▶ ピーピージー・インダストリーズ・オハイオ・インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-05
(54)【発明の名称】電着可能なコーティング組成物
(51)【国際特許分類】
C09D 201/00 20060101AFI20240628BHJP
C09D 5/44 20060101ALI20240628BHJP
C09D 7/61 20180101ALI20240628BHJP
C09D 7/20 20180101ALI20240628BHJP
C09D 7/63 20180101ALI20240628BHJP
【ＦＩ】
C09D201/00
C09D5/44
C09D7/61
C09D5/44 B
C09D5/44 A
C09D7/20
C09D7/63
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023579315
(86)(22)【出願日】2022-06-24
(85)【翻訳文提出日】2023-12-22
(86)【国際出願番号】 US2022034967
(87)【国際公開番号】W WO2022272110
(87)【国際公開日】2022-12-29
(31)【優先権主張番号】63/202,790
(32)【優先日】2021-06-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】399074983
【氏名又は名称】ピーピージー・インダストリーズ・オハイオ・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｏｈｉｏ，Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】デドメニック、コーリー ジェイムス
(72)【発明者】
【氏名】ロック、レーザ マイケル
(72)【発明者】
【氏名】サクソン、デレク ジェイムズ
(72)【発明者】
【氏名】ダッコ、クリストファー アンドリュー
【テーマコード（参考）】
4J038
【Ｆターム（参考）】
4J038DB061
4J038DB281
4J038HA026
4J038HA166
4J038HA246
4J038JA27
4J038JB18
4J038JC09
4J038KA08
4J038MA07
4J038NA24
4J038PA04
4J038PB06
4J038PC02
(57)【要約】
本開示は、電着可能なコーティング組成物であって、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーおよび硬化剤を含む、電着可能な結合剤と、少なくとも１つの顔料と、を含み、電着可能なコーティング組成物が、電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、３０重量％未満の樹脂固形分含有量、および浴粘度試験方法によって測定した場合、０．１／秒の剪断速度で少なくとも１５ｃＰの粘度を有し、顔料が、任意選択的に、フィロシリケート顔料を含み、フィロシリケート顔料の電着可能な結合剤に対する顔料対結合剤比率は、電着可能なコーティング組成物がカチオン性電着可能なコーティング組成物であり、かつカチオン性電着可能なコーティング組成物中に顔料分散酸が存在する場合、０．２：１未満である、電着可能なコーティング組成物を対象とする。また、コーティング、コーティングされた基材、および基材をコーティングする方法も開示される。
【選択図】なし
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電着可能なコーティング組成物であって、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーおよび硬化剤を含む、電着可能な結合剤と、
少なくとも１つの顔料と、を含み、
前記電着可能なコーティング組成物が、前記電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、３０重量％未満の樹脂固形分含有量、および浴粘度試験方法によって測定した場合、０．１／秒の剪断速度で少なくとも１５ｃＰの粘度を有し、
前記顔料が、任意選択的に、フィロシリケート顔料を含み、前記フィロシリケート顔料の前記電着可能な結合剤に対する顔料対結合剤比率は、前記電着可能なコーティング組成物がカチオン性電着可能なコーティング組成物であり、かつ前記カチオン性電着可能なコーティング組成物中に顔料分散酸が存在する場合、０．２：１未満である、電着可能なコーティング組成物。
【請求項2】
前記電着可能なコーティング組成物が、前記電着可能なコーティング組成物の総固形分に基づいて、３０重量％未満の樹脂固形分含有量、および前記浴粘度試験方法によって測定した場合、１００／秒の剪断速度で１５ｃＰ未満の粘度を有する、請求項１に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項3】
前記電着可能なコーティング組成物が、少なくとも０．３：１の顔料対結合剤比率を有し、前記電着可能なコーティング組成物から電着されたコーティングが、複素粘度試験方法によって測定した場合、５，０００～３００，０００ｃＰ以下の硬化中の最小複素粘度を有する、請求項１に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項4】
前記組成物が、１．５ｌｂ／ガロン未満のＶＯＣを有する、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項5】
前記電着可能なコーティング組成物が、０．３：１～２．０：１の顔料対結合剤（Ｐ：Ｂ）比率を有する、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項6】
前記電着可能なコーティング組成物から堆積されたコーティングが、Ｌパネル表面粗さ試験方法によって測定した場合、９０マイクロインチ未満の水平表面粗さを有する、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項7】
前記電着可能なコーティング組成物から堆積されたコーティングが、前記Ｌパネル表面粗さ試験方法によって測定した場合、７５マイクロインチ未満の垂直表面粗さを有する、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項8】
顔料分散酸を更に含む、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項9】
前記顔料が、酸化鉄、酸化鉛、クロム酸ストロンチウム、カーボンブラック、炭塵、二酸化チタン、硫酸バリウム、着色顔料、フィロシリケート顔料、金属顔料、熱伝導性電気絶縁性充填材、難燃性顔料、またはそれらの任意の組み合わせを含む、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項10】
前記電着可能なコーティング組成物が、アニオン性電着可能なコーティング組成物である、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項11】
前記電着可能なコーティング組成物が、カチオン性電着可能なコーティング組成物である、請求項１～９のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項12】
前記カチオン性電着可能なコーティング組成物が、顔料分散酸またはシラン分散剤を実質的に含まない、請求項１１に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項13】
前記カチオン性電着可能なコーティング組成物が顔料分散酸を含む場合、前記カチオン性電着可能なコーティング組成物が、フィロシリケート顔料を実質的に含まない、請求項１１に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項14】
前記電着可能なコーティング組成物が、金属顔料および／もしくは電気伝導性顔料を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まない、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項15】
前記硬化剤が、少なくとも部分的にブロックされたポリイソシアネート、アミノプラスト樹脂、フェノプラスト樹脂、またはそれらの組み合わせを含む、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項16】
前記硬化剤が、以下の構造を含むブロッキング剤で少なくとも部分的にブロックされた、少なくとも部分的にブロックされたポリイソシアネートを含み、【化1】
式中、Ｒ１およびＲ２が、各々、水素であるか、またはＲ１およびＲ２の一方が、水素であり、かつもう一方が、メチル基であり、Ｒ３が、ＨまたはＣ１～Ｃ８アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ４アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ３アルキル基であり、ｎが、１～５０の整数である、請求項１～１４のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項17】
前記硬化剤が、以下の構造を含むブロッキング剤で少なくとも部分的にブロックされた、少なくとも部分的にブロックされたポリイソシアネートを含み、【化2】
式中、ｎが、整数であり、ｍが、１～２０の整数である、請求項１～１４のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項18】
水、および任意選択的に、１つ以上の有機溶媒を含む水性媒体を更に含む、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項19】
前記有機溶媒が、以下の構造を含み、【化3】
式中、Ｒ１およびＲ２が、各々、水素であるか、またはＲ１およびＲ２の一方が、水素であり、かつもう一方が、メチル基であり、Ｒ３が、ＨまたはＣ１～Ｃ８アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ４アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ３アルキル基であり、ｎが、１～５０の整数である、請求項１８に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項20】
レオロジー改質剤を更に含む、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項21】
前記イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーが、４０重量％～９０重量％の量で前記電着可能なコーティング組成物中に存在し、前記硬化剤が、前記電着可能なコーティング組成物の前記樹脂固形分の総重量に基づいて、１０重量％～６０重量％の量で前記電着可能なコーティング組成物中に存在する、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項22】
前記電着可能なコーティング組成物が、相対沈降試験方法によって測定した場合、９０ｍｇ／Ｐ：Ｂ以下の相対沈降を有する、先行請求項のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物。
【請求項23】
基材をコーティングするための方法であって、請求項１～２２のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物に由来するコーティングを、前記基材の少なくとも一部分上に電着することを含む、方法。
【請求項24】
請求項１～２２のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物からのコーティングを、基材上に堆積させることによって形成される、コーティング。
【請求項25】
請求項１～２２のいずれか一項に記載の電着可能なコーティング組成物から堆積されたコーティングで少なくとも部分的にコーティングされている、基材。
【請求項26】
前記基材が、前記電着可能なコーティング組成物から堆積された前記コーティングの下に前処理層を更に含む、請求項２５に記載の基材。
【請求項27】
前記基材が、前記電着可能なコーティング組成物から堆積された前記コーティングの上部にトップコート層を更に含む、請求項２５または２６に記載の基材。
【請求項28】
前記基材が、前記電着可能なコーティング組成物から堆積された前記コーティングと前記基材との間に、介在コーティング層および／または前処理層を含まない、請求項２５に記載の基材。
【請求項29】
電着可能な結合剤および顔料を含む電着コーティング層を含む基材であって、前記電着コーティング層が、少なくとも０．３：１の顔料対結合剤比率を有し、前記電着コーティング層が、Ｌパネル表面粗さ試験方法によって測定した場合、９０マイクロインチ未満の水平表面粗さを有する、基材。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電着可能なコーティング組成物、コーティングされた基材、および基材をコーティングする方法を対象とする。
【背景技術】
【0002】
コーティング塗布方法としての電着は、印加された電位の影響下での伝導性基材上へのフィルム形成組成物の堆積を伴う。電着は、非電気泳動コーティング手段と比較して、より少ない廃棄物を伴った塗料利用の増加、基材に対する改善された腐食保護、および最小の環境汚染を供与するため、コーティング産業において標準になっている。しかしながら、比較的多い量の顔料を有する電着可能なコーティング組成物では、浴内での沈降および／または不均一もしくは粗いコーティングが生じる場合がある。沈降または外観不良なしに高い顔料レベルを有する電着可能なコーティング組成物が望ましい。
【発明の概要】
【0003】
本開示は、電着可能なコーティング組成物であって、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーおよび硬化剤を含む、電着可能な結合剤と、少なくとも１つの顔料と、を含み、電着可能なコーティング組成物が、電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、３０重量％未満の樹脂固形分含有量、および浴粘度試験方法によって測定した場合、０．１／秒の剪断速度で少なくとも１５ｃＰの粘度を有し、顔料が、任意選択的に、フィロシリケート顔料を含み、フィロシリケート顔料の電着可能な結合剤に対する顔料対結合剤比率は、電着可能なコーティング組成物がカチオン性電着可能なコーティング組成物であり、かつカチオン性電着可能なコーティング組成物中に顔料分散酸が存在する場合、０．２：１未満である、電着可能なコーティング組成物を提供する。
【0004】
本開示はまた、基材をコーティングするための方法であって、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーおよび硬化剤を含む、電着可能な結合剤と、少なくとも１つの顔料と、を含む、電着可能なコーティング組成物に由来するコーティングを電着することを含み、電着可能なコーティング組成物が、電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、３０重量％未満の樹脂固形分含有量、および浴粘度試験方法によって測定した場合、０．１／秒の剪断速度で少なくとも１５ｃＰの粘度を有し、顔料が、任意選択的に、フィロシリケート顔料を含み、フィロシリケート顔料の電着可能な結合剤に対する顔料対結合剤比率は、電着可能なコーティング組成物がカチオン性電着可能なコーティング組成物であり、かつカチオン性電着可能なコーティング組成物中に顔料分散酸が存在する場合、０．２：１未満である、方法を提供する。
【0005】
本開示は、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーおよび硬化剤を含む、電着可能な結合剤と、少なくとも１つの顔料と、を含む、電着可能なコーティング組成物からコーティングを堆積させることによって形成されるコーティングであって、電着可能なコーティング組成物が、電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、３０重量％未満の樹脂固形分含有量、および浴粘度試験方法によって測定した場合、０．１／秒の剪断速度で少なくとも１５ｃＰの粘度を有し、顔料が、任意選択的に、フィロシリケート顔料を含み、フィロシリケート顔料の電着可能な結合剤に対する顔料対結合剤比率は、電着可能なコーティング組成物がカチオン性電着可能なコーティング組成物であり、かつカチオン性電着可能なコーティング組成物中に顔料分散酸が存在する場合、０．２：１未満である、コーティングを更に提供する。
【0006】
本開示は、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーおよび硬化剤を含む、電着可能な結合剤と、少なくとも１つの顔料と、を含む、電着可能なコーティング組成物から堆積されたコーティングで少なくとも部分的にコーティングされている基材であって、電着可能なコーティング組成物が、電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、３０重量％未満の樹脂固形分含有量、および浴粘度試験方法によって測定した場合、０．１／秒の剪断速度で少なくとも１５ｃＰの粘度を有し、顔料が、任意選択的に、フィロシリケート顔料を含み、フィロシリケート顔料の電着可能な結合剤に対する顔料対結合剤比率は、電着可能なコーティング組成物がカチオン性電着可能なコーティング組成物であり、かつカチオン性電着可能なコーティング組成物中に顔料分散酸が存在する場合、０．２：１未満である、基材を更に提供する。
【0007】
本開示はまた、電着可能な結合剤および顔料を含む電着コーティング層を含む基材であって、電着コーティング層が、少なくとも０．３：１の顔料対結合剤比率を有し、電着コーティング層が、Ｌパネル表面粗さ試験方法によって測定した場合、９０マイクロインチ未満の水平表面粗さを有する、基材を提供する。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本開示は、電着可能なコーティング組成物であって、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーおよび硬化剤を含む、電着可能な結合剤と、少なくとも１つの顔料と、を含み、電着可能なコーティング組成物が、電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、３０重量％未満の樹脂固形分含有量、および浴粘度試験方法によって測定した場合、０．１／秒の剪断速度で少なくとも１５ｃＰの粘度を有し、顔料が、任意選択的に、フィロシリケート顔料を含み、フィロシリケート顔料の電着可能な結合剤に対する顔料対結合剤比率は、電着可能なコーティング組成物がカチオン性電着可能なコーティング組成物であり、かつカチオン性電着可能なコーティング組成物中に顔料分散酸が存在する場合、０．２：１未満である、電着可能なコーティング組成物を対象とする。
【0009】
本開示によれば、「電着可能なコーティング組成物」という用語は、印加された電位の影響下で電気伝導性基材上に堆積することができる組成物を指す。
【0010】
本明細書で使用される場合、「浴粘度試験方法」という用語は、本明細書の実施例セクションで説明されるような試験方法を指す。
【0011】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、３０重量％未満の樹脂固形分含有量、および浴粘度試験方法によって測定した場合、０．１／秒の剪断速度で少なくとも１５ｃＰ、例えば、少なくとも２５ｃＰ、例えば、少なくとも３５ｃＰ、例えば、少なくとも４５ｃＰ、例えば、少なくとも５５ｃＰ、例えば、少なくとも６５ｃＰ、例えば、少なくとも７５ｃＰ、例えば、少なくとも８５ｃＰ、例えば、少なくとも９５ｃＰ、例えば、少なくとも１００ｃＰの粘度を有し得る。
