JP5669213B2 - 書き込み消去可能表面用の周囲温度で硬化する溶剤系被覆物 - Google Patents
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Description
本出願は、2008年7月18日に出願された米国仮特許出願第61/082,029号からの優先権を主張し、この出願はその全体が本明細書中に参考として援用される。
本開示は、書き込み消去可能表面用の溶剤系被覆物、そのような被覆物を含む製品、ならびにその作製法および使用法に関する。
教室での授業は、伝統的に、指導媒体としての「黒板」およびチョークに依存してきた。この方法は、手を汚し、ほこりっぽく、多くの黒板は、全てのチョークのタイプおよび色に使用することができない。発生する埃が、多くの呼吸器系の病気を生じ得る。オーバーヘッドプロジェクター、ラップトップコンピューター、およびドライ・イレース・ボード(通例「ホワイトボード」と呼ばれることが多い)は、伝統的黒板に代わるものである。
本開示は、書き込み消去可能表面を有する被覆物、そのような被覆物を含む製品(例えば、ホワイトボード)、ならびにその作製法および使用法に関する。一般に、書き込み消去可能表面を有する被覆物は、溶剤系担体中の1つまたはそれ以上の先駆材料から作製され;この被覆物が周囲条件下で硬化する。書き込み消去可能表面にマーキング物質でマーキングした場合、長期間および繰り返しの使用後でも、ゴースティングをほとんどまたは全く示さずに、マーキング物質を効果的に不可視に(例えば、実質的に不可視に)消去することができる。被覆物を形成する1つまたはそれ以上の材料は、基材上での硬化後に、最小限の揮発性有機化合物(VOC)を放出する。得られる被覆物は、1つまたはそれ以上の下記属性:低多孔率、低表面粗さ、高破断点伸び、高テーバー摩耗抵抗、および高スオード高度、を含む多くの望ましい属性を有する。いかなる理論にも縛られるものではないが、一般に、被覆物の低多孔率は、被覆物をマーキング物質に対して実質的に不浸透性にし、一方、低表面粗さは、イレーザーの有効リーチを超えてマーキング物質が表面に捕捉されるのを防ぐと考えられる。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
(項目1)
書き込み消去可能製品であって:
基材上に拡がり、書き込み消去可能表面を有する硬化被覆物を含み、
該被覆物は、周囲条件下で硬化性であり、1つまたはそれ以上の材料から形成され、該材料は、それぞれ独立して、1つまたはそれ以上のイソシアネート基を含む1つまたはそれ以上の物質、および1つまたはそれ以上のヒドロキシル基を含む1つまたはそれ以上の物質を含み、1つまたはそれ以上の材料の少なくとも1つは溶剤系担体に存在し;
該製品において、該書き込み消去可能表面に、着色剤および溶剤を含むマーキング物質でマーキングした後に、該マーキング物質を該書き込み消去可能表面から効果的に不可視に消去することができる;
書き込み消去可能製品。
(項目2)
前記マーキング物質を前記書き込み消去可能表面から実質的に不可視に消去することができる、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目3)
前記硬化被覆物が架橋している、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目4)
前記被覆物が周囲条件下で架橋される、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目5)
前記硬化被覆物が、約40パーセント未満の多孔率を有する、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目6)
前記硬化被覆物が、約0.001インチ〜約0.125インチの厚さを有する、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目7)
前記硬化被覆物が、約100mg/1,000サイクル〜約125mg/1,000サイクルのテーバー摩耗値を有する、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目8)
前記硬化被覆物が、約10より大きいスオード硬度を有する、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目9)
前記硬化被覆物が、約5パーセント〜約400パーセントの破断点伸びを有する、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目10)
前記硬化被覆物が、約4ミル〜約24ミルの垂れ下り抵抗を有する、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目11)
前記1つまたはそれ以上のイソシアネート基を含む1つまたはそれ以上の物質が、下記から成る群:
ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、テトラメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、2−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、トルエンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、m−およびp−フェニレンジイソシアネート、ビトリレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート(CHDI)、ビス−(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(H6XDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)、ダイマー酸ジイソシアネート(DDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートおよびそのメチルエステル、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ポリフェニレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水素化メチレンジフェニルイソシアネート(HMDI)、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、またはそれらのオリゴマーおよびホモポリマー、ならびにそれらの混合物;
