JPH1129721A

JPH1129721A - 産業的なコーティングのための水性保護コーティング組成物の使用及び水性コーティング組成物

Info

Publication number: JPH1129721A
Application number: JP10081204A
Authority: JP
Inventors: Gijsbert Kroon; グリスベルト・クローン
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Hercules LLC
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1999-02-02
Also published as: CN1138834C; NZ330024A; EP0867481A1; CA2233145A1; ID20114A; IL123838A0; EP0867481B1; KR19980080788A; BR9801137A; AU738968B2; TR199800558A1; DE69721725D1; AU5970098A; US5922119A; ZA982617B; CN1195008A; DE69721725T2; ES2193291T3

Abstract

(57)【要約】【課題】産業的方法によって適用するために使用する
ことができる水性コーティング組成物を与える【解決手段】本発明は結合剤系及び会合性増粘剤を含
む、産業的な適用のための水性保護コーティング組成物
の使用に関する。この会合性増粘剤はポリウレタン増粘
剤ではなく、そして特定の適用方法によって必要とされ
る臨界濃度がＣ＊未満であるように選択される。Ｃ＊は
マークホーインク式に従って計算された、増粘剤ポリマ
ーのコイルが重なりまたはからみ始める増粘剤濃度とし
て定義される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用の塗布のた
めの、会合性増粘剤を含む特定の水性保護コーティング
組成物の使用、並びにいくつかの特定の水性保護コーテ
ィング組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】会合性増粘剤及びそのような会合性（as
sociative)増粘剤を含む水性コーティング組成物は従来
の技術において周知である。この点に関しては、例えば
ＥＰ−Ａ５６６９１１、ＥＰ−Ａ３３９７１２、Ｅ
Ｐ−Ａ１３８６１４、ＥＰ−Ａ４２６０８６、ＥＰ
−Ａ４６５９９２、ＥＰ−Ａ４７１８６６、ＣＡ−
２０２３０５８、ＤＥ−Ａ３００４１６１、ＥＰ−Ａ
３７６１９６、ＥＰ−Ａ３８４１６７、ＵＳ−Ａ
４，９０２，７３３、ＥＰ−Ａ４４４７９１、ＤＥ−
Ａ４２２４６１７、ＥＰ−Ａ３９６５７６、ＷＯ
９４／０６８４０及びＥＰ−Ａ３５０４１４等の多く
の文献が参照できる。しかし、これらの文献のほとんど
が開示された保護コーティングの産業用適用性に言及し
ているにもかかわらず、この「産業適用性」は主とし
て、建築物及び室内用途等のための建築分野におけるロ
ーラーまたはブラシによってコーティングを塗布するこ
とに限られている。これらと反対に、ここで用いる用語
「産業用塗布」は、以下に定義される産業的な方法によ
って適用される塗布を意味する。

【０００３】セルロース誘導体及びポリアクリレートの
ような伝統的な増粘剤が水を基材とする塗料中で不十分
なレベリングを与えることは従来技術、例えばＷＯ９４
／０６８４０において広範囲にわたって議論されてい
る。従って、従来技術中で開示された炭水化物及び合成
の会合性増粘剤のような水溶性ポリマーの多くが．慣用
の空気スプレー、高容積低圧技術及びエアレススプレー
技術のようなスプレー技術のような産業的方法によって
水基材の塗料の塗布に実際に使用できないと考えられ
る。従来技術のコーティングをそのような産業的な方法
で適用することによって、多くの会合性増粘剤はスプレ
ー性、結合剤のフィルム形成、塗被フィルムの平滑性、
水抵抗性及びフィルム光沢に負の影響を有し、これはこ
れらのコーティングをブラシ、ローラー等で適用したと
きには起こらない。

【０００４】産業的な方法による適用は約２００ｎｍ未
満で約５０ｎｍまでの非常に微細な粒子サイズを有する
新しい結合剤系の開発によってさらに問題となる。

【０００５】従来技術はこの問題を、例えばＷＯ９４／
０６８４０中に記述されるポリウレタン増粘剤の開発に
よって克服しようとした。実際、非常に小さい粒子サイ
ズを有する結合剤系を含む全ての既知の保護コーティン
グ組成物（産業的方法によって適用するために使用する
もの）はポリウレタン型の増粘剤に基づく。

