ヒュームドシリカ分散液
シラン化された、構造的に改質されたシリカ、及び溶剤を含有するヒュームドシリカの分散液。該分散液を、塗料材料を製造するために使用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒュームドシリカの分散液に、及び塗料材料を製造するためのその使用に関する。
【０００２】
塗料材料中へのヒュームドシリカの取り込みは、公知である。Ｓｃｈｒｉｆｔｅｎｒｅｉｈｅ Ｐｉｇｍｅｎｔｅ Ｎｏ．１８（１９８０年４月）５頁の文献から、疎水性ヒュームドシリカ（Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標）９７２）と共に、顔料及び充填剤の取り込みが、公知である。クリアコート材料を製造するために、例えば、その調製物は、それぞれのバインダー溶液中で約１０％のペーストが推奨され、そのため、典型的な分散装置を使用することが可能である。この方法で製造されるペーストは、塗料材料を製造するための他の工程のための粉砕媒体として使用される。
【０００３】
シラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカの塗料材料中に、溶剤と混合させたバインダー、及び高速ミキサーを使用してこの混合物中に混合させたシリカを取り込むことも公知である。得られた混合物は、実質的に、ビーズミルを使用して分散される（ＷＯ ２００４／０２０５３２号）。
【０００４】
塗料系中へヒュームドシリカを取り込む公知の方法は、この方法で製造されたクリアコート材料が、望ましくないヘーズ及び／又は望ましくないフロスティングを呈する欠点を有する。
【０００５】
従って、存在する課題は、ヒュームドシリカが、フロスティングを回避することができる方法で、塗料系中に取り込まれることができる方法を開発することであった。
【０００６】
本発明は、シラン化された、構造的に改質されたシリカ、及び溶剤を含有することを特徴とするヒュームドシリカの分散液を提供する。
【０００７】
本発明の一実施態様において、該分散液は、さらに、添加剤を含有してよい。かかる添加剤の可能な例は、硬化剤を含む。
【０００８】
前記のシラン化された、構造的に改質されたシリカは、本発明の好ましい一実施態様において、ヒュームドシリカであってよい。該シリカは、分散液に対して、５質量％〜６０質量％の量で存在してよい。好ましくは、固体含有率は、２０質量％〜４０質量％の量であってよい。前記のシラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカは、ＷＯ ２００４／０２０５３２号から公知である。
【０００９】
前記のシラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカは、ジメチルシリル及び／又はモノメチルシリル基、有利にはジメチルシリル基を表面上に有してよい。
【００１０】
本発明によって有用なシリカは、次の物理化学的パラメータを有してよい：
ＢＥＴ表面積 ｍ2／ｇ： ２５〜４００
平均一次粒子サイズ ｎｍ： ５〜５０
ｐＨ： ３〜１０
炭素含有率 質量％： ０．１〜１０
ＤＢＰ価 ％： ＜２００
【００１１】
本発明によって有用な、シラン化された、構造的に改質されたシリカは、ジメチルジクロロシラン及び／又はモノメチルシランでヒュームドシリカを表面改質すること、かつ表面改質されたシリカを構造的に改質することによって製造されてよい。
【００１２】
本発明の好ましい一実施態様において使用されてよいシラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカは、ジメチルジクロロシランでシラン化され、かつＷＯ ２００４／０２０５３２号に従って構造的に改質されている、ＢＥＴ表面積２００±２５ｍ2／ｇを有するヒュームドシリカから製造されているシリカである。このヒュームドシリカは、Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標）Ｒ９２００の形で知られている。
【００１３】
本発明の好ましい一実施態様において、分散液は、ヒュームドされた、シラン化された、構造的に改質されたシリカの粒子の次のサイズ分布を有してよい：
０．０１μｍ〜１．５μｍの範囲内の２０質量％〜８０質量％
１．５μｍ〜４．０μｍの範囲内の２質量％〜８０質量％。
【００１４】
特に、粒子サイズ分布は、次であってもよい：
０．２μｍ〜１．５μｍの範囲内の６０質量％〜９５質量％
１．５μｍ〜３．５μｍの範囲内の５質量％〜４０質量％。
【００１５】
本発明の分散液は、５質量％〜７０質量％の量で、有利には２０質量％〜４０質量％の量でシリカを含有してよい。
【００１６】
本発明の分散液は、シラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカを、溶剤で、混合及び分散することによって製造されてよい。