【0012】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、電着可能なコーティング組成物の総固形分に基づいて、３０重量％未満の樹脂固形分含有量、および浴粘度試験方法によって測定した場合、１００／秒の剪断速度で１５ｃＰ未満、例えば、１２ｃＰ未満、例えば、１０ｃＰ未満、例えば、８ｃＰ未満、例えば、６ｃＰ未満の粘度を有する。
【0013】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、少なくとも０．３：１の顔料対結合剤比率を有し得、電着可能なコーティング組成物から電着されたコーティングは、複素粘度試験方法によって測定した場合、５，０００～３００，０００ｃＰ以下の硬化中の最小複素粘度を有する。
【0014】
本明細書で使用される場合、「複素粘度試験方法」は、硬化サイクル中のコーティングフィルムの粘度を測定するために使用される手順を指し、この方法は、（ａ）ＰＰＲ２５／２３スピンドルおよび０．１ｍｍのギャップを有するＡｎｔｏｎ Ｐａａｒ ＭＣＲ３０２レオメータを設定するステップと、（ｂ）未硬化の電着コーティング試料にテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を塗布し、金属ヘラを使用して、未硬化の電着コーティング試料をパネルからそぎ落とし、試料をＰｅｌｔｉｅｒプレート上に配置するステップと、（ｃ）試験の長さ全体を通して保持される５％の一定剪断ひずみ（振動）および１Ｈｚの周波数下にある試料で、経時的に試料の粘度を測定し、４０℃で３０分間の周囲フラッシュの硬化サイクル、続いて４０℃から１７５℃までの温度上昇を４１分間（３．３℃／分）かけて測定するステップと、を含む。
【0015】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物から堆積されたコーティングは、Ｌパネル表面粗さ試験方法によって測定した場合、９０マイクロインチ未満、例えば、８５マイクロインチ未満、例えば、８０マイクロインチ未満、例えば、７５マイクロインチ未満、例えば、６０マイクロインチ未満、例えば、５０マイクロインチ未満、例えば、４５マイクロインチ未満、例えば、４０マイクロインチ未満、例えば、３５マイクロインチ未満、例えば、３０マイクロインチ未満の水平表面粗さを有し得る。
【0016】
本明細書で使用される場合、「Ｌパネル表面粗さ試験方法」という用語は、本明細書の実施例セクションで説明されるような試験方法を指す。
【0017】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物から堆積されたコーティングは、Ｌパネル表面粗さ試験方法によって測定した場合、７５マイクロインチ未満、例えば、６０マイクロインチ未満、例えば、５０マイクロインチ未満、例えば、４０マイクロインチ未満、例えば、３０マイクロインチ未満、例えば、２５マイクロインチ未満、例えば、２０マイクロインチ未満、例えば、１５マイクロインチ未満、例えば、１０マイクロインチ未満の垂直表面粗さを有する。
【0018】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、相対沈降試験方法によって測定した場合、９０ｍｇ／Ｐ：Ｂ以下、例えば、８５ｍｇ／Ｐ：Ｂ以下、例えば、８０ｍｇ／Ｐ：Ｂ以下、例えば、５０ｍｇ／Ｐ：Ｂ以下、例えば、４０ｍｇ／Ｐ：Ｂ以下、例えば、３５ｍｇ／Ｐ：Ｂ以下、例えば、２５ｍｇ／Ｐ：Ｂ以下、例えば、２０ｍｇ／Ｐ：Ｂ以下の相対沈降を有し得る。
【0019】
本明細書で使用される場合、「相対沈降試験方法」という用語は、本明細書の実施例セクションで説明されるような試験方法を指す。
【0020】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、１．５ｌｂ／ガロン（１７９．７ｇ／Ｌ）未満、例えば、１．３ｌｂ／ガロン（１５５．８ｇ／Ｌ）未満、例えば、１．１ｌｂ／ガロン（１３１．８ｇ／Ｌ）未満、例えば、１．０ｌｂ／ガロン（１１９．８ｇ／Ｌ）未満、例えば、０．８ｌｂ／ガロン（９５．９ｇ／Ｌ）未満のＶＯＣを有し得る。本明細書で使用される場合、「揮発性有機含有物」または「ＶＯＣ」という用語は、電着可能な結合剤または硬化剤の成分と化学的に反応せず、２５０℃未満の沸点を有する組成物中に存在する有機溶媒を指す。本明細書で使用される場合、「沸点」という用語は、通常の沸点とも称される、１０１．３２５ｋＰａ（１．０１３２５バールまたは１気圧）の標準大気圧での物質の沸点を指す。揮発性有機含有物は、揮発性有機溶媒を含む。本明細書で使用される場合、「揮発性有機溶媒」という用語は、２５０℃未満、例えば、２００℃未満の沸点を有する有機化合物を指す。ＶＯＣは、以下の式に従って計算され得る。
【数1】
【0021】
本開示によれば、電着可能な結合剤は、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーを含む。
【0022】
本開示によれば、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーを含み得る。カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、カチオン性電着可能なコーティング組成物に使用され得る。本明細書で使用される場合、「カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマー」という用語は、正電荷を付与するスルホニウム基およびアンモニウム基などの少なくとも部分的に中和されたカチオン性基を含むポリマーを指す。本明細書で使用される場合、「ポリマー」という用語は、オリゴマー、ならびにホモポリマーおよびコポリマーの両方を包含するが、これらに限定されない。カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、活性水素官能基を含み得る。本明細書で使用される場合、「活性水素官能基」という用語は、ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＨＥ ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＳＯＣＩＥＴＹ，Ｖｏｌ．４９，ｐａｇｅ ３１８１（１９２７）で説明されるようなＺｅｒｅｗｉｔｎｏｆｆ試験によって決定される、イソシアネートと反応性であるこれらの基を指し、例えば、ヒドロキシル基、一級または二級アミン基、およびチオール基を含む。活性水素官能基を含むカチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、活性水素含有カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーと称され得る。
【0023】
本開示におけるカチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーとしての使用に好適なポリマーの例としては、とりわけ、アルキドポリマー、アクリル、ポリエポキシド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリエーテル、およびポリエステルが挙げられるが、これらに限定されない。
【0024】
好適な活性水素含有カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーのより具体的な例としては、ポリエポキシド－アミン付加物、例えば、ビスフェノールＡなどのポリフェノールのポリグリシジルエーテルと、一級アミンおよび／または二級アミンとの付加物、例えば、米国特許第４，０３１，０５０号の第３欄２７行目～第５欄５０行目、米国特許第４，４５２，９６３号の第５欄５８行目～第６欄６６行目、および米国特許第６，０１７，４３２号の第２欄６６行目～第６欄２６行目で説明されているものが挙げられ、これらの部分は、参照により本明細書に組み込まれる。ポリエポキシドと反応するアミンの一部分は、米国特許第４，１０４，１４７号の第６欄２３行目～第７欄２３行目（この引用部分は、参照により本明細書に組み込まれる）で説明されているように、ポリアミンのケチミンであり得る。また、非ゲル化ポリエポキシド－ポリオキシアルキレンポリアミン樹脂、例えば、米国特許第４，４３２，８５０号の第２欄６０行目～第５欄５８行目で説明されているものも好適であり、この引用部分は、参照により本明細書に組み込まれる。加えて、カチオン性アクリル樹脂、例えば、米国特許第３，４５５，８０６号の第２欄１８行目～第３欄６１行目および同第３，９２８，１５７号の第２欄２９行目～第３欄２１行目で説明されているものを使用することができ、これらの両方の部分は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0025】
アミン塩基含有樹脂の他に、四級アンモニウム塩基含有樹脂もまた、本開示においてカチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーとして採用され得る。これらの樹脂の例は、有機ポリエポキシドを三級アミン酸塩と反応させることから形成されるものである。そのような樹脂は、米国特許第３，９６２，１６５号の第２欄３行目～第１１欄７行目、同第３，９７５，３４６号の第１欄６２行目～第１７欄２５行目、および同第４，００１，１５６号の第１欄３７行目～第１６欄７行目で説明されており、これらの部分は、参照により本明細書に組み込まれる。他の好適なカチオン性樹脂の例としては、三元スルホニウム塩基含有樹脂、例えば、米国特許第３，７９３，２７８号の第１欄３２行目～第５欄２０行目で説明されているものが挙げられ、この部分は、参照により本明細書に組み込まれる。また、エステル交換反応のメカニズムを介して硬化するカチオン性樹脂、例えば、欧州特許出願第１２４６３Ｂ１号の２頁１行目～６頁２５行目で説明されているものも採用することができ、この部分は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0026】
他の好適なカチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーとしては、光分解耐性の電着可能なコーティング組成物を形成することができるものが挙げられる。そのようなポリマーとしては、米国特許出願公開第２００３／００５４１９３Ａ１号の段落［００６４］～［００８８］に開示されているペンダントおよび／または末端アミノ基に由来するカチオン性アミン塩基を含むポリマーが挙げられ、この部分は、参照により本明細書に組み込まれる。また、２つ以上の芳香族基が結合している脂肪族炭素原子を本質的に含まない多価フェノールのポリグリシジルエーテルに由来する活性水素含有カチオン性塩基含有樹脂も好適であり、これは、米国特許出願公開第２００３／００５４１９３Ａ１号の段落［００９６］～［０１２３］で説明されており、この部分は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0027】
活性水素含有カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、樹脂中和酸で少なくとも部分的に中和することにより、カチオン性および水分散性になる。好適な樹脂中和酸としては、有機酸および無機酸が挙げられる。好適な有機酸の非限定的な例としては、ギ酸、酢酸、メタンスルホン酸、および乳酸が挙げられる。好適な無機酸の非限定的な例としては、リン酸およびスルファミン酸が挙げられる。「スルファミン酸」とは、スルファミン酸自体、または以下の式を有するものなどのその誘導体を意味し、
式中、Ｒが、水素または１～４個の炭素原子を有するアルキル基である。上述の酸の混合物もまた、本開示において使用され得る。
【化1】
式中、Ｒが、水素または１～４個の炭素原子を有するアルキル基である。上述の酸の混合物もまた、本開示において使用され得る。
【0028】
カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーの中和の程度は、関与する特定のポリマーとともに変化し得る。しかしながら、カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーを水性分散媒体中に分散することができるように、十分な樹脂中和酸を使用して、カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーを十分に中和するべきである。例えば、使用される樹脂中和酸の量は、全理論的中和の全ての少なくとも２０％を提供し得る。１００％の全理論的中和に必要とされる量を超える過剰な酸を使用することもできる。例えば、カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーを中和するために使用される樹脂中和酸の量は、活性水素含有カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマー中の総アミンに基づいて、≧０．１％であり得る。代替的に、活性水素含有カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーを中和するために使用される樹脂中和酸の量は、活性水素含有カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマー中の総アミンに基づいて、≦１００％であり得る。カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーを中和するために使用される樹脂中和酸の総量は、記載された値を含む、先行する文に記載された値の任意の組み合わせ間の範囲であり得る。例えば、活性水素含有カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーを中和するために使用される樹脂中和酸の総量は、カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマー中の総アミンに基づいて、２０％、３５％、５０％、６０％、または８０％であり得る。
【0029】
本開示によれば、カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、少なくとも４０重量％、例えば、少なくとも５０重量％、例えば、少なくとも６０重量％の量でカチオン性電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、９０重量％以下、例えば８０重量％以下、例えば７５重量％以下の量でカチオン性電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。カチオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、４０重量％～９０重量％、例えば、４０重量％～８０重量％、例えば、４０重量％～７５重量％、例えば、５０重量％～９０重量％、例えば、５０重量％～８０重量％、例えば、５０重量％～７５重量％、例えば、６０重量％～９０重量％、例えば、６０重量％～８０重量％、例えば、６０重量％～７５重量％の量でカチオン性電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。
【0030】
本明細書で使用される場合、「樹脂固形分」は、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマー、硬化剤、および電着可能なコーティング組成物中に存在する任意の追加の水分散性非着色成分を含む。
【0031】
本開示によれば、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、アニオン性塩基含有フィルム形成ポリマーを含み得る。本明細書で使用される場合、「アニオン性塩基含有フィルム形成ポリマー」という用語は、負電荷を付与するカルボン酸基およびリン酸基などの、少なくとも部分的に中和されたアニオン性官能基を含むアニオン性ポリマーを指す。本明細書で使用される場合、「ポリマー」という用語は、オリゴマー、ならびにホモポリマーおよびコポリマーの両方を包含するが、これらに限定されない。アニオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、活性水素官能基を含み得る。本明細書で使用される場合、「活性水素官能基」という用語は、上述のようなＺｅｒｅｗｉｔｉｎｏｆｆ試験によって決定される、イソシアネートと反応性であるこれらの基を指し、例えば、ヒドロキシル基、一級または二級アミン基、およびチオール基を含む。活性水素官能基を含むアニオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、活性水素含有アニオン性塩基含有フィルム形成ポリマーと称され得る。アニオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、アニオン性電着可能なコーティング組成物に使用され得る。
【0032】
アニオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、乾性油もしくは半乾性脂肪酸エステルのジカルボン酸もしくはその無水物との反応生成物または付加物、ならびにポリオールと更に反応する、脂肪酸エステル、不飽和酸またはその無水物、および任意の追加の不飽和修飾材料の反応生成物などの、塩基で可溶化されたカルボン酸基含有フィルム形成ポリマーを含み得る。また、不飽和カルボン酸のヒドロキシ－アルキルエステル、不飽和カルボン酸、および少なくとも１つの他のエチレン性不飽和単量体の少なくとも部分的に中和されたインターポリマーも好適である。なお別の好適なアニオン性電着可能な樹脂は、アルキド－アミノプラストビヒクル、すなわち、アルキド樹脂およびアミン－アルデヒド樹脂を含有するビヒクルを含む。別の好適なアニオン性電着可能な樹脂組成物は、樹脂性ポリオールの混合エステルを含む。リン酸化ポリエポキシドまたはリン酸化アクリルポリマーなどの、他の酸官能性ポリマーもまた使用され得る。例示的なリン酸化ポリエポキシドは、米国特許出願公開第２００９－００４５０７１号の［０００４］～［００１５］および米国特許出願第１３／２３２，０９３号の［００１４］～［００４０］に開示されており、これらの引用部分は、参照により本明細書に組み込まれる。また、米国特許第６，１６５，３３８号で説明されているものなどの、１つ以上のペンダントカルバメート官能基を含む樹脂も好適である。
【0033】
本開示によれば、アニオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％、例えば、少なくとも５５重量％、例えば、少なくとも６０重量％の量でカチオン性電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。アニオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、９０重量％以下、例えば、８０重量％以下、例えば、７５重量％以下の量でアニオン性電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。アニオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、５０重量％～９０重量％、例えば、５０重量％～８０重量％、例えば、５０重量％～７５重量％、例えば、５５重量％～９０重量％、例えば、５５重量％～８０重量％、例えば、５５重量％～７５重量％、例えば、６０重量％～９０重量％、例えば、６０重量％～８０重量％、例えば、６０％～７５％の量でアニオン性電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。
【0034】