【０００６】従って、従来技術には、ポリウレタン型の
増粘剤を除いて、産業的方法によって適用するために使
用することができる水性コーティング組成物を与える信
頼できる方法がないという問題がある。本発明以前は、
慣用の増粘剤を含む水性保護コーティング組成物は、慣
用の空気スプレー、高容積低圧技術及びエアレススプレ
ー技術のような産業的方法によって適用されたとき、た
とえこの組成物がブラシまたはローラーによって適用さ
れたときに良好な結果を示すとしても満足な結果を与え
ることができないと考えられていた。

【０００７】予期しないことに、この問題が、産業的方
法によって適用するための結合剤系及び会合性増粘剤を
含む水性保護コーティング組成物を使用することによっ
て解決できることが発見され、この水性保護コーティン
グは、会合性増粘剤がポリウレタン増粘剤でなく、かつ
特定の適用用途によって必要とされるその濃度が増粘剤
のコイルが重なりまたはからみ始める増粘剤濃度として
定義される臨界濃度Ｃ＊未満である濃度で存在すること
を特徴とし、ここで臨界濃度Ｃ＊はマークホーインク式

【数３】（式中、［η］は極限粘度数であり、Φ及びＫは比例定
数であり、＜ｈ²＞_hはポリマー分子の流体力学的等価(e
quivalent)平均平方末端間距離であり、Ｍ_Vは増粘剤の
粘度平均分子量であり、αは定数であり、そしてＲ_Gは
慣性半径(radius of gyration)である）で表される。

【０００８】本発明はさらに、会合性増粘剤及び結合剤
系を含む、産業的方法によってその適用が可能な粘度を
有する水性保護コーティング組成物であって、結合剤系
が５０〜２００ｎｍの粒子サイズを有し、会合性増粘剤
がポリウレタン増粘剤ではなく、かつ上記したＣ＊未満
の濃度で存在する、前記の組成物を提供する。

【０００９】産業的方法によって適用するための水性保
護コーティング組成物を使用するために、その粘度が適
用装置、例えば使用するスプレーガンの要求に合致され
ていることが必要である。異なるスプレー技術には異な
る粘度が要求される。高容積低圧技術のためには、要求
される粘度は４０秒ＤＩＮ４のオーダーであり、エア
レススプレー技術のためには、はるかに高い粘度が要求
される。エアレススプレーのためには、塗料は一般に２
０００〜１００００ｍＰａｓの範囲の粘度、例えば３０
００〜４５００ｍＰａｓ、８０００〜９０００ｍＰａｓ
のブルックフィールド粘度、または約９５ｋｒｅｂｓ単
位のストーマー（Ｓｔｏｒｍｅｒ）粘度を有する。各技
術によってそれぞれの粘度が要求され、そしていかに粘
度がいかにして粘度が決定できるかは、Ｅｒｎｅｓｔ
Ｗ．Ｆｌｉｃｋ著の「水を基材とする塗料配合物，第３
巻」，ＮｏｙｅｓＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，米国ニ
ュージャージー州パークリッジ（１９９４年）に明確に
議論されている。さらに、塗布用装置の製造者の公に入
手できる、例えばＥＣＣＯによるスプレーガンについて
の製品文献またはオランダのＷａａｌｗｉｋのゼネカレ
ジンズ社（当該社は、例えば配合物ＪＹ１３７に関する
製品のちらし中のような産業的用途に適用できる塗料の
ための必要な粘度を公表した）のもののような製品文献
を参照できる。塗料配合物の粘度がいかにして測定され
るかはさらに当業者の一般的な技術知識内でもある。

【００１０】本発明に従い、もし、増粘剤の濃度がＣ＊
未満、好ましくはＣ＊_p＝Ｃ＊／２．５＝１／[η]未満
であれば、水性保護コーティング組成物は産業的方法に
よる適用のために使用できる。従って、水性保護コーテ
ィング組成物中でのＣ＊未満、好ましくはＣ＊_p未満で
ある濃度においても、特定の適用法によって必要とされ
る粘度を与える増粘剤が選択されなければならない。い
かにして特定の増粘剤を操作して低い濃度で高い粘度を
与えるかは、当業者に主として既知であり、そして以下
にいくらか詳細が説明される。

