エポキシという名前は、エポキシ樹脂配合物の従来の硬化とは異なる樹脂の架橋及び適用方法に起因する。例えば、乾燥粉体ＦＢＥ組成物内に組み込まれる樹脂及び硬化剤成分は、保存条件（例えば、典型的にはパッケージ化されたＦＢＥ生成物は、約２７℃を超えない温度で出荷され、保存される）で、またはＦＢＥ供給元によって推奨されるように、未反応のまま残る。次いで、ＦＢＥ組成物が典型的なコーティング適用温度（例えば、約１８０℃〜約２５０℃）で使用されるとき、粉体内容物は溶解し液体形態へと変化する。液体ＦＢＥ組成物は、鋼鉄面などの基材の表面上に適用されるとき、湿り、基材の表面上を流れ、基材の表面上に液体フィルムを形成し、そのすぐ後、液体ＦＢＥフィルムは熱によって補助された、化学的架橋によって個体コーティングになる。このプロセスは、「溶着」として既知である。
【００３４】
保護コーティングとして、コーティング適用の要件に応じて様々なコーティング配合物から作製される様々な種類のＦＢＥコーティングが存在する。典型的には、ＦＢＥコーティングは複層コーティング構造内の一部分または層として使用される。ＦＢＥコーティングはまた、特定のコーティング適用の要件に応じて異なる特性を有することができる。
【００３５】
ＦＢＥコーティング及びＦＢＥコーティングを調製する方法は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第２０１０／０９６３４５号及び同第２００５／０２３９４１号にさらに記載される。
【００３６】
一般的に、本発明の少なくとも２層のコーティング構造のＦＢＥ層は、一実施形態において約５０ミクロン（μｍ）〜約１ミリメートル（ｍｍ）、別の実施形態においては約１００μｍ〜約０．５ｍｍ、及びさらに別の実施形態においては約２００μｍ〜約０．４ｍｍの厚さを有し得る。
【００３７】
図１を参照して上述したように、本発明のコーティング系の、第２の層１２は、（ｂ）噴霧乾燥保護粉体コーティングの層を含む。一般的に、少なくとも２層のコーティング構造の保護粉体コーティング層は、一実施形態において約５０μｍ〜約５．０ｍｍ、別の実施形態においては約２００μｍ〜約２．５ｍｍ、及びさらに別の実施形態においては約５００μｍ〜約１．０ｍｍの厚さを有し得る。好ましい実施形態において、本発明の噴霧乾燥保護粉体コーティング層は、水性ポリオレフィン分散体から調製され得る。
【００３８】
本明細書で論じられるように、コーティング組成物、つまり、本発明のポリオレフィン分散体（ＰＯＤ）は、基剤ポリマー、ポリマー安定剤、ポリマーカップリング剤、存在するときはポリマー性能改善剤の総重量に基づいた重量％値で、（ａ）約４０重量パーセント（重量％）〜約８０重量％の基剤ポリマーと、（ｂ）約１０重量％〜約３０重量％のポリマー安定剤と、（ｃ）約５重量％〜約１５重量％のポリマーカップリング剤と、（ｄ）０重量％〜約３５重量％のポリマー性能改善剤と、（ｅ）ポリマー安定剤を部分的または完全に中和するために十分な濃度の中和剤と、（ｆ）流体媒体と、を含む。本明細書において使用される場合、基剤ポリマーと、ポリマーカップリング剤と、ポリマー安定剤と、存在するときはポリマー性能改善剤との、この総重量は、コーティング組成物の「固形分」とも称され得る。本明細書で提供される重量％値は、コーティング組成物の固形分の総重量に基づいており、１００重量％の値の合計である。
【００３９】
本開示のポリオレフィン分散体は、約４０重量％〜約８０重量％の基剤ポリマーを含み、重量％は、コーティング組成物の、本明細書で定義される固形分の総重量に基づいている。全ての個別の値及び約４０重量％〜約８０重量％の部分的な範囲は、本明細書に含まれ、本明細書で開示され、例えば、重量％は約４０重量％、約４５重量％、または約５０重量％の下限から、約７０重量％、約７５重量％、または約８０重量％の上限までであり得る。例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の固形分の総重量に基づいて、約４０重量％〜約７５重量％、または約４０重量％〜約７０重量％、または約４５重量％〜約８０重量％、または約４５重量％〜約７５重量％、または約４５重量％〜約７０重量％、または約５０重量％〜約８０重量％、または約５０重量％〜約７５重量％、または約５０重量％〜約７０重量％の基剤ポリマーを含み得る。ポリオレフィン分散体は、少なくとも１つ以上の基剤ポリマーを含み得る。例えば、ポリオレフィン分散体は、本明細書で考察されるように、２つ以上の基剤ポリマーを含み得る。したがって、本明細書において使用される場合、「基剤ポリマー（ａ  ｂａｓｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ）」または「基剤ポリマー（ｔｈｅ  ｂａｓｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ）」は、「２つ以上の基剤ポリマー」で置き換えられてもよい。
【００４０】
基剤ポリマーは、非官能化エチレンポリマー、非官能化プロピレンポリマー、非官能化プロピレン／エチレンコポリマー、及びこれらの組み合わせから成る群から選択され得る。例えば、基剤ポリマーは、本明細書で考察される非官能化ポリマーのうちの２つ以上を含み得る。本明細書において使用される場合、「非官能化」とは、ポリマー上の反応性極性基の不在を意味する。
【００４１】
非官能化エチレンポリマーは、ポリエチレン、エチレン−コポリマー、及びこれらの任意の組み合わせから成る群から選択され得る。エチレン−コポリマーの例としては、非官能化プロピレン／エチレンコポリマーが挙げられる。プロピレン／エチレンコポリマーは、プロピレン−エチレン交互コポリマーを含み得る。このような非官能化エチレンポリマー及び非官能化プロピレン／エチレンランダム及びブロックコポリマーの例としては、全てＴｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）ＤＰ−４０００．０１、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）４２００、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）４０００、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）３２００、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）３０００、及びＶＥＲＳＩＦＹ（商標）３３００、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能であるＥＮＧＡＧＥ（商標）８４０７、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能であるＩＮＦＵＳＥ（商標）９８０７、Ｖｉｓｔａｍａｘｘ（商標）プロピレン系エラストマー（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能である）、限定されないが、全てＴｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能であるＤＭＤＡ−８００７  ＮＴ  ７（溶融指数８．３、密度０．９６５）、ＤＭＤＣ−８９１０  ＮＴ  ７（溶融指数１０、密度０．９４３）、ＤＭＤＡ−１２１０  ＮＴ  ７（溶融指数１０、密度０．９５２）、ＨＤＰＥ  １７４５０Ｎ（溶融指数１７、密度０．９５０）、ＤＭＤＡ−８９２０  ＮＴ  ７（溶融指数２０、密度０．９５４）、ＤＭＤＡ  ８９４０  ＮＴ  ７（溶融指数４４、密度０．９５１）、ＤＭＤＡ−８９５０  ＮＴ  ７（溶融指数５０、密度０．９４２）、ＤＭＤＡ−８９６５−ＮＴ  ７（溶融指数６６、密度０．９５２）、ＤＭＤＡ−８９４０  ＨＤＰＥ（およそ４０〜４８ｇ／１０分の溶融指数）などの市販の高密度ポリエチレン、ならびにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４２】
また、例となる非官能化エチレンポリマーとしては、例えば、米国特許第３，６４５，９９２号に記載されるポリマーなどの均一ポリマー、例えば、米国特許第４，０７６，６９８号に記載されるＨＤＰＥなどの高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、不均一に分岐した線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、不均一に分岐した線状超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、均一に分岐した線状エチレン／α−オレフィンコポリマー、例えば米国特許第５，２７２，２３６号及び同第５，２７８，２７２号に開示される方法によって調製することができる均一に分岐した実質的に線状のエチレン／α−オレフィンポリマー（これらの開示は、参照により本明細書に組み込まれる）、ならびに低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）またはエチレンビニルアセテートポリマー（ＥＶＡ）などの高圧フリーラジカル重合エチレンポリマー及びコポリマー、ならびにこれらの混合物も挙げられ得る。非官能化エチレンポリマーは約１００℃〜約２３０℃の結晶融点を有する。結晶融点が熱量測定によって測定される、他の値が可能である。
【００４３】
一実施形態において、非官能化プロピレンポリマーの例としては、６Ｄ４３ポリプロピレン（Ｂｒａｓｋｅｍ  Ｃｏｒｐ．から入手可能）が挙げられ得るが、これらに限定されない。概して、非官能化プロピレンポリマーは、実質的にアイソタクティックなプロピレン配列を有するものと特徴付けられ得る。「実質的にアイソタクティックなプロピレン配列」は、１３Ｃ  ＮＭＲによって測定された、約０．８５超、代替例では約０．９０超、別の代替例では約０．９２超、別の代替例では約０．９３超のアイソタクティックな三連構造（ｍｍ）を、配列が有することを意味する。アイソタクティックな三連構造は当業界において周知であり、例えば、米国特許第５，５０４，１７２号及び国際公開第ＷＯ００／０１７４５号に開示されており、これらは、１３Ｃ  ＮＭＲスペクトルによって決定されるコポリマー分子鎖内の三連構造単位の観点から、アイソタクティックな配列に言及している。
