JP2620058B2

JP2620058B2 - 自動車塗装用の水性コーティング組成物

Info

Publication number: JP2620058B2
Application number: JP7048892A
Authority: JP
Inventors: リーマーティンロクサラーナ; ゴーマンピッチリーリバーバラ; リロイフェイラーデニス
Original assignee: ピーピージーインダストリイズ，インコーポレイテッド
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1995-03-08
Publication date: 1997-06-11
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: EP0401565B1; JP2634481B2; DE69016264D1; NZ233481A; CA2016097C; DK0401565T3; AU612933B2; CN1047684A; AR247418A1; BR9002495A; JPH0848913A; ES2070204T3; KR900018303A; KR930010435B1; CA2016097A1; ATE117709T1; JPH0312461A; ZA903370B; DE69016264T2; EP0401565A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（関連出願の相互参照）本願は、「安定に
分散した水性微粒子分散体の調製方法」という名称の19
89年３月29日に出願された米国出願第07/330,031号に関
連している。

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、ベースコーティング組
成物およびクリアコーティング組成物を包含する水性コ
ーティング組成物に関する。

【０００３】

【従来の技術】過去数年にわたり、塗装工程中に放出さ
れる揮発性溶媒による大気汚染を減少させる方向に明ら
かに向かっている。この傾向は、研究成果が高品質で魅
力的な自動車の仕上げを得ることと同時に、コーティン
グ組成物に使用される有機溶媒の減少あるい排除に向け
られてきた自動車産業で特に明らかである。

【０００４】放出物制御の１つの方法は、自動車用コー
ティング組成物中の溶媒として水を使用することであ
り、そうすることにより有機溶媒を激減することができ
る。米国特許第4,539,363号および米国特許第4,403,003
号 (両特許ともBackhouseによる)には、当該分野で最も
進んだ方法が記載されている；すなわち、これらの特許
によると、粒子分散体（ラテックス）は、ベースコート
−クリアコート塗布において着色コートを提供し得、該
着色コートは塗装中の湿度変化に対して感受性が少な
く、焼付け中のポッピング（popping)に対する耐性が大
きい。

【０００５】この方法の欠点は、上記Backhouseの示し
た組成物の水溶性チキソトロピー促進画分によると思わ
れる塗布固形量の少ないことである。このため、フィル
ムに充分な厚さをあたえるために、アプリケーターで塗
料を多量にスプレーするか、あるいは塗料の多層コート
をスプレーしなければならない。第２の欠点として、ア
クリルラテックスの特徴であるが、多量の有機溶媒がな
お、流動性や合着性のために必要なことである。第３の
欠点として、そのような製品は、架橋されたアクリル重
合体フィルムが非弾性であるために、可撓性の基材に塗
布するのにあまり適していないことである。

【０００６】水性コーティングに関連した問題を解決す
るための別の方法として、水性媒体中のポリウレタン重
合体を使用する方法がある（この方法は、Scrivenらに
よる米国特許第4,046,729号およびDrecxlerらによる米
国特許第4,489,135号に記載されている)。これらの物質
は、顕著な可撓性を有し、有機溶媒含量の少ないコーテ
ィングを提供するが、Backhonseの参考文献のところで
述べた問題がおこり得る水溶性重合体画分を多く含む傾
向があり、塗布固形量が少ないことが問題となる。

【０００７】それゆえに、塗布固形量が多くなるように
処方でき、揮発性有機溶媒の含量が少なく、相対湿度の
変動に対して感受性の少ない水性コーティング組成物が
要望されている。

【０００８】

【発明の要旨】本発明によれば、水性媒体中に顔料およ
び重合体微粒子の分散体を含有し、塗布時に30％を越え
る全固形含量を有する水性(waterborne)コーティング組
成物が提供される。ここで、該微粒子は、実質的に疎水
性の重合体を、該微粒子を基準にして30重量％を越える
量で含む。該疎水性の重合体は、アクリルあるいはビニ
ルの繰り返し単位を実質的に含まず、300を越える分子
量を有し、硬化したコーティング組成物中で化学的に結
合されるのに適している。また、該微粒子分散体の水性
媒体は水溶性の重合体を実質的に含まない。

【０００９】本発明の水性コーティング組成物は、自動
車に着色および透明の塗装を行うベースコーティング組
成物として使用するのに特に適している。本発明のコー
ティングは、減水性の物質の持つ流動性、合着性、およ
び可撓性を示し、しかもラテックスの持つポッピングに
対する耐性および塗布範囲を示す点で、特に有益であ
る。これに加えて、有機溶媒含量が少ないことが知られ
ているどの組成物よりも、塗布固形量を多くして塗布し
得る。

【００１０】また本発明により、透明の水性コーティン
グ組成物および多層コートされた基材を調製する方法が
提供される。

【００１１】

【発明の構成】本発明の水性コーティング組成物は、フ
ィルム形成体として、水性媒体に重合体微粒子の分散体
を含有している。微粒子は、300を越える分子量を有す
る実質的に疎水性の縮合重合体を、微粒子の重量を基準
にして30重量％を越える量で含有している。実質的に疎
水性の重合体は、その骨格中にアクリルあるいはビニル
の繰り返し単位を実質的に含まない。好ましくは、微粒
子は、40重量％を越える、さらに好ましくは50重量％を
越える実質的に疎水性の重合体を含有している。「実質
的に疎水性の」とは、重合体の試料を有機成分および水
と混合したとき、重合体の大部分は有機相に存在し、分
離した水相が観察されることを意味する。適切な縮合重
合体の例は、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテ
ル、およびアルキドを包含する。これらについては以下
で詳細に述べる。

【００１２】300を越える分子量を有する実質的に疎水
性の重合体は、硬化したコーティング組成物中で化学的
に結合されるのに適していることを理解すべきである。
すなわち、重合体は、架橋剤(例えば、本発明のコーテ
ィング組成物に含まれ得るメラミンホルムアルデヒド)
やこれに代わるものとして別のフィルム形成樹脂(これ
も本発明で使用し得る)と共に反応し得るヒドロキシル
基などの官能基を含む点で、反応性がある。好ましく
は、重合体は、500を越える分子量を有し、さらに好ま
しくは800を越える分子量を有する。典型的には約300〜
約10,000の分子量を有し、さらに典型的には約300〜約2
000の分子量を有する。「本質的にアクリルやビニルの
繰り返し単位を含まない」とは、重合体がアクリレー
ト、スチレンなどのような典型的なフリーラジカル重合
性モノマーから調製されていないことを意味する。

