実質的に亜鉛非含有のプライマーを有することが可能な粉末コーティング組成物
自動車のコイルスプリング等の高張力の鋼鉄コンポーネントのための耐腐食性および耐チップ性のコーティングは、エポキシ樹脂が約８６０から約９３０のＥＥＷを有しないという条件のエポキシ樹脂、約２００から約５００のＨＥＷを有するポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤、および板状充填剤を有するプライマーを含むコーティング組成物から形成され得る。プライマーは、２０ｗｔ％未満の亜鉛を含有する。トップコートは、約４５０から約１４００のエポキシ当量を有するエポキシ樹脂、約１０００から約１６００のエポキシ当量を有するエラストマー変性エポキシ樹脂、起泡剤、および強化用繊維を含有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のスプリング等の強い応力が加えられる鋼鉄のために用いられ得る、耐腐食性および耐チップ性のコーティング組成物、およびそのコーティング組成物でコーティングされた強い応力が加えられる鋼鉄に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼鉄をコーティングするための組成物は、一般に、当技術分野において周知である。
【０００３】
米国特許第５３３４６３１号には、エポキシ樹脂、硬化剤、層状亜鉛、および亜鉛の粉塵を含むコーティング組成物が開示されている。バインダーとしてのポリエステル樹脂、ならびに硬化剤としてのトリスグリシジルイソシアヌレート等のエポキシ基含有成分をベースとする粉末コーティング組成物等の第２の層を、トップコートのコーティングとして塗布することができる。このコーティングについて言及されている用途は、鉄、鋼鉄、銅およびアルミニウム等の金属であり、例としてガスタンクの外部上での使用が示されている。
【０００４】
米国特許第７０１８７１６号には、単一のコートとして、または亜鉛を含有せず、繊維の添加により、および／もしくはそれを多孔質にする起泡剤により強化されたトップコートを伴う、プライマーのコートのいずれかとして、亜鉛を含有するエポキシ樹脂を含むコーティングが開示されている。このコーティングについて言及されている用途には、コイルスプリング等の高引張応力の鋼鉄が挙げられる。
【０００５】
米国特許第４８０４５８１号には、エラストマー変性エポキシ含有コーティングのプライマー、ならびにトップコートとしてカルボキシル官能性ポリエステル樹脂等のカルボキシル官能性材料でコーティングされた金属基材が開示されている。そのコーティング組成物は、所望の耐チップの保護を提供するための自動車の用途において有用であると言われているが、例として、スプリング等の強い応力が加えられる鋼鉄の物品でなく、地面に置かれた鋼鉄パネル上での使用が示されている。
【０００６】
高引張強さのスプリングの保護のために、より初期のコーティング系には、最も好ましくは、格別な耐腐食性のための亜鉛リッチなエポキシ熱硬化性プライマーの、優れた耐チップ性を提供するために厚い膜厚で塗布された熱可塑性のトップコートの上塗りコーティングとの組合せが用いられていた（米国特許第５９８１０８６号）。いくつかの場合において、エポキシ系電着コートが、亜鉛リッチなプライマーの代わりに用いられていた。
【０００７】
一般に、耐チップ性、および低温の物理的特性についてより乏しいが、米国特許第７０１８７１６には、低減されたコストの熱可塑性トップコートと相反する性能をもつエポキシ系熱硬化性トップコートが報告されている。亜鉛金属についての需要増と、関連するより高い価格とに関する市場の変化により、亜鉛含有コーティングはより魅力的でなくなってきた。亜鉛含有コーティングの塗布コストは、コーティングされる面積に関するより多い材料の使用と同等である、それらの比較的高い密度によっても損なわれてきた。したがって、強い応力が加えられる鋼鉄等の用途のための実質的に亜鉛非含有のコーティングが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、エポキシ熱硬化性プライマーにより主に耐腐食性が提供され、エポキシ熱硬化性トップコートにより主に耐チップ性が提供される、耐腐食性および耐チップ性の二重コートの粉末コーティング系に関する。本発明は、エポキシ熱硬化性プライマーがトップコートなしに塗布される、単一コートの粉末コーティング系にも関する。いくつかの実施形態において、コーティング系は、自動車のサスペンションスプリング等の高張力の鋼鉄合金のために有用である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態において、コーティング組成物は、
（Ｉ）
（ｉ）エポキシ樹脂、
（ｉｉ）約２００から約５００のＨＥＷを有するポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤、および
（ｉｉｉ）板状充填剤
を含むエポキシ熱硬化性プライマーを含み、上記のエポキシ熱硬化性プライマーは、２０ｗｔ％未満の亜鉛を含有する。
【００１０】
本発明のいくつかの実施形態において、コーティング組成物は、エポキシ樹脂が約８６０から約９３０のエポキシ当量（ＥＥＷ）を有しないという条件で、エポキシ樹脂を含む。
【００１１】
本発明のいくつかの実施形態において、コーティング組成物は、
（ｉ）約５２０から約１３００のＥＥＷを有するエポキシ樹脂、
（ｉｉ）約１０００から約１６００のＥＥＷを有するエラストマー変性エポキシ樹脂、
（ｉｉｉ）起泡剤、および
（ｉＶ）強化用繊維
を含むエポキシ熱硬化性トップコートをさらに含む。
【００１２】
本発明の他の実施形態には、高張力の鋼鉄合金にコーティング組成物を塗布する方法、および組成物でコーティングされたスプリング等の高張力の鋼鉄合金が挙げられる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
前述の実施形態、および本開示の他の実施形態、および本明細書に記載される特許請求の範囲において用いられるときに、本発明の利益が、以下の用語の意味に対してより幅広い意味を推論することにより得られる場合において、以下の用語は、一般に、示される通りの意味を有するが、これらの意味は本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【００１４】
操作の実施例以外において、または別に示された場合において、本明細書および特許請求の範囲において用いられる、成分の量、および反応条件等を表すすべての数は、すべての場合において「約」の用語により修飾されていると理解されるべきである。したがって、反対に示されなければ、以下の明細書、および添付の特許請求の範囲に示される数のパラメーターは、本発明により得ようとする所望の特性に応じて変化することができる近似である。最低でも、特許請求の範囲への均等論の適用を制限する試みとしてではなく、それぞれの数のパラメーターは、有効数字、および通常の丸めの手法に照らして解釈されるべきである。本発明の幅広い範囲を示す数の範囲およびパラメーターは近似であるが、具体例において示される数値はできる限り正確に報告される。しかし、任意の数値は、それらのそれぞれの試験の測定において認められる標準偏差に必ず起因する特定の誤差を本質的に含有する。別に言及されなければ、本明細書におけるすべてのパーセンテージ、比率および割合は、重量によるものであり、特に、別に具体的に言及されなければ、記載される組成物中の成分の割合は、これらの成分の混合物の全質量に関連してパーセンテージで示される。
【００１５】
また、本明細書において、端点による数の範囲の説明には、その範囲内に包含されるすべての数が包含される（例えば、１から５には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５等が包含される。）。
【００１６】
また、本明細書において、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つ」および「１つまたは複数」は、互換的に用いられる。
【００１７】
また、本明細書において、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」の用語、およびその変形は、これらの用語が本明細書および特許請求の範囲において現れた場合に、限定する意味を有しない。
【００１８】
本願、および特許請求の範囲を通じて開示される、「例えば（ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」等の用語、ならびに例示的な化合物、範囲およびパラメーター等は、非限定的な方法で本発明の実施形態を確認することを意図したものである。他の化合物、範囲およびパラメーター等が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者により用いられ得る。
【００１９】
燃料節約を助けるための、設計の配慮、およびコンポーネント重量の軽量化に駆られ、自動車製造者は、彼らの車両設計において、より軽い重量、高引張強さのサスペンションスプリングをますます用いつつある。これらのスプリングは、それらの金属の質量はより少なく、他の加工の態様とともに用いられる特定の鋼鉄合金の組合せにより、よりしっかりしたスプリングの強度を達成している。
【００２０】
利点のいくつかを相殺して、これらのスプリングの高度に設計された特性が、破損についてのそれら全体の潜在力の観点から、若干のコストで達成される。一般に、そのようなスプリングは、はるかにより硬く、はるかにより強い内部応力で作動するので、腐食ピットにより生じる比較的少ない金属の質量減少により、例えば、スプリングの破損が引き起こされることがある。車両のサスペンションは極めて腐食性の環境、特に、様々な道路用塩の使用を伴う北の気候に置かれることがあるので、飛んでくる砂利に対する格別な耐チップ性と、耐腐食性とをもつ保護コーティングを用いて、高引張強さのスプリングを徹底的に保護しなければならない。
【００２１】
従来の粉末コーティング系は、耐腐食性を提供するために５０ｗｔ％を超える量の亜鉛を一般に含有するプライマーを包含している。本発明のプライマーは、自動車産業の耐腐食性および耐チップ性の基準を満たすが、そのプライマーは、２０ｗｔ％未満の亜鉛を含有することがある。本発明のいくつかの実施形態において、プライマーは、２０ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有する。いくつかの実施形態において、プライマーは、約１５ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有する。いくつかの実施形態において、プライマーは、約１０ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有する。いくつかの実施形態において、プライマーは、約５ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有する。いくつかの実施形態において、プライマーは、実質的に亜鉛不含である。いくつかの実施形態において、プライマーは亜鉛を含有しない。そのような実施形態において、亜鉛含有量には、板状充填剤を含むことがある、亜鉛の任意の量が挙げられる。２０ｗｔ％未満の亜鉛、約１５ｗｔ％未満の亜鉛、約１０ｗｔ％未満の亜鉛、または約５ｗｔ％未満の亜鉛を含有するプライマーには、実質的に亜鉛不含であるプライマーが挙げられ、亜鉛を含有しないプライマーも挙げられる。本発明のトップコートは、亜鉛を含有することができ、約５０ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有することができ、約２５ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有することができ、約５ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有することができ、実質的に亜鉛不含であることができ、または亜鉛を含有しないことができる。同様に、約５０ｗｔ％未満の亜鉛、約２５ｗｔ％未満の亜鉛、または約５ｗｔ％未満の亜鉛を含有するトップコートには、実質的に亜鉛不含であるトップコート、および亜鉛を含有しないトップコートが挙げられる。
【００２２】
本発明のプライマーおよびトップコートの使用は、強い応力が加えられる鋼鉄、特に高引張強さのサスペンションスプリングのための、より低コストの保護コーティングに関するニーズを満たすが、耐腐食性および耐チップ性というやや相反する特性のために、別個のプライマーおよびトップコートが選択されることがある。良好な耐腐食性を有するプライマーおよびトップコートが、常に最良の耐チップ性を有するとは限らず、逆もまた同様である。
【００２３】
リン酸亜鉛で前処理された鋼鉄の上に塗布することができる、本発明のプライマーの主な機能の１つは、耐腐食性を提供することである。また、理想的な厚さより薄いトップコートが用いられる場合に対応するために、多少の耐チップ性が、プライマーにより与えられ得る。したがって、本発明のプライマーは、エポキシ樹脂、約２００から約５００のヒドロキシル当量（ＨＥＷ）を有するポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤、および板状充填剤を含有することにより、耐腐食性および耐チップ性を提供する。
【００２４】
本発明における使用のためのエポキシ樹脂は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手し得るし、それらのＥＥＷの範囲により同定され得る。いくつかのエポキシ樹脂は、重なり合うＥＥＷの範囲を有することがあるが、それにもかかわらず区別可能である。例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙは、約４７５から約５５０のＥＥＷを有するエポキシ樹脂Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６７１、および約４５０から約５６０のＥＥＷを有するエポキシ樹脂Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６６１を供給している。
【００２５】
いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂は、ＥＥＷが約７３０の下限から約１４００の上限の間であるように選択される。いくつかの実施形態において、プライマーは、エポキシ樹脂が約８６０から約９３０のＥＥＷを有しないという条件で、エポキシ樹脂を含む。いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂が約８６０から約９３０のＥＥＷを有しないという条件で、ＥＥＷが約７３０の下限から約１４００の上限の間であるように選択される。約８６０から約９３０のＥＥＷを有するエポキシ樹脂は、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６６４ＵＥとしてＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。非限定的な例として、約１２５０から約１４００のＥＥＷを有するＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）６１５５等のエポキシ樹脂は、約７３０の下限から約１４００の上限の間のＥＥＷを有するエポキシ樹脂の例である。また、非限定的な例として、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能で、約７８０から約９００のＥＥＷを有するエポキシ樹脂Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６３３０−Ａ１０は、ＥＥＷの範囲が重なり合うが、約８６０から約９３０のＥＥＷを有するエポキシ樹脂であるとみなされない。