から選択される、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目12)
前記1つまたはそれ以上のイソシアネート基を含む1つまたはそれ以上の物質が、脂肪族ジイソシアネートもしくはそのオリゴマーおよびホモポリマー、またはそれらの混合物を含む、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目13)
前記1つまたはそれ以上のイソシアネート基を含む1つまたはそれ以上の物質が、高分子物質を含む、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目14)
前記脂肪族ジイソシアネートが、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネートを含む、項目12に記載の書き込み消去可能製品。
(項目15)
前記1つまたはそれ以上のヒドロキシル基を含む1つまたはそれ以上の物質が、α,ω−ジオールを含む、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目16)
前記1つまたはそれ以上のヒドロキシル基を含む1つまたはそれ以上の物質が、高分子物質を含む、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目17)
前記高分子物質がアクリルポリオールである、項目16に記載の書き込み消去可能製品。
(項目18)
前記溶剤系担体が、炭化水素、アルコール、ケトン、エステル、ミネラルスピリット、バイオ系溶剤、およびそれらの混合物から成る群から選択される、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目19)
前記溶剤系担体が、下記から成る群:
エチルベンゼン、キシレン、n−ブチルアセテート、メチルイソアミルケトン、ストッダード溶剤、t−ブチルアセテート、アセトン、イソプロピルアルコール、2−ブトキシエタノール、トルエン、メタノール、プロパノール、2−ブタノール、イソ−アミルアルコール、メチルアミルアルコール、ペンタン、ヘプタン、無臭ミネラルスピリット、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコール、メチルアミルケトン、エチルアミルケトン、ジイソブチルケトン、メチルヘプチルケトン、エチルアセテート、イソプロピルアセテート、プロピルアセテート、イソブチルアセテート、n−ブチルアセテート、グリコールエーテルEMアセテート、アミルアセテート、イソブチルイソブチレート、グリコールエーテルEEアセテート、グリコールエーテルEBアセテート、2−エチルヘキシルアセテート、グリコールエーテルDEアセテート、グリコールDBアセテート、メチルイソブチルケトン、ジプロピレングリコールブトキシエーテル、植物油、トウモロコシ油、ヒマワリ油、およびそれらの混合物;
から選択される、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目20)
前記書き込み消去可能表面が、約100より多いサイクルの、同じ位置での書き込みおよび消去後に、実質的に不可視に消去される、項目2に記載の書き込み消去可能製品。
(項目21)
前記書き込み消去可能表面が、約5,000より多いサイクルの、同じ位置での書き込みおよび消去後に、実質的に不可視に消去される、項目2に記載の書き込み消去可能製品。
(項目22)
前記書き込み消去可能表面が、約7,500nm未満の平均表面粗さ(R a )を有する、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目23)
前記書き込み消去可能表面が、約10,000nm未満の最大表面粗さ(R m )を有する、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目24)
前記書き込み消去可能表面が、約35度より大きい接触角を有する、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目25)
前記書き込み消去可能表面が、約150度未満の接触角を有する、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目26)
前記基材が、セルロース系材料、ガラス、壁、ファイバーボード、パーティクルボード、石膏ボード、木材、プラスチック、高密度化セラミック、石および金属から成る群から選択される、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目27)
前記基材が、軟質フィルムまたは硬質構造物を含む、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目28)
前記マーキング物質が、水、アルコール、ケトン、エステル、ミネラルスピリット、バイオ系溶剤またはそれらの混合物を包む溶剤を含む、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目29)
繊維状材料を含むイレーザーでマークを拭くことによって、前記マーキング物質を前記書き込み消去可能表面から効果的に不可視に消去することができる、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目30)