【００１３】上で述べたように、ポリエステル樹脂、ポ
リウレタン樹脂、アルキド樹脂、およびポリエーテル樹
脂は実質的に疎水性の重合体の適切な例である。ポリエ
ステル樹脂は、実質的に油変性または脂肪酸変性を受け
ていない。すなわち、アルキド樹脂は、広義のポリエス
テル系樹脂であるが、それらは油変性されているので、
一般的には、ポリエステル系樹脂とは呼ばない。ポリエ
ステルは、２つのタイプがある。１つのタイプは、不飽
和の多官能性酸と多価アルコールとから誘導される不飽
和ポリエステルである。通常用いられる不飽和酸成分は
マレイン酸およびフマル酸であるが、（メタ）アクリル
酸不飽和アルコール（例えば、トリメチロールプロパン
モノアリルエステルまたはジアリルエステル）もまた、
用いられ得る。通常用いられる多価アルコールは、1,4-
ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチル
グリコール、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、
ブチレングリコール、グリセロール、トリメチロールプ
ロパン、ペンタエリスリトール、およびソルビトールで
ある。しばしば、所望の特性を与えるために、反応物に
飽和酸が含有される。飽和酸の例には、フタル酸、イソ
フタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、お
よびそれらの無水物が包含される。飽和ポリエステル
は、飽和または芳香族の多官能性酸（好ましくは、ジカ
ルボン酸）と、平均して少なくとも２個のヒドロキシル
官能性を有する多価アルコールの混合物とから誘導され
る。他のポリエステル成分には、ヒドロキシ酸およびラ
クトン（例えば、リシノール酸、12-ヒドロキシステア
リン酸、カプロラクトン、ブチロラクトン、およびジメ
チロールプロピオン酸）が包含され得る。

【００１４】アルキド樹脂は、多価アルコールと多価カ
ルボン酸とのポリエステルが、種々の乾燥油、半乾燥
油、および非乾燥油と様々な割合で化学的に結合したも
のである。それゆえ、例えば、これらのアルキド樹脂
は、ポリカルボン酸（例えば、フタル酸、マレイン酸、
フマル酸、イソフタル酸、コハク酸、アジピン酸、アゼ
ライン酸、セバシン酸）だけでなく、このような酸の無
水物（それらが存在する場合には）から製造される。多
価カルボン酸と反応し得る多価アルコールには、1,4-ブ
タンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグ
リコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール
および2,3-ブチレングリコール、グリセロール、トリメ
チロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトール、ソルビトールおよびマンニトールが包含さ
れる。

【００１５】アルキド樹脂は、乾燥油、半乾燥油または
非乾燥油と共に、多価カルボン酸と多価アルコールと
を、所望の特性に依存した割合で反応させることによっ
て、製造される。

【００１６】これらの油は、製造中のエステル化によ
り、樹脂分子と結合され、そして重合体の構成部分とな
る。この油は、完全に飽和しているか、または主として
不飽和である。フィルム状に成形した場合、完全に飽和
した油は、このフィルムに可塑効果を与える傾向があ
る。これに対して、主として不飽和性の油は、架橋し、
酸化に伴って急速に乾燥して、さらに強固で耐溶媒性の
あるフィルムを与える傾向がある。適当な油には、やし
油、魚油、亜麻仁油、桐油、ひまし油、綿実油、サフラ
ワー油、大豆油、およびトール油が包含される。当該技
術分野で周知のように、様々な割合の多価カルボン酸、
多価アルコール、および油を用いることによって、種々
の特性を持ったアルキド樹脂が得られる。

【００１７】ポリエーテルポリオールの例は、ポリアル
キレンエーテルポリオールであり、次の構造式を有する
ものを包含する：

【００１８】

【化１】

【００１９】ここで、置換基Ｒは、水素あるいは１〜５
個の炭素原子を有する低級アルキルであり、これらの混
合した置換基を包含する。ｎは典型的には２〜６であ
り、ｍは10〜100あるいはさらに大きい。ポリ(オキシテ
トラメチレン)グリコール、ポリ(オキシ-1,2-プロピレ
ン)グリコールおよびポリ(オキシ-1,2-ブチレン)グリコ
ールが包含される。

【００２０】様々なポリオール、例えば、グリコール
(例えば、エチレングリコール、1,6-ヘキサンジオー
ル、ビスフェノールＡなど）あるいは他の高級ポリオー
ル（例えば、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリ
トールなど）のオキシアルキル化により形成されたポリ
エーテルポリオールもまた有用である。示されたように
使用し得る高い官能性のポリオールは、例えば、ソルビ
トールやシュークロースのような化合物のオキシアルキ
ル化により製造され得る。一般に使用されているオキシ
アルキル化法の１つは、酸性触媒あるいは塩基性触媒の
存在下で、アルキレンオキシド（例えば、エチレンオキ
シドまたはプロピレンオキシド）とポリオールとを反応
することによる。

【００２１】ポリエーテルポリオールに関して、炭素と
酸素の重量比がよりよい疎水性の特性のために高いこと
が好ましい。それゆえ、炭素と酸素の比が３／１を越え
ることが好ましく、４／１を越えることがさらに好まし
い。

【００２２】ポリウレタン樹脂は、ポリオールとポリイ
ソシアネートとを反応させることによって、調製され得
る。この反応は、末端ヒドロキシル基が存在するように
少量の有機ポリイソシアネート（OH/NCO当量比は、１よ
り大きい）と共に行われるか、あるいは、OH/NCO当量比
を１より小さくして末端イソシアネート基を生成するよ
うに行われ得る。好ましくは、これらのポリウレタン樹
脂は末端ヒドロキシル基を有する。

【００２３】この有機ポリイソシアネートは脂肪族ポリ
イソシアネートとされ得る。これには、シクロ脂肪族ポ
リイソシアネートまたは芳香族ポリイソシアネートが包
含される。有用な脂肪族ポリイソシアネートには、脂肪
族ジイソシアネート、例えば、エチレンジイソシアネー
ト、1,2-ジイソシアナトプロパン、1,3-ジイソシアナト
プロパン、1,6-ジイソシアナトヘキサン、1,4-ブチレン
ジイソシアネート、リシンジイソシアネート、1,4-メチ
レンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、およびイ
ソホロンジイソシアネートが包含される。有用な芳香族
ジイソシアネートおよびアリール脂肪族ジイソシアネー
トには、以下のイソシアネート化合物の種々の異性体が
包含される：トルエンジイソシアネート、メタキシレン
ジイソシアネート、およびパラキシレンジイソシアネー
ト。4-クロロ-1,3-フェニレンジイソシアネート、1,5-
テトラヒドロ−ナフタレンジイソシアネート、4,4'-ジ
ベンジルジイソシアネート、および1,2,4-ベンゼントリ
イソシアネートもまた、用いられ得る。さらに、α,α,
α',α'-テトラメチルキシレンジイソシアネートの種々
の異性体もまた用いられ得る。このポリイソシアネート
としては、モベイ(Mobay)社から入手し得るDESMODUR 33
00のようなイソシアヌレートや、モベイ社から入手し得
るDESMODURN100のようなイソシアネートのビュウレット
もまた、有用である。