本開示によれば、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、少なくとも４０重量％、例えば、少なくとも５０重量％、例えば、少なくとも５５重量％、例えば、少なくとも６０重量％の量で電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、９０重量％以下、例えば、８０重量％以下、例えば、７５重量％以下の量で電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーは、電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、４０重量％～９０重量％、例えば、４０重量％～８０重量％、例えば、４０重量％～７５重量％、例えば、５０重量％～９０重量％、例えば、５０重量％～８０重量％、例えば、５０重量％～７５重量％、例えば、５５重量％～９０重量％、例えば、５５重量％～８０重量％、例えば、５５重量％～７５重量％、例えば、６０重量％～９０重量％、例えば、６０重量％～８０重量％、例えば、６０重量％～７５重量％の量で電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。
【0035】
本開示によれば、本開示の電着可能なコーティング組成物は、硬化剤を更に含む。硬化剤は、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーの、活性水素基などの反応性基と反応して、コーティング組成物の硬化をもたらして、コーティングを形成し得る。本明細書で使用される場合、「硬化する」、「硬化された」という用語または同様の用語は、本明細書で説明される電着可能なコーティング組成物に関連して使用される場合、電着可能なコーティング組成物を形成する成分の少なくとも一部分が架橋されて、コーティングを形成することを意味する。追加的に、電着可能なコーティング組成物の硬化は、上記組成物を硬化条件（例えば、高温）に供して、電着可能なコーティング組成物の成分の反応性官能基の反応を導き、この組成物の成分の架橋および少なくとも部分的に硬化したコーティングの形成を生じさせることを指す。好適な硬化剤の非限定的な例は、少なくとも部分的にブロックされたポリイソシアネート、アミノプラスト樹脂、およびフェノプラスト樹脂、例えば、そのアリルエーテル誘導体を含む、フェノールホルムアルデヒド縮合物である。
【0036】
好適な少なくとも部分的にブロックされたポリイソシアネートとしては、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、およびそれらの混合物が挙げられる。硬化剤は、少なくとも部分的にブロックされた脂肪族ポリイソシアネートを含み得る。好適な少なくとも部分的にブロックされた脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、完全にブロックされた脂肪族ポリイソシアネート、例えば、米国特許第３，９８４，２９９号の第１欄５７行目～第３欄１５行目（この部分は、参照により本明細書に組み込まれる）で説明されるもの、またはポリマー骨格と反応する部分的にブロックされた脂肪族ポリイソシアネート、例えば、米国特許第３，９４７，３３８号の第２欄６５行目～第４欄３０行目（この部分もまた、参照により本明細書で組み込まれる）で説明されるものが挙げられる。「ブロックされた」とは、得られるブロックされたイソシアネート基が周囲温度で活性水素に対して安定であるが、９０℃～２００℃などの高温でフィルム形成ポリマー中の活性水素と反応性であるように、イソシアネート基が化合物と反応していることを意味する。ポリイソシアネート硬化剤は、遊離イソシアネート基を実質的に含まない完全にブロックされたポリイソシアネートであり得る。
【0037】
ポリイソシアネート硬化剤は、ジイソシアネート、より高い官能性のポリイソシアネート、またはそれらの組み合わせを含み得る。例えば、ポリイソシアネート硬化剤は、脂肪族および／または芳香族ポリイソシアネートを含み得る。脂肪族ポリイソシアネートとしては、（ｉ）アルキレンイソシアネート、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（「ＨＤＩ」）、１，２－プロピレンジイソシアネート、１，２－ブチレンジイソシアネート、２，３－ブチレンジイソシアネート、１，３－ブチレンジイソシアネート、エチリデンジイソシアネート、およびブチリデンジイソシアネート、ならびに（ｉｉ）シクロアルキレンイソシアネート、例えば、１，３－シクロペンタンジイソシアネート、１，４－シクロヘキサンジイソシアネート、１，２－シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス（４－シクロヘキシルイソシアネート）（「ＨＭＤＩ」）、１，６－ヘキスメチレンジイソシアネート（１，６－ｈｅｘｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）のシクロ三量体（ＨＤＩのイソシアヌレート三量体としても知られており、Ｃｏｎｖｅｓｔｒｏ ＡＧからＤｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ３３００として市販されている）、およびメタ－テトラメチルキシリレンジイソシアネート（Ａｌｌｎｅｘ ＳＡからＴＭＸＤＩ（登録商標）として市販されている）が挙げられ得る。芳香族ポリイソシアネートとしては、（ｉ）アリーレンイソシアネート、例えば、ｍ－フェニレンジイソシアネート、ｐ－フェニレンジイソシアネート、１，５－ナフタレンジイソシアネート、および１，４－ナフタレンジイソシアネート、ならびに（ｉｉ）アルカリーレンイソシアネート、例えば、４，４’－ジフェニレンメタン（「ＭＤＩ」）、２，４－トリレンジイソシアネートもしくは２，６－トリレンジイソシアネート（「ＴＤＩ」）、またはそれらの混合物、４，４－トルイジンジイソシアネート、およびキシリレンジイソシアネートが挙げられ得る。トリイソシアネート、例えば、トリフェニルメタン－４，４’，４’’－トリイソシアネート、１，３，５－トリイソシアナトベンゼン、および２，４，６－トリイソシアナトトルエン、テトライソシアネート、例えば、４，４’－ジフェニルジメチルメタン－２，２’，５，５’－テトライソシアネート、および重合ポリイソシアネート、例えば、トリレンジイソシアネート二量体および三量体などもまた使用され得る。硬化剤は、ポリマーポリイソシアネート、例えば、ポリマーＨＤＩ、ポリマーＭＤＩ、ポリマーイソホロンジイソシアネートなどから選択されるブロックされたポリイソシアネートを含み得る。硬化剤はまた、Ｃｏｖｅｓｔｒｏ ＡＧからＤｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ３３００（登録商標）として入手可能なヘキサメチレンジイソシアネートのブロックされた三量体を含み得る。ポリイソシアネート硬化剤の混合物も使用され得る。
【0038】
ポリイソシアネート硬化剤は、１，２－アルカンジオール、例えば、１，２－プロパンジオール；１，３－アルカンジオール、例えば、１，３－ブタンジオール；ベンジル型アルコール、例えば、ベンジルアルコール；アリル型アルコール、例えば、アリルアルコール；カプロラクタム；ジアルキルアミン、例えば、ジブチルアミン；およびそれらの混合物から選択される少なくとも１つのブロッキング剤で少なくとも部分的にブロックされていてもよい。ポリイソシアネート硬化剤は、３つまたは３つより多くの炭素原子を有する少なくとも１つの１，２－アルカンジオール、例えば、１，２－ブタンジオールで少なくとも部分的にブロックされていてもよい。
【0039】
他の好適なブロッキング剤としては、例えば、メタノール、エタノール、およびｎ－ブタノールなどの低級脂肪族アルコール；シクロヘキサノールなどの脂環式アルコール；フェニルカルビノールおよびメチルフェニルカルビノールなどの芳香族アルキルアルコール；ならびにフェノール自体ならびにクレゾールおよびニトロフェノールなどの置換基がコーティング操作に影響しない置換フェノールなどのフェノール化合物を含む、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族アルキルモノアルコールまたはフェノール化合物が挙げられる。グリコールエーテルおよびグリコールアミンもブロッキング剤として使用することができる。好適なグリコールエーテルとしては、エチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、およびプロピレングリコールメチルエーテルが挙げられる。他の好適なブロッキング剤としては、メチルエチルケトキシム、アセトンオキシム、およびシクロヘキサノンオキシムなどの、オキシムが挙げられる。
【0040】
例えば、ブロッキング剤は、ヒドロキシル基および構造－Ｏ－Ｒを有する末端基を含むエーテルまたはポリエーテルを含んでもよく、Ｒが、Ｃ１～Ｃ８アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ４アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ３アルキル基、または２つの末端ヒドロキシル基である。ポリエーテルは、ホモポリマー、ブロックコポリマー、またはランダムコポリマーを含み得る。例えば、ポリエーテルは、エチレンオキシドもしくはプロピレンオキシドのホモポリマーを含み得るか、またはポリエーテルは、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの組み合わせをブロックもしくはランダムパターンで含む、ブロックもしくはランダムコポリマーを含み得る。そのようなブロッキング剤は、以下の構造を含み得、
式中、Ｒ１およびＲ２が、各々、水素であるか、またはＲ１およびＲ２の一方が、水素であり、かつもう一方が、メチル基であり、Ｒ３が、ＨまたはＣ１～Ｃ８アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ４アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ３アルキル基であり、ｎが、１～５０、例えば、１～４０、例えば、１～３０、例えば、１～２０、例えば、１～１２、例えば、１～８、例えば、１～６、例えば、１～４、例えば、２～５０、例えば、２～４０、例えば、２～３０、例えば、２～２０、例えば、２～１２、例えば、２～８、例えば、２～６、例えば、２～４、例えば、３～５０、例えば、３～４０、例えば、３～３０、例えば、３～２０、例えば、３～１２、例えば、３～８、例えば、３～６、例えば、３～４の整数である。
【化2】
式中、Ｒ１およびＲ２が、各々、水素であるか、またはＲ１およびＲ２の一方が、水素であり、かつもう一方が、メチル基であり、Ｒ３が、ＨまたはＣ１～Ｃ８アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ４アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ３アルキル基であり、ｎが、１～５０、例えば、１～４０、例えば、１～３０、例えば、１～２０、例えば、１～１２、例えば、１～８、例えば、１～６、例えば、１～４、例えば、２～５０、例えば、２～４０、例えば、２～３０、例えば、２～２０、例えば、２～１２、例えば、２～８、例えば、２～６、例えば、２～４、例えば、３～５０、例えば、３～４０、例えば、３～３０、例えば、３～２０、例えば、３～１２、例えば、３～８、例えば、３～６、例えば、３～４の整数である。
【0041】
例えば、ブロッキング剤は、エトキシル化ビスフェノールを含み得る。そのようなブロッキング剤は、以下の構造を含み得、
式中、ｎが、整数であり、ｍが、１～２０の整数である。例えば、ｍおよびｎは、等しくてもよく、各々独立して、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０であってもよい。他の例では、ｍおよびｎは等しくなく、合計２０になる整数の任意の組み合わせであってもよい。
【化3】
式中、ｎが、整数であり、ｍが、１～２０の整数である。例えば、ｍおよびｎは、等しくてもよく、各々独立して、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０であってもよい。他の例では、ｍおよびｎは等しくなく、合計２０になる整数の任意の組み合わせであってもよい。
【0042】
硬化剤は、任意選択的に、高分子量揮発性基を含み得る。本明細書で使用される場合、「高分子量揮発性基」という用語は、少なくとも７０ｇ／ｍｏｌ、例えば、少なくとも１２５ｇ／ｍｏｌ、例えば、少なくとも１６０ｇ／ｍｏｌ、例えば、少なくとも１９５ｇ／ｍｏｌ、例えば、少なくとも４００ｇ／ｍｏｌ、例えば、少なくとも７００ｇ／ｍｏｌ、例えば、少なくとも１０００ｇ／ｍｏｌ、またはそれより大きい分子量を有する電着可能なコーティング組成物の硬化反応中に生成および揮発されるブロッキング剤および他の有機副生成物を指し、７０～１，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば、１６０～１，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば、１９５～１，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば、４００～１，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば、７００～１，０００ｇ／ｍｏｌの範囲であり得る。例えば、有機副生成物は、フィルム形成ポリマーと、アミノプラストまたはフェノプラスト硬化剤との反応から生じるアルコール性副生成物を含み得、ブロッキング剤は、硬化中にブロックされないポリイソシアネートのイソシアナト基をブロックするために使用される、アルコールを含む有機化合物を含み得る。明確にするために、高分子量揮発性基は、硬化前に硬化剤に共有結合され、電着可能なコーティング組成物中に存在し得る任意の有機溶媒を明示的に除外する。硬化時に、堆積されたフィルムの顔料対結合剤比率は、硬化中に揮発されるブロッキング剤および硬化剤に由来する他の有機副生成物のより多い質量の損失のため、電着可能なコーティング組成物中の堆積された未硬化の顔料対結合剤比率と比べて、硬化したフィルムにおいて増加し得る。高分子量揮発性基は、フィルム形成結合剤の総重量に基づいて、フィルム形成結合剤の５重量％～５０重量％、例えば、７重量％～４５重量％、例えば、９重量％～４０重量％、例えば、１１重量％～３５重量％、例えば、１３重量％～３０重量％を構成し得る。低分子量ブロッキング剤および硬化中に生成される有機副生成物などの、硬化中に生成される高分子量揮発性基および他の低分子量揮発性有機化合物は、硬化後のフィルム形成結合剤の重量に対する基材上に堆積されたフィルム形成結合剤の相対的な重量損失が、硬化前後のフィルム形成結合剤の総重量に基づいて、フィルム形成結合剤の５重量％～５０重量％、例えば、７重量％～４５重量％、例えば、９重量％～４０重量％、例えば、１１重量％～３５重量％、例えば、１３重量％～３０重量％であるような量で存在し得る。
【0043】
硬化剤は、アミノプラスト樹脂を含み得る。アミノプラスト樹脂は、アルデヒドの、アミノ基またはアミド基を運ぶ物質との縮合生成物である。アルコールおよびアルデヒドの、メラミン、尿素、またはベンゾグアナミンとの反応から得られる縮合生成物を使用することができる。しかしながら、他のアミンおよびアミドの縮合生成物、例えば、トリアジン、ジアジン、トリアゾール、グアニジン、グアナミン、ならびにアルキル置換尿素およびアリール置換尿素、ならびにアルキル置換メラミンおよびアリール置換メラミンを含むそのような化合物のアルキル置換誘導体およびアリール置換誘導体のアルデヒド縮合物もまた採用することができる。そのような化合物のいくつかの例は、Ｎ、Ｎ’－ジメチル尿素、ベンゾ尿素、ジシアンジアミド、ホルムグアナミン、アセトグアナミン、アンメリン、２－クロロ－４，６－ジアミノ－１，３，５－トリアジン、６－メチル－２，４－ジアミノ－１，３，５－トリアジン、３，５－ジアミノトリアゾール、トリアミノピリミジン、２－メルカプト－４，６－ジアミノピリミジン、３，４，６－トリス（エチルアミノ）－１，３，５－トリアジンなどである。好適なアルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド、フルフラール、グリオキサールなどが挙げられる。
【0044】
アミノプラスト樹脂は、メチロールまたは同様のアルキロール基を含有してもよく、これらのアルキロール基の少なくとも一部分は、アルコールとの反応によってエーテル化されて、有機溶媒可溶性樹脂を提供してもよい。メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノールなどのアルコール、ならびにベンジルアルコールおよび他の芳香族アルコール、シクロヘキサノールなどの環状アルコール、セロソルブおよびカルビトールなどのグリコールのモノエーテル、ならびに３－クロロプロパノールおよびブトキシエタノールなどのハロゲン置換または他の置換アルコールを含む、任意の一価アルコールをこの目的のために使用することができる。
【0045】
市販のアミノプラスト樹脂の非限定的な例は、ＣＹＭＥＬ １１３０および１１５６などのＡｌｌｎｅｘ Ｂｅｌｇｉｕｍ ＳＡ／ＮＶからの商標ＣＹＭＥＬ（登録商標）で入手可能なもの、ならびにＲＥＳＩＭＥＮＥ ７５０および７５３などの、ＩＮＥＯＳ ＭｅｌａｍｉｎｅｓからのＲＥＳＩＭＥＮＥ（登録商標）で入手可能なものである。好適なアミノプラスト樹脂の例としてはまた、米国特許第３，９３７，６７９号の第１６欄３行目～第１７欄４７行目で説明されているものが挙げられ、この部分は、参照により本明細書に組み込まれる。この’６７９特許の前述の部分に開示されるように、アミノプラストは、メチロールフェノールエーテルと組み合わせて使用され得る。
【0046】
フェノプラスト樹脂は、アルデヒドとフェノールとの縮合によって形成される。好適なアルデヒドとしては、ホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドが挙げられる。パラホルムアルデヒドおよびヘキサメチレンテトラミンなどのメチレン放出剤およびアルデヒド放出剤もまた、アルデヒド剤として利用することができる。フェノール自体、クレゾール、または直鎖、分枝鎖、もしくは環状構造のいずれかを有する炭化水素ラジカルが芳香族環中の水素と置換されている置換フェノールなどの、様々なフェノールを使用することができる。フェノールの混合物も採用することができる。好適なフェノールのいくつかの特定の例は、ｐ－フェニルフェノール、ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール、ｐ－ｔｅｒｔ－アミルフェノール、シクロペンチルフェノール、およびブテニル基をオルト位、メタ位、またはパラ位に含み、二重結合が炭化水素鎖中の様々な位置に発生するモノブテニルフェノールなどの不飽和炭化水素置換フェノールである。
【0047】
上述のようなアミノプラスト樹脂およびフェノプラスト樹脂は、米国特許第４，８１２，２１５号の第６欄２０行目～第７欄１２行目で説明されており、この引用部分は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0048】
硬化剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、少なくとも１０重量％、例えば、少なくとも２０重量％、例えば、少なくとも２５重量％の量でカチオン性電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。硬化剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、６０重量％以下、例えば５０重量％以下、例えば４０重量％以下の量でカチオン性電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。硬化剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、１０重量％～６０重量％、例えば、１０重量％～５０重量％、例えば、１０重量％～４０重量％、例えば、２０重量％～６０重量％、例えば、２０重量％～５０重量％、例えば、２０重量％～４０重量％、例えば、２５重量％～６０重量％、例えば、２５重量％～５０重量％、例えば、２５重量％～４０重量％の量でカチオン性電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。
【0049】