【００１７】
本発明の一実施態様において、分散を、ビーズミルによって実施することができる。
【００１８】
使用されうる溶剤は、有機溶剤を含む。
【００１９】
特に、個々に又は混合物で、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、スチレン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、イソブタノール、２−エチルヘキサノール、シクロヘキサノール、ジアセトンアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メシチルオキシド、イソホロン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、メチルグリコールアセテート、ブチルグリコールアセテート、エチルジグリコールアセテート、ブチルジグリコールアセテート、メトキシプロピルアセテート、エトキシプロピルアセテート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルグリコール、プロピルグリコール、ブチルグリコール、エチルジグリコール、ブチルジグリコール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、１−イソプロポキシ−２−プロパノール、１−イソブトキシ−２−プロパノール、メチルジプロピレングリコール、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、二硫化炭素、１−ニトロペンタン、２−ニトロペンタン、ニトロベンゼン、もしくはＮ−メチル−２−ピロリドンの群からの溶剤を使用することができる。
【００２０】
本発明は、さらに、本発明のヒュームドシリカの分散液が、少なくとも１つの硬化剤及び／又は少なくとも１つのバインダーと混合され、かつ分散されることを特徴とする、溶剤系塗料材料を製造するための方法を提供する。
【００２１】
本発明の一実施態様において、分散を、ビーズミルによって実施することができる。
【００２２】
水溶性塗料材料は、本発明によって除かれる。
【００２３】
本発明は、比較的低いレベルのフロスティングが、クリアコート材料において見出される利点を有する。
【００２４】
さらに、分散液中の比較的高い濃度のシリカのために、製造されたクリアコート材料の体積は、実質的により高くなる。
【００２５】
実施例
実施例１〜３において、シラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカのＡｅｒｏｓｉｌ（登録商標）Ｒ９２００を、公知の方法によって、クリアコート系中に取り込む。実施例４によって、シラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカを、本発明の分散液によって取り込む。
【００２６】
本発明により製造されたクリアコート材料は、より少ないフロスティング、及び非常に良好な塗料材料の均一性も有することが見出される。
【００２７】
図１、２、３、４及び５は、塗料材料中に存在するシリカ粒子の粒子直径を示す。
【００２８】
例えば、実施例１、２及び３によると、該粒子７７質量％〜８５質量％は、０．４μｍ〜１．５μｍであるが、一方、１５質量％〜２３質量％は、１．５μｍ〜４μｍである。
【００２９】
本発明による実施例４によると、前記塗料材料は、実質的に低い粗大断片を有する。従って、該粒子の９０質量％は、０．４〜１．５μｍの範囲であり、かつ該粒子１５質量％のみは、１．５〜２．９μｍである。
【００３０】
このことは、ヘーズ及び／又はフロスティングの原因である２．９μｍより小さい粒子の断片が、極めて低いことを意味する。
【００３１】
【表１−１】
【表１−２】
ＬＡ−Ｄ １０４５：Ｔｅｇｏ社製の分散剤
Ｄｉｓｐｅｒｓ ６５２：Ｔｅｇｏ社製の分散剤
Ｍａｃｒｙｎａｌ ＳＭ ５６５：ＵＳＢのＳｕｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ社製のアクリルコポリマー
Ｓｏｌｖｅｓｓｏ １００：Ｉｍｐｅｒｉａｌ Ｏｉｌ社製の芳香族混合物
ＢＭ：Ｇｅｔｚｍａｎｎ社製のＤｉｓｐｅｒｍａｔ ＳＬ ５
*）粒ゲージ３０μｍは、使用できない塗料材料を意味する
**）Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧの技術情報第１２８４号
***）Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ２３０ Ｍｉｃｒｏ Ｖｏｌｕｍｅモジュールにおけるレーザー回折によって、試料を測定した。純粋なワニス系又は溶剤を測定媒体として導入し、かつ試料を数滴添加することによって行った。
****）Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧの技術情報第１２０４号
【００３２】