【００２４】このポリオールは、例えば、ポリエステル
ポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリウレタンポ
リオールなどのような重合体とされ得る。あるいは、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ブチレング
リコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、お
よびヘキサントリオールのような簡単なジオールまたは
トリオールとされ得る。混合物もまた用いられ得る。

【００２５】微粒子の残りは、ビニルモノマーの重合体
あるいはビニルモノマーの混合物の重合体を含有する。
これらのモノマーな、重合性種としてここで述べられ
る。適切な物質の例は、以下のアクリルモノマーを包含
する：アクリル酸およびメタクリル酸のアルキルエステ
ル（例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、
アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸2-
エチルヘキシル、メタクリル酸2-メチルヘキシル、アク
リル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシ
エチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル)、スチレ
ン、アクリルアミド、アクリロニトリル、マレイン酸お
よびフマル酸のアルキルエステル、ハロゲン化ビニルお
よびハロゲン化ビニリデン、アクリル酸、エチレングリ
コールジメタクリレート、メタクリル酸イソボルニル、
酢酸ビニル、ビニルエーテル、アリルエーテル、メタク
リル酸ラウリル、およびN-ブトキシメチルアクリルアミ
ド。微粒子の残りに含有される重合体を調製するために
使用されるビニルモノマーは、好ましくはアクリルモノ
マーから選択される。300を越える分子量を有する重合
体も、実質的には水性媒体に不溶性であり、また、微粒
子の残りに含有される重合体を調製するために使用され
るモノマー混合物に溶解し得る。

【００２６】水性媒体中の重合体微粒子の分散体は、好
ましくは、以下で詳細の述べられる高応力法(high stre
ss technique)により調製される。まず、ビニルモノマ
ーあるいはビニルモノマーの混合物(微粒子の残りに含
有される重合体を調製するために使用される)は、水性
媒体と実質的に疎水性の重合体(300を越える分子量を有
する)と充分に混合される。本願では、ビニルモノマー
あるいはビニルモノマーの混合物は、実質的に疎水性の
重合体と共に、有機成分として述べられている。有機成
分は、一般的には、他の有機種も包含し、そして好まし
くは、実質的には有機溶媒を含まない。すなわち、20％
を越えない有機溶媒が存在する。それから、均一で小さ
い粒径を有する微粒子に粉砕するために、混合物に応力
が印加される。混合物は、重合後に、20％より少ない量
の重合体微粒子が５μmを越える平均粒径を有するよう
な分散体を得るのに充分な応力を受ける。

【００２７】水性媒体は、微粒子が懸濁している分散体
の連続相を与える。この水性媒体は、一般に、大部分は
水である。しかしながら、ある種の重合体系によって
は、分散させるべき重合体の粘度を低下させるのに役立
つ少量の不活性有機溶媒を含有させることが望ましい場
合もある。例えば、この有機相が、25℃にて1000センチ
ポアズを越えるブルックフィールド粘度を有するか、ま
たはWのガードナー−ホールト粘度を有する場合には、
ある種の溶媒を使用することが好ましい。水性の微粒子
分散体の用途（例えば、コーティング組成物の樹脂バイ
ンダーとしての本発明の使用）によっては、このコーテ
ィング組成物に対して合体溶媒(coalescing solvent)を
用いることが望ましい。好都合には、ラテックスを合成
する際に、有機成分の一部として、この合体溶媒を含有
させ得る。有機成分に含め得る適当な水不溶性溶媒の例
には、ベンジルアルコール、キシレン、メチルイソブチ
ルケトン、ミネラルスピリット、ブタノール、酢酸ブチ
ル、リン酸トリブチル、およびフタル酸ジブチルがあ
る。

【００２８】上で述べたように、この混合物には、MICR
OFLUIDIZER（登録商標）乳化機を使用することにより適
当な応力が与えられる。この乳化機は、マサチューセッ
ツ州、ニュートンのMicrofluidics Corporationから市
販されている。MICROFLUIDIZER（登録商標）の高圧衝突
乳化機は、米国特許第4,533,254号として特許になって
いる（その内容を、ここに援用する）。この装置は、高
圧ポンプ（20,000psiまで）と、乳化が起こる相互作用
室とから構成される。ポンプにより、水性媒体中の反応
物の混合物が、この相互作用室に押し入れられる。この
相互作用室では、この混合物は、少なくとも２つの流れ
に分割され、少なくとも２つのスリットを非常な高速で
通過して、衝突した結果、小さな粒子に粉砕される。一
般に、この反応混合物は、5,000psiと15,000psiとの間
の圧力で、この乳化機に一回通される。この混合物を乳
化機に何回も通すことにより、より小さな平均粒径およ
び狭い範囲の粒径分布が得られる。上記のMICROFLUIDIZ
ER（登録商標）乳化機を用いると、記述のように、液−
液衝突によって、応力が印加される。しかしながら、必
要な粒径分布（すなわち、重合後に、20％より少ない重
合体微粒子が５μmを越える平均粒径を有するような分
布）を得るのに充分な応力が印加される限り、必要に応
じて、プレ乳濁混合物に応力を印加する他の方法を利用
し得ることは、理解されるべきである。例えば、応力を
印加する他の方法には、超音波エネルギーの使用があ
る。

【００２９】応力は、単位面積あたりの力として記述さ
れる。MICROFLUIDIZER（登録商標）乳化機がプレ乳濁混
合物に応力を与えて微粒子化する正確な機構は、充分に
は理解されていないものの、２つ以上の方法で応力が与
えられることが理論づけられている。応力を与える１つ
の方法は、剪断であると考えられている。剪断とは、１
つの層または平面を、隣接する平行な平面対してに平行
に移動させるような力を意味する。応力はまた、全圧縮
応力として、全面から加えられる。この場合には、応力
は、剪断を生じることなく、加えられる。強い応力を発
生させる別の方法は、キャビテーション（空洞現象）に
よる。キャビテーションは、液体内部の圧力が蒸発を起
こす程度に充分に低下した場合に、起こる。蒸気泡の形
成および崩壊は短時間に激しく起こり、強い応力が発生
する。特定の理論に拘束する意図はないが、剪断もキャ
ビテーションも共に、プレ乳濁混合物を微粒子化するよ
うな応力の発生に寄与していると考えられる。

【００３０】この混合物が微粒子に粉砕されると、各粒
子内の重合性種は、水性媒体中に安定に分散した重合体
微粒子を生成するのに充分な条件下で、重合される。安
定に分散した微粒子を得るのに必要で充分な条件の１つ
は、分散剤とも呼ばれる界面活性剤が反応混合物中に存
在することであると理解されるべきである。この界面活
性剤は、好ましくは、微粒子化の前に、上記有機成分が
水性媒体に混合される際に、存在する。あるいは、この
界面活性剤は、混合物がMICROFLUIDIZER（登録商標）乳
化機内で微粒子化した直後に、媒体中に導入され得る。
しかしながら、この界面活性剤は、粒子形成過程におけ
る重要な部分であり、しばしば、所要の分散安定性を得
るのに必要である。この界面活性剤は、乳化した粒子が
集合して大きな粒子を形成することを防止するような役
割を果す物質である。