【００２６】
エポキシ樹脂は、非限定的な例として、約７３０から約８２０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約１２５０から約１４００のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約７８０から約９００のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約７５０から約８５０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約７３０から約８４０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約１１５０から約１３００のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、またはそれらの組み合わせであることができる。そのようなエポキシ樹脂は、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６６３Ｕ、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６１５５、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６３３０−Ａ１０およびＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）６７２ＵとしてＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから、ならびにＫＤ２１３およびＫＤ２１４ＭとしてＫｕｋｄｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから、それぞれ入手可能である。
【００２７】
本明細書において用いられ、実施例においてさらに例証されるときに、「有効量」のエポキシ樹脂、「有効量」のポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤、および「有効量」の充填剤材料の用語は、それぞれ、高張力のサスペンションスプリング、ＧＭ仕様のＧＭＷ１４６５６の場合等の、意図された用途のための工業的に許容できる耐腐食性の基準を満たすプライマーに寄与する量のエポキシ樹脂、ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤および充填剤材料を表す。
【００２８】
いくつかの実施形態において、非限定的な例として、約８０℃から約１２５℃の間の軟化点を有する２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェノール）−プロパン系エポキシ樹脂が挙げられる、本発明のプライマーにおける使用のための有効量のエポキシ樹脂が用いられる。非限定的な例として、軟化点は、約９０℃から約１１５℃の間である。エポキシ樹脂は、限定されないが、エピクロロヒドリンまたはポリグリシジルエーテルと、限定されないがビスフェノール、例えばビスフェノールＡ等の芳香族ポリオールとの反応により生成されるもの等の、コーティング粉末のために有用な様々なエポキシ樹脂から選択され得る。エポキシ樹脂は、１．０を超える、あるいは１．９を超えるエポキシ官能価を有することができる。
【００２９】
そのようなエポキシ樹脂は、非限定的な例として、限定されないが苛性ソーダ等の、アルカリの存在下において、芳香族または脂肪族のポリオールと、エピクロロヒドリンまたはジクロロヒドリンとの間のエーテル化反応により生成され得る。芳香族ポリオールは、非限定的な例として、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２，２−プロパン（すなわち、ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−エタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−イソブタン、ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）−２，２−プロパン、ビス（２−ヒドロキシナフチル）メタン、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、または１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジグリシジルエーテル、またはジオールの縮合グリシジルエーテルであることができる。本発明によるプライマーにおいてエポキシ樹脂として用いられ得るオキシラン基含有ポリマーには、限定されないがポリグリシジル官能性アクリル系ポリマーまたはエポキシノボラック樹脂が挙げられる。
【００３０】
プライマーにおける使用のための他のエポキシ樹脂には、非限定的な例として、約８０℃から約１２５℃の間の軟化点を有するエポキシ化されたフェノール−ノボラック樹脂が挙げられる。いくつかの実施形態において、軟化点は、約９０℃から約１１５℃の間である。いくつかの実施形態において、ビスフェノール−Ａ（ＤＧＥＢＡ）ノボラック変性エポキシ樹脂のジグリシジルエーテルが用いられる。
【００３１】
本発明のいくつかの実施形態において、ビスフェノールＡエポキシ樹脂は、非限定的な例として、ビスフェノールＡのエピクロロヒドリンとの縮合重合から得られる。限定されないが、ジシアンジアミンにより硬化された、またはカルボキシ官能性ポリエステルと共反応した（ハイブリッド）ビスフェノールＡエポキシ樹脂等の、他の樹脂の化学物質が用いられ得る。
【００３２】
プライマー中における、エポキシ樹脂の量、またはエポキシ樹脂の組合せは、添加剤および充填剤の量に関連して変化することができる。非限定的な例として、ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドレジン）の配合の取決めにより、樹脂および硬化剤の合計が、１００部に設定される。それで、配合物中における全エポキシ樹脂のパーセントは、添加剤および充填剤のｐｈｒレベルの関数として変化する。いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂、またはエポキシ樹脂の組合せは、有効な(available)１００部の約３５から約９５部の量で存在する。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態において、プライマーは、有効量のポリヒドロキシル系のフェノール系硬化剤を含有する。ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤は、２−メチルイミダゾールを含有することができる。いくつかの実施形態において、ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤は、約２００から約５００のヒドロキシル当量（ＨＥＷ）を有する。ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤は、ビスフェノールＡ末端のビスフェノールＡの低分子量ジグリシジルエーテルから形成され得る。いくつかの実施形態において、硬化剤は、約２４０から約２７０のＨＥＷを有するフェノール系硬化剤であり、約２％の２−メチルイミダゾールの硬化促進剤を含有する。
【００３４】
硬化剤の量、または硬化剤の組合せは、添加剤および充填剤の量に関連して変化することができる。非限定的な例として、ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドレジン）の配合の取決めにより、樹脂および硬化剤の合計が、１００部に設定される。それで、配合物中における全硬化剤のパーセントは、添加剤および充填剤のｐｈｒレベルの関数として変化する。いくつかの実施形態において、硬化剤、または硬化剤の組合せは、有効な１００部の約５から約６５部の量で存在する。
【００３５】
本発明のプライマーは、有効量の板状充填剤材料も含有する。本発明における使用のための板状充填剤材料には、非限定的な例として、メジアン粒径約１０から約３５μｍの複合アルミノケイ酸塩（白雲母のマイカ）、メジアン粒径約１０から約３５μｍのケイ酸マグネシウム（タルク）、メジアン粒径約１５０から約２００μｍのＣ変性組成のガラスフレーク、およびそれらの組合せが挙げられる。これらの充填剤は、板状粒子の形状を有し、改善されたバリア性により耐腐食性を改善するプライマーコーティング層に対して平行になる傾向がある。白雲母のマイカ、タルク、およびガラスフレークについてのメジアン粒径は、ｓｅｄｉｇｒａｐｈ（沈降分析）により確証されており、いくつかの実施形態において約１０から約４０ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドオブレジン）で用いられる。いくつかの実施形態において、板状充填剤は、２０ｗｔ％未満の量の層状亜鉛を含むことができる。上述のように、そのような実施形態において、２０ｗｔ％未満の亜鉛含有物は、板状充填剤を含むことができる任意の量の亜鉛を含有する。
【００３６】
本発明のいくつかの実施形態において、プライマーは、限定されないが複合アルミノケイ酸塩（白雲母のマイカ）、メタケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）、ケイ酸マグネシウム微粉末（タルク）、酸化亜鉛粉末、亜鉛粉、石英粉末、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化アルミニウム、ガラスフレーク、Ｃ変性組成のガラスフレーク、およびそれらの組合せ等の充填剤を含有することができる。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態は、メジアン粒径約２から約１５μｍのメタケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）、および／またはメジアン粒径約０．５から約３．０μｍのケイ酸マグネシウム微粉末（タルク）を包含する。これらの充填剤が機能して、ｐＨ調節および吸湿性の組合せにより耐腐食性が改善される。ウォラストナイトおよびタルク微粉末についてのメジアン粒径は、レーザー回折技術により確証されてきており、いくつかの実施形態において、それぞれ、約１０から約４０ｐｈｒ、および約１から約８ｐｈｒで用いられる。
【００３８】
いくつかの実施形態において、トップコートは、約５２０から約１３００のＥＥＷを有する有効量のエポキシ樹脂を含有する。エポキシ樹脂は、非限定的な例として、約７３０から約８２０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約８６０から約９３０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約５２０から約５６０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約７３０から約８４０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、または約１１５０から約１３００のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂であることができる。そのようなエポキシ樹脂は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから、およびＫｕｋｄｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。
【００３９】
本明細書において用いられる場合、「有効量」のエポキシ樹脂、「有効量」のエラストマー変性エポキシ樹脂、「有効量」のカルボキシル官能性ポリエステル樹脂、「有効量」の起泡剤、および「有効量」の強化用繊維の用語は、それぞれ、高張力のサスペンションスプリング、ＧＭ仕様のＧＭＷ１４６５６の場合等の、意図された用途のための工業的に許容できる基準を満たすトップコートに寄与する量のエポキシ樹脂、エラストマー変性エポキシ樹脂、カルボキシル官能性ポリエステル樹脂、起泡剤および強化用繊維を表す。トップコートにおける使用のためのエポキシ樹脂の非限定的な例には、約８０℃から約１２５℃の間の軟化点を有する２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェノール）−プロパン系エポキシ樹脂が挙げられる。
【００４０】
トップコートにおける、エポキシ樹脂の量、またはエポキシ樹脂の組合せは、添加剤および強化用繊維の量に関連して変化することができる。非限定的な例として、ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドレジン）の配合の取決めにより、エポキシ樹脂、エラストマー変性エポキシ樹脂、および場合によりカルボキシル官能性ポリエステル樹脂の総量が、１００部に設定される。それで、配合物中における全エポキシ樹脂のパーセントは、添加剤および強化用繊維のｐｈｒレベルの関数として変化する。いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂、またはエポキシ樹脂の組合せは、有効な１００部の約１０から約８５部の量で存在する。
【００４１】
エポキシ樹脂は、限定されないが、エピクロロヒドリンまたはポリグリシジルエーテルと、限定されないがビスフェノール、例えばビスフェノールＡ等の芳香族ポリオールとの反応により生成されるもの等の、コーティング粉末のために有用な様々なエポキシ樹脂から選択され得る。エポキシ樹脂は、１．０を超える、あるいは１．９を超えるエポキシ官能価を有することができる。一般に、エポキシ当量は、約４５０から約１４００、あるいは約５２０から約１３００であることができる。
【００４２】