前記イレーザーが、水、アルコール、ケトン、エステル、ミネラルスピリットおよびそれらの混合物から成る群から選択される1つまたはそれ以上の溶剤をさらに含む、項目29に記載の書き込み消去可能製品。
(項目31)
前記書き込み消去可能製品がホワイトボードの形態であり、該ホワイトボードにおいて、前記硬化被覆物がファイバーボードの形態の基材上に拡がっている、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目32)
前記書き込み消去可能表面が、構造物の壁の一部を形成する、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目33)
前記書き込み消去可能製品が複数のシートの形態であり、各シートが、紙の形態の基材を含み、その上に拡がっている前記硬化被覆物を有する、項目1に記載の書き込み消去可能製品。
(項目34)
書き込み消去可能製品であって:
基材上に拡がり、書き込み消去可能表面を有する硬化被覆物を含み;
該被覆物は、周囲条件下で硬化性であり、ヘキサメチレンジイソシアネート、そのオリゴマーまたはホモポリマーの1つまたはそれ以上を含む1つまたはそれ以上の材料;1つまたはそれ以上のアクリルポリオールを含む1つまたはそれ以上の材料、および1つまたはそれ以上の促進剤から形成され;1つまたはそれ以上の材料の少なくとも1つは溶剤系担体に存在し;
該製品において、該書き込み消去可能表面に、着色剤および溶剤を含むマーキング物質でマーキングした後に、該マーキング物質を該書き込み消去可能表面から効果的に不可視に消去することができる;
書き込み消去可能製品。
(項目35)
前記マーキング物質を前記書き込み消去可能表面から実質的に不可視に消去することができる、項目34に記載の書き込み消去可能製品。
(項目36)
前記促進剤がジブチル錫ジラウレートを含む、項目34に記載の書き込み消去可能製品。
(項目37)
前記被覆物が酸プロモーターをさらに含む、項目34に記載の書き込み消去可能製品。
(項目38)
前記酸プロモーターがプロピオン酸を含む、項目37に記載の書き込み消去可能製品。
(項目39)
前記マーキング物質が、水、アルコール、ケトン、エステル、ミネラルスピリット、バイオ系溶剤またはそれらの混合物を含む溶剤を含む、項目34に記載の書き込み消去可能製品。
(項目40)
書き込み消去可能製品の作製法であって、下記の工程:
被覆物を基材に適用する工程であって、該被覆物が、1つまたはそれ以上の材料から形成され、該材料は、それぞれ独立して、1つまたはそれ以上のイソシアネート基を含む1つまたはそれ以上の物質、1つまたはそれ以上のヒドロキシル基を含む1つまたはそれ以上の物質を含み、1つまたはそれ以上の材料の少なくとも1つは溶剤系担体に存在する工程;
該被覆物を周囲条件下で硬化させて、書き込み消去可能表面を規定する硬化被覆物を得る工程;
を含み、
該方法において、該書き込み消去可能表面に、着色剤および溶剤を含むマーキング物質でマーキングした後に、該マーキング物質を該書き込み消去可能表面から効果的に不可視に消去することができる;
書き込み消去可能製品の作製法。
(項目41)
前記マーキング物質を前記書き込み消去可能表面から実質的に不可視に消去することができる、項目40に記載の方法。
(項目42)
前記被覆物が、前記1つまたはそれ以上のイソシアネート基を含む1つまたはそれ以上の物質と、前記1つまたはそれ以上のヒドロキシル基を含む1つまたはそれ以上の物質とを組合せることによって調製される、項目40に記載の方法。
(項目43)
組合せる前に、前記1つまたはそれ以上のイソシアネート基を含む1つまたはそれ以上の物質は第1容器に含有され、前記1つまたはそれ以上のヒドロキシル基を含む1つまたはそれ以上の物質は第2容器に含有されている、項目42に記載の方法。
(項目44)
前記1つまたはそれ以上のヒドロキシル基を含む1つまたはそれ以上の物質を含む1つまたはそれ以上の材料が、架橋剤も含む、項目40に記載の方法。
(項目45)
前記マーキング物質が、水、アルコール、ケトン、エステル、ミネラルスピリット、バイオ系溶剤またはそれらの混合物を包む溶剤を含む、項目40に記載の書き込み消去可能製品。
(項目46)
変更可能に情報を提示する方法であって、下記の工程:
a) 項目1に記載の書き込み消去可能表面に、着色剤および溶剤を含むマーキング物質を使用して、第1情報をマーキングする工程;
b) 該第1情報のマーキングを、該書き込み消去可能表面から、効果的に不可視に消去する工程;
c) 該書き込み消去可能表面に、第2情報をマーキングする工程;および
d) 該第2情報のマーキングを、該書き込み消去可能表面から、効果的に不可視に消去する工程;
を含む方法。
(項目47)
前記第1情報および前記第2情報を、前記書き込み消去可能表面から、実質的に不可視に消去することができる、項目46に記載の方法。
(項目48)
前記マーキング物質が、水、アルコール、ケトン、エステル、ミネラルスピリット、バイオ系溶剤またはそれらの混合物を含む溶剤を含む、項目46に記載の方法。
(項目49)
工程c)およびd)を繰り返すことをさらに含む、項目46に記載の方法。
(項目50)
工程b)およびd)が、イレーザーを前記消去可能表面に適用することによって行なわれる、項目46に記載の方法。
(項目51)
前記イレーザーが繊維状材料を含む、項目50に記載の方法。
(項目52)
前記イレーザーが、水、アルコール、ケトン、エステル、ミネラルスピリットおよびそれらの混合物から成る群から選択される1つまたはそれ以上の溶剤をさらに含む、項目51に記載の方法。
(項目53)
脂肪族ジイソシアネートまたはそのホモポリマーおよびオリゴマー、アクリルポリオール、促進剤、酸プロモーター、ならびに有機溶剤を含む組成物。
(項目54)
二酸化チタン、表面添加剤、湿潤剤、または消泡剤をさらに含む、項目53に記載の組成物。
(項目55)
顔料または着色剤をさらに含む、項目53に記載の組成物。
(項目56)
書き込み消去可能製品であって:
基材上に拡がり、書き込み消去可能表面を有する硬化被覆物を含み;