硬化剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、少なくとも１０重量％、例えば、少なくとも２０重量％、例えば、少なくとも２５重量％の量でアニオン性電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。硬化剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、５０重量％以下、例えば４５重量％以下、例えば４０重量％以下の量でアニオン性電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。硬化剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、１０重量％～５０重量％、例えば、１０重量％～４５重量％、例えば、１０重量％～４０重量％、例えば、２０重量％～５０重量％、例えば、２０重量％～４５重量％、例えば、２０重量％～４０重量％、例えば、２５重量％～５０重量％、例えば、２５重量％～４５重量％、例えば、２５重量％～４０重量％の量でアニオン性電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。
【0050】
硬化剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、少なくとも１０重量％、例えば、少なくとも２０重量％、例えば、少なくとも２５重量％の量で電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。硬化剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、６０重量％以下、例えば、５０重量％以下、例えば、４５重量％以下、例えば、４０重量％以下の量で電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。硬化剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、１０重量％～６０重量％、例えば、１０重量％～５０重量％、例えば、１０重量％～４５重量％、例えば、１０重量％～４０重量％、例えば、２０重量％～６０重量％、例えば、２０重量％～５０重量％、例えば、２０重量％～４５重量％、例えば、２０重量％～４０重量％、例えば、２５重量％～６０重量％、例えば、２５重量％～５０重量％、例えば、２５重量％～４５重量％、例えば、２５重量％～４０重量％の量で電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。
【0051】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、顔料を更に含む。顔料は、酸化鉄、酸化鉛、クロム酸ストロンチウム、カーボンブラック、炭塵、二酸化チタン、硫酸バリウム、着色顔料、フィロシリケート顔料、金属顔料、熱伝導性電気絶縁性充填材、難燃性顔料、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。
【0052】
本明細書で使用される場合、「フィロシリケート」という用語は、無限シートで外向きに延在するＳｉＯ４
－４四面体の相互接続された６員環に基づく基本構造を有するシリケートのシートを有する鉱物の群を指し、各四面体からの４つの酸素のうちの３つが、Ｓｉ２Ｏ５
－２の基本構造単位を有するフィロシリケートを生じさせる他の四面体と共有される。フィロシリケートは、四面体の中心に位置する水酸化物イオンおよび／または例えば、Ｆｅ＋２、Ｍｇ＋２、またはＡｌ＋３などのカチオンを含み得、これらは、カチオンがシリケート層の酸素および／または水酸化物イオンと協調し得るシリケートシート間にカチオン層を形成する。「フィロシリケート顔料」という用語は、フィロシリケートを含む顔料材料を指す。フィロシリケート顔料の非限定的な例としては、雲母、クロライト、サーペンタイン、タルク、および粘土鉱物が挙げられる。粘土鉱物としては、例えば、カオリン粘土およびスメクタイト粘土が挙げられる。フィロシリケート顔料のシート状構造は、顔料がプレート状構造を有する顔料を生じさせる傾向があるが、顔料は、他の粒子構造を有するように（機械的手段などを通して）操作することができる。液体媒体に曝露されたときのこれらの顔料は、膨潤しても膨潤しなくてもよく、または浸出可能な成分（例えば、水性媒体に向かって引き寄せられ得るイオン）を有しても有していなくてもよい。
【0053】
フィロシリケート顔料は、プレート状顔料を含み得る。例えば、フィロシリケート顔料は、プレート状の雲母顔料、プレート状のクロライト顔料、プレート状のサーペンタイン顔料、プレート状のタルク顔料、および／またはプレート状の粘土顔料を含み得る。プレート状の粘土顔料は、カオリン粘土、スメクタイト粘土、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0054】
上記のように、電着可能なコーティング組成物がカチオン性電着可能なコーティング組成物であり、カチオン性電着可能なコーティング組成物中に顔料分散酸が存在する場合、フィロシリケート顔料の電着可能な結合剤に対する顔料対結合剤比率は、０．２：１未満である。
【0055】
電着可能なコーティング組成物がカチオン性電着可能なコーティング組成物であり、カチオン性電着可能なコーティング組成物中に顔料分散剤（ｐｉｇｍｅｎｔ ｄｉｓｐｅｒｓｉｎｇ ａｇｅｎｔ）が存在する場合、フィロシリケート顔料の電着可能な結合剤に対する顔料対結合剤比率は、０．２：１未満である。
【0056】
カチオン性電着可能なコーティング組成物が顔料分散酸を含む場合、カチオン性電着可能なコーティング組成物は、フィロシリケート顔料を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まなくてもよい。
【0057】
カチオン性電着可能なコーティング組成物が顔料分散剤を含む場合、カチオン性電着可能なコーティング組成物は、フィロシリケート顔料を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まなくてもよい。
【0058】
本明細書で使用される場合、「熱伝導性電気絶縁性充填材」という用語は、２５℃で少なくとも５Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率（ＡＳＴＭ Ｄ７９８４に従って測定）および少なくとも１０Ω・ｍの体積抵抗率（ＡＳＴＭ Ｄ２５７、Ｃ６１１、またはＢ１９３に従って測定）を有する顔料、充填材、もしくは無機粉末を指すか、または「ＴＣ／ＥＩ充填材」は、それを意味する。ＴＣ／ＥＩ充填材材料は、有機または無機材料を含み得、単一のタイプの充填材材料の粒子を含み得るか、あるいは２つまたは２つより多くのタイプのＴＣ／ＥＩ充填材材料の粒子を含み得る。つまり、ＴＣ／ＥＩ充填材材料は、第１のＴＣ／ＥＩ充填材材料の粒子を含み得、第１のＴＣ／ＥＩ充填材材料とは異なる少なくとも第２（すなわち、第２、第３、第４など）のＴＣ／ＥＩ充填材材料の粒子を更に含み得る。充填材材料のタイプに関して本明細書で使用される場合、「第１の」、「第２の」などへの言及は、便宜のためだけであり、添加の順序などを指すものではない。
【0059】
ＴＣ／ＥＩ充填材材料は、２５℃で少なくとも５Ｗ／ｍ・Ｋ（ＡＳＴＭ Ｄ７９８４に従って測定）、例えば、少なくとも１８Ｗ／ｍ・Ｋ、例えば、少なくとも５５Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有し得る。ＴＣ／ＥＩ充填材材料は、２５℃で３，０００Ｗ／ｍ・Ｋ以下（ＡＳＴＭ Ｄ７９８４に従って測定）、例えば、１，４００Ｗ／ｍ・Ｋ以下、例えば、４５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有し得る。ＴＣ／ＥＩ充填材材料は、２５℃で５Ｗ／ｍ・Ｋ～３，０００Ｗ／ｍ・Ｋ（ＡＳＴＭ Ｄ７９８４に従って測定）、例えば、１８Ｗ／ｍ・Ｋ～１，４００Ｗ／ｍ・Ｋ、例えば、５５Ｗ／ｍ・Ｋ～４５０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有し得る。
【0060】
ＴＣ／ＥＩ充填材材料は、少なくとも１０Ω・ｍ（ＡＳＴＭ Ｄ２５７、Ｃ６１１、またはＢ１９３に従って測定）、例えば、少なくとも２０Ω・ｍ、例えば、少なくとも３０Ω・ｍ、例えば、少なくとも４０Ω・ｍ、例えば、少なくとも５０Ω・ｍ、例えば、少なくとも６０Ω・ｍ、例えば、少なくとも６０Ω・ｍ、例えば、少なくとも７０Ω・ｍ、例えば、少なくとも８０Ω・ｍ、例えば、少なくとも８０Ω・ｍ、例えば、少なくとも９０Ω・ｍ、例えば、少なくとも１００Ω・ｍの体積抵抗率を有し得る。
【0061】
ＴＣ／ＥＩ充填材材料の好適な非限定的な例としては、窒化物、金属酸化物、半金属酸化物、金属水酸化物、ヒ化物、炭化物、鉱物、セラミック、およびダイヤモンドが挙げられる。例えば、ＴＣ／ＥＩ充填材材料は、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ヒ化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、重焼酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化銅、酸化スズ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ヒ化ホウ素、炭化ケイ素、メノウ、エメリー、セラミック微小球、ダイヤモンド、またはそれらの任意の組み合わせを含むか、それらから本質的になるか、またはそれらからなり得る。窒化ホウ素の市販のＴＣ／ＥＩ充填材材料の非限定的な例としては、例えば、Ｓａｉｎｔ－ＧｏｂａｉｎからのＣａｒｂｏＴｈｅｒｍ、ＭｏｍｅｎｔｉｖｅからのＣｏｏｌＦｌｏｗおよびＰｏｌａｒＴｈｅｒｍ、ならびにＰａｎａｄｙｎｅから入手可能な六方晶窒化ホウ素粉末としてのもの、窒化アルミニウムの例としては、例えば、Ｍｉｃｒｏｎ Ｍｅｔａｌｓ Ｉｎｃ．から入手可能な窒化アルミニウム粉末、およびＴｏｙａｌからのＴｏｙａｌｎｉｔｅとしてのものが挙げられ、酸化アルミニウムの例としては、例えば、Ｍｉｃｒｏ ＡｂｒａｓｉｖｅｓからのＭｉｃｒｏｇｒｉｔ、ＮａｂａｌｔｅｃからのＮａｂａｌｏｘ、ＥｖｏｎｉｋからのＡｅｒｏｘｉｄｅ、およびＩｍｅｒｙｓからのＡｌｏｄｕｒとしてのものが挙げられ、重焼酸化マグネシウムの例としては、例えば、Ｍａｒｔｉｎ Ｍａｒｉｅｔｔａ Ｍａｇｎｅｓｉａ ＳｐｅｃｉａｌｔｉｅｓからのＭａｇＣｈｅｍ（登録商標）Ｐ９８が挙げられ、水酸化アルミニウムの例としては、例えば、Ｎａｂａｌｔｅｃ ＧｍｂＨからのＡＰＹＲＡＬおよびＳｉｂｅｌｃｏからの水酸化アルミニウムが挙げられ、セラミック微小球の例としては、例えば、Ｚｅｅｏｓｐｈｅｒｅｓ Ｃｅｒａｍｉｃｓまたは３Ｍからのセラミック微小球が挙げられる。これらの充填材はまた、表面改質することができる。例えば、Ｋｙｏｗａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能なＰＹＲＯＫＩＳＵＭＡ ５３０１Ｋとして入手可能な表面改質された酸化マグネシウム。代替的に、ＴＣ／ＥＩ充填材材料は、任意の表面改質剤を含まない場合がある。
【0062】
ＴＣ／ＥＩ充填材材料は、任意の粒子形状または幾何学形状を有し得る。例えば、ＴＣ／ＥＩ充填材材料は、規則的または不規則的な形状であってもよく、球状、楕円状、立方体状、板状、針状（細長いまたは繊維状）、棒状、ディスク状、角柱状、フレーク状、不規則的、岩状など、それらの凝集体、およびそれらの任意の組み合わせであってもよい。
【0063】
ＴＣ／ＥＩ充填材材料の粒子は、少なくとも１つの寸法において、製造業者によって報告されているように、少なくとも０．０１ミクロン、例えば、少なくとも２ミクロン、例えば、少なくとも１０ミクロンの報告された平均粒子径を有し得る。ＴＣ／ＥＩ充填材材料の粒子は、少なくとも１つの寸法において、最大１００ミクロンまたはそれより大きい、例えば、１００ミクロン以下、例えば、５０ミクロン以下、例えば、４０ミクロン以下、例えば、２５ミクロン以下の報告された平均粒子径を有し得る。ＴＣ／ＥＩ充填材材料の粒子は、少なくとも１つの寸法において、製造業者によって報告されているように、０．０１ミクロン～１００ミクロン、例えば、０．０１ミクロン～５０ミクロン、例えば、０．０１ミクロン～４０ミクロン、例えば、０．０１ミクロン～２５ミクロン、例えば、２ミクロン～１００ミクロン、例えば、２ミクロン～５０ミクロン、例えば、２ミクロン～４０ミクロン、例えば、２ミクロン～２５ミクロン、例えば、１０ミクロン～１００ミクロン、例えば、１０ミクロン～５０ミクロン、例えば、１０ミクロン～４０ミクロン、例えば、１０ミクロン～２５ミクロンの報告された平均粒子径を有し得る。平均粒子径を測定する好適な方法としては、例えば、Ｑｕａｎｔａ ２５０ ＦＥＧ ＳＥＭなどの機器または同等の機器を使用する測定が挙げられる。
【0064】
電着可能なコーティング組成物のＴＣ／ＥＩ充填材材料の粒子は、少なくとも１（モース硬度スケールに基づく）、例えば、少なくとも２、例えば、少なくとも３の報告されたモース硬度を有し得る。電着可能なコーティング組成物のＴＣ／ＥＩ充填材材料の粒子は、１０以下、例えば、８以下、例えば、７以下の報告されたモース硬度を有し得る。電着可能なコーティング組成物のＴＣ／ＥＩ充填材材料の粒子は、１～１０、例えば、２～８、例えば、３～７の報告されたモース硬度を有し得る。
【0065】
本明細書で使用される場合、「難燃剤」は、火の広がりを減速もしくは停止させるか、またはその強度を低減する材料を指す。難燃剤は、組成物、発泡体、またはゲルと混合することができる粉末として入手可能であり得る。例では、本開示の組成物が難燃剤を含む場合、そのような組成物は、基材表面上にコーティングを形成することができ、そのようなコーティングは、難燃剤として機能することができる。
【0066】
以下に詳細に記述されるように、難燃剤は、鉱物、有機化合物、有機ハロゲン化合物、有機リン化合物、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0067】
鉱物の好適な例としては、ハンタイト、ハイドロマグネサイト、様々な水和物、赤リン、ボレートなどのホウ素化合物、炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムなどのカーボネート、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。
【0068】
有機ハロゲン化合物の好適な例としては、クロレンド酸誘導体および塩素化パラフィンなどの有機塩素、デカブロモジフェニルエーテル（ｄｅｃａＢＤＥ）、デカブロモジフェニルエタン（ｄｅｃａＢＤＥの代替品）などの有機臭素、臭素化ポリスチレン、臭素化カーボネートオリゴマー（ＢＣＯ）、臭素化エポキシオリゴマー（ＢＥＯ）、テトラブロモフタル酸無水物、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＢＰＡ）、およびヘキサブロモシクロドデカン（ＨＢＣＤ）などのポリマー臭素化化合物が挙げられる。そのようなハロゲン化難燃剤は、それらの効率を高めるために相乗剤と併せて使用することができる。他の好適な例としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、およびアンチモン酸ナトリウムが挙げられる。
【0069】
有機リン化合物の好適な例としては、トリフェニルホスフェート（ＴＰＰ）、レゾルシノールビス（ジフェニルホスフェート）（ＲＤＰ）、ビスフェノールＡジフェニルホスフェート（ＢＡＤＰ）、およびトリクレジルホスフェート（ＴＣＰ）；ジメチルメチルホスホネート（ＤＭＭＰ）などのホスホネート；ならびにアルミニウムジエチルホスフィネートなどのホスフィネートが挙げられる。難燃剤の１つの重要なクラスにおいて、化合物は、リンおよびハロゲンの両方を含有する。そのような化合物は、トリス（２，３－ジブロモプロピル）ホスフェート（臭素化トリス）、ならびにトリス（１，３－ジクロロ－２－プロピル）ホスフェート（塩素化トリスまたはＴＤＣＰＰ）およびテトラキス（２－クロルエチル（２－ｃｈｌｏｒｅｔｈｙｌ））ジクロロイソペンチルジホスフェート（Ｖ６）などの塩素化有機ホスフェートを含む。
【0070】
有機化合物の好適な例としては、カルボン酸、ジカルボン酸、メラミン、および有機窒素化合物が挙げられる。
【0071】
他の好適な難燃剤としては、ポリリン酸アンモニウムおよび硫酸バリウムが挙げられる。
【0072】
本開示によれば、顔料は、任意の粒子形状または幾何学形状を有し得る。例えば、顔料は、規則的または不規則的な形状であってもよく、球状、楕円状、立方体状、板状、針状（細長いまたは繊維状）、棒状、ディスク状、角柱状、フレーク状、不規則的、岩状など、それらの凝集体、およびそれらの任意の組み合わせであってもよい。
【0073】
顔料は、少なくとも１つの寸法において、製造業者によって報告されているように、少なくとも０．０１ミクロン、例えば、少なくとも２ミクロン、例えば、少なくとも１０ミクロンの報告された平均粒子径を有し得る。顔料は、少なくとも１つの寸法において、最大１００ミクロンまたはそれより大きい、例えば、１００ミクロン以下、例えば、５０ミクロン以下、例えば、４０ミクロン以下、例えば、２５ミクロン以下の報告された平均粒子径を有し得る。顔料は、少なくとも１つの寸法において、製造業者によって報告されているように、０．０１ミクロン～１００ミクロン、例えば、０．０１ミクロン～５０ミクロン、例えば、０．０１ミクロン～４０ミクロン、例えば、０．０１ミクロン～２５ミクロン、例えば、２ミクロン～１００ミクロン、例えば、２ミクロン～５０ミクロン、例えば、２ミクロン～４０ミクロン、例えば、２ミクロン～２５ミクロン、例えば、１０ミクロン～１００ミクロン、例えば、１０ミクロン～５０ミクロン、例えば、１０ミクロン～４０ミクロン、例えば、１０ミクロン～２５ミクロンの報告された平均粒子径を有し得る。平均粒子径を測定する好適な方法としては、例えば、Ｑｕａｎｔａ ２５０ ＦＥＧ ＳＥＭなどの機器または同等の機器を使用する測定が挙げられる。
【0074】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、金属顔料を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まない。
【0075】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、電気伝導性顔料を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まない。
【0076】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、任意選択的に、顔料の分散を改善し、電着可能な結合剤および電着可能なコーティング組成物の粘度を増加させるために機能する顔料分散添加剤を更に含み得る。顔料分散の改善は、少なくとも５のヘグマン読み取りを達成するために必要な顔料粉砕時間またはエネルギーの低減によって実証することができる。
【0077】
本明細書で使用される場合、「分散された顔料」または「顔料分散体」という用語は、液体媒体中で脱凝集された顔料を指す。顔料分散および／または脱凝集の程度は、ヘグマンゲージを使用して測定することができる。
【0078】
顔料分散添加剤は、任意選択的に、フィロシリケート顔料分散剤を含み得る。本明細書で使用される場合、「フィロシリケート顔料分散剤」という用語は、フィロシリケート顔料と化学的複合体を形成することができる材料を指し、フィロシリケート顔料の分散を促進するのに役立ち得る。複合体は、フィロシリケート顔料分散剤－フィロシリケート顔料複合体と称され得る。
【0079】