【００３１】従来の乳化重合工程において利用され得る
同様の界面活性剤または分散剤もまた、この高応力法に
適する。適当な界面活性剤の例には、ドデシルベンゼン
スルホン酸のジメチルエタノールアミン塩、ジオクチル
スルホコハク酸ナトリウム、エトキシル化ノニルフェノ
ール、およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムが
包含される。当業者に周知の他の物質もまた、ここで適
当である。一般に、イオン性界面活性剤および非イオン
性界面活性剤の両方が、共に用いられる。界面活性剤の
量は、全固形分の百分率を基準にして、約１〜約10％、
好ましくは、約２〜約４％である。アミノプラスト硬化
性の分散体を調製するために、特に好ましい界面活性剤
の１つは、ドデシルベンゼンスルホン酸のジメチルエタ
ノールアミン塩である。

【００３２】重合性種のフリーラジカル重合を行うため
には、フリーラジカル開始剤もまた必要である。水溶性
開始剤および油溶性開始剤の両方が用いられ得る。レド
ックス開始剤のようなある種の開始剤を添加すると、強
い発熱反応が生じるので、反応が行われる直前に、この
開始剤を他の成分に添加することが一般に望ましい。水
溶性開始剤の例には、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、
ペルオキソ二硫酸カリウムおよび過酸化水素が包含され
る。油溶性開始剤の例には、t-ブチルヒドロペルオキシ
ド、過酸化ジラウリル、過安息香酸t-ブチル、および2,
2'-アゾビス（イソブチロニトリル）が包含される。好
ましくは、レドックス開始剤（例えば、ペルオキソ二硫
酸アンモニウム／メタ亜硫酸水素ナトリウムまたはt-ブ
チルヒドロペルオキシド／イソアスコルビン酸）が、こ
こで用いられる。

【００３３】ある場合には、反応物のいくつかを、残り
の反応物および水性媒体の微粒子化後に添加することが
望まれると理解されるべきである。このような反応物に
は、例えば、水溶性のアクリルモノマー（例えば、メタ
クリル酸ヒドロキシプロピル）がある。

【００３４】微粒子化された混合物は、次いで、微粒子
内に存在する重合性種の重合を引き起こすのに充分な条
件に曝される。特定の条件は、実際に重合される物質に
依存して変化する。重合を完結させるのに必要な時間
は、典型的には約10分間〜約６時間である。

【００３５】重合反応は、高分子化学の分野における当
業者に周知の従来の方法によって行われる。例えば、熱
の発生、モノマー濃度および全固形分の百分率は全て、
重合の進行をモニターする方法である。

【００３６】水性微粒子分散体は、バッチ法または連続
法により、調製され得る。あるバッチ法では、未反応の
微細分散体は、約１〜４時間にわたり、最初に水が充填
された加熱反応器に供給される。開始剤は、同時に供給
されてこの微細分散体の１部とされるか、または微細分
散体を供給する前に、反応器に充填され得る。最適温度
は、用いられる特定の開始剤に依存する。充填時間は、
典型的には約２〜約６時間の範囲内とされる。

【００３７】別のバッチ法では、重合される微細分散体
の全量が、反応器に充填される。レドックス開始剤のよ
うな適当な開始剤を加えると、重合反応が開始する。重
合熱により、成分の沸点以上にバッチ温度が上昇しない
ように、適当な開始温度が選択される。それゆえ、大規
模な製造を行うためには、微細分散体は、発生する熱の
全量を吸収するために充分な熱容量を有することが好ま
しい。

【００３８】連続法では、原料のプレ乳濁液や混合物
は、ホモジナイザーに通されて、微細分散体が製造され
る。この微細分散体は、加熱された管（例えば、ステン
レス鋼製の管）または熱交換器（ここでは、重合が起こ
る）に素早く通される。開始剤は、微細分散体が管に入
る直前に、この分散体に加えられる。

【００３９】連続法では、レドックスタイプの開始剤を
用いることが好ましい。他の開始剤では、窒素や二酸化
炭素のような気体が発生し、初期の段階でラテックスを
反応管から噴出させるからである。反応温度は、約25〜
約80℃、好ましくは約35〜約45℃の範囲内とされ得る。
滞留時間は、典型的には、約５〜約30分間の範囲内であ
る。

【００４０】反応が起こる管では、この微細分散体を加
熱する必要はなく、むしろ発生する熱を除去する必要が
ある。開始剤を加えると、短い誘発期間の後に、反応は
自動的に開始し、重合により発生する反応熱が、急速に
温度を上昇させる。

【００４１】全部の開始剤が消費された後、未反応のモ
ノマーが依然として残留している場合には、この残留モ
ノマーを除去するために追加量の開始剤が加えられ得
る。

【００４２】重合が完結すると、得られた生成物は、水
性媒体中に重合体微粒子が分散した安定な分散体とな
る。ここで、重合性種から形成された重合体と、分子量
が300を越える実質的に疎水性の重合体との両方が、各
微粒子内に含有される。従って、この水性媒体は、水溶
性の重合体を実質的に含有しない。得られた重合体微粒
子は、もちろん水性媒体に不溶である。水性媒体が水溶
性の重合体を実質的に含有しないと言う場合には、「実
質的に含有しない」という用語は、この水性媒体が、30
重量％を越えない量で、好ましくは15重量％を越えない
量で、溶解した重合体を含有するという意味を意図して
いる。

【００４３】「安定に分散した」とは、放置しても重合
体微粒子が沈降せず、しかも放置によって重合体微粒子
が凝固したり凝集しないことを意味する。典型的には、
微粒子の分散体は、50％の全固形分に希釈される場合、
室温で１ヵ月を経ても沈降しない。

【００４４】上で述べたように、本発明の重合体微粒子
分散体の非常に重要な局面は、粒径が一定して小さい
（すなわち、重合後に、20％より少ない重合体微粒子量
が５μmを越える平均粒径を有し、好ましくは１μmを越
える平均粒径を有する）ということである。一般的に
は、微粒子は約0.01μm〜約10μmの平均粒径を有する。
好ましくは、これらの粒子の重合後の平均粒径は、約0.
05μm〜約0.5μmの範囲内である。粒径は、コールター
(Coulter)N4装置（コールター社から市販されている）
のような粒径分析装置によって、測定され得る。この装
置は、粒径の測定を行うための、詳細な指示によって操
作される。しかしながら、要約すると、水性分散体の試
料は、試料濃度が、この装置で必要とされる特定の範囲
内に入るまで、水で希釈される。測定時間は10分間であ
る。