該被覆物が、周囲条件下で硬化性であり、1つまたはそれ以上の材料から形成することができ、1つまたはそれ以上の材料の少なくとも1つは溶剤系担体に存在し;
該製品において、該書き込み消去可能表面に、着色剤および溶剤(該溶剤は、水、アルコール、ケトン、エステル、ミネラルスピリット、バイオ系溶剤またはそれらの混合物の1つまたはそれ以上を含む)を含むマーキング物質でマーキングした後に、該マーキング物質を該書き込み消去可能表面から効果的に不可視に消去することができる;
書き込み消去可能製品。
(項目57)
前記マーキング物質を前記書き込み消去可能表面から実質的に不可視に消去することができる、項目56に記載の書き込み消去可能製品。
(項目58)
前記1つまたはそれ以上の材料の少なくとも1つが、エポキシ樹脂を含む、項目56に記載の書き込み消去可能製品。
(項目59)
前記1つまたはそれ以上の材料の少なくとも1つが、アクリルモノマーを含む、項目56に記載の書き込み消去可能製品。
(項目60)
前記1つまたはそれ以上の材料の少なくとも1つが、ビニルモノマーを含む、項目56に記載の書き込み消去可能製品。
(項目61)
前記1つまたはそれ以上の材料の少なくとも1つが、ウレタンアルキド以外のアルキド樹脂を含む、項目56に記載の書き込み消去可能製品。
書き込み消去可能製品
図1および図1Aを参照すると、書き込み消去可能製品10は、基材12、および基材12上に拡がっている被覆物14(例えば、硬化被覆物)を含む。硬化被覆物14は、書き込み消去可能表面16を有する。書き込み消去可能表面16にマーキング物質でマーキングした場合、長期の通常使用後でも、例えば、同じ位置における書き込みおよび消去の約10サイクル後(例えば、約50サイクル後、約100サイクル後、約500サイクル後、約1,000サイクル後、約2,000サイクル後、約3,000サイクル後、約4,000サイクル後、約5,000サイクル後、約6,000サイクル後、約7,000サイクル後、約8,000サイクル後、または約9,000サイクル後)でも、マーキング物質を、書き込み消去可能表面から効果的に(例えば、実質的に)不可視に消去することができ、ゴースティングをほとんどまたは全く生じない。消去の可視性、またはその欠如は、表面へのマーキングおよびそのマーキングの消去後に、分光測光器(例えば、X−Riteから入手可能なSP−62携帯用分光測光器)を使用して、書き込み消去可能表面の色変化(デルタE、ΔE)を測定することによって判定できる。色変化は、3つの変数、明度(L*)、赤色/緑色値(a*)および黄色/青色値(b*)の複合である。書き込み消去可能表面16の消去可能特性は、ΔE値によって規定することができる。いくつかの実施において、5,000サイクル後(またはさらには10,000サイクル後)の書き込み消去可能表面16のΔEは、約50未満、例えば、約40未満、約30未満、約20未満、約10未満、約9未満、約8未満、約7未満、約6未満、約5未満、約4未満、約3未満、約2未満、または約1未満であり得る。
溶剤系被覆物は、均一分散液または溶液を得るために、樹脂および他の成分を分散または溶解させるための溶剤を使用する。溶剤に基づく系は、多くの用途において、耐久性の高品質仕上げを与えることができる。溶剤系被覆物は、適用容易性も示し、配合の間に選択できる溶剤の範囲により、配合物において所望の特性を達成するための制限が少ない。さらに、溶剤系被覆物は、より広い範囲の基材に適用できる。
ポリウレタンは、ジイソシアネートまたはポリイソシアネートと、ジオールまたはポリオールとの反応によって得られる。ポリウレタンは、イソシアネート含有物質および/またはヒドロキシル含有物質の性質ならびに硬化の性質を含む種々の要素に依存して、広範囲の硬度および柔軟性を示す。ポリウレタン被覆物は、1成分または2成分被覆物として配合し得る。反応性ポリウレタン被覆物は、一般的には、イソシアネートおよびヒドロキシルを硬化の間の反応性基として使用することを含む。参照:The ICI Polyurethanes Book、George Woods(John Wiely & Sons:New York、1987)、およびOrganic Coatings−Properties,Selection and Use、米商務省、規格基準局:Washington D.C.、シリーズ7;1968年2月;それらの全開示は、参照により本明細書に組み入れられる。ポリウレタン被覆物は、分類別に、いくつかのASTM呼称(第I〜VI型)も与えられている。
エポキシ被覆組成物は、エポキシ樹脂と硬化剤を混合することによって得ることができる。エポキシ樹脂は、1つまたはそれ以上のエポキシド単位をそれらの構造中に有するポリエーテル鎖を含み得る。ポリエーテルは、反復オキシアルキレン単位:酸素基によって置換されたアルキレン、例えばエチレンオキシ(−[CH2−CH2O]−)を有する。いくつかの実施において、ポリエーテル鎖は、付加的官能基、例えばヒドロキシル(−OH)を有し得る。エポキシ樹脂の硬化は、より少ない量の揮発性生成物を生じ得る。エポキシド環構造の特異的な特性により、硬化剤は、求核性または求電子性であり得る。求核剤の例は、アルコール、フェノール、アミン、アミノシラン、チオール、カルボン酸、および酸無水物を含む。求電子剤の例は、アリールヨードニウム塩、アリールスルホニウム塩、および潜在酸触媒(例えば、ジブチル錫ジアセテート)を含む。いくつかの実施において、これらの硬化剤は、1つまたはそれ以上の求核基を含有し得る。エポキシ樹脂自体は、脂肪族(例えば、環式または非環式)または芳香族主鎖、またはそれら両方の組合せを含有し得る。いくつかの任意実施において、エポキシ樹脂は、他の非干渉化学結合(例えば、アルキル鎖)を含有し得る。
ポリアクリレート(アクリル樹脂としても既知)は、下記式の反復エチレン単位を有する:−[CH2−CH(X)]−、式中、Xは−CN、−COOH、アルキルOC(O)−、アルキルNHC(O)−であり得る。アクリルポリマーを溶剤系担体(例えば、本明細書に記載されているもの)に添加して、被覆物14の形成前に、溶液、分散液、または乳濁液を形成することができる。被覆物14の作製に好適なアクリル材料は、アクリルモノマー(ヒドロキシアクリレートのような官能性アクリルモノマーを含む)と架橋触媒との分散物;自己架橋できるアクリルコポリマー;スチレン−アクリルコポリマー;または官能化アクリルコポリマーを含み得る。