【００１１】産業用コーティングのために上に定義した
組成物を使用することによって、結合剤粒子が凝集（fl
occulate）せず、そしてそのような組成物は高い光沢、
良好な流れ、良好なスプレー性、水抵抗性、錆抵抗及び
ふくれ（ｂｌｉｓｔｅｒｉｎｇ）抵抗を有する産業用コ
ーティングを与えることが予期されずに発見された。そ
のような組成物は好ましくは輸送用・相手先商標製造
（ＯＥＭ）と呼ばれる輸送用乗物の保護のためのコーテ
ィング、車の再仕上げ、一般的産業コーティング、抗腐
食コーティング、メンテナンスコーティング及び木材コ
ーティングとして、使用できる。基体は金属、木材、及
びプラスチックであることができる。コーティングは、
プライマー、中間コートまたはトップコートであること
ができる。コーティングは、広い範囲の既知の適用技術
において基体に適用される。これらの中には、慣用の空
気スプレー、ＨＶＬＰ（高体積低圧力）及びエアレスス
プレーのようなスプレー技術がある。水性コーティング
のための基材として使用される結合剤系は結合剤分散
物、エマルジョン及び２つのパック系の間で変化する。
化学的にはそれらは、他のものの中では、アクリル、変
性アクリル、アルキドを基材としたウレタン、ウレタン
−アクリル、エポキシド、エポキシエステル等である。
ラテックス塗料が特に好ましい。

【００１２】本発明に従い、増粘剤はそれらの化学的性
質によって選択される必要はなく、結合剤及び／または
顔料及び水の粒子サイズ及び重量画分によってのみ選択
される。以下において、ラテックス（水中の固体結合剤
粒子の分散物）から成る一定のコーティング系のため
に、会合性増粘剤の最大濃度がいかにして計算できるか
が説明される。結合剤及び顔料並びに（単純化された）
コーティング系の粒子サイズは既知であるので、分散成
分（結合剤、顔料）を取り巻く水の平均の層厚さを容易
に計算できる。これらの計算において、顔料及び結合剤
粒子は通常球形であると仮定される。いかにして、その
ような計算がなされるかは当業者に周知であり、そして
以下の特定の実施例のために特別に説明される。本発明
に従い、もし水溶性ポリマー（＝増粘剤／流動学的改質
剤）のコイルの流体力学的直径が連続層の層厚さの直径
を超えなければ、増粘剤分子が結合剤または顔料粒子を
凝集しないことが予期されずに発見された。

【００１３】溶液中の増粘剤のコイルの流体力学的体積
（Ｖ_h）は、３／２の力に対して慣性半径の平均平方根
（＜Ｒ_G ²＞）であると定義される。

【００１４】会合性増粘剤の最適の組成物及び濃度を決
定するために、我々は、会合性増粘剤を調製するために
使用する基本的ポリマーのいわゆるマークホーインク式
を知る必要がある。マークホーインク式並びに慣性半
径、ポリマー分子の流体力学的等価平均平方・末端間距
離及び粘度平均分子量は、種々の標準的な教本、例えば
Ｄ．Ｗ．ｖａｎＫｒｅｖｅｌｅｎ著の「ポリマーの特
性」、ＥｌｓｅｖｉｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＰｕｂ
ｌｉｓｈｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ，アムステルダム−
オックスフォード−ニューヨーク（１９７６年）、Ｈ．
Ｅｌｉａｓ著の「マクロ分子１＆２」，ＪｏｈｎＷｉ
ｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ、Ｓ．Ｓｕｎ著の「マクロ分子の
物理化学」，ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓまた
はポリマーハンドブックに開示されている。従来の技術
においてマーク・ホーインク式は、（測定）極限粘度数
からポリマーの粘度平均分子量を決定するのに一般に使
用されている。例えば水溶性ポリマーについてのＡＣＳ
カンファレンスブック、１９８６年、第６章、１０１頁
〜１１０頁のＲｏｂｅｒｔＡ．Ｇｅｌｍａｎ及びＨｏ
ｗａｒｄＧ．Ｂａｒｔｈ著の「疎水性改質（ヒドロキ
シエチル）セルロース」に開示されるように、基本的ポ
リマーを疎水基で変性することによって、マーク・ホー
インク式は劇的には変化しないと考えられる。この疎水
性基は通常、全増粘剤の５重量％未満を構成し、そして
非変性及び変性ポリマーのコイル体積が類似であること
を仮定できる。

【００１５】一定の会合性増粘剤ポリマーのために、例
えば上述の参照文献中に開示された次の式

【数４】から、最大可能粘度平均分子量が、上に論じたように計
算された慣性半径の最大値を使用して決定できる。種々
のポリマーについてのΦ、Ｋ及びαは例えば合成ポリマ
ーについてはポリマーハンドブック、及び炭化水素に基
づくポリマーについてはＲ．Ｌａｐａｓｉｎ及びＳ．Ｐ
ｒｉｃｌ著の「産業用多糖類の流動学−理論と適用」，
ＢｌａｃｋｉｅＡｃａｄｅｍｉｃ＆Ｐｒｏｆｅｓ
ｓｉｏｎａｌ，ＣｈａｐｍａｎａｎｄＨａｌｌに開
示されている。これらの定数を開示している他の標準的
な文献は当業者に既知である。