【００４５】本発明の微粒子分散体は、低粘度で高固形
分の物質である。約45〜約60％の全固形分含量で、分散
体が直接調製され得る。それらはまた、約30〜約40％の
全固形分といった低固形分レベルで調製され得、ストリ
ッピングにより、約55〜約65％の高固形分レベルに濃縮
され得る。重合体の分子量および本発明の水性分散体の
粘度は、互いに無関係である。その重量平均分子量は、
数百〜100,000を超える範囲内とされ得る。そのブルッ
クフィールド粘度もまた、50RPMで適切なスピンドルを
用いて25℃で測定した場合、固形分および組成に依存し
て、約0.01〜約100ポアズ（好ましくは、約0.2〜約５ポ
アズ）の範囲内で幅広く変化し得る。

【００４６】この微粒子分散体は、架橋されていても架
橋されていなくてもよい。架橋されていない場合、微粒
子内の重合体は線状または分枝状のいずれかであり得
る。

【００４７】本発明のコーティング組成物は、好ましい
実施態様において、さらに重合体微粒子を硬化するのに
適している架橋剤を含有する。適当な架橋剤の例はアミ
ノプラスト架橋剤およびブロックポリイソシアネート架
橋剤を包含する。これらの例は限定することを意図した
ものではなく、他の物質もここで適切であり得る。

【００４８】アミノプラスト樹脂は、アミノ基またはア
ミド基を有する物質と、ホルムアルデヒドの付加生成物
に基づいている。アルコールおよびホルムアルデヒド
と、メラミン、尿素、またはベンゾグアナミンとの反応
より得られる縮合生成物は、最も一般的であり、ここで
はより好ましい。しかしながら、他のアミンおよびアミ
ドの縮合生成物もまた、使用され得る。この生成物に
は、例えば、トリアジン、ジアジン、トリアゾール、グ
アニジン、グアナミン、およびこのような化合物のアル
キル置換およびアリール置換誘導体（これは、アルキル
置換およびアリール置換の尿素、ならびに、アルキル置
換およびアリール置換のメラミンを包含する）のアルデ
ヒド縮合物がある。このような化合物のいくつかの例に
は、N,N'−ジメチル尿素、ベンゾ尿素、ジシアンジアミ
ド、ホルムグアナミン、アセトグアナミン、グリコール
ウリル（glycoluril）、アメリン（ammeline）、２-ク
ロロ-４、６-ジアミノ-１，３，５-トリアジン、６-メ
チル-２，４-ジアミノ-１，３，５-トリアジン、３，５
-ジアミノトリアゾール、トリアミノピリミジン、２-メ
ルカプト-４，６-ジアミノピリミジン、３，４，６-ト
リス（エチルアミノ）-１，３，５-トリアジンなどがあ
る。

【００４９】使用されるアルデヒドで最もよく使用され
るのはホルムアルデヒドであるが、他の類似の縮合生成
物は、他のアルデヒド（例えば、アセトアルデヒド、ク
ロトンアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド、
フルフラール、グリオキサールなど）から製造され得
る。

【００５０】このアルデヒド樹脂は、メチロール基や類
似のアルキロール基を含有し、たいていの場合には、こ
れらアルキロール基の少なくとも一部は、アルコールと
の反応によりエーテル化されており、有機溶媒可溶性樹
脂を提供する。あらゆる一価アルコールは、この目的で
使用され得る。このアルコールは、例えば、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノ
ール、ヘキサノール、ヘプタノールなど、および、ベン
ジルアルコールや他の芳香族アルコール、環式アルコー
ル（例えば、シクロヘキサノール）、グリコールのモノ
エーテル（例えば、CellosolvesおよびCarbitols）、お
よびハロゲン置換アルコールまたは他の置換アルコール
（例えば、３-クロロプロパノールおよびブトキシエタ
ノールといったアルコールを包含する。好ましいアミノ
プラスト樹脂は、メタノールあるいはブタノールで実質
的にアルキル化されている。

【００５１】架橋剤として使用されるブロックイソシア
ネートは様々なポリイソシアネートから調製され得る。
ブロックされた好ましいイソシアネートはジイソシアネ
ートである。ここで使用され得る適当なジイソシアネー
トの例は、トルエンジイソシアネート、４，４’-メチ
レン-ビス（シクロヘキンルイソシアネート）、イソホ
ロンジイソシアネート、２，２，４-トリメチルヘキサ
メチレンジイソシアネートと２，４，４-トリメチルヘ
キサメチレンジイソシアネートの異性体の混合物、１，
６-ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチルキ
シリレンジイソシアネート、および４，４’-ジフェニ
ルメチレンジイソシアネートを包含する。加えて、様々
なポリオールのブロックポリイソシアネートプレポリマ
ー（例えば、ポリエステルポリオール）もまた使用し得
る。

【００５２】適切なブロッキング剤の例は、高温で除去
し得る次のような物質である：低脂肪族アルコール（例
えば、メタノール）、オキシム（例えば、メチルエチル
ケトキシム）、およびラクタム（例えば、カプロラクタ
ム）。

【００５３】本発明のコーティング組成物は、上記の成
分に加えて、様々な必要に応じた他の物質を含有し得
る。所望であれば、他の樹脂材料は、得られたコーティ
ング組成物が物理的な性能および特性の点で有害な影響
を受けないかぎり、重合体微粒子の分散体とともに使用
され得る。加えて、レオロジー制御剤、紫外線安定剤、
触媒、充填剤などの物質が存在し得る。

【００５４】本発明のコーティング組成物を調製するた
めに使用され得る重合体微粒子分散体の量は、透明なコ
ーティング、固形着色コーティング、あるいはメタリッ
クコーティングのどれが所望されるかにより広く変化し
得る。

【００５５】上で述べたように、本発明の水性コーティ
ング組成物は、自動車に着色および透明の塗装を行うベ
ースコーティング組成物として特に適している。この塗
装において、顔料は主成分の１つである。使用され得る
顔料は、メタリック顔料が所望されるかどうかにより、
様々な種類がある。メタリックコーティングが所望され
るのであれば、好ましくは、アルミニウムフレークが使
用される。様々なグレードのアルミニウムフレーク（例
えば、Silberline Sparkle Silver 5000 AR、Toyo 826
0およびObron OBT 8167 STAPA M ）が入手可能である。
他のメタリック顔料は、ブロンズフレーク、コートされ
たマイカ、ニッケルフレーク、スズフレーク、シルバー
フレーク、銅フレークあるいはこれらの組み合せを包含
する。適切な顔料の他の例は、マイカ、酸化鉄、酸化
鉛、カーボンブラック、二酸化チタン、タルク、および
様々な着色顔料が包含される。ある特定の顔料とバイン
ダーの比は、所望のフィルム厚と塗布固形量で必要な隠
蔽（hiding）を提供するかぎり広く変化し得る。