一般に、ビニルポリマーは、下記式の反復単位を有する:−[CX1X2−CX3X4]−、式中、X1、X2、X3およびX4はそれぞれ独立して、H、ハロ、アルキル、アリールまたはヘテロアリールであり得る。例として、ポリビニルクロリドのようなビニルモノマーとエチレンとの共重合は、多くの被覆物に必要とされる変動する柔軟性および透明性を与える。いくつかの実施において、ビニル材料は、反復単位−[CH2−CH(X)]−を有することができ、式中、Xは、H、ハロ、アルキル、アリール、またはヘテロアリールであり得る。ポリビニルクロリドは、塩素によって置換されたエチレンの反復単位−[CH2−CH(X)]−を有することができ、式中、XはClである。ポリエチレンは、エチレンの反復単位−[CH2−CH2]−を有する。いくつかの実施において、被覆物14の作製に好適なビニル材料は、溶剤系担体中のビニルポリマー樹脂材料であり得るか、またはそれを含む。そのような実施において、ビニル材料は、ポリビニルクロリド、ポリビニルクロリド−エチレンコポリマー、またはチオ官能化ビニルコポリマーであり得る。
アルキド樹脂は、2つまたはそれ以上の反応性ヒドロキシル基を含有する多価アルコールと、2つまたはそれ以上の反応性カルボン酸基を含有する多塩基酸との縮合によって形成される複合ポリエステルである。多価アルコールの例は、グリセロール、ペンタエリトリトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、およびヘキサン−1,2,3−トリオールを含む。多塩基酸の例は、マロン酸、コハク酸およびグルタル酸を含む。
いくつかのまたは全ての前記配合系を、溶剤系担体中で組合せて、混成系を形成してもよい。混成系は、一般的には、2種類の樹脂の混合物である。混成系は、均質媒質中の混成ポリマー系、または非均質媒質中の混成ポリマー系(例えば、混成分散物)であり得る。混成系は、共同的に相互作用して所望の特性を与える2種類の異なるポリマーまたは樹脂を、おそらくは溶剤系担体中に、含有することができる。いくつかの実施において、溶剤系担体中の混成材料は、1成分または2成分の被覆材料の一部であり得る。そのような実施において、混成材料は、ポリウレタン/アクリル樹脂、エポキシ/アクリル樹脂、アルキド/アクリル樹脂、ポリビニルクロリド(PVC)/アルキド、PVC/エポキシ、またはPVC/ポリウレタンの組合せであり得る。そのような実施において、外部架橋剤、例えば、ポリカルボジイミド、アジリジン、またはイミダゾリンも、混成系に添加することができる。
一般に、被覆物14の形成に使用されるポリオールは、2つまたはそれ以上のヒドロキシル基を含有する化合物、例えば、アクリルポリオール、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリアミドポリオール、ポリエポキシポリオール、ポリビニルポリオール、ポリアルキドポリオール、またはポリウレタンポリオールであり得る。ポリオールを、一般に、反応性基、例えば、イソシアネート、エポキシドまたは他の反応性基と反応させて、被覆物を作製することができる。
被覆物14は、溶剤系担体、例えば有機溶剤中の、材料から形成できる。いかなる理論にも縛られるものではないが、溶剤は、硬化前に、被覆配合物中の顔料および樹脂のための分散ビヒクルとして有効であり得ると考えられる。配合物の適用の間に、それらは、配合物の適切な粘度を得ることを助ける。しかし、被覆物が硬化した後に、残留溶剤は存在しないと予測され得る。溶剤は、下記:2−ブトキシエタノール、エチレングリコール、エチルベンゼン、キシレン、メチルアミルケトン、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ブタノール、パラフィン、アルカン、ポリプロピレングリコール、ストッダード溶剤、トルエン、エトキシル化アルキルフェノール、1−メチル−2−ピロリジノン、または1−エチルピロリジン−2−オン;を含み得る。いくつかの実施において、溶剤は、炭化水素(例えば、飽和炭化水素または不飽和炭化水素)、アルコール(例えば、アルコキシアルコール、ケトンアルコール)、ケトン、エステル(例えば、アセテート)、グリコールエーテル、およびグリコールエーテルエステルであり得るか、またはそれらを含む。炭化水素の例は、トルエン、キシレン、ナフサ(石油)、石油蒸留物、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、および石油精製所から得られる炭化水素混合物の留分を含む。これらの溶剤のいずれか2つまたはそれ以上の混合物も使用され得る。アルコールの例は、エタノール、n−プロパノール、イソ−プロパノール、n−ブタノール、イソ−ブタノール、ベンジルアルコール、2−(n−プロポキシ)エタノール、2−(n−ブトキシ)エタノール、3−(n−プロポキシ)エタノール、および2−フェノキシエタノールを含む。これらの溶剤のいずれか2つまたはそれ以上の混合物を使用してもよい。