粉砕媒体の分散時間及び体積は、それぞれの実施例１、２、３及び４において同一である。
【００３３】
本発明による実施例４において、ヒュームドシリカの量は、より濃縮された形で存在し、そのため、同様の分散力に関して、５．８倍より多いクリアコート材料の体積を、製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、実施例１の塗料材料中に存在するシリカ粒子の粒子直径を示す。
【図２】図２は、実施例２の塗料材料中に存在するシリカ粒子の粒子直径を示す。
【図３】図３は、実施例３の塗料材料中に存在するシリカ粒子の粒子直径を示す。
【図４】図４は、実施例４の粉砕媒体中に存在するシリカ粒子の粒子直径を示す。
【図５】図５は、実施例４の塗料材料中に存在するシリカ粒子の粒子直径を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒュームドシリカの分散液に、及び塗料材料を製造するためのその使用に関する。
【０００２】
塗料材料中へのヒュームドシリカの取り込みは、公知である。Ｓｃｈｒｉｆｔｅｎｒｅｉｈｅ Ｐｉｇｍｅｎｔｅ Ｎｏ．１８（１９８０年４月）５頁の文献から、疎水性ヒュームドシリカ（Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標）９７２）と共に、顔料及び充填剤の取り込みが、公知である。クリアコート材料を製造するために、例えば、その調製物は、それぞれのバインダー溶液中で約１０％のペーストが推奨され、そのため、典型的な分散装置を使用することが可能である。この方法で製造されるペーストは、塗料材料を製造するための他の工程のための粉砕媒体として使用される。
【０００３】
シラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカの塗料材料中に、溶剤と混合させたバインダー、及び高速ミキサーを使用してこの混合物中に混合させたシリカを取り込むことも公知である。得られた混合物は、実質的に、ビーズミルを使用して分散される（ＷＯ ２００４／０２０５３２号）。
【０００４】
塗料系中へヒュームドシリカを取り込む公知の方法は、この方法で製造されたクリアコート材料が、望ましくないヘーズ及び／又は望ましくないフロスティングを呈する欠点を有する。
【０００５】
従って、存在する課題は、ヒュームドシリカが、フロスティングを回避することができる方法で、塗料系中に取り込まれることができる方法を開発することであった。
【０００６】
本発明は、シラン化された、構造的に改質されたシリカ、及び溶剤を含有することを特徴とするヒュームドシリカの分散液を提供する。
【０００７】
本発明の一実施態様において、該分散液は、さらに、添加剤を含有してよい。かかる添加剤の可能な例は、硬化剤を含む。
【０００８】
前記のシラン化された、構造的に改質されたシリカは、本発明の好ましい一実施態様において、ヒュームドシリカであってよい。該シリカは、分散液に対して、５質量％〜６０質量％の量で存在してよい。好ましくは、固体含有率は、２０質量％〜４０質量％の量であってよい。前記のシラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカは、ＷＯ ２００４／０２０５３２号から公知である。
【０００９】
前記のシラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカは、ジメチルシリル及び／又はモノメチルシリル基、有利にはジメチルシリル基を表面上に有してよい。
【００１０】
本発明によって有用なシリカは、次の物理化学的パラメータを有してよい：
ＢＥＴ表面積 ｍ2／ｇ： ２５〜４００
平均一次粒子サイズ ｎｍ： ５〜５０
ｐＨ： ３〜１０
炭素含有率 質量％： ０．１〜１０
ＤＢＰ価 ％： ＜２００
【００１１】
本発明によって有用な、シラン化された、構造的に改質されたシリカは、ジメチルジクロロシラン及び／又はモノメチルシランでヒュームドシリカを表面改質すること、かつ表面改質されたシリカを構造的に改質することによって製造されてよい。
【００１２】
本発明の好ましい一実施態様において使用されてよいシラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカは、ジメチルジクロロシランでシラン化され、かつＷＯ ２００４／０２０５３２号に従って構造的に改質されている、ＢＥＴ表面積２００±２５ｍ2／ｇを有するヒュームドシリカから製造されているシリカである。このヒュームドシリカは、Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標）Ｒ９２００の形で知られている。
【００１３】
本発明の好ましい一実施態様において、分散液は、ヒュームドされた、シラン化された、構造的に改質されたシリカの粒子の次のサイズ分布を有してよい：
０．０１μｍ〜１．５μｍの範囲内の２０質量％〜８０質量％
１．５μｍ〜４．０μｍの範囲内の２質量％〜８０質量％。
【００１４】
特に、粒子サイズ分布は、次であってもよい：
０．２μｍ〜１．５μｍの範囲内の６０質量％〜９５質量％
１．５μｍ〜３．５μｍの範囲内の５質量％〜４０質量％。
【００１５】
本発明の分散液は、５質量％〜７０質量％の量で、有利には２０質量％〜４０質量％の量でシリカを含有してよい。
【００１６】
本発明の分散液は、シラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカを、溶剤で、混合及び分散することによって製造されてよい。
【００１７】
本発明の一実施態様において、分散を、ビーズミルによって実施することができる。
【００１８】
使用されうる溶剤は、有機溶剤を含む。
【００１９】
特に、個々に又は混合物で、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、スチレン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、イソブタノール、２−エチルヘキサノール、シクロヘキサノール、ジアセトンアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メシチルオキシド、イソホロン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、メチルグリコールアセテート、ブチルグリコールアセテート、エチルジグリコールアセテート、ブチルジグリコールアセテート、メトキシプロピルアセテート、エトキシプロピルアセテート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルグリコール、プロピルグリコール、ブチルグリコール、エチルジグリコール、ブチルジグリコール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、１−イソプロポキシ−２−プロパノール、１−イソブトキシ−２−プロパノール、メチルジプロピレングリコール、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、二硫化炭素、１−ニトロペンタン、２−ニトロペンタン、ニトロベンゼン、もしくはＮ−メチル−２−ピロリドンの群からの溶剤を使用することができる。
【００２０】
本発明は、さらに、本発明のヒュームドシリカの分散液が、少なくとも１つの硬化剤及び／又は少なくとも１つのバインダーと混合され、かつ分散されることを特徴とする、溶剤系塗料材料を製造するための方法を提供する。
【００２１】
本発明の一実施態様において、分散を、ビーズミルによって実施することができる。
【００２２】
水溶性塗料材料は、本発明によって除かれる。
【００２３】
本発明は、比較的低いレベルのフロスティングが、クリアコート材料において見出される利点を有する。
【００２４】
さらに、分散液中の比較的高い濃度のシリカのために、製造されたクリアコート材料の体積は、実質的により高くなる。
【００２５】
実施例
実施例１〜３において、シラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカのＡｅｒｏｓｉｌ（登録商標）Ｒ９２００を、公知の方法によって、クリアコート系中に取り込む。実施例４によって、シラン化された、構造的に改質されたヒュームドシリカを、本発明の分散液によって取り込む。
【００２６】
本発明により製造されたクリアコート材料は、より少ないフロスティング、及び非常に良好な塗料材料の均一性も有することが見出される。
【００２７】
図１、２、３、４及び５は、塗料材料中に存在するシリカ粒子の粒子直径を示す。
【００２８】
例えば、実施例１、２及び３によると、該粒子７７質量％〜８５質量％は、０．４μｍ〜１．５μｍであるが、一方、１５質量％〜２３質量％は、１．５μｍ〜４μｍである。
【００２９】
本発明による実施例４によると、前記塗料材料は、実質的に低い粗大断片を有する。従って、該粒子の９０質量％は、０．４〜１．５μｍの範囲であり、かつ該粒子１５質量％のみは、１．５〜２．９μｍである。
【００３０】
このことは、ヘーズ及び／又はフロスティングの原因である２．９μｍより小さい粒子の断片が、極めて低いことを意味する。
【００３１】
【表１−１】
【表１−２】
ＬＡ−Ｄ １０４５：Ｔｅｇｏ社製の分散剤
Ｄｉｓｐｅｒｓ ６５２：Ｔｅｇｏ社製の分散剤
Ｍａｃｒｙｎａｌ ＳＭ ５６５：ＵＳＢのＳｕｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ社製のアクリルコポリマー
Ｓｏｌｖｅｓｓｏ １００：Ｉｍｐｅｒｉａｌ Ｏｉｌ社製の芳香族混合物
ＢＭ：Ｇｅｔｚｍａｎｎ社製のＤｉｓｐｅｒｍａｔ ＳＬ ５