【００５６】自動車用の水性ベースコーティング組成物
として、本発明の組成物は非常に有益である。コーティ
ング組成物は、30％を越える高塗布固形量で塗布され得
る。このことは、スプレーガンで少量を吹きつけること
により、より多くの塗料を塗布し得ることを意味する。
本発明のコーティング組成物は、メタリック顔料とは対
照的な固形着色顔料を使用する場合、さらに高い塗布固
形量で処方され得ることが注目されるべきである。この
組成物は、良好な平坦性および流動性の特性を有し、コ
ーティングのすぐれたフロップにより示される自動車の
優れた品質仕上がりを与える（ここで「フロップ」と
は、見る角度を90度から180度に変えると、メタリック
コーティングの輝度または明暗度が視覚的に変化するこ
とを意味する）。また、この組成物は、優れた硬化応答
を有し、揮発性有機含量が少ない。一般的に、揮発性有
機含量は、3.0ポンド／ガロンより少なく、好ましく
は、2.5ポンド／ガロンより少なく、さらに好ましく
は、1.5ポンド／ガロンより少ない。加えて、ベースコ
ートとして使用される本発明のコーティング組成物は、
粉末クリアコートおよび溶媒性クリアコートを包含する
様々なクリアコーティング組成物と使用され得る。さら
に、コーティング組成物のレオロジー特性は、コーテ
ィング組成物が自動車を塗装するための産業用塗装装置
で使用され得るようなものである。

【００５７】また、本発明のコーティング組成物には、
顔料を含めずに処方することにより、透明なコーティン
グ組成物を調製し得るという利点がある。これらの透明
なコーティング組成物は、自動車に透明および着色の塗
装を行う際の透明コーティングとしても非常に適してい
る。

【００５８】本発明のコーティング組成物は、自動車に
着色および透明の塗装を行う場合とは異なった他の塗装
にも適している。また本発明のコーティングは、下塗り
された基材あるいは下塗りされていない基材上の一コー
ティング組成物としての使用に適している。

【００５９】本発明のコーティング組成物は、従来の方
法（例えば、空気を用いたあるいは用いないスプレー塗
布）により塗布され得る。この組成物は、所望であれ
ば、コート間の中間焼付け工程のないウェット・オン・
ウェットのコーティングとして塗布し得る点で特に有益
である。

【００６０】また、本発明は、多層コートされた基材を
調製する方法を示している。この方法は、工程の一つと
して、上で詳細に記載された水性コーティング組成物を
基材に塗布する工程を包含する。この工程の次に、該ベ
ースコートにクリアコーティング組成物を塗布する。そ
れから多層コートされた基材を硬化させる。上で述べら
れたように、本発明の水性ベースコーティング組成物
は、他のコーティング組成物と共に、中間の焼付け工程
のないウェット・オン・ウェットで基材に塗布され得
る。ただし、所望であれば、中間の焼付け工程は包含さ
れ得る。クリアコーティング組成物としての使用に適し
たコーティング組成物は、当業者によく知られた、非常
に多種にわたる従来の自動車用のクリアコーティング組
成物を包含し、該組成物は、粉末クリアコーティング組
成物および溶媒性クリアコーティング組成物を包含す
る。

【００６１】本発明のコーティング組成物は、約80℃〜
約150℃、好ましくは約110℃〜約140℃の温度で焼付け
られることにより硬化され得る。

【００６２】以下の実施例は本発明を例示するためのも
のであって、制限する意図はない。

【００６３】

【実施例】実施例Ｉ（パートＡ）（ラテックスの調製）次の成分からポリウレタンアクリ
レートを調製した：

【００６４】

【表１】

【００６５】TMXDIを70℃〜80℃の温度で１時間にわた
って添加しながら、最初の４成分をフラスコ中で攪拌し
た。アクリル酸ブチル80ｇを用いて、TMXDIの入った添
加用漏斗を洗浄した。次いで、すべてのイソシアネート
が反応するように、混合物を70℃でさらに２時間維持し
た。アクリル酸ブチルの残りを添加して、ガードナー−
ホールト粘度がＸの80％溶液を調製した。

【００６６】次の成分を共に攪拌することにより、プレ
乳濁液を調製した。

【００６７】

【表２】

【００６８】このプレ乳濁液を、7000psiで、M110 Micr
ofluidizer（登録商標）乳化機に一度通して、微細分散
体を調製した。微細分散体を丸底フラスコ中で窒素雰囲
気下にて、22℃で攪拌し、次いで、次の２つの溶液を加
えた。

【００６９】

【表３】

【００７０】15分後、温度が自然に56℃まで上昇した。
最終生成物は次の特徴を有していた：全固形分＝44.9％ pH＝2.3 ブルックフィールド粘度 (50rpm、スピンドル番号１）＝29センチポアズ平均粒径＝201nm。

【００７１】（パートＢ）（着色コーティング組成物の調製）次の成分を混合する
ことにより、アルミニウム顔料ペーストを調製した：

【００７２】

【表４】

【００７３】(1)このアンチガスィング添加剤は次の方
法で調製されたリン酸塩化ポリエポキシドである：85％
リン酸230.6ｇおよびエチレングリコールn-ブチルエー
テル297.8ｇの混合物を窒素雰囲気下にて、120℃まで加
熱した。EPON829（ビスフェノールAのジグリシジルエー
テルであって、シェルケミカルカンパニー（Shell Chem
ical Company)から市販されている）979.3ｇと、エチレ
ングリコールn-ブチルエーテル431.1ｇとの溶液を、上
記のリン酸溶液に、２時間にわたり加えた。それから、
エチレングリコールn-ブチルエーテル54.1ｇを用いて、
添加用漏斗を洗浄し、次いでこの溶液に加えた。溶液を
120℃でさらに２時間維持し、次いでエチレングリコー
ルn-ブチルエーテル69.5ｇを使用した。最終生成物は、
61.9％の全固形含量、Ｚのガードナー−ホールト粘度、
および１gあたり1.889の酸ミリ当量を有す。

【００７４】(2)この架橋剤はメラミンホルムアルデヒ
ド縮合生成物であって、アメリカンシアナミド(America
n Cyanamid)から市販されている。

【００７５】上記のパートAで調製したラテックスを、
次の方法で中和し、そのpHを約8.5とした：

【００７６】

【表５】

【００７７】顔料ペーストと、上で調製した中和ラテッ
クスとを混合することにより、コーティング組成物を調
製した。脱イオン水47.1ｇを加えることにより、コーテ
ィング組成物をスプレー粘度に調整した。

【００７８】コーティング組成物は次の特徴を有してい
た：パッケージ固形分：44.8％スプレー粘度（４番フォードカップ)：37.9％。

【００７９】BONDERITE40（ACTから市販されている）で
処理され、およびカチオン電着可能なプライマー（PPG
Industries社からED4として市販されている）で電着塗
装された冷たいロールスチール上で、着色コーティング
組成物を、ベースコーティング組成物としての使用につ
いて評価した。

