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JP2022017284A - 粉体コーティングのための、有機バインダーを用いてコーティングされた効果顔料、ならびに前記コーティングされた効果顔料を製造するための方法およびそれらの使用 - Google Patents

粉体コーティングのための、有機バインダーを用いてコーティングされた効果顔料、ならびに前記コーティングされた効果顔料を製造するための方法およびそれらの使用 Download PDF

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Abstract

【課題】極めて良好な貯蔵寿命を有し、そして、極めて低い分離傾向を示すコーティングされた効果顔料、およびその製造方法を提供する。【解決手段】微小板形状の基材およびその上に適用されたコーティングを含み、そして粉体コーティング物質のためのバインダーを含む、コーティングされた効果顔料である。バインダーには、C13NMR MAS緩和測定によって測定して結晶質画分および非晶質画分が含まれ、その13C核の緩和が、下式で表される双指数関数的緩和にあてはまり、結晶化度cが40~85%の範囲にあり、緩和には短い平均緩和時間T1sと長い平均緩和時間T1lとが含まれ、T1lが65~130sの範囲である。該コーティングされた効果顔料は、昇温速度5℃/分でのDSCにおいて、Tmax=100~150℃の範囲に極大値を有する少なくとも一つの吸熱ピークを有する。JPEG2022017284000019.jpg1058【選択図】なし

Description

本発明は、自発的析出による有機バインダーを用いた、効果顔料のコーティング、ならびにそれらのコーティングされた効果顔料を製造するための方法、およびそれらの使用に関する。
効果顔料は、ペイント、ワニス、粉体コーティング、印刷インキ、プラスチック、または化粧品における顔料添加において大量に使用されている。バインダーシステムの中にこれらの顔料を添加し、濡らそうとすると、特に粉体コーティングの場合においては、多くの問題が発生する。
効果顔料は、有機もしくは無機有彩顔料の場合のような、(押出し加工し、次いでその押出し物を微粉砕するような)通常の方法で粉体コーティングの中に組み入れることは不可能であるが、その理由は、それらの操作によってその微小板形状の顔料の破砕が起こり、それらの光沢効果が失われてしまう可能性があるからである。その代わりに、ドライブレンドプロセス、または接着プロセスと呼ばれるプロセスが用いられる。
ドライブレンドプロセスは、単純な混合操作であって、そこでは、市販されている粉体コーティングと効果顔料とを、乾燥状態で相互に組み合わせる。場合によっては、たとえば流動助剤のようなさらなる添加剤を、その混合操作に加えることも可能である。一つの欠点は、異なった比重量と静電的挙動が含まれていることが理由となって、このタイプのドライ混合物は、粉体コーティングに適用している際に、効果顔料とバインダーが分離されてしまう点にある。効果顔料を用いて顔料処理され、このプロセスによって製造された粉体コーティングの場合においては、粉体コーティングのリサイクル性(それ自体が粉体コーティングシステムの大きな利点の一つである)が、もはや不可能となる。
接着プロセスとは、市販の粉体コーティングと効果顔料との混合操作であって、そこでは、その混合物を加熱することによって、効果顔料粒子を粉体コーティング粒子と物理的に接着させる。したがって、接着プロセスを用いると、粉体コーティング粒子の表面への効果顔料の接着が存在する。接着された効果顔料が色相の変化を受けることは比較的に少ないが、その理由は、適用する際の、粉体コーティングの効果顔料からの分離が、この場合、大いに低減されているからである。しかしながら、一つの欠点は、その接着プロセスが極めて「職人的な」プロセスであって、多大の経験とノウハウを必要としていることである。たとえば、反応器の中で局所的な過熱が起きる場合があり得て、そうなると、粉体コーティングの一部で望ましくない硬化反応が起きてしまう。その結果、反応器の中で生成した析出物を取り出さねばならぬこととなり、コストもかかり、不都合である。そのプロセスの下流側の保護用フィルターによってその析出物が完全に除去されないと、コーティング物質の中でビットが生成する恐れがある。その接着プロセスにおいてはさらに、粒子サイズにも依存するが、最大でおよそ7重量%の効果顔料しか導入することができない。特に、比較的に大きな顔料(D50>35μm)の場合においては、そのような少量では、十分な隠蔽力を達成させるには不十分であることも多い。
ドライブレンドプロセスおよび接着プロセスのいずれを用いた場合でも、一つの欠点は、その効果顔料がバインダーによって完全には包み込まれず、その結果、バインダーの包み込みが無い状態で基材に対して適用されるというところにある。それに続く硬化工程(通常はベーキング操作)の過程で、バインダーによるそれらの顔料の濡れが不十分となる。その結果としてたとえば、粉体コーティングの後でバインダーによって完全には包まれていない、メタリック効果顔料が硬化にかけられて、そのために、それらが腐食に対しても最適な保護を発揮できないことにもなる。
接着プロセスの効果顔料のまた別の欠点は、場合によっては、それらの貯蔵寿命が限られるということである。それらのバインダーが、原理的には反応性を有しているために、それらの製品は、夏の数ヶ月や酷暑気候での比較的高い温度で長期間保存している間に、バインダーの部分的な架橋が始まるために、アグロメレーションを起こす可能性があり、その結果、もはや使用することが不可能となってしまう。
接着法製品に代わるものの一つが、欧州特許第1 699 884B1号明細書、および欧州特許第1 893 699B1号明細書において提案された。この場合、反応性のバインダーと対応する硬化剤とを、微小板形状のメタリックもしくは真珠光沢効果顔料に、噴霧乾燥により適用する。この目的のためには、それらの成分を、適切な有機溶媒の中に予め溶解させておく必要がある。そのバインダー-硬化剤系を、コーティング条件で硬化させることはない。その代わり、硬化は、粉体コーティングとのドライブレンド操作が済んだ後にのみ、実施される。
これらにより得られた製品は、接着された製品の利点を有し、さらには、メタリック効果顔料の場合においては、採用したその金属効果顔料に比較して、関連する化学薬品試験、およびモルタル試験において改良された抵抗性を有すると共に、特定の光学的性質(3D効果)も有している(U.Hirth,A.Albrecht,and B.Schreiber,1 PPCJ,December 2008)。
それにも関わらず、それらの製品は、貯蔵寿命が比較的に短いという欠点を有している。さらに、これらの顔料の製造に際しては、その製造プロセスが高コストで煩雑であるということは、比較的に高い製造コストで、ほんの限られた量しか製造できないということを意味している。
したがって、接着法の製品のように、効果顔料と粉体コーティングとの分離が抑制され、そして従来技術に比べて改良された貯蔵寿命を有する、コーティングされた効果顔料が必要とされている。
独国特許出願公開第10 2008 060 228A1号明細書または米国特許第7,578,879B2号明細書には、LCSTおよびUCSTポリマーを用いてコーティングされた効果顔料が記載されている。LCSTポリマーとは、低温では溶媒に可溶性であるが、所定の温度より上では不溶性となるポリマーである。UCSTポリマーとは、高温では溶媒に可溶性であるが、ある温度より下では不溶性となるポリマーである。しかしながら、これらのポリマーは、すでに硬化を受けているポリマーであって、バインダーではない。さらに、これらの文献の教示では、効果顔料の表面の上にポリマーを固定化するための、それに続く反応が含まれている。
これらの顔料は、適切な隠蔽力を有さず、そしてアグロメレーションを起こす傾向を有している。
欧州特許第1332182B1号明細書においては、その中にポリマーが可溶性である溶媒の中のポリマーと顔料との分散体から、その中にポリマーが不溶性である溶媒を添加することによって、顔料の上にポリマーを析出させることが記載されている。独国特許第2603211号明細書には、それとは逆のプロセスが開示されている:ポリマーに対して良好な溶解性を有する溶媒の中に、顔料もしくは真珠光沢顔料とポリマーとを分散させたものを、その中ではポリマーの溶解性が乏しい溶媒に添加している。さらには、プラスチックの中で顔料濃縮物を使用するための同様のプロセスが、独国特許第1544830号明細書にも開示されていた。
しかしながら、これらのプロセスは、結晶質のポリマー層を析出させない。さらには、これらの析出プロセスを実施すると、高度にアグロメレート化された析出物が生成し、その後の加工がほとんど不可能となってしまう。効果顔料の場合においては、粘着性のある粉体が得られ、それは、適用するには適していない。
さらに、液相の中で効果顔料の上に、モノマーからインサイチューで重合させたポリマー層を用いてコーティングされた効果顔料、特にメタリック効果顔料も公知である。公知の系の大部分は、ポリアクリレートであるか、またはそれらを含んでいる(欧州特許出願公開第2479224A1号明細書、米国特許出願公開第20120065298A1号明細書、欧州特許出願公開第2115075A1号明細書、欧州特許出願公開第1950257A1号明細書、欧州特許出願公開第1837380A1号明細書、欧州特許第477433B1号明細書)。これらの顔料の内のいくつかは、ポリアクリレートでコーティングされるより前に、金属酸化物層を用いてコーティングされている(米国特許出願公開第20090117281A1号明細書、欧州特許出願公開第2688962A1号明細書、欧州特許出願公開第2773704A1号明細書)。これらの場合においてはいずれも、多官能のアクリレートモノマー(架橋剤)も使用されている。したがって、それによって形成されるポリマー層は、結晶質ではない。これらの製品は、断然良好な仕込み性(chargeability)を有し、そして多くの場合、粉体コーティングの中での高い化学的安定性を有している。
それにも関わらず、この方法でコーティングされた顔料は、通常、ドライブレンドプロセスにおける粉体コーティングで使用され、そのために、たとえば過度の分離など、相応の欠点を有している。接着プロセスにおける使用は、やっかいであるが、その理由は、さらなる重合のステップが、そのプロセスを、不必要に複雑化させ、コストアップさせるからである。
したがって、上述のような欠点を有さない、コーティングされた効果顔料を提供することが必要とされている。その効果顔料は特に、極めて良好な貯蔵寿命を有し、そして、その接着された顔料で、極めて低い分離傾向を示すべきである。
さらには、それらの顔料を製造するための、簡単かつ安価な方法も必要とされている。
本発明の目的は、微小板形状の基材およびその上に適用されたコーティングを含み、そして粉体コーティング物質のためのバインダーを含むコーティングされた効果顔料を提供することにより達成されたが、
それは、以下のことを特徴としている:
そのバインダーが、13C NMR MAS緩和測定によって求められる結晶質および非晶質の画分を有し、その13C核の緩和は、次式に従う双指数関数的(biexponential)緩和にあてはまるが、
Figure 2022017284000001

ここで、その結晶化度cが、40%~85%間の範囲であり、そして、短い平均緩和時間T と長い平均緩和時間T とが存在して、そしてT が、65~130sの範囲である。
そのコーティングされた効果顔料のさらなる実施態様は、従属請求項2~14に記載されている。
さらなる実施態様は、態様2~18および態様37~57にもさらに記載されている。
さらに、その目的は、微小板形状の基材およびその上に適用されるコーティングを含み、そして粉体コーティング物質のためのバインダーを含むコーティングされた効果顔料を製造するための方法を提供することによっても達成されたが、
それは、以下のステップを含むことを特徴としている:
a1)単一の有機溶媒もしくは溶媒の混合物の中に、温度Tsolでの第一のタイムスパンtsolの間に自発的に析出することが可能なバインダーを、溶解させるステップ、
b1)次いで、a1)からの溶媒もしくは溶媒の混合物に効果顔料を添加し、その効果顔料を分散させるステップ、
c1)温度Tinsolでの第二のタイムスパンtinsolの間に、そのバインダーを用いて、その効果顔料をコーティングするステップ、
または
a2)単一の溶媒もしくは溶媒の混合物の中に効果顔料を分散させるステップ、
b2)次いで、温度Tsolを有するその溶媒もしくは溶媒の混合物に対して、自発的に析出することが可能なバインダーを添加するステップ、
c2)温度Tinsolでのタイムスパンtinsolの間に、バインダーを用いてその効果顔料をコーティングするステップ、
d)その溶媒もしくは溶媒の混合物からそのコーティングされた効果顔料を取り出すステップ、および
e)場合によっては、コーティングされた効果顔料を乾燥させるステップ。
その方法のさらなる実施態様は、従属請求項16~21に記載されている。
その方法のさらなる実施態様は、態様19~34にもさらに記載されている。
I ポリマーの自発的析出:
本発明は、まったく予想もされなかった効果に基づいている。その効果では、最初にポリマーが、所定の温度Tsolで、有機溶媒の中に溶解されている。その溶解は、慣用される補助的な手段たとえば、撹拌および/または超音波処理で維持されている。しかしながら、あるタイムスパンtinsolが経過すると、その溶液の中にポリマーの析出物が生成する。このプロセスは、自発的に起きる、別の言い方をすれば、外部パラメーターたとえば温度、pHを変化させたり、塩またはまた別の溶媒を添加したりしたことの結果として起きるのではない。
この挙動を、本発明の文脈においては、ポリマーの「自発的析出」と呼ぶこととする。本願発明者の知る限りにおいては、ポリマーのそのような挙動は、これまで開示されたことはない。
本発明においては、たとえば溶媒和熱が放出された結果として、温度がわずかに変化したような場合もまた、自発的析出と理解するべきである。この場合、わずかな温度変化とは、0~5℃、好ましくは0.5~2℃の範囲での変化と理解するべきである。
言うまでもないことであるが、温度変化、pHにおける変化、あるいは塩の添加(塩析)の結果として、溶解していたポリマーが析出することは、従来技術で昔から確かめられていることである。ポリマーの溶液に、その中ではそのポリマーの溶解性が乏しい溶媒を添加することによって、析出させることも公知である。後者の方法は、たとえば欧州特許第1332182B1号明細書において使用されて、有機ポリマーを用いて顔料がコーティングされている。
さらに、UCSTまたはLCSTポリマーも公知ではあるが、しかしながらその場合には、析出を起こさせるためには、温度を変化させることが必須である。
本発明の文脈においては、有機バインダーを用いて効果顔料をコーティングすることを目的として、自発的析出の効果が開発された。それらのバインダーは、好ましくは、粉体コーティングに適したバインダーである。この目的のために使用するバインダーが、粉体コーティングバインダーであれば、特に好ましい。
特に好ましい実施態様においては、使用されるバインダーが、有機溶媒中、温度Tinsolで自発的に析出することが可能なバインダーである。
好適な実施態様においては、そのタイムスパンtinsolが、およそ0.5分から48時間の範囲にある。このタイムスパンの間に、予め溶解させておいたポリマーの、少なくとも50%、好ましくは60%、より好ましくは70%、極めて好ましくは少なくとも80%、そして特別に好ましくは少なくとも90%が析出する。
しかしながら、0.5分未満のタイムスパンは、析出を十分に調節することができないので、効果顔料のコーティングには適していない。48時間よりも長い時間だと、その析出手順は、バッチ時間が長くなるために、コストの面で不利である。
したがって、0.5時間~12時間の範囲、より特に好ましくは1時間~10時間の範囲、特別に好ましくは2時間~8時間の範囲のタイムスパンtinsolの間に、予め溶解させておいたポリマーの、少なくとも50%、好ましくは60%、より好ましくは70%、極めて好ましくは少なくとも80%、特別に好ましくは少なくとも90%が、有機溶媒の中で析出するのが好ましい。
2~8時間の範囲のタイムスパンtinsolの間に、バインダーの少なくとも90%が、有機溶媒の中で析出すれば、極めて特に好ましい。
一般的に観察されたところでは、ポリマーの析出はほとんど定量的である。溶解されたポリマーの、一般的には90%~100%、好ましくは92%~97%が、再び析出する。
自発的析出の温度、Tinsolは、好ましくは0℃~80℃の範囲、より好ましくは10℃~70℃の範囲、より特に好ましくは15℃~50℃の範囲、特別に好ましくは18℃~30℃の範囲に入る。析出は、高温よりは低温の方が、より速やかに起きる。
その溶解に使用される溶媒は、無極性が強すぎないようにするべきである。したがって、たとえば四塩化炭素のような無極性の溶媒の中では、バインダーを溶解させることは可能であるが、それらが再析出しないことが観察された。
好ましい有機溶媒は、ケトンおよびエステルの群からの溶媒である。特に好ましい溶媒は、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、酢酸エチル、さらにはそれらの混合物である。
自発的析出の前でのポリマーの溶解は、目に見えるような残渣がないように実施されるものの、その溶液は、ある程度の不透明性を必ず有しているが、このことは、溶解させたポリマーがアグリゲートした結果として、コロイド状態で存在していることを示唆している。それとは逆に、たとえば四塩化炭素のような、その中では自発的析出が起きない無極性溶媒の中では、透明な溶液が得られた。