代替的に、電着可能なコーティング組成物は、フィロシリケート顔料分散剤を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まなくてもよい。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、フィロシリケート顔料分散剤が、存在するとしても、組成物の総固形分重量に基づいて、１重量％未満の量で存在する場合、フィロシリケート顔料分散剤を実質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、フィロシリケート顔料分散剤が、存在するとしても、組成物の総固形分重量に基づいて、０．１重量％未満の量で存在する場合、フィロシリケート顔料分散剤を本質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、フィロシリケート顔料分散剤が、組成物中に存在しない、すなわち、組成物の総固形分重量に基づいて、０．００重量％である場合、フィロシリケート顔料分散剤を完全に含まない。
【0080】
代替的に、電着可能なコーティング組成物は、フィロシリケート顔料分散剤－フィロシリケート顔料複合体を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まなくてもよい。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、フィロシリケート顔料分散剤－フィロシリケート顔料複合体が、存在するとしても、組成物の総固形分重量に基づいて、１重量％未満の量で存在する場合、フィロシリケート顔料分散剤を実質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、フィロシリケート顔料分散剤－フィロシリケート顔料複合体が、存在するとしても、組成物の総固形分重量に基づいて、０．１重量％未満の量で存在する場合、フィロシリケート顔料分散剤を本質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、フィロシリケート顔料分散剤－フィロシリケート顔料複合体が、組成物中に存在しない、すなわち、組成物の総固形分重量に基づいて、０．００重量％である場合、フィロシリケート顔料分散剤－フィロシリケート顔料複合体を完全に含まない。
【0081】
本明細書で使用される場合、分散添加剤は、顔料と化学的複合体を形成することができる材料を含んでもよく、顔料分散添加剤は、任意選択的に、顔料と化学的複合体を形成することができる材料、または顔料との物理的相互作用を含んでもよく、任意選択的に、顔料分散添加剤－顔料複合体を形成してもよい。
【0082】
顔料分散添加剤は、顔料分散酸を含み得る。カチオン性電着可能なコーティング組成物において、顔料分散酸は、電着可能な結合剤の樹脂成分、および／もしくは組成物のｐＨを調整するために添加される酸を分散ならびに／または可溶化するために使用される任意の可溶化酸に加えて存在し、顔料分散酸は、顔料との化学的複合体または物理的相互作用を形成し得る。顔料分散酸は、一塩基酸または多塩基酸であり得る。本明細書で使用される場合、「多塩基酸」という用語は、２つ以上の酸性プロトンを有する化学的化合物を指す。本明細書で使用される場合、「酸性プロトン」という用語は、酸基の一部を形成するプロトンを指し、リンのオキシ酸、カルボン酸、硫黄のオキシ酸などが挙げられるが、これらに限定されない。
【0083】
顔料分散酸は、少なくとも１．１、例えば、少なくとも１．５、例えば、少なくとも１．８のｐＫａを有する第１の酸性プロトンを含み得る。顔料分散酸は、４．６以下、例えば、４．０以下、例えば、３．５以下のｐＫａを有する第１の酸性プロトンを含み得る。顔料分散酸は、１．１～４．６、例えば、１．５～４．０、例えば、１．８～３．５のｐＫａを有する第１の酸性プロトンを含み得る。
【0084】
顔料分散酸は、カルボン酸、リンのオキシ酸（リン酸またはホスホン酸などの）、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0085】
顔料の顔料分散添加剤のモル数に対する重量の比率は、少なくとも０．２５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、少なくとも０．５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、少なくとも１．０ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、少なくとも１．５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、少なくとも１．７５ｇ／ｍｍｏｌであり得る。顔料の顔料分散添加剤のモル数に対する重量の比率は、２５ｇ／ｍｍｏｌ以下、例えば、１５ｇ／ｍｍｏｌ以下、例えば、１０ｇ／ｍｍｏｌ以下、例えば、８．２５ｇ／ｍｍｏｌ以下、例えば、６．５ｇ／ｍｍｏｌ以下、例えば、５．０ｇ／ｍｍｏｌ以下であり得る。顔料の顔料分散添加剤のモル数に対する重量の比率は、０．２５～２５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、０．２５～１５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、０．２５～１０ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、０．２５～８．２５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、０．２５～６．５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、０．２５～５．０ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、０．５～２５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、０．５～１５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、０．５～１０ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、０．５～８．２５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、０．５～６．５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、０．５～５．０ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１～２５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１～１５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１～１０ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１～８．２５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１～６．５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１～５．０ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１．５～２５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１．５～１５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１．５～１０ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１．５～８．２５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１．５～６．５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１．５～５．０ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１．７５～２５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１．７５～１５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１．７５～１０ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１．７５～８．２５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１．７５～６．５ｇ／ｍｍｏｌ、例えば、１．７５～５．０ｇ／ｍｍｏｌの量であり得る。
【0086】
本開示に記述されるような顔料対結合剤（Ｐ：Ｂ）比率は、電着可能なコーティング組成物における顔料対結合剤の重量比率、および／または堆積した湿潤フィルムにおける顔料対結合剤の重量比率、および／または乾燥した未硬化の堆積フィルムにおける顔料対結合剤の重量比率、および／または硬化したフィルムにおける顔料対結合剤の重量比率を指し得る。顔料の電着可能な結合剤に対する顔料対結合剤（Ｐ：Ｂ）比率は、少なくとも０．３０：１、例えば、少なくとも０．３５：１、例えば、少なくとも０．４０：１、例えば、少なくとも０．５０：１、例えば、少なくとも０．６０：１、例えば、少なくとも０．７５：１、例えば、少なくとも１：１、例えば、少なくとも１．２５：１、例えば、少なくとも１．５：１であり得る。顔料の電着可能な結合剤に対する顔料対結合剤（Ｐ：Ｂ）比率は、２．０：１以下、例えば、１．７５：１以下、例えば、１．５：１以下、例えば、１．２５：１以下、例えば、１：１以下、例えば、０．７５：１以下、例えば、０．７０：１以下、例えば、０．６０：１以下、例えば、０．５５：１以下、例えば、０．５０：１以下であり得る。顔料の電着可能な結合剤に対する顔料対結合剤比率（Ｐ：Ｂ）は、０．３：１～２．０：１、例えば、０．３：１～１．７５：１、例えば、０．３：１～１．５０：１、例えば、０．３：１～１．２５：１、例えば、０．３：１～１：１、例えば、０．３：１～０．７５：１、例えば、０．３：１～０．７０：１、例えば、０．３：１～０．６０：１、例えば、０．３：１～０．５５：１、例えば、０．３：１～０．５０：１、例えば、０．３５：１～２．０：１、例えば、０．３５：１～１．７５：１、例えば、０．３５：１～１．５０：１、例えば、０．３５：１～１．２５：１、例えば、０．３５：１～１：１、例えば、０．３５：１～０．７５：１、例えば、０．３５：１～０．７０：１、例えば、０．３５：１～０．６０：１、例えば、０．３５：１～０．５５：１、例えば、０．３５：１～０．５０：１、例えば、０．４：１～２．０：１、例えば、０．４：１～１．７５：１、例えば、０．４：１～１．５０：１、例えば、０．４：１～１．２５：１、例えば、０．４：１～１：１、例えば、０．４：１～０．７５：１、例えば、０．４：１～０．７０：１、例えば、０．４：１～０．６０：１、例えば、０．４：１～０．５５：１、例えば、０．４：１～０．５０：１、例えば、０．５：１～２．０：１、例えば、０．５：１～１．７５：１、例えば、０．５：１～１．５０：１、例えば、０．５：１～１．２５：１、例えば、０．５：１～１：１、例えば、０．５：１～０．７５：１、例えば、０．５：１～０．７０：１、例えば、０．５：１～０．６０：１、例えば、０．５：１～０．５５：１、例えば、０．６：１～２．０：１、例えば、０．６：１～１．７５：１、例えば、０．６：１～１．５０：１、例えば、０．６：１～１．２５：１、例えば、０．６：１～１：１、例えば、０．６：１～０．７５：１、例えば、０．６：１～０．７０：１、例えば、０．７５：１～２．０：１、例えば、０．７５：１～１．７５：１、例えば、０．７５：１～１．５０：１、例えば、０．７５：１～１．２５：１、例えば、０．７５：１～１：１、例えば、１：１～２．０：１、例えば、１：１～１．７５：１、例えば、１：１～１．５０：１、例えば、１：１～１．２５：１、例えば、１．２５：１～２．０：１、例えば、１．２５：１～１．７５：１、例えば、１．２５：１～１．５０：１、例えば、１．５０：１～２．０：１、例えば、１．５０：１～１．７５：１であり得る。
【0087】
顔料分散添加剤は、組成物の総固形分重量に基づいて、少なくとも０．１重量％、例えば、少なくとも０．３重量％、例えば、少なくとも０．５重量％、例えば、少なくとも０．７重量％、例えば、少なくとも０．８重量％、例えば、少なくとも１重量％の量で存在し得る。顔料分散添加剤は、組成物の総固形分重量に基づいて、１０重量％以下、例えば、７．５重量％以下、例えば、５重量％以下、例えば、３重量％以下、例えば、２重量％以下、例えば、１．５重量％以下、例えば、１重量％以下、例えば、０．８重量％以下の量で存在し得る。顔料分散添加剤は、組成物の総固形分の重量に基づいて、０．１重量％～１０重量％、例えば０．１重量％～７．５重量％、例えば０．１重量％～５重量％、例えば０．１重量％～３重量％、例えば、０．１重量％～２重量％、例えば、０．１重量％～１．５重量％、例えば、０．１重量％～１重量％、例えば、０．１重量％～０．８重量％、例えば、０．３重量％～１０重量％、例えば、０．３重量％～７．５重量％、例えば、０．３重量％～５重量％、例えば、０．３重量％～３重量％、例えば、０．３重量％～２重量％、例えば、０．３重量％～１．５重量％、例えば、０．３重量％～１重量％、例えば、０．３重量％～０．８重量％、例えば、０．５重量％～１０重量％、例えば、０．５重量％～７．５重量％、例えば、０．５重量％～５重量％、例えば、０．５重量％～３重量％、０．５重量％～２重量％、例えば、０．５重量％～１．５重量％、例えば、０．５重量％～１重量％、例えば、０．５重量％～０．８重量％、例えば、０．７重量％～１０重量％、例えば、０．７重量％～７．５重量％、例えば、０．７重量％～５重量％、例えば、０．７重量％～３重量％、例えば、０．７重量％～２重量％、例えば、０．７重量％～１．５重量％、例えば、０．７重量％～１重量％、例えば、０．７重量％～０．８重量％、例えば、０．８重量％～１０重量％、例えば、０．８重量％～７．５重量％、例えば、０．８重量％～５重量％、例えば、０．８重量％～３重量％、例えば、０．８重量％～２重量％、例えば、０．８重量％～１．５重量％、例えば、０．８重量％～１重量％、例えば、１重量％～１０重量％、例えば、１重量％～７．５重量％、例えば、１重量％～５重量％、例えば、１重量％～３重量％、例えば、１重量％～２重量％、例えば、１重量％～１．５重量％、例えば、１重量％～１重量％、例えば、１重量％～０．８重量％の量で存在し得る。
【0088】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、顔料分散剤を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まなくてもよい。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、顔料分散剤が、存在するとしても、組成物の総固形分重量に基づいて、１重量％未満の量で存在する場合、顔料分散剤を実質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、顔料分散剤が、存在するとしても、組成物の総固形分重量に基づいて、０．１重量％未満の量で存在する場合、顔料分散剤を本質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、顔料分散剤が、組成物中に存在しない、すなわち、組成物の総固形分重量に基づいて、０．００重量％である場合、顔料分散剤を完全に含まない。
【0089】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、顔料分散酸を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まなくてもよい。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、顔料分散酸が、存在するとしても、組成物の総固形分重量に基づいて、１重量％未満の量で存在する場合、顔料分散酸を実質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、顔料分散酸が、存在するとしても、組成物の総固形分重量に基づいて、０．１重量％未満の量で存在する場合、顔料分散酸を本質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、顔料分散酸が、組成物中に存在しない、すなわち、組成物の総固形分重量に基づいて、０．００重量％である場合、顔料分散酸を完全に含まない。
【0090】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、シラン分散剤（ｓｉｌａｎｅ ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ）を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まなくてもよい。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、シラン分散剤が、存在するとしても、組成物の総固形分重量に基づいて、１重量％未満の量で存在する場合、シラン分散剤を実質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、シラン分散剤が、存在するとしても、組成物の総固形分重量に基づいて、０．１重量％未満の量で存在する場合、シラン分散剤を本質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、シラン分散剤が、組成物中に存在しない、すなわち、組成物の総固形分重量に基づいて、０．００重量％である場合、シラン分散剤を完全に含まない。
【0091】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、電気伝導性粒子を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まなくてもよい。電気伝導性粒子は、電気を伝導することができる任意の粒子を含み得る。本明細書で使用される場合、電気伝導性粒子は、材料が少なくとも１×１０５Ｓ／ｍの伝導率および２０℃で１×１０６Ｗ－ｍ以下の抵抗率を有する場合、「電気を伝導することができる」。電気伝導性粒子は、活性炭、アセチレンブラックおよびファーネスブラックなどのカーボンブラック、グラフェン、単層カーボンナノチューブおよび／または多層カーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ、カーボンファイバー、フラーレン、金属粒子、およびそれらの組み合わせ、などの炭素質材料を含み得る。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、電気伝導性粒子が、組成物の顔料の総重量に基づいて、５重量％未満の量で存在する場合、電気伝導性粒子を実質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、電気伝導性粒子が、組成物の顔料の総重量に基づいて、１重量％未満の量で存在する場合、電気伝導性粒子を本質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、電気伝導性粒子が、組成物中に存在しない、すなわち、組成物の顔料の総重量に基づいて、０．００重量％である場合、電気伝導性粒子を完全に含まない。
【0092】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、金属粒子を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まなくてもよい。本明細書で使用される場合、「金属粒子」という用語は、主に元素（ゼロ価）状態の金属からなる金属顔料および金属合金顔料を指す。金属粒子としては、亜鉛、アルミニウム、カドミウム、マグネシウム、ベリリウム、銅、銀、金、鉄、チタン、ニッケル、マンガン、クロム、スカンジウム、イットリウム、ジルコニウム、白金、スズ、およびそれらの合金、ならびに様々なグレードの鋼が挙げられ得る。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、金属粒子が、組成物の顔料の総重量に基づいて、５重量％未満の量で存在する場合、金属粒子を実質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、金属粒子が、組成物の顔料の総重量に基づいて、１重量％未満の量で存在する場合、金属粒子を本質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、金属粒子が、組成物中に存在しない、すなわち、組成物の顔料の総重量に基づいて、０．００重量％である場合、金属粒子を完全に含まない。