促進剤は、硬化過程を加速させる物質である。配合物に使用できる促進剤は、ジブチル錫ジアルカノエート(例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクトエート)、およびオキサゾリジンを含む。酸プロモーターも、硬化過程を加速させる物質である。酸プロモーターは、アリール、アルキルおよびアラルキルスルホン酸;アリール、アルキル、およびアラルキルリン酸およびホスホン酸;アリール、アルキル、およびアラルキル酸ピロホスフェート;カルボン酸;スルホンイミド;鉱酸およびそれらの混合物を含む。スルホン酸の例は、ベンゼンスルホン酸、パラ−トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、およびナフタレンスルホン酸を含む。アリール、アルキル、およびアラルキルホスフェートおよびピロホスフェートの例は、フェニル、パラ−トリル、メチル エチル、ベンジル、ジフェニル、ジ−パラ−トリル、ジ−メチル、ジ−エチル、ジ−ベンジル、フェニル−パラ−トリル、メチル−エチル、フェニル−ベンジルホスフェートおよびピロホスフェートを含む。カルボン酸の例は、クエン酸、安息香酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ジカルボン酸、例えばシュウ酸、およびフッ素化酸、例えばトリフルオロ酢酸を含む。スルホンイミドの例は、ジベンゼンスルホンイミド、ジ−パラ−トルエンスルホンイミド、メチル−パラ−トルエンスルホンイミド、およびジメチルスルホンアミドを含む。鉱酸の例は、リン酸、硝酸、硫酸および塩酸を含む。いくつかの実施において、リン酸、クエン酸、またはそれらの組合せを、酸プロモーターとして使用することができる。
第1成分:粉砕段階の間に、下記の材料を、順に、表1に記載されている質量%の範囲で、ポットに添加した:エチルベンゼン、n−ブチルアセテート、キシレン、アクリルポリオール、ストッダード溶剤、ブチルグリコレート、2−ブトキシエタノール、およびメチルイソ−アミルケトン。次に、含有物を、充分に分散するまで低速で混合した。速度を100〜200rpm以下に維持した。二酸化チタン、水酸化アルミニウム、非晶質シリカおよび水を、ポット中の混合物に添加し、その間に、高撹拌を得るために速度を増加した。最終RPM設定は、2,000〜3,000rpmであった。最少の空気組込みで最大剪断応力を得るまで速度を調節し、10〜15分間、またはヘグマン5〜6まで混合した。塊が存在しないことを確認した後、結晶質シリカを添加し、その間に、充分な撹拌を得るために速度を増加させた。10〜15分以内に95〜110°Fまでのポット中の温度を得るために、充分なRPMを維持した。その粉砕速度をさらに5分間維持し、次に、25〜35%減少させて、熱を放散させた。この時点でのヘグマンは少なくとも7であった。ヘグマンに達したら、ポットが原材料を混合するだけになるまで混合速度を減少させ、30分間継続した。
粉砕時間が異なることに注意して、実施例1に記載した手順に従った。しかし、粉砕段階に必要とされた合計時間は、2時間以下であった。さらに、失速時間も異なっていた。失速段階手順の合計混合時間は、2〜3時間以下であった。最終組成物混合物中の成分の質量パーセント範囲は、表1の実施例2の欄に示されている。
粉砕時間が変わることに注意して、実施例1に記載した手順に従うことができる。しかし、粉砕段階に必要とされる合計時間は、2時間以下にすべきである。さらに、失速時間も変わる。失速段階手順の合計混合時間は、2〜3時間以下にすべきである。最終組成物混合物中の成分の質量パーセント範囲は、表1の実施例3の欄に示されている。
実施例1に記載したのと同様の手順に従って、下記の表3に記載されている成分を混合して、この表に示されている質量パーセント範囲を有する成分を含有するエポキシ基剤配合物を得ることができる。この配合物は、1成分系として、または2成分系の一部として、使用し得る。
実施例1に記載したのと同様の手順に従って、下記の表4に記載されている成分を混合して、この表に示されている質量パーセント範囲を有する成分を含有するアルキド基剤配合物を得ることができる。この配合物は、1成分系として、または2成分系の一部として、使用し得る。
書き込み消去可能表面の消去可能特性の定量
色刺激(これは、その色の知覚を生じる着色物体からの放射線である)を測定した。色知覚は、その物体のスペクトル構成だけでなく、その下でそれが見られる光源によっても影響を受ける。光源のスペクトル分布および物体の相対スペクトル反射率が既知であれば、その光源によって照射された物体から正常視覚を有する観察者の目に達するスペクトル組成を算出することができる。The Commission Internationale de L‘Eclairage(CIE)は、CIELAB色空間における色差の算出手順を設定している。
ΔL*=L* 1−L* 0 (1)
Δa*=a* 1−a* 0 (2)
Δb*=b* 1−b* 0 (3)
[式中、L* 0 、a* 0、およびb* 0は基準を意味し、L* 1、a* 1、b* 1は試験片を意味する]。表7は、各色値の大きさおよび方向、ならびにどのような色変化が生じているかを示す。
ΔE=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2 (4)
実施例1に記載した配合物から得た硬化被覆物の書き込み消去可能表面について、特定サイクル数の書き込みおよび消去後の測定色差(ΔE)を、表8に示す。
書き込み消去可能表面の消去可能特性の測定
書き込み消去可能表面における可視変化(消去可能特性)の性質は、表面にマーキングし、次にマーキングを消去した後に知覚される可視変化によって評価することができる。それは、マーキングを消去するためのイレーザーでの1または2パス後に測定できる痕跡によって特性決定でき:マーキングは、表面に固着していると考えられ、それらは条痕のように消え得るかまたは斑点になり得る。表面の質は、マーキングした領域のイレーザーでの1パス後に測定される不浄度によって測定することもでき、イレーザーによるマーキングの不鮮明化のように、微か〜濃い曇りがイレーザーから残される場合がある。「痕跡」および「不浄度」の両方は、マーキング物質を表面から除去できる程度に基づいて、0〜10の等級で測定できる。数値が低いほど、表面性能がより優れていることを示す。
ΔL*値の測定