【００４４】
基剤ポリマーの他の例としては、エチレンエチルアクリレートコポリマー、エチレンメチルメタクリレート、エチレンブチルアクリレート、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４５】
基剤ポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｄ９７２によって測定されるとき、少なくとも約０．８８グラム／モルの密度を有し得る。かかる基剤ポリマーの密度の具体的な例としては、約０．８８グラム／モル〜約１．０グラム／モル、または約０．８８グラム／モル〜約０．９８グラム／モルの範囲内の密度を挙げることができるが、これらに限定されない。基剤ポリマーは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使用して測定されるとき、少なくとも１００℃の結晶融点を有する。
【００４６】
コーティング組成物は、コーティング組成物の形成時に、安定した分散体の形成を促進するためのポリマー安定剤をさらに含む。ポリマー安定剤は、好ましくは外部安定剤であり得る。コーティング組成物は、例えばコーティング組成物の、本明細書で定義される固形分の総重量に基づいて、約１０重量％〜約３０重量％のポリマー安定剤を含み得る。コーティング組成物は、コーティング組成物の、本明細書で定義される固形分の総重量に基づいて、例えば約５重量％〜約５０重量％のポリマー安定剤を含むことができる。約５重量％〜約５０重量％のポリマー安定剤の全ての個別の値及び部分的な範囲が、本明細書に含まれ、及び開示され、例えば、重量％は約５重量％、約１０重量％、または約１５重量％の下限から約３０重量％、約４０重量％、または約５０重量％の上限までであり得る。例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の固形分の総重量に基づいて、約５重量％〜約４０重量％、または約５重量％〜約３０重量％、または約１０重量％〜約３０重量％、または約１０重量％〜約４０重量％、または約１０重量％〜約５０重量％、または約１５重量％〜約３０重量％、または約１５重量％〜約４０重量％、または約１５重量％〜約５０重量％のポリマー安定剤を含み得る。コーティング組成物はまた、コーティング組成物の固形分の総重量に基づいて、約２０重量％〜約２４重量％のポリマー安定剤を含み得る。
【００４７】
ポリマー安定剤は、一実施形態において約１００以上、別の実施形態においては約１１０を超える、または、さらに別の実施形態においては約１４０を超える酸価を有することができる。ポリマー安定剤は、例えばコモノマーまたはグラフトしたモノマーのいずれかのような極性基を含む、極性ポリマーであり得る。いくつかの実施形態において、ポリマー安定剤は、例えばコモノマーまたはグラフトしたモノマーのいずれかのような極性基を有する１つ以上極性ポリオレフィンを含むことができる。酸価（滴定によって測定される際、酸官能基を中和するために必要なポリマー内のＫＯＨの、ｍｇ  ＫＯＨ／ｇでの量）は、ＡＳＴＭ  Ｄ−１３８６に従って測定することができる。
【００４８】
ポリマー安定剤の例としては、約１０重量％〜約２５重量％の範囲内の官能基を有するエチレン−アクリル酸及びエチレン−メタクリル酸コポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。官能基値（樹脂の重量パーセントとして表される官能性モノマーの量）は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ４０９４または同等物によって決定することができる。このようなポリマー安定剤の例としては、ともにＴｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、ＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）５９８０ｉまたはＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）５９９０ｉなどのＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）の商品名で入手可能なもの、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓから市販されているＮＵＣＲＥＬ（商標）、及びＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＥＳＣＯＲ（商標）、ならびに米国特許第４，５９９，３９２号、同第４，９８８，７８１号、及び同第５，９３８，４３７号に記載されているもの（その各々の全体が、参照により本明細書に組み込まれる）、及びこれらの混合物が挙げられる。また、他のエチレン−カルボン酸コポリマーを使用してもよい。本発明に有用な他のポリマー安定剤の例としては、Ｂａｋｅｒ−Ｈｕｇｈｅｓ  Ｃｏｍｐａｎｙからの、ＣＥＲＡＭＥＲ  １６０８などのＣＥＲＡＭＥＲの商品名の製品、及びＣｈｅｖｒｏｎ−Ｐｈｉｌｌｉｐｓ  ＣｏｍｐａｎｙからのＰＡ−１８ポリ酸無水物コポリマー、及びこれらの混合物などが挙げられ得る。当業者であれば、ポリマー安定剤として、いくつかの他の有用なポリマーを使用してもよいことを理解するであろう。
【００４９】
コーティング組成物は、ポリマーカップリング剤をさらに含む。ポリマーカップリング剤はコーティング組成物の形成を補助することができ、例えば、カップリング剤は、より均一な分散体を提供すること、及び／または硬化したコーティング組成物の特性を改善することを補助することができる。コーティング組成物は、コーティング組成物の、本明細書で定義される固形分の総重量に基づいて、例えば約５重量％〜約１５重量％のポリマーカップリング剤を含む。約５重量％〜約１５重量％のポリマーカップリング剤の、全ての個別の値及び部分的な範囲が、本明細書に含まれ、及び開示され、例えば、重量％は約５重量％または約６重量％の下限から約８重量％、約９重量％、または約１５重量％の上限までであり得る。例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の固形分の総重量に基づいて、約５重量％〜約８重量％、または約５重量％〜約９重量％、または約５重量％〜約１５重量％、または約６重量％〜約８重量％、または約６重量％〜約９重量％、または約６重量％〜約１５重量％のポリマーカップリング剤を含み得る。
【００５０】
ポリマーカップリング剤は、一実施形態において、１５０℃で約８０パスカル秒（Ｐａ−ｓ）未満、別の実施形態において、１５０℃で約４０Ｐａ−ｓ未満、さらに別の実施形態において、１５０℃で約２０Ｐａ−ｓ未満、またはさらに別の実施形態において、１５０℃で約１０Ｐａ−ｓ未満の溶融粘度を有することができる。溶融粘度は、例えば、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ回転式粘度計を使用するワックス粘度の測定法である、ＤＩＮ  ５３０１９またはＡＳＴＭ  Ｄ−１９８６によって決定することができる。いくつかの実施形態について、ポリマーカップリング剤は約１００未満の酸価を有し得る。
【００５１】
ポリマーカップリング剤は、修飾された、例えば官能化ポリオレフィンなどの、官能化されたポリマーを含み得る。例えば、ポリマーカップリング剤は、官能化ポリプロピレン、官能化ポリエチレンホモポリマー、カルボン酸基で修飾されたコポリマー、無水物基で修飾されたコポリマー、及びこれらの任意の組み合わせから成る群から選択され得る。ポリマーカップリング剤はまた、反応性極性基を有する低分子量化合物から選択され得る。ポリマーカップリング剤の例としては、修飾オレフィンポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。修飾オレフィンポリマーは、プロピレン−無水マレイン酸グラフトコポリマーなどのグラフトコポリマー及び／またはブロックコポリマーを含み得る。ポリマーを修飾することができる基の例としては、酸無水物、カルボン酸、カルボン酸誘導体、第一級及び第二級アミン、ヒドロキシル化合物、オキサゾリン及びエポキシド、及びイオン性化合物、ならびにこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５２】
ポリマーを修飾することができる基の具体的な例としては、不飽和環式無水物及びこれらの脂肪族ジエステル、ならびに二酸誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、無水マレイン酸、ならびにＣ１−Ｃ１０直鎖及び分枝鎖ジアルキルマレアート、Ｃ１−Ｃ１０直鎖及び分枝鎖ジアルキルフマレート、無水イタコン酸、Ｃ１−Ｃ１０直鎖及び分枝鎖イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ならびにこれらの組み合わせから選択される化合物。
【００５３】
本発明において有用であるポリマーカップリング剤の市販の例としては、ＬＩＣＯＣＥＮＥ（登録商標）６４５２（例えば、ＬＩＣＯＣＥＮＥ（登録商標）ＰＰ  ＭＡ  ６４５２）及びＬＩＣＯＣＥＮＥ（登録商標）４３５１（例えば、ＬＩＣＯＣＥＮＥ（登録商標）ＰＥ  ＭＡ  ４３５１）などの、Ｃｌａｒｉａｎｔ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＬＩＣＯＣＥＮＥ（登録商標）またはＬＩＣＯＬＵＢＥ（登録商標）の商品名で入手可能なポリマー、エチレン無水マレイン酸コポリマーであるＡＣ−５７５（商標）ならびに高密度酸化ポリエチレンであるＡＣ−３９２（商標）及びＡＣ−３９５（商標）などの、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからの商品名Ａ−Ｃ（商標）Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓのポリマー、Ｂａｋｅｒ−Ｈｕｇｈｅｓ  Ｃｏｍｐａｎｙからの商品名ＣＥＲＡＭＥＲの製品、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙのＥＸＸＥＬＯＲ（商標）ならびにＷｅｓｔｌａｋｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙのＥｐｏｌｅｎｅ、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５４】