【0093】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、リチウム含有化合物を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まなくてもよい。本明細書で使用される場合、リチウム含有化合物は、例えば、ＬｉＣｏＣ、ＬｉＮｉＣ、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＰＣＯ４、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ（ＮｉＭｎＣｏ）Ｏ２、およびＬｉ（ＮｉＣｏＡｌ）Ｏ２などの、リチウムを含む化合物または複合体を指す。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、リチウム含有化合物が、組成物の総固形分重量に基づいて、１重量％未満の量で電着可能なコーティング組成物中に存在する場合、リチウム含有化合物を「実質的に含まない」。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、リチウム含有化合物が、組成物の総固形分重量に基づいて、０．１重量％未満の量で電着可能なコーティング組成物中に存在する場合、リチウム含有化合物を「本質的に含まない」。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、リチウム含有化合物が、電着可能なコーティング組成物中に存在しない、すなわち、組成物の総固形分重量に基づいて、＜０．００１％である場合、リチウム含有化合物を「完全に含まない」。
【0094】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、任意選択的に、粉砕樹脂を実質的に含まないか、それを本質的に含まないか、またはそれを完全に含まなくてもよい。本明細書で使用される場合、「粉砕樹脂」という用語は、結合剤の主なフィルム形成ポリマーとは別に顔料ペーストを形成するために顔料を粉にする間に使用される主なフィルム形成ポリマーとは化学的に異なる樹脂を指す。例えば、粉砕樹脂は、四級アンモニウム塩基および／または三級スルホニウム基を含み得る。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、粉砕樹脂が、存在するとしても、組成物の総樹脂固形分重量に基づいて、５重量％以下の量で存在する場合、粉砕樹脂を実質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、粉砕樹脂が、存在するとしても、組成物の総樹脂固形分重量に基づいて、３重量％以下の量で存在する場合、粉砕樹脂を本質的に含まない。本明細書で使用される場合、電着可能なコーティング組成物は、粉砕樹脂が、組成物中に存在しない、すなわち、組成物の総樹脂固形分重量に基づいて、０．００重量％である場合、粉砕樹脂を完全に含まない。
【0095】
本開示による電着可能なコーティング組成物は、任意選択的に、上述のイオン性塩基含有フィルム形成ポリマーおよび硬化剤に加えて、１つ以上の更なる成分を含み得る。
【0096】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、任意選択的に、硬化剤とポリマーとの間の反応を触媒するための触媒を含み得る。カチオン性電着可能なコーティング組成物に好適な触媒の例としては、限定するものではないが、有機スズ化合物（例えば、ジブチルスズオキシドおよびジオクチルスズオキシド）およびそれらの塩（例えば、ジブチルスズジアセテート）；他の金属酸化物（例えば、セリウム、ジルコニウム、およびビスマスの酸化物）およびそれらの塩（例えば、スルファミン酸ビスマスおよび乳酸ビスマス）；または米国特許第７，８４２，７６２号の第１欄５３行目～第４欄１８行目および第１６欄６２行目～第１９欄８行目（これらの引用部分は、参照により本明細書に組み込まれる）で説明されるような環状グアニジンが挙げられる。アニオン性電着可能なコーティング組成物に好適な触媒の例としては、潜在性酸触媒が挙げられ、これらの特定の例は、ＷＯ２００７／１１８０２４の［００３１］において特定され、ヘキサフルオロアンチモン酸アンモニウム、ＳｂＦ６の四級塩（例えば、ＮＡＣＵＲＥ（登録商標）ＸＣ－７２３１）、ＳｂＦ６のｔ－アミン塩（例えば、ＮＡＣＵＲＥ（登録商標）ＸＣ－９２２３）、トリフル酸のＺｎ塩（例えば、ＮＡＣＵＲＥ（登録商標）Ａ２０２およびＡ２１８）、トリフル酸の四級塩（例えば、ＮＡＣＵＲＥ（登録商標）ＸＣ－Ａ２３０）、およびトリフル酸のジエチルアミン塩（例えば、ＮＡＣＵＲＥ（登録商標）Ａ２３３）（全て、Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから市販されている）、ならびに／またはそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。潜在性酸触媒は、パラ－トルエンスルホン酸（ｐＴＳＡ）または他のスルホン酸などの酸触媒の誘導体を調製することによって形成され得る。例えば、ブロックされた酸触媒の周知の群は、ピリジニウムパラ－トルエンスルホネートなどの芳香族スルホン酸のアミン塩である。そのようなスルホン酸塩は、架橋を促進する際に遊離酸よりも低い活性である。硬化中、触媒は、加熱によって活性化され得る。
【0097】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、任意選択的に、レオロジー改質剤を含み得る。本明細書で使用される場合、「レオロジー改質剤」という用語は、電着可能なコーティング組成物に添加されると、例えば、剪断減粘特性、剪断増粘特性、チキソトロピー特性などを付与するなどの、流体のレオロジー特性を改質する材料を指す。レオロジー改質剤は、電着可能なコーティング組成物の沈降を阻止するのに役立つことができ、レオロジー改質剤は、電着可能なコーティング組成物を電着することによって生成される電着コーティングの均一性を更に改善し得る。レオロジー改質剤は、例えば、１つ以上のセルロース誘導体、１つ以上のアルカリ膨潤性レオロジー改質剤、１つ以上の酸膨潤性レオロジー改質剤、１つ以上の疎水基変性型ウレタン－エトキシレート（ＨＥＵＲ）会合性増粘剤、コロイド層状シリケート、スメクタイト粘土、フュームドシリカなどを含み得る。
【0098】
セルロース誘導体は、電着可能なコーティング組成物のレオロジーを改質するための当技術分野で既知のいずれかを含み得る。例えば、セルロース誘導体は、カルボキシメチルセルロースおよびその塩、微結晶性セルロース、ナノ結晶性セルロース、および他のセルロース系化合物を含み得る。好適な市販のセルロース系化合物の非限定的な例としては、Ｒｅｎｍａｔｉｘ，Ｉｎｃ．から入手可能なＣＲＹＳＴＯセルロースが挙げられ、これは、０．５～１．５ｐｍの範囲の粒子径を有する高結晶性セルロース誘導体であり、微結晶性セルロースおよび高度なナノ結晶性セルロースの両方の特性を並行して提供する。
【0099】
レオロジー改質剤は、アルカリ膨潤性レオロジー改質剤を含み得る。アルカリ膨潤性レオロジー改質剤の非限定的な例としては、アルカリ膨潤性エマルション（ＡＳＥ）、疎水基変性型アルカリ膨潤性エマルション（ＨＡＳＥ）、ＡＴＲＰスターポリマー、および低ｐＨでｐＨトリガーされたレオロジー変化を提供する他の材料が挙げられる。市販のアルカリ膨潤性レオロジー改質剤としては、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＡＳＥ６０などのアルカリ膨潤性エマルション（ＡＳＥ）、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＨＡＳＥ ＴＴ－６１５およびＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＤＲ－１８０ ＨＡＳＥなどの疎水基変性型アルカリ膨潤性エマルション（ＨＡＳＥ）（これらの各々は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である）、ならびにｆｒａｃＡＳＳＩＳＴ（登録商標）プロトタイプ２などのＡＴＲＰスターポリマーが挙げられる。ＡＣＲＹＳＯＬ ＡＳＥアルカリ膨潤性レオロジー改質剤は、（メタ）アクリル酸およびアクリレートエステルを、約２：１～１：２、例えば、１．５：１～１：１．５、例えば、約１．１：１～１：１．１、例えば、約１：１の比率で含むコポリマーを含む。ＡＣＲＹＳＯＬ ＨＡＳＥアルカリ膨張性レオロジー改質剤は、疎水性アクリルエステル単量体で改質されたＡＳＥファミリーで使用される（メタ）アクリル酸およびアクリレートエステルコポリマーを含む三級ポリマーを含む。酸が低ｐＨで中和されていない場合、レオロジー改質剤は水に不溶性であり、組成物を増粘させないが、酸がより高いｐＨ値で完全に中和されている場合、レオロジー改質剤は可溶性になり、組成物を増粘させる。
【0100】
レオロジー改質剤は、疎水基変性型ウレタン－エトキシレート（ＨＥＵＲ）会合性増粘剤を含み得る。疎水基変性型ウレタン－エトキシレート（ＨＥＵＲ）会合性増粘剤の非限定的な例としては、ＢＯＲＣＨＩ Ｇｅｌ ０６２０などが挙げられるが、これらに限定されない、Ｂｏｒｃｈｅｒｓ Ａｍｅｒｉｃａｓ Ｉｎｃ．からＢＯＲＣＨＩ Ｇｅｌマークで販売されている製品が挙げられる。
【0101】
レオロジー改質剤は、コロイド層状シリケートを含み得る。本明細書で説明される電着可能なコーティング組成物における使用に好適であるコロイド層状シリケートとしては、例えば、ＬＡＰＯＮＩＴＥ ＲＤ、ＬＡＰＯＮＩＴＥ ＲＤＳ、ＬＡＰＯＮＩＴＥ ＸＬ２１、およびＬＡＰＯＮＩＴＥ ＪＳが挙げられ、これらの組み合わせを含む。ＬＡＰＯＮＩＴＥ ＲＤは、１，０００ｋｇ／ｍ３の嵩密度、３７０ｍ２／ｇの表面積（ＢＥＴ）、水中の２％懸濁液のｐＨ９．８を有する自由流動合成層状シリケートであり、組成物は、乾燥重量基準で５９．５％のＳｉＯ２、２７．５％のＭｇＯ、０．８％のＬｉ２Ｏ、および２．８％のＮａ２Ｏである。ＬＡＰＯＮＩＴＥ ＲＤＳはまた、１，０００ｋｇ／ｍ３の嵩密度、３３０ｍ２／ｇの表面積（ＢＥＴ）、水中の２％懸濁液のｐＨ９．７を有する自由流動合成層状シリケートであり、組成物は、乾燥重量基準で５４．５％のＳｉＯ２、２６．０％のＭｇＯ、０．８％のＬｉ２Ｏ、５．６％のＮａ２Ｏ、および４．１％のＰ２Ｏ５である。ＬＡＰＯＮＩＴＥ ＸＬ２１は、フルオロケイ酸マグネシウムナトリウムである。上述のものなどのコロイド層状シリケートの粒子径は、平均直径で１ｎｍ～２μｍであり得る。本明細書に開示される粒子径を測定する好適な方法としては、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）が挙げられる。ＴＥＭによって粘土粒子径を測定する好適な方法としては、粒子を溶媒中に懸濁し、次いで、懸濁液を、周囲条件下で乾燥させたＴＥＭグリッドにドロップキャスティングすることが挙げられる。例えば、粘土粒子をドロップキャスティングのために水で希釈してもよく、２００ｋＶで動作するＴｅｃｎａｉ Ｔ２０ ＴＥＭから取得した画像から測定値を得て、ＩｍａｇｅＪソフトウェア、または同等の溶媒、機器、およびソフトウェアを使用して分析することができる。
【0102】
本明細書で使用される場合、「スメクタイト粘土」という用語は、層間表面上で外部に吸着された正電荷によってバランスを取る可変の正味の負電荷を有する粘土を指す。
【0103】
本明細書で使用される場合、「酸膨潤性レオロジー改質剤」という用語は、高ｐＨで不溶性であり、組成物を増粘させず、低ｐＨで可溶性であり、組成物を増粘させるレオロジー改質剤を指す。
【0104】
レオロジー改質剤は、ヒュームドシリカを含み得る。ヒュームドシリカは、四塩化ケイ素の炎熱分解または石英砂から作製され、３０００℃の電気アークで蒸発される。好適なヒュームドシリカの非限定的な例としては、Ｅｖｏｎｉｋ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ＧｍｂＨ（ＡＥＲＯＳＩＬの名称で販売している）、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃａｂ－Ｏ－Ｓｉｌ）、Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ（ＨＤＫ）、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｈｅｒａｅｕｓ（Ｚａｎｄｏｓｉｌ）、Ｔｏｋｕｙａｍａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｒｅｏｌｏｓｉｌ）、ＯＣＩ（Ｋｏｎａｓｉｌ）、Ｏｒｉｓｉｌ（Ｏｒｉｓｉｌ）、およびＸｕｎｙｕｃｈｅｍ（ＸＹＳＩＬ）から入手可能なものが挙げられる。
【0105】
レオロジー改質剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、０．５重量％、例えば、少なくとも１重量％、例えば、少なくとも２重量％、例えば、少なくとも２．５重量％の量で存在し得る。レオロジー改質剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、１５重量％以下、例えば、１０重量％以下、例えば、８重量％以下、例えば、５重量％以下の量で存在し得る。レオロジー改質剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、０．５重量％～１５重量％、例えば、０．５重量％～１０重量％、例えば、０．５重量％～８重量％、例えば、０．５重量％～５重量％、例えば、１重量％～１５重量％、例えば、１重量％～１０重量％、例えば、１重量％～８重量％、例えば、１重量％～５重量％、例えば、２重量％～１５重量％、例えば、２重量％～１０重量％、２重量％～８重量％、例えば、２重量％～５重量％、例えば、２．５重量％～１５重量％、例えば、２．５重量％～１０重量％、例えば、２．５重量％～８重量％、例えば、２．５重量％～５重量％の量で存在し得る。
【0106】
本開示によれば、本開示の電着可能なコーティング組成物は、任意選択的に、例えば、ブチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのコポリマーを含み得るポリアルキレンオキシドポリマーなどの、コーティング組成物に組み込まれ得るクレーター制御添加剤を含み得る。本開示によれば、ブチレンオキシドのプロピレンオキシドに対するモル比率は、少なくとも１：１、例えば、少なくとも３：１、例えば、少なくとも５：１であり得、場合によっては、５０：１以下、例えば、３０：１以下、例えば、２０：１以下であり得る。本開示によれば、ブチレンオキシドのプロピレンオキシドに対するモル比率は、１：１～５０：１、例えば、３：１～３０：１、例えば、５：１～２０：１であり得る。
【0107】
ポリアルキレンオキシドポリマーは、少なくとも２つのヒドロキシル官能基を含み得、単官能性、二官能性、三官能性、または四官能性であり得る。本明細書で使用される場合、「ヒドロキシル官能基」は、－ＯＨ基を含む。明確にするために、ポリアルキレンオキシドポリマーは、ヒドロキシル官能基に加えて、追加の官能基を含み得る。本明細書で使用される場合、「単官能性」は、特定の単量体またはポリマーが含むヒドロキシル官能基の数に関して使用される場合、分子当たり１つの（１）ヒドロキシル官能基を含む単量体またはポリマーを意味する。本明細書で使用される場合、「二官能性」は、特定の単量体またはポリマーが含むヒドロキシル官能基の数に関して使用される場合、分子当たり２つの（２）ヒドロキシル官能基を含む単量体またはポリマーを意味する。本明細書で使用される場合、「三官能性」は、特定の単量体またはポリマーが含むヒドロキシル官能基の数に関して使用される場合、分子当たり３つの（３）ヒドロキシル官能基を含む単量体またはポリマーを意味する。本明細書で使用される場合、「四官能性」は、特定の単量体またはポリマーが含むヒドロキシル官能基の数に関して使用される場合、分子当たり４つの（４）ヒドロキシル官能基を含む単量体またはポリマーを意味する。
【0108】
ポリアルキレンオキシドポリマーのヒドロキシル当量は、少なくとも１００ｇ／ｍｏｌ、例えば、少なくとも２００ｇ／モル、例えば、少なくとも４００ｇ／ｍｏｌであり得、２，０００ｇ／ｍｏｌ以下、例えば、１，０００ｇ／ｍｏｌ以下、例えば、８００ｇ／ｍｏｌ以下であり得る。ポリアルキレンオキシドポリマーのヒドロキシル当量は、１００ｇ／ｍｏｌ～２，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば２００ｇ／ｍｏｌ～１，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば４００ｇ／ｍｏｌ～８００ｇ／ｍｏｌであり得る。本明細書で使用される場合、ポリアルキレンオキシドポリマーに関して、「ヒドロキシル当量」は、ポリアルキレンオキシドポリマーの分子量をポリアルキレンオキシドポリマー中に存在するヒドロキシル基の数で除算することによって決定される。
【0109】
ポリアルキレンオキシドポリマーは、少なくとも２００ｇ／ｍｏｌ、例えば、少なくとも４００ｇ／ｍｏｌ、例えば、少なくとも６００ｇ／ｍｏｌのｚ平均分子量（Ｍｚ）を有し得、５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、例えば、３，０００ｇ／ｍｏｌ以下、例えば、２，０００ｇ／ｍｏｌ以下であり得る。本開示によれば、ポリアルキレンオキシドポリマーは、２００ｇ／ｍｏｌ～５，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば、４００ｇ／ｍｏｌ～３，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば、６００ｇ／ｍｏｌ～２，０００ｇ／ｍｏｌのｚ平均分子量を有し得る。本明細書で使用される場合、９００，０００未満のｚ平均分子量（Ｍｚ）を有するポリアルキレンオキシドポリマーに関して、「ｚ平均分子量（Ｍｚ）」という用語は、Ｗａｔｅｒｓ ４１０示差屈折計（ＲＩ検出器）を有するＷａｔｅｒｓ ２６９５分離モジュール、約５００ｇ／ｍｏｌ～９００，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有するポリスチレン標準物質、０．５ｍＬ／分の流速での溶出液としての０．０５Ｍの臭化リチウム（ＬｉＢｒ）を有するテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、および分離のための１つのＡｓａｈｉｐａｋ ＧＦ－５１０ ＨＱカラムによって決定される、ｚ平均分子量（Ｍｚ）を意味する。
【0110】
ポリアルキレンオキシドポリマーは、樹脂ブレンド固形分の総重量に基づいて、少なくとも０．１重量％、例えば、少なくとも０．５重量％、例えば、少なくとも０．７５重量％の量で電着可能なコーティング組成物中に存在し得、場合によっては、樹脂ブレンド固形分の総重量に基づいて、１０重量％以下、例えば、４重量％以下、例えば、３重量％以下の量で電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。ポリアルキレンオキシドポリマーは、樹脂ブレンド固形分の総重量に基づいて、０．１重量％～１０重量％、例えば、０．５重量％～４重量％、例えば、０．７５重量％～３重量％の量で電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。