アルミニウムシートに、1層のKilz Premiumプライマー(Masterchem Industriesから入手可能)で下塗りし、次に、8ミル・ボックス・ドローダウンで適用される1層の被覆配合物(実施例1に記載した第1および第2成分を混合することによって得た)を適用した。次に、被覆シートを12日間硬化させた。硬化被覆物を有するシートを、テーバー摩耗試験機4360(Taber Industriesから入手可能)に載せ、平衡アーム上の250グラムの錘を使用して、書き込み消去可能表面をCS−10摩耗ホイール(中軟度ホイール型)で摩耗させる。サンド・クリーニング・ペーパー(Taber Industriesにより供給)を使用して、ホイールを500サイクルごとに清浄にした。試験時に、相対湿度は60%であり、周囲温度は70°Fであった。書き込み消去可能表面を、0、100、200、500および1000サイクル後にサンプリングした。L値(L*)は、X−Rite Sp−62分光測光器を使用して、各サンプルポイント(0、100、200、500および1000サイクル)で測定し、Expo 1およびExpo 2青色および黒色マーカーを摩耗領域に適用した。マーキングをExpoフェルト・ドライ・イレーザーで消去し、次に、L値(L*)を再び測定した。これら2つの測定からの明度変化ΔL*値(表9参照)は、除去できなかった摩耗領域に残留するマーカーの量を示す。
被覆物の適用
適用を、清浄な埃のない環境で行なう。導入前に、適用現場内の周囲温度を45°F以上に最低24時間維持し、適用付近の匂いを最小限にするために、適用領域の適切な換気を確実にする。塗布される基材の表面に、既存表面の色が透けて見えなくなるまで、無着色PVAまたはビニルアクリル・インテリア・ラテックス・プライマーを使用して下塗りする。プライマーを、製造会社の推奨に従って完全に乾燥させる。一端から他端へ作業することによって、約2フィート幅部分において、表面に塗布する。次の部分に塗布する前に、各部分を完成させる。ラップマークを避けるために、湿潤縁を維持する。フォームローラーカバーを使用して、単一層を適用する。装置をアセトンまたは変性アルコールで清浄にする。被覆物を、一般的には、室温で1週間硬化させて、書き込み消去可能表面を形成する。
多くの実施について記載した。それでもなお、本開示の趣旨および範囲を逸脱せずに、種々の変更を加え得ることが理解される。従って、他の実施も下記の請求の範囲に含まれる。
Claims (27)
- 有機溶剤系担体中の組合された第1および第2の材料から構成される組成物であって、ここで:
a) 該第1の材料は、親水性脂肪族ジイソシアネートモノマー、親水性脂肪族ジイソシアネートホモポリマー、親水性脂肪族ジイソシアネートオリゴマー、およびそれらの組合せからなる群から選択されるイソシアネート樹脂成分を含み、
b) 該第2の材料は、アクリルポリオール樹脂成分を含み、
c) 該イソシアネート樹脂成分は、該組成物の20〜40重量%を構成し、
d) 該アクリルポリオール樹脂成分は、該組成物の10〜20重量%を構成し、;そして
e) 該組成物が周囲条件下で硬化して以下:
25より大きいスオード硬度;
150mg/1,000サイクルよりも低いテーバー磨耗値;
5パーセント〜400パーセントの間の破断点伸び;
4ミル〜24ミルの間の垂れ下り抵抗;
脱イオン水を用いて該被覆物の該書き込み消去可能表面から測定される、150度未満の接触角;または
それらの組合せ
からなる群から選択される少なくとも1つの特徴を有する書き込み消去可能表面を有する被覆物を形成するような相対的な量で、該第1のおよび第2の材料が存在し:
ここで、該被覆物はさらに、該書き込み消去可能表面が着色剤および溶剤を含むマーキング物質で書き込まれ、該溶剤が水、アルコール、アルコキシアルコール、ケトン、ケトンアルコール、エステル、アセテート、ミネラルスピリット、またはそれらの混合物のうちの1つ以上を含む場合に、同じ位置での書き込みおよび消去の100サイクルよりも多く該マーキング物質を該被覆物の該書き込み消去可能表面から実質的に不可視に消去することができることを特徴とする、
組成物。 - 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記イソシアネート樹脂成分および前記アクリルポリオール樹脂成分が周囲条件下で互いに組合された場合に該組合せが硬化して書き込み消去可能表面を有する被覆物を形成するような、互いに対する相対的な量で該イソシアネート樹脂成分および該アクリルポリオール樹脂成分が存在し、そして、それが以下:
25より大きいスオード硬度;
150mg/1,000サイクルよりも低いテーバー磨耗値;
5パーセント〜400パーセントの間の破断点伸び;
4ミル〜24ミルの間の垂れ下り抵抗;および
脱イオン水を用いて該被覆物の該書き込み消去可能表面から測定される、150度未満の接触角
を示すことを特徴とし、
そして、該書き込み消去可能表面が着色剤および溶剤を含むマーキング物質で書き込まれ、該溶剤が水、アルコール、アルコキシアルコール、ケトン、ケトンアルコール、エステル、アセテート、ミネラルスピリット、またはそれらの混合物のうちの1つ以上を含む場合に、同じ位置での書き込みおよび消去の100サイクルよりも多く該マーキング物質を該被覆物の該書き込み消去可能表面から実質的に不可視に消去することができる、
第1のおよび第2の材料。 - 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、さらに、促進剤および/または酸プロモーターを含む、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、さらに、二酸化チタン、表面添加剤、湿潤剤、消泡剤、顔料、着色剤、またはそれらの組合せを含む、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記材料が2成分系として存在する、第1のおよび第2の材料。
- 請求項5に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記2成分系が該第1の材料および該第2の材料からなり、それらが前記基材への適用の前に混合されて前記最終被覆配合物を得る、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記イソシアネート樹脂成分が第1の容器中にあり、そして前記アクリルポリオール樹脂成分が第2の容器中にある、第1のおよび第2の材料。
