JP2015510006A - コーティング応用例 - Google Patents

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Abstract

エマルションを含有するコーティング組成物を提供する。エマルションは、シリコーンゴム、エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマー及び水を含有する。コーティング組成物は、アクリル組成物とは異なる。これは、例えば、ポリウレタン、エポキシ、アルキド、ポリウレタン−アクリル、ポリエステル、Ｓｉ−ポリエステル、スチレン−アクリル、酢酸ビニル、Ｓｉ−アクリル、シリコーン、フルオロポリマー、ビニルポリマー又はそれらのブレンドである。

Description

シリコーンゴムは一般に、通常２５℃で１ｍ２／ｓ（１００万ｃＳｔ）より高い動粘度を持つ直鎖のポリ（ジメチルシロキサン）から構成される。シリコーンゴムエマルションは、水性及び非水性コーティングの両方に対してスリップ添加剤及び抗擦傷添加剤として機能するため、コーティング産業において重要である。シリコーンゴムエマルションの重要な産業応用例は、タイヤの製造における「バンドプライ潤滑剤」としての使用である。
シリコーンゴムは、その高粘度材料の取り扱いが原因で、水性機械的エマルションの調製が難しい。これらのエマルションは典型的に、シロキサンコポリマー樹脂系の特殊な界面活性剤を用いて調製される。米国特許第４，１２５，４７０号（Ｆｅｎｔｏｎ及びＫｅｉｌ）は、この種の代表的なエマルションについて記載している。この種のエマルションの欠点は、キシレン、及びシロキサンコポリマー樹脂の製造中に存在する望ましくないその他物質を含有することである。
シリコーンゴムは、２軸押し出し機（ＴＳＥ）などの特殊な装置を用いて乳化することができる。しかしながら、このような装置のコストは、資本コスト及び運用コストの両方の観点から比較的高い。
したがって、芳香族溶媒を含有する特殊な界面活性剤も、高価な乳化装置も必要とせず、水系及び油系コーティング両方のコーティング添加剤として使用できるシリコーンゴムの機械的エマルションを調製する方法を特定する必要がある。
本発明者らは、シリコーンゴム、エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマー及び水を含有するエマルション組成物が、コーティング組成物がアクリル組成物とは異なるという条件で、コーティング組成物の添加剤として有効であることを発見した。
本開示は、エマルション組成物をコーティング組成物と組み合わせてプレコート混合物を形成する工程と、プレコート混合物のフィルムを表面に適用する工程と、フィルムを硬化させてコーティングを形成する工程とを含む、摩擦係数、耐水性、撥水性、アンチブロッキング性、スリップ耐摩耗性、スクラッチ、光沢耐性、きしり止、タッチ、防汚性又は落書き防止性を改善する方法に関する。
好ましくは、コーティング組成物は、以下を含む。
・１〜９９重量パーセントのコーティングエマルション、
・シリコーンゴム、エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマー及び水を含有する０．０１〜２０重量パーセントのエマルション組成物、
・０〜９０重量パーセントの任意の有機溶媒。
エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマーは、界面活性剤の役割を果たす。
好ましくは、エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマーは、式：
ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ）ｎ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＨ
（ここで、
・ｍは５０〜４００まで可変であってよく、
・ｎは２０〜１００まで可変であってよい）、を有するポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）−ポリ（オキシエチレン）トリブロックコポリマーである。
別の好ましい実施形態では、エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマーは、平均式：
［ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｑ（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ）ｒ］２ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ［（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ）ｒ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｑＨ］２
（ここで、
・ｑは５０〜４００まで可変であってよく、
・ｒは１５〜７５まで可変であってよい）、を有する四官能性ポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）ブロックコポリマーである。
好ましくは、コーティング組成物は、ポリウレタン、アクリル、エポキシ、アルキド、ポリウレタン−アクリル、ポリエステル、Ｓｉ−ポリエステル、スチレン−アクリル、酢酸ビニル、Ｓｉ−アクリル、シリコーン、フルオロポリマー、ビニルポリマー又はそれらのブレンドを含む。