【００８０】ベースコートを基材に相対湿度55.1％でス
プレー塗布し、次いで、180°Ｆ（８２℃）で６分間の
焼付けを行った。それから、溶媒性クリアコーティング
組成物（ＰＰＧＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社からDCT 2000
として市販されている）をベースコート上にスプレー塗
布し、次いで、250°F(121℃)で30分間の焼付けを行っ
た。ベースコートの乾燥フィルム厚は0.39ミルで、クリ
アコートの乾燥フィルム厚は2.0ミルであった。

【００８１】硬化フィルムを、硬化直後、および、140
°F(60℃）の凝縮湿度（condensinghumidity)にて16時
間放置した後における、光沢、像の明瞭性（DOI)、およ
びクロスハッチ接着力について評価した。

【００８２】光沢は、Hunter Lab. から市販されている
光沢計を用いて、20度の角度から測定した。

【００８３】DOIは、GlowBox Model GB11-8（ペンシル
バニア州、チェルテンハム（Cheltenham)のI²Rから市販
されている）を用いて測定した。

【００８４】凝縮湿度曝露抵抗性は、QCT-凝縮テスター
（QCT-Condensation Tester)(オハイオ州、クリーブラ
ンド(Cleveland)のQ Panel Companyから市販されてい
る）を用いて測定した。

【００８５】クロスハッチ接着力は、ペイント接着力テ
ストキット（Paint Adhesion TestKit)(Paul N.Gardner
Companyから市販されている）を用いて、ASTM D3359の
試験法を使用して測定した。試験で示された評点５は合
格であり、評点０は不合格であり、この２つの評点の間
の評点は、接着力の消失の程度を示している。

【００８６】

【表６】

【００８７】これらのデータは、本発明のコーティング
組成物が、優れた外観および物性を有しており、従来の
クリアコートとともに塗布し得ることを示している。

【００８８】実施例II （パートＡ）（ラテックスの調製）次の成分から、ポリウレタンアク
リレートを調製した：

【００８９】

【表７】

【００９０】TMXDIを70℃〜76℃の温度で１時間にわた
り添加しながら、最初の４成分をフラスコ中で攪拌し
た。アクリル酸ブチル90ｇを用いて、TMXDIの入った添
加用漏斗を洗浄した。次いで、すべてのイソシアネート
が反応するように、混合物を70℃でさらに２時間維持し
た。アクリル酸ブチルの残りを添加して、Xのガードナ
ー−ホールト粘度、0.8の酸価、および29のヒドロキシ
価を有する80％溶液を調製した。

【００９１】次の成分を共に攪拌することにより、プレ
乳濁液を調製した。

【００９２】

【表８】

【００９３】このプレ乳濁液を、7000psiでM110 Microf
luidizer（登録商標）乳化機に一度通して、微細分散体
を調製した。微細分散体を５ガロンのバケット中で21℃
で撹拌し、次の２つの溶液を加えた。

【００９４】

【表９】

【００９５】15分後、温度が自然に56℃まで上昇した。
最終生成物は次の特徴を有していた：全固形分＝46.3％ pH＝2.5 ブルックフィールド粘度(50rpm、スピンドル番号1)＝36
センチポアズ平均粒径＝229nm。

【００９６】（パートＢ）（着色コーティング組成物の調製）次の成分を混合する
ことにより、アルミニウム顔料ペーストを調製した：

【００９７】

【表１０】

【００９８】(3)この架橋剤はメチル化メラミンホルム
アルデヒド縮合生成物であり、モンサント（Monsanto)
から市販されている。

【００９９】上記成分を15分間攪拌し、次いで１時間放
置した。

【０１００】上記のパートＡで調製したラテックスを、
次の方法で中和し、そのpHを約8.6とした：

【０１０１】

【表１１】

【０１０２】アルミニウム顔料ペーストと、中和ラテッ
クスとを混合し、ジメチルエタノールアミンの50％脱イ
オン水溶液1.1ｇを加えて、pHを8.6に調整することによ
り、コーティング組成物を調製した。

【０１０３】コーティング組成物は次の特徴を有してい
た：パッケージ固形分：44.3％スプレー固形分：38.5％スプレー粘度(4番フォードカップ)：16秒。

【０１０４】コーティング組成物を、次の条件下で、上
記の実施例Ｉで説明したように、塗布し、評価した。

【０１０５】異なる湿度の下で２つの評価を行った。

【０１０６】相対湿度：53％および80％クリアコート：NCT II(PPG Industries社から市販され
ている) 乾燥フィルム厚（ベースコート）：0.38ミル乾燥フィルム厚（クリアコート）：1.6ミル

【０１０７】

【表１２】

【０１０８】実施例III （パートＡ）（ラテックスの調製）次の成分から、ポリウレタンアク
リレートを調製した：

【０１０９】

【表１３】

【０１１０】TMDIを50℃〜60℃の温度で４時間にわたり
添加しながら、最初の４成分をフラスコ中で攪拌した。
それから、すべてのイソシアネートが反応するように、
60℃〜70℃の温度をさらに11時間維持した。MMAを添加
して、ガードナー−ホールト粘度がZ2の85％溶液を調製
した。重合体のヒドロキシル当量は1920であった。

【０１１１】次の成分を共に攪拌することにより、プレ
乳濁液を調製した：

【０１１２】

【表１４】

【０１１３】このプレ乳濁液を、3000psiで、M110 Micr
ofluidizer（登録商標）乳化機に一度通すと、68分間で
微細分散体が得られた。

【０１１４】次の成分を混合することにより、開始剤溶
液を調製した：

【０１１５】

【表１５】

【０１１６】攪拌しながら、氷冷したフラスコに、１分
間あたり120ｇの割合で、微細分散体をポンプによって
注入した。この間、開始剤溶液を、１分間あたり40ｇの
割合でポンプによって注入した。この混合物の約300ｇ
をフラスコに入れた後、１分間に160ｇの割合でポンプ
によって排出し、そして3/8in(0.95cm）径のステンレス
鋼管からなる168ftのコイル（34℃の湯浴に部分的に浸
漬された）に押し入れた。このコイルは、Ｔ字形コネク
ターにより分割された８つの部分からなる。これらのコ
ネクターを介して、温度計を挿入するか、あるいは微細
分散体の試料を取り出し得る。７つのコネクターにおけ
る微細分散体の温度を測定したところ、34℃、36℃、33
℃、32℃、31℃、31℃、および29℃であった。この微細
分散体が、加熱コイルを通って、3/8in(0.95cm）径のポ
リプロピレン管からなる20ft(6m)のコイル（24℃の湯浴
に部分的に浸漬された）を通過するまでに、約15分間か
かった。25℃の温度で微細分散体が現れ、７つの１ガロ
ンジャーに集めて、150メッシュのふるいで濾過した。
生成物は次の特徴を有していた：全固形分＝45.0％ブルックフィールド粘度（50rpm、スピンドル番号1)＝2
3センチポアズ pH＝2.6 未反応モノマー＝全く認められない粒径＝262 nm 濾過された凝固物＝0.003 ％。