エポキシ樹脂は、非限定的な例として、限定されないが苛性ソーダ等の、アルカリの存在下において、芳香族または脂肪族のポリオールと、エピクロロヒドリンまたはジクロロヒドリンとの間のエーテル化反応により生成され得る。芳香族ポリオールは、非限定的な例として、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２，２−プロパン（すなわち、ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−エタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−イソブタン、ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）−２，２−プロパン、ビス（２−ヒドロキシナフチル）メタン、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、または１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジグリシジルエーテル、またはジオールの縮合グリシジルエーテルであることができる。本発明によるトップコートにおいてエポキシ樹脂として用いられ得るオキシラン基含有ポリマーには、限定されないがポリグリシジル官能性アクリル系ポリマーまたはエポキシノボラック樹脂が挙げられる。いくつかの実施形態において、ビスフェノール−Ａ（ＤＧＥＢＡ）ノボラック変性エポキシ樹脂のジグリシジルエーテルが用いられる。
【００４３】
トップコートは、約１０００から約１６００のＥＥＷを有する有効量のエラストマー変性エポキシ樹脂を含有する。本発明のいくつかの実施形態において、エラストマー変性エポキシ樹脂は、約１２５０から約１５００ｇ／ｅｑ、または約１１００から約１３００ｇ／ｅｑのＥＥＷを有する複合樹脂を生成するＣＴＢＮ（カルボキシル末端ブタジエンアクリロニトリル）ゴムが付加されているビスフェノールＡエポキシ樹脂である。いくつかの実施形態において、Ｔｇは、約３０から約５０℃である。Ｔｇは、非晶質材料が「ガラス質」から「ゴム質」の状態にその挙動を変化させる臨界温度であるガラス転移温度である。この文脈における「ガラス質」は、硬く脆い（したがって、比較的壊れやすい）ことを意味する一方で、「ゴム質」は、弾性があり柔軟であることを意味する。
【００４４】
トップコートにおける、エラストマー変性エポキシ樹脂の量、またはエラストマー変性エポキシ樹脂の組合せは、添加剤および強化用繊維の量に関連して変化することができる。非限定的な例として、ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドレジン）の配合の取決めにより、エポキシ樹脂、エラストマー変性エポキシ樹脂およびカルボキシル官能性ポリエステル樹脂の合計が、１００部に設定される。それで、配合物における全エラストマー変性エポキシ樹脂のパーセントは、添加剤および強化用繊維のｐｈｒレベルの関数として変化する。いくつかの実施形態において、エラストマー変性エポキシ樹脂、またはエラストマー変性エポキシ樹脂の組合せは、有効な１００部の約５から約３５部の量で存在する。
【００４５】
本発明のいくつかの実施形態において、トップコートは、向上された耐チップ性のために、約２５から約８５ｍｇＫＯＨ／ｇ、または約４５から約７５ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価をもつ有効量のカルボキシ官能性ポリエステル樹脂も含有する。
【００４６】
トップコートにおける、カルボキシ官能性ポリエステル樹脂の量、またはカルボキシ官能性ポリエステル樹脂の組合せは、添加剤および強化用繊維の量に関連して変化することができる。非限定的な例として、ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドレジン）の配合の取決めにより、エポキシ樹脂、エラストマー変性エポキシ樹脂およびカルボキシル官能性ポリエステル樹脂の合計が、１００部に設定される。それで、配合物における全カルボキシ官能性ポリエステル樹脂のパーセントは、添加剤および強化用繊維のｐｈｒレベルの関数として変化する。いくつかの実施形態において、カルボキシ官能性ポリエステル樹脂、またはカルボキシ官能性ポリエステル樹脂の組合せは、有効な１００部の約３０から約８５部の量で存在する。
【００４７】
カルボキシル官能性ポリエステル樹脂は、非限定的な例として、脂肪族の二価もしくは多価のアルコールと、脂環式、非環式もしくは脂肪族の二価もしくは多価のカルボン酸またはそれらの酸無水物との間、あるいは脂肪族の二価アルコールと、芳香族の二価もしくは多価のカルボン酸またはそれらの酸無水物との間の縮合反応等の、任意の一般に公知の方法により調製され得る。非限定的な例として、カルボキシル官能性ポリエステル樹脂は、限定されないがエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，２−ジメチルプロパン−１，３−ジオール（すなわち、ネオペンチルグリコール）、１，６−ヘキサンジオール、２，３−ヘキサンジオール、２，５−ヘキサンジオール、ジエチレングリコールまたはジプロピレングリコール等の、脂肪族の二価または多価のアルコール、特に低級脂肪族ジオールから調製され得る。限定されないがトリメチロールプロパン等の、ポリオールは、カルボキシル官能性ポリエステルを調製するためにも用いられ得る。適切な二価または多価のカルボン酸および酸無水物の例には、限定されないがフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸およびマレイン酸、ならびにそのような酸の酸無水物が挙げられる。いくつかの実施形態において、カルボキシル官能性ポリエステル樹脂は、芳香族含有ポリエステル、非限定的な例として、限定されないがフタル酸、イソフタル酸またはテレフタル酸等の、芳香族カルボン酸と、限定されないがネオペンチルグリコール等の、ポリオールとから調製されるポリエステルである。
【００４８】
有効量の起泡剤／発泡剤の添加剤は、トップコート中に存在して、コーティング膜中の多孔質構造を確立する。多孔質構造により、破壊されずに衝撃エネルギーを吸収する能力等の物理的特性がコーティングに与えられる。
【００４９】
本発明の他の実施形態において、高張力のサスペンションスプリングのための商業的に望ましい多孔性は、硬化済のトップコートが、多孔性のない理論的なトップコートの密度のそれから、約１５％から約５０％の密度の減少を示す場合に達成される。硬化済のトップコートの密度は、コーティング済のパネル上で測定されたコーティングの重量の、同じパネル上におけるコーティングの体積に対する比率から計算される。コーティング済のパネル上におけるコーティングの体積は、細分化したパネルを横切って行われる多数の測定により平均のコーティングの厚さを得て、それをパネルの面積と掛け合わせることにより、統合的な様式で到達される。いくつかの実施形態において、起泡剤および発泡剤は、約０．２から約２．０ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドオブレジン）で用いられる。ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）および活性化アゾジカルボンアミド系組成物を含む起泡剤が、いくつかの実施形態において用いられる。他の起泡剤には、限定されないがｐ−トルエンスルホニルヒドラジド系起泡剤が挙げられる。
【００５０】
有効量の強化用繊維は、トップコート中に存在して、起泡剤／発泡剤の存在により引き起こされる強度の任意の減少を回復する。非限定的な例として、アルミノケイ酸塩のガラス繊維、または天然採掘のメタケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）の繊維の種類が用いられ得る。約３から約１５μｍの平均直径、および約５から約２０の平均アスペクト比（コーティングの充填剤という文脈内において、アスペクト比は、充填剤粒子の最大直径のその最小直径に対する比率として定義される）が、いくつかの実施形態において用いられる。限定されないがアラミドおよび炭素等の、他の強化用繊維が、同様に用いられ得る。約２０から約７０ｐｈｒの量の強化用繊維が、本発明のいくつかの実施形態において用いられる。いくつかの実施形態において、強化用繊維は、Ｆｉｂｅｒｔｅｃから市販されている、１６ミクロンの直径、および１５０ミクロンの長さを有する、Ｅガラスのシラン処理ガラス繊維である。
【００５１】
プライマーおよびトップコートは、限定されないが顔料、触媒／硬化剤、脱気剤、流れ調整剤および抗酸化剤等の添加剤を含有することもできる。
【００５２】
本発明のプライマーおよびトップコートの組成物における使用のための顔料には、非限定的な例として、二酸化チタン、酸化鉄（黄色、褐色、赤色、黒色）、カーボンブラックおよび有機顔料が挙げられる。これらの顔料は、当業者に公知の従来的な量で添加され得る。
【００５３】
プライマー中に存在する上述のフェノール系硬化剤の他に、コーティング組成物には、非限定的な例として、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、ホスフィン、イミダゾール、金属塩、およびそれらの組合せ等の、触媒／硬化剤の添加剤が挙げられ得る。そのような添加剤の例には、限定されないが塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウムまたはヨウ化テトラブチルアンモニウム、酢酸エチルトリフェニルホスホニウム、トリフェニルホスフィン、２−メチルイミダゾール、ジラウリン酸ジブチル錫、およびそれらの組合せが挙げられる。触媒／硬化剤は、いくつかの実施形態において用いられるときに、コーティング組成物の総重量に基づいて、約０から約５重量パーセントの間、あるいは、約０．２から約２重量パーセントの量で組成物中に存在する。
【００５４】
トップコートは、本発明のいくつかの実施形態において、有効量の硬化剤を含有することができる。硬化剤は、２−メチルイミダゾールを含有するポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤であることができる。いくつかの実施形態において、ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤は、約２００から約５００のヒドロキシル当量（ＨＥＷ）を有する。ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤は、ビスフェノールＡ末端のビスフェノールＡの低分子量ジグリシジルエーテルから形成され得る。いくつかの実施形態において、硬化剤は、約２３０から約２６０のＨＥＷを有するフェノール系硬化剤であり、２−メチルイミダゾールの硬化促進剤を含有する。
【００５５】
硬化剤の量、または硬化剤の組合せは、添加剤および強化用繊維の量に関連して変化することができる。非限定的な例として、ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドレジン）の配合の取決めにより、エラストマー変性エポキシ樹脂およびカルボキシル官能性ポリエステル樹脂の合計が、１００部に設定される。それで、配合物中における全硬化剤のパーセントは、添加剤および強化用繊維のｐｈｒレベルの関数として変化する。いくつかの実施形態において、硬化剤、または硬化剤の組合せは、有効な１００部の約５から約６５部の量で存在する。
【００５６】
脱気剤は、存在する任意の揮発性材料を、焼成中に膜から離脱させるために、組成物に添加され得る。ベンゾインは脱気剤であり、いくつかの実施形態において用いられるときに、粉末コーティング組成物の総重量に基づいて、約０．５から約３．０重量パーセントの量で存在することができる。
【００５７】
流れ調整剤には、限定されないがより低分子量のアクリル系ポリマー、非限定的な例として、限定されないがポリアクリル酸ラウリル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸（２−エチルヘキシル）、ポリ（アクリル酸エチル−アクリル酸２−エチルヘキシル）、ポリメタクリル酸ラウリルおよびポリメタクリル酸イソデシル等の、限定されないが約１０００から約５００００の数平均分子量を有するアクリル系ポリマー等の、アクリル系ポリマー、ならびに限定されないが、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコール、およびフッ素化脂肪酸のエステル等の、フッ素化ポリマーが挙げられる。約１０００を超える分子量のポリマーシロキサン、非限定的な例として、ポリ（ジメチルシロキサン）またはポリ（メチルフェニル）シロキサンは、流れ調整剤としても用いられ得る。流れ調整剤は、コーティング粉末の加熱中における表面張力の減少と、凹みの形成の解消とを助けることができる。いくつかの実施形態において、流れ調整剤は、使用されるときに、粉末コーティング組成物の総重量に基づいて、約０．０５から約５．０重量パーセントの量で存在する。
【００５８】
抗酸化剤には、限定されないがフェノール系、亜リン酸塩系、亜ホスホン酸塩系およびラクトン系の抗酸化剤、ならびにそれらの組合せが挙げられる。いくつかの実施形態において、抗酸化剤は、約０から約３ｗｔ％の量で存在する。
【００５９】
本発明のコーティング組成物は、限定されないが自動車のスプリング等の、金属への塗布に特に適している。しかし、炭素、木、ガラス、ポリマー、および他の基材にコーティング組成物を塗布することも可能である。
【００６０】
上述のプライマーおよびトップコートの組成物を高張力の鋼鉄に塗布することは、限定されないが以下の方法１から３等の、任意の公知技術により達成され得る。用いられる塗布技術に関係なく、高張力の鋼鉄合金上に形成される複合コーティング（プライマーおよびトップコート）は、前処理された鋼鉄の表面に接した、非限定的な例として厚さ約１．５から約４．０ミルの、別個のプライマーを含有することができる。複合コーティングのトップコートは、下にあるプライマー層に結合した、非限定的な例として厚さ約１０から約３５ミルの別個のトップコートを形成することもできる。コーティング組成物は、プライマーを含み、トップコートを含まないで塗布されることもある。
【００６１】
塗布技術
１．方法１−鋼鉄を、より理想的な堆積のために約２２０から約３８０°Ｆに加熱した後に、プライマーおよびトップコートを逐次的に塗布する。次いで、コーティング済の鋼鉄を再度加熱して、複合コーティング層を作り出し、コーティング系による完全な特性の発現を達成する。
２．方法２−プライマーを、周囲温度の高張力の鋼鉄合金に塗布した後に、約２２０から約３８０°Ｆに加熱して、コーティングを融解する、または部分的に硬化する。トップコートを、プライマーの加熱から残った余熱を理想的に用い、熱い鋼鉄に塗布する。次いで、コーティング済の鋼鉄を再度加熱して、複合層を作り出し、コーティング系による完全な特性の発現を達成する。
３．方法３−プライマーおよびトップコートを、「ドライオンドライ」の粉末の様式で周囲温度の高張力の鋼鉄に逐次的に塗布した後に、約２２０から約３８０°Ｆの単一のサイクル加熱をして、複合コーティング層を作り出し、コーティング系による完全な特性の発現を達成する。
【実施例】
【００６２】
本発明を、以下の非限定的な実施例を参照することにより、さらに説明する。これらの実施例の変形および変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によりなされ得ることを理解すべきである。
【００６３】
１７種のプライマーおよび９種のトップコートの組成物を、以下の成分の混合物から上記の方法１に従って調製した。
【００６４】
プライマーの組成
【００６５】
【表１】
【００６６】
【表２】
【００６７】