好ましくは、コーティング組成物は、インク処方、オーバープリントワニス、木工塗料、難燃性かつ高温耐性の工業用保護塗料、自動車の隙間充填材、調理器具、耐熱皿、建築用コイル、缶、プラスチックのコーティング、自動車ＯＥＭ再仕上げ用、航空機用、船舶用のガラスコーティング、又は皮革コーティングの処方である。
これらのシリコーン樹脂エマルションがコーティングに与える特性／利益として、耐水性／撥水性、アンチブロッキング性、スリップ（低摩擦）耐摩耗性、撓性、スクラッチ、耐温度性、高温硬さ、紫外線抵抗性、簡単な洗浄、光沢耐性、きしり止、タッチ修正、防汚性及び落書き防止性が挙げられる。
シリコーンゴムエマルションの形成
シリコーンゴムエマルションは、以下のように作製することができる。
Ｉ）
Ａ）１００部のシリコーンゴム、
Ｂ）５〜１００部のエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマー、の分散液を形成する工程と、
ＩＩ）工程Ｉ）の分散液に十分な量の水を混合してエマルションを形成する工程と、
ＩＩＩ）任意に、エマルションを更にせん断混合する工程と、を含む。
本明細書で用いるとき、「部」は重量部を指す。
シリコーンゴム
構成要素Ａ）はシリコーンゴムである。本明細書で用いるとき、「シリコーンゴム」は、２５℃で０．５ｍ２／ｓ（５０万ｃＳｔ）より高い動粘度を与えるのに十分高い分子量（Ｍｗ）を有する主に直鎖のオルガノポリシロキサンを指す。ゴムとみなされる任意のオルガノポリシロキサンを構成要素（Ａ）として選択してよいが、典型的にはシリコーンゴムは、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）試験方法９２６で測定するとき、少なくとも約３０のＷｉｌｌｉａｍ’ｓ可塑度を付与するのに十分な分子量を有するジオルガノポリシロキサンゴムである。ジオルガノポリシロキサンのケイ素結合有機基は、炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基から独立して選択してよい。これらは、１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル及びヘキシル；シクロアルキル基、例えばシクロヘキシル及びシクロヘプチル；６〜１２個の炭素原子を有するアリール基、例えば、フェニル、トリル及びキシリル；７〜２０個の炭素原子を有するアラルキル基、例えばベンジル及びフェニルエチル；並びに１〜２０個の炭素原子を有するハロゲン化アルキル基、例えば３，３，３−トリフルオロプロピル及びクロロメチルによって具体的に例示してよい。したがって、ジオルガノポリシロキサンは、このような有機基を含有するホモポリマー、コポリマー又はターポリマーであってよい。例として、ジメチルシロキシ単位を含むホモポリマー、３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキシ単位を含むホモポリマー、ジメチルシロキシ単位及びフェニルメチルシロキシ単位を含むコポリマー、ジメチルシロキシ単位及び３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキシ単位を含むコポリマー、ジメチルシロキシ単位及びジフェニルシロキシ単位を含むコポリマー、並びに、特にジメチルシロキシ単位、ジフェニルシロキシ単位及びフェニルメチルシロキシ単位の共重合体が挙げられる。
ジオルガノポリシロキサンのケイ素結合有機基は、１〜２０個の炭素原子を有するアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、ブチル、ペンチル、ヘキセニル、又はドデセニルから選択してもよい。例として、ジメチルビニルシロキシ末端ブロックされたジメチルポリシロキサン、ジメチルビニルシロキシ末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルビニルシロキサンコポリマー、ジメチルビニルシロキシ末端ブロックされたメチルフェニルポリシロキサン、ジメチルビニルシロキシ末端ブロックされたメチルフェニルシロキサン−ジメチルシロキサン−メチルビニルシロキサンコポリマーが挙げられる。
ジオルガノポリシロキサンのケイ素結合有機基は、様々な有機官能基、例えば、アミノ、アミド、メルカプト、又はエポキシ官能基から選択してもよい。
分子構造も重要ではなく、直鎖、及び部分的に分枝した直鎖構造で例示されるが、直鎖系が最も典型的である。
構成要素Ａ）として用いられるシリコーンゴムは、任意の上記ポリジオルガノシロキサンの組み合わせ又は混合物であってもよい。
一実施形態では、シリコーンゴムは、２５℃、０．０１Ｈｚにおいて少なくとも２０００万ｃＰの粘度を有するヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサンゴムである。
シリコーンゴムは、他のオルガノポリシロキサンと組み合わせて使用することができる。オルガノポリシロキサン（シリコーンとも呼ばれる）は、（Ｒ３ＳｉＯ１／２）、（Ｒ２ＳｉＯ２／２）、（ＲＳｉＯ３／２）、又は（ＳｉＯ４／２）シロキシ単位から独立して選択されるシロキサン単位を含有するポリマーであり、ここでＲは任意の一価の有機基であってよい。Ｒがオルガノポリシロキサンの（Ｒ３ＳｉＯ１／２）、（Ｒ２ＳｉＯ２／２）、（ＲＳｉＯ３／２）、又は（ＳｉＯ４／２）シロキシ単位においてメチル基であるとき、シロキシ単位は、一般に、それぞれ、Ｍ、Ｄ、Ｔ、及びＱ単位と称される。これらのシロキシ単位は、様々な方法で組み合わされて、環状、直鎖状、又は分枝状構造を生成することができる。得られるポリマー構造の化学及び物理的特性は、異なり得る。例えば、オルガノポリシロキサンは、平均的なポリマー式におけるシロキシ単位の数及び種類により、揮発性又は低粘度流体、高粘度流体／ガム、エラストマー又はゴム、及び樹脂であり得る。Ｒは、任意の一価の有機基であってもよく、あるいは、Ｒは、１〜３０個の炭素を含有する炭化水素基であるか、あるいは、Ｒは、１〜３０個の炭素原子を含有するアルキル基であるか、あるいは、Ｒはメチルである。
シリコーンゴムと組み合わせる追加のオルガノポリシロキサンの量は可変であってよい。典型的には、１００部のシリコーンゴムにつき、０．１部〜１０００重量部、あるいは０．１〜１００重量部の追加のオルガノポリシロキサンを添加する。
一実施形態では、シリコーンゴムをアミノ官能オルガノポリシロキサンと組み合わせる。アミノ官能オルガノポリシロキサンは、式ＲｎＳｉＯ（４−ｎ）／２中の少なくとも１つのＲ基がアミノ官能基であることを特徴とすることができる。アミノ官能基は、Ｒ置換基を有する任意のシロキシ単位上に存在してもよい、つまり、それらは、任意の（Ｒ３ＳｉＯ１／２）、（Ｒ２ＳｉＯ２／２）、又は（ＲＳｉＯ３／２）単位上に存在してもよく、本明細書の式においてＲＮと表される。アミノ官能性有機基ＲＮは、式：−Ｒ３ＮＨＲ４、−Ｒ３ＮＲ２ ４、又は−Ｒ３ＮＨＲ３ＮＨＲ４を有する基によって表され、ここで、各Ｒ３は独立に、少なくとも２個の炭素原子を有する二価の炭化水素基であり、Ｒ４は水素又はアルキル基である。各Ｒ３は、典型的に、２〜２０個の炭素原子を有するアルキレン基である。Ｒ３は、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨＣＨ３−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、
−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、
−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、及び−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−などの基によって表される。
アルキル基Ｒ４は、上にＲについて示す通りである。Ｒ４がアルキル基であるときは、典型的にメチルである。
適切なアミノ官能性炭化水素基のいくつかの例は、以下の通りである：
−ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＮＨ２、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２、
−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２、−ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＮＨＣＨ３、
−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＮＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ３、
−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２、
−ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ３、
−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ３、及び
−ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３。
あるいは、アミノ官能基は、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２である。
シリコーンゴムと組み合わせて用いるアミノ官能オルガノポリシロキサンは、平均式：
［Ｒ３ＳｉＯ１／２］［Ｒ２ＳｉＯ２／２］ａ［ＲＲＮＳｉＯ２／２］ｂ［Ｒ３ＳｉＯ１／２］、
（ここで、
・ａは１〜１０００、あるいは１〜５００、あるいは１〜２００であり、
・ｂは１〜１００、あるいは１〜５０、あるいは１〜１０であり、
・Ｒは独立に一価の有機基であるか、
・あるいは、Ｒは、１〜３０個の炭素原子を含有する炭化水素であるか、
・あるいは、Ｒは、１〜１２個の炭素を含有する一価のアルキル基であるか、
・あるいは、Ｒはメチル基であり、
・ＲＮは上に定義した通りである）を有するものから選択してよい。
シリコーンゴムと組み合わせて用いるアミノ官能オルガノポリシロキサンは、任意の上記アミノ官能オルガノポリシロキサンの組み合わせであってもよい。
Ｂ）エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマー
構成要素Ｂ）はエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマーである。構成要素Ｂ）は、界面活性剤の挙動を有すると知られているエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマーから選択してよい。典型的には、構成要素Ｂ）として有用なエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマーは、少なくとも１２、あるいは少なくとも１５、あるいは少なくとも１８のＨＬＢを有する界面活性剤である。
エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマーの分子量は可変であってよいが、典型的には少なくとも４，０００ｇ／モル、あるいは少なくとも８，０００ｇ／モル、又は少なくとも１２，０００ｇ／モルである。
エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマー中に存在するエチレンオキシド（ＥＯ）及びプロピレンオキシド（ＰＯ）の量は可変であってよいが、典型的にはＥＯの量は、５０パーセント〜８０パーセントまで、あるいは６０パーセント〜約８５パーセントまで、あるいは７０パーセント〜９０パーセントまで可変であってよい。
一実施形態では、構成要素Ｂ）は、ポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）−ポリ（オキシエチレン）トリブロックコポリマーである。ポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）−ポリ（オキシエチレン）トリブロックコポリマーは、一般にポロキサマーとしても知られている。これは、中央部の、ポリオキシプロピレン（ポリ（プロピレンオキシド））である疎水性鎖と、その両側の、ポリオキシエチレン（ポリ（エチレンオキシド））である２つの親水性鎖からなる非イオン性トリブロックコポリマーである。
ポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）−ポリ（オキシエチレン）トリブロックコポリマーは、ＢＡＳＦ（Ｆｌｏｒｈａｍ Ｐａｒｋ，ＮＪ）から市販されており、商標名ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）で販売されている。構成要素（Ｂ）として好適な代表的な非限定的な例としては、ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）Ｆ１２７、ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）Ｆ９８、ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）Ｆ８８、ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）Ｆ８９、ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）Ｆ８７、ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）Ｆ７７及びＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）Ｆ６８、及びＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）Ｆ−１０８が挙げられる。
更なる実施形態では、ポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）−ポリ（オキシエチレン）トリブロックコポリマーは、式：
ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ）ｎ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＨ
を有するが、ここで、
・下付き記号「ｍ」は、５０〜４００まで、あるいは１００〜３００まで可変であってよく、
・下付き記号「ｎ」は、２０〜１００まで、あるいは２５〜１００まで可変であってよい。
一実施形態では、構成要素Ｂ）は、プロピレンオキシド及びエチレンオキシドの、エチレンジアミンへの逐次付加で得られる四官能性ポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）ブロックコポリマーである。これらの四官能性ブロックコポリマーは、一般にポロキサミンとしても知られている。四官能性ポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）ブロックコポリマーは、平均式：
［ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｑ（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ）ｒ］２ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ［（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ）ｒ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｑＨ］２
を有してよく、ここで、
・下付き記号「ｑ」は、５０〜４００まで、あるいは１００〜３００まで可変であってよく、
・下付き記号「ｒ」は、１５〜７５まで、あるいは２０〜５０まで可変であってよい。
四官能性ポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）ブロックコポリマーは、ＢＡＳＦ（Ｆｌｏｒｈａｍ Ｐａｒｋ，ＮＪ）から市販されており、商標名ＴＥＴＲＯＮＩＣ（登録商標）で販売されている。成分（Ｂ）として好適な代表的な非限定的な例としては、ＴＥＴＲＯＮＩＣ（登録商標）９０８、ＴＥＴＲＯＮＩＣ（登録商標）１１０７、ＴＥＴＲＯＮＩＣ（登録商標）１３０７、ＴＥＴＲＯＮＩＣ（登録商標）１５０８、及びＴＥＴＲＯＮＩＣ（登録商標）１５０４が挙げられる。
工程Ｉ）で混合される構成要素Ａ）及びＢ）の量は以下の通りである。
・１００部のシリコーンゴム、及び
・５〜１００部、あるいは１０〜４０部、あるいは１０〜２５部のエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマー。
一実施形態では、工程Ｉ）で形成される分散液は、上記構成要素Ａ）及びＢ）から本質的になる。この実施形態では、工程Ｉ）において、追加の界面活性剤又は乳化剤を添加しない。更に、エマルション形成を促進する目的で、溶媒を添加しない。本明細書で用いるとき、語句「溶媒を本質的に含まない」とは、典型的な乳化装置で加工できる好適な粘度の混合物を作るために、溶媒が構成要素Ａ）及びＢ）に添加されないことを意味する。より具体的には、本明細書で用いるとき「溶媒」は、エマルション形成を促進する目的でエマルションの非水性相に添加され、エマルション形成後、例えば乾燥又はフィルム形成工程中の蒸発により続いて除去される、任意の水不混和性低分子量有機又はシリコーン材料を含むことを意図する。したがって、語句「溶媒を本質的に含まない」は、本発明の方法又はエマルションにおいて、微量の溶媒の存在を除外すること意図するものではない。例えば、市販されるように、構成要素Ａ）及びＢ）が微量の溶媒を含有してよい場合もある。少量の溶媒は、工業プロセスにおける残留物洗浄作業により存在する場合もある。好ましくは、プレミックス中に存在する溶媒量は、混合物の２重量％未満でなければならず、最も好ましくは、溶媒量は混合物の１重量％未満でなければならない。
工程（Ｉ）の分散液は、構成要素Ａ）とＢ）とを組み合わせ、構成要素を更に混合して分散液を形成することにより調製できる。得られる分散液は、２種類の構成要素の均一な混合物と考えてよい。本発明の発明者らは、あるエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマーが、シリコーンゴム組成物と共に容易に分散し、それゆえに、そのエマルション組成物のその後の形成を促進することを、予想外に見出した。混合は、高粘度材料の混合をもたらす、当該技術分野において既知の任意の方法によって達成することができる。混合はバッチ法、半連続法、又は連続法としていずれかで行うことができる。例えば、中／低剪断のバッチ混合装置として、チェンジカンミキサー、二重遊星型ミキサー、コニカルスクリューミキサー、リボンブレンダー、ダブルアーム又はシグマブレードミキサー、高剪断かつ高速分散のバッチ装置として、Ｃｈａｒｌｅｓ Ｒｏｓｓ ＆ Ｓｏｎｓ（ＮＹ）、Ｈｏｃｋｍｅｙｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐ．（ＮＪ）が製造するもの、バッチ混合装置、例えばＳｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（登録商標）の商標名で販売されるもの、高剪断作用のバッチ装置として、Ｂａｎｂｕｒｙ型（ＣＷ Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｃ．（ＮＪ））及びＨｅｎｓｃｈｅｌ型（Ｈｅｎｓｃｈｅｌ ｍｉｘｅｒｓ Ａｍｅｒｉｃａ（ＴＸ））を用いて、混合を行ってよい。連続ミキサー／配合機の例示的な例としては、Ｋｒｕｐｐ Ｗｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ Ｃｏｒｐ（Ｒａｍｓｅｙ，ＮＪ）、及びＬｅｉｓｔｒｉｔｚ（ＮＪ）により製造されるもの等の、一軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、及び多軸スクリュー押出機、共回転押出機；二軸スクリュー逆回転押出機、二段式押出機、双回転連続ミキサー、動的若しくは静的ミキサー、又はそれらの装置の組み合わせが挙げられる。
構成要素Ａ）とＢ）とを組み合わせて混合する方法は、単一工程又は複数工程のプロセスで行ってよい。したがって、構成要素Ａ）とＢ）とを全て組み合わせて、続いて任意の上記技術により混合してよい。あるいは、構成要素Ａ）及びＢ）の一部をまず組み合わせて混合し、その後構成要素のいずれか又は両方の追加量を組み合わせて更に混合してもよい。当業者は、工程Ｉ）を実施して、構成要素Ａ）とＢ）との分散液をもたらすのに用いられる量及び利用される特定の混合技術の選択に応じて、組み合わせ及び混合に最適な構成要素Ａ）及びＢ）の一部を選択できるであろう。
方法の工程ＩＩは、工程Ｉの混合物に十分な水を混合してエマルションを形成する工程を含む。典型的に、１００部の工程Ｉの混合物につき５〜７００部の水が混合され、エマルションを形成する。一実施形態では、形成されたエマルションは、水連続エマルションである。典型的には、水連続エマルションは、１５０μｍ未満の平均粒径を有する、工程Ｉのシリコーンゴムの分散粒子を有する。
工程ＩＩ）で添加された水の量は、工程Ｉからの１００重量部の混合物につき５〜７００部まで変動することができる。水は、工程Ｉの混合物のエマルションを形成するような速度で工程Ｉからの混合物に添加される。この水の量は、存在するシリコーンゴムの量、及び用いられる特定のエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマーの選択に応じて可変であり得るが、一般的に水の量は、工程Ｉの混合物１００重量部につき５〜７００部、あるいは工程Ｉの混合物１００重量部につき５〜１００部、あるいは工程Ｉの混合物１００重量部につき５〜７０部である。
典型的には、工程Ｉの混合物に水を少しずつ増やしながら加えるが、各増分は工程Ｉの混合物の３０重量％未満からなり、前の水の増分が分散した後に、水の各増分を前のものに連続的に追加することによるものであり、ここで水の十分な増分を加えてエマルションを形成する。
あるいは、工程Ｉ）で用いる水の一部及び全てを、水に可溶性の様々な親水性溶媒、例えば、低分子量アルコール、エーテル、エステル、又はグリコールに置換してもよい。代表的な非限定例として、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの低分子量アルコール；例えば、ジ（プロピレングリコール）モノメチルエーテル、ジ（エチレングリコール）ブチルエーテル、ジ（エチレングリコール）メチルエーテル、ジ（プロピレングリコール）ブチルエーテル、ジ（プロピレングリコール）メチルエーテルアセテート、ジ（プロピレングリコール）プロピルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールブチルエーテル、１−メトキシ−２−プロパノール、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテル、１−フェノキシ−２−プロパノール、トリ（プロピレングリコール）メチルエーテル及びトリ（プロピレングリコール）ブチルエーテル、並びにその他グリコールなどの低分子量エーテルが挙げられる。
工程（ＩＩ）での混合は、高粘度材料の混合をもたらす、当該技術分野において既知の任意の方法によって達成することができる。混合はバッチ法、半連続法、又は連続法としていずれかで行うことができる。工程（Ｉ）で記載した混合法のうち任意のものを、工程（ＩＩ）で混合をもたらすために用いてよい。典型的には、同一の装置を用いて、工程Ｉ）及びＩＩ）で混合をもたらす。
所望により、工程（ＩＩ）で形成される水連続エマルションを工程（ＩＩＩ）によって更に剪断し、粒径の低下、及び／又は長期保存安定性の改善を行ってよい。剪断は、任意の上記混合技術により行ってよい。
本発明の方法で得られるエマルション製品は、油／水エマルション、水／油エマルション、多相又は三相エマルションであってよい。
一実施形態では、本発明の方法で製造されるエマルション製品は油／水エマルションである。油／水エマルションは、連続水性相中に分散したシリコーンゴム（油）相の平均体積粒子で特徴付けることができる。粒径は、エマルションのレーザー回折により決定できる。適切なレーザー回折法は、当該技術分野において周知である。粒径は、粒径分布（ＰＳＤ）から得られる。ＰＳＤは、体積、表面積、長さを基準に決定できる。容量粒径は、所与の粒子と同じ容量を有する球体の直径と等しい。用語Ｄｖは、分散粒子の平均体積粒径を表す。Ｄｖ ５０は、累積粒子集団の５０％に相当する体積で測定された粒径である。換言すれば、Ｄｖ ５０＝１０μｍの場合、粒子の５０％が１０μｍを下回る平均体積粒径を有し、粒子の５０％が１０μｍを上回る体積平均粒径を有する。Ｄｖ ９０は、累積粒子集団の９０％に相当する体積で測定された粒径である。
油／水エマルション中に分散したシロキサン粒子の平均体積粒径は、０．１μｍ〜１５０μｍ、又は０．１μｍ〜３０μｍ、又は０．３μｍ〜５．０μｍである。
本発明のエマルションのシリコーンゴム含量は、０．５重量パーセント〜９５重量パーセントまで、あるいは２０重量パーセント〜８０重量パーセントまで、あるいは４０重量パーセント〜６０重量パーセントまで可変であってよい。
防腐剤、凍結／解凍添加剤、及び様々な増粘剤等の追加の添加剤及び構成成分も、エマルション組成物に含まれてもよい。
本発明の方法により製造されるエマルションを、水系及び油系コーティング両方のコーティング添加剤として使用し、スリップ、摩擦係数、又は抗擦傷特性を改善してよい。エマルションは、バンドプライ潤滑剤としてタイヤ製造に用いてもよい。エマルションは、消泡剤処方及び放出組成物中で用いることもできる。
一実施形態では、本発明のエマルションは、アクリルエマルションを含有するコーティング組成物中の添加剤として用いられる。本発明のコーティング組成物は、以下を含む。
ｉ）１〜９９重量パーセントのコーティングエマルション、
あるいは１０〜９９重量パーセントのコーティングエマルション、
あるいは５０〜９９重量パーセントのコーティングエマルション、
あるいは９０〜９９重量パーセントのコーティングエマルション、
ｉｉ）０．０１〜２０重量パーセントの上記シリコーンゴムエマルション、
あるいは０．０１〜２０重量パーセントのシリコーンゴムエマルション、
あるいは１〜１５重量パーセントのシリコーンゴムエマルション、
あるいは１〜１０重量パーセントのシリコーンゴムエマルション、
ｉｉｉ）０〜９０重量パーセントの有機溶媒、
あるいは１〜９０重量パーセントの有機溶媒、
あるいは１〜５０重量パーセントの有機溶媒、
あるいは１〜１５重量パーセントの有機溶媒。
本コーティング組成物は、コーティング組成物、例えばコーティングエマルションを含有する。
本コーティング組成物は、所望により有機溶媒を含有してもよい。有機溶媒は、コーティング組成物の調製に典型的に用いられる任意の有機溶媒から選択してよい。有機溶媒は、２種類以上の溶媒の組み合わせを含んでよい。コーティング組成物中で使用するとき、有機溶媒は、組成物の最大９０重量パーセントまで組成物中に存在してよい。
一実施形態では、有機溶媒はグリコール溶媒である。グリコール溶媒は、粘度の低減に役立ち、濡れ又はフィルム融合を促進することができる。代表的なグリコール溶媒としては、エチレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコール−２−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール−２−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコール−２−エチルヘキシルエーテル、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコール−２−エチルヘキシルエーテル、及びそれらの混合物が挙げられ、親水性グリコール溶媒（例えば、プロピレングリコールメチルエーテル又はジプロピレングリコールモノメチルエーテル）が好ましい。
一実施形態では、有機溶媒はアルコールである。代表的なアルコール溶媒として、低分子量アルコール、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、及びブタノール、並びにＴｅｘａｎｏｌ（登録商標）溶媒などの分枝状ヒドロカルビル系アルコール、例えば、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノ（２−メチルプロパノエート）の両方が挙げられる。
更なる実施形態では、有機溶媒は、上記のようなグリコールとアルコールとの組み合わせである。
本コーティング組成物は、混合しながら構成要素を単に組み合わせることにより調製できる。
本発明のシリコーンゴムエマルションは、予め形成したコーティング組成物内にシリコーンゴムエマルションを単に混合することにより、コーティング組成物中に様々な量で組み入れることができる。シリコーンゴムエマルションの量は可変であってよいが、典型的には合計コーティング組成物に基づき０．１重量部〜２０重量部のシリコーンゴムエマルションが使用される。続いて、得られるプレコート混合物をフィルムとして様々な基材上に適用し、フィルムを当該技術分野において既知の任意の方法によって硬化させてよい。典型的には、単にフィルムを空気乾燥させる、あるいはフィルムを加熱することにより、フィルムを硬化させる。
一実施形態では、選択されるコーティング組成物はインク処方である。任意の市販のインク処方を選択してよい。
以下の実施例を含めることによって、本発明のある実施形態を実証する。当業者であれば、下記の実施例で開示される技術が、本発明の実施によく機能するように本発明者らに発見された技術を表し、したがってその実施に好ましい方式を構成すると見なすことができることを理解されよう。しかし本開示の見地から、当業者には当然のことながら、開示される特定の実施形態において本発明の趣旨及び範囲を逸脱しない範囲で多くの変更をなすことができ、依然として類似する、又は同様の結果を得ることができる。全てのパーセンテージは重量％である。特に指定しない限り、測定は全て２３℃で行った。
Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ−１０８を用いたシリコーンゴムの乳化
まず、１５ｇのシリコーンゴム（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＳＧＭ−３６、ヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン）を計量し、１．５ｇのＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ−１０８非イオン性界面活性剤及び１０ｇの３ｍｍガラスビーズと共にＭａｘ ４０カップに入れた。このカップを閉じてＤＡＣ−１５０ ＳｐｅｅｄＭｉｘｅｒ（登録商標）内に置き、最高速度（３４５０ＲＰＭ）で２分間カップを回転させた。カップを開けて、スパチュラで混合すると、混合物（ここでは非常に高温）は容易に流動するクリーム状の白色ペーストになった。カップの壁をスパチュラでこすり落とし、カップを再び最高速度で１分間回転させた。次に、０．８８ｇの水をカップに加え、カップを最高速度で３０秒間回転させた。更に１．２ｇの水を加え、カップを再び最高速度で３０秒間回転させた。更に２回、１回目は２．５ｇ、次は３．９２ｇの水の追加を実施し、水追加のたびにカップを２０秒間回転させた。ここで乳状白色混合物が完成し、シリコーン含量６０重量パーセントを有するシリコーンゴムのｏ／ｗエマルションで構成された。エマルションの粒径をＭａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ Ｓ（バージョン２．１９）を用いて測定したところ、結果は、Ｄｖ５０＝６．９３μｍ、Ｄｖ９０＝１３．２４μｍであった。
（実施例１）
寄木細工木材用処方の代表である、ＰＵＤポリウレタンエマルションを含有する水溶性木工塗料処方を、以下のように調製した。
Figure 2015510006
添加剤を含む処方を、０．３０ｗｔ ％のＤＣ ５２添加剤（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐ．，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩから市販されているシリコーンゴムエマルション）又はＰｌｕｒｏｎｉｃ界面活性剤（処方中に同じ％の活性成分ＳＧＭ ３６を含有するもの）で作製された０．３０ｗｔ％の新規なシリコーンゴムエマルションを添加することによって調製した。各処方を、ドローダウンバーを用いてアルミニウムパネル上に約５０ミクロンの湿式フィルム厚さでコーティングした。パネルを２４時間乾燥させ、乾燥したパネルを視覚的に検査し、互いに比較した。新規なシリコーンゴムエマルションで作製されたパネルとＤＣ ５２添加剤で作製されたパネルとの間に違いは見られなかった。
それぞれについて動摩擦係数（ＣｏＦ）を測定した。ＤＣ ５２添加剤を含有するコーティング組成物は０．１５４のＣｏＦを有し、一方、代表的なシリコーンゴムエマルションを含有するコーティングは０．１２７のＣｏＦを有していた。

Claims (8)

  1. エマルション組成物を含有するコーティング組成物であって、前記エマルション組成物がシリコーンゴム、エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマー及び水を含有するが、ただし前記コーティング組成物がアクリル組成物とは異なる、コーティング組成物。
  2. ｉ）１〜９９重量パーセントのコーティングエマルションと、
    ｉｉ）シリコーンゴム、エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマー及び水を含有する０．０１〜２０重量パーセントのエマルション組成物と、
    ｉｉｉ）０〜９０重量パーセントの任意の有機溶媒と、を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
  3. 前記エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマーが、式：
    ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ）ｎ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＨ
    （ここで、
    ・ｍは５０〜４００まで可変であってよく、
    ・ｎは２０〜１００まで可変であってよい）を有するポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）−ポリ（オキシエチレン）トリブロックコポリマーである、請求項１又は２に記載のコーティング組成物。
  4. 前記エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマーが、平均式：
    ［ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｑ（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ）ｒ］２ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ［（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ）ｒ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｑＨ］２
    （ここで、
    ・ｑは５０〜４００まで可変であってよく、
    ・ｒは１５〜７５まで可変であってよい）を有する四官能性ポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）ブロックコポリマーである、請求項１又は２に記載のコーティング組成物。
  5. 請求項１に記載のエマルションをコーティング組成物と組み合わせてプレコート混合物を形成する工程と、前記プレコート混合物のフィルムを表面に適用する工程と、前記フィルムを硬化させてコーティングを形成する工程とを含む、コーティングの摩擦係数、耐水性、撥水性、アンチブロッキング性、スリップ耐摩耗性、スクラッチ、光沢耐性、きしり止、タッチ、防汚性又は落書き防止性を改善する方法。
  6. 前記コーティング組成物が、ポリウレタン、エポキシ、アルキド、ポリウレタン−アクリル、ポリエステル、Ｓｉ−ポリエステル、スチレン−アクリル、酢酸ビニル、Ｓｉ−アクリル、シリコーン、フルオロポリマー、ビニルポリマー又はそれらのブレンドを含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記コーティング組成物が、インク処方、オーバープリントワニス、木工塗料、難燃性かつ高温耐性の工業用保護塗料、自動車の隙間充填材、調理器具、耐熱皿、建築用コイル、缶、プラスチックのコーティング、自動車ＯＥＭ再仕上げ用、航空機用、船舶用のガラスコーティング、又は皮革コーティングの処方である、請求項６に記載の方法。
  8. シリコーンゴム、エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマー及び水を、コーティング添加剤として、アクリルエマルションとは異なるコーティング処方中に含有する、エマルション組成物の使用。
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