【００１６】粘度平均分子量を知ると、極限粘度数
［η］が計算でき、従って極限粘度数の相互的な値は、
コイルが重なり合いまたはからみ始める増粘剤濃度に相
関される。この臨界濃度未満の、連続層内の増粘剤濃度
を選択することによって、連続層が液体として挙動する
ことが保証できるが、この臨界ポリマー濃度を超えると
弾性が現れ始める。従って、増粘剤分子の使用レベル
は、この系が十分に流れるように、このレベル未満にと
どまるべきである。

【００１７】本発明に従って使用できる会合性増粘剤は
炭化水素に基づく増粘剤（中性増粘剤）または合成増粘
剤であることができる。好ましいものは変性セルロース
エーテルのような炭化水素に基づく増粘剤である。基本
ポリマーとして好ましいものは、ヒドロキシエチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロ
ース、ポリエチレンオキサイド、エチルヒドロキシエチ
ルセルロース、カルボキメチルセルロース、グアガム、
澱粉、澱粉エーテル、特にヒドロキシエチル澱粉、イナ
ゴマメガム、ペクチン、キサンタンガム、メチルヒドロ
キシエチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビ
ニルアルコール、メチルヒドロキシプロピルセルロー
ス、上述のセルロース誘導体の混合エーテル、並びにこ
れらの混合物から選択される会合性増粘剤である。特に
好ましいものは疎水性に改質されたヒドロキシエチルセ
ルロース、疎水性改質メチルヒドロキシエチルセルロー
ス、疎水性改質ヒドロキシプロピルセルロース、疎水性
改質ポリエチレングリコール、特に疎水基で末端がキャ
ップされたポリエチレングリコールである。好ましいも
のはドデシル−及びセチル−改質ポリマー、例えばポリ
エチレンオキサイドである。好ましい増粘剤は例えばＥ
Ｐ−Ａ５６６９１１及びＵＳ−Ａ５５７４１２７号に開
示されている。さらに、澱粉及びその誘導体は本発明に
従って有利に使用できる会合性増粘剤である。

【００１８】本発明は、５０ｎｍ以上、好ましくは２０
０ｎｍ〜５０ｎｍの間の非常に微細な粒子サイズの新し
い結合剤系を含むコーティング組成物のために特に有用
である。以下に示す計算から明らかなように、２００ｎ
ｍを十分に超えた大きな粒子を有する組成物についての
臨界濃度はかなり高く、従ってそのような組成物は産業
的な方法で適用されたとき、フロッキュレーションをそ
れほど起こしそうではない。特に好ましいものは、１０
０ｎｍ未満の非常に微細な粒子サイズのコーティング組
成物及び約５０ｎｍ以上の粒子サイズを有するものであ
る。この明細書中で言及するラテックスの粒子サイズは
ＪｏｙｃｅＬｏｅｂｌタイプのディスク遠心分離機に
よって測定された。

【００１９】以下において、２種の典型的なコーティン
グ組成物についていくらか詳細に本発明が説明される。
本発明はこれらに限定されない。

【００２０】典型的なコーティング系１として、５０ｎ
ｍの平均粒子サイズ及び５０重量％の固体含量を有する
ラテックスを述べることができる。さらに典型的なコー
ティング系は、６０重量％のラテックス（２００ｎｍの
粒子サイズ）、２０％の顔料（１０００ｎｍの粒子サイ
ズ）及び２０％の追加の水によって表されるコーティン
グ系である、系２である。このラテックスは５０重量／
重量％の固体含量を有し、これは上に定義された系１と
同じように、塗料５０重量％の固体含量とする。

【００２１】結合剤粒子のまわりの水の層厚さは系１に
ついて１０ｎｍであり、そして系２について６０ｎｍで
あると計算できる。系１についての層厚さの計算はここ
で詳細に説明される。しかし、どのようにそのような計
算がなされるかは、十分に当業者の知識内である。