１ＡビスフェノールＡエポキシ樹脂Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、それぞれ、８６０〜９３０、７３０〜８２０、１２５０〜１４００および７８０〜９００のＥＥＷを有し、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
１ＢビスフェノールＡエポキシ樹脂Ｈは、ノボラック変性であり、７５０〜８５０のＥＥＷを有し、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
２Ａ４６〜５１ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価、および約５０℃のＴｇを有し、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から市販されているカルボキシル官能性ポリエステル樹脂。
２Ｂ６８〜７４ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価、および約５８℃のＴｇを有し、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から市販されているカルボキシル官能性ポリエステル樹脂。
３２４０〜２７０のＨＥＷを有し、２％の２−メチルイミダゾールの硬化促進剤を含有し、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているフェノール系硬化剤。
４Ｃａｓａｍｉｄ ７１０は、Ｔｈｏｍａｓ Ｓｗａｎ ＆ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．から市販されている、置換ジシアンジアミンの硬化剤である。
５Ｅｐｉｋｕｒｅ Ｐ−１０８は、Ｈｅｘｉｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから市販されている、促進的なジシアンジアミンである。
６ベンゾインは、Ａｃｅｔｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている脱気剤である。
７Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌｓ ８００は、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているカーボンブラックの顔料である。
８Ｔｉｏｎａ ５９５は、Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから市販されている二酸化チタンの顔料である。
９２０μｍの平均メジアン粒径を有し、Ｆｉｂｅｒｔｅｃ，Ｉｎｃ．から市販されている白雲母のマイカの充填剤。
１０３．５μｍのメジアン粒径、および３のアスペクト比を有し、ＮＹＣＯ Ｍｉｎｅｒａｌｓから市販されているメタケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）の充填剤。
１１Ｋ−Ｗｈｉｔｅ ＴＣ７２０は、Ｔａｙｃａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている、ケイ酸マグネシウム（タルク）の抗腐食顔料である。
１２ＡＺＯ７７Ｈは、米国のＺｉｎｃから市販されている酸化亜鉛顔料である。
１３Ｚｉｎｃ ｄｕｓｔ ６４は、アメリカのＺｉｎｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより製造され、Ｃａｒｙ Ｃｏｍｐａｎｙを通して流通されている亜鉛粉である。
１４１．３〜２．３μｍの公称の厚さを、６５％が５０〜３００μｍの間の長さであり、Ｇｌａｓｓ Ｆｌａｋｅ，Ｌｔｄ．から市販されている、変性Ｃ組成のガラスフレーク。
１５１３μｍのメジアン粒径、および４５μｍの最大粒径を有し、Ｒｉｏ Ｔｉｎｔｏ Ｍｉｎｅｒａｌｓから市販されているケイ酸マグネシウム（タルク）の充填剤。
１６Ｉｒｇａｎｏｘ １０７６は、ＢＡＳＦから市販されているフェノール系抗酸化剤である。
【００６８】
トップコートの組成
【００６９】
【表３Ａ】
【００７０】
【表３Ｂ】
【００７１】
１ビスフェノールＡエポキシ樹脂Ｅ、ＦおよびＧは、それぞれ、７３０〜８２０、８６０〜９３０および５２０〜５６０のＥＥＷを有し、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
２１２５０〜１５００のＥＥＷを有し、ＣＶＣ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂。
３４６〜５１ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価、および約５０℃のＴｇを有し、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から市販されているカルボキシル官能性ポリエステル樹脂。
４６８〜７４ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価、および約５８℃のＴｇを有し、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から市販されているカルボキシル官能性ポリエステル樹脂。
５Ｂｅｎｔｏｎｅ ３８は、Ｅｌｅｍｅｎｔｉｓ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓから市販されている有機粘土のレオロジー調節剤である。
６Ｌａｎｃｏ ＴＦ１７７８は、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されているポリエチレン／ＰＴＦＥ系ワックスである。
７ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）の起泡剤は、気体の収量が１２５ｃｃ／ｇであり、３２０°Ｆの分解点を有し、Ｃｈｅｍｔｕｒａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎを通して市販されている。
８アゾジカルボンアミドの起泡剤は、気体の収量が１８０ｃｃ／ｇであり、３２９〜３５６°Ｆの分解点を有し、Ｃｈｅｍｔｕｒａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎを通して市販されている。
９メタケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）の繊維は、アスペクト比９で、３μｍの平均粒径を有し、Ｆｉｂｅｒｔｅｃ，Ｉｎｃ．を通して市販されている。
１０アルミノケイ酸塩の繊維は、シラン処理されており、１２５±２５μｍの平均長さを有し、Ｌａｐｉｎｕｓ Ｆｉｂｅｒｓから市販されている。
１１アトマイトは、Ｉｍｅｒｙｓ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓから市販されている、炭酸カルシウムの充填剤である。
１２ビスフェノールＡエポキシ樹脂ＨおよびＩは、それぞれ、７３０〜８４０および１１５０〜１３００のＥＥＷを有し、Ｋｕｋｄｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
１３１１００〜１３００のＥＥＷを有し、Ｋｕｋｄｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂。
１４２３０〜２６０のＨＥＷを有し、Ｋｕｋｄｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているフェノール系硬化剤。
１５Ｃａｓａｍｉｄ ７１０は、Ｔｈｏｍａｓ Ｓｗａｎ ＆ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．から市販されている、置換ジシアンジアミドの硬化剤である。
１６ＢＡＳＦから市販されている。
１７Ｅｓｔｒｏｎから市販されている。
１８１６ミクロンの直径、および１５０ミクロンの長さを有し、Ｆｉｂｅｒｔｅｃから市販されている、シラン処理済のガラス繊維。
１９２．１ミクロンの平均粒径を有し、Ｕｎｉｍｉｎから市販されているかすみ石閃長岩。
２０１．２〜１．５ミクロンの平均粒径を有する硫酸バリウム。
２１１．７ミクロンの平均粒径を有し、Ｏｍｙａから市販されている炭酸カルシウム。
２２１４５℃の分解点を有し、Ｄｏｎｇｊｉｎ Ｓｅｍｉｃｈｅｍから市販されている、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジンの起泡剤。
【００７２】
プライマーの例 試験データおよび比較例
【００７３】
【表４】
【００７４】
トップコートの例 試験データ（プライマーの例４を含む）
＊ＳＡＥ Ｊ４００に基づいて、金属へのコーティングにチッピングが生じない、高張力のサスペンションスプリングのためのＦｏｒｄの仕様、ＷＳＳ−Ｍ２Ｐ１７７−Ｂ１に対する試験。チッピングの評価は１０でなければならない。
【００７５】
【表５】
【００７６】
基材：サスペンションスプリングを模するために形成された、リン酸亜鉛で前処理された鋼鉄パネル
プライマー：例４（２．５〜３．０ミル）
二重コートの膜厚：１５．０〜２０．０ミル
【００７７】
ＧＭのサイクル腐食（GMW 14782）、およびＧＭの耐衝撃性（GMW 14700）
試験手順：ＧＭＷ １４７８２（方法Ｂ）
評価手順：ＧＭ １５２８２（方法Ａ）
要件：最大の平均クリープバックが６ｍｍ、および３ｍｍを超えるチッピングがないこと
【００７８】
【表６】
【００７９】
トップコートの例、および試験データ（プライマーの例１７を含む）
試験手順：二重コートのスプリングについてのＧＭ９９８４１６４の仕様
基材：サスペンションスプリングを模するために形成された、リン酸亜鉛で前処理されたパネル
プライマー：例１７
トップコート：例９
二重コートの膜厚：１７〜２３ミル
【００８０】
【表７】
【００８１】
試験手順：二重コートのスプリングについてのＧＭ９９８４１６４の仕様
基材：サスペンションスプリングを模するために形成された、リン酸亜鉛で前処理されたパネル
プライマー：例１７
トップコート：例９
二重コートの膜厚：１４〜１６ミル
【００８２】
【表８】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のスプリング等の強い応力が加えられる鋼鉄のために用いられ得る、耐腐食性および耐チップ性のコーティング組成物、およびそのコーティング組成物でコーティングされた強い応力が加えられる鋼鉄に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼鉄をコーティングするための組成物は、一般に、当技術分野において周知である。
【０００３】
米国特許第５３３４６３１号には、エポキシ樹脂、硬化剤、層状亜鉛、および亜鉛の粉塵を含むコーティング組成物が開示されている。バインダーとしてのポリエステル樹脂、ならびに硬化剤としてのトリスグリシジルイソシアヌレート等のエポキシ基含有成分をベースとする粉末コーティング組成物等の第２の層を、トップコートのコーティングとして塗布することができる。このコーティングについて言及されている用途は、鉄、鋼鉄、銅およびアルミニウム等の金属であり、例としてガスタンクの外部上での使用が示されている。
【０００４】
米国特許第７０１８７１６号には、単一のコートとして、または亜鉛を含有せず、繊維の添加により、および／もしくはそれを多孔質にする起泡剤により強化されたトップコートを伴う、プライマーのコートのいずれかとして、亜鉛を含有するエポキシ樹脂を含むコーティングが開示されている。このコーティングについて言及されている用途には、コイルスプリング等の高引張応力の鋼鉄が挙げられる。
【０００５】
米国特許第４８０４５８１号には、エラストマー変性エポキシ含有コーティングのプライマー、ならびにトップコートとしてカルボキシル官能性ポリエステル樹脂等のカルボキシル官能性材料でコーティングされた金属基材が開示されている。そのコーティング組成物は、所望の耐チップの保護を提供するための自動車の用途において有用であると言われているが、例として、スプリング等の強い応力が加えられる鋼鉄の物品でなく、地面に置かれた鋼鉄パネル上での使用が示されている。
【０００６】
高引張強さのスプリングの保護のために、より初期のコーティング系には、最も好ましくは、格別な耐腐食性のための亜鉛リッチなエポキシ熱硬化性プライマーの、優れた耐チップ性を提供するために厚い膜厚で塗布された熱可塑性のトップコートの上塗りコーティングとの組合せが用いられていた（米国特許第５９８１０８６号）。いくつかの場合において、エポキシ系電着コートが、亜鉛リッチなプライマーの代わりに用いられていた。
【０００７】
一般に、耐チップ性、および低温の物理的特性についてより乏しいが、米国特許第７０１８７１６には、低減されたコストの熱可塑性トップコートと相反する性能をもつエポキシ系熱硬化性トップコートが報告されている。亜鉛金属についての需要増と、関連するより高い価格とに関する市場の変化により、亜鉛含有コーティングはより魅力的でなくなってきた。亜鉛含有コーティングの塗布コストは、コーティングされる面積に関するより多い材料の使用と同等である、それらの比較的高い密度によっても損なわれてきた。したがって、強い応力が加えられる鋼鉄等の用途のための実質的に亜鉛非含有のコーティングが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、エポキシ熱硬化性プライマーにより主に耐腐食性が提供され、エポキシ熱硬化性トップコートにより主に耐チップ性が提供される、耐腐食性および耐チップ性の二重コートの粉末コーティング系に関する。本発明は、エポキシ熱硬化性プライマーがトップコートなしに塗布される、単一コートの粉末コーティング系にも関する。いくつかの実施形態において、コーティング系は、自動車のサスペンションスプリング等の高張力の鋼鉄合金のために有用である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態において、コーティング組成物は、
（Ｉ）
（ｉ）エポキシ樹脂、
（ｉｉ）約２００から約５００のＨＥＷを有するポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤、および
（ｉｉｉ）板状充填剤
を含むエポキシ熱硬化性プライマーを含み、上記のエポキシ熱硬化性プライマーは、２０ｗｔ％未満の亜鉛を含有する。
【００１０】
本発明のいくつかの実施形態において、コーティング組成物は、エポキシ樹脂が約８６０から約９３０のエポキシ当量（ＥＥＷ）を有しないという条件で、エポキシ樹脂を含む。
【００１１】
本発明のいくつかの実施形態において、コーティング組成物は、
（ｉ）約５２０から約１３００のＥＥＷを有するエポキシ樹脂、
（ｉｉ）約１０００から約１６００のＥＥＷを有するエラストマー変性エポキシ樹脂、
（ｉｉｉ）起泡剤、および
（ｉＶ）強化用繊維
を含むエポキシ熱硬化性トップコートをさらに含む。
【００１２】
本発明の他の実施形態には、高張力の鋼鉄合金にコーティング組成物を塗布する方法、および組成物でコーティングされたスプリング等の高張力の鋼鉄合金が挙げられる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
前述の実施形態、および本開示の他の実施形態、および本明細書に記載される特許請求の範囲において用いられるときに、本発明の利益が、以下の用語の意味に対してより幅広い意味を推論することにより得られる場合において、以下の用語は、一般に、示される通りの意味を有するが、これらの意味は本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【００１４】
操作の実施例以外において、または別に示された場合において、本明細書および特許請求の範囲において用いられる、成分の量、および反応条件等を表すすべての数は、すべての場合において「約」の用語により修飾されていると理解されるべきである。したがって、反対に示されなければ、以下の明細書、および添付の特許請求の範囲に示される数のパラメーターは、本発明により得ようとする所望の特性に応じて変化することができる近似である。最低でも、特許請求の範囲への均等論の適用を制限する試みとしてではなく、それぞれの数のパラメーターは、有効数字、および通常の丸めの手法に照らして解釈されるべきである。本発明の幅広い範囲を示す数の範囲およびパラメーターは近似であるが、具体例において示される数値はできる限り正確に報告される。しかし、任意の数値は、それらのそれぞれの試験の測定において認められる標準偏差に必ず起因する特定の誤差を本質的に含有する。別に言及されなければ、本明細書におけるすべてのパーセンテージ、比率および割合は、重量によるものであり、特に、別に具体的に言及されなければ、記載される組成物中の成分の割合は、これらの成分の混合物の全質量に関連してパーセンテージで示される。
【００１５】
また、本明細書において、端点による数の範囲の説明には、その範囲内に包含されるすべての数が包含される（例えば、１から５には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５等が包含される。）。
【００１６】
また、本明細書において、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つ」および「１つまたは複数」は、互換的に用いられる。
【００１７】
また、本明細書において、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」の用語、およびその変形は、これらの用語が本明細書および特許請求の範囲において現れた場合に、限定する意味を有しない。
【００１８】
本願、および特許請求の範囲を通じて開示される、「例えば（ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」等の用語、ならびに例示的な化合物、範囲およびパラメーター等は、非限定的な方法で本発明の実施形態を確認することを意図したものである。他の化合物、範囲およびパラメーター等が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者により用いられ得る。
【００１９】
燃料節約を助けるための、設計の配慮、およびコンポーネント重量の軽量化に駆られ、自動車製造者は、彼らの車両設計において、より軽い重量、高引張強さのサスペンションスプリングをますます用いつつある。これらのスプリングは、それらの金属の質量はより少なく、他の加工の態様とともに用いられる特定の鋼鉄合金の組合せにより、よりしっかりしたスプリングの強度を達成している。
【００２０】
利点のいくつかを相殺して、これらのスプリングの高度に設計された特性が、破損についてのそれら全体の潜在力の観点から、若干のコストで達成される。一般に、そのようなスプリングは、はるかにより硬く、はるかにより強い内部応力で作動するので、腐食ピットにより生じる比較的少ない金属の質量減少により、例えば、スプリングの破損が引き起こされることがある。車両のサスペンションは極めて腐食性の環境、特に、様々な道路用塩の使用を伴う北の気候に置かれることがあるので、飛んでくる砂利に対する格別な耐チップ性と、耐腐食性とをもつ保護コーティングを用いて、高引張強さのスプリングを徹底的に保護しなければならない。
【００２１】
従来の粉末コーティング系は、耐腐食性を提供するために５０ｗｔ％を超える量の亜鉛を一般に含有するプライマーを包含している。本発明のプライマーは、自動車産業の耐腐食性および耐チップ性の基準を満たすが、そのプライマーは、２０ｗｔ％未満の亜鉛を含有することがある。本発明のいくつかの実施形態において、プライマーは、２０ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有する。いくつかの実施形態において、プライマーは、約１５ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有する。いくつかの実施形態において、プライマーは、約１０ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有する。いくつかの実施形態において、プライマーは、約５ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有する。いくつかの実施形態において、プライマーは、実質的に亜鉛不含である。いくつかの実施形態において、プライマーは亜鉛を含有しない。そのような実施形態において、亜鉛含有量には、板状充填剤を含むことがある、亜鉛の任意の量が挙げられる。２０ｗｔ％未満の亜鉛、約１５ｗｔ％未満の亜鉛、約１０ｗｔ％未満の亜鉛、または約５ｗｔ％未満の亜鉛を含有するプライマーには、実質的に亜鉛不含であるプライマーが挙げられ、亜鉛を含有しないプライマーも挙げられる。本発明のトップコートは、亜鉛を含有することができ、約５０ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有することができ、約２５ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有することができ、約５ｗｔ％未満の量の亜鉛を含有することができ、実質的に亜鉛不含であることができ、または亜鉛を含有しないことができる。同様に、約５０ｗｔ％未満の亜鉛、約２５ｗｔ％未満の亜鉛、または約５ｗｔ％未満の亜鉛を含有するトップコートには、実質的に亜鉛不含であるトップコート、および亜鉛を含有しないトップコートが挙げられる。
【００２２】
本発明のプライマーおよびトップコートの使用は、強い応力が加えられる鋼鉄、特に高引張強さのサスペンションスプリングのための、より低コストの保護コーティングに関するニーズを満たすが、耐腐食性および耐チップ性というやや相反する特性のために、別個のプライマーおよびトップコートが選択されることがある。良好な耐腐食性を有するプライマーおよびトップコートが、常に最良の耐チップ性を有するとは限らず、逆もまた同様である。
【００２３】
リン酸亜鉛で前処理された鋼鉄の上に塗布することができる、本発明のプライマーの主な機能の１つは、耐腐食性を提供することである。また、理想的な厚さより薄いトップコートが用いられる場合に対応するために、多少の耐チップ性が、プライマーにより与えられ得る。したがって、本発明のプライマーは、エポキシ樹脂、約２００から約５００のヒドロキシル当量（ＨＥＷ）を有するポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤、および板状充填剤を含有することにより、耐腐食性および耐チップ性を提供する。
【００２４】
本発明における使用のためのエポキシ樹脂は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手し得るし、それらのＥＥＷの範囲により同定され得る。いくつかのエポキシ樹脂は、重なり合うＥＥＷの範囲を有することがあるが、それにもかかわらず区別可能である。例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙは、約４７５から約５５０のＥＥＷを有するエポキシ樹脂Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６７１、および約４５０から約５６０のＥＥＷを有するエポキシ樹脂Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６６１を供給している。
【００２５】
いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂は、ＥＥＷが約７３０の下限から約１４００の上限の間であるように選択される。いくつかの実施形態において、プライマーは、エポキシ樹脂が約８６０から約９３０のＥＥＷを有しないという条件で、エポキシ樹脂を含む。いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂が約８６０から約９３０のＥＥＷを有しないという条件で、ＥＥＷが約７３０の下限から約１４００の上限の間であるように選択される。約８６０から約９３０のＥＥＷを有するエポキシ樹脂は、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６６４ＵＥとしてＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。非限定的な例として、約１２５０から約１４００のＥＥＷを有するＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）６１５５等のエポキシ樹脂は、約７３０の下限から約１４００の上限の間のＥＥＷを有するエポキシ樹脂の例である。また、非限定的な例として、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能で、約７８０から約９００のＥＥＷを有するエポキシ樹脂Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６３３０−Ａ１０は、ＥＥＷの範囲が重なり合うが、約８６０から約９３０のＥＥＷを有するエポキシ樹脂であるとみなされない。
【００２６】
エポキシ樹脂は、非限定的な例として、約７３０から約８２０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約１２５０から約１４００のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約７８０から約９００のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約７５０から約８５０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約７３０から約８４０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約１１５０から約１３００のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、またはそれらの組み合わせであることができる。そのようなエポキシ樹脂は、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６６３Ｕ、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６１５５、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）６３３０−Ａ１０およびＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）６７２ＵとしてＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから、ならびにＫＤ２１３およびＫＤ２１４ＭとしてＫｕｋｄｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから、それぞれ入手可能である。
【００２７】
本明細書において用いられ、実施例においてさらに例証されるときに、「有効量」のエポキシ樹脂、「有効量」のポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤、および「有効量」の充填剤材料の用語は、それぞれ、高張力のサスペンションスプリング、ＧＭ仕様のＧＭＷ１４６５６の場合等の、意図された用途のための工業的に許容できる耐腐食性の基準を満たすプライマーに寄与する量のエポキシ樹脂、ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤および充填剤材料を表す。
【００２８】
いくつかの実施形態において、非限定的な例として、約８０℃から約１２５℃の間の軟化点を有する２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェノール）−プロパン系エポキシ樹脂が挙げられる、本発明のプライマーにおける使用のための有効量のエポキシ樹脂が用いられる。非限定的な例として、軟化点は、約９０℃から約１１５℃の間である。エポキシ樹脂は、限定されないが、エピクロロヒドリンまたはポリグリシジルエーテルと、限定されないがビスフェノール、例えばビスフェノールＡ等の芳香族ポリオールとの反応により生成されるもの等の、コーティング粉末のために有用な様々なエポキシ樹脂から選択され得る。エポキシ樹脂は、１．０を超える、あるいは１．９を超えるエポキシ官能価を有することができる。
【００２９】
そのようなエポキシ樹脂は、非限定的な例として、限定されないが苛性ソーダ等の、アルカリの存在下において、芳香族または脂肪族のポリオールと、エピクロロヒドリンまたはジクロロヒドリンとの間のエーテル化反応により生成され得る。芳香族ポリオールは、非限定的な例として、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２，２−プロパン（すなわち、ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−エタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−イソブタン、ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）−２，２−プロパン、ビス（２−ヒドロキシナフチル）メタン、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、または１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジグリシジルエーテル、またはジオールの縮合グリシジルエーテルであることができる。本発明によるプライマーにおいてエポキシ樹脂として用いられ得るオキシラン基含有ポリマーには、限定されないがポリグリシジル官能性アクリル系ポリマーまたはエポキシノボラック樹脂が挙げられる。
【００３０】
プライマーにおける使用のための他のエポキシ樹脂には、非限定的な例として、約８０℃から約１２５℃の間の軟化点を有するエポキシ化されたフェノール−ノボラック樹脂が挙げられる。いくつかの実施形態において、軟化点は、約９０℃から約１１５℃の間である。いくつかの実施形態において、ビスフェノール−Ａ（ＤＧＥＢＡ）ノボラック変性エポキシ樹脂のジグリシジルエーテルが用いられる。
【００３１】
本発明のいくつかの実施形態において、ビスフェノールＡエポキシ樹脂は、非限定的な例として、ビスフェノールＡのエピクロロヒドリンとの縮合重合から得られる。限定されないが、ジシアンジアミンにより硬化された、またはカルボキシ官能性ポリエステルと共反応した（ハイブリッド）ビスフェノールＡエポキシ樹脂等の、他の樹脂の化学物質が用いられ得る。
【００３２】
プライマー中における、エポキシ樹脂の量、またはエポキシ樹脂の組合せは、添加剤および充填剤の量に関連して変化することができる。非限定的な例として、ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドレジン）の配合の取決めにより、樹脂および硬化剤の合計が、１００部に設定される。それで、配合物中における全エポキシ樹脂のパーセントは、添加剤および充填剤のｐｈｒレベルの関数として変化する。いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂、またはエポキシ樹脂の組合せは、有効な(available)１００部の約３５から約９５部の量で存在する。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態において、プライマーは、有効量のポリヒドロキシル系のフェノール系硬化剤を含有する。ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤は、２−メチルイミダゾールを含有することができる。いくつかの実施形態において、ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤は、約２００から約５００のヒドロキシル当量（ＨＥＷ）を有する。ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤は、ビスフェノールＡ末端のビスフェノールＡの低分子量ジグリシジルエーテルから形成され得る。いくつかの実施形態において、硬化剤は、約２４０から約２７０のＨＥＷを有するフェノール系硬化剤であり、約２％の２−メチルイミダゾールの硬化促進剤を含有する。
【００３４】
硬化剤の量、または硬化剤の組合せは、添加剤および充填剤の量に関連して変化することができる。非限定的な例として、ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドレジン）の配合の取決めにより、樹脂および硬化剤の合計が、１００部に設定される。それで、配合物中における全硬化剤のパーセントは、添加剤および充填剤のｐｈｒレベルの関数として変化する。いくつかの実施形態において、硬化剤、または硬化剤の組合せは、有効な１００部の約５から約６５部の量で存在する。
【００３５】
本発明のプライマーは、有効量の板状充填剤材料も含有する。本発明における使用のための板状充填剤材料には、非限定的な例として、メジアン粒径約１０から約３５μｍの複合アルミノケイ酸塩（白雲母のマイカ）、メジアン粒径約１０から約３５μｍのケイ酸マグネシウム（タルク）、メジアン粒径約１５０から約２００μｍのＣ変性組成のガラスフレーク、およびそれらの組合せが挙げられる。これらの充填剤は、板状粒子の形状を有し、改善されたバリア性により耐腐食性を改善するプライマーコーティング層に対して平行になる傾向がある。白雲母のマイカ、タルク、およびガラスフレークについてのメジアン粒径は、ｓｅｄｉｇｒａｐｈ（沈降分析）により確証されており、いくつかの実施形態において約１０から約４０ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドオブレジン）で用いられる。いくつかの実施形態において、板状充填剤は、２０ｗｔ％未満の量の層状亜鉛を含むことができる。上述のように、そのような実施形態において、２０ｗｔ％未満の亜鉛含有物は、板状充填剤を含むことができる任意の量の亜鉛を含有する。
【００３６】
本発明のいくつかの実施形態において、プライマーは、限定されないが複合アルミノケイ酸塩（白雲母のマイカ）、メタケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）、ケイ酸マグネシウム微粉末（タルク）、酸化亜鉛粉末、亜鉛粉、石英粉末、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化アルミニウム、ガラスフレーク、Ｃ変性組成のガラスフレーク、およびそれらの組合せ等の充填剤を含有することができる。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態は、メジアン粒径約２から約１５μｍのメタケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）、および／またはメジアン粒径約０．５から約３．０μｍのケイ酸マグネシウム微粉末（タルク）を包含する。これらの充填剤が機能して、ｐＨ調節および吸湿性の組合せにより耐腐食性が改善される。ウォラストナイトおよびタルク微粉末についてのメジアン粒径は、レーザー回折技術により確証されてきており、いくつかの実施形態において、それぞれ、約１０から約４０ｐｈｒ、および約１から約８ｐｈｒで用いられる。
【００３８】
いくつかの実施形態において、トップコートは、約５２０から約１３００のＥＥＷを有する有効量のエポキシ樹脂を含有する。エポキシ樹脂は、非限定的な例として、約７３０から約８２０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約８６０から約９３０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約５２０から約５６０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、約７３０から約８４０のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂、または約１１５０から約１３００のＥＥＷを有するビスフェノールＡエポキシ樹脂であることができる。そのようなエポキシ樹脂は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから、およびＫｕｋｄｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。
【００３９】
本明細書において用いられる場合、「有効量」のエポキシ樹脂、「有効量」のエラストマー変性エポキシ樹脂、「有効量」のカルボキシル官能性ポリエステル樹脂、「有効量」の起泡剤、および「有効量」の強化用繊維の用語は、それぞれ、高張力のサスペンションスプリング、ＧＭ仕様のＧＭＷ１４６５６の場合等の、意図された用途のための工業的に許容できる基準を満たすトップコートに寄与する量のエポキシ樹脂、エラストマー変性エポキシ樹脂、カルボキシル官能性ポリエステル樹脂、起泡剤および強化用繊維を表す。トップコートにおける使用のためのエポキシ樹脂の非限定的な例には、約８０℃から約１２５℃の間の軟化点を有する２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェノール）−プロパン系エポキシ樹脂が挙げられる。
【００４０】
トップコートにおける、エポキシ樹脂の量、またはエポキシ樹脂の組合せは、添加剤および強化用繊維の量に関連して変化することができる。非限定的な例として、ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドレジン）の配合の取決めにより、エポキシ樹脂、エラストマー変性エポキシ樹脂、および場合によりカルボキシル官能性ポリエステル樹脂の総量が、１００部に設定される。それで、配合物中における全エポキシ樹脂のパーセントは、添加剤および強化用繊維のｐｈｒレベルの関数として変化する。いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂、またはエポキシ樹脂の組合せは、有効な１００部の約１０から約８５部の量で存在する。
【００４１】
エポキシ樹脂は、限定されないが、エピクロロヒドリンまたはポリグリシジルエーテルと、限定されないがビスフェノール、例えばビスフェノールＡ等の芳香族ポリオールとの反応により生成されるもの等の、コーティング粉末のために有用な様々なエポキシ樹脂から選択され得る。エポキシ樹脂は、１．０を超える、あるいは１．９を超えるエポキシ官能価を有することができる。一般に、エポキシ当量は、約４５０から約１４００、あるいは約５２０から約１３００であることができる。
【００４２】
エポキシ樹脂は、非限定的な例として、限定されないが苛性ソーダ等の、アルカリの存在下において、芳香族または脂肪族のポリオールと、エピクロロヒドリンまたはジクロロヒドリンとの間のエーテル化反応により生成され得る。芳香族ポリオールは、非限定的な例として、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２，２−プロパン（すなわち、ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−エタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−イソブタン、ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）−２，２−プロパン、ビス（２−ヒドロキシナフチル）メタン、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、または１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジグリシジルエーテル、またはジオールの縮合グリシジルエーテルであることができる。本発明によるトップコートにおいてエポキシ樹脂として用いられ得るオキシラン基含有ポリマーには、限定されないがポリグリシジル官能性アクリル系ポリマーまたはエポキシノボラック樹脂が挙げられる。いくつかの実施形態において、ビスフェノール−Ａ（ＤＧＥＢＡ）ノボラック変性エポキシ樹脂のジグリシジルエーテルが用いられる。
【００４３】
トップコートは、約１０００から約１６００のＥＥＷを有する有効量のエラストマー変性エポキシ樹脂を含有する。本発明のいくつかの実施形態において、エラストマー変性エポキシ樹脂は、約１２５０から約１５００ｇ／ｅｑ、または約１１００から約１３００ｇ／ｅｑのＥＥＷを有する複合樹脂を生成するＣＴＢＮ（カルボキシル末端ブタジエンアクリロニトリル）ゴムが付加されているビスフェノールＡエポキシ樹脂である。いくつかの実施形態において、Ｔｇは、約３０から約５０℃である。Ｔｇは、非晶質材料が「ガラス質」から「ゴム質」の状態にその挙動を変化させる臨界温度であるガラス転移温度である。この文脈における「ガラス質」は、硬く脆い（したがって、比較的壊れやすい）ことを意味する一方で、「ゴム質」は、弾性があり柔軟であることを意味する。
【００４４】
トップコートにおける、エラストマー変性エポキシ樹脂の量、またはエラストマー変性エポキシ樹脂の組合せは、添加剤および強化用繊維の量に関連して変化することができる。非限定的な例として、ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドレジン）の配合の取決めにより、エポキシ樹脂、エラストマー変性エポキシ樹脂およびカルボキシル官能性ポリエステル樹脂の合計が、１００部に設定される。それで、配合物における全エラストマー変性エポキシ樹脂のパーセントは、添加剤および強化用繊維のｐｈｒレベルの関数として変化する。いくつかの実施形態において、エラストマー変性エポキシ樹脂、またはエラストマー変性エポキシ樹脂の組合せは、有効な１００部の約５から約３５部の量で存在する。
【００４５】
本発明のいくつかの実施形態において、トップコートは、向上された耐チップ性のために、約２５から約８５ｍｇＫＯＨ／ｇ、または約４５から約７５ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価をもつ有効量のカルボキシ官能性ポリエステル樹脂も含有する。
【００４６】
トップコートにおける、カルボキシ官能性ポリエステル樹脂の量、またはカルボキシ官能性ポリエステル樹脂の組合せは、添加剤および強化用繊維の量に関連して変化することができる。非限定的な例として、ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドレジン）の配合の取決めにより、エポキシ樹脂、エラストマー変性エポキシ樹脂およびカルボキシル官能性ポリエステル樹脂の合計が、１００部に設定される。それで、配合物における全カルボキシ官能性ポリエステル樹脂のパーセントは、添加剤および強化用繊維のｐｈｒレベルの関数として変化する。いくつかの実施形態において、カルボキシ官能性ポリエステル樹脂、またはカルボキシ官能性ポリエステル樹脂の組合せは、有効な１００部の約３０から約８５部の量で存在する。
【００４７】
カルボキシル官能性ポリエステル樹脂は、非限定的な例として、脂肪族の二価もしくは多価のアルコールと、脂環式、非環式もしくは脂肪族の二価もしくは多価のカルボン酸またはそれらの酸無水物との間、あるいは脂肪族の二価アルコールと、芳香族の二価もしくは多価のカルボン酸またはそれらの酸無水物との間の縮合反応等の、任意の一般に公知の方法により調製され得る。非限定的な例として、カルボキシル官能性ポリエステル樹脂は、限定されないがエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，２−ジメチルプロパン−１，３−ジオール（すなわち、ネオペンチルグリコール）、１，６−ヘキサンジオール、２，３−ヘキサンジオール、２，５−ヘキサンジオール、ジエチレングリコールまたはジプロピレングリコール等の、脂肪族の二価または多価のアルコール、特に低級脂肪族ジオールから調製され得る。限定されないがトリメチロールプロパン等の、ポリオールは、カルボキシル官能性ポリエステルを調製するためにも用いられ得る。適切な二価または多価のカルボン酸および酸無水物の例には、限定されないがフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸およびマレイン酸、ならびにそのような酸の酸無水物が挙げられる。いくつかの実施形態において、カルボキシル官能性ポリエステル樹脂は、芳香族含有ポリエステル、非限定的な例として、限定されないがフタル酸、イソフタル酸またはテレフタル酸等の、芳香族カルボン酸と、限定されないがネオペンチルグリコール等の、ポリオールとから調製されるポリエステルである。
【００４８】
有効量の起泡剤／発泡剤の添加剤は、トップコート中に存在して、コーティング膜中の多孔質構造を確立する。多孔質構造により、破壊されずに衝撃エネルギーを吸収する能力等の物理的特性がコーティングに与えられる。
【００４９】
本発明の他の実施形態において、高張力のサスペンションスプリングのための商業的に望ましい多孔性は、硬化済のトップコートが、多孔性のない理論的なトップコートの密度のそれから、約１５％から約５０％の密度の減少を示す場合に達成される。硬化済のトップコートの密度は、コーティング済のパネル上で測定されたコーティングの重量の、同じパネル上におけるコーティングの体積に対する比率から計算される。コーティング済のパネル上におけるコーティングの体積は、細分化したパネルを横切って行われる多数の測定により平均のコーティングの厚さを得て、それをパネルの面積と掛け合わせることにより、統合的な様式で到達される。いくつかの実施形態において、起泡剤および発泡剤は、約０．２から約２．０ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドオブレジン）で用いられる。ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）および活性化アゾジカルボンアミド系組成物を含む起泡剤が、いくつかの実施形態において用いられる。他の起泡剤には、限定されないがｐ−トルエンスルホニルヒドラジド系起泡剤が挙げられる。
【００５０】
有効量の強化用繊維は、トップコート中に存在して、起泡剤／発泡剤の存在により引き起こされる強度の任意の減少を回復する。非限定的な例として、アルミノケイ酸塩のガラス繊維、または天然採掘のメタケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）の繊維の種類が用いられ得る。約３から約１５μｍの平均直径、および約５から約２０の平均アスペクト比（コーティングの充填剤という文脈内において、アスペクト比は、充填剤粒子の最大直径のその最小直径に対する比率として定義される）が、いくつかの実施形態において用いられる。限定されないがアラミドおよび炭素等の、他の強化用繊維が、同様に用いられ得る。約２０から約７０ｐｈｒの量の強化用繊維が、本発明のいくつかの実施形態において用いられる。いくつかの実施形態において、強化用繊維は、Ｆｉｂｅｒｔｅｃから市販されている、１６ミクロンの直径、および１５０ミクロンの長さを有する、Ｅガラスのシラン処理ガラス繊維である。
【００５１】
プライマーおよびトップコートは、限定されないが顔料、触媒／硬化剤、脱気剤、流れ調整剤および抗酸化剤等の添加剤を含有することもできる。
【００５２】
本発明のプライマーおよびトップコートの組成物における使用のための顔料には、非限定的な例として、二酸化チタン、酸化鉄（黄色、褐色、赤色、黒色）、カーボンブラックおよび有機顔料が挙げられる。これらの顔料は、当業者に公知の従来的な量で添加され得る。
【００５３】
プライマー中に存在する上述のフェノール系硬化剤の他に、コーティング組成物には、非限定的な例として、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、ホスフィン、イミダゾール、金属塩、およびそれらの組合せ等の、触媒／硬化剤の添加剤が挙げられ得る。そのような添加剤の例には、限定されないが塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウムまたはヨウ化テトラブチルアンモニウム、酢酸エチルトリフェニルホスホニウム、トリフェニルホスフィン、２−メチルイミダゾール、ジラウリン酸ジブチル錫、およびそれらの組合せが挙げられる。触媒／硬化剤は、いくつかの実施形態において用いられるときに、コーティング組成物の総重量に基づいて、約０から約５重量パーセントの間、あるいは、約０．２から約２重量パーセントの量で組成物中に存在する。
【００５４】
トップコートは、本発明のいくつかの実施形態において、有効量の硬化剤を含有することができる。硬化剤は、２−メチルイミダゾールを含有するポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤であることができる。いくつかの実施形態において、ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤は、約２００から約５００のヒドロキシル当量（ＨＥＷ）を有する。ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤は、ビスフェノールＡ末端のビスフェノールＡの低分子量ジグリシジルエーテルから形成され得る。いくつかの実施形態において、硬化剤は、約２３０から約２６０のＨＥＷを有するフェノール系硬化剤であり、２−メチルイミダゾールの硬化促進剤を含有する。
【００５５】
硬化剤の量、または硬化剤の組合せは、添加剤および強化用繊維の量に関連して変化することができる。非限定的な例として、ｐｈｒ（パーツパーハンドレッドレジン）の配合の取決めにより、エラストマー変性エポキシ樹脂およびカルボキシル官能性ポリエステル樹脂の合計が、１００部に設定される。それで、配合物中における全硬化剤のパーセントは、添加剤および強化用繊維のｐｈｒレベルの関数として変化する。いくつかの実施形態において、硬化剤、または硬化剤の組合せは、有効な１００部の約５から約６５部の量で存在する。
【００５６】
脱気剤は、存在する任意の揮発性材料を、焼成中に膜から離脱させるために、組成物に添加され得る。ベンゾインは脱気剤であり、いくつかの実施形態において用いられるときに、粉末コーティング組成物の総重量に基づいて、約０．５から約３．０重量パーセントの量で存在することができる。
【００５７】
流れ調整剤には、限定されないがより低分子量のアクリル系ポリマー、非限定的な例として、限定されないがポリアクリル酸ラウリル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸（２−エチルヘキシル）、ポリ（アクリル酸エチル−アクリル酸２−エチルヘキシル）、ポリメタクリル酸ラウリルおよびポリメタクリル酸イソデシル等の、限定されないが約１０００から約５００００の数平均分子量を有するアクリル系ポリマー等の、アクリル系ポリマー、ならびに限定されないが、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコール、およびフッ素化脂肪酸のエステル等の、フッ素化ポリマーが挙げられる。約１０００を超える分子量のポリマーシロキサン、非限定的な例として、ポリ（ジメチルシロキサン）またはポリ（メチルフェニル）シロキサンは、流れ調整剤としても用いられ得る。流れ調整剤は、コーティング粉末の加熱中における表面張力の減少と、凹みの形成の解消とを助けることができる。いくつかの実施形態において、流れ調整剤は、使用されるときに、粉末コーティング組成物の総重量に基づいて、約０．０５から約５．０重量パーセントの量で存在する。
【００５８】
抗酸化剤には、限定されないがフェノール系、亜リン酸塩系、亜ホスホン酸塩系およびラクトン系の抗酸化剤、ならびにそれらの組合せが挙げられる。いくつかの実施形態において、抗酸化剤は、約０から約３ｗｔ％の量で存在する。
【００５９】
本発明のコーティング組成物は、限定されないが自動車のスプリング等の、金属への塗布に特に適している。しかし、炭素、木、ガラス、ポリマー、および他の基材にコーティング組成物を塗布することも可能である。
【００６０】
上述のプライマーおよびトップコートの組成物を高張力の鋼鉄に塗布することは、限定されないが以下の方法１から３等の、任意の公知技術により達成され得る。用いられる塗布技術に関係なく、高張力の鋼鉄合金上に形成される複合コーティング（プライマーおよびトップコート）は、前処理された鋼鉄の表面に接した、非限定的な例として厚さ約１．５から約４．０ミルの、別個のプライマーを含有することができる。複合コーティングのトップコートは、下にあるプライマー層に結合した、非限定的な例として厚さ約１０から約３５ミルの別個のトップコートを形成することもできる。コーティング組成物は、プライマーを含み、トップコートを含まないで塗布されることもある。
【００６１】
塗布技術
１．方法１−鋼鉄を、より理想的な堆積のために約２２０から約３８０°Ｆに加熱した後に、プライマーおよびトップコートを逐次的に塗布する。次いで、コーティング済の鋼鉄を再度加熱して、複合コーティング層を作り出し、コーティング系による完全な特性の発現を達成する。
２．方法２−プライマーを、周囲温度の高張力の鋼鉄合金に塗布した後に、約２２０から約３８０°Ｆに加熱して、コーティングを融解する、または部分的に硬化する。トップコートを、プライマーの加熱から残った余熱を理想的に用い、熱い鋼鉄に塗布する。次いで、コーティング済の鋼鉄を再度加熱して、複合層を作り出し、コーティング系による完全な特性の発現を達成する。
３．方法３−プライマーおよびトップコートを、「ドライオンドライ」の粉末の様式で周囲温度の高張力の鋼鉄に逐次的に塗布した後に、約２２０から約３８０°Ｆの単一のサイクル加熱をして、複合コーティング層を作り出し、コーティング系による完全な特性の発現を達成する。
【実施例】
【００６２】
本発明を、以下の非限定的な実施例を参照することにより、さらに説明する。これらの実施例の変形および変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によりなされ得ることを理解すべきである。
【００６３】
１７種のプライマーおよび９種のトップコートの組成物を、以下の成分の混合物から上記の方法１に従って調製した。
【００６４】
プライマーの組成
【００６５】
【表１】
【００６６】
【表２】
【００６７】
１ＡビスフェノールＡエポキシ樹脂Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、それぞれ、８６０〜９３０、７３０〜８２０、１２５０〜１４００および７８０〜９００のＥＥＷを有し、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
１ＢビスフェノールＡエポキシ樹脂Ｈは、ノボラック変性であり、７５０〜８５０のＥＥＷを有し、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
２Ａ４６〜５１ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価、および約５０℃のＴｇを有し、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から市販されているカルボキシル官能性ポリエステル樹脂。
２Ｂ６８〜７４ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価、および約５８℃のＴｇを有し、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から市販されているカルボキシル官能性ポリエステル樹脂。
３２４０〜２７０のＨＥＷを有し、２％の２−メチルイミダゾールの硬化促進剤を含有し、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているフェノール系硬化剤。
４Ｃａｓａｍｉｄ ７１０は、Ｔｈｏｍａｓ Ｓｗａｎ ＆ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．から市販されている、置換ジシアンジアミンの硬化剤である。
５Ｅｐｉｋｕｒｅ Ｐ−１０８は、Ｈｅｘｉｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから市販されている、促進的なジシアンジアミンである。
６ベンゾインは、Ａｃｅｔｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている脱気剤である。
７Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌｓ ８００は、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているカーボンブラックの顔料である。
８Ｔｉｏｎａ ５９５は、Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから市販されている二酸化チタンの顔料である。
９２０μｍの平均メジアン粒径を有し、Ｆｉｂｅｒｔｅｃ，Ｉｎｃ．から市販されている白雲母のマイカの充填剤。
１０３．５μｍのメジアン粒径、および３のアスペクト比を有し、ＮＹＣＯ Ｍｉｎｅｒａｌｓから市販されているメタケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）の充填剤。
１１Ｋ−Ｗｈｉｔｅ ＴＣ７２０は、Ｔａｙｃａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている、ケイ酸マグネシウム（タルク）の抗腐食顔料である。
１２ＡＺＯ７７Ｈは、米国のＺｉｎｃから市販されている酸化亜鉛顔料である。
１３Ｚｉｎｃ ｄｕｓｔ ６４は、アメリカのＺｉｎｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより製造され、Ｃａｒｙ Ｃｏｍｐａｎｙを通して流通されている亜鉛粉である。
１４１．３〜２．３μｍの公称の厚さを、６５％が５０〜３００μｍの間の長さであり、Ｇｌａｓｓ Ｆｌａｋｅ，Ｌｔｄ．から市販されている、変性Ｃ組成のガラスフレーク。
１５１３μｍのメジアン粒径、および４５μｍの最大粒径を有し、Ｒｉｏ Ｔｉｎｔｏ Ｍｉｎｅｒａｌｓから市販されているケイ酸マグネシウム（タルク）の充填剤。
１６Ｉｒｇａｎｏｘ １０７６は、ＢＡＳＦから市販されているフェノール系抗酸化剤である。
【００６８】
トップコートの組成
【００６９】
【表３Ａ】
【００７０】
【表３Ｂ】
【００７１】
１ビスフェノールＡエポキシ樹脂Ｅ、ＦおよびＧは、それぞれ、７３０〜８２０、８６０〜９３０および５２０〜５６０のＥＥＷを有し、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
２１２５０〜１５００のＥＥＷを有し、ＣＶＣ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂。
３４６〜５１ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価、および約５０℃のＴｇを有し、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から市販されているカルボキシル官能性ポリエステル樹脂。
４６８〜７４ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価、および約５８℃のＴｇを有し、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から市販されているカルボキシル官能性ポリエステル樹脂。
５Ｂｅｎｔｏｎｅ ３８は、Ｅｌｅｍｅｎｔｉｓ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓから市販されている有機粘土のレオロジー調節剤である。
６Ｌａｎｃｏ ＴＦ１７７８は、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されているポリエチレン／ＰＴＦＥ系ワックスである。
７ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）の起泡剤は、気体の収量が１２５ｃｃ／ｇであり、３２０°Ｆの分解点を有し、Ｃｈｅｍｔｕｒａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎを通して市販されている。