【0111】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、顔料組成物などの他の任意選択の配合成分、および所望される場合、様々な添加剤、例えば、充填材、可塑剤、酸化防止剤、殺生物剤、ＵＶ光吸収剤および安定剤、ヒンダードアミン光安定剤、消泡剤、殺真菌剤、分散助剤、流動制御剤、界面活性剤、湿潤剤、またはそれらの組み合わせを含み得る。代替的に、電着可能なコーティング組成物は、任意選択の配合成分のうちのいずれをも完全に含まなくてよく、すなわち、任意選択の配合成分は、電着可能なコーティング組成物中に存在しない。上述の他の添加剤は、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて、０．０１重量％～３重量％の量で電着可能なコーティング組成物中に存在し得る。
【0112】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、水、および任意選択的に、１つ以上の有機溶媒を含む水性媒体を含む。水性媒体は、電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、例えば、４０重量％～９０重量％、例えば、５０重量％～７５重量％の量で存在する。好適な有機溶媒の例としては、酸素化有機溶媒、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、およびアルキル基中に１～１０個の炭素原子を含有するジプロピレングリコールのモノアルキルエーテル、例えば、これらのグリコールのモノエチルおよびモノブチルエーテルなどが挙げられる。他の少なくとも部分的に水混和性の溶媒の例としては、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、およびジアセトンアルコールなどのアルコールが挙げられる。使用される場合、有機溶媒は、典型的に、電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、１０重量％未満、例えば、５重量％未満の量で存在し得る。電着可能なコーティング組成物は、特に、水性分散体などの分散体の形態で提供され得る。
【0113】
例えば、有機溶媒は、ヒドロキシル基および構造－Ｏ－Ｒを有する末端基を含むエーテルまたはポリエーテルを含んでもよく、Ｒが、Ｃ１～Ｃ８アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ４アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ３アルキル基、または２つの末端ヒドロキシル基である。ポリエーテルは、ホモポリマー、ブロックコポリマー、またはランダムコポリマーを含み得る。例えば、ポリエーテルは、エチレンオキシドもしくはプロピレンオキシドのホモポリマーを含み得るか、またはポリエーテルは、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの組み合わせをブロックもしくはランダムパターンで含む、ブロックもしくはランダムコポリマーを含み得る。そのような有機溶媒は、以下の構造を含み得、
式中、Ｒ１およびＲ２が、各々、水素であるか、またはＲ１およびＲ２の一方が、水素であり、かつもう一方が、メチル基であり、Ｒ３が、ＨまたはＣ１～Ｃ８アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ４アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ３アルキル基であり、ｎが、１～５０、例えば、１～４０、例えば、１～３０、例えば、１～２０、例えば、１～１２、例えば、１～８、例えば、１～６、例えば、１～４、例えば、２～５０、例えば、２～４０、例えば、２～３０、例えば、２～２０、例えば、２～１２、例えば、２～８、例えば、２～６、例えば、２～４、例えば、３～５０、例えば、３～４０、例えば、３～３０、例えば、３～２０、例えば、３～１２、例えば、３～８、例えば、３～６、例えば、３～４の整数である。
【化4】
式中、Ｒ１およびＲ２が、各々、水素であるか、またはＲ１およびＲ２の一方が、水素であり、かつもう一方が、メチル基であり、Ｒ３が、ＨまたはＣ１～Ｃ８アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ４アルキル基、例えば、Ｃ１～Ｃ３アルキル基であり、ｎが、１～５０、例えば、１～４０、例えば、１～３０、例えば、１～２０、例えば、１～１２、例えば、１～８、例えば、１～６、例えば、１～４、例えば、２～５０、例えば、２～４０、例えば、２～３０、例えば、２～２０、例えば、２～１２、例えば、２～８、例えば、２～６、例えば、２～４、例えば、３～５０、例えば、３～４０、例えば、３～３０、例えば、３～２０、例えば、３～１２、例えば、３～８、例えば、３～６、例えば、３～４の整数である。
【0114】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物の総固形分含有量は、電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、少なくとも１重量％、例えば、少なくとも５重量％であり得、５０重量％以下、例えば、４０重量％以下、例えば、２０重量％以下であり得る。電着可能なコーティング組成物の総固形分含有量は、電着可能なコーティング組成物の総重量に基づいて、１重量％～５０重量％、例えば、５重量％～４０重量％、例えば、５重量％～２０重量％であり得る。本明細書で使用される場合、「総固形分」は、電着可能なコーティング組成物の不揮発性含有量、すなわち、１１０℃で１５分間加熱されたときに揮発しない材料を指す。
【0115】
本開示によれば、電着可能なコーティング組成物は、基材に電気泳動的に塗布され得る。カチオン性電着可能なコーティング組成物は、任意の電気伝導性基材上に電気泳動的に堆積させることができる。好適な基材は、金属基材、金属合金基材、および／またはニッケルめっきされたプラスチックなどの金属化された基材を含む。加えて、基材は、例えば、炭素繊維または導電性炭素を含む材料などの複合材料を含む非金属導電性材料を含み得る。本開示によれば、金属または金属合金は、冷間圧延鋼、熱間圧延鋼、亜鉛金属でコーティングされた鋼、亜鉛化合物、または亜鉛合金、例えば、電気亜鉛めっき鋼、溶融亜鉛めっき鋼、亜鉛めっき鋼、および亜鉛合金でめっきされた鋼を含み得る。２ＸＸＸ、３ＸＸＸ、４ＸＸＸ、５ＸＸＸ、６ＸＸＸ、または７ＸＸＸシリーズのアルミニウム合金、ならびにＡ３５６シリーズのクラッドアルミニウム合金および鋳造アルミニウム合金も基材として使用され得る。ＡＺ３１Ｂ、ＡＺ９１Ｃ、ＡＭ６０Ｂ、またはＥＶ３１Ａシリーズのマグネシウム合金も基材として使用され得る。本開示で使用される基材は、チタンおよび／またはチタン合金も含み得る。他の好適な非鉄金属には、銅およびマグネシウム、ならびにこれらの材料の合金が含まれる。本開示で使用するのに好適な金属基材としては、多くの場合、車両本体（例えば、限定するものではないが、ドア、車体パネル、トランクデッキリッド、ルーフパネル、フード、ルーフおよび／もしくはストリンガー、リベット、ランディングギア構成要素、および／または航空機に使用される外板）、車両フレーム、車両部品、オートバイ、車輪、産業用構造体、ならびに洗濯機、乾燥機、冷蔵庫、ストーブ、食器洗い機などを含む電化製品、農業用装置、芝生用および庭用装置、空調ユニット、ヒートポンプユニット、芝生用家具、および他の物品などの構成要素の組み立てに使用されるものが挙げられる。本明細書で使用される場合、「車両」またはその変形形態としては、民間、商用、および軍用航空機、ならびに／または車、オートバイ、および／もしくはトラックなどの陸上車両が挙げられるが、これらに限定されない。金属基材はまた、例えば、金属シートまたは製作された部品の形態であり得る。基材が、例えば、米国特許第４，７９３，８６７号および同第５，５８８，９８９号で説明されるものなどのリン酸亜鉛前処理溶液を含む前処理溶液、または例えば、米国特許第７，７４９，３６８号および同第８，６７３，０９１号で説明されるものなどの前処理溶液を含有するジルコニウムで前処理され得ることも理解されよう。
【0116】
本開示はまた、上述の導電性基材のいずれか１つなどの基材をコーティングするための方法を対象とする。本開示によれば、そのような方法は、上述のような電着可能なコーティング組成物を基材の少なくとも一部分に電気泳動的に塗布するステップと、コーティング組成物を硬化させて基材上に少なくとも部分的に硬化したコーティングを形成するステップと、を含み得る。本開示によれば、本方法は、（ａ）本開示の電着可能なコーティング組成物を基材の少なくとも一部分に電気泳動的に堆積させるステップと、（ｂ）コーティングされた基材を基材上の電着コーティングを硬化させるのに十分な温度および時間まで加熱するステップと、を含み得る。本開示によれば、本方法は、任意選択的に、（ｃ）少なくとも部分的に硬化した電着コーティングに、１つもしくは１つより多くの顔料含有コーティング組成物および／または１つもしくは１つより多くの顔料非含有コーティング組成物を直接塗布して、少なくとも部分的に硬化した電着コーティングの少なくとも一部分の上にトップコートを形成するステップと、（ｄ）ステップ（ｃ）のコーティングされた基材を、トップコートを硬化させるのに十分な温度および時間まで加熱するステップと、を更に含み得る。
【0117】
本開示によれば、本開示のカチオン性電着可能なコーティング組成物は、組成物を電気伝導性カソードおよび電気伝導性アノードと接触させて配置することによって、電気伝導性基材上に堆積され得、コーティングされる表面は、カソードである。組成物との接触後、十分な電圧が電極間に印加されると、コーティング組成物の接着性フィルムがカソード上に堆積される。電着が実施される条件は、一般に、他のタイプのコーティングの電着に使用される条件と同様である。印加電圧は、様々であり得、例えば、１ボルトのような低電圧から数千ボルトのような高電圧、例えば、５０～５００ボルトであり得る。電流密度は、平方フィート当たり０．５アンペア～１５アンペアであり得、電着中に減少する傾向があり、絶縁フィルムの形成を示す。
【0118】
カチオン性電着可能なコーティング組成物が導電性基材の少なくとも一部分の上に電着されると、コーティングされた基材は、基材上の電着コーティングを少なくとも部分的に硬化させるのに十分な温度および時間まで加熱される。本明細書で使用される場合、コーティングに関して「少なくとも部分的に硬化した」という用語は、コーティング組成物の成分の反応性基の少なくとも一部分の化学反応が起こってコーティングを形成するように、コーティング組成物を硬化条件に供することによって形成されたコーティングを指す。コーティングされた基材は、２５０°Ｆ～４５０°Ｆ（１２１．１℃～２３２．２℃）、例えば、２７５°Ｆ～４００°Ｆ（１３５℃～２０４．４℃）、例えば、３００°Ｆ～３６０°Ｆ（１４９℃～１８０℃）の範囲の温度まで加熱され得る。硬化時間は、硬化温度ならびに他の変数、例えば、電着コーティングのフィルム厚さ、組成物中に存在する触媒のレベルおよびタイプなどに依存し得る。本開示の目的で、必要な全てのことは、基材上のコーティングを硬化させるのに十分な時間だけである。例えば、硬化時間は、１０分～６０分、例えば、２０～４０分の範囲であり得る。得られた硬化した電着コーティングの厚さは、１５～５０ミクロンの範囲であり得る。
【0119】
本開示によれば、本開示のアニオン性電着可能なコーティング組成物は、組成物を電気伝導性カソードおよび電気伝導性アノードと接触させて配置することによって、電気伝導性基材上に堆積することができ、コーティングされる表面は、アノードである。組成物との接触後、十分な電圧が電極間に印加されると、コーティング組成物の接着性フィルムがアノード上に堆積される。電着が実施される条件は、一般に、他のタイプのコーティングの電着に使用される条件と同様である。印加電圧は、様々であり得、例えば、１ボルトのような低電圧から数千ボルトのような高電圧、例えば、５０～５００ボルトであり得る。電流密度は、平方フィート当たり０．５アンペア～１５アンペアであり得、電着中に減少する傾向があり、絶縁フィルムの形成を示す。
【0120】
カチオン性電着可能なコーティング組成物が導電性基材の少なくとも一部分の上に電着されると、コーティングされた基材は、基材上の電着コーティングを少なくとも部分的に硬化させるのに十分な温度および時間まで加熱され得る。本明細書で使用される場合、コーティングに関して「少なくとも部分的に硬化した」という用語は、コーティング組成物の成分の反応性基の少なくとも一部分の化学反応が起こってコーティングを形成するように、コーティング組成物を硬化条件に供することによって形成されたコーティングを指す。コーティングされた基材は、２００°Ｆ～４５０°Ｆ（９３℃～２３２．２℃）、例えば、２７５°Ｆ～４００°Ｆ（１３５℃～２０４．４℃）、例えば、３００°Ｆ～３６０°Ｆ（１４９℃～１８０℃）の範囲の温度まで加熱され得る。硬化時間は、硬化温度ならびに他の変数、例えば、電着コーティングのフィルム厚さ、組成物中に存在する触媒のレベルおよびタイプなどに依存し得る。本開示の目的で、必要な全てのことは、基材上のコーティングを硬化させるために時間が十分であることである。例えば、硬化時間は、１０～６０分、例えば、２０～４０分の範囲であり得る。得られた硬化した電着コーティングの厚さは、１５～５０ミクロンの範囲であり得る。
【0121】
本開示の電着可能なコーティング組成物はまた、所望される場合、フローコーティング塗布、ディップコーティング塗布、スプレーコーティング塗布、およびロールコーティング塗布などの非電気泳動コーティング塗布技法を使用して基材に塗布することができる。非電気泳動コーティング塗布のために、コーティング組成物は、ガラス、木材、およびプラスチックなどの伝導性基材ならびに非伝導性基材に塗布することができる。
【0122】
本開示は、更に、本明細書で説明される電着可能なコーティング組成物を少なくとも部分的に硬化させることによって形成されるコーティングを対象とする。
【0123】
本開示は、更に、少なくとも部分的に硬化した状態で本明細書で説明される電着可能なコーティング組成物で少なくとも部分的にコーティングされた基材を対象とする。コーティングされた基材は、イオン性塩基含有フィルム形成ポリマーおよび硬化剤を含むコーティングを含み得る。
【0124】
本開示はまた、電着可能な結合剤および顔料を含む電着コーティング層を含む基材を対象とし、電着コーティング層は、少なくとも０．３：１の顔料対結合剤比率を有し、電着コーティング層は、Ｌパネル表面粗さ試験方法によって測定した場合、９０マイクロインチ未満の水平表面粗さを有する。
【0125】
本開示の電着可能なコーティング組成物は、様々なコーティング層を有する基材を含む多層コーティング複合体の一部であるエレクトロコーティング層に利用され得る。コーティング層は、ホスフェート層（例えば、リン酸亜鉛層）などの前処理層、本開示の水性樹脂分散体から生じるエレクトロコーティング層、および好適なトップコート層（例えば、ベースコート、クリアコート層、着色されたモノコート、およびカラープラスクリア複合体組成物）を含み得る。好適なトップコート層は、当技術分野において既知のもののうちのいずれかを含み、各々独立して、水系、溶媒系、固体微粒子状形態（すなわち、粉末コーティング組成物）、または粉末スラリーの形態であり得ることが理解される。トップコートは、典型的には、フィルム形成ポリマー、架橋材料、および有色ベースコートまたはモノコートの場合、１つ以上の顔料を含む。本開示によれば、プライマー層は、エレクトロコーティング層とベースコート層との間に配設される。本開示によれば、トップコート層のうちの１つ以上は、実質的に未硬化の下地層上に塗布される。例えば、クリアコート層は、実質的に未硬化のベースコート層の少なくとも一部分上に塗布することができ（ウェットオンウェット）、両方の層は、下流プロセスにおいて同時に硬化され得る。
【0126】
更に、トップコート層は、電着可能なコーティング層上に直接塗布され得る。換言すれば、基材は、プライマー層を欠いている。例えば、ベースコート層は、電着可能なコーティング層の少なくとも一部分上に直接塗布されてもよい。
【0127】
トップコート層は、下地層が完全に硬化していないという事実にもかかわらず、下地層上に塗布することができることも理解されよう。例えば、クリアコート層は、ベースコート層が硬化ステップに供されていなくても、ベースコート層上に塗布することができる。次いで、両方の層は、後続の硬化ステップ中に硬化することができ、それによって、ベースコート層およびクリアコート層を別々に硬化する必要性がなくなる。
【0128】
本開示によれば、着色剤および充填材などの追加の配合成分は、トップコート層を生じさせる様々なコーティング組成物中に存在してもよい。任意の好適な着色剤および充填材が使用され得る。例えば、着色剤は、個別の粒子、分散体、溶液、および／またはフレークなどの任意の好適な形態でコーティングに添加することができる。本開示のコーティングには、単一の着色剤あるいは２つまたは２つより多くの着色剤の混合物を使用することができる。一般に、着色剤は、所望の特性、視覚、および／または色効果を付与するのに十分な任意の量で、多層複合体の層中に存在することができる。
【0129】
着色剤の例としては、顔料、染料、およびチント、例えば、塗料業界で使用されるもの、および／またはＤｒｙ Ｃｏｌｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＤＣＭＡ）に記載されるもの、ならびに特殊効果組成物が挙げられる。着色剤は、例えば、使用条件下で不溶性であるが湿潤可能である、細かく分割された固体粉末を含んでいてもよい。着色剤は、有機または無機であり得、凝集または非凝集であり得る。着色剤は、粉砕または単純混合によってコーティングに組み込むことができる。着色剤は、アクリル粉砕ビヒクルなどの粉砕ビヒクルを使用して、粉砕によってコーティングに組み込むことができ、この使用は、当業者によく知られているであろう。
【0130】
例示的な顔料および／または顔料組成物としては、カルバゾールジオキサジン粗顔料、アゾ、モノアゾ、ジスアゾ、ナフトールＡＳ、塩型（レーキ）、ベンゾイミダゾロン、縮合体、金属錯体、イソインドリノン、イソインドリンおよび多環式フタロシアニン、キナクリドン、ペリレン、ペリノン、ジケトピロロピロール、チオインジゴ、アントラキノン、インダントロン、アントラピリミジン、フラバントロン、ピラントロン、アンタントロン、ジオキサジン、トリアリールカルボニウム、キノフタロン顔料、ジケトピロロピロールレッド（「ＤＰＰレッド ＢＯ」）、二酸化チタン、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化アンチモンなど、ならびに酸化鉄、透明な赤色もしくは黄色の酸化鉄、フタロシアニンブルーなどの有機または無機のＵＶ不透明顔料、ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。「顔料」および「着色充填材」という用語は、互換的に使用することができる。
【0131】
例示的な染料としては、酸性染料、アゾ染料、塩基性染料、直接染料、分散染料、反応性染料、溶媒染料、硫黄染料、モルダント染料、例えば、バナジン酸ビスマス、アントラキノン、ペリレン、アルミニウム、キナクリドン、チアゾール、チアジン、アゾ、インジゴイド、ニトロ、ニトロソ、オキサジン、フタロシアニン、キノリン、スチルベン、ならびにトリフェニルメタンなどの溶媒系および／または水系であるものが挙げられるが、これらに限定されない。
【0132】
例示的なチントとしては、Ｄｅｇｕｓｓａ，Ｉｎｃ．から市販されているＡＱＵＡ－ＣＨＥＭ ８９６、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｉｎｃ．のＡｃｃｕｒａｔｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓ部門から市販されているＣＨＡＲＩＳＭＡ ＣＯＬＯＲＡＮＴＳおよびＭＡＸＩＴＯＮＥＲ ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＣＯＬＯＲＡＮＴＳなどの水系キャリアまたは水混和性キャリア中に分散した顔料が挙げられるが、これらに限定されない。
【0133】