【００２２】系１において、固体含量は５０％であり、
そして粒子サイズは５０ｎｍである。従って、コーティ
ング１００ｇあたり、０．０５０ｋｇの固体ラテックス
粒子が存在する。ラテックス粒子の比重は既知であり、
そしてこの計算の目的のために、ρ＝１１００ｋｇ／ｍ
³と仮定できる。粒子は球形であると仮定するので、各
粒子は体積Ｖ＝（４／３）πＲ³を有する。各ラテック
ス粒子の表面積は、Ｏ＝４πＲ²である。粒子の重量は
ρＶである。従って．固体ラテックス粒子の全重量及び
１粒子の重量から粒子の数がわかり、それは、Ｎ＝０．
０５０／（ρＶ）である。ラテックス粒子の全表面積は
（粒子数×１粒子の表面積＝Ｎ×Ｏ）と計算する。ラテ
ックス中に存在する水５０ｇは５０ミリリットルまたは
５０×１０^-6ｍ³に等しい。ラテックス粒子上の液体の
層厚さは次にＬ＝５０×１０^-6／（Ｎ×Ｏ）と計算され
る。系１についての具体的な数字を使用して、それは次
のようになる。Ｎ＝０．０５０／１１００×（４／３）
π（２５×１０^-9）³＝６．９４５×１０¹⁷の粒子、Ｏ＝４π（２５×１０^-9）²＝７．８５４×１０^-15 ｍ² 従って、上に開示したようにＬ＝９．１７×１０^-9ｍ
で、ほぼ１０ｎｍに相当する。

【００２３】上に説明した計算に従い、いずれかの系に
ついての層厚さは容易に計算できる。

【００２４】増粘剤分子が結合剤または顔料粒子を凝集
しないことを確実にするために、水溶性ポリマーのコイ
ルの流動力学的直径（＝増粘剤／流動学的改質剤）はこ
の連続層の層厚さの直径を超えるべきではない。従っ
て、これらの増粘剤コイルの慣性半径は系１について５
ｎｍを超えるべきでなく、そして系２については３０ｎ
ｍを超えるべきではない。溶液中の相当する増粘剤コイ
ルの流体力学的体積（Ｖh）は次に、系１についてＶｈ
＝１．２５×１０^-19ｃｍ³、そして系２についてＶｈ＝
２．７６×１０^-17ｃｍ³と計算される。

【００２５】慣性半径についての値をマークホーインク
式に導入して、粘度平均分子量が計算でき、そして粘度
平均分子量を知ることによって極限粘度数［η］及び臨
界濃度範囲が決定できる。特に、極限粘度数の相互の値
をとることによって、コイルが重なり合いまたはからみ
始める増粘剤濃度が決定できる。マークホーインク式、
系１及び２について計算した粘度平均分子量範囲、及び
計算した好ましい臨界濃度Ｃ＊_p範囲が、基本の水溶性
ポリマーの広い範囲についての次の表中に概括されてい
る。

【００２６】

【表１】

【００２７】増粘剤分子を含む連続層が粘性液体として
挙動することを確実にするために、増粘剤含量は計算し
た臨界ポリマー濃度未満にとどまるべきである。このこ
とは、例えば、さらに臨界的系１における疎水性改質ヒ
ドロキシエチルセルロースについてはＣ＊_p＝１．０７
重量％未満、そしてさらに許容される系２における疎水
性改質キサンタンガムについてはＣ＊_p＝１．８５重量
％未満を意味する。

【００２８】疎水基含量及び会合性増粘剤の改質のタイ
プを必要に応じて調節して、Ｃ＊未満またはＣ＊_P 未満
の水性保護コーティング組成物中の会合性増粘剤の濃度
を減じることができ、同時にそれにもかかわらず会合性
増粘剤は企図される産業的適用能力の要求、例えば４０
秒ＤＩＮＣｕｐ４に合致するために要求される粘度に
見合うために十分に高い粘度を提供する。この目的のた
めに適した疎水基のタイプはアルキル及びアルキルアリ
ール基（アルキル基中に８〜２４の炭素を有する）であ
る。疎水基改質は０．４〜５重量％の範囲、または材料
が水に不溶になるまでの範囲であることができる。必要
とされる疎水基の量は結合剤及び増粘剤の間の相互作用
の強度に依存し、最終コーティング系においてチェック
される必要がある。実際に、疎水基の含量の要求される
範囲は０．５〜４重量％であると見積もられる。疎水基
の含量を増すことは増加された増粘効率を生じることが
知られている、例えばＧ．Ｋｒｏｏｎ著の「水性コーテ
ィング中の疎水性改質ヒドロキシエチルセルロース（Ｈ
ＭＨＥＣ）の会合挙動」，ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＯｒ
ｇａｎｉｃＣｏａｔｉｎｇ，２２，１９９３，Ｅｌｓ
ｅｖｉｅｒＳｅｑｕｏｉａ２４５〜２６０頁または
ＥＰ−Ａ５６６９１１を参照されたい。

【００２９】以下の実施例は本発明をさらに説明する。

【００３０】

【実施例】以下の実施例において表３においてＣ＊_Pの
値はポリマー溶液と呼ばれるが、表４及びそれ以降の表
においては、示された濃度は一定の百分率の固体のみを
含む全塗料を意味する。他に何も記されていなければ、
試験塗料の固体含量は５０％である。従って、開示され
た組成物のいずれかが本発明の範囲内のものであるかど
うかを決定するために、その濃度がポリマー溶液に適用
されなければならない。例えば、表４に与えられた濃度
（５０％固体含量）には２を乗じなければならず、そし
て次に表３に示されるＣ＊_Pの値に比較される。他の表
について相当する計算がなされなければならない。

【００３１】試験される水性保護コーティング組成物中
の会合性増粘剤の濃度は、ＥｒｎｅｓｔＷ．Ｆｌｉｃ
ｋ著「水を基材とする塗料配合物第３巻」，Ｎｏｙｅｓ
Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，米国ニュージャージー州
パックリッジ中に議論されるように、４０秒ＤＩＮ４に
従う粘度に見合うように調節された。コーティング組成
物のこの粘度は、組成物を実施例において使用されるス
プレーガンに適合させるのに必要であった。

【００３２】実施例最初の実施例は、種々の分子量及び疎水基及び疎水基含
量を有する多数の疎水性改質ヒドロキシエチルセルロー
スの、スチレンアクリルラテックスに基づく抗腐食塗料
（表２を参照）内での性能を示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】噴霧にあたっての固体含量は５０重量％で
ある。粒子サイズはほぼ１００ｎｍ（正確な値は８２ｎ
ｍである）である。

【００３５】実施例１種々のＨＭＨＥＣが説明され、そして抗腐食プライマー
内でのそれらの性能が表３及び４内に概括される。

【００３６】

【表３】

【００３７】

【表４】

【００３８】表４内の結果から、明らかに、上に概略し
たように、Ｃ＊_P未満の増粘剤濃度で組成物中に存在す
るＭ_V範囲内の分子量を有するＨＭＨＥＣ試料は産業的
方法によって適用でき、一方、増粘剤Ｍ_V及び本発明に
従う濃度を有しない組成物はそれができない。特に、配
合物３、４、５、７及び８において、増粘剤の濃度はＣ
＊_P未満であって、そしてこれらの配合物はスプレーに
よる適用によって優秀な抗腐食プライマーを与えること
ができなかったが、一方配合物１、２、６及び９におい
ては、増粘剤の濃度はＣ＊_Pより大きく、従って配合物
のスプレー性が中程度にすぎないか、または得られたフ
ィルムが欠点を示すかのいずれかである（表４中の４０
秒ＤＩＮ４についての濃度（重量％）は、表３中のＣ＊
_Pと比較できるために２が乗じられなければならないこ
とに注意されたい）。

【００３９】実施例２実施例１の同じ抗腐食プライマーにおいて、疎水性改質
メチルヒドロキシエチルセルロース（ＨＭＭＨＥＣ
１）及び疎水性改質ヒドロキシプロピルセルロース（Ｈ
ＭＨＰＣ１）を評価した。ＨＭＨＥＣ１試料は２５０
００の分子量及び１．３重量％のドデシル置換を有す
る。ＨＭＨＰＣ試料は６６０００の分子量及び２．５の
ＨＰ−ＭＳ及び１．９重量％のドデシル置換を有した。
試験結果を表３にまとめた。生成物を、それらの非改質
前駆物質ＭＨＥＣ１及びＨＰＣ１とそれぞれ比較し
た。

【００４０】

【表５】

【００４１】疎水性改質物質のコーティングのスプレー
性は良好であると同時に、これらの試料のフィルム外観
も同様に良好である。このことは前に記述した方法を基
礎として予期され得る。ＨＭＭＨＥＣ１及びＨＭＨＰ
Ｃ１の分子量は示した範囲内であるが、臨界ポリマー
濃度はこれらの物質のものを超えない。Ｃ＊ＨＭＭＨＰＣ：０．５７重量％Ｃ＊ＨＭＨＰＣ：１．９０重量％

【００４２】実施例３実施例１及び２は炭水化物に基づく会合性増粘剤に関
し、そしてさらに詳細にはセルロース誘導体に関する。
実施例３は、記述した選択される方法が合成増粘剤にも
適用できることを示す。種々の組成を有する、ドデシル
−及びセチル−改質ポリエチレンオキサイドを合成し、
そして表１の抗腐食プライマー中で評価した。

【００４３】疎水基で末端がキャップされたポリエチレ
ングリコールの組成物を表６に示し、そして塗料の評価
結果を表７に概説する。

【００４４】

【表６】

【００４５】

【表７】

【００４６】４０秒ＤＩＮｃｕｐ４をつくるために
必要とされる、３．８重量％のＰＥＧ１０００００は１
０００００のＭｖ（Ｃ＊＝１．８２重量％）での臨界ポ
リマー濃度を超える。従って、スプレー性及びフィルム
の外観は不良である。結合剤を凝集する傾向が、その乏
しい水抵抗性及び腐食抵抗によって示されている。

【００４７】ここで、本発明が、炭水化物に基づく会合
性増粘剤及び合成会合性増粘剤の両方に適用できること
が示された。本発明が広範囲の種々のコーティング系に
適用できることを示すために、２種の会合性増粘剤を、
本発明に従う他のコーティング系において評価した。選
択された生成物は、ＨＭＨＥＣ４及びＨＭＰＥＧ１で
ある。望まれる組成範囲外の生成物の代表として、ＨＭ
ＨＥＣ２が参照として選択され、並びにＭｖ〜３００
０００及びほぼ０．６重量％のセチル置換を有するヒド
ロキシエチルセルロースの指標組成を有する商業製品の
ＮａｔｒｏｓｏｌＰｌｕｓグレード３３１が選択され
た。

【００４８】実施例４実施例４はスチレンアクリルラテックスに基づくトップ
コートにおける、異なる流動学的改質剤の性能を示す。
表６はトップコートの配合物を示し、そして表７は、増
粘剤としてＨＭＨＰＣ４を使用した表１の配合物に基
づく抗腐食プライマーによって保護されている冷たい巻
かれているボンダー（ｂｏｎｄａｒ）鋼上に塗料をスプ
レーした後の塗料の性質を概括する。

【００４９】

【表８】

【００５０】

【表９】

【００５１】実施例５この試験において、選択された物質であるＨＭＨＥＣ
４及びＨＭＰＥＧ１は木材のための塗布における良好
な性能を示すことが示される。表１０及び表１１におい
て、ウレタン−アクリル分散物に基づく寄せ木細工ラッ
カーの配合物（表１０）及びアクリルラテックスの組み
合わせに基づく万能木材コーティングの配合物（表１
１）が与えられる。異なる増粘剤によって得られた塗料
特性を表１２及び１３に概括する。

【００５２】

【表１０】

【００５３】

【表１１】

【００５４】アクリルラテックス１及びアクリルラテッ
クス２は説明中に議論されている。

【００５５】

【表１２】

【００５６】ＨＭＨＥＣ４及びＨＭＰＥＧ１は良好
なフィルム特性（高い光沢及び平滑なフィルム）の塗被
を再び与え、そしてこれらの生成物のフローは良好であ
る。熱鍋試験におけるＨＭＰＥＧでの中等の等級は、そ
の良好な光沢値からわかるように、凝集によるものでは
ない。それはそれ以上に、その低い軟化温度（〜４５
℃）の結果である。

【００５７】

【表１３】

【００５８】実施例６実施例６において、流動学的改質剤としてＨＭＨＥＣ
４またはＨＭＰＥＧ１を使用する多数のコーティング配
合物が与えられる。

【００５９】

【表１４】

【００６０】

【表１５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】産業用塗布のための、結合剤系及び会合
性増粘剤を含む水性保護コーティング組成物の使用であ
って、会合性増粘剤がポリウレタン増粘剤ではなく、そ
して特定の塗布用途のために必要とされるその濃度が増
粘剤ポリマーのコイルが重なり始めるかまたはからみ始
める増粘剤濃度として定義される臨界濃度Ｃ＊未満であ
るように選択されることを特徴とし、ここで臨界濃度Ｃ
＊はマークホーインク式【数１】（式中、［η］は極限粘度数であり、Φ及びＫは比例定
数であり、＜ｈ²＞_hはポリマー分子の流体力学的等価平
均平方末端間距離であり、Ｍ_Vは増粘剤の粘度平均分子
量であり、αは定数であり、そしてＲ_Gは慣性半径であ
る）で表される、前記の使用。
【請求項２】増粘剤の濃度がＣ＊／２．５＝１／
［η］未満であり、請求項１に記載の使用。
【請求項３】コーティング組成物の結合剤系が約２０
０ｎｍ以下の粒子サイズを有する、請求項１または２に
記載の使用。
【請求項４】コーティング組成物の結合剤系が約１０
０ｎｍ以下の粒子サイズを有する、請求項３に記載の使
用。
【請求項５】コーティング組成物の結合剤系が約５０
ｎｍ以上の粒子サイズを有する、請求項３または４に記
載の使用。
【請求項６】会合性増粘剤が炭水化物を基材とした増
粘剤である、請求項１〜５のいずれかに記載の使用。
【請求項７】会合性増粘剤が合成増粘剤である、請求
項１〜５のいずれかに記載の使用。
【請求項８】炭水化物を基材とした増粘剤がセルロー
スを基材とした増粘剤である、請求項６に記載の使用。
【請求項９】増粘剤の疎水基含量が０．５〜４重量％
である、請求項１〜８のいずれかに記載の使用。
【請求項１０】会合性増粘剤の基本的なポリマーがヒ
ドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロ
ース、メチルセルロース、ポリエチレンオキサイド、エ
チルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロース、グアガム、澱粉、澱粉エーテル、特にヒドロ
キシエチル澱粉、イナゴマメガム、ペクチン、キサンタ
ンガム、メチルヒドロキシエチルセルロース、ポリビニ
ルピロリドン、ポリビニルアルコール、メチルヒドロキ
シプロピルセルロース、上記セルロース誘導体の混合エ
ーテルまたはこれらの混合物である、請求項１〜９のい
ずれかに記載の使用。
【請求項１１】産業用塗布が、従来のスプレー技術、
ＨＶＬＰ（高容積低圧）技術または空気を使用しないス
プレー技術によって適用される、請求項１〜１０のいず
れかに記載の使用。
【請求項１２】産業用コーティングが、輸送相手先商
標製造（ＯＥＭ）と呼ばれる、輸送用乗物の保護のため
のコーティング、車の再仕上げ、防錆コーティング、メ
ンテナンスコーティングまたは木材コーティングであ
り、請求項１〜１１のいずれかに記載の使用。
【請求項１３】会合性増粘剤及び結合剤系を含む産業
的方法による適用ができる粘度を有する水性保護コーテ
ィング組成物であって、結合剤系が５０〜２００ｎｍの粒子サイズを有し、そし
て会合性増粘剤がポリウレタン増粘剤ではなく、そして
特定の用途のために必要とされるその濃度が増粘剤のコ
イルが重なりまたはからみ始める増粘剤濃度として定義
される臨界濃度Ｃ＊未満である濃度で存在することを特
徴とし、ここで臨界濃度Ｃ＊はマークホーインク式【数２】（式中、［η］は極限粘度数であり、Φ及びＫは比例定
数であり、＜ｈ²＞_hはポリマー分子の流体力学的等価平
均平方末端間距離であり、Ｍ_Vは増粘剤の粘度平均分子
量であり、αは定数であり、そしてＲ_Gは慣性半径であ
る）で表される、前記の組成物。
【請求項１４】増粘剤の濃度がＣ＊／２．５＝１／
［η］未満である、請求項１３に記載の水性保護コーテ
ィング組成物。
【請求項１５】コーティング組成物の結合剤系が約１
００ｎｍ以下の粒子サイズを有する、請求項１３または
１４に記載の水性保護コーティング組成物。
【請求項１６】会合性増粘剤が炭水化物を基材とした
増粘剤である、請求項１３〜１５のいずれかに記載の水
性保護コーティング組成物。
【請求項１７】会合性増粘剤が合成増粘剤である、請
求項１３〜１５のいずれかに記載の水性保護コーティン
グ組成物。
【請求項１８】炭水化物を基材とした増粘剤がセルロ
ースを基材とした増粘剤である、請求項１６に記載の水
性保護コーティング組成物。
【請求項１９】増粘剤の疎水基含量が０．５〜４重量
％である、請求項１３〜１８のいずれかに記載の水性保
護コーティング組成物。
【請求項２０】会合性増粘剤の基本的なポリマーがヒ
ドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロ
ース、メチルセルロース、ポリエチレンオキサンド、エ
チルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロース、グアガム、澱粉、澱粉エーテル、特にヒドロ
キシエチル澱粉、イナゴマメガム、ペクチン、キサンタ
ンガム、メチルヒドロキシエチルセルロース、ポリビニ
ルピロリドン、ポリビニルアルコール、メチルヒドロキ
シプロピルセルロース、上記セルロース誘導体の混合エ
ーテルまたはこれらの混合物である、請求項１３〜１９
のいずれかに記載の水性保護コーティング組成物。