【０１１７】（パートＢ）（着色ベースコーティング組成物の調製）コーティング
組成物を調製するために使用されるアルミニウム顔料ペ
ーストは、上記の実施例Ｉに記載したものと同じであっ
た。ラテックスのpHを同じ方法で中和した（少し異なる
割合を用いた）；

【０１１８】

【表１６】

【０１１９】顔料ペーストと中和ラテックスとを混合
し、脱イオン水56.8gで15.1秒（４番フォードカップ)の
スプレー粘度に調整することにより、コーティング組成
物を調製した。コーティング組成物は次の特徴を有して
いた：パッケージ固形分：43.4％スプレー固形分：35.8％パッケージpH：8.5％。

【０１２０】コーティング組成物の塗布および評価は次
の条件下で、上記の実施例Ｉで説明したように行われ
た：相対湿度：55.1％乾燥フィルム厚（ベースコート）：0.34ミル乾燥フィルム厚（クリアコート）：2.0ミルクリアコート：DCT 2000であって、PPG Industries社か
ら市販されている。

【０１２１】

【表１７】

【０１２２】（発明の要約）塗布時に30％を越える全固
形含量を有する本発明の水性コーティング組成物は、水
性媒体中に顔料および重合体微粒子の分散体を含有す
る。該微粒子は、実質的に疎水性の重合体を、該微粒子
を基準にして30重量％を越える量で含む。該疎水性の重
合体は、その骨格中にアクリルあるいはビニルの繰り返
し単位を実質的に含まず、300を越える分子量を有し、
硬化したコーティング組成物中で化学的に結合されるの
に適している。また、該微粒子分散体の水性媒体は水溶
性の重合体を実質的に含まない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｄ 5/00 ＰＰＦＣ０９Ｄ 5/00 ＰＰＦ 133/06 ＰＧＦ 133/06 ＰＧＦ 151/00 ＰＧＺ 151/00 ＰＧＺ 167/00 ＰＬＡ 167/00 ＰＬＡ 167/06 ＰＥＧ 167/06 ＰＥＧ 175/04 ＰＨＲ 175/04 ＰＨＲ 201/00 ＰＤＣ 201/00 ＰＤＣ (73)特許権者 593153819 ＯｎｅＰＰＧＰｌａｃｅ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ 15272，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者バーバラゴーマンピッチリーリアメリカ合衆国ペンシルベニア 15044 ギブソニア，フォレストウッドドライブ 316 (72)発明者デニスリロイフェイラーアメリカ合衆国ペンシルベニア 15116 グレンショー，マリアンドライブ 208

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】 30重量％を越える全固形含量を有する水
性コーティング組成物であって、水性媒体中に架橋剤および重合体微粒子の分散体を含有
し、ここで該重合体微粒子が0.01〜10μmの範囲内の平均粒
径を有し、１μmを越える平均粒径を有する該重合体微
粒子が、20重量％より少なく、ここで該微粒子が、 (1)水性媒体中で以下の成分(a)、(b)および(c)の混合物
を形成すること： (a)ビニルモノマーまたはビニルモノマーの混合物； (b)該微粒子を基準にして30重量％を越える量の、実質
的に疎水性の縮合重合体；ここで該疎水性の縮合重合体は、その骨格中にアクリル
あるいはビニルの繰り返し単位を実質的に含まず、300
を越える分子量を有し、そして該架橋剤と共に反応し得
る官能基を含む（ここで該疎水性の縮合重合体を該水性
媒体および該ビニルモノマーまたはビニルモノマーの混
合物と混合するとき、該重合体の大部分は有機相中に存
在し、そして分離した水相が得られる）；および (c)全固形分の重量を基準にして１〜10重量％の量の界
面活性剤または分散剤； (2)該混合物を高応力法で粉砕して微粒子にすること；
次いで (3)該混合物中の重合性種を重合すること；により調製される、水性コーティング組成物。
【請求項２】前記重合体微粒子の平均粒径が0.05〜0.5
μmの範囲内にある、請求項１のコーティング組成物。
【請求項３】前記ビニルモノマーあるいはビニルモノ
マーの混合物がアクリルモノマーから選択される、請求
項１のコーティング組成物。
【請求項４】分子量が300を越える前記縮合重合体がポ
リエステルおよびポリウレタンからなる群から選択され
る、請求項１のコーティング組成物。
【請求項５】揮発性有機成分の含量が359.5グラム／リ
ットルより少ない、請求項１のコーティング組成物。
【請求項６】揮発性有機成分の含量が299.6グラム／リ
ットルより少ない、請求項５のコーティング組成物。
【請求項７】前記重合体微粒子が架橋されている、請
求項１のコーティング組成物。
【請求項８】前記重合体微粒子が架橋されていない、
請求項１のコーティング組成物。
【請求項９】中和されている、請求項１のコーティン
グ組成物。
【請求項１０】顔料を含有する、請求項１のコーティ
ング組成物。
【請求項１１】多層コートされた基材を調製する方法
であって、該調製方法は、次の工程Ａ、Ｂ、およびＣを包含する：Ａ．基材に水性コーティング組成物を塗布してベースコ
ートを形成する工程；該水性コーティング組成物は30重量％を越える全固形含
量を有する水性コーティング組成物であって、水性媒体
中に顔料、架橋剤および重合体微粒子の分散体を含有
し、ここで該重合体微粒子は0.01〜10μmの範囲内の平均粒
径を有し、１μmを越える平均粒径を有する該重合体微
粒子は20重量％より少なく、ここで該微粒子は、 (1)水性媒体中で以下の成分(a)、(b)および(c)の混合物
を形成すること： (a)ビニルモノマーまたはビニルモノマーの混合物； (b)該微粒子を基準にして30重量％を越える量の、実質
的に疎水性の縮合重合体；ここで該疎水性の縮合重合体は、その骨格中にアクリル
あるいはビニルの繰り返し単位を実質的に含まず、300
を越える分子量を有し、そして該架橋剤と共に反応し得
る官能基を含む（ここで該疎水性の縮合重合体を該水性
媒体および該ビニルモノマーまたはビニルモノマーの混
合物と混合するとき、該重合体の大部分は有機相中に存
在し、そして分離した水相が得られる）；および (c)全固形分の重量を基準にして１〜10重量％の量の界
面活性剤または分散剤； (2)該混合物を高応力法で粉砕して微粒子にすること；
次いで (3)該混合物中の重合性種を重合すること；により調製される；Ｂ．前記ベースコートにクリアコーティング組成物を塗
布する工程；およびＣ．前記の多層コートされた基材を硬化させる工程。
【請求項１２】前記クリアコーティング組成物が粉末
クリアコーティング組成物である、請求項１１の方法。
【請求項１３】前記水性コーティング組成物が、前記
重合体微粒子の分散体を中和する工程；および該重合体
微粒子の分散体に前記顔料および前記架橋剤を添加する
工程によって調製される、請求項１１の方法。