着色剤は、ナノ粒子分散体を含む分散体の形態であり得るが、これに限定されない。ナノ粒子分散体は、所望の可視色および／または不透明度および／または視覚効果を生成する１つ以上の高度に分散したナノ粒子着色剤および／または着色剤粒子を含むことができる。ナノ粒子分散体は、１５０ｎｍ未満、例えば、７０ｎｍ未満、もしくは３０ｎｍ未満の粒子径を有する顔料または染料などの着色剤を含むことができる。ナノ粒子は、０．５ｍｍ未満の粒子径を有する粉砕媒体で原料の有機顔料または無機顔料を粉にするステップによって生成することができる。例示的なナノ粒子分散体およびそれらを作製するための方法は、米国特許第６，８７５，８００Ｂ２号に特定されており、これは、参照により本明細書に組み込まれる。ナノ粒子分散体はまた、結晶化、沈殿、気相凝縮、および化学的摩擦（すなわち、部分溶解）によっても生成することができる。コーティング内のナノ粒子の再凝集を最小限に抑えるために、樹脂コーティングされたナノ粒子の分散体を使用することができる。本明細書で使用するとき、「樹脂コーティングされたナノ粒子の分散体」とは、ナノ粒子およびナノ粒子上の樹脂コーティングを含む、目立たない「複合材料微粒子」が分散している連続相を指す。樹脂コーティングされたナノ粒子の例示的な分散体およびそれらを作製するための方法は、参照により本明細書に組み込まれる２００４年６月２４日に出願された米国特許出願第１０／８７６，０３１号、および参照により本明細書に組み込まれる２００３年６月２４日に出願された米国仮特許出願第６０／４８２，１６７号に特定されている。
【0134】
本開示によれば、多層コーティング複合体の１つ以上の層に使用され得る特殊効果組成物としては、反射率、真珠光沢、金属光沢、リン光、蛍光、フォトクロミズム、感光性、サーモクロミズム、ゴニオクロミズム、および／または色変化などの１つ以上の外観効果を生成する顔料および／または組成物が挙げられる。追加の特殊効果組成物は、反射率、不透明度、またはテクスチャなどの他の知覚可能な特性を提供し得る。例えば、特殊効果組成物は、コーティングが異なる角度で見られる場合、コーティングの色が変化するように、カラーシフトを生成し得る。例示的な色効果組成物は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，８９４，０８６号に特定されている。追加の色効果組成物としては、透明コーティングされた雲母および／または合成雲母、コーティングされたシリカ、コーティングされたアルミナ、透明液晶顔料、液晶コーティング、ならびに／または任意の組成物を挙げることができ、干渉は、材料内の屈折率の差から生じ、材料の表面と空気との間の屈折率の差によるものではない。
【0135】
本開示によれば、１つ以上の光源に曝露したときにその色を可逆的に変える感光性組成物および／またはフォトクロミック組成物を、多層複合体における層の数に使用することができる。フォトクロミック組成物および／または感光性組成物は、指定された波長の放射線に曝露することによって活性化することができる。組成物が励起されると、分子構造が変化し、変えられた構造は、組成物の元の色とは異なる新しい色を示す。放射線への曝露が除去されるとき、フォトクロミック組成物および／または感光性組成物は、組成物の元の色が戻る休止状態に戻ることができる。例えば、フォトクロミックおよび／または感光性組成物は、非励起状態では無色であり、励起状態では色を示すことができる。フルカラーチェンジは、２０秒～６０秒などのミリ秒から数分以内に現れ得る。例示的なフォトクロミックおよび／または感光性組成物としては、フォトクロミック色素が挙げられる。
【0136】
本開示によれば、感光性組成物および／またはフォトクロミック組成物は、共有結合などによって、ポリマーおよび／または重合性成分のポリマー性材料に関連付けることができ、かつ／またはそれらに少なくとも部分的に結合することができる。感光性組成物がコーティングから移動し、基材中に結晶化し得るいくつかのコーティングとは対照的に、本開示によるポリマーおよび／もしくは重合性成分と会合したかつ／またはそれらと少なくとも部分的に結合した感光性組成物ならびに／またはフォトクロミック組成物は、コーティングからの最小限の移動を有する。例示的な感光性組成物および／またはフォトクロミック組成物ならびにそれらを作製するための方法は、２００４年７月１６日に出願された米国特許出願第１０／８９２，９１９号に特定されており、参照により本明細書に組み込まれる。
【0137】
本明細書で使用される場合、別途定義されない限り、「実質的に含まない」という用語は、成分が、存在するとしても、組成物の総樹脂固形分重量に基づいて、１重量％未満の量で存在することを意味する。
【0138】
本明細書で使用される場合、別途定義されない限り、「本質的に含まない」という用語は、成分が、存在するとしても、組成物の総樹脂固形分重量に基づいて、０．１重量％未満の量で存在することを意味する。
【0139】
本明細書で使用される場合、別途定義されない限り、「完全に含まない」という用語は、成分が、組成物中に存在しない、すなわち、組成物の総樹脂固形分重量に基づいて、０．００重量％であることを意味する。
【0140】
この詳細な説明の目的のために、本開示が、相反することが明示的に指定されている場合を除き、代替的な変形およびステップシーケンスが想定され得ることが理解されるべきである。更に、任意の実施例以外で、または別段の指示がない限り、例えば、本明細書および特許請求の範囲で使用される配合成分の量を表す全ての数は、「約」という用語によっていかなる場合も修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、相反することが示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本開示によって得られる所望の特性に依存して変動し得る近似値である。少なくとも、かつ、等価物の見解の適用を特許請求の範囲に限定しようとするものではなく、各数値パラメータは、少なくとも報告された有意な桁の数に照らし合わせて、かつ通常の四捨五入技法を適用することによって解釈されるべきである。
【0141】
本開示の広範な範囲を示す数値範囲およびパラメータは近似値ではあるが、特定の例で示される数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、任意の数値は、それらのそれぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的に得られる特定の誤差を本来含有する。
【0142】
また、本明細書に記載される任意の数値範囲は、その中に包含される全ての部分範囲を含むことを意図していることを理解されたい。例えば、「１～１０」の範囲は、記載された最小値１と記載された最大値１０との間の（およびそれらを含む）全ての部分的な範囲、つまり、１に等しいまたは１を超える最小値と、１０に等しいまたは１０未満の最大値と、を有することが意図される。
【0143】
本明細書で使用される場合、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、および同様の用語は、本出願の文脈において「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同義であることが理解され、したがって、オープンエンドであり、追加の非説明または非記載の要素、材料、配合成分、または方法ステップの存在を除外しない。本明細書で使用される場合、「からなる」は、任意の不特定の要素、配合成分、または方法ステップの存在を除外するために、本出願の文脈において理解される。本明細書で使用される場合、「から本質的になる」は、特定の要素、材料、配合成分、または方法ステップ、および記載されているもののうち「基本的かつ新規の特徴に著しく影響を及ぼさないもの」を含むように、本出願の文脈において理解される。
【0144】
本出願では、別段の明記がない限り、単数形の使用は複数形を含み、複数形は単数形を包含する。例えば、本明細書では、「１つ（ａｎ）」のイオン性塩基含有フィルム形成ポリマーおよび「１つ（ａ）」の硬化剤に言及するが、これらの成分の組み合わせ（すなわち、複数）を使用することができる。加えて、本出願では、「および／または」がある特定の場合において明示的に使用され得るが、別段の明記がない限り、「または」の使用は、「および／または」を意味する。
【0145】
本開示の特定の態様が詳細に説明されているが、本開示の全体的な教示に照らして、それらの詳細に対する様々な修正および代替案が開発され得ることが当業者によって理解されるであろう。したがって、開示される特定の構成は、例示のみであり、添付の特許請求の範囲の全容ならびにその任意のおよび全ての等価物を与える本開示の範囲に対する限定ではないことが意図される。
【0146】
以下の実施例は本開示を例示するものであるが、本開示をそれらの詳細に限定するとみなすべきではない。別途示されない限り、以下の実施例における、ならびに本明細書の全体を通して、全ての部およびパーセンテージは、重量によるものである。
【実施例】
【0147】
樹脂系の調製：樹脂系Ｉ
架橋剤Ｉの調製：電着可能なコーティング樹脂における使用に好適なブロックされたポリイソシアネート架橋剤を、以下の様式で調製した。以下の表１に列挙される成分２、３ａ、および３ｂを、窒素下で撹拌しながら、全還流用に設定されたフラスコに添加した。フラスコの内容物を３５℃の温度まで加熱し、反応発熱により温度が上昇し、１００℃より下に維持されるように、成分１を滴下添加した。成分１の添加が完了した後、成分４を添加し、反応混合物において１００℃の温度を確立した。ＩＲ分光法によって残留イソシアネートが検出されなくなるまで、反応混合物をその温度で保持した。次いで、成分５ａおよび５ｂを添加し、反応混合物を３０分間撹拌し、周囲温度まで冷却した。
架橋剤Ｉの調製：電着可能なコーティング樹脂における使用に好適なブロックされたポリイソシアネート架橋剤を、以下の様式で調製した。以下の表１に列挙される成分２、３ａ、および３ｂを、窒素下で撹拌しながら、全還流用に設定されたフラスコに添加した。フラスコの内容物を３５℃の温度まで加熱し、反応発熱により温度が上昇し、１００℃より下に維持されるように、成分１を滴下添加した。成分１の添加が完了した後、成分４を添加し、反応混合物において１００℃の温度を確立した。ＩＲ分光法によって残留イソシアネートが検出されなくなるまで、反応混合物をその温度で保持した。次いで、成分５ａおよび５ｂを添加し、反応混合物を３０分間撹拌し、周囲温度まで冷却した。
【表1】
【0148】
カチオン性アミン官能化ポリエポキシド系樹脂（樹脂系Ｉ）の調製：電着可能なコーティング組成物を配合する際に使用するのに好適なカチオン性アミン官能化ポリエポキシド系ポリマー樹脂を、以下の様式で調製した。以下の表２に列挙される成分１～４を、窒素下で撹拌しながら、全還流用に設定されたフラスコ内で合わせた。混合物を１３０℃の温度まで加熱し、発熱させた（最大で１７５℃）。反応混合物中で１４５℃の温度を確立し、次いで、反応混合物を１時間保持した。次いで、成分５、続いて成分６～７をフラスコに導入し、反応混合物中で１００℃の温度を確立した。次いで、予め混合した成分８および９を反応混合物に素早く添加し、反応混合物を発熱させた。中で１１０℃の温度を確立し、反応混合物を１時間保持した。次いで、成分１０を添加し、１５分間混合した。保持後、フラスコの内容物を注ぎ出し、室温まで冷却した。
【表2】
【0149】
樹脂系の調製：樹脂系：樹脂系ＩＩ
架橋剤ＩＩの調製：電着可能なコーティング樹脂における使用に好適なブロックされたポリイソシアネート架橋剤を、以下の様式で調製した。以下の表３に列挙される成分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、および１ｅを、窒素下で撹拌しながら、全還流用に設定されたフラスコに添加した。フラスコの内容物を３５℃の温度まで加熱し、反応発熱により温度が上昇し、１１０℃より下に維持されるように、成分２を滴下添加した。成分２の添加が完了した後、成分３を添加し、反応混合物において１１０℃の温度を確立した。ＩＲ分光法によって残留イソシアネートが検出されなくなるまで、反応混合物をその温度で保持した。次いで、成分４を添加し、反応混合物を３０分間撹拌し、周囲温度まで冷却した。
架橋剤ＩＩの調製：電着可能なコーティング樹脂における使用に好適なブロックされたポリイソシアネート架橋剤を、以下の様式で調製した。以下の表３に列挙される成分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、および１ｅを、窒素下で撹拌しながら、全還流用に設定されたフラスコに添加した。フラスコの内容物を３５℃の温度まで加熱し、反応発熱により温度が上昇し、１１０℃より下に維持されるように、成分２を滴下添加した。成分２の添加が完了した後、成分３を添加し、反応混合物において１１０℃の温度を確立した。ＩＲ分光法によって残留イソシアネートが検出されなくなるまで、反応混合物をその温度で保持した。次いで、成分４を添加し、反応混合物を３０分間撹拌し、周囲温度まで冷却した。
【表3】
【0150】
カチオン性アミン官能化ポリエポキシド系樹脂（樹脂系ＩＩ）の調製：電着可能なコーティング組成物を配合する際に使用するのに好適なカチオン性アミン官能化ポリエポキシド系ポリマー樹脂を、以下の様式で調製した。以下の表４に列挙される成分１～４を、窒素下で撹拌しながら、全還流用に設定されたフラスコ内で合わせた。混合物を１３０℃の温度まで加熱し、発熱させた（最大１７５℃）。反応混合物中で１４５℃の温度を確立し、次いで、反応混合物を１時間保持した。次いで、成分５、続いて成分６～７をフラスコに導入し、反応混合物中で１００℃の温度を確立した。次いで、予め混合した成分８および９を反応混合物に素早く添加し、反応混合物を発熱させた。中で１１０℃の温度を確立し、反応混合物を１時間保持した。次いで、成分１０を添加し、１５分間混合した。保持後、フラスコの内容物を注ぎ出し、室温まで冷却した。
【表4】
【0151】
電着可能なコーティング組成物の調製
配合顔料、添加剤、および化学物質の供給元：エレクトロコート浴の配合に使用される化学物質を様々な供給業者から入手した。溶媒ＤＯＷＡＮＯＬ ＰＭを純度９８％でＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手した。スルファミン酸をＰＰＧ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手した。ＴＩＯＮＡ５９５二酸化チタン顔料は、Ｔｒｏｎｏｘ Ｉｎｃから入手することができる。硫酸バリウム顔料は、Ｖｅｎａｔｏｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＰＬＣから入手することができる。ＡＳＰ－２００粘土顔料は、ＢＡＳＦから入手することができる。
配合顔料、添加剤、および化学物質の供給元：エレクトロコート浴の配合に使用される化学物質を様々な供給業者から入手した。溶媒ＤＯＷＡＮＯＬ ＰＭを純度９８％でＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手した。スルファミン酸をＰＰＧ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手した。ＴＩＯＮＡ５９５二酸化チタン顔料は、Ｔｒｏｎｏｘ Ｉｎｃから入手することができる。硫酸バリウム顔料は、Ｖｅｎａｔｏｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＰＬＣから入手することができる。ＡＳＰ－２００粘土顔料は、ＢＡＳＦから入手することができる。
【0152】
対照組成物１：このエレクトロコートは、ＰＰＧ ＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓからＦＲＡＭＥＣＯＡＴ（登録商標） ＩＩの名称で市販されており、２成分組成物として供給されている。エレクトロコート浴を、１８０１グラムのＣＲ６８１樹脂（ＰＰＧから入手可能）、ＣＰ５２４ペースト（２４３．８グラム、ＰＰＧから入手可能）、および脱イオン水（１７５５．２グラム）を混合することによって調製した。この塗料のＰ：Ｂは、０．１：１．０であった。組成物１を技術告示書に従って使用した。
【0153】
組成物２：ステンレス鋼ビーカー（３リットル）に、熱電対および加熱マントルを使用して８０℃に温めた５９３グラムの樹脂系Ｉを投入した。Ｆａｗｃｅｔｔエアモーター（Ｍｏｄｅｌ １０３Ａ）によって動力供給した３インチのプロペラブレードを使用して、１５００ＲＰＭで樹脂を撹拌した。以下の配合成分を、列挙した順序で添加した。この樹脂に５７．５グラムの脱イオン水を添加し、５分間混合した。次に、３００グラムのＡＳＰ－２００を５分間かけて樹脂に添加した。この混合物を２０分間撹拌した。別のステンレス鋼ビーカー（１リットル）中で、７．４１グラムのスルファミン酸を３８７．４グラムの脱イオン水に添加し、穏やかな撹拌下で１５分間混合した。樹脂混合物で十分な分散が達成された後、酸溶液を、撹拌を継続しながら樹脂混合物にゆっくりと注ぎ込んだ。酸性化された樹脂混合物を、撹拌を継続しながら１時間保持した。１時間保持した後、樹脂混合物を４４８．６グラムの脱イオン水で２０分間かけて薄め、温度を自然に変動させた。次いで、２１．２グラムのＥ６１６５（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なジブチルスズオキシド［ＤＢＴＯ］ペースト）を添加することによってスズ触媒を添加して、樹脂固形分に対して０．７重量％のＳｎ投入量を提供した。最後に、追加の１４３５．４グラムの脱イオン水を添加して、２５重量％固形分の完成したエレクトロコート浴を作製した。最終浴のｐＨは５．８９であり、伝導率は９６０μＳであった。
【0154】
組成物３：ステンレス鋼ビーカー（３リットル）に、熱電対および加熱マントルを使用して８０℃に温めた５９３グラムの樹脂系Ｉを投入した。Ｆａｗｃｅｔｔエアモーター（Ｍｏｄｅｌ １０３Ａ）によって動力供給した３インチのプロペラブレードを使用して、１５００ＲＰＭで樹脂を撹拌した。以下の配合成分を、列挙した順序で添加した。この樹脂に５７．５グラムの脱イオン水を添加し、５分間混合した。次に、９５グラムのＡＳＰ－２００を５分間かけて樹脂に添加し、続いて５５グラムの硫酸バリウム顔料、続いて１５０グラムのＴＩＯＮＡ５９５二酸化チタン顔料を添加した。この混合物を２０分間撹拌した。別のステンレス鋼ビーカー（１リットル）中で、７．４１グラムのスルファミン酸を３８７．４グラムの脱イオン水に添加し、穏やかな撹拌下で１５分間混合した。樹脂混合物で十分な分散が達成された後、酸溶液を、撹拌を継続しながら樹脂混合物にゆっくりと注ぎ込んだ。酸性化された樹脂混合物を、撹拌を継続しながら１時間保持した。１時間保持した後、樹脂混合物を４４８．６グラムの脱イオン水で２０分間かけて薄め、温度を自然に変動させた。次いで、２１．２グラムのＥ６１６５（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なジブチルスズオキシド［ＤＢＴＯ］ペースト）を添加することによってスズ触媒を添加して、樹脂固形分に対して０．７重量％のＳｎ投入量を提供した。最後に、追加の１４３５．４グラムの脱イオン水を添加して、２５重量％固形分の完成したエレクトロコート浴を作製した。最終浴のｐＨは５．７８であり、伝導率は９７４μＳであった。
【0155】
組成物４：ステンレス鋼ビーカー（４リットル）に、熱電対および加熱マントルを使用して８０℃に温めた８０７．９グラムの樹脂系ＩＩを投入した。Ｆａｗｃｅｔｔエアモーター（Ｍｏｄｅｌ １０３Ａ）によって動力供給した３インチのプロペラブレードを使用して、１５００ＲＰＭで樹脂を撹拌した。以下の配合成分を、列挙した順序で添加した。この樹脂に８０．５グラムの脱イオン水を添加し、５分間混合した。次に、４２０グラムのＡＳＰ－２００を５分間かけて樹脂に添加した。この混合物を２０分間撹拌した。別のステンレス鋼ビーカー（１リットル）中で、１０．５７グラムのスルファミン酸を７３６．７グラムの脱イオン水に添加し、穏やかな撹拌下で１５分間混合した。樹脂混合物で十分な分散が達成された後、酸溶液を、撹拌を継続しながら樹脂混合物にゆっくりと注ぎ込んだ。酸性化された樹脂混合物を、撹拌を継続しながら１時間保持した。１時間保持した後、樹脂混合物を４５６．８グラムの脱イオン水で２０分間かけて薄め、温度を自然に変動させた。次いで、２９．６グラムのＥ６１６５（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なジブチルスズオキシド［ＤