濃縮ヒュームド金属酸化物を含むフィラー系
硬化性コーティング組成物は、ポリマー前駆体と、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも約６５％のＤＢＰ数を有する少なくとも６質量％の濃縮ヒュームド金属酸化物とを含む。硬化性コーティング組成物は、非濃縮ヒュームド金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度の最大７０％の粘度を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃縮ヒュームド金属酸化物を含む硬化性コーティング組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属酸化物の粉体は、しばしば、得られる混合物の機械的または他の特性を改良するためにポリマー中に用いられる。例えば、ヒュームドシリカは、有機ゴム並びにシリコーンゴム及びシーラントの物理的特性を改良するためによく用いられる、周知の強化フィラーである。ヒュームドシリカはたいてい、約２５ｋｇ／ｍ3〜６４ｋｇ／ｍ3の盛込かさ密度（ｐｏｕｒｅｄ ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ）を有する。そのような低かさ密度粉体の主な不利点は、輸送費及び貯蔵費が比較的高価であるということである。さらに、バルク（非粉体）材料と比べて、比較的、体積当たりの質量が低いため、化合装置に所望量を投入するのに長時間かかることがあり、シーラントなどの充填製品（ｆｉｌｌｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔ）の製造時間を増加し得る。
【０００３】
この問題を解決するために、金属酸化物粉体のかさ密度を様々な方法によって増加することができる。例えば、米国特許第６，１５６，２８５号には、スクリュー供給機を用いて粒子状シリカを圧縮して、次いでシリコーンと混合してシーラントを生成する方法が開示されている。同様に、米国特許第４，３０７，０２３号には、ヒュームドシリカを、シリコーンシーラント及びコークに用いるボールミル、ロール、または真空方法を用いて、圧縮することができることが開示されている。
【０００４】
金属酸化物粉体の密度を高くするいくつかの方法は、粉体のかさ密度を減らすこと、並びにヒュームド金属酸化物のストラクチャー（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を破壊することである。上述のように、そのような金属酸化物粉体は、シーラントに用いられ得る。さらに、デストラクチャーされた（ｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ）金属酸化物は、コーティング及びラッカーに用いるのに有利であると考えられる。というのは、それらは、コーティング系を厚くせず、その塗装性（ｓｐｒｅａｄａｂｉｌｉｔｙ）を低下させないからである（例えば、米国特許出願公開第２００２−００７７３８８号を参照）。ラッカー用にジェット分散によって分散され解砕された（Ｄｅａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｄ）金属酸化物がまた、米国特許第６，０２０，４１９号に記載されている。ジェット分散された酸化物は、機械的にデストラクチャーされた金属酸化物粉体中に存在し得る不純物を避けるが、それでも、解砕を用いて、完全にストラクチャーされた（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ）金属酸化物のチキソトロピック効果を低減する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ヒュームド金属酸化物の密度を変更するいくつかの方法が知られているが、ポリマー複合材料の透明度を犠牲にすることなくまたは減じることなく導入される、ポリマー複合材料の機械的特性を改良するヒュームド金属酸化物の必要性がある。さらに、大きく粘度を増加することなく且つ塗装性を減じることなくポリマーまたは樹脂前駆体中に分散しやすく、それによって、従来のヒュームド金属酸化物に代わる利点を提供するヒュームド金属酸化物の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様において、本発明は硬化性コーティング組成物である。硬化性コーティング組成物は、ポリマー前駆体と、ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物の総質量に対して少なくとも６質量％の濃縮ヒュームド金属酸化物を含み、濃縮ヒュームド金属酸化物は、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有する。硬化性コーティング組成物は、非濃縮ヒュームド金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度に対して最大７０％の粘度を有する。
【０００７】
濃縮ヒュームド金属酸化物は、濃縮ヒュームド金属酸化物粒子と疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含むか、本質的に前記生成物からなるか、または前記生成物からなる改質された濃縮ヒュームド金属酸化物であることができる。別法では、濃縮ヒュームド金属酸化物は、濃縮された改質ヒュームド金属酸化物であることができ、改質ヒュームド金属酸化物は、ヒュームド金属酸化物粒子と疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含むか、本質的に前記生成物からなるか、または前記生成物からなることができる。
【０００８】
ポリマー前駆体は、シリコーンゴム、エポキシ、アクリレート、メタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、ポリオレフィン、これらの任意のコポリマー、またはこれらの任意の混合物の前駆体であることができる。ポリマー前駆体は、溶媒に溶解され得る。硬化性コーティング組成物は、高温に曝露されること、電磁放射に曝露されること、室温にて開始剤に曝露されること、またはポリマー前駆体が懸濁または溶解した溶媒を蒸発させることによって硬化可能である。
【０００９】
濃縮ヒュームド金属酸化物のタップ密度は、同じ表面積、組成、及び界面化学を有するが濃縮されていないかデストラクチャーされ（ｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ）ていないヒュームド金属酸化物のタップ密度の１．７５〜４倍であることができる。ヒュームド金属酸化物は、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、ヒュームドジルコニア、ヒュームドチタニア、ヒュームドセリア、ヒュームド酸化亜鉛、及び互いにこれらの任意の混合物から選択され得る。硬化性コーティング組成物は硬化性であり、４００〜７００ｎｍの波長を有する電磁放射の少なくとも８５％を透過させる硬化コーティングを形成することができる。
【００１０】
他の態様において、本発明は硬化性コーティング組成物である。硬化性組成物は、ポリマー前駆体と濃縮ヒュームド金属酸化物とを含む。硬化性コーティング組成物が基板に堆積され、硬化されて硬化コーティングが形成される場合、硬化コーティングは、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失を示す。
【００１１】
濃縮ヒュームド金属酸化物は、濃縮ヒュームド金属酸化物粒子と疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含むか、本質的に前記生成物からなるか、または前記生成物からなる改質された濃縮ヒュームド金属酸化物であることができる。別法では、濃縮ヒュームド金属酸化物は濃縮された改質ヒュームド金属酸化物であることができ、改質ヒュームド金属酸化物が、ヒュームド金属酸化物粒子と疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含むか、本質的に前記生成物からなるか、または前記生成物からなることができる。濃縮ヒュームド金属酸化物は、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有することができる。
【００１２】
硬化性コーティング組成物は、ポリマー前駆体と濃縮ヒュームド金属酸化物との総質量に対して、少なくとも１質量％の濃縮ヒュームド金属酸化物を含むことができる。硬化性コーティング組成物は硬化性であり、４００〜７００ｎｍの波長を有する電磁放射の少なくとも８５％を透過させる硬化コーティングを形成することができる。
【００１３】
他の態様において、本発明は、硬化性コーティング組成物を調製する方法である。本方法は、同じ組成の非濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有する濃縮ヒュームド金属酸化物を提供することと、その濃縮ヒュームド金属酸化物とポリマー前駆体とを混合して、ポリマー前駆体と濃縮ヒュームド金属酸化物との総質量に対して少なくとも６質量％の濃縮ヒュームド金属酸化物を含む硬化性コーティング組成物を生成することと、を含む。硬化性コーティング組成物は、非濃縮ヒュード金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度に対して最大で７０％の粘度を有する。
【００１４】
濃縮ヒュード金属酸化物は疎水性であることができる。提供することが、ヒュームド金属酸化物の粉体を提供することと、ヒュームド金属酸化物粉体のかさ密度を減らして、濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することとを含むことができる。別法ではまたは加えて、提供することが、ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させることと、得られた生成物のかさ密度を減らして濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することとを含むことができる。別法ではまたは加えて、提供することが、濃縮ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させることを含むことができる。
【００１５】
他の態様において、本発明は、硬化性コーティング組成物を調製する方法である。本方法は、濃縮ヒュームド金属酸化物を提供することと、濃縮ヒュームド金属酸化物とポリマー前駆体とを混合して、硬化性コーティング組成物を生成することとを含む。硬化性コーティング組成物が、基板上に堆積され、硬化されて硬化コーティングを形成する場合、硬化コーティングが、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失を示す。
【００１６】
濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数が、ヒュームド金属酸化物粉体のＤＢＰ数の少なくとも６５％になるように、提供することが、ヒュームド金属酸化物粉体を提供することと、ヒュームド金属酸化物粉体のかさ密度を減らして濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することとを含むことができる。提供することが、かさ密度を減らす前または減らした後に、ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させることをさらに含むことができる。別法ではまたは加えて、提供することが、濃縮ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させて、濃縮ヒュームド金属酸化物とポリマー前駆体との混合に用いる改質された濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することをさらに含むことができる。
【００１７】
他の態様において、本発明は、ポリマー前駆体と、ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物の総質量に対して少なくとも６質量％の濃縮ヒュームド金属酸化物とを含む硬化性コーティングを基板上に配置すること（濃縮ヒュームド金属酸化物は、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮ヒュームド金属酸化物の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有する）、並びにポリマー前駆体を硬化して硬化コーティングを形成すること、によって形成される硬化コーティングである。硬化性コーティング組成物は、非濃縮ヒュームド金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度に対して最大で７０％の粘度を有する。
【００１８】
他の態様において、本発明は、基板上に、ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物を含む硬化性コーティング組成物を配置すること、並びにポリマー前駆体を硬化して硬化コーティングを形成すること、によって形成された硬化コーティングであり、硬化コーティングが、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失を示す。
【００１９】
他の態様において、本発明は、硬化性コーティング組成物である。硬化性コーティングは、ポリマー前駆体、並びに約１２５〜約１４５ｇ／Ｌのタップ密度及び約１００〜約１４０ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する少なくとも６質量％の濃縮された改質ヒュームドシリカを含む。改質ヒュームドシリカは、ヒュームドシリカ粒子とジメチルジクロロシランとの間の接触から生成された生成物を含むか、本質的に前記生成物からなるか、または前記生成物からなる。
【００２０】
他の態様において、本発明は硬化性コーティング組成物である。硬化性コーティング組成物は、ポリマー前駆体、並びに約１３５〜約１５０ｇ／Ｌのタップ密度及び約１７５〜約２２５ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する少なくとも６質量％の濃縮ヒュームドシリカを含む。濃縮ヒュームドシリカは、濃縮ヒュームドシリカ粒子と３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランとの間の接触から生成された生成物を含むか、本質的に前記生成物からなるか、または前記生成物からなる改質された濃縮ヒュームドシリカである。
【００２１】
上述の概要及び以下に述べる詳細な説明は、具体例であって、例示のみを目的としており、特許を請求する本発明をさらに説明するものである。
【００２２】
本発明は、次の図面のいくつかの図を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】様々なコーティング組成物で、１０００磨耗サイクル後の、質量損失の割合を示す。
【図２】３００〜８００ナノメートルの波長における様々なコーティングの透過率を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
驚くべきことに、濃縮されたヒュームド金属酸化物を含む硬化性コーティング組成物が、コーティングの機械的特性、特に磨耗に関する機械的特性を改良し得ることが分かった。その上、濃縮ヒュームド金属酸化物の分散体は、デストラクチャーされた（ｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ）粉体の分散体について改良された透明性を示し、非濃縮またはデストラクチャーされた粉体の分散体と比較して製造しやすいことが観察された。これらの濃縮ヒュームド金属酸化物を上記のコーティング組成物により多く含ませることができ、それによって、コーティングを調製するために用いられるコーティング組成物の粘度を実質的に増加させずに、粒子によって提供される強化及び化学的耐性を向上することができる。濃縮ヒュームド金属酸化物は、特定のマトリックス材料との相溶性を向上するために濃縮前または後に、表面処理されてもよい。
【００２５】
本明細書で用いられる場合、濃縮粉体は、粉体のストラクチャー（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）が実質的に維持されるように、そのタップ密度が増加された粉体である。すなわち、ヒュームド金属酸化物粉体を濃縮することは、粒子の標準フラクタル次元から粒子を大きく変更しない。いくつかの実施態様において、濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数は、非濃縮材料のＤＢＰ数の少なくとも約６５％、例えば、非濃縮材料（例えば、同じ組成、界面化学、及び表面積を有するが、濃縮されていない材料）のＤＢＰ数の少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、または少なくとも約９０％である。
【００２６】
ＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸収は、ヒュームド金属酸化物のストラクチャーの尺度であり、当業界で日常的に使用される。ＤＢＰ数は、吸液計（ａｂｓｏｒｐｔｏｍｅｔｅｒ）を用いて測定され得る。定速ビュレットを用いて、吸液計の混合チャンバー内のヒュームド金属酸化物の試料に、オイルを添加する。試料がオイルを吸収するにつれて、混合物の粘度が増加する。この増加した粘度は、吸液計のトルクセンシングシステム（ｔｏｒｑｕｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）に伝えられる。添加したオイルの体積を、直読ビュレット（ｄｉｒｅｃｔ−ｒｅａｄｉｎｇ ｂｕｒｅｔｔｅ）から読み取る。本明細書で用いられる場合、ＤＢＰ数は、測定された最大トルクの７０％におけるヒュームド金属酸化物の単位体積当たりのオイルの体積を用いて報告される。
【００２７】
任意のヒュームド金属酸化物が、本発明の様々な実施態様に利用され得る。典型的なヒュームド金属酸化物には、限定されるものではないが、ヒュームドシリカ、ヒュームドアルミナ、ヒュームドチタニア、ヒュームドセリア、ヒュームド酸化亜鉛、及びヒュームドジルコニアが含まれる。いくつかの好ましい実施態様において、ヒュームドシリカが用いられる。いくつかの他の好ましい実施態様において、ヒュームド酸化亜鉛が用いられる。さらに他の好ましい実施態様において、ヒュームドアルミナ及び／またはヒュームドチタニアが用いられる。混合された金属酸化物及び金属酸化物の混合物が同様に用いられ得る。いくつかの好ましい実施態様において、濃縮することは、粉体のタップ密度を約１．７５倍〜約４倍、例えば、約２倍〜約３倍、約３倍〜約４倍、または本明細書に列記した１以上の端点によって規定される任意の範囲に増加する。例えば、多くの非濃縮ヒュームドシリカグレード（ｇｒａｄｅ）のタップ密度は、約５０ｇ／Ｌである。多くの非濃縮ヒュームドアルミナグレードのタップ密度は、約６０ｇ／Ｌ〜約８０ｇ／Ｌである。多くの非濃縮ヒュームドチタニアグレードのタップ密度は、約１２０ｇ／Ｌであり、いくつかの非濃縮ヒュームド酸化亜鉛のタップ密度は、約２００ｇ／Ｌである。タップ密度は、ＤＩＮ／ＩＳＯ ７８７／１１にしたがって測定され得る。
【００２８】
いくつかの実施態様において、濃縮ヒュームドシリカのタップ密度は、約７５ｇ／Ｌ〜約２００ｇ／Ｌ、例えば約９５ｇ／Ｌ〜約１３０ｇ／Ｌ、約１３０ｇ／Ｌ〜約１６０ｇ／Ｌ、約１６０ｇ／Ｌ〜約１９５ｇ／Ｌ、または上に列記した１以上の端点によって規定される任意の範囲であることができる。いくつかの実施態様による濃縮ヒュームドアルミナのタップ密度は、約１０５ｇ／Ｌ〜約３２０ｇ／Ｌ、例えば約１０５ｇ／Ｌ〜約１７５ｇ／Ｌ、約１７５ｇ／Ｌ〜約２５０ｇ／Ｌ、約２５０ｇ／Ｌ〜約３２０ｇ／Ｌ、または上に列記した１以上の端点によって規定される任意の範囲であることができる。いくつかの実施態様による濃縮ヒュームドチタニアのタップ密度は、約２１０ｇ／Ｌ〜約５２０ｇ／Ｌ、例えば約２１０ｇ／Ｌ〜約３００ｇ／Ｌ、約３００ｇ／Ｌ〜約４００ｇ／Ｌ、または約４００ｇ／Ｌ〜約５２０ｇ／Ｌ、または上に列記した１以上の端点によって規定される任意の範囲であることができる。いくつかの実施態様による濃縮ヒュームド酸化亜鉛のタップ密度は、約３５０ｇ／Ｌ〜約８００ｇ／Ｌ、例えば約３５０ｇ／Ｌ〜約５００ｇ／Ｌ、約５００ｇ／Ｌ〜約６５０ｇ／Ｌ、約６５０ｇ／Ｌ〜約８００ｇ／Ｌ、または上に列記した１以上の端点によって規定される任意の範囲であることができる。タップ密度は、ＤＩＮ／ＩＳＯ ７８７／１１にしたがって測定され得る。
【００２９】
いくつかの実施態様において、ＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ Ｓ， Ｅｍｍｅｔｔ Ｐ Ｈ ＆ Ｔｅｌｌｅｒ Ｅ． Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｇａｓｅｓ ｉｎ ｍｕｌｔｉｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｌａｙｅｒｓ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ６０：３０９−１９， １９３８）によって測定されるヒュームド金属酸化物の表面積が、約１〜１０００ｍ2／ｇ、例えば、約２５〜約８００ｍ2／ｇ、約４０〜約４００ｍ2／ｇ、約８０〜約１２０ｍ2／ｇ、約３０〜約１００ｍ2／ｇ、約３０〜約５０ｍ2／ｇ、または上に列記した１以上の端点によって規定される任意の範囲であることができる。
【００３０】
いくつかの好ましい実施態様において、濃縮ヒュームド金属酸化物は、約１２５〜約１４５ｇ／Ｌのタップ密度、及び約１００〜約１４０ｍ2／ｇの表面積を有する濃縮された改質ヒュームドシリカである。改質ヒュームドシリカは、ヒュームドシリカ粒子とジメチルジクロロシランとの間の接触から生成される生成物を含み、次いで、その生成物は濃縮される。いくつかの他の好ましい実施態様において、濃縮ヒュームド金属酸化物は、約１３５〜約１５０ｇ／Ｌのタップ密度、及び約１７５〜約２２５ｍ2／ｇの表面積を有する濃縮された改質ヒュームドシリカである。改質された濃縮ヒュームドシリカは、ヒュームドシリカ粒子と３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランとの間の接触から生成される生成物を含む。
【００３１】
大きくデストラクチャーせずにヒュームド金属酸化物を濃縮する様々な方法が当業者に知られている。典型的な方法において、ヒュームド金属酸化物粉体は、反対の方向に回転する２つのローラーを含むドラム内に投入される。第１ドラムは内部に真空が形成されるフィルタードラムである。ドラムが回転しながら、粉体を通過してドラムに入る空気が、シリカ粉体を圧縮する。粉体は、フィルタードラムと、圧力ドラムと呼ばれる第２ドラムとの間の隙間に巻き込まれるので、さらなるロール圧力が施され、さらに濃縮される。緻密化された生成物は、ナイフでドラムから剥がされ、装置から取り出される。当業者に知られている粉体を緻密化する他の方法もまた、使用され得る。粉体を緻密化する典型的な装置には、Ｇｒｅｎｚｅｂａｃｈ ＢＳＨ ＧｍｂＨ， Ｂａｄ Ｈｅｒｓｆｅｌｄ， Ｇｅｒｍａｎｙから入手可能なＶａｃｕｐｒｅｓｓが含まれる。他の方法は、米国特許第４，８７７，５９５号、同第４，３２６，８５２号、及び同第６，１５６，２８５号に開示されている。
【００３２】
ヒュームド金属酸化物はさらに、濃縮前または濃縮後に表面処理が施され、金属酸化物粉体の界面化学を改質することができ、例えば疎水性にすることができる。処理剤は、オリゴマー若しくはポリマーであることができ、または非ポリマー材料であることができる。処理剤は、疎水化剤であることができる。いくつかの実施態様において、ヒュームドシリカまたは他のヒュームド金属酸化物は、適切な反応条件下において、３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、シリコーン溶液、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、及びオクチルトリメチルシロキサンのうち１以上と接触させることによって改質され得る。ヒュームド金属酸化物が接触し得るさらなるシランには、米国特許第５，７０７，７７０号に列記されるものが含まれるが、それらに限定されるものではない。典型的なシランには、限定されるものではないが、式Ｒ3ＳｉＸで表される化合物、一般式（Ｒ2ＳｉＯ）yで表される環状シロキサン、及び一般式Ｒ’3Ｓｉ−−Ｏ−−｛Ｓｉ（Ｒ）2−−Ｏ｝z−−ＳｉＲ’3で表される直鎖状シロキサンが含まれる（式中、Ｒ’が、独立して、６個以下の炭素原子の脂肪族炭化水素及びフッ化炭素のラジカル（例えば、メチル、トリフルオロメチル、エチル、ペンタフルオロエチル、プロピル、ブチル、イソプロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、アミルなど）、フェニルラジカル（例えば、フェニル、トリル、フルオロフェニル、クロロフェニル、ニトロフェニル、ヒドロキシフェニルなど）、及びヒドロキシラジカルからなる群から選択され、各Ｒが、独立して、６個以下の炭素原子の脂肪族炭化水素のラジカル及びフェニルラジカルからなる群から選択され、各Ｘが、独立して、ハロゲンラジカル（例えば、クロロ、ブロモ、ヨードなど）、並びにヒドロキシルラジカル及びその塩（例えば、ＯＨ、Ｏ−−Ｌｉ、Ｏ−−Ｎａ、Ｏ−−Ｋなど）からなる群から選択され、ｙは３または４であり、ｚは、０〜１０の全ての整数である。典型的な特定のシランには、限定されるものではないが、トリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ）、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン、及びオクタメチルシクロテトラシロキサンが含まれる。
【００３３】
ヒュームド金属酸化物の表面を改質する方法は、当業者に良く知られており、典型的な方法が、米国特許第６，０９０，４３９号、同第６，１５９，５４０号、同第６，３３４，２４０号、同第５，９２８，７２３号、同第５，９８９，７６８号、及び同第５，４２９，８７３号、並びに米国特許出願公開第２００３０１９４５５０号及び同第２００６０２６９４６５号に記載されている。典型的な実施態様において、ヒュームド金属酸化物及び処理剤が、反応炉に投入され、反応が所望の程度まで達成されるまで、適切な温度にて保持される。
【００３４】
濃縮ヒュームド金属酸化物は、ビヒクル及び硬化性ポリマー前駆体、例えば液相ポリマー前駆体と混合して、硬化性コーティング組成物を生成することができる。硬化性コーティング組成物は、当業者に知られた任意の方法、例えば高せん断混合を用いるなどによって、生成され得る。さらに、組成物は、溶媒中のヒュームド金属酸化物の分散体を用いて調製され得る。硬化性コーティング組成物中のヒュームド金属酸化物の量は、ポリマー前駆体及びヒュームド金属酸化物の総質量に対して少なくとも約１質量％、例えば少なくとも約５％、少なくとも約６％、少なくとも約７％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、または少なくとも約４０％であることができる。いくつかの実施態様において、硬化性コーティング組成物の粘度は、非濃縮ヒュームド金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度の最大７０％、例えば最大６０％、最大５０％、最大４０％、または最大３０％である。ヒュームド金属酸化物の量は、コーティング組成物が用いられて硬化性コーティングを形成し、続けて硬化される場合、得られる硬化コーティングがコーティングの総質量に基づいて約１質量％以上、例えば少なくとも約５％、少なくとも約６％、少なくとも約７％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、または少なくとも約４０％のヒュームド金属酸化物を含むような量であることができる。
【００３５】
硬化性コーティング組成物は、最小限の追加の成分（添加剤及び／または共溶媒）並びに方法ステップを用いて生成され得る。しかしながら、分散剤及び共溶媒のような添加剤をまた含んでもよい。例えば、感光性ポリマー前駆体を用いる場合、光開始剤がまた添加され得る。他の硬化性モノマー及び／またはオリゴマーがまた添加され得る。
【００３６】
さらなる実施態様において、硬化性コーティングが、硬化性コーティング組成物から調製される。硬化性コーティングは、ポリマー前駆体、例えば液相ポリマー前駆体、及び濃縮ヒュームド金属酸化物を含むことができる。ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物は、本明細書により詳細に記載される任意のものであることができる。硬化性コーティングは、硬化性コーティングを照射することによって硬化コーティングを形成することができる感光性コーティング、または硬化性コーティングを熱処理することによって硬化コーティングを形成することができる感熱性コーティングであることができる。別法ではまたは加えて、硬化性コーティングは、例えばラッカーについて、ポリマー前駆体が懸濁または溶解した溶媒を蒸発させることによって硬化され得る。いくつかの実施態様において、硬化性コーティング組成物は、室温にて開始剤に曝露されることによって硬化され得る。本明細書で用いられる場合、硬化性コーティング組成物は、基板に適用された後に硬化されて付着膜を形成する材料である。硬化性コーティング組成物は、ポリマー前駆体の分子量の増加または架橋密度の増加によって硬化される必要はない。硬化性コーティング中の濃縮ヒュームド金属酸化物の量は、コーティングの総質量に基づいて少なくとも約１質量％、例えば少なくとも約５質量％、少なくとも約６質量％、少なくとも約７質量％、少なくとも約１０質量％、少なくとも約１５質量％、少なくとも約２０質量％、少なくとも約３０質量％、少なくとも約４０質量％のヒュームド金属酸化物であることができる。濃縮ヒュームド金属酸化物の量は、硬化性コーティングが続けて硬化される場合に、得られる硬化コーティングが、コーティングの総質量に基づいて約１質量％以上、例えば少なくとも約５質量％以上、少なくとも約６質量％以上、少なくとも約７質量％以上、少なくとも約１０質量％以上、少なくとも約１５質量％以上、少なくとも約２０質量％以上、少なくとも約３０質量％以上、または少なくとも約４０質量％以上のヒュームド金属酸化物を含むような量であることができる。
【００３７】
他の実施態様において、硬化コーティングは、硬化性コーティングから調製される。硬化コーティングは、硬化ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物を含むことができる。硬化コーティングは、コーティングの総質量に基づいて約１質量％以上、例えば少なくとも約５質量％以上、少なくとも約６質量％以上、少なくとも約７質量％以上、少なくとも約１０質量％以上、少なくとも約１５質量％以上、少なくとも約２０質量％以上、少なくとも約３０質量％以上、または少なくとも約４０質量％以上のヒュームド金属酸化物を含むことができる。
【００３８】
ポリマー前駆体は、当技術分野で知られている任意の硬化樹脂用の前駆体を含むことができる。典型的な硬化樹脂には、限定されるものではないが、フェノール樹脂、例えばエポキシビスフェノール−Ａ樹脂、またはエポキシノボラック樹脂が含まれ、また限定されるものではないが、硬化ポリマーまたはレジン、例えばエポキシ、ポリビニルアクリレート、ポリビニルメタクリレート、アクリレート及びメタクリレートポリマーのコポリマー及びエステル、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、ポリオレフィン、スチレン−アクリル樹脂、シリコーン樹脂、及びこれらの任意の混合物が含まれ得る。同様に、ポリマー、オリゴマー、及びモノマーが、ポリマー前駆体に含まれることができ、熱または放射によって重合可能または架橋可能であることができる。例えば、上記の樹脂または他の樹脂若しくはポリマーのモノマー若しくはオリゴマー、例えばアクリレート、メタクリレート、エポキシド、末端アルケン、ジイソシアネート、ジオール、ジアミン、及びスチレン（ｓｔｙｒｅｎｉｃｓ）などが、上記のポリマー前駆体に加えて若しくは代えて、または互いの混合物として、硬化性コーティング組成物中に含まれることができる。ポリウレタン及びポリウレアのプレポリマー、例えばヒドロキシル−、アミン−、またはイソシアネート−末端オリゴマーがまた、単独でまたは本明細書に開示した任意の他のポリマー前駆体と組み合わせて用いられ得る。ラッカーに一般的に用いられるポリマー前駆体、例えば米国特許出願公開第２００６０００９５４５号に列記されているものがまた、様々な実施態様に用いるのに適している。コーティングがラッカーとして用いられることを意図している場合、ポリマー前駆体はまた、同様に溶媒に溶解し得る、本明細書に記載された１以上のポリマーを含むことができる。硬化性コーティング組成物の成分が照射によって硬化可能である場合、硬化性コーティング組成物は、それぞれの顔料による光吸収の際にラジカルを発生する光開始剤をさらに含むことができる。
【００３９】
硬化性コーティング組成物はまた、溶媒または分散剤を含むことができる。典型的な溶媒には、制限されるものではないが、アルコール、グリコール、エーテル（例えばテトラヒドロフランまたはジエチルエーテル）、ケトン（例えばアセトン、メチルエチルケトン、またはメチルブチルケトン）、エステル（例えばｎ−ブチルプロピオネート）、アセテート（例えば酢酸エチル）、アミド（例えばジメチルホルムアミド）、スルホキシド（例えばジメチルスルホキシド）、炭化水素、及びこれらの混和性混合物、例えばエチレングリコール及びメタノールが含まれる。溶媒はまた水を含むことができる。ラッカーに特に好適な溶媒には、制限されるものではないが、芳香族、脂肪族、芳香脂肪族（ａｒａｌｉｐｈａｔｉｃ）、若しくは脂環式の炭化水素、部分的若しくは完全にハロゲン化された芳香族、脂肪族、芳香脂肪族、若しくは脂環式の炭化水素、アルコール、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール、エステル、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、エーテルエステル、例えば、メトキシプロピルアセテート若しくはブチルグリコールアセテート、ケトン、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、若しくはシクロヘキサノン、強極性溶媒、例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、水、液体酸エステル、例えば、リン酸ジブチルエステル、リン酸トリブチルエステル、スルホン酸エステル、及びボレート、またはシリカの誘導体、例えばテトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、若しくはグリシジルオキシプロピルトリエトキシシランが含まれる。
【００４０】
硬化性樹脂、ポリマー、モノマー、またはオリゴマーは、硬化性コーティング組成物の他の材料と相溶性がある（すなわち、単相混合物を生成する）ように選択され得る。いくつかの実施態様において、組成物を表すポリマー−液相互作用パラメータχは０．５以下である。参照によって本明細書に組み込まれるＰｏｌｙｍｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， Ｊ． Ｂｒａｎｄｒｕｐ， ｅｄ．， ｐｐ． ＶＩＩ ５１９−５５７ （１９８９）に記載されるように、溶解パラメータもまた、相溶性を示すのに用いられ得る。溶解パラメータはまた、硬化性コーティング組成物に用いられるヒュームド金属酸化物、溶媒、及び分散剤、またはコーティングを形成するために用いられる任意の他の材料の変更の選択を最適化するために用いられ得る。
【００４１】
濃縮ヒュームド金属酸化物を含む様々な実施態様によるコーティング組成物は、大きく粘度を増加させずに、より大きな含有量を許容することができる、すなわち、フィラーのより多い含有量を用いて、コーティング組成物の塗装性または保存期間を劣化させないで、耐磨耗性及びひっかき耐性などの硬化コーティングの機械的強度を改良することができる。様々な実施態様による硬化性コーティング組成物を用いて形成された硬化コーティングは、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を有する電磁放射に対して少なくとも８５％の透過性を有することができ、例えば少なくとも９０％透過性である。別法でまたは加えて、上記のコーティングは、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失、例えば約４０ｍｇ未満の質量損失を示すことができる。いくつかの実施態様において、その質量損失は、同じ組成を有するがヒュームド金属酸化物粉体を用いないで形成したコーティングの質量損失の７５％未満であることができる。
【００４２】
本発明は、本質的に例示のみを目的とする以下の例によってさらに明確になるだろう。
【実施例】
【００４３】
例１
以下に示したグレードのヒュームドシリカを１０質量％の量にて、Ｌａｒｏｍｅｒ ＰＯ４３Ｆ（ＢＡＳＦから入手可能なＵＶ硬化性アクリル樹脂）と混合し、樹脂−粒子混合物を生成した。未硬化混合物の粘度を、１〜１００ｓ-1のずり速度にわたって、ＡＲ２０００レオメータで混合物のずり速度に対するずり応力を測定し、Ｈｅｒｓｃｈｅｌ−Ｂｕｌｋｌｅｙ Ｍｏｄｅｌを用いて粘度を計算することによって測定した。混合物をまた、ステンレススチール基板上に約３０マイクロメートル層で塗布し、製造者の取扱説明書にしたがってＵＶ光に曝露することによって硬化した。得られたコーティングを、光透過性及びトライボロジーについて評価した。それぞれのコーティングを１０００サイクル磨耗して、質量損失及び光沢保持率を記録した。磨耗試験を、１０００ｇの加重下で、ＣＳ−１０磨耗ホイールを用いてＴａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒで行った。試料について、１００サイクル・１０セットの磨耗を行った。各１００サイクルの磨耗セット後に、１０００ｇの加重下で２５サイクル、Ｓ−１１研磨盤（ｒｅｆａｃｉｎｇ ｄｉｓｋ）を用いて、磨耗ホイールの表面を新しくした。結果を、表１並びに図１及び２に示す。
【００４４】
表１に示すように、濃縮ヒュームドシリカを含む樹脂−粒子混合物は、処理及び未処理のシリカグレードの両方について、非濃縮ヒュームドシリカと比較して大きく減少した粘度を示した。所定のグレードについて、その減少は、ボールミルにかけた（デストラクチャーされた）シリカ（比較例１、３、及び５）から得られた結果と同程度であった。さらに、ミルにかけたまたは濃縮コーティングから形成されたコーティングの磨耗能力は同程度であった（図１）。図２は、ボールミルにかけたシリカよりもむしろ濃縮シリカの試料から得ることができる利点を示す。図２は、濃縮シリカを含む充填樹脂が、非常に低い波長にて１０％未満の差異で可視光スペクトルのほぼ全体にわたって、非充填樹脂の透過性と同等の透過性を示すことを表している。対照的に、デストラクチャーされたシリカで充填した樹脂は、非充填樹脂と比較して低波長において２０％に近い透過率の低下、及び可視光スペクトルの赤色波長において１０％以上の透過率の低下を示した。いかなる特定の理論にも束縛されることなく、濃縮粉体は、樹脂及び他のポリマーマトリックス中に、より均一に分散され、それによって、光を散乱し透明度を減少し得る混合物中の大きな粒子の量を減少すると考えられる。さらに、ボールミル粉砕は、ミルのメディアをすり減らして粉体中に不純物を導入し得る。これらの不純物は、透明度をさらに減少し得る。
【００４５】
表１
【表１】
（※）で示したものを除き、全ての材料は、Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｉｌ（登録商標）の商標名でＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である； ＭＰＳ＝３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、Ｍ５＝未処理で、表面積（ＳＡ）＝２００ｍ2／ｇ； ＴＳ−６１０＝ジメチルジクロロシランで処理したもので、表面積＝１２０ｍ2／ｇ； ＬＭ−１５０＝未処理で、表面積＝１６０ｍ2／ｇ。
【００４６】
本発明の好ましい実施態様の先の記載は、例証及び説明の目的のために示された。余すところなく述べることや、本発明を開示された厳密な形態に限定することは意図していない。改良及び改変は、上記教示に照らして可能であり、または本発明の実施から得ることができる。本発明の原理及びその実用的な用途を説明して、当業者が種々の実施態様において、及び熟考された特定の使用に適する種々の改良を用いて、本発明を利用できるように、実施態様を選択及び記載した。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等なものによって規定されることを意図する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃縮ヒュームド金属酸化物を含む硬化性コーティング組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属酸化物の粉体は、しばしば、得られる混合物の機械的または他の特性を改良するためにポリマー中に用いられる。例えば、ヒュームドシリカは、有機ゴム並びにシリコーンゴム及びシーラントの物理的特性を改良するためによく用いられる、周知の強化フィラーである。ヒュームドシリカはたいてい、約２５ｋｇ／ｍ3〜６４ｋｇ／ｍ3の盛込かさ密度（ｐｏｕｒｅｄ ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ）を有する。そのような低かさ密度粉体の主な不利点は、輸送費及び貯蔵費が比較的高価であるということである。さらに、バルク（非粉体）材料と比べて、比較的、体積当たりの質量が低いため、化合装置に所望量を投入するのに長時間かかることがあり、シーラントなどの充填製品（ｆｉｌｌｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔ）の製造時間を増加し得る。
【０００３】
この問題を解決するために、金属酸化物粉体のかさ密度を様々な方法によって増加することができる。例えば、米国特許第６，１５６，２８５号には、スクリュー供給機を用いて粒子状シリカを圧縮して、次いでシリコーンと混合してシーラントを生成する方法が開示されている。同様に、米国特許第４，３０７，０２３号には、ヒュームドシリカを、シリコーンシーラント及びコークに用いるボールミル、ロール、または真空方法を用いて、圧縮することができることが開示されている。
【０００４】
金属酸化物粉体の密度を高くするいくつかの方法は、粉体のかさ密度を減らすこと、並びにヒュームド金属酸化物のストラクチャー（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を破壊することである。上述のように、そのような金属酸化物粉体は、シーラントに用いられ得る。さらに、デストラクチャーされた（ｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ）金属酸化物は、コーティング及びラッカーに用いるのに有利であると考えられる。というのは、それらは、コーティング系を厚くせず、その塗装性（ｓｐｒｅａｄａｂｉｌｉｔｙ）を低下させないからである（例えば、米国特許出願公開第２００２−００７７３８８号を参照）。ラッカー用にジェット分散によって分散され解砕された（Ｄｅａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｄ）金属酸化物がまた、米国特許第６，０２０，４１９号に記載されている。ジェット分散された酸化物は、機械的にデストラクチャーされた金属酸化物粉体中に存在し得る不純物を避けるが、それでも、解砕を用いて、完全にストラクチャーされた（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ）金属酸化物のチキソトロピック効果を低減する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ヒュームド金属酸化物の密度を変更するいくつかの方法が知られているが、ポリマー複合材料の透明度を犠牲にすることなくまたは減じることなく導入される、ポリマー複合材料の機械的特性を改良するヒュームド金属酸化物の必要性がある。さらに、大きく粘度を増加することなく且つ塗装性を減じることなくポリマーまたは樹脂前駆体中に分散しやすく、それによって、従来のヒュームド金属酸化物に代わる利点を提供するヒュームド金属酸化物の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様において、本発明は硬化性コーティング組成物である。硬化性コーティング組成物は、ポリマー前駆体と、ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物の総質量に対して少なくとも６質量％の濃縮ヒュームド金属酸化物を含み、濃縮ヒュームド金属酸化物は、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有する。硬化性コーティング組成物は、非濃縮ヒュームド金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度に対して最大７０％の粘度を有する。
【０００７】
濃縮ヒュームド金属酸化物は、濃縮ヒュームド金属酸化物粒子と疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含むか、本質的に前記生成物からなるか、または前記生成物からなる改質された濃縮ヒュームド金属酸化物であることができる。別法では、濃縮ヒュームド金属酸化物は、濃縮された改質ヒュームド金属酸化物であることができ、改質ヒュームド金属酸化物は、ヒュームド金属酸化物粒子と疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含むか、本質的に前記生成物からなるか、または前記生成物からなることができる。
【０００８】
ポリマー前駆体は、シリコーンゴム、エポキシ、アクリレート、メタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、ポリオレフィン、これらの任意のコポリマー、またはこれらの任意の混合物の前駆体であることができる。ポリマー前駆体は、溶媒に溶解され得る。硬化性コーティング組成物は、高温に曝露されること、電磁放射に曝露されること、室温にて開始剤に曝露されること、またはポリマー前駆体が懸濁または溶解した溶媒を蒸発させることによって硬化可能である。
【０００９】
濃縮ヒュームド金属酸化物のタップ密度は、同じ表面積、組成、及び界面化学を有するが濃縮されていないかデストラクチャーされ（ｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ）ていないヒュームド金属酸化物のタップ密度の１．７５〜４倍であることができる。ヒュームド金属酸化物は、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、ヒュームドジルコニア、ヒュームドチタニア、ヒュームドセリア、ヒュームド酸化亜鉛、及び互いにこれらの任意の混合物から選択され得る。硬化性コーティング組成物は硬化性であり、４００〜７００ｎｍの波長を有する電磁放射の少なくとも８５％を透過させる硬化コーティングを形成することができる。
【００１０】
他の態様において、本発明は硬化性コーティング組成物である。硬化性組成物は、ポリマー前駆体と濃縮ヒュームド金属酸化物とを含む。硬化性コーティング組成物が基板に堆積され、硬化されて硬化コーティングが形成される場合、硬化コーティングは、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失を示す。
【００１１】
濃縮ヒュームド金属酸化物は、濃縮ヒュームド金属酸化物粒子と疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含むか、本質的に前記生成物からなるか、または前記生成物からなる改質された濃縮ヒュームド金属酸化物であることができる。別法では、濃縮ヒュームド金属酸化物は濃縮された改質ヒュームド金属酸化物であることができ、改質ヒュームド金属酸化物が、ヒュームド金属酸化物粒子と疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含むか、本質的に前記生成物からなるか、または前記生成物からなることができる。濃縮ヒュームド金属酸化物は、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有することができる。
【００１２】
硬化性コーティング組成物は、ポリマー前駆体と濃縮ヒュームド金属酸化物との総質量に対して、少なくとも１質量％の濃縮ヒュームド金属酸化物を含むことができる。硬化性コーティング組成物は硬化性であり、４００〜７００ｎｍの波長を有する電磁放射の少なくとも８５％を透過させる硬化コーティングを形成することができる。
【００１３】
他の態様において、本発明は、硬化性コーティング組成物を調製する方法である。本方法は、同じ組成の非濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有する濃縮ヒュームド金属酸化物を提供することと、その濃縮ヒュームド金属酸化物とポリマー前駆体とを混合して、ポリマー前駆体と濃縮ヒュームド金属酸化物との総質量に対して少なくとも６質量％の濃縮ヒュームド金属酸化物を含む硬化性コーティング組成物を生成することと、を含む。硬化性コーティング組成物は、非濃縮ヒュード金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度に対して最大で７０％の粘度を有する。
【００１４】
濃縮ヒュード金属酸化物は疎水性であることができる。提供することが、ヒュームド金属酸化物の粉体を提供することと、ヒュームド金属酸化物粉体のかさ密度を減らして、濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することとを含むことができる。別法ではまたは加えて、提供することが、ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させることと、得られた生成物のかさ密度を減らして濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することとを含むことができる。別法ではまたは加えて、提供することが、濃縮ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させることを含むことができる。
【００１５】
他の態様において、本発明は、硬化性コーティング組成物を調製する方法である。本方法は、濃縮ヒュームド金属酸化物を提供することと、濃縮ヒュームド金属酸化物とポリマー前駆体とを混合して、硬化性コーティング組成物を生成することとを含む。硬化性コーティング組成物が、基板上に堆積され、硬化されて硬化コーティングを形成する場合、硬化コーティングが、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失を示す。
【００１６】
濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数が、ヒュームド金属酸化物粉体のＤＢＰ数の少なくとも６５％になるように、提供することが、ヒュームド金属酸化物粉体を提供することと、ヒュームド金属酸化物粉体のかさ密度を減らして濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することとを含むことができる。提供することが、かさ密度を減らす前または減らした後に、ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させることをさらに含むことができる。別法ではまたは加えて、提供することが、濃縮ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させて、濃縮ヒュームド金属酸化物とポリマー前駆体との混合に用いる改質された濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することをさらに含むことができる。
【００１７】
他の態様において、本発明は、ポリマー前駆体と、ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物の総質量に対して少なくとも６質量％の濃縮ヒュームド金属酸化物とを含む硬化性コーティングを基板上に配置すること（濃縮ヒュームド金属酸化物は、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮ヒュームド金属酸化物の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有する）、並びにポリマー前駆体を硬化して硬化コーティングを形成すること、によって形成される硬化コーティングである。硬化性コーティング組成物は、非濃縮ヒュームド金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度に対して最大で７０％の粘度を有する。
【００１８】
他の態様において、本発明は、基板上に、ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物を含む硬化性コーティング組成物を配置すること、並びにポリマー前駆体を硬化して硬化コーティングを形成すること、によって形成された硬化コーティングであり、硬化コーティングが、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失を示す。
【００１９】
他の態様において、本発明は、硬化性コーティング組成物である。硬化性コーティングは、ポリマー前駆体、並びに約１２５〜約１４５ｇ／Ｌのタップ密度及び約１００〜約１４０ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する少なくとも６質量％の濃縮された改質ヒュームドシリカを含む。改質ヒュームドシリカは、ヒュームドシリカ粒子とジメチルジクロロシランとの間の接触から生成された生成物を含むか、本質的に前記生成物からなるか、または前記生成物からなる。
【００２０】
他の態様において、本発明は硬化性コーティング組成物である。硬化性コーティング組成物は、ポリマー前駆体、並びに約１３５〜約１５０ｇ／Ｌのタップ密度及び約１７５〜約２２５ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する少なくとも６質量％の濃縮ヒュームドシリカを含む。濃縮ヒュームドシリカは、濃縮ヒュームドシリカ粒子と３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランとの間の接触から生成された生成物を含むか、本質的に前記生成物からなるか、または前記生成物からなる改質された濃縮ヒュームドシリカである。
【００２１】
上述の概要及び以下に述べる詳細な説明は、具体例であって、例示のみを目的としており、特許を請求する本発明をさらに説明するものである。
【００２２】
本発明は、次の図面のいくつかの図を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】様々なコーティング組成物で、１０００磨耗サイクル後の、質量損失の割合を示す。
【図２】３００〜８００ナノメートルの波長における様々なコーティングの透過率を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
驚くべきことに、濃縮されたヒュームド金属酸化物を含む硬化性コーティング組成物が、コーティングの機械的特性、特に磨耗に関する機械的特性を改良し得ることが分かった。その上、濃縮ヒュームド金属酸化物の分散体は、デストラクチャーされた（ｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ）粉体の分散体について改良された透明性を示し、非濃縮またはデストラクチャーされた粉体の分散体と比較して製造しやすいことが観察された。これらの濃縮ヒュームド金属酸化物を上記のコーティング組成物により多く含ませることができ、それによって、コーティングを調製するために用いられるコーティング組成物の粘度を実質的に増加させずに、粒子によって提供される強化及び化学的耐性を向上することができる。濃縮ヒュームド金属酸化物は、特定のマトリックス材料との相溶性を向上するために濃縮前または後に、表面処理されてもよい。
【００２５】
本明細書で用いられる場合、濃縮粉体は、粉体のストラクチャー（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）が実質的に維持されるように、そのタップ密度が増加された粉体である。すなわち、ヒュームド金属酸化物粉体を濃縮することは、粒子の標準フラクタル次元から粒子を大きく変更しない。いくつかの実施態様において、濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数は、非濃縮材料のＤＢＰ数の少なくとも約６５％、例えば、非濃縮材料（例えば、同じ組成、界面化学、及び表面積を有するが、濃縮されていない材料）のＤＢＰ数の少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、または少なくとも約９０％である。
【００２６】
ＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸収は、ヒュームド金属酸化物のストラクチャーの尺度であり、当業界で日常的に使用される。ＤＢＰ数は、吸液計（ａｂｓｏｒｐｔｏｍｅｔｅｒ）を用いて測定され得る。定速ビュレットを用いて、吸液計の混合チャンバー内のヒュームド金属酸化物の試料に、オイルを添加する。試料がオイルを吸収するにつれて、混合物の粘度が増加する。この増加した粘度は、吸液計のトルクセンシングシステム（ｔｏｒｑｕｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）に伝えられる。添加したオイルの体積を、直読ビュレット（ｄｉｒｅｃｔ−ｒｅａｄｉｎｇ ｂｕｒｅｔｔｅ）から読み取る。本明細書で用いられる場合、ＤＢＰ数は、測定された最大トルクの７０％におけるヒュームド金属酸化物の単位体積当たりのオイルの体積を用いて報告される。
【００２７】
任意のヒュームド金属酸化物が、本発明の様々な実施態様に利用され得る。典型的なヒュームド金属酸化物には、限定されるものではないが、ヒュームドシリカ、ヒュームドアルミナ、ヒュームドチタニア、ヒュームドセリア、ヒュームド酸化亜鉛、及びヒュームドジルコニアが含まれる。いくつかの好ましい実施態様において、ヒュームドシリカが用いられる。いくつかの他の好ましい実施態様において、ヒュームド酸化亜鉛が用いられる。さらに他の好ましい実施態様において、ヒュームドアルミナ及び／またはヒュームドチタニアが用いられる。混合された金属酸化物及び金属酸化物の混合物が同様に用いられ得る。いくつかの好ましい実施態様において、濃縮することは、粉体のタップ密度を約１．７５倍〜約４倍、例えば、約２倍〜約３倍、約３倍〜約４倍、または本明細書に列記した１以上の端点によって規定される任意の範囲に増加する。例えば、多くの非濃縮ヒュームドシリカグレード（ｇｒａｄｅ）のタップ密度は、約５０ｇ／Ｌである。多くの非濃縮ヒュームドアルミナグレードのタップ密度は、約６０ｇ／Ｌ〜約８０ｇ／Ｌである。多くの非濃縮ヒュームドチタニアグレードのタップ密度は、約１２０ｇ／Ｌであり、いくつかの非濃縮ヒュームド酸化亜鉛のタップ密度は、約２００ｇ／Ｌである。タップ密度は、ＤＩＮ／ＩＳＯ ７８７／１１にしたがって測定され得る。
【００２８】
いくつかの実施態様において、濃縮ヒュームドシリカのタップ密度は、約７５ｇ／Ｌ〜約２００ｇ／Ｌ、例えば約９５ｇ／Ｌ〜約１３０ｇ／Ｌ、約１３０ｇ／Ｌ〜約１６０ｇ／Ｌ、約１６０ｇ／Ｌ〜約１９５ｇ／Ｌ、または上に列記した１以上の端点によって規定される任意の範囲であることができる。いくつかの実施態様による濃縮ヒュームドアルミナのタップ密度は、約１０５ｇ／Ｌ〜約３２０ｇ／Ｌ、例えば約１０５ｇ／Ｌ〜約１７５ｇ／Ｌ、約１７５ｇ／Ｌ〜約２５０ｇ／Ｌ、約２５０ｇ／Ｌ〜約３２０ｇ／Ｌ、または上に列記した１以上の端点によって規定される任意の範囲であることができる。いくつかの実施態様による濃縮ヒュームドチタニアのタップ密度は、約２１０ｇ／Ｌ〜約５２０ｇ／Ｌ、例えば約２１０ｇ／Ｌ〜約３００ｇ／Ｌ、約３００ｇ／Ｌ〜約４００ｇ／Ｌ、または約４００ｇ／Ｌ〜約５２０ｇ／Ｌ、または上に列記した１以上の端点によって規定される任意の範囲であることができる。いくつかの実施態様による濃縮ヒュームド酸化亜鉛のタップ密度は、約３５０ｇ／Ｌ〜約８００ｇ／Ｌ、例えば約３５０ｇ／Ｌ〜約５００ｇ／Ｌ、約５００ｇ／Ｌ〜約６５０ｇ／Ｌ、約６５０ｇ／Ｌ〜約８００ｇ／Ｌ、または上に列記した１以上の端点によって規定される任意の範囲であることができる。タップ密度は、ＤＩＮ／ＩＳＯ ７８７／１１にしたがって測定され得る。
【００２９】
いくつかの実施態様において、ＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ Ｓ， Ｅｍｍｅｔｔ Ｐ Ｈ ＆ Ｔｅｌｌｅｒ Ｅ． Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｇａｓｅｓ ｉｎ ｍｕｌｔｉｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｌａｙｅｒｓ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ６０：３０９−１９， １９３８）によって測定されるヒュームド金属酸化物の表面積が、約１〜１０００ｍ2／ｇ、例えば、約２５〜約８００ｍ2／ｇ、約４０〜約４００ｍ2／ｇ、約８０〜約１２０ｍ2／ｇ、約３０〜約１００ｍ2／ｇ、約３０〜約５０ｍ2／ｇ、または上に列記した１以上の端点によって規定される任意の範囲であることができる。
【００３０】
いくつかの好ましい実施態様において、濃縮ヒュームド金属酸化物は、約１２５〜約１４５ｇ／Ｌのタップ密度、及び約１００〜約１４０ｍ2／ｇの表面積を有する濃縮された改質ヒュームドシリカである。改質ヒュームドシリカは、ヒュームドシリカ粒子とジメチルジクロロシランとの間の接触から生成される生成物を含み、次いで、その生成物は濃縮される。いくつかの他の好ましい実施態様において、濃縮ヒュームド金属酸化物は、約１３５〜約１５０ｇ／Ｌのタップ密度、及び約１７５〜約２２５ｍ2／ｇの表面積を有する濃縮された改質ヒュームドシリカである。改質された濃縮ヒュームドシリカは、ヒュームドシリカ粒子と３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランとの間の接触から生成される生成物を含む。
【００３１】
大きくデストラクチャーせずにヒュームド金属酸化物を濃縮する様々な方法が当業者に知られている。典型的な方法において、ヒュームド金属酸化物粉体は、反対の方向に回転する２つのローラーを含むドラム内に投入される。第１ドラムは内部に真空が形成されるフィルタードラムである。ドラムが回転しながら、粉体を通過してドラムに入る空気が、シリカ粉体を圧縮する。粉体は、フィルタードラムと、圧力ドラムと呼ばれる第２ドラムとの間の隙間に巻き込まれるので、さらなるロール圧力が施され、さらに濃縮される。緻密化された生成物は、ナイフでドラムから剥がされ、装置から取り出される。当業者に知られている粉体を緻密化する他の方法もまた、使用され得る。粉体を緻密化する典型的な装置には、Ｇｒｅｎｚｅｂａｃｈ ＢＳＨ ＧｍｂＨ， Ｂａｄ Ｈｅｒｓｆｅｌｄ， Ｇｅｒｍａｎｙから入手可能なＶａｃｕｐｒｅｓｓが含まれる。他の方法は、米国特許第４，８７７，５９５号、同第４，３２６，８５２号、及び同第６，１５６，２８５号に開示されている。
【００３２】
ヒュームド金属酸化物はさらに、濃縮前または濃縮後に表面処理が施され、金属酸化物粉体の界面化学を改質することができ、例えば疎水性にすることができる。処理剤は、オリゴマー若しくはポリマーであることができ、または非ポリマー材料であることができる。処理剤は、疎水化剤であることができる。いくつかの実施態様において、ヒュームドシリカまたは他のヒュームド金属酸化物は、適切な反応条件下において、３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、シリコーン溶液、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、及びオクチルトリメチルシロキサンのうち１以上と接触させることによって改質され得る。ヒュームド金属酸化物が接触し得るさらなるシランには、米国特許第５，７０７，７７０号に列記されるものが含まれるが、それらに限定されるものではない。典型的なシランには、限定されるものではないが、式Ｒ3ＳｉＸで表される化合物、一般式（Ｒ2ＳｉＯ）yで表される環状シロキサン、及び一般式Ｒ’3Ｓｉ−−Ｏ−−｛Ｓｉ（Ｒ）2−−Ｏ｝z−−ＳｉＲ’3で表される直鎖状シロキサンが含まれる（式中、Ｒ’が、独立して、６個以下の炭素原子の脂肪族炭化水素及びフッ化炭素のラジカル（例えば、メチル、トリフルオロメチル、エチル、ペンタフルオロエチル、プロピル、ブチル、イソプロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、アミルなど）、フェニルラジカル（例えば、フェニル、トリル、フルオロフェニル、クロロフェニル、ニトロフェニル、ヒドロキシフェニルなど）、及びヒドロキシラジカルからなる群から選択され、各Ｒが、独立して、６個以下の炭素原子の脂肪族炭化水素のラジカル及びフェニルラジカルからなる群から選択され、各Ｘが、独立して、ハロゲンラジカル（例えば、クロロ、ブロモ、ヨードなど）、並びにヒドロキシルラジカル及びその塩（例えば、ＯＨ、Ｏ−−Ｌｉ、Ｏ−−Ｎａ、Ｏ−−Ｋなど）からなる群から選択され、ｙは３または４であり、ｚは、０〜１０の全ての整数である。典型的な特定のシランには、限定されるものではないが、トリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ）、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン、及びオクタメチルシクロテトラシロキサンが含まれる。
【００３３】
ヒュームド金属酸化物の表面を改質する方法は、当業者に良く知られており、典型的な方法が、米国特許第６，０９０，４３９号、同第６，１５９，５４０号、同第６，３３４，２４０号、同第５，９２８，７２３号、同第５，９８９，７６８号、及び同第５，４２９，８７３号、並びに米国特許出願公開第２００３０１９４５５０号及び同第２００６０２６９４６５号に記載されている。典型的な実施態様において、ヒュームド金属酸化物及び処理剤が、反応炉に投入され、反応が所望の程度まで達成されるまで、適切な温度にて保持される。
【００３４】
濃縮ヒュームド金属酸化物は、ビヒクル及び硬化性ポリマー前駆体、例えば液相ポリマー前駆体と混合して、硬化性コーティング組成物を生成することができる。硬化性コーティング組成物は、当業者に知られた任意の方法、例えば高せん断混合を用いるなどによって、生成され得る。さらに、組成物は、溶媒中のヒュームド金属酸化物の分散体を用いて調製され得る。硬化性コーティング組成物中のヒュームド金属酸化物の量は、ポリマー前駆体及びヒュームド金属酸化物の総質量に対して少なくとも約１質量％、例えば少なくとも約５％、少なくとも約６％、少なくとも約７％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、または少なくとも約４０％であることができる。いくつかの実施態様において、硬化性コーティング組成物の粘度は、非濃縮ヒュームド金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度の最大７０％、例えば最大６０％、最大５０％、最大４０％、または最大３０％である。ヒュームド金属酸化物の量は、コーティング組成物が用いられて硬化性コーティングを形成し、続けて硬化される場合、得られる硬化コーティングがコーティングの総質量に基づいて約１質量％以上、例えば少なくとも約５％、少なくとも約６％、少なくとも約７％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、または少なくとも約４０％のヒュームド金属酸化物を含むような量であることができる。
【００３５】
硬化性コーティング組成物は、最小限の追加の成分（添加剤及び／または共溶媒）並びに方法ステップを用いて生成され得る。しかしながら、分散剤及び共溶媒のような添加剤をまた含んでもよい。例えば、感光性ポリマー前駆体を用いる場合、光開始剤がまた添加され得る。他の硬化性モノマー及び／またはオリゴマーがまた添加され得る。
【００３６】
さらなる実施態様において、硬化性コーティングが、硬化性コーティング組成物から調製される。硬化性コーティングは、ポリマー前駆体、例えば液相ポリマー前駆体、及び濃縮ヒュームド金属酸化物を含むことができる。ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物は、本明細書により詳細に記載される任意のものであることができる。硬化性コーティングは、硬化性コーティングを照射することによって硬化コーティングを形成することができる感光性コーティング、または硬化性コーティングを熱処理することによって硬化コーティングを形成することができる感熱性コーティングであることができる。別法ではまたは加えて、硬化性コーティングは、例えばラッカーについて、ポリマー前駆体が懸濁または溶解した溶媒を蒸発させることによって硬化され得る。いくつかの実施態様において、硬化性コーティング組成物は、室温にて開始剤に曝露されることによって硬化され得る。本明細書で用いられる場合、硬化性コーティング組成物は、基板に適用された後に硬化されて付着膜を形成する材料である。硬化性コーティング組成物は、ポリマー前駆体の分子量の増加または架橋密度の増加によって硬化される必要はない。硬化性コーティング中の濃縮ヒュームド金属酸化物の量は、コーティングの総質量に基づいて少なくとも約１質量％、例えば少なくとも約５質量％、少なくとも約６質量％、少なくとも約７質量％、少なくとも約１０質量％、少なくとも約１５質量％、少なくとも約２０質量％、少なくとも約３０質量％、少なくとも約４０質量％のヒュームド金属酸化物であることができる。濃縮ヒュームド金属酸化物の量は、硬化性コーティングが続けて硬化される場合に、得られる硬化コーティングが、コーティングの総質量に基づいて約１質量％以上、例えば少なくとも約５質量％以上、少なくとも約６質量％以上、少なくとも約７質量％以上、少なくとも約１０質量％以上、少なくとも約１５質量％以上、少なくとも約２０質量％以上、少なくとも約３０質量％以上、または少なくとも約４０質量％以上のヒュームド金属酸化物を含むような量であることができる。
【００３７】
他の実施態様において、硬化コーティングは、硬化性コーティングから調製される。硬化コーティングは、硬化ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物を含むことができる。硬化コーティングは、コーティングの総質量に基づいて約１質量％以上、例えば少なくとも約５質量％以上、少なくとも約６質量％以上、少なくとも約７質量％以上、少なくとも約１０質量％以上、少なくとも約１５質量％以上、少なくとも約２０質量％以上、少なくとも約３０質量％以上、または少なくとも約４０質量％以上のヒュームド金属酸化物を含むことができる。
【００３８】
ポリマー前駆体は、当技術分野で知られている任意の硬化樹脂用の前駆体を含むことができる。典型的な硬化樹脂には、限定されるものではないが、フェノール樹脂、例えばエポキシビスフェノール−Ａ樹脂、またはエポキシノボラック樹脂が含まれ、また限定されるものではないが、硬化ポリマーまたはレジン、例えばエポキシ、ポリビニルアクリレート、ポリビニルメタクリレート、アクリレート及びメタクリレートポリマーのコポリマー及びエステル、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、ポリオレフィン、スチレン−アクリル樹脂、シリコーン樹脂、及びこれらの任意の混合物が含まれ得る。同様に、ポリマー、オリゴマー、及びモノマーが、ポリマー前駆体に含まれることができ、熱または放射によって重合可能または架橋可能であることができる。例えば、上記の樹脂または他の樹脂若しくはポリマーのモノマー若しくはオリゴマー、例えばアクリレート、メタクリレート、エポキシド、末端アルケン、ジイソシアネート、ジオール、ジアミン、及びスチレン（ｓｔｙｒｅｎｉｃｓ）などが、上記のポリマー前駆体に加えて若しくは代えて、または互いの混合物として、硬化性コーティング組成物中に含まれることができる。ポリウレタン及びポリウレアのプレポリマー、例えばヒドロキシル−、アミン−、またはイソシアネート−末端オリゴマーがまた、単独でまたは本明細書に開示した任意の他のポリマー前駆体と組み合わせて用いられ得る。ラッカーに一般的に用いられるポリマー前駆体、例えば米国特許出願公開第２００６０００９５４５号に列記されているものがまた、様々な実施態様に用いるのに適している。コーティングがラッカーとして用いられることを意図している場合、ポリマー前駆体はまた、同様に溶媒に溶解し得る、本明細書に記載された１以上のポリマーを含むことができる。硬化性コーティング組成物の成分が照射によって硬化可能である場合、硬化性コーティング組成物は、それぞれの顔料による光吸収の際にラジカルを発生する光開始剤をさらに含むことができる。
【００３９】
硬化性コーティング組成物はまた、溶媒または分散剤を含むことができる。典型的な溶媒には、制限されるものではないが、アルコール、グリコール、エーテル（例えばテトラヒドロフランまたはジエチルエーテル）、ケトン（例えばアセトン、メチルエチルケトン、またはメチルブチルケトン）、エステル（例えばｎ−ブチルプロピオネート）、アセテート（例えば酢酸エチル）、アミド（例えばジメチルホルムアミド）、スルホキシド（例えばジメチルスルホキシド）、炭化水素、及びこれらの混和性混合物、例えばエチレングリコール及びメタノールが含まれる。溶媒はまた水を含むことができる。ラッカーに特に好適な溶媒には、制限されるものではないが、芳香族、脂肪族、芳香脂肪族（ａｒａｌｉｐｈａｔｉｃ）、若しくは脂環式の炭化水素、部分的若しくは完全にハロゲン化された芳香族、脂肪族、芳香脂肪族、若しくは脂環式の炭化水素、アルコール、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール、エステル、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、エーテルエステル、例えば、メトキシプロピルアセテート若しくはブチルグリコールアセテート、ケトン、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、若しくはシクロヘキサノン、強極性溶媒、例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、水、液体酸エステル、例えば、リン酸ジブチルエステル、リン酸トリブチルエステル、スルホン酸エステル、及びボレート、またはシリカの誘導体、例えばテトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、若しくはグリシジルオキシプロピルトリエトキシシランが含まれる。
【００４０】
硬化性樹脂、ポリマー、モノマー、またはオリゴマーは、硬化性コーティング組成物の他の材料と相溶性がある（すなわち、単相混合物を生成する）ように選択され得る。いくつかの実施態様において、組成物を表すポリマー−液相互作用パラメータχは０．５以下である。参照によって本明細書に組み込まれるＰｏｌｙｍｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， Ｊ． Ｂｒａｎｄｒｕｐ， ｅｄ．， ｐｐ． ＶＩＩ ５１９−５５７ （１９８９）に記載されるように、溶解パラメータもまた、相溶性を示すのに用いられ得る。溶解パラメータはまた、硬化性コーティング組成物に用いられるヒュームド金属酸化物、溶媒、及び分散剤、またはコーティングを形成するために用いられる任意の他の材料の変更の選択を最適化するために用いられ得る。
【００４１】
濃縮ヒュームド金属酸化物を含む様々な実施態様によるコーティング組成物は、大きく粘度を増加させずに、より大きな含有量を許容することができる、すなわち、フィラーのより多い含有量を用いて、コーティング組成物の塗装性または保存期間を劣化させないで、耐磨耗性及びひっかき耐性などの硬化コーティングの機械的強度を改良することができる。様々な実施態様による硬化性コーティング組成物を用いて形成された硬化コーティングは、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を有する電磁放射に対して少なくとも８５％の透過性を有することができ、例えば少なくとも９０％透過性である。別法でまたは加えて、上記のコーティングは、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失、例えば約４０ｍｇ未満の質量損失を示すことができる。いくつかの実施態様において、その質量損失は、同じ組成を有するがヒュームド金属酸化物粉体を用いないで形成したコーティングの質量損失の７５％未満であることができる。
【００４２】
本発明は、本質的に例示のみを目的とする以下の例によってさらに明確になるだろう。
【実施例】
【００４３】
例１
以下に示したグレードのヒュームドシリカを１０質量％の量にて、Ｌａｒｏｍｅｒ ＰＯ４３Ｆ（ＢＡＳＦから入手可能なＵＶ硬化性アクリル樹脂）と混合し、樹脂−粒子混合物を生成した。未硬化混合物の粘度を、１〜１００ｓ-1のずり速度にわたって、ＡＲ２０００レオメータで混合物のずり速度に対するずり応力を測定し、Ｈｅｒｓｃｈｅｌ−Ｂｕｌｋｌｅｙ Ｍｏｄｅｌを用いて粘度を計算することによって測定した。混合物をまた、ステンレススチール基板上に約３０マイクロメートル層で塗布し、製造者の取扱説明書にしたがってＵＶ光に曝露することによって硬化した。得られたコーティングを、光透過性及びトライボロジーについて評価した。それぞれのコーティングを１０００サイクル磨耗して、質量損失及び光沢保持率を記録した。磨耗試験を、１０００ｇの加重下で、ＣＳ−１０磨耗ホイールを用いてＴａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒで行った。試料について、１００サイクル・１０セットの磨耗を行った。各１００サイクルの磨耗セット後に、１０００ｇの加重下で２５サイクル、Ｓ−１１研磨盤（ｒｅｆａｃｉｎｇ ｄｉｓｋ）を用いて、磨耗ホイールの表面を新しくした。結果を、表１並びに図１及び２に示す。
【００４４】
表１に示すように、濃縮ヒュームドシリカを含む樹脂−粒子混合物は、処理及び未処理のシリカグレードの両方について、非濃縮ヒュームドシリカと比較して大きく減少した粘度を示した。所定のグレードについて、その減少は、ボールミルにかけた（デストラクチャーされた）シリカ（比較例１、３、及び５）から得られた結果と同程度であった。さらに、ミルにかけたまたは濃縮コーティングから形成されたコーティングの磨耗能力は同程度であった（図１）。図２は、ボールミルにかけたシリカよりもむしろ濃縮シリカの試料から得ることができる利点を示す。図２は、濃縮シリカを含む充填樹脂が、非常に低い波長にて１０％未満の差異で可視光スペクトルのほぼ全体にわたって、非充填樹脂の透過性と同等の透過性を示すことを表している。対照的に、デストラクチャーされたシリカで充填した樹脂は、非充填樹脂と比較して低波長において２０％に近い透過率の低下、及び可視光スペクトルの赤色波長において１０％以上の透過率の低下を示した。いかなる特定の理論にも束縛されることなく、濃縮粉体は、樹脂及び他のポリマーマトリックス中に、より均一に分散され、それによって、光を散乱し透明度を減少し得る混合物中の大きな粒子の量を減少すると考えられる。さらに、ボールミル粉砕は、ミルのメディアをすり減らして粉体中に不純物を導入し得る。これらの不純物は、透明度をさらに減少し得る。
【００４５】
表１
【表１】
（※）で示したものを除き、全ての材料は、Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｉｌ（登録商標）の商標名でＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である； ＭＰＳ＝３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、Ｍ５＝未処理で、表面積（ＳＡ）＝２００ｍ2／ｇ； ＴＳ−６１０＝ジメチルジクロロシランで処理したもので、表面積＝１２０ｍ2／ｇ； ＬＭ−１５０＝未処理で、表面積＝１６０ｍ2／ｇ。
【００４６】
本発明の好ましい実施態様の先の記載は、例証及び説明の目的のために示された。余すところなく述べることや、本発明を開示された厳密な形態に限定することは意図していない。改良及び改変は、上記教示に照らして可能であり、または本発明の実施から得ることができる。本発明の原理及びその実用的な用途を説明して、当業者が種々の実施態様において、及び熟考された特定の使用に適する種々の改良を用いて、本発明を利用できるように、実施態様を選択及び記載した。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等なものによって規定されることを意図する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー前駆体；及び
該ポリマー前駆体と濃縮ヒュームド金属酸化物との総質量に対して少なくとも６質量％の該濃縮ヒュームド金属酸化物、
を含む硬化性コーティング組成物であって、
該濃縮ヒュームド金属酸化物が、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有し、該硬化性コーティング組成物が、非濃縮ヒュームド金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度に対して最大で７０％の粘度を有する、
硬化性コーティング組成物。
【請求項２】
該濃縮ヒュームド金属酸化物が、濃縮ヒュームド金属酸化物粒子と疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含む改質された濃縮ヒュームド金属酸化物、または濃縮された改質ヒュームド金属酸化物であって、該改質ヒュームド金属酸化物がヒュームド金属酸化物粒子と該疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含む、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項３】
該ポリマー前駆体が、シリコーンラバー、エポキシ、アクリレート、メタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、ポリオレフィン、これらの任意のコポリマー、またはこれらの任意の混合物である、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項４】
該硬化性コーティング組成物が、高温に曝露されること、電磁放射に曝露されること、室温にて開始剤に曝露されること、または該ポリマー前駆体が懸濁または溶解した溶媒を蒸発させること、によって硬化可能である、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項５】
該濃縮ヒュームド金属酸化物のタップ密度が、同じ表面積、組成、及び界面化学を有するが濃縮されていないかデストラクチャーされていないヒュームド金属酸化物のタップ密度の１．７５〜４倍である、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項６】
該ヒュームド金属酸化物が、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、ヒュームドジルコニア、ヒュームドチタニア、ヒュームドセリア、ヒュームド酸化亜鉛、及び互いにこれらの任意の混合物から選択される、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項７】
該硬化性コーティング組成物が硬化性であり、４００〜７００ｎｍの波長を有する電磁放射の少なくとも８５％を透過させる硬化コーティングを形成する、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項８】
ポリマー前駆体；及び
濃縮ヒュームド金属酸化物、
を含む硬化性コーティング組成物であって、
該硬化性コーティング組成物が基板に堆積され、硬化されて硬化コーティングを形成するとき、該硬化コーティングが、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失を示す、
硬化性コーティング組成物。
【請求項９】
該濃縮ヒュームド金属酸化物が、濃縮ヒュームド金属酸化物粒子と疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含む改質された濃縮ヒュームド金属酸化物、または濃縮された改質ヒュームド金属酸化物であって、該改質ヒュームド金属酸化物がヒュームド金属酸化物粒子と該疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含む、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１０】
該濃縮ヒュームド金属酸化物が、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有する、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１１】
該硬化性コーティング組成物が、該ポリマー前駆体と該濃縮ヒュームド金属酸化物との総質量に対して、少なくとも１質量％の該濃縮ヒュームド金属酸化物を含む、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１２】
該濃縮ヒュームド金属酸化物のタップ密度が、同じ組成、表面積、及び界面化学を有するが濃縮されていないかデストラクチャーされていないヒュームド金属酸化物のタップ密度の１．７５〜４倍である、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１３】
該硬化性コーティング組成物が、高温に曝露されること、電磁放射に曝露されること、室温にて開始剤に曝露されること、または該ポリマー前駆体が懸濁または溶解した溶媒を蒸発させること、によって硬化可能である、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１４】
該ヒュームド金属酸化物が、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、ヒュームドジルコニア、ヒュームドチタニア、ヒュームドセリア、ヒュームド酸化亜鉛、及びこれらの任意の混合物から選択される、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１５】
該硬化性コーティング組成物が硬化性であり、４００〜７００ｎｍの波長を有する電磁放射の少なくとも８５％を透過させる硬化コーティングを形成する、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１６】
同じ組成の非濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有する濃縮ヒュームド金属酸化物を提供すること；
該濃縮ヒュームド金属酸化物とポリマー前駆体とを混合して、該ポリマー前駆体と該濃縮ヒュームド金属酸化物との総質量に対して少なくとも６質量％の該濃縮ヒュームド金属酸化物を含む硬化性コーティング組成物を生成すること、
を含む、硬化性コーティング組成物を調製する方法であって、
該硬化性コーティング組成物が、該非濃縮ヒュード金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度に対して最大で７０％の粘度を有する、
方法。
【請求項１７】
提供することが、ヒュームド金属酸化物の粉体を提供することと、該ヒュームド金属酸化物の粉体のかさ密度を減らして、該濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することとを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
提供することが、ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させることと、該得られた生成物のかさ密度を減らして該濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することとを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
提供することが、濃縮ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させることとを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
該ヒュームド金属酸化物が、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、ヒュームドジルコニア、ヒュームドチタニア、ヒュームドセリア、ヒュームド酸化亜鉛、及びこれらの任意の混合物から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
該濃縮ヒュームド金属酸化物が疎水性である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
該濃縮ヒュームド金属酸化物のタップ密度が、同じ表面積、組成、及び界面化学を有するが濃縮されていないかデストラクチャーされていないヒュームド金属酸化物のタップ密度の１．７５〜４倍である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
濃縮ヒュームド金属酸化物を提供すること；及び
該濃縮ヒュームド金属酸化物とポリマー前駆体とを混合して、硬化性コーティング組成物を生成すること、
を含む、硬化性コーティング組成物を調製する方法であって、
該硬化性コーティング組成物が、基板上に堆積され、硬化されて硬化コーティングを形成するとき、該硬化コーティングが、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失を示す、
方法。
【請求項２４】
提供することが、ヒュームド金属酸化物の粉体を提供することと、該ヒュームド金属酸化物の粉体のかさ密度を減らして該濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することとを含み、該濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数が、該ヒュームド金属酸化物の粉体のＤＢＰ数の少なくとも６５％になる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
提供することが、該かさ密度を減らす前または減らした後に、該ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させることをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
該濃縮ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させて、該濃縮ヒュームド金属酸化物とポリマー前駆体との混合に用いる改質された濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
該濃縮ヒュームド金属酸化物のタップ密度が、同じ表面積、組成、及び界面化学を有するが濃縮されていないかデストラクチャーされていないヒュームド金属酸化物のタップ密度の１．７５〜４倍である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
該ヒュームド金属酸化物が、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、ヒュームドジルコニア、ヒュームドチタニア、ヒュームドセリア、ヒュームド酸化亜鉛、及びこれらの任意の混合物から選択される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
ポリマー前駆体と、該ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物の総質量に対して少なくとも６質量％の該濃縮ヒュームド金属酸化物とを含む硬化性コーティング組成物を基板上に配置すること（該濃縮ヒュームド金属酸化物は、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮ヒュームド金属酸化物の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有する）、並びに
該ポリマー前駆体を硬化して硬化コーティングを形成すること、
によって形成される硬化コーティングであって、
該硬化性コーティング組成物が、非濃縮ヒュームド金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度に対して最大で７０％の粘度を有する、
硬化コーティング。
【請求項３０】
基板上に、ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物を含む硬化性コーティング組成物を配置すること、並びに該ポリマー前駆体を硬化して硬化コーティングを形成することによって形成される硬化コーティングであって、
硬化コーティングが、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失を示す、
硬化コーティング。
【請求項３１】
ポリマー前駆体；及び
約１２５〜約１４５ｇ／Ｌのタップ密度及び約１００〜約１４０ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する少なくとも６質量％の濃縮された改質ヒュームドシリカ、
を含む硬化性コーティング組成物であって、
該改質ヒュームドシリカが、ヒュームドシリカ粒子とジメチルジクロロシランとの間の接触から生成された生成物を含む、
硬化性コーティング組成物。
【請求項３２】
ポリマー前駆体；及び
約１３５〜約１５０ｇ／Ｌのタップ密度及び約１７５〜約２２５ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する少なくとも６質量％の濃縮ヒュームドシリカ、
を含む硬化性コーティング組成物であって、
該濃縮ヒュームドシリカが、濃縮ヒュームドシリカ粒子と３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランとの間の接触から生成された生成物を含む改質された濃縮ヒュームドシリカである、
硬化性コーティング組成物。
【請求項１】
ポリマー前駆体；及び
該ポリマー前駆体と濃縮ヒュームド金属酸化物との総質量に対して少なくとも６質量％の該濃縮ヒュームド金属酸化物、
を含む硬化性コーティング組成物であって、
該濃縮ヒュームド金属酸化物が、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有し、該硬化性コーティング組成物が、非濃縮ヒュームド金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度に対して最大で７０％の粘度を有する、
硬化性コーティング組成物。
【請求項２】
該濃縮ヒュームド金属酸化物が、濃縮ヒュームド金属酸化物粒子と疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含む改質された濃縮ヒュームド金属酸化物、または濃縮された改質ヒュームド金属酸化物であって、該改質ヒュームド金属酸化物がヒュームド金属酸化物粒子と該疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含む、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項３】
該ポリマー前駆体が、シリコーンラバー、エポキシ、アクリレート、メタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、ポリオレフィン、これらの任意のコポリマー、またはこれらの任意の混合物である、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項４】
該硬化性コーティング組成物が、高温に曝露されること、電磁放射に曝露されること、室温にて開始剤に曝露されること、または該ポリマー前駆体が懸濁または溶解した溶媒を蒸発させること、によって硬化可能である、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項５】
該濃縮ヒュームド金属酸化物のタップ密度が、同じ表面積、組成、及び界面化学を有するが濃縮されていないかデストラクチャーされていないヒュームド金属酸化物のタップ密度の１．７５〜４倍である、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項６】
該ヒュームド金属酸化物が、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、ヒュームドジルコニア、ヒュームドチタニア、ヒュームドセリア、ヒュームド酸化亜鉛、及び互いにこれらの任意の混合物から選択される、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項７】
該硬化性コーティング組成物が硬化性であり、４００〜７００ｎｍの波長を有する電磁放射の少なくとも８５％を透過させる硬化コーティングを形成する、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項８】
ポリマー前駆体；及び
濃縮ヒュームド金属酸化物、
を含む硬化性コーティング組成物であって、
該硬化性コーティング組成物が基板に堆積され、硬化されて硬化コーティングを形成するとき、該硬化コーティングが、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失を示す、
硬化性コーティング組成物。
【請求項９】
該濃縮ヒュームド金属酸化物が、濃縮ヒュームド金属酸化物粒子と疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含む改質された濃縮ヒュームド金属酸化物、または濃縮された改質ヒュームド金属酸化物であって、該改質ヒュームド金属酸化物がヒュームド金属酸化物粒子と該疎水化剤との間の接触から生成された生成物を含む、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１０】
該濃縮ヒュームド金属酸化物が、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有する、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１１】
該硬化性コーティング組成物が、該ポリマー前駆体と該濃縮ヒュームド金属酸化物との総質量に対して、少なくとも１質量％の該濃縮ヒュームド金属酸化物を含む、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１２】
該濃縮ヒュームド金属酸化物のタップ密度が、同じ組成、表面積、及び界面化学を有するが濃縮されていないかデストラクチャーされていないヒュームド金属酸化物のタップ密度の１．７５〜４倍である、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１３】
該硬化性コーティング組成物が、高温に曝露されること、電磁放射に曝露されること、室温にて開始剤に曝露されること、または該ポリマー前駆体が懸濁または溶解した溶媒を蒸発させること、によって硬化可能である、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１４】
該ヒュームド金属酸化物が、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、ヒュームドジルコニア、ヒュームドチタニア、ヒュームドセリア、ヒュームド酸化亜鉛、及びこれらの任意の混合物から選択される、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１５】
該硬化性コーティング組成物が硬化性であり、４００〜７００ｎｍの波長を有する電磁放射の少なくとも８５％を透過させる硬化コーティングを形成する、請求項８に記載の硬化性コーティング組成物。
【請求項１６】
同じ組成の非濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有する濃縮ヒュームド金属酸化物を提供すること；
該濃縮ヒュームド金属酸化物とポリマー前駆体とを混合して、該ポリマー前駆体と該濃縮ヒュームド金属酸化物との総質量に対して少なくとも６質量％の該濃縮ヒュームド金属酸化物を含む硬化性コーティング組成物を生成すること、
を含む、硬化性コーティング組成物を調製する方法であって、
該硬化性コーティング組成物が、該非濃縮ヒュード金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度に対して最大で７０％の粘度を有する、
方法。
【請求項１７】
提供することが、ヒュームド金属酸化物の粉体を提供することと、該ヒュームド金属酸化物の粉体のかさ密度を減らして、該濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することとを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
提供することが、ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させることと、該得られた生成物のかさ密度を減らして該濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することとを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
提供することが、濃縮ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させることとを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
該ヒュームド金属酸化物が、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、ヒュームドジルコニア、ヒュームドチタニア、ヒュームドセリア、ヒュームド酸化亜鉛、及びこれらの任意の混合物から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
該濃縮ヒュームド金属酸化物が疎水性である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
該濃縮ヒュームド金属酸化物のタップ密度が、同じ表面積、組成、及び界面化学を有するが濃縮されていないかデストラクチャーされていないヒュームド金属酸化物のタップ密度の１．７５〜４倍である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
濃縮ヒュームド金属酸化物を提供すること；及び
該濃縮ヒュームド金属酸化物とポリマー前駆体とを混合して、硬化性コーティング組成物を生成すること、
を含む、硬化性コーティング組成物を調製する方法であって、
該硬化性コーティング組成物が、基板上に堆積され、硬化されて硬化コーティングを形成するとき、該硬化コーティングが、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失を示す、
方法。
【請求項２４】
提供することが、ヒュームド金属酸化物の粉体を提供することと、該ヒュームド金属酸化物の粉体のかさ密度を減らして該濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することとを含み、該濃縮ヒュームド金属酸化物のＤＢＰ数が、該ヒュームド金属酸化物の粉体のＤＢＰ数の少なくとも６５％になる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
提供することが、該かさ密度を減らす前または減らした後に、該ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させることをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
該濃縮ヒュームド金属酸化物と疎水化剤とを接触させて、該濃縮ヒュームド金属酸化物とポリマー前駆体との混合に用いる改質された濃縮ヒュームド金属酸化物を生成することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
該濃縮ヒュームド金属酸化物のタップ密度が、同じ表面積、組成、及び界面化学を有するが濃縮されていないかデストラクチャーされていないヒュームド金属酸化物のタップ密度の１．７５〜４倍である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
該ヒュームド金属酸化物が、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、ヒュームドジルコニア、ヒュームドチタニア、ヒュームドセリア、ヒュームド酸化亜鉛、及びこれらの任意の混合物から選択される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
ポリマー前駆体と、該ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物の総質量に対して少なくとも６質量％の該濃縮ヒュームド金属酸化物とを含む硬化性コーティング組成物を基板上に配置すること（該濃縮ヒュームド金属酸化物は、同じ組成、表面積、及び界面化学の非濃縮ヒュームド金属酸化物の少なくとも６５％のＤＢＰ数を有する）、並びに
該ポリマー前駆体を硬化して硬化コーティングを形成すること、
によって形成される硬化コーティングであって、
該硬化性コーティング組成物が、非濃縮ヒュームド金属酸化物の同じ成分及び同じ質量分率を有する組成物の粘度に対して最大で７０％の粘度を有する、
硬化コーティング。
【請求項３０】
基板上に、ポリマー前駆体及び濃縮ヒュームド金属酸化物を含む硬化性コーティング組成物を配置すること、並びに該ポリマー前駆体を硬化して硬化コーティングを形成することによって形成される硬化コーティングであって、
硬化コーティングが、Ｔａｂｅｒ Ａｂｒａｓｅｒ及びＣＳ−１０ホイールを用いて１０００ｇの加重下で１０００サイクルの磨耗後に、５０ｍｇ未満の質量損失を示す、
硬化コーティング。
【請求項３１】
ポリマー前駆体；及び
約１２５〜約１４５ｇ／Ｌのタップ密度及び約１００〜約１４０ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する少なくとも６質量％の濃縮された改質ヒュームドシリカ、
を含む硬化性コーティング組成物であって、
該改質ヒュームドシリカが、ヒュームドシリカ粒子とジメチルジクロロシランとの間の接触から生成された生成物を含む、
硬化性コーティング組成物。
【請求項３２】
ポリマー前駆体；及び
約１３５〜約１５０ｇ／Ｌのタップ密度及び約１７５〜約２２５ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有する少なくとも６質量％の濃縮ヒュームドシリカ、
を含む硬化性コーティング組成物であって、
該濃縮ヒュームドシリカが、濃縮ヒュームドシリカ粒子と３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランとの間の接触から生成された生成物を含む改質された濃縮ヒュームドシリカである、
硬化性コーティング組成物。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１１−５０８００４（Ｐ２０１１−５０８００４Ａ）
【公表日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３９４１４（Ｐ２０１０−５３９４１４）
【出願日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／００９７５０
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０８２４１６
【国際公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（３９１０１０７５８）キャボット コーポレイション (164)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＢＯＴ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／００９７５０
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０８２４１６
【国際公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（３９１０１０７５８）キャボット コーポレイション (164)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＢＯＴ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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