コーティング組成物は、ポリマー性能改善剤をさらに随意に含み得る。ポリマー性能改善剤は、いくつかのコーティング用途にとって望ましい、コーティングされた物品の特定の外観特性ならびに特定の機械的及び化学的耐性特性などの、特定の性能特質を同時に提供することを補助することができる。コーティング組成物は、コーティング組成物の、本明細書で定義される固形分の総重量に基づいて、例えば０重量％〜約３５重量％のポリマー性能改善剤を含み得る。約０重量％〜約３５重量％のポリマー性能改善剤の全ての個別の値及び部分的な範囲が、本明細書に含まれ、及び開示され、例えば、重量％は約０重量％、約５重量％、または約１０重量％の下限から約１５重量％、約２０重量％、または約３５重量％の上限までであり得る。例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の固形分の総重量に基づいて、約０重量％〜約１５重量％、または約０重量％〜約２０重量％、または約０重量％〜約３５重量％、または約５重量％〜約１５重量％、または約５重量％〜約２０重量％、または約５重量％〜約３５重量％、または約１０重量％〜約１５重量％、または約１０重量％〜約２０重量％、または約１０重量％〜約３５重量％のポリマー性能改善剤を含み得る。
【００５５】
ポリマー性能改善剤は、一実施形態において例えば約６０未満、別の実施形態においては約５０未満、またはさらに別の実施形態において約４２未満の酸価を有することができる。酸価は、例えばＡＳＴＭ  Ｄ−１３８６によって決定することができる。酸価は、滴定によって測定されたときに酸官能基を中和するために必要なポリマー内のＫＯＨの、ｍｇ  ＫＯＨ／ｇでの量を指す場合がある。あるいは、パーセント官能基はフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）によって決定することができる。
【００５６】
ポリマー性能改善剤は、一実施形態において例えば約１００未満、別の実施形態においては約７０未満、またはさらに別の実施形態において約３０未満の溶融指数値を有することができる。溶融指数値は、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８によって決定することができる。本明細書において使用される場合、溶融指数値は、例えば、ポリエチレン系ポリマーについては１９０℃及び２．１６ｋｇの荷重、ならびにポリプロピレン系ポリマーについては２３０℃及び２．１６ｋｇのプランジャー荷重を有する、加熱されたシリンジを通過する、ｄｇ／分（またはｇ／１０分）におけるポリマー溶融物の量として定義することができる。
【００５７】
本開示の実施形態は、ポリマー性能改善剤が、官能化ポリエチレン、官能化ポリプロピレン、エチレン及びプロピレンの非官能化コポリマー、ならびにこれらの任意の組み合わせから成る群から選択され得ることを規定する。官能化ポリエチレンの例としては、高密度ポリエチレンなどの無水マレイン酸官能化ポリエチレンが挙げられるが、これらに限定されない。無水マレイン酸官能化ポリエチレンコポリマー、ターポリマー、及びブレンド物を使用してもよい。グラフト化または他の反応法によって、無水マレイン酸官能基をポリマー内に組み込むことができる。グラフト化の際、無水マレイン酸の組み込みのレベルは、ポリマーの重量に基づいて典型的に約３重量パーセントを下回る。
【００５８】
無水マレイン酸官能化ポリエチレンの市販の例としては、特に、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、ＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＧＲ−２０４などのＡＭＰＬＩＦＹ（商標）の商品名で入手可能なものが挙げられる。ＡＭＰＬＩＦＹ  ＧＲ−２０４は、２，５−フランジオン修飾エチレン／ヘキセン−１ポリマーである。無水マレイン酸官能化ポリエチレンの他の例は、特に、ＦＵＳＡＢＯＮＤ（商標）Ｅ−１００、ＦＵＳＡＢＯＮＤ（商標）Ｅ−１５８、ＦＵＳＡＢＯＮＤ（商標）Ｅ２６５、ＦＵＳＡＢＯＮＤ（商標）Ｅ５２８、ＦＵＳＡＢＯＮＤ（商標）Ｅ−５８９、ＦＵＳＡＢＯＮＤ（商標）Ｍ−６０３などの、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＦＵＳＡＢＯＮＤ（商標）の商品名で入手可能であり、他の無水マレイン酸グラフト化ポリエチレンポリマー、コポリマー、ターポリマーは、特に、ＰＯＬＹＢＯＮＤ（商標）３００９及びＰＯＬＹＢＯＮＤ（商標）３０２９などのＣｈｅｍｔｕｒａから入手可能なＰＯＬＹＢＯＮＤ（商標）、特にＯＲＥＶＡＣ（商標）１８５１０ＰなどのＡＲＫＥＭＡから入手可能なＯＲＥＶＡＣ（商標）、ＰＬＥＸＡＲ（商標）ＰＸ−２０４９などのＬｙｏｎｄｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙのＰＬＥＸＡＲ（商標）、また、ＹＰＡＲＥＸ  ８３０５などのＢ．Ｖ．ＤＳＭ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ＰｌａｓｔｉｃｓからＹＰＡＲＥＸの商品名で入手可能な等級、ならびにＥｘｘｅｌｏｒ（商標）ＰＥ  １０４０などのＥＸＸＥＬＯＲ（商標）の商品名で入手可能なポリマーを含み得る。他の例としては、ＡＲＫＥＭＡから入手可能なエチレン、アクリルエステル、及び無水マレイン酸のランダムターポリマーであるＬＯＴＡＤＥＲ  ４２１０が挙げられる。グリシジルメタクリレートで官能化された追加のポリエチレンを使用してもよい。ポリマー性能改善剤の他の例としては、全てＴｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＥＲＳＩＦＹ（商標）４２００、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）４０００、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）３２００、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）３０００、及びＶＥＲＳＩＦＹ（商標）３３００などの、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）の商品名で入手可能な非官能化ポリマーが挙げられる。所望される場合、上記化合物のうちの任意の２つ以上の組み合わせが使用され得る。
【００５９】
別の実施形態において、ポリマー安定剤の酸基は中和剤で部分的または完全に中和され得る。中和が所望されるとき、ある特定の実施形態において、安定剤の中和は、モル基準で２５〜２００パーセントであり得、または代替例ではモル基準で５０〜１５０パーセントであり得、または代替例ではモル基準で５０〜１６５パーセントであり得、または代替例ではモル基準で５０〜１２０パーセントであり得る。
【００６０】
好適な中和剤の例には、揮発性塩基が挙げられる。本明細書において使用される場合、「揮発性塩基」は、約１００℃〜約２００℃の範囲内の温度で、約１気圧の範囲の圧力で、蒸発（液体から気体または蒸気への変換）し得る塩基である。このような揮発性塩基の例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）、アンモニア、ヒドラジン、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、イソブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、モルホリン、ピペラジン、エチレンジアミン、及び１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン）、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。コーティング層の形成の際に揮発性塩基は酸形態に戻り、酸形態はコーティング層の基材の表面への接着の促進を補助することができる。
【００６１】
他の中和剤としては、例えば、モノエタノールアミンなどのアミンまたは２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）、またはこれらの混合物を挙げることができる。本明細書で開示される実施形態において有用なアミンとしては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、及びＴＲＩＳ  ＡＭＩＮＯ（商標）（Ａｎｇｕｓから各々入手可能）、ＮＥＵＴＲＯＬ（商標）ＴＥ（ＢＡＳＦから入手可能）、ならびにトリイソプロパノールアミン及びジイソプロパノールアミン、及びこれらの混合物が挙げられ得る。他の有用なアミンとしては、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノ−ｎ−プロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジメチルｎ−プロピルアミン、Ｎ−メタノールアミン、Ｎ−アミノエチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール、１，２−ジアミノプロパン、トリス（ヒドロキシメチル）−アミノメタン、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシルプロピル）エチレンジアミン、３−メトキシプロピルアミン、イミノビス−プロピルアミンなど、及びこれらの混合物が挙げられ得る。いくつかの実施形態において、アミンの混合物またはアミン及び界面活性剤の混合物を使用することができる。１つの実施形態では、中和剤は、ポリマーアミン（例えばジエチレントリアミン）であり得る。当業者であれば、適切な中和剤の選択が配合される特定の組成物によって左右されること、及びこのような選択が、当業者が備えている知識の範囲内であることを理解するであろう。一実施形態において、２５０℃未満の沸点を有するアミンが中和剤として使用され得る。