*）粒ゲージ３０μｍは、使用できない塗料材料を意味する
**）Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧの技術情報第１２８４号
***）Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ２３０ Ｍｉｃｒｏ Ｖｏｌｕｍｅモジュールにおけるレーザー回折によって、試料を測定した。純粋なワニス系又は溶剤を測定媒体として導入し、かつ試料を数滴添加することによって行った。
****）Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧの技術情報第１２０４号
【００３２】
粉砕媒体の分散時間及び体積は、それぞれの実施例１、２、３及び４において同一である。
【００３３】
本発明による実施例４において、ヒュームドシリカの量は、より濃縮された形で存在し、そのため、同様の分散力に関して、５．８倍より多いクリアコート材料の体積を、製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、実施例１の塗料材料中に存在するシリカ粒子の粒子直径を示す。
【図２】図２は、実施例２の塗料材料中に存在するシリカ粒子の粒子直径を示す。
【図３】図３は、実施例３の塗料材料中に存在するシリカ粒子の粒子直径を示す。
【図４】図４は、実施例４の粉砕媒体中に存在するシリカ粒子の粒子直径を示す。
【図５】図５は、実施例４の塗料材料中に存在するシリカ粒子の粒子直径を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シラン化された、構造的に改質されたシリカ、及び溶剤を含有することを特徴とする、ヒュームドシリカの分散液。
【請求項２】
さらに添加剤を含有することを特徴とする、請求項１に記載のヒュームドシリカの分散液。
【請求項３】
請求項１に記載の分散液を、少なくとも１つのバインダーと混合することを特徴とする、溶剤系の塗料材料の製造方法。
【請求項４】
少なくとも１つの硬化剤を添加することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項１】
シラン化された、構造的に改質されたシリカ、及び溶剤を含有することを特徴とする、ヒュームドシリカの分散液。
【請求項２】
さらに添加剤を含有することを特徴とする、請求項１に記載のヒュームドシリカの分散液。
【請求項３】
請求項１に記載の分散液を、少なくとも１つのバインダーと混合することを特徴とする、溶剤系の塗料材料の製造方法。
【請求項４】
少なくとも１つの硬化剤を添加することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００９−５３５４６９（Ｐ２００９−５３５４６９Ａ）
【公表日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０８２８６（Ｐ２００９−５０８２８６）
【出願日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５３３７０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１２８６３６
【国際公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【出願人】（５０１０７３８６２）エボニック デグサ ゲーエムベーハー (837)
【氏名又は名称原語表記】Ｅｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｒｅｌｌｉｎｇｈａｕｓｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ １−１１， Ｄ−４５１２８ Ｅｓｓｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５３３７０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１２８６３６
【国際公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【出願人】（５０１０７３８６２）エボニック デグサ ゲーエムベーハー (837)
【氏名又は名称原語表記】Ｅｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｒｅｌｌｉｎｇｈａｕｓｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ １−１１， Ｄ−４５１２８ Ｅｓｓｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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