- 請求項7に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記イソシアネート樹脂成分および前記アクリルポリオール樹脂成分の一方または両方が、分散液の形態である、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記イソシアネート樹脂成分が、親水性脂肪族ジイソシアネートホモポリマー、親水性脂肪族ジイソシアネートオリゴマーおよびそれらの組合せからなる群から選択される、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記親水性脂肪族ジイソシアネートが、ヘキサメチレン-1,6-ジイソシアネートのホモポリマーである、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記書き込み消去可能表面が40パーセント未満の多孔率を有する、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記書き込み消去可能表面が0.001インチ〜0.125インチの厚さを有する、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記書き込み消去可能表面が100mg/1,000サイクル〜125mg/1,000サイクルのテーバー摩耗値を有する、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記書き込み消去可能表面が、7,500nm未満の平均表面粗さ(Ra)を有する、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記書き込み消去可能表面が、10,000nm未満の最大表面粗さ(Rm)を有する、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記書き込み消去可能表面が、35度よりも大きい接触角を有する、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記書き込み消去可能表面は、着色剤および溶剤を含むマーキング物質で書き込まれ、該溶剤は、水、アルコール、アルコキシアルコール、ケトン、ケトンアルコール、エステル、アセテート、ミネラルスピリットまたはそれらの混合物のうちの1つ以上を含み、同じ位置での5,000サイクルよりも多い書き込みおよび消去の後に該マーキング物質を前記被覆物の該書き込み消去可能表面から実質的に不可視に消去することができることを特徴とする、第1のおよび第2の材料。
- 請求項1に記載の第1のおよび第2の材料であって、ここで、前記組合せが、少なくとも1時間のポットライフを有する、第1のおよび第2の材料。
- 書き込み消去可能表面を有する被覆物を基材上に形成する方法であって:
イソシアネート樹脂成分およびアクリルポリオール樹脂成分を互いに対する相対的な量で組合せて組成物を作製する工程;
該組成物を基材に適用して、書き込み消去可能表面を有する被覆物が該基材上に作製されるように周囲条件下で硬化する工程
を含み、
ここで、該組成物は有機溶剤系担体中であり、そしてさらにここで、
a) 該イソシアネート樹脂成分は、該組成物の20〜40重量%を構成し、そして
b) 該アクリルポリオール樹脂成分は、該組成物の10〜20重量%を構成し、
該被覆物が以下により特徴付けられ:
60°で測定した場合に65よりも大きい光沢仕上げ;
少なくとも1,400nmの平均表面粗さおよび10,000nm未満の最大表面粗さ;
約10より大きいスオード硬度;
150mg/1,000サイクルよりも低いテーバー磨耗;
破断点伸びが約5パーセント〜約400パーセントの間である;
垂れ下り抵抗が約4ミル〜約24ミルの間である;および
脱イオン水を用いて測定される、約150度未満の接触角、
そして、該書き込み消去可能表面が着色剤および溶剤を含むマーキング物質で書き込まれ、該溶剤が水、アルコール、アルコキシアルコール、ケトン、ケトンアルコール、エステル、アセテート、ミネラルスピリット、またはそれらの混合物のうちの1つ以上を含む場合に、同じ位置での書き込みおよび消去の100サイクルよりも多く該マーキング物質を該被覆物の該書き込み消去可能表面から実質的に不可視に消去することができることを特徴とする、
方法。 - 請求項19に記載の方法であって、ここで、前記組合せる工程が:
前記イソシアネート樹脂成分を含む第1の材料を得ること;
前記アクリルポリオール樹脂成分を含む、該第1の材料から物理的に離れた第2の材料を得ること;および
該第1のおよび第2の材料を互いに組合せること、
を含む、方法。 - 請求項20に記載の方法であって、ここで、前記第1のおよび第2の材料が第1のおよび第2の容器中において、互いに物理的に離れて維持される、方法。
- 請求項19に記載の方法であって、ここで、前記組合せる工程が、さらに、促進剤を前記イソシアネート樹脂成分および前記アクリルポリオール樹脂成分と組合せることを含む、方法。
- 請求項22に記載の方法であって、ここで、前記促進剤がジブチル錫ジラウレートを含む、方法。
- 請求項19に記載の方法であって、ここで、前記組合せる工程が、さらに、酸プロモーターを前記イソシアネート樹脂成分および前記アクリルポリオール樹脂成分と組合せることを含む、方法。
- 請求項24に記載の方法であって、ここで、前記酸プロモーターがプロピオン酸を含む、方法。
- 請求項19に記載の方法であって、ここで、前記組合せる工程が、さらに、二酸化チタン、表面添加剤、湿潤剤または消泡剤を前記イソシアネート樹脂成分および前記アクリルポリオール樹脂成分と組合せることを含む、方法。
- 請求項19に記載の方法であって、ここで、前記組合せる工程が、顔料または着色剤を前記イソシアネート樹脂成分および前記アクリルポリオール樹脂成分と組合せることをさらに含む、方法。
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