【００６２】
コーティング組成物は、流体媒体をさらに含む。流体媒体は、例えば水であってもよく、または代替例では、流体媒体は水と１つ以上の有機溶媒との混合物であってもよい。例えば、本発明において有用な有機溶媒は、１つ以上の水混和性溶媒または１つ以上の水不混和性溶媒、またはこれらの組み合わせを含み得る。本開示のコーティング組成物は、コーティング組成物の総体積に基づいて、約１５体積パーセント〜約９９体積パーセントの流体媒体を含む。具体的な実施形態では、流体媒体含有量は、コーティング組成物の総体積に基づいて、約３０体積パーセント〜約８０体積パーセント、または代替例では約３５体積パーセント〜約７５体積パーセント、または代替例では約４０体積パーセント〜約７０体積パーセントの範囲内であり得る。
【００６３】
コーティング組成物の流体媒体含有量は、好ましくは、固形分（基剤ポリマー（複数可）、ポリマー安定剤（複数可）、ポリマーカップリング剤、及び随意にポリマー性能改善剤（複数可））が、コーティング組成物の約１５重量パーセント〜約９９重量パーセントであるように制御され得る。具体的な実施形態において、固形分範囲はコーティング組成物の約１５パーセント〜約８５重量パーセントであり得る。他の具体的な実施形態において、固形分範囲は、コーティング組成物の約３０パーセント〜約８０重量パーセントであり得る。他の具体的な実施形態において、固形分範囲は、コーティング組成物の約３５重量パーセント〜約７５重量パーセントである。ある特定の他の実施形態において、固形分範囲は、コーティング組成物の約４０重量パーセント〜約７０重量パーセントである。
【００６４】
本開示のコーティング組成物は、随意に、ＰＣＴ公開第ＷＯ／２０１１／０１１７０７号に記載されるものなどの１つ以上の架橋剤とブレンドされ得る。これらの架橋剤は、性質が有機または無機（すなわち、亜鉛ナノ粒子）、またはこれらの混合物であり得る。本開示のコーティング組成物はまた、随意にアクリルラテックス、ビニルアクリルラテックス、スチレンアクリルラテックス、ビニルアセテートエチレンラテックス、及びこれらの組み合わせなどの１つ以上の結合剤組成物、随意に１つ以上の充填剤、触媒、湿潤剤、消泡剤、フロー剤、離型剤、スリップ剤、ブロッキング防止剤、硫黄染色をマスクするための添加剤、顔料湿潤／分散剤、沈降防止剤、ＵＶ安定剤、接着促進剤などの随意に１つ以上の添加剤、脂肪酸エステル蝋、シリコン系蝋、フッ素系蝋、ポリエチレンまたはあらゆる他の類似ポリオレフィン蝋、カルナバ蝋、ラノリン蝋などの随意に１つ以上の潤滑剤、アルミニウム及び亜鉛などの随意に１つ以上の腐食防止剤：随意に１つ以上の顔料、例えば、二酸化チタン、硫酸バリウム、雲母、炭酸カルシウム、シリカ、酸化亜鉛、粉砕ガラス、アルミニウム三水和物、タルク、三酸化アンチモン、飛散灰、及び粘土など、随意に１つ以上の共溶剤、例えば、グリコール、グリコールエーテル、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、アルコール、ミネラルスピリット、芳香族溶媒、及びベンゾエートエステルなど、随意に１つ以上の分散剤、例えば、アミノアルコール及びポリポリカルボキシレート、随意に１つ以上の界面活性剤、随意に１つ以上の保存剤、例えば、殺生物剤、防カビ剤、殺菌剤、殺藻剤、及びこれらの組み合わせ、随意に１つ以上の増粘剤、例えば、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系増粘剤、疎水性修飾アルカリ溶解性乳剤（ＵＣＡＲ  ＰＯＬＹＰＨＯＢＥ  ＴＲ−１１６などのＨＡＳＥ増粘剤）、及び疎水性修飾エトキシ化ウレタン増粘剤（ＨＥＵＲ）、または随意に１つ以上の追加の中和剤、例えば、ヒドロキシド、アミン、アンモニア、及びカーボネート、随意に１つ以上の溶媒もしくは融合助剤とブレンドされ得る。
【００６５】
さらに、コーティング組成物は、１つ以上の分散体、乳剤、懸濁液、コロイド懸濁液などとブレンドされ得る。
【００６６】
コーティング組成物は、当業者に理解されるいくつもの方法によって形成することができる。分散装置は、バッチ式、セミバッチ式、または連続方式で動作させることができる。分散体中で使用される混合器の例としては、ローター固定子、マイクロフルイダイザー、高圧ホモジナイザー、超音波、衝突噴流、Ｃｏｗｌｅｓブレード、遊星形混合器、及び押出機などの溶融混練装置が挙げられる。
【００６７】
一実施形態において、基剤ポリマー及びポリマー安定剤は、押出機内で流体媒体（例えば、水）及び随意に中和剤とともに溶融混練され、分散体を形成する。別の実施形態において、基剤ポリマー及びポリマー安定剤は化合され、次いで、流体媒体（例えば、水）及び随意に中和剤の存在下で、押出機内で溶融混練され、それにより分散体を形成する。いくつかの実施形態において、分散体はまず、約１重量％〜約２０重量％、約１重量％〜約５重量％、または約１重量％〜約３重量％の流体媒体を含有するように希釈され得、続いて分散体は約２５重量％を超える流体媒体を含むようにさらに希釈され得る。一実施形態において、さらなる希釈は、本明細書に提供されるように水及び／または溶媒によって実現され得る。
【００６８】
当業界で既知の溶融混練方法が使用され得る。いくつかの実施形態において、混練機、ＢＡＮＢＵＲＹ（登録商標）混合器、単軸押出機、または多軸押出機、例えば二軸押出機が使用される。好適な押出機システムの一例は、「Ｅｘｔｒｕｄｅｒ  Ｓｃｒｅｗ」と題されたＰＣＴ公開第ＷＯ２０１１／０６８５２５号に提供されており、それは参照により本明細書に組み込まれる。
【００６９】
本開示に従ってコーティング組成物を生成するための方法は、特に制限されない。例えば、ある特定の実施形態において、押出機、例えば、二軸押出機は、背圧調節器、溶融ポンプ、またはギアポンプと連結される。例示的な実施形態はまた、中和剤貯蔵器及び初期流体媒体貯蔵器も提供し、その各々はポンプを含む。所望の量の中和剤及び初期流体媒体が、それぞれ、中和剤貯蔵器及び初期流体媒体貯蔵器から提供される。任意の好適なポンプを使用することができ、いくつかの実施形態では、例えば約２４０バールの圧力で１分当たり約１５０立方センチメートル（ｃｃ／分）の流量を提供するポンプを使用して、中和剤及び初期流体媒体を押出機に提供する。他の実施形態において、注液ポンプは約２００バールで約３００ｃｃ／分または約１３３バールで約６００ｃｃ／分の流量を提供する。いくつかの実施形態において、中和剤及び初期流体媒体は、予熱器内で予熱される。
【００７０】
ペレット、粉体、または薄片の形態の基剤ポリマーが、供給機から押出機の注入口に供給され、ここで、基剤ポリマーが溶融または化合される。ポリマー安定剤、ポリマーカップリング剤、及びポリマー性能改善剤はまた、供給機を介して基剤ポリマーと同時に押出機中に供給されてもよく、または代替例ではポリマー安定剤は、基剤ポリマーに化合され、次いで、供給機を介して押出機中に供給され得る。代替例では、ポリマー安定剤は、乳化区画が基剤ポリマーを含む溶融化合物になる前に、注入口を介して計量され得る。いくつかの実施形態において、ポリマー安定剤は基剤ポリマーとともに添加され、他の実施形態において、ポリマー安定剤は二軸押出機に別々に提供される。次いで、溶融されたポリマーは、押出機の混合及び搬送区画から乳化区画に送達され、ここで、流体媒体及び中和剤貯蔵器からの初期量の流体媒体及び中和剤が注入口を通して添加される。いくつかの実施形態において、ポリマーカップリング剤及びポリマー性能改善剤は、追加的または排他的に流体媒体の流れに添加され得る。
【００７１】
いくつかの実施形態において、さらなる流体媒体が、流体媒体注入口を介して、流体媒体貯蔵器から押出機の希釈区画及び冷却区画へ添加され得る。典型的には、分散体は冷却区画において少なくとも約３０重量パーセントの流体媒体に希釈される。さらに、希釈混合物は、所望の希釈水準が達成されるまで複数回希釈され得る。いくつかの実施形態において、分散体は、押出機から出た後、好適な熱交換器の使用によってさらに冷却される。他の実施形態において、流体媒体は、二軸押出機ではなくむしろ、溶融物が押出機から出た後に、その樹脂溶融物を含有する流れに添加される。この方法では、押出機内の蒸気圧力（例えば、蒸気圧）の蓄積が排除され、ローター固定子混合器などの二次混合装置内で水性分散体が形成され得る。
【００７２】
別の実施形態では、コーティング組成物は、溶融混練押出機を使用せずに、連続高剪断混合器において形成することができる。この実施形態において、１つ以上の液体または溶融した基剤ポリマーを含む第１の流れが、好適な液体ポンプ、例えば、シリンジポンプ、ギアポンプ、またはプログレッシブキャビティポンプから連続高剪断混合器に供給される。第１の流れは、第１の導管を通して流れ、連続して、第２の導管を通して流れる流体媒体を含有する第２の流れと合流する。第１の流れ及び第２の流れは、ポリマー安定剤、ポリマーカップリング剤、及びポリマー性能改善剤ならびに中和剤の存在下で、分散機内に合流する。薬剤は、第１の流れもしくは第２の流れのいずれかに、または別の流れとして、添加することができる。流体媒体（例えば、水）を含む第３の流れが、分散機から下流に添加され得る。流れの流速を調節し、所望の量のポリマー相及び固形分率を有する分散体を得る。
【００７３】