８アゾジカルボンアミドの起泡剤は、気体の収量が１８０ｃｃ／ｇであり、３２９〜３５６°Ｆの分解点を有し、Ｃｈｅｍｔｕｒａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎを通して市販されている。
９メタケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）の繊維は、アスペクト比９で、３μｍの平均粒径を有し、Ｆｉｂｅｒｔｅｃ，Ｉｎｃ．を通して市販されている。
１０アルミノケイ酸塩の繊維は、シラン処理されており、１２５±２５μｍの平均長さを有し、Ｌａｐｉｎｕｓ Ｆｉｂｅｒｓから市販されている。
１１アトマイトは、Ｉｍｅｒｙｓ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓから市販されている、炭酸カルシウムの充填剤である。
１２ビスフェノールＡエポキシ樹脂ＨおよびＩは、それぞれ、７３０〜８４０および１１５０〜１３００のＥＥＷを有し、Ｋｕｋｄｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
１３１１００〜１３００のＥＥＷを有し、Ｋｕｋｄｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂。
１４２３０〜２６０のＨＥＷを有し、Ｋｕｋｄｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているフェノール系硬化剤。
１５Ｃａｓａｍｉｄ ７１０は、Ｔｈｏｍａｓ Ｓｗａｎ ＆ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．から市販されている、置換ジシアンジアミドの硬化剤である。
１６ＢＡＳＦから市販されている。
１７Ｅｓｔｒｏｎから市販されている。
１８１６ミクロンの直径、および１５０ミクロンの長さを有し、Ｆｉｂｅｒｔｅｃから市販されている、シラン処理済のガラス繊維。
１９２．１ミクロンの平均粒径を有し、Ｕｎｉｍｉｎから市販されているかすみ石閃長岩。
２０１．２〜１．５ミクロンの平均粒径を有する硫酸バリウム。
２１１．７ミクロンの平均粒径を有し、Ｏｍｙａから市販されている炭酸カルシウム。
２２１４５℃の分解点を有し、Ｄｏｎｇｊｉｎ Ｓｅｍｉｃｈｅｍから市販されている、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジンの起泡剤。
【００７２】
プライマーの例 試験データおよび比較例
【００７３】
【表４】
【００７４】
トップコートの例 試験データ（プライマーの例４を含む）
＊ＳＡＥ Ｊ４００に基づいて、金属へのコーティングにチッピングが生じない、高張力のサスペンションスプリングのためのＦｏｒｄの仕様、ＷＳＳ−Ｍ２Ｐ１７７−Ｂ１に対する試験。チッピングの評価は１０でなければならない。
【００７５】
【表５】
【００７６】
基材：サスペンションスプリングを模するために形成された、リン酸亜鉛で前処理された鋼鉄パネル
プライマー：例４（２．５〜３．０ミル）
二重コートの膜厚：１５．０〜２０．０ミル
【００７７】
ＧＭのサイクル腐食（GMW 14782）、およびＧＭの耐衝撃性（GMW 14700）
試験手順：ＧＭＷ １４７８２（方法Ｂ）
評価手順：ＧＭ １５２８２（方法Ａ）
要件：最大の平均クリープバックが６ｍｍ、および３ｍｍを超えるチッピングがないこと
【００７８】
【表６】
【００７９】
トップコートの例、および試験データ（プライマーの例１７を含む）
試験手順：二重コートのスプリングについてのＧＭ９９８４１６４の仕様
基材：サスペンションスプリングを模するために形成された、リン酸亜鉛で前処理されたパネル
プライマー：例１７
トップコート：例９
二重コートの膜厚：１７〜２３ミル
【００８０】
【表７】
【００８１】
試験手順：二重コートのスプリングについてのＧＭ９９８４１６４の仕様
基材：サスペンションスプリングを模するために形成された、リン酸亜鉛で前処理されたパネル
プライマー：例１７
トップコート：例９
二重コートの膜厚：１４〜１６ミル
【００８２】
【表８】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）約８６０から約９３０のＥＥＷを有しないという条件のエポキシ樹脂、
（ｉｉ）約２００から約５００のＨＥＷを有するポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤、および
（ｉｉｉ）板状充填剤
を含むエポキシ熱硬化性プライマーを含むコーティング組成物であって、前記エポキシ熱硬化性プライマーは２０ｗｔ％未満の亜鉛を含有する、コーティング組成物。
【請求項２】
（ｉ）約４５０から約１４００のＥＥＷを有するエポキシ樹脂、
（ｉｉ）約１０００から約１６００のＥＥＷを有するエラストマー変性エポキシ樹脂、
（ｉｉｉ）起泡剤、および
（ｉＶ）強化用繊維
を含むエポキシ熱硬化性トップコートをさらに含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項３】
エポキシ系トップコートが約２５から約８５ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有するカルボキシル官能性ポリエステル樹脂をさらに含む、請求項２に記載のコーティング組成物。
【請求項４】
エポキシ樹脂が約８６０から約９３０のＥＥＷを有しないという条件で、プライマーが約７３０から約１４００のＥＥＷを有するエポキシ樹脂を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項５】
プライマーが、約７３０から約８２０のＥＥＷを有するエポキシ樹脂、約１２５０から約１４００のＥＥＷを有するエポキシ樹脂、約７８０から約９００のＥＥＷを有するエポキシ樹脂、または約７５０から約８５０のＥＥＷを有するエポキシ樹脂を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項６】
前記ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤が２−メチルイミダゾールを含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項７】
前記板状充填剤が、複合アルミノケイ酸塩（マイカ）、変性Ｃ組成のガラスフレーク、ケイ酸マグネシウム（タルク）、またはそれらの組合せを含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項８】
前記複合アルミノケイ酸塩（マイカ）が、約１０から約４０ｐｈｒの量で存在し、約１０から約３５ミクロンのメジアン粒径を有する、請求項７に記載のコーティング組成物。
【請求項９】
前記変性Ｃ組成のガラスフレークが、１．３〜２．３μｍの公称の厚さを有し、６５％が５０〜３００μｍの間の長さである、請求項７に記載のコーティング組成物。
【請求項１０】
前記ケイ酸マグネシウム（タルク）が、約１０から約４０ｐｈｒの量で存在し、約１０から約３５μｍのメジアン粒径を有する、請求項７に記載のコーティング組成物。
【請求項１１】
エポキシ熱硬化性プライマーが、約１０ｗｔ％未満の亜鉛を含有する、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１２】
エポキシ熱硬化性プライマーが、約５ｗｔ％未満の亜鉛を含有する、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１３】
前記エポキシ熱硬化性トップコート中の前記エポキシ樹脂が、有効な１００部の約１０から約８５部の量で存在するビスフェノールＡエポキシ樹脂である、請求項２に記載のコーティング組成物。
【請求項１４】
前記エラストマー変性エポキシ樹脂が、有効な１００部の約５から約３５部の量で存在するビスフェノールＡエポキシ樹脂を含む、請求項２に記載のコーティング組成物。
【請求項１５】
エポキシ熱硬化性プライマーが、実質的に亜鉛を含有しない、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１６】
エポキシ熱硬化性プライマーが亜鉛を含有しない、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１７】
前記強化用繊維が、アルミノケイ酸塩、メタケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）、アラミド、炭素、またはそれらの組合せを含む、請求項２に記載のコーティング組成物。
【請求項１８】
請求項１に記載のコーティング組成物によりコーティングされた高張力の鋼鉄合金。
【請求項１９】
請求項２に記載のコーティング組成物によりコーティングされた高張力の鋼鉄合金。
【請求項２０】
請求項３に記載のコーティング組成物によりコーティングされた高張力の鋼鉄合金。
【請求項１】
（ｉ）約８６０から約９３０のＥＥＷを有しないという条件のエポキシ樹脂、
（ｉｉ）約２００から約５００のＨＥＷを有するポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤、および
（ｉｉｉ）板状充填剤
を含むエポキシ熱硬化性プライマーを含むコーティング組成物であって、前記エポキシ熱硬化性プライマーは２０ｗｔ％未満の亜鉛を含有する、コーティング組成物。
【請求項２】
（ｉ）約４５０から約１４００のＥＥＷを有するエポキシ樹脂、
（ｉｉ）約１０００から約１６００のＥＥＷを有するエラストマー変性エポキシ樹脂、
（ｉｉｉ）起泡剤、および
（ｉＶ）強化用繊維
を含むエポキシ熱硬化性トップコートをさらに含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項３】
エポキシ系トップコートが約２５から約８５ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有するカルボキシル官能性ポリエステル樹脂をさらに含む、請求項２に記載のコーティング組成物。
【請求項４】
エポキシ樹脂が約８６０から約９３０のＥＥＷを有しないという条件で、プライマーが約７３０から約１４００のＥＥＷを有するエポキシ樹脂を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項５】
プライマーが、約７３０から約８２０のＥＥＷを有するエポキシ樹脂、約１２５０から約１４００のＥＥＷを有するエポキシ樹脂、約７８０から約９００のＥＥＷを有するエポキシ樹脂、または約７５０から約８５０のＥＥＷを有するエポキシ樹脂を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項６】
前記ポリヒドロキシル官能性フェノール系硬化剤が２−メチルイミダゾールを含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項７】
前記板状充填剤が、複合アルミノケイ酸塩（マイカ）、変性Ｃ組成のガラスフレーク、ケイ酸マグネシウム（タルク）、またはそれらの組合せを含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項８】
前記複合アルミノケイ酸塩（マイカ）が、約１０から約４０ｐｈｒの量で存在し、約１０から約３５ミクロンのメジアン粒径を有する、請求項７に記載のコーティング組成物。
【請求項９】
前記変性Ｃ組成のガラスフレークが、１．３〜２．３μｍの公称の厚さを有し、６５％が５０〜３００μｍの間の長さである、請求項７に記載のコーティング組成物。
【請求項１０】
前記ケイ酸マグネシウム（タルク）が、約１０から約４０ｐｈｒの量で存在し、約１０から約３５μｍのメジアン粒径を有する、請求項７に記載のコーティング組成物。
【請求項１１】
エポキシ熱硬化性プライマーが、約１０ｗｔ％未満の亜鉛を含有する、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１２】
エポキシ熱硬化性プライマーが、約５ｗｔ％未満の亜鉛を含有する、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１３】
前記エポキシ熱硬化性トップコート中の前記エポキシ樹脂が、有効な１００部の約１０から約８５部の量で存在するビスフェノールＡエポキシ樹脂である、請求項２に記載のコーティング組成物。
【請求項１４】
前記エラストマー変性エポキシ樹脂が、有効な１００部の約５から約３５部の量で存在するビスフェノールＡエポキシ樹脂を含む、請求項２に記載のコーティング組成物。
【請求項１５】
エポキシ熱硬化性プライマーが、実質的に亜鉛を含有しない、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１６】
エポキシ熱硬化性プライマーが亜鉛を含有しない、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１７】
前記強化用繊維が、アルミノケイ酸塩、メタケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）、アラミド、炭素、またはそれらの組合せを含む、請求項２に記載のコーティング組成物。
【請求項１８】
請求項１に記載のコーティング組成物によりコーティングされた高張力の鋼鉄合金。
【請求項１９】
請求項２に記載のコーティング組成物によりコーティングされた高張力の鋼鉄合金。
【請求項２０】
請求項３に記載のコーティング組成物によりコーティングされた高張力の鋼鉄合金。
【公表番号】特表２０１３−５００３６９（Ｐ２０１３−５００３６９Ａ）
【公表日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２２１５５（Ｐ２０１２−５２２１５５）
【出願日】平成２２年７月２７日（２０１０．７．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６０９０７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１２６２７
【国際公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５００２８６６４３）アクゾ ノーベル コーティングス インターナショナル ビー ヴィ (67)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２７日（２０１０．７．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６０９０７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１２６２７
【国際公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５００２８６６４３）アクゾ ノーベル コーティングス インターナショナル ビー ヴィ (67)
【Ｆターム（参考）】
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