好ましい実施態様においては、そのバインダーが、ポリエステル官能基を有している。特に好ましい実施態様においては、そのバインダーが、粉体コーティングバインダーとして使用することが可能な、ポリエステルである。このタイプのバインダーは、溶融重合によって調製される。そのような場合においては、それらのモノマー(酸成分としてのカルボン酸官能基を含むモノマー、およびアルコール成分としてのアルコール官能基を含むモノマー)を融解状態とし、適切な触媒の存在下に、重縮合反応によって、オリゴマー化または重合させる。ポリエステルが形成されるが、それらには、末端官能基としてヒドロキシル基またはカルボン酸基が含まれていてもよい。言うまでもないことであるが、これらのポリエステルは、完全に硬化されていないが、その理由は、実際のところ、コーティング操作の後で、コーティングをベーキングしたときに、粉体コーティングの中で、それらがバインダーとしてさらに硬化されることが必要であるからである。そのようなポリエステルの調製に関する例は、以下の特許に見出すことができる:欧州特許第0521992B1号明細書、米国特許第6,660,398B1号明細書、米国特許第6,635,721B1号明細書、国際公開第2001/138432A1号パンフレット、米国特許第6,384,102B1号明細書、国際公開第2004/083326A1号パンフレット、および国際公開第2002/50201A1号パンフレット。
さらなる好ましい実施態様においては、そのポリエステルには、酸成分として、イソフタル酸およびテレフタル酸、ならびにそれらの混合物からなる群のモノマーが、主として含まれる。特に好ましい実施態様においては、そのバインダーには、酸成分として、全部の酸成分を規準にして、少なくとも14mol%のイソフタル酸が含まれる。
イソフタル酸およびテレフタル酸の割合が、全部の酸成分を規準にして、好ましくは50~100mol%、より好ましくは70~96mol%である。
好ましくは主成分には含まれない、さらなる酸成分としては、以下のものが存在していてもよい:アジピン酸、フタル酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、およびこれらの化合物の混合物。分岐単位として少量(10mol%未満)で存在させてもよいのが、3以上の官能性を有するカルボン酸、たとえばトリメリット酸またはピロメリット酸である。
ポリエステルバインダーのアルコール成分に関しては、好ましい実施態様は、アルコール成分として、ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールの主画分を特徴とするものである。ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールの割合は、すべてのアルコール成分を規準にして、好ましくは50~100mol%、より好ましくは70~98mol%、極めて好ましくは80~95mol%である。ここで、ネオペンチルグリコールを主たるアルコール成分とするのが、極めて特に好ましい。
このタイプのアルコール成分を有するポリエステルバインダーは、文献においては、「非晶質な」ポリエステルとみなされることが多い(米国特許第6,660,398B1号明細書、米国特許第6635721B1号明細書)。
さらなるアルコール成分としては、好ましくは、合計して全アルコール成分の50mol%未満の量で、たとえば以下のものを存在させてもよい:エチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールA、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレート、およびこれらの化合物の混合物。
分岐単位として、少量(10mol%未満)で存在させてよいものとしては、以下のものが挙げられる:少なくとも3個のヒドロキシル基を含む、3個以上の官能基を有するヒドロキシル化された化合物、たとえばトリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、およびそれらの混合物。
さらに改良された実施態様においては、そのポリエステルのアルコール成分に関して、直鎖状のα,ω-アルコールたとえばエチレングリコールの、ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールに対するモル比が、20%未満、より好ましくは15%未満、さらにより好ましくは12%未満、極めて好ましくは10%未満である。直鎖状のα,ω-アルコールたとえばエチレングリコールのレベルが高すぎるポリエステルは、自発的析出にはあまり適していないことが分かっている。
それらのタイプのポリエステルは、文献では、より「非晶質な」ポリエステルとして知られている。対称性がより高いモノマー、たとえば直鎖状のα,ω-アルコールを高い割合で含むか、および/またはテレフタル酸を高い割合で含むポリエステルは、文献では、「半晶質な」ポリマーとして知られている(欧州特許第0 521 992B1号明細書、米国特許第4,217,426号明細書)。
ポリマーの自発的析出は、そのポリマーの結晶化の増大に帰することが可能であり、それは、そのポリマーを溶媒の中に溶解させたときから始まっている。この事実は、以下において各種の測定方法を用いて示すであろう。
一つの理論に拘束されずに言えば、これのための説明は、特に粉体コーティングに好適なポリエステルバインダーの場合においては、これらのポリエステルが、融解物からそれらを調製したことが理由で、すでにある程度の部分的な結晶性を有しているにもかかわらず、それらが極めて大きな立体的な歪みを有しているということである。溶解された結果として、そのポリマー鎖には、より大きな移動の自由が与えられ、そのため、互いに適したポリマーセグメントを見出して、結晶質の領域を形成することが可能となる。したがって、究極的には、そのポリマーが不溶性となり、析出する。
注目に値し、極めて驚くべきことには、このことは、外部パラメーターをさらに変更しなくても起きる。
このことは、アルコール成分として高い画分のネオペンチルグリコール、および/または酸成分として高い画分のイソフタル酸を有するポリエステルの場合において特に驚くべきことであるが、その理由は、これらのバインダーが、文献では、特に非晶質のポリエステルとして記載されているからである(米国特許第6,660,398B1号明細書、欧州特許第0521992B1号明細書)。
II ポリマーの特性測定
IIa DSC測定:
示差走査熱量測定(DSC)は、ポリマーを分析するための標準的な方法である。特定の吸熱融解ピークのエネルギーに基づいて、結晶化度を評価することが可能である。しかしながら、正確な結晶化度を求めるためには、いずれの場合においても、同様の構造を有する公知のポリマーを規準にした標準化が必要である。
融解ピークの位置は、本発明においては、主として、極大温度Tmaxから求められる。本発明において析出されたポリマーはさらに、複数の極大値を有する融解ピークを有する可能性もある。その場合においては、最高のピークをTmaxとして選択するが、二つのピークがほぼ同じ強度(±5%)を有しているような場合には、その二つの極大値の平均を採用する。
本発明によるバインダーを用いてコーティングされた効果顔料は、5℃/分の昇温速度でのDSC曲線(DSC diagram)において、好ましくは、Tmax=100~150℃の範囲に極大値を有する少なくとも一つの吸熱ピーク、およびさらには、このピークに伴う15J/g~80J/gの範囲のエンタルピーΔHを示すが、そのエンタルピーは、そのバインダーの量を規準にして計算したものである。
この吸熱ピークは、そのバインダーの結晶質画分の融解に帰属される。
maxが、110~140℃の範囲にあれば、さらに好ましい。さらに、その融解エンタルピーが、20~70J/gの範囲にあれば好ましく、30~65J/gの範囲にあればより好ましいが、そのエンタルピーはバインダーの量を規準にして計算したものである。
ポリエステルバインダーの場合においては、その融解エンタルピーの位置Tmaxが、印象的である。未析出のバインダーについてのDSCを測定すると、その第一のDSC走査では、好ましいポリエステルバインダーの場合には、Tmaxおよそ65~72℃に極めて小さなピークが含まれる。このピークは、そのポリマーの、ある程度小さな画分の結晶質領域に帰属させることができる。
したがって、本発明によるバインダーを用いてコーティングされた効果顔料は、40~75℃の範囲、好ましくは50~70℃の範囲の非結晶化状態に比較して、結晶化状態で、DSC中での融解エンタルピーの増大ΔTmaxを示す。
未析出のバインダー、好ましくはポリエステルバインダーの融解エンタルピーのレベルΔHAGMは、わずかおよそ5~10J/gの範囲である。
したがって、本発明によるバインダーを用いてコーティングされた効果顔料は、2~10の範囲の、吸熱融解エンタルピーΔH/ΔHAGMの比率を有しているが、これは、5℃/分の昇温速度でのDSC測定の走査の手段により、バインダーの量を規準にして、析出後(ΔH)を、析出前のバインダー(ΔHAGM)に対比させて求めることが可能である。その比率が3~8の範囲であれば好ましく、4~7.5の範囲であれば特別に好ましい。
IIb 粉末回折法(PXRD):
デバイ-シェラー光学系における粉末回折法は、ポリマーの結晶化度を求めるための慣用される方法である。その前提条件は、そのサンプルが、空間的に統計的な分散状態で存在していること、ならびに、可能な限りで、優先的な方向を有していないことである。この方法では、あるサイズ以上の結晶質の割合しか検出することができないが、その理由は、微結晶が小さすぎると回折が起きないからである。
PXRD回折図は、直径0.3mmのキャピラリーを用い、X線源としてCuKα1、モノクロメーターとしての0.5mmスリット幅を有するゲルマニウム(111)を使用したデバイ-シェラー光学系で記録するのが好ましい。
これらのパラメーターはいずれも、得られるピークの幅に影響する。
ここで、本発明に従ってコーティングされた効果顔料は、構造化された回折図を有している。この場合におけるピークは、(半)結晶質バインダーに帰属させることができる。それらのピークは、(2θで)0.7~2.0度の範囲に、半値全幅を有している。
それとは逆に、未析出のポリマーは、構造化されたスペクトルを与えない。
IIc 13C MAS NMRスペクトル法および緩和:
固体のNMRの緩和測定は、ポリマーの結晶質および非晶質の画分のキャラクタリゼーションをするために、科学文献においてはよく知られているにも関わらず、特許文献では、ほとんど触れられることがないので、最初に、この方法の一般的な説明をしておく。
MASスペクトル法:
固体状態NMRスペクトル法では、強い核-核相互作用の影響(これが、スペクトルに反映される)が特徴的である。液体状態NMRにおいては、ブラウン運動によってそれらの相互作用がほとんど平均化される。その結果として、ナローな共鳴線が得られ、それから、その分析しているサンプルの化学組成についての詳細な(in-depth)情報を得ることができる。凝縮相(固体状態)にある物質では、そこでは固体構造が存在しているために、ブラウン運動は弱いか、または全く存在しない。したがって、複数のスピンの相互作用が常に存在し、その結果、構造のない、極めてブロードなNMRスペクトルとなる。これらの相互作用の内でも、最大の役割を果たしているのが、双極子の相互作用、化学シフトの異方性、および四極子の相互作用である。四極子の相互作用は、I>1の核スピンを有する核の場合のみに関わるので、13C NMRの場合には無視することが可能である(Hと同様に、13Cでは、スピン=1/2である)。
化学シフトの異方性(略して、CSA)は、等方性の状態と異方性の状態との間で、NMRシグナルの化学シフトにおいて差を与える。化学シフトは、特定の原子核の局所磁場の尺度であって、所定の磁気モーメントを与えるということが知られている。液体状態NMRにおいては、ポリマーの化学シフトは通常、取り得るすべてのコンホメーションを平均した値であるが、その理由は、そのポリマーの化学結合のまわりでのコンホメーションの変化が早いからである。固体状態では、化学シフト(すなわち、分子軌道の中での核スピンと電子の間の相互作用)は、すべての構造的な変化の影響を受ける。したがって、それには、化学的同一性のみならず、さらには、含まれている分子基の分子的な配向についての、貴重な情報が含まれている。
双極子相互作用は、双極子カップリングとも呼ばれ、磁気モーメントを有する二つのスピンの直接的な相互作用を反映する。13C核とそれに結合されているプロトン(H)の場合においては、その双極子カップリングは、距離r(約1/r)と、外部磁場Bに対するその傾き(orientation)(θ)とに依存する[Isao Ando,Tetsuo Asakura,Solid State NMR of Polymers,vol.84]。
Andrewらによって1958年に、この影響を抑えるための新しい方法が提示された[E.R.Andrew,A.Brandbury,R.G.Eades,Nature,1959,183,1802]。この新規な技術(MAS=マジックアングルスピニング)には、特定の角度θ、すなわち「マジック」アングルで回転しているセラミックローターの中でサンプルを測定することが含まれており、その回転数νrotは、約1kHz~70kHzである。マジックアングル、θは、回転軸と外部磁場Bとの間の角度であり、そこでは、平均空間配向を表す項、cosθ=1/3が成立する。その角度は、正しくは54.74度である。この角度では、NMRの線幅を拡げていたスピン相互作用が、部分的に平均化されて、その結果、線幅が顕著に狭まる。この線幅は、しかしながら、それでもなお、液体状態NMRにおける対応するシグナルの線幅のおよそ10~100倍である。幾何学用語では、マジックアングルは、立方体の辺に対する対角線の角度として表すことができる。MAS NMRスペクトルの特徴は、等方性化学シフトの位置に中央線が存在し、さらに、サイドバンド(「回転サイドバンド(rotational sidebands)」(ssb)が存在していることである。その回転サイドバンド(ssb)は常に、回転数νrotの整数倍のところに表れる。それらは、スペクトル上では、必ず上付きの星印()が付けられている。
多数の共鳴を有するポリマーサンプルの場合においては、各種の化学基の化学シフトの実際のシグナルに回転サイドバンドがオーバーラップすることで、記録されたスペクトルの評価がさらに困難となる。したがって、習慣的には、対象としている化学基の少なくとも中央線が、そのオーバーラップが外れるような回転数を使用する。この場合においては通常、回転数が高いほど、回転サイドバンドがスペクトルから遠ざかる。大きな化学異方性シフトを有する基(たとえば、COO基を有するポリマーの場合)、高い回転数、および/または回転サイドバンドを抑制するための特別な手段を使用する[W.T.Dixon,J.Chem.Phys.,77,1800(1982);O.N.Antzutkin,Z.Song,X.Feng,and M.H.Levitt,J.Chem.Phys.,100,130(1994)]。
一般的には、数kHzから20kHzまでの回転数であれば、13C核とそれらに結合しているプロトンとの間の双極子相互作用を平均化させるのに十分である。H核相互の間の双極子相互作用は、より強く、そのために、70kHzまでの、さらに高い回転数が必要となる。このことが理由で、H MAS 固体状態NMRでは、コストおよび材料の複雑さが極端に高くなるので、そのため、滅多に使用されることはない。ポリマーの場合においては、13C MAS NMRは、構造および動的プロセスを解析するに十分な感度を有しているために、ある程度の頻度で出現する。13C核はH核よりも固有振動数(natural frequency)が、はるかに低いので、常用される方法では、存在量の多い核種(したがって、ポリマーの場合では、通常H)を、存在量の少ない核種(13C)に対して磁化させることが含まれる。この領域における最も一般的な方法は、Hartmann-Hahn交差分極(cross-polarization)であって、そこでは、励起されたプロトン核の磁化を13C核に移行させる。この場合においては、含まれている核の磁気回転比(γ/γ)によって得られるように、感度を最大で4倍にまで上げることが可能である[S.R.Hartmann,E.L.Hahn,Phys.Rev.,1962,128,2042]。
結晶では、それらの分子は、等価ではない位置(inequivalent position)すなわち凍結されたコンホメーションの形で存在する。その場合、固体状態のMAS NMRスペクトルは、わずかに位置がずれた化学シフトを有する、より多くのシグナルを有することとなるであろう。それに対して、溶液状態のNMRでは、それらのシグナルは等価となるであろう。固体状態NMRでは、この現象を利用して、互変異性およびその動的な変化を分析することができる[F.Laupretre,L.Monnerie,J.Virlet,Macromolecules,17(1984)1397]。
そのTgより低温の非晶質ポリマーのサンプルでは、その鎖の無秩序さが比較的に高いので、結晶質のサンプルの場合よりも、よりブロードなNMRバンドとなるであろう。非晶質相ではブロードなNMRシグナルとなり、結晶質相ではよりナローなシグナルとなることの違いを利用して、ポリマーの重合度を求めることができる[Isao Ando,Tetsuo Asakura,Solid State NMR of Polymers、vol.84]。ポリマーの非晶質相と結晶質相で、鎖のコンホメーションが違っているとすれば、それらのNMRスペクトルおよびそれらの動的NMR挙動もまた異なるであろう。半晶質のポリマーの場合では、その動的挙動を、より動きやすい鎖を有する非晶質相の挙動と、鎖の動きの自由度が大きく制限されている結晶質相の挙動とを区別する判定基準として採用することができる。よく使用されている方法の一つが、T縦緩和法(longitudinal relaxation technique)である[W.S.Veeman,E.M.Menger,H.H.C.de Moor,Proc.IUPAC I.U.P.A.C.Macromol.Svmp.28rh,1982.2;F.C.S.Schiling,F.A.Bovery,A.E.Tonelli,Polvm.Marer.Sci.Eng.,50(1984),256;D.A.Torchia,J.Magn.Reson.,30(1978),613]。
13C MAS NMR緩和:
縦緩和すなわちスピン-格子緩和は、スピン系の磁化ベクトルを平衡(その磁化ベクトルが外部磁場Bと平行になったときに得られる)に達するように展開させることを記述するための手順である。適切な90x’度パルスを印加することによって、回転座標系での巨視的磁化M(定義により、平衡状態では、(外部磁場に平行な)z軸方向を指している)を、y’軸方向へシフトさせる。影響を受けたエネルギーレベルの占有比が変化して、静止状態に適用されるボルツマン分布に従った占有ではなく、等占有(equioccupancy)が起きる。次いで、時定数Tを用いた指数関数に従って、平衡状態への緩和が起きる。
非晶質相においては鎖の運動性が高いために、Tは、結晶質相における緩和時間よりも実質的に短くなる。この効果の結果、半晶質のポリマーの場合においては、その緩和曲線が、次のタイプの単純な指数関数ではもはや記述できなくなる[Bloch F.,Phys.Rev.,1946;70:460~474]。
Figure 2022017284000002
それに代えて、この場合、双指数関数を使用して、非晶質画分の速い緩和時間T を結晶質画分の遅い緩和時間T から分離することが必要となる:
Figure 2022017284000003

ここで、以下のような割り当てが適用される:
:平衡磁化
M(t,M,a,c,T 、T ):時間tでの磁化
c:結晶質ポリマーの比率(モル分率)
t:90度インパルス後の時間
a:このパラメーターは、ノンゼロ初期磁化を考慮に入れたもので、ポリマーおよびコーティングされたAl粒子の中での結晶質画分の測定とは無関係である。パラメーターのaは、飽和ブロックおよびベースラインの補正の効率を反映していて、t=0で磁化が完全に消滅している場合には、ほぼ1.0となる筈である。
:スピン-格子緩和時間「短」:非晶質画分の緩和時間
:スピン-格子緩和時間「長」:結晶質画分の緩和
90度パルスの間に適切な待ち時間を挿入する。
全体として、この方法は、ポリマーの結晶質画分の検出に関連する感度が極めて高い。この方法は、常に、分子的に解釈しなければならないので、ポリマーの中の極めて小さな結晶質ドメインでさえも、検出することが可能である。
IId ポリマーおよび、本発明によりコーティングされた効果顔料での13C NMR MAS測定
実施した測定についての実験の詳細は、実験の項において見出される。
本発明に従ってコーティングされた効果顔料の特徴は、そのバインダーが結晶質画分および非晶質画分を有していることであり、それは、13C NMR MAS緩和測定の手段によって求められ、13C核の緩和が、次式の双指数関数的緩和にあてはまる:
Figure 2022017284000004

ここで、その結晶化度cが、40%~85%間の範囲であり、そして、短い平均緩和時間T と長い平均緩和時間T とが存在して、そしてT が、65~130sの範囲である。
その他の実施態様においては、そのバインダーが、45%~75%の結晶化度cを有している。
好ましい実施態様においては、その長い平均緩和時間T が、70~110sの範囲、より好ましくは71~100sの範囲である。
III 効果顔料:
効果顔料は、メタリック効果顔料、真珠光沢顔料、および干渉顔料、ならびにそれらの混合物からなる群より選択される。
メタリック効果顔料は、微小板形状の金属コアをベースとしている。ここで微小板形状と呼ばれている金属コアは、そのアスペクト比(すなわち、平均サイズd50対平均厚みh50の比率)が5よりも大きい、コアである。10~500、および40~100のアスペクト比を有する金属コアが、さらに好ましい。
金属コアのアスペクト比が高いほど、メタリック的な性質、たとえば明暗フロップ性やラスター性が良好となる。
本発明においては、アルミニウム、銅、亜鉛、スズ、ゴールドブロンズ、黄銅、鉄、チタン、クロム、ニッケル、銀、金、鋼、ならびにそれらの合金およびそれらの混合物からなる群よりの金属を含むか、またはそれらからなっている、微小板形状の金属コアが好ましい。本発明におけるさらなる変法においては、その微小板形状の金属コアが、アルミニウム顔料またはゴールドブロンズ顔料である。アルミニウム顔料が特に好ましい。
それらのメタリック効果顔料は、微小板形状で実質的に円盤状(「1ドル銀貨(silver dollar)」と呼ばれるタイプ)であるか、または微小板形状で実質的に「コーンフレーク状」(「コーンフレーク」と呼ばれるタイプ)であるかの、いずれかである。
本発明のメタリック効果顔料の微小板形状の金属コアは、すなわち、次のステップのポリマーコーティングをしていないものは、好ましくはおよそ20nm~およそ2μm、より好ましくは25nm~1μm、さらにより好ましくは30nm~600nmの平均厚みh50を有している。
50の値は、厚み分布の累積度数分布に関連する。その厚み分布は、国際公開第2004/087816A2号パンフレット(24および25ページ)に記載された方法によって、70~100個の顔料をSEM測定する手段によって求めることができる。
本発明の効果顔料のサイズは、慣例に従って、レーザー粒度測定法の手段によって測定する。この分析によって、体積平均サイズ分布関数の累積度数分布が得られる。この文脈においては、D50値は、測定した効果顔料の50%が、表示された特定の値以下の小さい体積平均直径を有している数値を表している。その散乱光のシグナルを、フラウンホーファー理論に従って評価するが、それには、屈折と粒子の吸着挙動とが含まれている。サイズ分布は、Quantachrome製のCilas 1064装置を使用して測定するのが好ましい。
本発明の効果顔料のサイズ分布のD50値は、好ましくは3~200μmの範囲、より好ましくは5~100μmの範囲、極めて好ましくは8~90μmの範囲である。
さらなる実施態様においては、その微小板形状の基材が、金属酸化物を用いてコーティングされたメタリック効果顔料であるか、または真珠光沢顔料である。
この場合の金属酸化物は、(二)酸化ケイ素、酸化ケイ素水和物、水酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化アルミニウム水和物、水酸化アルミニウム、およびそれらの混合物からなる群より選択するのが好ましい。特に好ましいのは、二酸化ケイ素(SiO)である。
このようにして金属酸化物を用いてプレコートされたメタリック効果顔料は、本発明に従って、粉体コーティングに適したバインダーを用いて、実質的に、より容易にコーティングすることができた。さらに、その金属酸化物コーティングは、効果顔料全体の一部の上で、化学的安定性および/またはガス発生安定性の改良に貢献する。
その金属酸化物が、少なくとも10nmの幾何学的層厚を有しているのが好ましい。この層厚よりも薄いと、その化学的安定性が不十分となるであろう。
金属酸化物の好ましい最大の層厚は、200nm、好ましくは50nmである。
層厚が200nmを超えると、その効果顔料の光学的性質が、不利となってしまう可能性がある。
一つの特に好ましい実施態様においては、その微小板形状の基材が、SiOでコーティングされたアルミニウム効果顔料である。
本発明における一つの展開法においては、その金属顔料が、効果顔料の表面と、その上に析出された粉体コーティング樹脂との間の接着性を向上させる物質を用いてプレコートされていてもよい。この物質の可能な例としては、官能化シラン、官能化ポリマー、および有機リン化合物が挙げられる。
官能化シランを使用するのが好ましい。それらのシランは、好ましくは、一般式(III)を有している。
(Y)R(4-z)Si(X) (III)
式(III)のシラン化合物においては、zは、1~3の整数であり、Rは、1~12個のC原子を有する、置換もしくは非置換、非分岐状もしくは分岐状のアルキル鎖であり、Yは、析出されたポリマーの対応する官能基と反応することが可能な官能基であり、そしてXは、ハロゲンおよび/またはアルコキシ基である。Rは、Siに対して環状に結合されていてもよく、その場合、zは通常2である。Xは、メトキシまたはエトキシ基であるのが好ましい。基Yは、アルキル基Rに対して、末端的に結合されていてもよい。1個のアルキル基に対して、2個以上の基Yが結合することもまた可能である。
Si(X)残基が金属顔料の表面のOH基と縮合反応すると、シランがこの表面と結合する。逆に、反応性の官能基Yを、その後でその上に析出させる粉体コーティングバインダーに対して付着させてもよい。この付着には、共有結合や、そうでなければさらに弱い相互作用の、たとえば水素結合が含まれていてもよい。極めて重要な因子は、接着促進剤としてのシラン官能基の手段によって、その粉体コーティングバインダーが、それに続く、たとえば篩別のような効果顔料のさらなる加工や、粉体コーティングにするためのさらなる加工の過程で、それが効果顔料の上に結合されたまま残れるような強度で、金属顔料の表面上に固着されているということである。したがって、それらのシランは、金属顔料の表面とコーティングの粉体コーティングバインダーとの間の、接着促進剤として機能している。
好ましい官能基Yは、イソシアネート、エポキシ、アミノ、ヒドロキシ、カルボキシ、アクリレート、またはメタクリレート基である。これらの基は、粉体コーティングバインダーの、対応する、化学的に両立できる、相手の基と反応する。しかしながら、この場合、そのままのバインダーは、硬化していない;別の言い方をすれば、そのオリゴマー性/ポリマー性のバインダーは、その化学的な架橋性能、すなわち硬化性能を維持している。そのシランの官能基Yは、たとえば、その粉体コーティングバインダーの硬化に含まれないかあるいは極めて部分的にしか含まれない、その粉体コーティングバインダーの官能基と反応することができる。たとえば、その粉体コーティングバインダーの官能基が、そのシランの官能基Yを規準にして、化学量論的に過剰な量で存在していてもよい。式(III)の少なくとも1種のシラン化合物を用いてプレコートされた金属顔料表面の上では、官能基(Y)は、一般的には、その次に適用される粉体コーティングバインダーの、対応する、化学的に両立できる、官能性の相手の基を規準にして、化学量論的に不足な量で存在させる。
たとえば、Yは、イソシアネート基またはエポキシ基であってよく、それに対してバインダーには、ポリオール官能性およびポリカルボキシ官能性を有するポリエステル成分が含まれている。触媒の添加が適当である場合には、イソシアネート基は、バインダーのOH基と室温で反応することができる。金属顔料がコーティングされ、コーティング系の中に組み入れられた後になってはじめて、次に、コーティング系のベーキングをしながら、そのポリエステルコーティングを硬化させる。
基Yが末端基であるのが好ましいが、その理由は、そのようにすると、立体的な妨害が最小となるために、反応性が最大になるからである。別な方法として、それのほとんどが末端基であり、Y官能基の前で鎖末端まで最高で3個のC原子がさらに存在していてもよい。
Yと反応するバインダーの官能基がさらに、バインダーを硬化させるときに、ポリマーを構築するものと同じであってもよい。このことが可能となるのは、次の理由による:先の説明からも分かるように、Yと反応することができる粉体コーティングバインダーの官能基は、一般的に、顔料表面の上の官能基Yに対して、化学量論的に過剰な量で存在しているので、そのため、反応性基Yが、そのオリゴマー性/ポリマー性のバインダーと反応した後でも、そのオリゴマー性および/またはポリマー性のバインダーの上には、架橋または硬化をさせるのに十分な量の官能基が依然として存在しているからである。反応性基Yと反応することができる粉体コーティングバインダーの官能基はさらに、そのバインダーの硬化に含まれる単一または複数の官能基とは異なっていてもよい。
相当する官能基を有する、表面変性剤として好適な有機官能性シランは、商品として入手することが可能である。Evonik(Rheinfelden)で製造され、商品名「Dynasylan(登録商標)」として販売されているもの、OSi Specialtiesにより製造されたSilquest(登録商標)シラン、またはWackerにより製造されたGENOSIL(登録商標)シランなど多くの代表的製品が存在する。
それらの例としては、以下のものが挙げられる:3-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(Dynasylan MEMO、Silquest A-174NT)、3-メルカプトプロピルトリエトキシ(またはメトキシ)シラン(Dynasylan MTMOまたは3201;Silquest A-189)、3-グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン(Dynasylan GLYMO、Silquest A-187)、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート(Silquest Y-11597)、ガンマ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(Silquest A-189)、ベータ(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(Silquest A-186)、ガンマ-イソシアナトプロピルトリメトキシシラン(Silquest A-Link 35、Genosil GF40)、(メタクリロイルオキシメチル)トリメトキシシラン(Genosil XL33)、(イソシアナトメチル)トリメトキシシラン(Genosil XL43)、アミノプロピルトリメトキシシラン(Dynasylan AMMO;Silquest A-1110)、アミノプロピルトリエトキシシラン(Dynasylan AMEO)またはN-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(Dynasylan DAMO、Silquest A-1120)またはN-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、トリアミノ官能性トリメトキシシラン(Silquest A-1130)、ビス(ガンマ-トリメトキシシリルプロピル)アミン(Silquest A-1170)、N-エチル-ガンマ-アミノイソブチルトリメトキシシラン(Silquest A-Link 15)、N-フェニル-ガンマ-アミノプロピルトリメトキシシラン(Silquest Y-9669)、4-アミノ-3,3-ジメチルブチルトリメトキシシラン(Silquest Y-11637)、(N-シクロヘキシルアミノメチル)トリエトキシシラン(Genosil XL926)、(N-フェニルアミノメチル)トリメトキシシラン(Genosil XL973)、およびそれらの混合物。
それらのシラン、好ましくは式(I)のシランは、効果顔料のメタリックな表面の上に直接適用してもよい。一つの好ましい展開法においては、その効果顔料が、SiOコーティングを用いて得られた、好ましくはSiOコーティングで包み込まれた、金属顔料であって、シランは、そのSiOコーティングの上に適用される。次いで、そのようにプレコートされた金属顔料に対して、粉体コーティングバインダーが適用される。
IV 方法:
本発明によりコーティングされた効果顔料を製造するための方法には、次のステップが含まれる:
a1)0℃~80℃の範囲の温度Tsolでの第一のタイムスパンtsolの間に、単一の有機溶媒もしくは溶媒の混合物の中で自発的に析出することが可能なバインダーを、溶解させるステップ、
b1)次いで、a1)からの溶媒もしくは溶媒の混合物に効果顔料を添加し、その効果顔料を分散させるステップ、
c1)0℃~80℃の範囲の温度Tinsolでの第二のタイムスパンtinsolの間に、そのバインダーを用いて、その効果顔料をコーティングするステップ、
a2)単一の溶媒もしくは溶媒の混合物の中に効果顔料を分散させるステップ、
b2)次いで、温度Tsolを有するその溶媒もしくは溶媒の混合物に対して、自発的に析出することが可能なバインダーを添加するステップ、
c2)タイムスパンtinsolの間にバインダーを用いてその効果顔料をコーティングするステップ、
d)その溶媒もしくは溶媒の混合物からそのコーティングされた効果顔料を取り出すステップ、および
e)場合によっては、コーティングされた効果顔料を乾燥させるステップ。
したがって、本発明によりコーティングされた効果顔料を製造するためには、主として2種の方法が存在する。その第一の方法においては、自発的に析出することが可能なバインダーを、最初に、単一の有機溶媒もしくは溶媒の混合物の中に溶解させる。タイムスパンtsolそれ自体は、重要ではなく、実務的な配慮で決めることになるであろう。タイムスパンtsolが、およそ0.25~3時間の範囲に入っているのが好ましい。溶解は、この溶液を撹拌および/または超音波処理することによって、有利に促進される。
この場合のバインダーの濃度は、溶媒の量を規準にして、およそ10~40重量%、好ましくは15~25重量%の範囲である。溶媒を節約する目的で、比較的に高い濃度で実施することも可能ではあるが、効果顔料がそれでもなお、効果的に分散できるかどうかは考えておくべきである。
第二のステップb1)は、効果顔料を溶媒に添加し、溶液の中に効果顔料を分散させるステップであるが、有利には、バインダーの溶かし込みが完了したら直ぐに、実施するべきである。ここで、あまりにも長い時間が経過すると、この初期のステージでバインダーの自発的析出が開始されてしまう可能性がある。
溶解されたポリマーに添加する前に、効果顔料を予め、溶媒の中、好ましくはステップa1)ですでに使用された溶媒もしくは溶媒の混合物の中に、別の分散体の形にしておくのがよい。このようにすると、たとえば、その目的のために慣用される装置を用いて計量添加することにより、その添加を、より容易とすることができる。このようにすると、効果顔料の粉体の場合に起きる可能性があるダスティングを防止し、またその添加を、実質的に残渣が出ないように実施することが可能となる。
第二の方法は、さらに簡便であり、本発明においては好ましい。その場合、その効果顔料は前もって、ステップa2)のように、その溶媒もしくは溶媒の混合物の中の分散体の形態になっている。
ステップa2)においては、その溶媒もしくは溶媒の混合物の中へ添加したポリマーの溶解は、先に分散されている効果顔料による影響をあまり受けないということが判明した。ステップc2)における効果顔料の上への析出は、事実上連続的である。ステップb2)およびc2)は、時間的に重なっていてもよい。このことは、必ずしも不利にはならないが、その理由は、まだ十分に溶解されていないポリマーが、すでに溶解されたポリマーの析出を妨げるということはないからである。
ステップc1)またはc2)におけるタイムスパンtinsolは、0.5時間~12時間の範囲、より好ましくは1時間~10時間の範囲であり、さらに極めて好ましくは2時間~8時間の範囲である。タイムスパンを0.5時間~1.5時間とすることもまた可能である。ポリマーの析出はほとんど定量的で、好ましくは92%~100%である。しかしながら、すべての場合に、全部のポリマーが効果顔料をコーティングする訳ではなく、ある程度の画分が、二次析出物の形態でも存在していることが判明した。しかしながら、特に粉体コーティングの適用においては、このことが不利になることはない。
しかしながら、効果顔料は、バインダーによって、この領域では、極めて均質かつ、ほとんど定量的にコーティングされる。
ステップc1)またはc2)における、バインダー析出温度Tinsolでの、好ましくは0℃~80℃の範囲、より好ましくはその溶媒もしくは溶媒の混合物の沸点より10℃下から5℃下までの範囲、より好ましくは15℃~50℃の範囲、極めて好ましくは18℃~30℃の範囲である。析出は、高温よりは低温の方が、より速やかに起きる。その温度が、室温か、または室温近くであるのが好都合である。このことにより、分散体の加熱または冷却操作に伴うエネルギーの使用が節約される。
ステップa1)またはb2)のための温度Tsolもまた、好ましくは0℃~80℃の範囲、より好ましくはその溶媒もしくは溶媒の混合物の沸点より10℃下から5℃下までの範囲、より好ましくは、15℃~50℃の範囲、極めて好ましくは18℃~30℃の範囲である。この場合もまた、室温かまたは室温近くで操作することにより、最も有利となる。
本発明の特に好ましい方法においては、二つの方法での温度の差ΔT=Tinsol-Tsolが、0~5℃の範囲であり、そこで自発的析出が起きる。言うまでもないことであるが、この場合、その方法は特に容易に制御することできるが、その理由は、加熱または冷却ステップなしで、実施できることが大きい。
しかしながら、TsolまたはTinsolについては、別な温度を選択することもまた可能である。したがって、たとえば、第一の方法においてバインダーを、より高い温度で溶解させ(これにより、通常、より低い温度の場合よりは速やかに溶解する)、その後で、より低い温度で析出を行わせることも可能である。
しかしながら、TsolまたはTinsolにおいて異なる温度を用いる変法は、LCSTまたはUCSTのポリマーによる方法を表しているものではないが、その理由は、本発明では、バインダーとしてLCSTまたはUCSTのポリマーを使用することを好まないからである。
ステップc1)またはc2)におけるtinsolは、好ましくは0.5時間~12時間の範囲、より好ましくは2~8時間の範囲である。さらには、析出時間tinsolを、1時間~2時間の範囲の中から選択することもまた可能である。
insolが0.5時間未満であると、その析出を調節することが不可能となり、二次析出の画分が多くなりすぎる、すなわち、バインダーが効果顔料の表面上に析出しない。
insolが12時間を超えても、製品の側では何の不都合も予想されないが、本来的に極端に単純な方法が、不必要に長くなってしまう。
析出時間tinsolが短く、およそ1時間~3時間の範囲であり、温度Tinsolが、室温または室温近く、好ましくは18℃~30℃であるような溶媒を選択するのが有利である。
コーティングされる効果顔料は、ペーストまたは粉体の形態で存在させるのがよい。メタリック効果顔料は、それらの製造方法の結果として、多くの場合、ホワイトスピリットを含み、およそ50~70重量%の固形物画分を有するペーストの形態になっている。この場合においては、相対的に無極性であるその系の中に、さらなる溶媒を導入する。これが、析出プロセスに悪影響を及ぼすことはないが、相当する溶媒混合物を用いた予備的な実験を実施して、それらの系の中で、使用したバインダーが析出することが可能であるかどうかを確かめておくべきである。
その効果顔料が、粉体の形態にあるのが好ましい。この場合、一方では、ポリマーを析出させるための条件が、より良好に規定されるが、他方では、溶媒混合物が存在しないと、溶媒の仕上げ可能性の面で、有利である。
いずれの方法においても、その有機溶媒が、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、さらにはそれらの混合物からなる群より選択されるのが好ましい。
この場合、混合物よりも、それらの溶媒の一つを選択して決定するのが有利であろう。
その効果顔料が、もともとホワイトスピリットを含むペーストの形態で存在しているメタリック効果顔料である場合には、上で好ましいとされた溶媒を、ホワイトスピリットとの混合物の形で存在させるであろう。その場合、メタリック効果顔料のペーストの中に存在しているホワイトスピリットまたはまた別の無極性の溶媒が、溶媒全部を規準にして、好ましくは20重量%未満、より好ましくは10重量%未満の濃度でその分散体の中に存在することになるかどうかを、確認しておくべきである。
それらの方法のステップd)、および場合によってはe)は、公知の標準的なステップであり、慣用される方法で実施することができる。
まとめて言えば、本発明の方法は、極めて単純であり、低コストである点で注目に値する。
使用した溶媒は循環させることが可能である;別の言い方をすれば、ステップd)の後で分離した溶媒を、場合によっては簡単な処理を施してから、コーティングプロセスに戻すことができる。
本発明の方法で使用されるバインダーは、本発明の意味合いにおいて、自発的に析出することが可能である。好ましい実施態様においては、そのバインダーが、ポリエステル官能基を有している。特に好ましい実施態様においては、そのバインダーが、粉体コーティングバインダーとして使用することが可能な、ポリエステルである。このタイプのバインダーは、溶融重合によって調製される。そのような場合においては、それらのモノマー(酸成分としてのカルボン酸官能基を含むモノマー、およびアルコール成分としてのアルコール官能基を含むモノマー)を融解状態とし、適切な触媒の存在下に、重縮合反応によって、オリゴマー化または重合させる。ポリエステルが形成されるが、それらには、末端官能基としてヒドロキシル基またはカルボン酸基が含まれていてもよい。言うまでもないことであるが、これらのポリエステルは、完全に硬化されていなが、その理由は、実際のところ、コーティング操作の後で、コーティングをベーキングしたときに、粉体コーティングの中で、それらがバインダーとしてさらに硬化されることが必要であるからである。
さらなる好ましい実施態様においては、そのポリエステルには、酸成分として、イソフタル酸およびテレフタル酸、ならびにそれらの混合物からなる群のモノマーが、主として含まれる。特に好ましい実施態様においては、そのバインダーには、酸成分として、全部の酸成分を規準にして、少なくとも14mol%のイソフタル酸が含まれる。
イソフタル酸およびテレフタル酸の割合が、全部の酸成分を規準にして、好ましくは50~100mol%、より好ましくは70~96mol%である。
好ましくは主成分には含まれない、さらなる酸成分としては、以下のものが存在していてもよい:アジピン酸、フタル酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、およびこれらの化合物の混合物。分岐単位として少量(10mol%未満)で存在させてもよいのが、3以上の官能性を有するカルボン酸、たとえばトリメリット酸またはピロメリット酸である。
ポリエステルバインダーのアルコール成分に関しては、好ましい実施態様は、アルコール成分として、ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールの主画分を特徴とするものである。ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールの割合は、すべてのアルコール成分を規準にして、好ましくは50~100mol%、より好ましくは70~98mol%、極めて好ましくは80~95mol%である。ここで、ネオペンチルグリコールを主たるアルコール成分とするのが、極めて特に好ましい。
このタイプのアルコール成分を有するポリエステルバインダーは、文献においては、「非晶質な」ポリエステルとみなされることが多い(米国特許第6,660,398B1号明細書、米国特許第6635721B1号明細書)。
さらなるアルコール成分としては、好ましくは、合計して全アルコール成分の50mol%未満の量で、たとえば以下のものを存在させてもよい:エチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールA、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレート、およびこれらの化合物の混合物。
分岐単位として、少量(10mol%未満)で存在させてよいものとしては、以下のものが挙げられる:少なくとも3個のヒドロキシル基を含む、3個以上の官能基を有するヒドロキシル化された化合物、たとえばトリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、およびそれらの混合物。
さらに改良された実施態様においては、そのポリエステルのアルコール成分に関して、直鎖状のα,ω-アルコールたとえばエチレングリコールの、ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールに対するモル比が、20%未満、より好ましくは15%未満、さらにより好ましくは12%未満、極めて好ましくは10%未満である。直鎖状のα,ω-アルコールたとえばエチレングリコールのレベルが高すぎるポリエステルは、自発的析出にはあまり適していないことが分かっている。
さらなる実施態様においては、粉体コーティングバインダーの析出、特にポリエステルの粉体コーティングバインダーの析出を、極めて驚くべきことには、析出調節剤として機能する添加剤の存在下で起こさせてもよい。これらの添加剤の効果は、効果顔料の表面上への粉体コーティングバインダーの析出がより効果的になるということである。このことは、バインダーを伴う顔料の割合が高くなり、それ相応に二次析出が減るということに表れる。
これらの添加剤が、無水マレイン酸とビニル芳香族化合物、好ましくは置換もしくは非置換のスチレンとをベースとする、櫛形コポリマーであるのが好ましい。さらには、これらの添加剤が、エステル、アミドまたはイミド基を介して酸基に結合されている、ポリエーテル単位(EOおよび/またはPO)を含んでいるのが好ましい。
これらの添加剤は、好ましくは4~45mgKOH/g、より好ましくは5~40mgKOH/gの酸価を有している。
それらが塩であって、その酸価が、アミン数にほぼ等しいと、さらに好ましい。
これらのタイプの添加剤は、たとえば以下の特許に記載されている:欧州特許第2125909B1号明細書、欧州特許第2106412B1号明細書、欧州特許第2125910B1号明細書、欧州特許第2240543B1号明細書、独国特許出願公開第102010049642A1号明細書、欧州特許第2723779B1号明細書、または欧州特許第2864373B1号明細書。
市場で入手可能な添加剤としては、以下のものが挙げられる:Byk 190、Disperbyk 2060、Disperbyk 2010、Byk ES80、またはByk 187(すべて、Byk Additives & Instruments(Abelstrasse 26,D-46483,Wesel,Germany)製)。
これらのタイプの添加剤は通常、特に、顔料ペーストの形成に関連した、濡れ剤および分散剤としての用途が主として見出されている。それらが、本発明に記載したような、効果顔料の上へのポリマーの自発的析出における助剤として機能することについては予見することもできなかった。
本発明のまた別の実施態様においては、その効果顔料が、ステップa2)の後で、バインダーを添加するよりは前、そして場合によっては添加剤を添加するより前に、接着促進剤を用いて処理される。それらの接着促進剤、特に官能性シランについては、先に説明した。
本発明のさらなる目的は、本発明の効果顔料の使用である。
本発明に従ってコーティングされた効果顔料は、ペイント、粉体コーティング、印刷インキ、トナー、またはプラスチックに用途を見出している。特に好ましいのは、粉体コーティングにおけるそれらの使用である。
本発明において使用されるバインダーは、粉体コーティングバインダーに適したバインダーであるので、本発明の効果顔料を加工することによって、粉体コーティングに対して特に良好な効果を与えることができる。この場合、その中に効果顔料が組み込まれる粉体コーティングのバインダーは、そのコーティングが構成されているバインダーと同じであっても、あるいは異なっていてもよい。好ましい実施態様においては、効果顔料のためのコーティングバインダーとして、および粉体コーティングのためのバインダーとしての両方のために、ポリエステル樹脂が選択されるであろう。
30~210℃の温度範囲で、5゜K/分で記録した、温度に対して表したDSC曲線である。この図では、高温の方向の線のみを示していて、逆方向の線は示されていない。-(実線):予備試験実施例1:アセトンから析出させた後の粉体コーティングCC 4540-0。-・-(一点鎖線):予備試験比較例1:製造業者から得たままの、粉体コーティングCC 4540-0。-・・-(二点鎖線):予備試験実施例1b:析出させた後の粉体コーティングCC 4540-0(第1回のスキャン直後の第2回スキャン)。 13C MAS NMRの総括測定(図2a)に使用したパルスシーケンスの模式的表示である。 13C NMR MAS緩和測定(図2b)に使用したパルスシーケンスの模式的表示である。 予備試験実施例1(CC 4540-0)について、予備試験比較例1での非晶質相(上)、予備試験実施例1での半晶質相(中、破線)、さらには実施例1のコーティングされたアルミニウム粒子(下、点線)のPXRDである。 この測定は、STOE StadiP回折計で、CuKα1照射(Ge(111)モノクロメーター)を用いたデバイ-シェラー光学系で実施した。直径0.3mmのSiOキャピラリーを使用した。全体がよく分かるように、非晶質のサンプルおよび半晶質のサンプルの測定データを、それぞれ50 000カウント、および25 000カウントだけ、上へシフトさせた。実施例1での、極めてシャープで高いピークは、アルミニウム基材の反射に帰することができる。 予備試験比較例1での非晶質相(下、「AGM」と表示;νrot=12.5kHz)、予備試験実施例1での半晶質相(中、「ND 10%」と表示;νrot=12.5kHz)および、実施例1によるコーティングされたアルミニウム粒子(上、「50/50 Alu顔料」と表示;νrot=8kHz)についての、バインダーCC 4540-0の13C CP MASスペクトルである。回転サイドバンドには、*印が付けてあり、等方性化学シフトは、ポリエステルの酸成分およびアルコール成分の特性的化学構造単位に割り当てられている。 予備試験実施例1(バインダーCC 4540-0)からの半晶質のポリマーのメチレン基の13C共鳴での、待ち時間に対する緩和の程度のプロットである。非晶質画分と結晶質画分の二つの異なった時定数が、明らかに異なった勾配を有する二つの領域に反映されている。 予備試験比較例10での非晶質相(下、「AGM」と表示;νrot=6kHz)、および予備試験実施例1での半晶質相(中、「ND」と表示;νrot=6kHz)についてのバインダーCC 2506の13C CP MASスペクトルである。回転サイドバンドには、*印が付けてあり、等方性化学シフトは、特性的化学構造単位に割り当てられている。 予備試験実施例10(バインダーCC 2506-1)からの半晶質のポリマーのメチレン基の13C共鳴での、待ち時間に対する緩和の程度のプロットである。非晶質画分と結晶質画分の二つの異なった時定数が、明らかに異なった勾配を有する二つの領域に反映されている。
態様
本発明はさらに、請求項または態様の一つに記載のコーティングされた効果顔料を含む主題にも関する。
態様1においては、本発明は、微小板形状の基材およびその上に適用されたコーティングを含み、そして粉体コーティング物質のためのバインダーを含むコーティングされた効果顔料に関するが、それは、以下のことを特徴としている:
そのバインダーが、13C NMR MAS緩和測定によって求められる結晶質および非晶質の画分を有し、その13C核の緩和は、次式に従う双指数関数的緩和にあてはまるが、
Figure 2022017284000005

ここで、その結晶化度cが、40%~85%間の範囲であり、そして、短い平均緩和時間T と長い平均緩和時間T とが存在して、そしてT が、65~130sの範囲である。
本発明の態様2においては、態様1に記載のコーティングされた効果顔料が、好ましくは、45%~75%の結晶化度cを有するバインダーを含んでいる。
本発明の態様3においては、態様1および2のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、その長い平均緩和時間T が、好ましくは、70~110sの範囲である。
本発明の態様4においては、態様1~3のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、LCSTまたはUCSTのポリマーではない。
本発明の態様5においては、先行する態様のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、X線源としてCuKα1を使用し、モノクロメーターとして0.5mmのスリット幅を有するゲルマニウム(111)を使用し、デバイ-シェラー光学系(キャピラリー直径0.3mm)の中で測定したPXRD回折図の中で、そのバインダーが、好ましくは、(2θで)0.7~2.0度の範囲に半値幅を有する構造化されたピークを有している。
本発明の態様6においては、先行する態様に記載のコーティングされた効果顔料において、5℃/分の昇温速度でのDSC曲線で、好ましくは、Tmax=100~150℃の範囲の最大値を有する少なくとも一つの吸熱ピークを有し、さらに、このピークに伴う、15J/g~80J/gの範囲のエンタルピーΔH(そのバインダーの量を規準にして計算したものである)を有している。
本発明の態様7においては、先行する態様に記載のコーティングされた効果顔料が、好ましくは、態様19~33に記載の方法で製造される。
本発明の態様8においては、先行する態様のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、ポリエステル官能性を有し、溶融重合によって調製されたものである。
本発明の態様9においては、態様8に記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、酸成分およびアルコール成分を含むポリエステルであり、そして酸成分としての主な画分が、イソフタル酸およびテレフタル酸、ならびにそれらの混合物からなる群のモノマーから選択されている。
本発明の態様10においては、態様8または9に記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、酸成分として、全部の酸成分を規準にして少なくとも14mol%のイソフタル酸を含んでいる。
本発明の態様11においては、態様8~10のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、アルコール成分として、全部のアルコール成分を規準にして50~100mol%の割合で、ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールを含んでいる。
本発明の態様12においては、態様11に記載のコーティングされた効果顔料において、そのポリエステルのアルコール成分に関して、そのポリエステルが、好ましくは、20%未満のエチレングリコールおよび/またはジエチレングリコール対ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールのモル比を有している。
本発明の態様13においては、態様6~12のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、2~10の範囲の吸熱融解エンタルピーの比率ΔH/ΔHAGMを有しているが、これは、5℃/分の昇温速度でのDSC測定実施の手段により求めることが可能であり、バインダーの量を規準にして、析出前のバインダー(ΔHAGM)に対する、析出後(ΔH)の比率である。
本発明の態様14においては、態様6~13のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、DSCにおいて、非結晶化状態に比較して結晶化状態では、40~75℃の範囲でのΔTMaxの増大を示している。
本発明の態様15においては、先行する態様のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、その微小板形状の基材が、好ましくは、メタリック効果顔料、真珠光沢顔料、および干渉顔料、ならびにさらにはそれらの混合物からなる群より選択される。
本発明の態様16においては、先行する態様のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、その微小板形状の基材が、好ましくは、真珠光沢顔料であるか、または金属酸化物を用いてコーティングされたメタリック効果顔料である。
本発明の態様17においては、態様16に記載のコーティングされた効果顔料において、その金属酸化物が、好ましくは、(二)酸化ケイ素、酸化ケイ素水和物、水酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化アルミニウム水和物、水酸化アルミニウム、およびそれらの混合物からなる群より選択されている。
本発明の態様18においては、態様16および17のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、その微小板形状の基材が、好ましくは、SiOでコーティングされたアルミニウム効果顔料である。
態様19においては、本発明は、微小板形状の基材と、粉体コーティング物質のためにその上に適用したコーティングとを含むコーティングされた効果顔料を製造するための方法にも関するが、それには、以下のステップが含まれる:
a1)単一の有機溶媒もしくは溶媒の混合物の中に、温度Tsolでの第一のタイムスパンtsolの間に自発的に析出することが可能なバインダーを溶解させるステップ、
b1)次いで、a1)からの溶媒もしくは溶媒の混合物に効果顔料を添加し、その効果顔料を分散させるステップ、
c1)温度Tinsolでの第二のタイムスパンtinsolの間に、そのバインダーを用いて、その効果顔料をコーティングするステップ、
または
a2)単一の溶媒もしくは溶媒の混合物の中に効果顔料を分散させるステップ、
b2)次いで、温度Tsolを有するその溶媒もしくは溶媒の混合物に対して、自発的に析出することが可能なバインダーを添加するステップ、
c2)温度Tinsolでのタイムスパンtinsolの間に、そのバインダーを用いて、その効果顔料をコーティングするステップ、
d)その溶媒もしくは溶媒の混合物からそのコーティングされた効果顔料を取り出すステップ、および
e)場合によっては、コーティングされた効果顔料を乾燥させるステップ。
本発明の態様20においては、態様22に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:差ΔT=Tinsol-Tsolが、0~5℃の範囲であり、そして自発的析出が存在する。
本発明の態様21においては、態様19または20に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:ステップc1)またはc2)での温度Tinsolが、その溶媒もしくは溶媒の混合物の沸騰温度より下10℃~5℃の範囲である。
本発明の態様22においては、態様21に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:ステップc1)またはc2)での温度Tinsolが、18℃~30℃の範囲である。
本発明の態様23においては、態様219~22に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:ステップa1)またはb2)での温度Tsolが、その溶媒もしくは溶媒の混合物の沸騰温度より下10℃~5℃の範囲である。
本発明の態様24においては、態様23に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:ステップa1)またはb2)での温度Tsolが、18℃~30℃の範囲である。
本発明の態様25においては、態様19~24のいずれかに記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:ステップc1)またはc2)におけるtinsolが、0.5時間~12時間の範囲である。
本発明の態様26においては、態様19~25のいずれかに記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:その有機溶媒が、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、さらにはそれらの混合物からなる群より選択される。
本発明の態様27においては、態様19~26のいずれかに記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーが、LCSTまたはUCSTのポリマーではない。
本発明の態様28においては、態様19~27のいずれかに記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーが、ポリエステル官能性を有し、そして溶融重合で調製される。
本発明の態様29においては、態様28に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーが、酸成分およびアルコール成分を含み、そして酸成分としては、主たる画分が、イソフタル酸およびテレフタル酸、ならびにそれらの混合物からなる群のモノマーから選択されるポリエステルである。
本発明の態様30においては、態様28または29に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーには、酸成分として、全部の酸成分を規準にして、少なくとも14mol%のイソフタル酸が含まれる。
本発明の態様31においては、態様28~30のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料を製造するための方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーには、アルコール成分として、全部のアルコール成分を規準にして、50~100mol%のネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールの画分が含まれる。
本発明の態様32においては、態様31に記載のコーティングされた効果顔料を製造するための方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのポリエステルのアルコール成分に関しては、それが、20%未満の、エチレングリコールおよび/またはジエチレングリコール対ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールのモル比を有している。
本発明のさらなる態様33においては、態様19~32のいずれかにおいて、ステップa2)の後で、析出助剤としての添加剤を加えるが、その添加剤が、好ましくは、無水マレイン酸およびビニル含有芳香族、好ましくはスチレンをベースとする櫛形ポリマーである。
本発明のさらなる態様33においては、態様19~33のいずれかにおいて、その効果顔料を、ステップa2)の後かつ、バインダーの添加、および場合によっては添加剤の添加前に、接着促進剤を用いて処理をする。
本発明の態様34においては、態様1~18に記載のコーティングされた効果顔料を、ペイント、粉体コーティング、印刷インキ、トナー、またはプラスチックにおいて使用する。
さらなる態様35においては、本発明は、微小板形状の基材およびその上に適用されたコーティングを含み、そして粉体コーティング物質のためのバインダーを含むコーティングされた効果顔料に関するが、それは、以下のことを特徴としている:
5℃/分の昇温速度でのDSC曲線において、好ましくは、Tmax=100~150℃の範囲に極大値を有する少なくとも一つの吸熱ピークを有し、およびさらには、このピークに伴う15J/g~80J/gの範囲のエンタルピーΔHを有するが、そのエンタルピーは、そのバインダーの量を規準にして計算したものである。
本発明の態様36においては、態様35に記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、2~10の範囲の吸熱融解エンタルピーの比率ΔH/ΔHAGMを有しているが、これは、5℃/分の昇温速度でのDSC測定実施の手段により求めることが可能であり、バインダーの量を規準にして、析出前のバインダー(ΔHAGM)に対する、析出後(ΔH)の比率である。
本発明の態様37においては、態様35または36のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、DSCにおいて、非結晶化状態に比較して結晶化状態では、40~75℃の範囲でのΔTMaxの増大を示している。
本発明の態様38においては、態様35~37のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、LCSTまたはUCSTのポリマーではない。
本発明の態様39においては、先行する態様37~38のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、X線源としてCuKα1を使用し、モノクロメーターとして0.5mmのスリット幅を有するゲルマニウム(111)を使用し、デバイ-シェラー光学系(キャピラリー直径0.3mm)の中で測定したPXRD回折図の中で、そのバインダーが、好ましくは、(2θで)0.7~2.0度の範囲に半値幅を有する構造化されたピークを有している。
本発明の態様40においては、先行する態様35~39に記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、13C NMR MAS緩和測定の手段によって求められる結晶質画分および非晶質画分を有し、13C核の緩和が、次式に従う双指数関数的緩和にあてはまり、
Figure 2022017284000006

ここで、その結晶化度cが、40%~85%間の範囲であり、そして、短い平均緩和時間T と長い平均緩和時間T とが存在して、そしてT が、65~130sの範囲である。
本発明の態様41においては、態様40に記載のコーティングされた効果顔料が、好ましくは、45%~75%の結晶化度cを有するバインダーを含んでいる。
本発明の態様42においては、態様40および41のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、その長い平均緩和時間T が、好ましくは、70~110sの範囲である。
本発明の態様43においては、先行する態様34~42に記載のコーティングされた効果顔料が、好ましくは、態様19~33に記載の方法で製造される。
本発明の態様44においては、先行する態様34~43のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、ポリエステル官能性を有し、溶融重合によって調製されたものである。
本発明の態様45においては、態様44に記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、酸成分およびアルコール成分を含むポリエステルであり、そして酸成分としての主な画分が、イソフタル酸およびテレフタル酸、ならびにそれらの混合物からなる群のモノマーから選択されている。
本発明の態様46においては、態様44または45に記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、酸成分として、全部の酸成分を規準にして少なくとも14mol%のイソフタル酸を含んでいる。
本発明の態様47においては、態様44~46のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、そのバインダーが、好ましくは、アルコール成分として、全部のアルコール成分を規準にして50~100mol%の割合で、ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールを含んでいる。
本発明の態様48においては、態様47に記載のコーティングされた効果顔料において、そのポリエステルのアルコール成分に関して、そのポリエステルが、好ましくは、20%未満のエチレングリコールおよび/またはジエチレングリコール対ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールのモル比を有している。
本発明の態様49においては、先行する態様34~48のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、その微小板形状の基材が、好ましくは、メタリック効果顔料、真珠光沢顔料、および干渉顔料、ならびにさらにはそれらの混合物からなる群より選択される。
本発明の態様50においては、態様49に記載のコーティングされた効果顔料において、その微小板形状の基材が、好ましくは、真珠光沢顔料であるか、または金属酸化物を用いてコーティングされたメタリック効果顔料である。
本発明の態様51においては、態様50に記載のコーティングされた効果顔料において、その金属酸化物が、好ましくは、(二)酸化ケイ素、酸化ケイ素水和物、水酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化アルミニウム水和物、水酸化アルミニウム、およびそれらの混合物からなる群より選択されている。
本発明の態様52においては、態様50および16のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料において、その微小板形状の基材が、好ましくは、SiOでコーティングされたアルミニウム効果顔料である。
本発明の態様53においては、態様34~52の一つに記載のコーティングされた効果顔料を、ペイント、粉体コーティング、印刷インキ、トナー、またはプラスチックにおいて使用する。
本発明のさらなる主題は、以下の態様に記載のポリマーである。
本発明の態様54においては、バインダーとなることが可能で、ポリエステル官能性を有し、そして単一の溶媒もしくは溶媒の混合物から自発的に析出したポリマーが、好ましい。
本発明の態様55においては、態様54に記載のポリマーが、好ましくは、粉体コーティングのためのバインダーである。
本発明の態様56においては、態様54および55のいずれかに記載のポリマーが、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーが、酸成分およびアルコール成分を含み、そして酸成分としては、主たる画分が、イソフタル酸およびテレフタル酸、ならびにそれらの混合物からなる群のモノマーから選択されるポリエステルである。
本発明の態様57においては、態様54~56のいずれかに記載のポリマーが、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーには、酸成分として、全部の酸成分を規準にして、少なくとも14mol%のイソフタル酸が含まれる。
本発明の態様58においては、態様54~57のいずれかに記載のポリマーが、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーには、アルコール成分として、全部のアルコール成分を規準にして、50~100mol%のネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールの画分が含まれる。
本発明の態様59においては、態様58に記載のポリマーが、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのポリエステルのアルコール成分に関しては、ポリエステルが、20%未満の、エチレングリコールおよび/またはジエチレングリコール対ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールのモル比を有している。
本発明の態様60においては、態様54~59のいずれかに記載のポリマーが、好ましくは、好ましくは、13C NMR MAS緩和測定の手段によって求められる結晶質画分および非晶質画分を有し、13C核の緩和が、次式に従う双指数関数的緩和にあてはまり
Figure 2022017284000007

ここで、その結晶化度cが、40%~85%間の範囲であり、そして、短い平均緩和時間T と長い平均緩和時間T とが存在して、そしてT が、65~130sの範囲である。
本発明の態様61においては、態様60に記載のポリマーが、好ましくは、45%~75%の結晶化度cを有している。
本発明の態様62においては、態様60および61のいずれかに記載のポリマーにおいて、長い平均緩和時間T が、好ましくは、70~110sの範囲である。
本発明の態様63においては、態様54~62のポリマーにおいて、そのバインダーが、好ましくは、LCSTまたはUCSTのポリマーではない。
本発明の態様64においては、先行する態様54~63のいずれかに記載のポリマーが、好ましくは、X線源としてCuKα1を使用し、モノクロメーターとして0.5mmのスリット幅を有するゲルマニウム(111)を使用し、デバイ-シェラー光学系(キャピラリー直径0.3mm)の中で測定したPXRD回折図の中で、そのバインダーが、好ましくは、(2θで)0.7~2.0度の範囲に半値幅を有する構造化されたピークを有しているポリマーである。
本発明の態様65においては、先行する態様54~64に記載のポリマーが、好ましくは、5℃/分の昇温速度でのDSC曲線で、Tmax=100~150℃の範囲の最大値を有する少なくとも一つの吸熱ピークを有し、さらに、このピークに伴う、15J/g~80J/gの範囲のエンタルピーΔH(そのバインダーの量を規準にして計算したものである)を有している。
本発明の態様66においては、そのポリマーが、好ましくは、態様69~81のいずれかに記載の方法によって調製される。
本発明の態様67においては、態様73~85のいずれかに記載のポリマーにおいて、その有機溶媒が、好ましくは、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、およびさらにはそれらの混合物からなる群より選択される。
本発明の態様68においては、態様54~67のいずれかに記載のポリマーが、好ましくは、微小板形状の効果顔料をコーティングするために使用される。
態様69においては、本発明は、ポリマーを製造するための方法に関し、それには以下のステップが含まれる:
c1)単一の有機溶媒もしくは溶媒の混合物の中に、温度Tsolでの第一のタイムスパンtsolの間に自発的に析出することが可能なバインダーを、溶解させるステップ、
c2)次いで、温度Tinsolでの第二のタイムスパンtinsolの間にそのポリマーを析出させるステップであって、差ΔT=Tinsol-Tsolが0~5℃範囲であり、自発的析出が存在するステップ、
d1)その溶媒もしくは溶媒の混合物からポリマーを取り出すステップ、および
e)場合によっては、そのポリマーを乾燥させるステップ。
本発明の態様70においては、態様69に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:ステップc1)またはc2)での温度Tinsolが、その溶媒もしくは溶媒の混合物の沸騰温度より下10℃~5℃の範囲である。
本発明の態様71においては、態様70に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:ステップc2)での温度Tinsolが、18℃~30℃の範囲である。
本発明の態様72においては、態様69~71に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:ステップc1)での温度Tsolが、好ましくは、その溶媒もしくは溶媒の混合物の沸騰温度より下10℃~5℃の範囲である。
本発明の態様73においては、態様72に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:ステップc1)での温度Tsolが、18℃~30℃の範囲である。
本発明の態様74においては、態様69~73のいずれかに記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:ステップc2)におけるtinsolが、0.5時間~12時間の範囲である。
本発明の態様75においては、態様69~74のいずれかに記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:その有機溶媒が、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、さらにはそれらの混合物からなる群より選択される。
本発明の態様76においては、態様69~74のいずれかに記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーが、LCSTまたはUCSTのポリマーではない。
本発明の態様77においては、態様69~76のいずれかに記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーが、ポリエステル官能性を有し、そして溶融重合で調製される。
本発明の態様78においては、態様77に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーが、酸成分およびアルコール成分を含み、そして酸成分としては、主たる画分が、イソフタル酸およびテレフタル酸、ならびにそれらの混合物からなる群のモノマーから選択されるポリエステルである。
本発明の態様79においては、態様77または78に記載の方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーには、酸成分として、全部の酸成分を規準にして、少なくとも14mol%のイソフタル酸が含まれる。
本発明の態様80においては、態様77~79のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料を製造するための方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのバインダーには、アルコール成分として、全部のアルコール成分を規準にして、50~100mol%のネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールの画分が含まれる。
本発明の態様81においては、態様80に記載のコーティングされた効果顔料を製造するための方法において、好ましくは、以下のことを特徴としている:そのポリエステルのアルコール成分に関しては、それが、20%未満の、エチレングリコールおよび/またはジエチレングリコール対ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールのモル比を有している。
A1 予備試験1~15:
予備試験においては、粉体コーティングバインダーとして市場で提供されている、広く各種の異なったポリエステルバインダーを、室温で、たとえばアセトン、メチルエチルケトン(MEK)、または酢酸エチルのような溶媒の中に溶解させて、自発的析出が可能かどうかを調べた。この目的のためには、溶媒をガラスビーカーの中に仕込み、必要があれば温度を調節し、それから、バインダー粉体(典型的には、溶媒の量のおよそ1/6)を撹拌しながら加えた。
自発的析出を示したバインダーはすべて、最初は、残渣を残すことなく溶解したが、その場合に、わずかにグレー色の溶液の形態をとったが、このことは、少なくとも部分的にはコロイド状態であることを示唆していた。自発的析出を示さないバインダー(比較例)はいずれも、無色透明な溶液の形で溶解した。
自発的析出が起きる時間は、各種異なっていて、その時間は、数分から最高ではおよそ48時間にわたることができる。析出したポリマーを、VWR濾紙454(残留粒子サイズ:12~15μm)を用いて単離し、真空乾燥キャビネット中、50℃で6時間かけて乾燥させた。それにより、それらのポリマー粉体をさらなる分析にかけることができた。
いくつかの選択されたポリマーを系統的に調べると、達成された析出量は、少なくとも90%で、大部分の場合では、定量的であることが分かった。
これらに関連する結果はすべて、表1にまとめた。
予備試験比較例1~3:
バインダーのCC 340、CC 2818-0(いずれも、Allnex製)、およびUralac P 1580(DSM製)をアセトン、酢酸エチル、またはメチルエチルケトンに溶解させたが、析出は起きなかった。
したがって、これらのバインダーは、本発明の意味合いにおいて、自発的に析出することは不可能である。
予備試験比較例4~6:
これらの予備試験においては、半晶質の粉体コーティング用ポリエステル樹脂のUVCOAT 9010、Additol P791、およびCrylcoat-8078-0(すべてAllnex製)を、室温およびさらには、それぞれの沸騰温度より下5℃までの各種の温度で、酢酸エチル、アセトン、およびメチルエチルケトンの中に溶解させることを試みた。しかしながら、それらの樹脂は、本発明に対応するのに十分な程度には溶解させることができなかった。
したがって、これらのバインダーは、本発明の意味合いにおいて、自発的に析出することは不可能である。
これらの樹脂について、分析が可能な限りで、モノマー組成を調べ(表1参照)、DSCにより特性解析をした(表2参照)。
A2 バインダーの構造
バインダーについて、ポリマー分析の常法、たとえば、GC-質量スペクトル法、IRスペクトル法、およびNMR(H、13C、および2-D NMR)を使用して、それらのモノマー組成を分析した。これらの分析において、極めて少量で存在している酸のモノマー成分のいくつかは、「その他の酸」としてまとめ込んだ。
表1に、検討したバインダーの一覧を示す。そこに報告されているのはさらに、極めて一般的であるが、析出時間、ならびにモノマー構成成分分析の結果である。ここでは、それぞれのサンプルで、イソフタル酸またはテレフタル酸(予備試験比較例3)の量をそれぞれ100部とし、すべて他の成分は、それらに対する比率として表した。
さらなる予備試験の例においては、粉体コーティングに適した広く各種の異なったポリエステル樹脂を使用して、実施例1の手順を繰り返した。
室温でのアセトンの中への溶解試験、さらには、分析で求めたモノマー組成の結果を表1に示す。酢酸エチルまたはメチルエチルケトン(MEK)のような溶媒でも、同様の結果が得られた。
たとえばクロロホルムのような極めて無極性が高い溶媒の中では、バインダーは完全に溶解して、透明な溶液となった。しかしながら、析出は起きなかった。
全体として、調べた21種のポリエステルバインダーの内で、15種(予備試験例1~15)が自発的析出の挙動を示したが、それに対して3種のバインダー(予備試験比較例1~3)は、溶媒には溶解するが自発的析出には至らず、3種のさらなるバインダー(予備試験比較例4~6)は溶解しなかった。
これらのバインダーのほとんどについて、酢酸エチル中、さらにはメチルエチルケトン中でも試験したが、同様の結果となった。
Figure 2022017284000008
Figure 2022017284000009
Figure 2022017284000010
予備試験比較例1~3のバインダーは、ネオペンチルグリコールに比較して、エチレングリコールおよび/またはトリメチロールプロパンの割合が高かった。
さらなる3種のバインダー(予備試験比較例4~6)は、それらの製造業者からは半晶質の粉体コーティングバインダーとして販売されているが、十分には溶解させることができなかった。これらのバインダーは、それらの酸成分として、アジピン酸(予備試験実施例5)または1,12-ドデカン酸を主成分としていた。存在しているアルコール成分は、分析が可能な限りにおいては、検出可能な量のネオペンチルグリコールは含まず、その代わりに、エチレングリコール(予備試験実施例4)またはcis-とtrans-のジメチロールシクロヘキサンの混合物であった。
これらのバインダーは明らかに、すでに結晶質画分を含んでいて、そのために、それらは溶解することができず、その結果、いかなる「自発的重合(spontaneous polymerization)」も示すこともできない。
予備試験のバインダーについてのDSC検討:
それらに加えて、予備試験の本発明の例について、DSCの検討を実施した。これらの検討においては、析出、乾燥させたバインダー(予備試験例)と、さらに比較のための、製造業者から入手したままの未析出で乾燥させたバインダー(予備試験比較例)との両方の少量の規定量(数mg)を秤量して、DSC測定を実施した(機器製造業者:Netzsch(Germany);モデルSTA 449F3 Jupiter;比較標準:インジウム)。この場合の昇温速度は5゜K/分、温度幅は、一般的に、30℃~250℃であった。次いで、そのサンプルを、待ち時間なしで、5K/分の速度で40℃まで冷却し、この温度で20分間の待ち時間の後、5K/分で、250℃まで、第二の昇温を実施した。それらの測定は、空気中で実施したが、その理由は、酸素と反応しないことが確認できたからである。
これらの検討において、未析出の比較例サンプルの場合においては、それぞれの場合において、60上からおよそ75℃までの領域に極大値を有する吸熱ピークが存在していたが、これは、およそ55から70℃未満までのTonsetに相当する。一般論として、これらのピークよりも下に位置するのがガラス転移温度Tであるが、それはDSCにおいては、ベースラインのシフトに表れることが知られている。このガラス転移温度は、原則的には、ポリマーの非晶質画分に帰することができる。DSCにおけるこの挙動は、これらのポリエステルバインダーでは公知であり、まったく普通のことである。そのピークは、ある種の少量の結晶質画分の融解に帰することが十分に可能である。
それとは対照的に、自発的に析出させたサンプルの場合においては、およそ120~およそ135℃の範囲の極大値Tmaxを有し、そしておよそ100~124℃に相当するTonsetを有する、実質的により大きな吸熱ピークが見出された。この場合もまた、そのピークより下にガラス転移温度が存在する可能性がある。すべてのサンプルで、逆向きの温度操作では、常に実質的な構造変化を伴わないので、顕著な検出可能なピークは存在しない。
このことが明らかに示唆しているのは、吸熱ピークが大幅にシフトし、大きくなったことは、自発的析出の結果として、検討しているポリエステル樹脂の結晶質画分が実質的に増大したことに帰することができるということである。
自発的に析出させたサンプルについて、その第一の温度サイクルの後で第二の測定を実施すると、そこで見出される挙動は常に、未析出のサンプルの場合に類似していた。
図1に、一例として、予備試験実施例1の場合の、温度上昇実験を示す。製造業者から得たままの未析出のポリマー(予備試験比較例1)は、70.1℃に極大値を有する吸熱ピークを示す。析出させたポリマー(予備試験実施例1)は、それとは対照的に、126.2℃に吸熱ピークを示し、はるかに高いエンタルピーを有している。このポリマーについて、30℃に戻した後で、DSCスペクトルをもう一度記録させると、その後続のDSCスキャンは、未析出のポリマー(予備試験比較例1b、Tmax、71.5℃)のそれとほとんど同じである。自発的析出の結果として得られた結晶質構造は明らかに、高温で不可逆的に破壊されていた。
しかしながら、このポリマーを溶媒の中に再溶解させ、自発的に析出させたとすると、予備試験実施例1の場合と類似のDSC曲線が再び得られるであろう(図1には示さず)。この意味では、結晶化の過程は、再現させることが可能である。
すべてのDSC試験で、TGA測定も同時に実施した。いくつかのサンプルでは、1~およそ2重量%の範囲の質量減少が見出された。この場合、一般的には、第一のステップの温度およそ50℃のところでそれを観察することができた。このステップは、この時点で、析出ポリマーからの微量の残存溶媒が除去されたと解釈することができる。
関連するエンタルピーΔHを計算する目的で、それらのピークの積分を行った。表2に、得られた測定データをまとめて示す。それには、未析出のバインダーサンプル(予備試験比較例)およびさらには析出させたサンプル(予備試験例)についての、吸熱ピークの開始温度Tonset、極大値の温度Tmax、およびさらにはそれらのピークに関連するエンタルピーΔH(通常行われるバックグラウンド補正を差し引いたもの)が示されている。さらに、これらのパラメーターのシフトも示されているが、そこでは、それぞれの場合において、析出させたバインダーの値から、未析出のバインダーでの値を差し引いた。エンタルピーの場合においては、析出させたポリエステル樹脂の未析出のポリエステル樹脂に対する比率を計算した。
max値におけるこの大きい温度シフト、およびさらには吸熱ピークに伴うエンタルピーのシャープな増大は、自発的析出の結果として、それらのポリマーの結晶質画分が実質的に増加したことに帰することができる。
Figure 2022017284000011
Figure 2022017284000012
120℃から132℃超までの融解範囲での極めて高い値は、文献においては、いわゆる「半晶質」ポリエステルの場合にのみ同様なことが知られている(欧州特許第0 521 992B1号明細書、米国特許第4,217,426号明細書)。それらでは、同じようなエンタルピーの値も報告されている。
しかしながら、この場合において衝撃的なことは、モノマー組成を規準にすると、それらのバインダーが、「非晶質な」バインダーとして、より知られているものであるということである(たとえば、米国特許第6,660,398B1号明細書)。自発的析出によって、達成される結晶化度が、極めて高くなったようである。
予備試験比較例4および5のエンタルピーの値(第一回スキャンの場合のみ測定)の105.1および191.1J/gは、析出させた後の本発明実施例のエンタルピーの測定値のいずれよりも、さらに高かった。このことは、結晶化度がさらにより高いことを反映しているのだと思われる。それらのバインダーは、明らかに結晶性が高すぎて、ここで使用した溶媒には溶解することができず、その結果、自発的な結晶化に至ることはない。
B 効果顔料のコーティング:
実施例1:
1リットルのジャケット付き開口反応器を使用し、クライオスタットを用いて冷却して15℃とした。60.0gの、35μmの平均粒子サイズD50を有する、SiOでコーティングされたアルミニウム効果顔料(STANDART(登録商標)PCS 3500、Eckart GmbHから入手可能)を導入し、250gのアセトンの中に懸濁させた。振動式シュート(vibratory chute)を介し、60分の時間をかけて、63.0gの、カルボキシル基含有の飽和ポリエステル樹脂、商品名Crylcoat 4540-0(製造業者:Allnex S.a.r.l.)を、その懸濁液に添加した。添加が完了後、その懸濁液を2時間撹拌してから、サクションフィルターを通して排出させた。そのようにして得られた析出物を、加熱可能なDuplexニーダー(モデルHKD-T06D、IKA(登録商標)-Werke GmbH & Co.KG製)の中、80mbarの減圧下35℃で1時間かけて乾燥させ、次いで、100μm未満のメッシュサイズを有する篩を通して篩別した。
実施例2:
実施例1の手順を繰り返したが、ただし、ポリエステル樹脂としては、Sirales PE 7499の商品名を有する樹脂(製造業者:SIR Industries SpA)を使用した(予備試験14に該当)。
実施例3:
実施例1の手順を繰り返したが、ただし、ポリエステル樹脂としては、CC 2506-1の商品名を有する樹脂(製造業者:Allnex S.a.r.l.)を使用した(予備試験10に該当)。
実施例4:
実施例1の手順を繰り返したが、ただし効果顔料としては、60.0gの、SiOでコーティングされたゴールドブロンズ顔料のDorolan Reichbleichgold 17/0を使用した。
実施例5:
実施例1の手順を繰り返したが、ただし効果顔料としては、60.0gの、真珠光沢顔料のLuxan E221(Eckart GmbH(Germany)製)を使用した。
実施例6:
実施例1の手順を繰り返したが、ただし溶媒として、アセトンに代えて酢酸エチルを使用し、そしてバインダーを添加する前に、そのメタリック効果顔料の懸濁液に1.0gのDisperbyk 2060を添加し、1時間撹拌してから、バインダーを添加した。その添加が終了したら、その懸濁液を2時間撹拌し、その後で、その懸濁液を1時間静置した。ほんのわずかな濁りのある溶媒の上澄みが生成したが、その一方で、コーティングされたメタリック効果顔料は沈降した。
添加剤を添加することなしで、実施例1に記載の方式を用いた対応する手順を採用すると、その上澄みは、もっとはるかに濁りを有していた。光学式顕微鏡およびSEM顕微鏡写真では、実施例6の場合のメタリック効果顔料が、実施例1(幾分かの二次析出が観察された)の場合よりも、良好かつ均質に、ポリマーによってコーティングされたことを見ることができた。
実施例7:
実施例6の手順を繰り返したが、ただし、メタリック効果顔料の懸濁液に対してDisperbyk 2060を添加する前に、2.0gのDynasylan Glymo(Evonik Industries AG製)を混ぜ込み、室温で1時間撹拌した。
ポリマーの析出量は、実施例6の場合と同じ程度であった。
比較例1(欧州特許第1 699 884B1号明細書に基づく):
195gのポリエステル樹脂Crylcoat 2818-0(Allnex S.a.r.l.製)およびさらに、硬化成分としての、105gのポリイソシアネートアダクトの商品名Vestagon BF 1320(製造業者:Evonik)を1800gのアセトンの中に溶解させ、200gの、SiOでコーティングされたアルミニウム効果顔料(STANDART(登録商標)PCS 3500、Eckart GmbHから入手可能)を分散させた。スプレードライヤーの中でその分散体を、30g/分の速度で、スプレー圧2.5barで、温度55℃の空気気流の中へスプレーした。乾燥させた後では、コーティングされた効果顔料が380gの収量で得られた。
比較例2:
比較例1と同様にしてコーティングしたが、ただし、基材として200gの真珠光沢顔料のLuxan E221(Eckart GmbH(Germany)製)を使用した。
比較例3:UCSTポリマーの使用(独国特許出願公開第102 43 438A1号明細書に基づく)
実施例1と同様にしてメタリック効果顔料を懸濁させたが、ただし溶媒としては、250gの脱イオン水を使用した。添加したポリマーは、63gのLUVITEC(登録商標)VPC 55K65W(BASF製のUCSTポリマー、水中曇り点温度およそ65℃)であった。次いで、1時間かけて、温度を75℃にまで上げ、この温度でその混合物を1時間静置した。次いで、まだ熱いうちに、その分散体を濾過した。
本発明実施例とは対照的に、そのようにして得られた析出物は、粘着性が高かった(highly tenacious)が、それは、顔料粒子のアグロメレーションが実質的に起きたためと考えられる。そのアグロメレーションは、かなり強力で、それらの顔料のさらなる試験が有益とは思えないほどであった。
さらなる比較試験においては、析出温度を変化させ、溶媒として水に代えて酢酸エチルを使用したが、アグロメレート化物がいつも生成した。
B1 性能特性
B1.1 貯蔵安定性試験:
DIN EN ISO 8130-8に基づいた方法で、本発明実施例および比較例からの顔料粉体50gを、それぞれの場合において、密閉可能なアルミニウム缶の中に入れ、加熱キャビネットの中、60℃で28日間貯蔵した。その期間が終了したら、その安定性(consistency)を評価し、下記の基準に従って評点をつけて、室温で貯蔵しておいた比較サンプルと比べた。
Figure 2022017284000013
Figure 2022017284000014
本発明実施例の全部および比較例2~5は、傑出した貯蔵安定性を示した(指標0)。しかしながら、比較例1および2の貯蔵安定性は、指標3としか評価されなかった。
貯蔵安定性の改良は、極めておそらくは、本発明実施例のバインダーコーティングの結晶化度が高くなったことに起因するであろう。
B1.2:ポリマーコーティングの接着堅牢性:
本発明の製品の重要な判定基準は、効果顔料表面の上への樹脂コーティングの接着性である。樹脂コーティングは、乾燥および篩別の製造ステップの際、さらには本発明の製品の使用者によるさらなる加工ステップにおいて厳しい作用を受ける。
効果顔料の表面上への樹脂コーティングの接着性を求めるために、本発明実施例1、6および7の被験物を、粒子数および粒子サイズの測定にかけた。この場合においては、サイズ測定は、Sysmex FPIA-3000Sで実施した。CE50とは、累積サイズ分布において、測定対象の粒子の相当円サイズ(equivalent circle size)の50%が、その数値(数平均)よりも小さいという、サイズの値である。その装置には、被験物を分散させるための超音波ユニットが備わっていた。この分散は、調節可能な振幅と30kHzの振動数で、総計で15ワットになる。
被験物は、超音波に曝露させずに測定すると共に、加工ステップの際の機械的負荷をシミュレートする目的で、20%および60%の振幅での超音波を用いて測定した。
次の表5に結果を示す。
Figure 2022017284000015
実施例6のサンプルは、いずれの場合でも、実施例7のサンプルよりは、より低いCE50およびより高い粒子数を示した。このことは、ポリマーコーティングの二次析出が多かったことに帰することができる。この二次析出物は通常、効果顔料よりも実質的に小さい。超音波処理において、振幅を増やす、すなわちエネルギーの入力を増やすと、両方の場合ともに、CE50値は低下する。この場合、明らかに、それらの顔料のサイズが小さくなるか、および/またはポリマーコーティングの部分的な摩耗が存在する。
したがって、実施例7の場合におけるポリマーコーティングは、実施例6の場合よりも、顔料の表面上により良好に結合されているが、このことはおそらくは、エポキシシランによる接着の仲介に帰することができるであろう。
B2 分析的検討
B2.1 DSC測定:
予備試験の場合と同様にして、本発明実施例についても、Netzsch製の装置(モデルSTA 449F3 Jupiter)を使用して、DSCの検討を実施した。コーティングされた効果顔料のバインダー成分の分析を行った。DSC測定における曲線のプロファイルは、予備試験のそれと一致していた。吸熱ピークにおける開始温度および極大値温度の位置は、相当する予備試験のそれらとほとんど一致していた。吸熱ピークのエンタルピーは、バインダーのそれらの量に合わせて換算した。予備試験とは極めて良好な一致が認められ、その偏差は、±5%の範囲であった。
B2.2 PXRD粉末回折図
粉末回折測定はすべて、STOE StadiP回折計上、デバイ-シェラー光学系中で、室温透過で実施した。その回折計は、銅の放射線とゲルマニウムモノクロメーター(111)を備えているので、CuKα1帯(λ=1.5406Å)のみを用いて回折を行った。発生装置の出力を40kV、40mAに設定して、バックグラウンド対Bragg散乱が最適な比率になるようにした。X線の放散を制限するために、サンプルの前で0.5mmのコリメーターを使用した。すべての測定は、2θ範囲5度~70度の間で、Mythen検出器(Dectris製)を使用し、64×8mmの検出窓(2θで19度の開口角に相当)を用いて実施した。検出器は、0.2度刻みで、各ステップで90sの曝露時間になるようにして、操作した。個々の測定値を合計した。この方法で、それぞれのサンプルの測定時間が、8時間8分となった。サンプルは、0.3mmのホウケイ酸ガラス製のキャピラリー(Hilgenberg製、Mark-チューブ)の中で調製した。
B2.3 C13MAS NMRの総括測定
高分解能一次元13C NMRスペクトル(たとえば、図4および6)はすべて、Bruker製のAvance III HD フーリエ変換NMRスペクトロメーターで記録した。そのスペクトロメーターは、三つのチャンネルと9.4Tの磁場強度を有する「広口径(wide bore)」マグネット(クライオマグネット)とを備えている。これは、H核では400.13MHzそして13C核では100.62MHzのラーモア周波数に相当する。サンプルは、4mmの二酸化ジルコニウムローターの中に入れ、Bruker製の4mmMAS二重共鳴サンプルヘッドの中に移行させた。測定の際の、サンプルホルダーの回転数は、純粋なポリマー(予備試験例1、10、および15、ならびに予備試験比較例1、10、および15)では12.5kHz、コーティングされたアルミニウム粒子(実施例1)では8.0kHzとした。交差分極によって励起させたが、13CチャンネルではCWパルス、Hチャンネルではシェイプパルス(shape pulse)を使用した。シェイプパルスの手段によって、Hの分極を、常法により、13C核に移行させた。図2aに、使用したパルスシーケンスの概要を示す。シェイプパルスの際に、パルス強度が、Hartmann-Hahnブロックの間で、直線的に2倍に増大される。開始プロトン90度パルスを、2.5μsの長さに調節したが、Hartmann-Hahnブロックの間のHおよび13Cの章動周波数(nutation frequency)は65kHz(平均化されたオーバーシェープ(over shape))および53kHzであった。プロトン核から13C核へ磁化を以降させるためのHartman-Hahn条件は、公知のように、次式で表される:<ν(H)> - ν(13C)=nνrot(通常はn=±1)。Hartmann-Hahnブロックでの3msの間隔(コンタクトタイム)は、最善の移行効率を与える。すべての場合において、プロトン磁化の90%を超えるものが、緩和されて熱平衡に達するようにするために、1sの反復時間を選択した。FIDの記録には、SPINAL64シーケンスの手段(B.M.Fung,A.K.KhirtrinK.Ermolaev,J.Magn.Reson.,2000,142,97~104に記載)によるブロードバンドプロトンデカップリングが伴っていたが、そこでは、プロトン章動周波数を73kHzに設定し、位相シフトの間の時間間隔を7.2μsに設定した。40msの捕捉時間の間に、FID(自由誘導減衰)のための4096ポイントを記録した。純粋なポリマーサンプル(予備試験)では4096個の過渡信号(transient)を蓄積したのに対して、コーティングされたアルミニウム粒子(実施例1)の場合においては感度が低いために、51 600回の繰り返しが必要であった。次いて、4096ポイントの「ゼロフィリング(zero filling)」によるフーリエ変換と半値全幅10Hzのローレンツ線を使用した折りたたみ(folding)とを用いて、1Dスペクトルを得た。13Cでのすべての化学シフトは、標準のTMS(0ppm)に対して表されている。
13C MAS NMR総括測定は、予備試験例1、10および17のポリマーサンプル(自発的に析出させたポリマー)、およびさらにはそれらに相当する予備試験比較例1、10および17(初期状態にあるポリマーサンプル)のポリマーサンプル、ならびに実施例1のポリマーサンプルについて、実施した。図4に、例として、実施例1、予備試験実施例1、および予備試験比較例1のスペクトルを示す。図にはさらに、ポリエステルの構成要素の化学式、およびNMRスペクトルの中のピークへのそれらのアサインメントが含まれている。
図6に、例として、実施例10、予備試験実施例10、および予備試験比較例10のスペクトルを示す。より詳しく図4と比較すると、130ppmの領域に二重構造を認めることができるが、これは、そのバインダーではテレフタル酸の割合が高いからである。
それぞれにおいて、析出された、半晶質のポリマーは明らかに、未析出の、非晶質ポリマーよりも、より効果的に構造化された13C NMRスペクトルを示している。コーティングされたアルミニウム顔料(実施例1)の場合においては、純粋なポリマー(予備試験実施例1)の場合ほどには、その構造が完全に明確にはなっていない。このことは、このサンプルにおいては、感度の差がより大きいためかもしれない。
13C MASスペクトルの半値全幅は、非晶質サンプル(予備試験比較例1、10および17)では250~350Hzの間、そして半晶質のポリマー(予備試験例1、10および17)では100~180Hzの間であった。コーティングされたAl粒子(実施例1)のそれは、180~270Hzの間であった。
半値全幅のみから結晶化度を決定することはできないので、13C NMR MAS緩和測定を同様に実施した。
B2.4 13C NMR MAS緩和測定:
13Cスピン-格子緩和(T)の測定はすべて、Bruker製のAvance II フーリエ変換NMRスペクトロメーターで実施した。このスペクトロメーターは、三つのチャンネルと7.05Tの磁場強度を有する「広口径」マグネットとを備えている。これは、Hおよび13Cのための、300.15MHzおよび75.48MHzのラーモア周波数に相当する。サンプルは、7mmの二酸化ジルコニウムローターの中に導入し、Bruker製の7mmMAS三重共鳴サンプルヘッドの中に移行させた。測定の際の、サンプルホルダーの回転数は、6kHzであった。低い回転数を選択したのは、プロトンバスの中でのスピン拡散を抑制することによって、スピン-格子緩和に及ぼす回転数の影響を最小限にするためであった。飽和シーケンスを用いて記録した。その飽和ブロックには、予備試験例および比較例の純粋なポリマーでは3.5μs、そしてコーティングされたAl粒子(実施例1)では7.0μsの長さを有する10個の13C-90度パルスが含まれ、さらにそれらの間には、20msの位相を戻す区間(dephasing interval)が含まれていた。飽和ブロックが終了すると、残存磁化は0.1%未満となり、磁化の消失のほとんどの部分は、メチルの共鳴の速い緩和が理由でもたらされた。飽和ブロックに続けて、100μs~1400sの間の各種の待ち時間を設けるが、その間に、待ち時間と時定数Tに依存して、縦方向の磁化が再生する。指数差を用いて待ち時間を選択して、それぞれ桁の間で、6個の数値が測定できるようにした。再構成された分極を検出するために、この場合もまた3.5μsおよび7,0μsの長さを有する13Cチャンネル上への90度リードパルスの手段によって、後者を、横方向の観察可能な磁化に変換させた。そのようにして得られたFIDを、SPINAL64シーケンスを用いたブロードバンドプロトンデカップリング法で、15msの捕捉時間、そして2048ポイントで記録した。後者においては、そのプロトン章動周波数が75kHzであり、そして個々の位相シフトの間の時間間隔が7.4μsであった。純粋なポリマーサンプルの場合(予備試験例および比較例)においては、それぞれの待ち時間で、それぞれのFIDで、64個の過渡信号を記録した。コーティングされたAl粒子(実施例1)では、それぞれのFIDでの繰り返し数は1200であった。図2bに、使用したパルスシーケンスの概要を模式的に示す。
スピン-格子緩和の周波数で分解された評価を可能とするために、得られた疑似-2DデータをF2ドメインに沿ってフーリエ変換させた。この目的のためには、2048ポイントの「ゼロフィリング」と、半値全幅50Hzのローレンツ線を使用した折りたたみを使用した。13Cでのすべての化学シフトは、この場合もまた、標準のTMS(0ppm)に対して表されている。そのようにして得られたスペクトルについて、最短の待ち時間について、「三次式近似」補間法を使用したスペクトルを採用することにより、ベースライン補正したが、それは依然として、顕著なスペクトル強度は有していなかった。次いで、すべての他のスペクトルから、そのようにして得られた近似曲線を差し引いた。この後で、強度を加え合わせることによって、特性化学構造単位の共鳴を積分した。そのベースラインの補正および積分は、MathWorks製のプログラムパッケージであるMatlab version R2014b(8.4.0.150421)を使用して、実施した。次のスペクトル領域を積分した:17~28ppm(Me-)、61~78ppm(-CH-)、30~40ppm(C)、124~140ppm(-Caromatic-)、および160~170ppm(-CO-)。それらの積分強度は、式(1)の手段によって、待ち時間tの関数として、双指数関数的に合わせた。それは、レーベンバーグ・マルカートアルゴリズムを使用し、gnuplotプログラム(version4.6、patch level5)を実施し、それぞれのデータポイントについて、最小二乗誤差の和における重み付けを1.0として実施した。
Figure 2022017284000016
平衡磁化Mは個別に、最大の待ち時間での強度の平均値として適合させ、全体としての洗練計算ではもはや変更を加えなかった。使用したレーベンバーグ・マルカートアルゴリズムの場合においては、変数のa、c、T 、およびT のみを変化させた。この目的のためには、その測定に関しては、少なくとも最後の三つの測定値については、強度が規則的に増大することはないということを、心にとめておく必要がある。パラメーターのaは、ゼロではない初期磁化を考慮に入れており、そのため、洗練化のための技術的変数とみなすことが可能であるが、そうでなければこれは、ポリマーおよびコーティングされたAl粒子の中の結晶質画分の測定には無関係である。パラメーターのaは、飽和ブロックおよびベースラインの補正の効率を反映していて、t=0で磁化が完全に消滅している場合には、ほぼ1.0となる筈である。ここで実施した測定では、aは、0.92~1.1の間で変動した。
したがって、結晶化度を測定するためには、次の三つの変数が残っている:スピン-格子緩和の二つの時定数T およびT 、ならびにさらには、重み付けのためのc。T とT は、極めて大きな差があり、したがって、容易に分離することができた。粉末回折図(図3)を参照すると、これは、それらのサンプルの不均一な性質を示唆していて、不規則な(非晶質)領域と、規則的な(結晶質)領域を区別することが可能である。時定数T を有する速いスピン-格子緩和は、より効率の高い緩和に基づいていて、非晶質領域に割り当てられ、そこでは、より大きなダイナミズムが想定される。同様に、T は、結晶質領域を特徴付けている。それに対応して、定数cは、結晶質領域の割合を、原子パーセントの単位で表している。図5および7は、待ち時間tに対する、緩和の程度Φ=(M-M(t))/Mの典型的なプロファイルを示す例である。そのy軸は、対数プロットであり、そのため、個々の緩和成分は、直線として表れる。
実施した緩和測定の評価結果を表6に記す。この場合においては、メチル基のシグナルは無視したが、その理由は、公知のように、C原子とそれに隣接するH原子との間のスピン-回転緩和のために極めて速やかにそれらが緩和される、すなわち、結晶質画分と非晶質画分との間で差を検出することが不可能であるためである。
Figure 2022017284000017
評価のためには、それぞれの場合において、酸基(略して、-CO-)、酸成分の芳香族基(略して、Car)、さらにはメチレン基(略して、-CH-)、およびネオペンチルアルコール成分の四級C原子(略して、C)の13C核の緩和を採用した。メチル基は、公知のように、緩和がよく知られているように極めて速いので、使用しなかった。求められたc、T 、およびT の値としては、この方法の通常の手順に従って、それぞれの場合において、個々の基のすべてを平均したものを使用した。
非晶質画分に割り当てられた短い緩和の周波数と、結晶質画分に割り当てられた長い緩和の周波数との間には、顕著な差が存在した。本発明実施例1、ならびに予備試験例1、10および15は、相当する予備試験比較例(39.7~47.8s)に比較して、はるかに、より長い緩和時間T (73.6~98.25s)を示す。しかしながら、パラメーターcにおいては、パラメーターT の場合ほどはっきりした境界は存在しない。検討したサンプルすべてで、その結晶化度cは、およそ70%であった。
全体として、これらの発見は、未析出のバインダーポリマーには、極めて低い空間的広がり(spatial extent)で、ある程度の予備的な規則性(preorder)がすでに存在していることを意味していると解釈することができる。しかしながら、析出されたバインダーポリマーにおいては、その規則的な領域が空間的にシャープに増大して、より長い緩和時間T をもたらしている。
ここで説明してきた13C NMR緩和測定法は、分子レベルの影響を極端に受けやすい方法なので、極めて低い規則性の領域でも、高いcの値を与えることもまた可能性がある。その方法を使用すれば、ポリマーの局所的な規則性が、およそ3~4単位格子ほどにも小さくても検出できる。
NMRによる発見のこのような解釈は、PXRDでの検討結果とも極めてよく一致する。その場合には、予備試験比較例の未析出のサンプルでは、必ず、非構造化スペクトルを示した。そこにすでに存在しているポリマーの予備的な規則性がはっきり見えていたが、それでもなお空間的な観点からは、デバイ-シェラー光学系においてシグナルを与えるほどには、十分大きくなかった。より遠距離の相互作用をベースとするこの方法を使用すると、少なくともおよそ20個の結晶質領域の単位格子が存在していればはじめて、構造化されたシグナルが観察される。純粋なポリマーサンプル(予備試験例)およびAl微小板の上に析出されたポリマー(実施例1)のいずれの場合においても、析出されたポリマーが、明白に構造化されたスペクトルを与えた。NMR緩和試験の場合においては、析出されたポリマーの結晶質画分のドメインサイズがシャープに増大したことにより、より長い緩和時間T が観察された。

Claims (21)

  1. 微小板形状の基材およびその上に適用されたコーティングを含み、そして粉体コーティング物質のためのバインダーを含む、コーティングされた効果顔料であって、
    前記バインダーが、13C NMR MAS緩和測定によって求められる結晶質画分および非晶質画分を有し、前記13C核の緩和が、次式に従う双指数関数的緩和にあてはまり、
    Figure 2022017284000018

    ここで、結晶化度cが、40%~85%間の範囲であり、そして、短い平均緩和時間T と長い平均緩和時間T とが存在し、そしてT が、65~130sの範囲であることを特徴とする、コーティングされた効果顔料。
  2. 前記長い平均緩和時間T が、70~110sの範囲であることを特徴とする、請求項1に記載のコーティングされた効果顔料。
  3. 前記バインダーが、LCSTまたはUCSTのポリマーではないことを特徴とする、請求項1および2のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料。
  4. デバイ-シェラー光学系(キャピラリー直径0.3mm)におけるPXRD回折図において、前記バインダーが、X線源としてCuKα1を使用し、モノクロメーターとして0.5mmのスリット幅を有するゲルマニウム(111)を使用して、(2θで)0.7~2.0度の範囲の半値全幅を有する構造化ピークを有することを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料。
  5. 5℃/分の昇温速度でのDSC曲線において、Tmax=100~150℃の範囲に極大値を有する少なくとも一つの吸熱ピークを有し、そしてさらには、このピークに伴う15J/g~80J/gの範囲のエンタルピーΔH(エンタルピーは、そのバインダーの量を規準にして計算したもの)を有することを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料。
  6. 請求項15~19のいずれかに記載の方法によって製造されることを特徴とする、請求項1~5のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料。
  7. 前記バインダーが、ポリエステル官能性を有し、そして溶融重合で調製されることを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料。
  8. 前記バインダーが、酸成分およびアルコール成分を含み、そして酸成分としては、主たる画分が、イソフタル酸およびテレフタル酸、ならびにそれらの混合物からなる群のモノマーから選択されるポリエステルであることを特徴とする、請求項7に記載のコーティングされた効果顔料。
  9. 前記バインダーが、酸成分として、全部の酸成分を規準にして、少なくとも14mol%のイソフタル酸を含むことを特徴とする、請求項7または8に記載のコーティングされた効果顔料。
  10. 前記バインダーが、アルコール成分として、全部のアルコール成分を規準にして、50~100mol%のネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールの画分を含むことを特徴とする、請求項7~9のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料。
  11. 前記ポリエステルのアルコール成分に関して、それが、20%未満の、エチレングリコール対ネオペンチルグリコールおよび/または2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールのモル比を有することを特徴とする、請求項10に記載のコーティングされた効果顔料。
  12. 前記微小板形状の基材が、メタリック効果顔料、真珠光沢顔料、および干渉顔料、ならびにさらにそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項1~11のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料。
  13. 前記微小板形状の基材が真珠光沢顔料であるか、または金属酸化物を用いてコーティングされたメタリック効果顔料であることを特徴とする、請求項1~12のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料。
  14. 前記金属酸化物が、(二)酸化ケイ素、酸化ケイ素水和物、水酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化アルミニウム水和物、水酸化アルミニウム、およびそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項13に記載のコーティングされた効果顔料。
  15. 微小板形状の基材およびその上に適用されたコーティングを含み、そして粉体コーティング物質のためのバインダーを含む、コーティングされた効果顔料を製造するための方法であって、
    前記方法が、以下の
    a1)単一の有機溶媒もしくは溶媒の混合物の中に、温度Tsolでの第一のタイムスパンtsolの間に自発的に析出することが可能なバインダーを、溶解させるステップ、
    b1)次いで、a1)からの前記溶媒もしくは溶媒の混合物に効果顔料を添加し、前記効果顔料を分散させるステップ、
    c1)温度Tinsolでの第二のタイムスパンtinsolの間に、前記バインダーを用いて、前記効果顔料をコーティングするステップ、
    または
    a2)単一の溶媒もしくは溶媒の混合物の中に効果顔料を分散させるステップ、
    b2)次いで、温度Tsolを有する前記溶媒もしくは溶媒の混合物に対して、自発的に析出することが可能なバインダーを添加するステップ、
    c2)温度Tinsolでのタイムスパンtinsolの間に、バインダーを用いて前記効果顔料をコーティングするステップ、
    d)前記溶媒もしくは溶媒の混合物から、前記コーティングされた効果顔料を取り出すステップ、および
    e)場合によっては、前記コーティングされた効果顔料を乾燥させるステップ、
    を含むことを特徴とする、方法。
  16. 差ΔT=Tinsol-Tsolが、0~5℃の範囲であり、そして自発的析出が存在することを特徴とする、請求項15に記載の、コーティングされた効果顔料を製造するための方法。
  17. ステップc1)またはc2)での温度Tinsolが、前記有機溶媒もしくは溶媒の混合物の沸騰温度より下10℃~5℃の範囲であることを特徴とする、請求項15または16に記載の、コーティングされた効果顔料を製造するための方法。
  18. ステップc1)またはc2)におけるtinsolが、0.5時間~12時間の範囲であることを特徴とする、請求項15~17のいずれかに記載の、コーティングされた効果顔料を製造するための方法。
  19. 前記有機溶媒が、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、さらにはそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項15~18のいずれかに記載の、コーティングされた効果顔料を製造するための方法。
  20. 前記ステップa2)の後に、析出助剤として添加剤を添加し、前記添加剤が、好ましくは、無水マレイン酸およびビニル含有芳香族、好ましくはスチレンをベースとする櫛形ポリマーであることを特徴とする、請求項15~19のいずれかに記載の、コーティングされた効果顔料を製造するための方法。
  21. ペイント、粉体コーティング、印刷インキ、トナー、またはプラスチックにおける、請求項1~14のいずれかに記載のコーティングされた効果顔料の使用。
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