分散機は、いくつかの連続インライン混合器のうちのいずれか、例えば、ＩＫＡ高剪断混合器、Ｏａｋｅｓローター固定子混合器、Ｒｏｓｓ混合器、Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ混合器、または遠心ポンプであり得る。分散機の回転毎分（ｒｐｍ）設定を使用して、分散体中の分散された疎水相の粒径の制御を補助することができる。系は、ポンプ操作のために好適な粘度でポリマー及び中和剤成分を提供するように加熱され得る。蒸気形成は、プロセスの終わり近くで背圧調整器、ギアポンプ、計量ポンプ、または他の好適な装置を使用して、圧力を制御することにより、低減される。いくつかの実施形態において、分散体は、分散機から出た後、好適な熱交換器の使用によってさらに冷却される。
【００７４】
別の実施形態において、コーティング組成物は、高剪断混合器を使用するバッチまたはセミバッチ処理で形成することができ、混合器は、例えば蒸気形成を低減させるために、例えば加圧タンク内に配置され得る。分散体の全てまたは少なくとも一部分は、処理中にタンクから除去され、好適な熱交換器の使用によって、随意に冷却される。
【００７５】
所望される場合、コーティング組成物の調製時に、随意に１つ以上の添加剤が、コーティング組成物に添加され得る。本発明のコーティング組成物において有用な添加剤としては、例えば、充填剤；触媒；架橋剤；湿潤剤；消泡剤；フロー剤；離型剤；スリップ剤；ブロッキング防止剤；硫黄染色をマスクするための添加剤；顔料湿潤／分散剤；沈降防止剤；ＵＶ安定剤；接着促進剤；脂肪酸エステル蝋、シリコン系蝋、フッ素系蝋、ポリエチレン、もしくは任意の他の類似ポリオレフィン蝋、カルナバ蝋、ラノリン蝋、もしくはこれらの混合物などの潤滑剤；アルミニウム、亜鉛、もしくはこれらの混合物などの腐食防止剤；二酸化チタン、雲母、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ、酸化亜鉛、粉砕ガラス、アルミニウム三水和物、タルク、三酸化アンチモン、飛散灰、及び粘土など、もしくはこれらの混合物などの顔料；染料；グリコール、グリコールエーテル、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、アルコール、ミネラルスピリット、及びベンゾエートエステルなど、もしくはこれらの混合物などの共溶剤；アミノアルコール、ポリカルボキシレート、もしくはこれらの混合物などの分散剤；界面活性剤；消泡剤；殺生物剤、防カビ剤、殺菌剤、殺藻剤、及びこれらの組み合わせなどの保存剤；ヒドロキシエチルセルロース、疎水性修飾アルカリ溶解性乳剤（ＵＣＡＲ  ＰＯＬＹＰＨＯＢＥ  ＴＲ−１１６などのＨＡＳＥ増粘剤）、及び疎水性修飾エトキシ化ウレタン増粘剤（ＨＥＵＲ）、もしくはこれらの混合物を含むセルロース系増粘剤などの増粘剤；またはヒドロキシド、アミン、アンモニア、及びカーボネートなどの追加の中和剤が挙げられる。上記の化合物のうちのいずれかが、コーティング組成配合物に添加され得るか、または代替例では、分散体配合プロセス後に分散体に添加され得る。
【００７６】
コーティング組成物の調製時に、ポリマー安定剤もまた、分散体配合プロセス後に分散体に添加され得る。
【００７７】
随意に、基剤ポリマーの分散時に、別のポリマー分散体または乳剤が、分散体の水相の一部分として使用され得る。例としては、アクリル、エポキシ、ポリエステル、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリアミドなどを含有する、分散体、乳剤、懸濁液、またはコロイド懸濁液が挙げられるが、これらに限定されない。
【００７８】
例となる溶媒及び希釈剤としては、グリコールエーテル、アルコール、芳香族炭化水素、ホワイトスピリット、分岐状ケトン、及びエステルなどの芳香族化合物、ならびにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。例示的な添加剤としては、触媒、潤滑剤、湿潤剤、消泡剤、フロー剤、離型剤、スリップ剤、ブロッキング防止剤、硫黄染色をマスクするための添加剤、顔料湿潤／分散剤、沈降防止剤、ＵＶ安定剤、接着促進剤、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。顔料としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、亜鉛、アルミニウム、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００７９】
本発明の一実施形態は、成分（ｂ）として有用である噴霧乾燥保護粉体コーティング層を得るために、エポキシ樹脂を水性分散体組成物に添加することを含む。例えば、エポキシド化合物は、任意の従来のエポキシド（またはエポキシ）化合物であり得る。
【００８０】
本発明の水性分散体に添加されるエポキシ化合物の一実施形態は、例えば単独で使用される単一のエポキシ化合物であり得るか、または、参照により本明細書に組み込まれる、Ｌｅｅ，Ｈ．ａｎｄ  Ｎｅｖｉｌｌｅ，Ｋ．，  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｅｐｏｘｙ  Ｒｅｓｉｎｓ，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ  Ｂｏｏｋ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９６７、第２章２−１〜２−２７頁に記載される、任意のエポキシ化合物などの、当業界において既知の２つ以上のエポキシ化合物の組み合わせであり得る。好ましい実施形態において、エポキシ化合物は、例えば、多官能性アルコール、フェノール、脂環式カルボン酸、芳香族アミン、またはアミノフェノールとエピクロロヒドリンとの反応生成物に基づくエポキシ樹脂を含み得る。いくつかの非限定的な実施形態は、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、及びパラ−アミノフェノールのトリグリシジルエーテルを含む。当業界で既知の他の好適なエポキシ樹脂は、例えばエピクロロヒドリンと、オルトクレゾールノボラック、炭化水素ノボラック、及び、フェノールノボラックとの反応生成物を含む。エポキシ化合物はまた、例えば、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１（登録商標）、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３２、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３５４、Ｄ．Ｅ．Ｒ．５８０、Ｄ．Ｅ．Ｎ．４２５、Ｄ．Ｅ．Ｎ．４３１、Ｄ．Ｅ．Ｎ．４３８、Ｄ．Ｅ．Ｒ．７３６、またはＤ．Ｅ．Ｒ．７３２、ＤＥＲ  ６６７、ＤＥＲ  ６６９、ＯＵＤＲＡＳｐｅｒｓｅ  ＷＢ  ３００１、４００１、または６００１エポキシ樹脂などの、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なエポキシ樹脂製品から選択され得る。
【００８１】
１つの好ましい実施形態において、固形エポキシ（例えば、１種類を超える固形エポキシ）の水性分散体が、本発明において使用され得る。
【００８２】
一般的に、エポキシ末端プレポリマーを生成するために使用されるエポキシドの量は、過量で使用され、エポキシ末端プレポリマー組成物を作製するための成分の重量に基づいて、一実施形態において約１０重量％〜約４５重量％、別の実施形態においては約１５重量％〜約４５重量％、及びさらに別の実施形態においては約１０重量％〜約２５重量％であり得る。
【００８３】
本発明の水性分散体に添加され得る他の随意の化合物としては、例えば、顔料分散体、他のポリオレフィン分散体、エポキシ硬化剤、ＰＯＤ架橋剤及び触媒など、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００８４】
本発明において使用され得る代替の界面活性剤は、例えばＢａｋｅｒ  Ｈｕｇｈｅｓ，Ｉｎｃから入手可能なＵｎｉｃｉｄ  ３５０を含む。別の実施形態において、本組成物内で追加の界面活性剤が使用されるとき、組成物内で使用されるＰｒｉｍａｃｏｒ  ５９８０ｉの必要量は、約６０℃を超える温度で粉体が乾燥されることを可能にするために、最小化され得る。例えば、組成物内のＰｒｉｍａｃｏｒ  ５９８０ｉの濃度は、一実施形態において約１５重量％未満の水準、別の実施形態においては約１０重量％未満の水準に低減され得る。
【００８５】
一般に、本発明の水性分散体組成物を調製するための方法は、液体溶融材料を形成するための成分の組み合わせを溶融するために、要求される、随意の成分を押出機内で溶融ブレンドすることを含む。例えば、一実施形態において、以下の成分の組み合わせが押出機を通して処理され得る：（ｉ）Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＨＤＰＥ  ＤＭＤＡ−８９４０  ＮＴなどの基剤ポリマー、（ｉｉ）Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＧＲ−２０４などのポリマー性能改善剤、（ｉｉｉ）Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）５９８０ｉなどのポリマー安定剤、（ｉｖ）Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＬＩＣＯＣＥＮＥ（登録商標）ＰＥ  ＭＡ  ４３５１などのポリマーカップリング剤、随意に溶融ブレンド物を形成するための任意の他の望ましい添加剤、ならびに、次いで（ｖ）水などの流体媒体及び（ｖｉ）ＤＭＥＡなどの中和剤を溶融ブレンド物に添加すること。
【００８６】
水性分散体の全ての化合物は、粉体コーティング用途における使用のための、所望の特性のバランスを有する、有効な水性分散体組成物の調製を可能にする温度で典型的に混合され、分散される。例えば、全ての成分を混合する間の温度は、概して、一実施形態において約１００℃〜約２００℃、別の実施形態においては約１４０℃〜約１７０℃であり得る。
【００８７】
本発明の水性分散体の調製、及び／またはその任意のステップは、バッチまたは連続処理であり得る。この処理で使用される混合器材は、当業者に周知である任意の容器及び補助器材であり得る。
【００８８】
本発明のポリオレフィン粉体を調製するための方法は、水性分散体を噴霧乾燥すること、及び随意にポリオレフィン分散体とエポキシ分散体とのブレンド物を噴霧乾燥することを含む。噴霧乾燥が乾燥粉体を生成する方法の１つの好ましい実施形態である一方、他の可能な方法としては、例えば、（ｉ）分散体を蒸発皿で乾燥させるステップと、（ｉｉ）次いで蒸発皿で乾燥させた材料を細かい粉体へと磨砕するステップと、を含む２ステッププロセスが挙げられ得、水での洗浄及び乾燥による水性分散体の濾過が続く。
【００８９】
金属管などの基材は、まずＦＢＥで覆われる。次いで、噴霧乾燥粉体コーティングがＦＢＥの少なくとも一部分上に適用される。
【００９０】
噴霧乾燥粉体が、次いで硬化される。
【００９１】
粉体コーティング組成物の硬化は、所定の温度で、及び保護コーティング層を生成するために組成物を硬化させるのに十分な所定の期間、実行され得る。例えば、配合物を硬化させる温度は、一実施形態において概して約１８０℃〜約２５０℃、別の実施形態においては約２００℃〜約２４０℃、及びさらに別の実施形態においては約２２０℃〜約２３０℃であり得る。
【００９２】
一般的に、粉体コーティング組成物の硬化時間は、一実施形態において約０．５分〜約１０分、別の実施形態においては約１．０分〜約５分、及びさらに別の実施形態においては約２．０分〜約３分から選択され得る。約１．０分の期間未満では十分な硬化状態を確実にするためには時間が短すぎ得、約１０分超では実用的または経済的であるためには時間が長すぎ得る。
【００９３】
例えば、本発明のコーティングは、一実施形態において、概してコーティングのミリメートル当たり約１．０〜約１０．０ジュール（Ｊ／ｍｍ）、別の実施形態においては約２．０〜約５．０Ｊ／ｍｍ、及びさらに別の実施形態においては約３．０〜約４．０Ｊ／ｍｍの衝撃抵抗を呈する。コーティングの衝撃抵抗は、ＣＳＡ  Ｚ２４５．２０の条項１２．１２に記載される方法によって測定され得る。
【００９４】
本発明は、様々な最終使用の用途のための保護コーティングを生成するために主に使用される。例えば、コーティングは輸送管路構造内で使用される鋼管を腐食から保護するため、コンクリート補強鉄筋（鉄筋）、及び粉体コーティングまたは流動床式技術を使用する、多種多様な弁、取り付け用具などの配管連結部に使用され得る。
【００９５】
本発明のコーティングの特性は、コーティングが様々な他の分野及び用途に使用されることを有利に可能にする。例えば、コーティングは、塗料及び他のコーティング業界で保護コーティングとして使用され得る。
【００９６】
本発明のコーティングは、例えば、金属管のために保護コーティングを提供するために使用される。一旦、本発明の様々な層が調製されると、当業界の従来の方法及び既知の技術が金属管上にコーティング層を適用するために使用され得る。例えば、参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第ＵＳ２００４／０１９１５１５Ａ１号は、金属管へのコーティング方法を行う方法を記載し、概してかかる方法は本発明における金属管用のコーティングを調製するために使用され得る。
【００９７】
一般的に、管をコーティングする方法は、（１）白色合金仕上げのために管を清掃するステップと、（２）目標温度まで管を加熱するステップと、（３）管の表面にＦＢＥコーティングを適用するステップと、（４）ＦＢＥコーティングの表面に１つ以上の保護層（複数可）を適用するステップと、（５）コーティングされた管を急冷するステップと、を含む。
【実施例】
【００９８】
以下の実施例及び比較実施例は、本発明をさらに詳細に図示するが、その範囲を制限するとは解釈されない。
【００９９】
以下の実施例で使用される様々な用語及び記号は、以下の本明細書で説明される。
【０１００】
「ＤＭＥＡ」はＮ，Ｎ−ジメチルエタノールアミンの略語である。
【０１０１】
「ＰＰ」はポリプロピレンの略語である。
【０１０２】
「ＨＤＰＥ」は高密度ポリエチレンの略語である。
【０１０３】
「ＰＯＤ」はポリオレフィン分散体の略語である。
【０１０４】
３Ｍ（登録商標）ＳＣＯＴＣＨＫＯＴＥ（登録商標）溶着エポキシコーティング２２６Ｎは、粉体コーティングであり、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
【０１０５】
ＰＯＬＹＡＲＭＯＲ（登録商標）Ｇ  １７は、ＰＲＯＴＥＣＨ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている熱可塑性粉体コーティングであり、市販の対照として実施例において使用される。
【０１０６】
ＨＤＰＥ  ＤＭＤＡ−８９４０ＮＴは、高密度ポリエチレンでありＴｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
【０１０７】
ＡＭＰＬＩＦＹ（登録商標）ＧＲ−２０４は、２，５−フランジオン修飾エチレン／ヘキセン−１ポリマーであり、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
【０１０８】
ＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）ＧＡ１９００は、エチレン−１−オクテンコポリマーであり、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
【０１０９】
ＰＲＩＭＡＣＯＲ（登録商標）５９８０ｉは、エチレン／アクリル酸コポリマーであり、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
【０１１０】
ＬＩＣＯＣＥＮＥ（登録商標）ＰＥ  ＭＡ  ４３５１は、エチレン／無水マレイン酸コポリマーであり、Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。
【０１１１】
６Ｄ４３ポリプロピレンは、エテンを有する１−プロペン，ポリマーであり、Ｂｒａｓｋｅｍ  Ｃｏｒｐから市販されている。
【０１１２】
ＢＨＸ−１００８３は、マレイン化プロペンホモポリマーであり、Ｂａｋｅｒ  Ｈｕｇｈｅｓから市販されている。
【０１１３】
ＢＨＸ−１００１６は、マレイン化プロペンホモポリマーであり、Ｂａｋｅｒ  Ｈｕｇｈｅｓから市販されている。
【０１１４】
Ｕｎｉｃｉｄ（登録商標）３５０は、モノカルボン酸官能性アルカンであり、Ｂａｋｅｒ  Ｈｕｇｈｅｓ，Ｉｎｃから市販されている。
【０１１５】
ＤＥＲ（登録商標）６６９Ｅは、２５００〜４０００グラム／当量のＥＥＷを有するエポキシ樹脂であり、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
【０１１６】
ＤＥＲ（登録商標）６６７Ｅは、１６００〜１９５０グラム／当量のＥＥＷを有するエポキシ樹脂であり、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
【０１１７】
ＤＥＲ（登録商標）３３１は、１８２〜１９２グラム／当量のＥＥＷを有するエポキシ樹脂であり、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
【０１１８】
Ｅ−Ｓｐｅｒｓｅ（登録商標）１００は、陰イオン性の界面活性剤であり、Ｅｔｈｏｘ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されている。
【０１１９】
ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）Ｆ１０８は、非イオン性の界面活性剤であり、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。
【０１２０】
ＤＯＷＦＡＸ（登録商標）２Ａ１は、陰イオン性の界面活性剤であり、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
【０１２１】
３Ｍ（商標）ＳＣＯＴＣＨＫＯＴＥ（登録商標）溶着エポキシコーティング２２６Ｎは、溶着エポキシであり、３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。
【０１２２】
水性分散体または乾燥粉体を、様々な特性を測定するために、以下の試験手順に従い試験した。
【０１２３】
粒径測定
ＣＯＵＬＴＥＲ（登録商標）ＬＳ−２３０またはＣＯＵＬＴＥＲ  ＬＳ−１３−３２０粒径分析器（Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して、粒径を測定した。
【０１２４】
噴霧乾燥粉体の平均粒径を測定するために、粉体を脱イオン（ＤＩ）水中に１重量パーセント（％）の固形分で分散し、３０秒（複数可）で２回ボルテックスした。粉体の粒径を、Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ  ＬＳ  １３  ３２０レーザー光回析粒径分析器で、機器のソフトウェアによって予め決定される光学モデルを使用して測定した。粉体の体積平均粒径を決定した。
【０１２５】
固形分率の測定
固形分率を、マイクロ波固形分分析器または赤外線固形分分析器を使用して測定した。使用した１つの分析器は、ＯＨＡＵＳ（登録商標）ＭＢ４５赤外線湿度分析器（Ｏｈａｕｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能）であった。
【０１２６】
コーティングの様々な特性を測定するために、コーティングしたパネルを以下の試験手順に従って試験した。
【０１２７】
厚さ測定
コーティング層の厚さを、ＰＯＳＩＴＥＣＴＯＲ（登録商標）６０００コーティング厚計量器を使用する、鉄の基剤に適用される非磁性コーティングの乾燥フィルム厚の非破壊測定である、ＡＳＴＭ−Ｄ  １１８６−９３に従って測定した。あらゆるコーティングを有さない標準パネルを較正のために使用した。コーティングしたパネル上のコーティング層の厚さは、最低４つの別の測定値の平均であった。測定した厚さを、ミル（２５マイクロメートル／ミル）で報告する。
【０１２８】
接着力
コーティング層の「クロスハッチ接着力」を、ＡＳＴＭ−Ｄ  ３３５９−０８に従って測定した。この手法は、隣接する切り込みと１ミリメートル（ｍｍ）間隔で各方向に１０個の切り込みを有する正方格子パターンを作製することを含む。切り込み領域に感圧テープを適用し、基材表面と並行にテープを引く。接着力を目視観測によって評価し、「０Ｂ」〜「５Ｂ」の尺度を下の表に記載されるように使用して結果を示し、「５Ｂ」は基材への完全な接着を示し、「０Ｂ」は基材からのコーティングの完全な除去を示す。
【０１２９】
［表］
2017523259.tif 000003
【０１３０】
酸／塩基抵抗
コーティング層の耐酸性を、９８％（質量分率）の硫酸、３７％（ｋｇ  ＨＣｌ／ｋｇ）の塩酸、及び酢酸（規定度１２）を使用して試験し、コーティング層の塩基抵抗を、５０％（ｋｇ  ＮａＯＨ／ｋｇ）の水酸化ナトリウムを使用して試験した。この方法は、コーティング表面上への酸または塩基の各々の滴を置き、次いで蒸発を阻害するために酸／塩基／メタノールの上にプラスチックキャップを置くことを含む。酸または塩基は、コーティングの曝露を維持するために、必要に応じて添加できる。試料を７日間、室温（約２３℃）に保ち、次いで水で完全にすすいだ。この試料が乾燥した後、コーティング層の接着力を試験し、暴露後のコーティングの接着力に基づいてその性能を「１」〜「５」の尺度で評価し、「５」は無傷のコーティングを示し、「１」は完全に腐食したコーティングを示す。
【０１３１】
溶媒抵抗（ＭＥＫ二重摩擦値）
コーティング層の溶媒抵抗をＡＳＴＭ  Ｄ４７５２に従い、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）を使用して試験した。この方法においては、一切れの綿製チーズクロスを使用し、銅ワイヤを０．６８ｋｇのハンマーに取り付けて、試料を試験する。チーズクロスをＭＥＫに浸し、次いでコーティング上に置く。ハンマーを前方に押し、次いで、１サイクル当たりおよそ１秒の速度で戻す。損傷または離層のあらゆる徴候に関して、２０二重摩擦サイクル毎にコーティング層を目視で検査する。この手順を、裸のパネルが現われるまで（この観測点で、二重摩擦の数を試料に対するＭＥＫ二重摩擦（ＤＲ）結果として記録する）、または合計で２００二重摩擦に達するまで繰り返す。あるいは、ＤＪＨ  Ｄｅｓｉｇｎｓから入手可能な自動試験機を二重摩擦の数を測定するために使用してもよい。自動試験機は、約０．１５ｋｇ／ｃｍ２の圧力を加える荷重ブロックに付けられた綿パッドを動かすことによって半自動様式で、コーティングしたパネルを横切る後退及び前進運動で作動する。各後退及び前進は、１つの二重摩擦と称される。
【０１３２】
衝撃抵抗
ＡＳＴＭ  Ｄ−２７９４に従い、ＧＡＲＤＮＥＲ（登録商標）落錘衝撃試験機を使用して、コーティング層の衝撃抵抗を測定した。この方法において、直接的及び間接的両方の様式で窪みを測定し、測定単位はインチ−ポンド（２．５４−である。
【０１３３】
マンドレルくさび曲げ
ＡＳＴＭ  Ｄ５２２−９３ａに従い、円錐形マンドレルを使用して、コーティング層のマンドレルくさび曲げの可撓性を試験した。測定値は、マンドレルの小さい方の末端から、亀裂が停止したところまでのミリメートルである。
【０１３４】
ホットウエット接着力
コーティング層のホットウエット接着力を、７５±３℃で、２日、４日、７日、及び１４日後に測定した。この方法を使用して、試験検体を７５℃に温度制御された水道水浴中に浸漬した。設定した間隔で検体を浴から除去し、除去の１時間（時）以内に、万能ナイフでおよそ３０ｍｍ×１５ｍｍの矩形をコーティング層から基材まで全体を通して刻みつける。コーティングの接着性能を、万能ナイフのてこ作用へのコーティングによって明示される抵抗に応じて、（以下の陰極剥離試験方法に記載されるように）「１」〜「５」（「１」が最高であり「５」が最低である）の尺度で順位付けする。
【０１３５】
陰極剥離
コーティング層の陰極剥離を測定するために、６．４ｍｍの直径の塗り残しを、鋼鉄基材を露出させるためにコーティング層を通して穿孔する。中空のプラスチックシリンダーを、塗り残し上の中心に置き、３％の生理食塩水で充填し、蓋で覆う。検体上に準備されるむき出しの部分を陰端子に取り付ける一方で、参照電極を溶液中に挿入し、ＤＣ電源装置の陽端子と接続する。３．５ボルト（Ｖ）（カロメル照合電極に対して陰性）を印加する間、組立体を４８時間、６５℃で、オーブン内に置く。試験完了時にセルを取り外し、試験検体を天板上で空冷する。１時間以内に、塗り残しの下塗剤の下に刃の先端を挿入し、一定の抵抗が経験されるまで下塗剤をてこ作用で動かすことによって、コーティングの剥離を、万能ナイフを使用して評価する。結果として生じる剥離の半径を、元の塗り残しの縁から記録する。
【０１３６】
低温度衝撃抵抗
コーティングしたパネルの低温度衝撃抵抗は以下のように試験することができる：まずコーティングしたパネルをＴｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｒｅｖｃｏ（登録商標）超低温度大型冷凍庫内に置き、試験前に少なくとも４時間、−３２℃まで冷却する。冷蔵庫からコーティングを除去するとき、冷却した検体を衝撃試験機内の磁化したステージ上に水平方向に取り付ける。１．５ジュール（Ｊ）単位で予め設定した高さから１．８２ｋｇの質量を落下させることによって、衝撃エネルギーをコーティングしたパネルに印加する。全ての試験を３０秒以内に完了させる。試験した、コーティングしたパネル試料を、室温まで温める。コーティング表面を、ペーパータオルを使用し軽く叩いて乾かした後、ＤＣ塗り残し試験機を使用して全ての不十分なコーティングを検出する。
【０１３７】
実施例１〜９−分散体の調製
実施例（実施例）１〜９において、表Ｉに記載される成分及び条件を使用する様々な水性分散体を、以下の一般的手順を使用して調製した。
【０１３８】
表Ｉに列挙する成分１〜４を、速度を制御した供給機を使用して、直径２５ｍｍの二軸押出機内へ表Ｉに示されるグラム／分（ｇ／分）での供給速度で供給した。成分１〜４を押出機に通し液体溶融材料を形成するように溶融する。
【０１３９】
押出機温度の分布がおよそ１６０℃まで増加した。水及び中和剤を一緒に混合し、初期水導入場所での中和のため、表Ｉに示された速度で押出機に供給した。次いで希釈水を、表Ｉに示される速度で、希釈領域の２つの位置（第１及び第２の位置）で、押出機の希釈領域内へ、２つの別のポンプを介して供給した。押出機の温度分布を、押出機端部近くで１００℃未満の温度まで冷却した。押出機の速度は、およそ１，２００の毎分回転数（ｒｐｍ）であった。押出機出口での押出機の筒内の圧力を、蒸気形成を低減するように適合された圧力に調製するために背圧調節器を使用した（概して、圧力は約２ＭＰａ〜約４ＭＰａであった）。
【０１４０】
水性分散体生成物を押出機から押し出した。水性分散体を２００マイクロメートル（μｍ）の濾過器を通して濾過した。結果として得られる濾過した水性分散体は、重量パーセント（重量％）で測定する固形分を有し、分散体の固形分粒子はミクロン（またはマイクロメートル）で測定する平均粒径を有する。水性分散体の固形分を、赤外線固形分分析器を使用して測定し、水性分散体の固形分粒子の粒径を、ＣＯＵＬＴＥＲ（登録商標）ＬＳ−２３０粒径分析器（Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能）を使用して測定した。分散体の固形分粒子の固形分及び平均粒径（ＰＳ）を、表Ｉに記載する。
【０１４１】
【表Ｉ】
2017523259.tif 000004
【０１４２】
実施例１０〜１２−エポキシ／ポリオレフィンブレンド分散体の調製
上記の実施例４のポリオレフィン分散体を、実施例６のエポキシ分散体とブレンドして、１０％のエポキシ／９０％のポリオレフィンのブレンド物（実施例１０）を作製する。
【０１４３】
上記の実施例５のポリオレフィン分散体を、実施例６のエポキシ分散体とブレンドして、１０％のエポキシ／９０％のポリオレフィンのブレンド物（実施例１１）を作製する。
【０１４４】
実施例２のポリオレフィン分散体を、実施例７のエポキシ分散体とブレンドして、１０％のエポキシ／９０％のポリオレフィンのブレンド物（実施例１２）を作製する。
【０１４５】
上記のブレンドにおいて、ブレンド物を噴霧乾燥する前の１時間以内にエポキシ分散体をポリオレフィン分散体と混合する。
【０１４６】
実施例１０〜１２で調製するポリオレフィンとエポキシ分散体との上記ブレンド物のうちのいくつかの特性を、表ＩＩに示す。
【０１４７】
実施例１３及び１４−ポリオレフィン／ポリオレフィンブレンド分散体の調製
ポリオレフィン分散体ブレンド物（実施例１３）を形成するために、ポリオレフィン分散体ブレンド物を、実施例１の分散体と実施例８のポリオレフィン分散体とをブレンドすることによって調製した。上記のポリオレフィン分散体ブレンド物を調製するにあたり、実施例８の分散体１０％対実施例１の分散体９０％の比率で分散体をブレンドした。
【０１４８】
ポリオレフィン分散体ブレンド物（実施例１４）を形成するために、実施例１の分散体と実施例９のポリオレフィン分散体とをブレンドすることによって、別のポリオレフィン分散体ブレンド物を調製した。上記のポリオレフィン分散体ブレンド物を調製するにあたり、実施例９の分散体１０％対実施例１の分散体９０％の比率で分散体をブレンドした。
【０１４９】
実施例１３〜１４で調製される上記の分散体ブレンド物の特性を、表ＩＩに示す。
【表ＩＩ】
2017523259.tif 000005
【０１５０】
実施例１５〜２３−噴霧乾燥粉体の調製
実施例１〜１４で調製するポリオレフィン分散体及びポリオレフィン／エポキシ分散体ブレンド物を含む本発明の水性ポリマー組成物を、以下の一般的手順に従って、実施例１５〜２３を調製するために噴霧乾燥した。
【０１５１】
二流体ノズル噴霧器を、ＭＯＢＩＬＥ  ＭＩＮＯＲ（登録商標）２０００  Ｍｏｄｅｌ  Ｈ噴霧乾燥機（ＧＥＡ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｉｎｃ．から入手可能）上に装備した。ノズルへの窒素圧力を、約６．０ｋｇ／時間の空気流と同等である５０％の流量で、１バール（１００ｋＰａ）で固定した。ガラス瓶を、サイクロン開口部の底に弁を有する乾燥機のサイクロンの下に置いた。水性分散体（オレフィンまたはオレフィン−エポキシ分散体）の各々を、個別でまたはブレンド物として、（約４０〜５０重量％固形分）乳剤供給ポンプによって乾燥機の加熱したチャンバ内へポンプ輸送した。噴霧乾燥プロセスを、乾燥機の注入口温度を１２０℃に固定して、窒素（Ｎ２）雰囲気で行った。乾燥機の出口温度を、分散体の供給速度を調整する（概して毎分約２０〜３０ミリリットル［ｍＬ／分］の供給速度で）ことによって、約４５℃に制御した。いくつかの実施例において、疎水性表面修飾ＣａＣＯ３（Ｓｏｌｖａｙ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからのＷＩＮＮＯＦＩＬ（登録商標）Ｓ）を、固化防止剤として作用するように噴霧乾燥機の加熱したチャンバ内へ供給した。添加した修飾ＣａＣＯ３の量は、配合物の総量に基づいて約１重量％であった。結果として得られる乾燥粉体のほとんどを、サイクロンに取り付けられたガラス瓶内に回収した。乾燥粉体の平均粒径が、約１０μｍ〜約８０μｍの範囲内にあることを測定した。
【０１５２】
表ＩＩＩは、上記の噴霧乾燥手順によって調製する、様々なポリオレフィン粉体及びポリオレフィン−エポキシハイブリッド粉体のいくつかの特性を示す。
【０１５３】
【表ＩＩＩ】
2017523259.tif 000006
【０１５４】
実施例２４〜３０−鋼鉄基材上のＰＯＤ粉体コーティング
概して８００ミクロンの厚さの、リン酸で処理した鋼板（Ｑ−パネル）を、ＮＯＲＤＳＯＮ（登録商標）Ｓｕｒｅ  Ｃｏａｔ手動カップスプレーガンを使用して、３７〜１５０ミクロンのポリオレフィンまたはポリオレフィン／エポキシ粉体でコーティングした。スプレーガンのパラメータは９５ｋＶであり、６８．９ｋＰａで流動化し、噴霧し、及び補助的な空気が流れる。粉体をパネルに適用した後、パネルを２００℃まで加熱した。粉体の適用に従い、パネルを５分間（分）、１４０〜２００℃で硬化させた。対照的に、比較材料ＰＯＬＹＡＲＭＯＲ（登録商標）Ｇ−１７を２００℃で２０分間硬化させた。
【０１５５】
実施例３１〜３４−ＦＢＥ／ＰＯＤコーティングの調製
Ａ部−２層ＦＢＥ／ＰＯＤコーティングの一般的な粉体コーティング手順
３Ｍ（商標）ＳＣＯＴＣＨＫＯＴＥ（登録商標）溶着エポキシコーティング２２６Ｎ（対照番号１）の調製を、以下のように実行する：４枚の鋼板（７６ｍｍ×２０３ｍｍ×３ｍｍ）を３０分間、２４０℃で予熱する。各パネルを、当業者に周知である流動床式法を使用して、３Ｍ（商標）ＳＣＯＴＣＨＫＯＴＥ（登録商標）溶着エポキシコーティング２２６Ｎでコーティングする。各コーティングしたパネルを、後硬化用オーブン内で３分間、２４０℃で後硬化させる。硬化した、コーティングしたパネルをオーブンから除去し、パネルを約２〜３分間急冷するために水容器内に置く。パネルのコーティング厚を測定し、厚さは約３８０μｍ〜約４１０μｍであり得る。
【０１５６】
あるいは、３Ｍ（登録商標）ＳＣＯＴＣＨＫＯＴＥ（登録商標）溶着エポキシコーティング２２６Ｎ（対照番号２）の調製を以下のように実行する：４枚の鋼板（７６ｍｍ×２０３ｍｍ×３ｍｍ）を２４０℃で３０分間。各パネルを、当業者に周知である流動床式法を使用して、３Ｍ（登録商標）ＳＣＯＴＣＨＫＯＴＥ（登録商標）溶着エポキシコーティング２２６Ｎでコーティングする。各コーティングしたパネルを、後硬化用オーブン内で３分間、２４０℃で後硬化させる。硬化した、コーティングしたパネルをオーブンから除去し、約２〜３分間急冷するために水容器内に置く。パネルのコーティング厚を測定し、厚さは約２００μｍ〜約２５０μｍであり得る。
【０１５７】
上記のＰＯＤコーティングの各々を用いた溶着エポキシ基材のコーティングを以下のように実行する：各パネルを、当業者に周知である流動床式法を使用して、３Ｍ（商標）ＳＣＯＴＣＨＫＯＴＥ（登録商標）溶着エポキシコーティング２２６Ｎでコーティングする。各パネルのコーティング厚を測定し、厚さは約２００ミクロン〜約２５０ミクロンであり得る。各コーティングしたパネルを、後硬化用オーブン内で１．５分間、２４０℃で後硬化させる。硬化した、コーティングしたパネルをオーブンから除去し、スプレーブース内の銅棒上に置く。コーティングしたパネルの温度が２００℃まで冷めたとき、各パネルを、ＮＯＲＤＳＯＮ（登録商標）Ｓｕｒｅ  Ｃｏａｔ手動カップガンを使用して、各ＰＯＤ粉体で噴霧コーティングした。スプレーガンのパラメータは９５ｋＶであり、６８．９ｋＰａで流動化し、噴霧し、及び補助的な空気が流れる。粉体をパネルに適用した後、パネルを２００℃まで加熱する。上記のプロセスをさらに３回繰り返す。合計で４枚のパネルを上記のプロセスに従って調製する。４枚のパネルの各々を３分間、後硬化用オーブン（２００℃に加熱）内に置く。パネルをオーブンから除去し、約２分〜約３分間急冷するために水容器内に置く。パネルのコーティング厚を測定し、厚さは約２００μｍ〜約２５０μｍであり得る。表ＩＶは、上記のプロセスによって調製したコーティングのコーティング厚を示す。
【０１５８】
【表ＩＶ】
2017523259.tif 000007
【０１５９】
Ｂ部：性能結果
Ａ部からのコーティングしたパネルを、コーティングの様々な特性を測定するために試験した。表Ｖ、ＶＩ、及びＶＩＩは、ＰＯＤフィルムを金属パネルに直接粉体コーティングした、ＰＯＤフィルムの性能試験を要約する。
【０１６０】
表ＶＩＩＩは、溶着エポキシ上にコーティングしたＰＯＤフィルムの性能を要約する。表ＶＩＩＩはまた、２つのエポキシ対照の性能データを含む。
【０１６１】
【表Ｖ】
2017523259.tif 000008
【０１６２】
【表ＶＩ】
2017523259.tif 000009
【０１６３】
上記の表Ｖ及びＶＩは、ポリプロピレン分散体±１０％のエポキシ分散体でコーティングされた鋼板の性能結果を列挙する。ＰＯＬＹＡＲＭＯＲ（登録商標）Ｇ−１７は市販の対照である。
【０１６４】
実施例２９〜３０−ＰＯＤ粉体コーティングの調製
これらの実施例２９〜３０において、２つの粉体コーティングを、高密度ポリエチレン分散体を使用して作製した。１つのコーティング試料を分散体単独で調製し、もう１つのコーティング試料をＨＤＰＥ分散体とブレンドした１０％エポキシ分散体を使用して調製した。コーティング試料を調製し、鋼鉄基材をコーティングした粉体について、上記の実施例２４〜３０に記載したように試験した。
【０１６５】
表ＶＩＩは、２つの粉体コーティングについての性能結果を列挙する。表ＶＩＩに示すように、２つの粉体は、ＰＰ（実施例２５〜２８）粉体と比べて、機械的特性（例えば、直接的及び間接的影響、ならびにマンドレルくさび曲げ）、及び化学的耐性（例えば、ＭＥＫ二重摩擦及び酸／塩基抵抗）の両方において、著しい改善を示す。表ＶＩに示すように、ＨＤＰＥ粉体はＰＯＬＹＡＲＭＯＲ（登録商標）Ｇ−１７と同等である酸／塩基抵抗を有するが、しかしＨＤＰＥ粉体はより優れた直接的影響を有し、ＰＯＬＹＡＲＭＯＲ（登録商標）Ｇ−１７と比べて２倍の硬度を有する。また、ＨＤＰＥ粉体の接着及びマンドレルくさび曲げの性能特性は、ＰＯＬＹＡＲＭＯＲ（登録商標）Ｇ−１７対照の性能特性と同等である。
【０１６６】
【表ＶＩＩ】
2017523259.tif 000010
【０１６７】
実施例３１〜３４−ＦＢＥ／ＰＯＤコーティングの調製
これらの実施例３１〜３４において、高密度ポリエチレン分散体を使用して粉体コーティングを作製し、粉体コーティングの性能を、溶着エポキシ対照（実施例３４：３Ｍ（登録商標）ＳＣＯＴＣＨＫＯＴＥ（登録商標）溶着エポキシコーティング２２６Ｎ）と比較した。
【０１６８】
１つのコーティング試料を、（ｉ）ＨＤＰＥ分散体と、（ｉｉ）ＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）ＧＡ１９００（実施例３１）でカプセル化したＴｉＯ２とのブレンド物を使用して調製した。１つのコーティング試料をＨＤＰＥ分散体単独（実施例３２）で調製し、もう１つのコーティング試料をＨＤＰＥ分散体（実施例３３）とブレンドした１０％のＡＦＦＩＮＩＴＹ（登録商標）ＧＡ１９００を使用して調製し、他の試料は実施例３４に記載の溶着エポキシ対照であった。コーティング試料を上記のように調製し、試験した。
【０１６９】
表ＶＩＩＩは、溶着エポキシ対照（実施例３４）及びＨＤＰＥ分散体から作製し、ＦＢＥ上に適用する３つの粉体コーティング（実施例３１〜３３）の性能結果を列挙する。陰極剥離を４８時間後及び表ＶＩＩＩに示すように測定した。粉体コーティングした試料（実施例３１〜３３）の全てが、溶着エポキシ対照（実施例３４）と同じか、またはより優れた陰極剥離を有した。さらに、粉体コーティング（実施例３１〜３３）の、最大で１４日目までの測定における、ホット／ウエット接着力の結果は、ＦＢＥ対照（実施例３４）と同等であった。ＨＤＰＥコーティングしたＦＢＥ（実施例３１〜３３）の衝撃抵抗は、ＦＢＥ層それ自体（実施例３４）の衝撃抵抗を超えて著しく改善した。
【０１７０】
【表ＶＩＩＩ】
2017523259.tif 000011
【図１】
2017523259.tif 000012
【図２】
2017523259.tif 000013
【図３】
2017523259.tif 000014
【図４】
2017523259.tif 000015
【図５】
2017523259.tif 000016
【国際調査報告】
2017523259.tif 000017
2017523259.tif 000018
2017523259.tif 000019
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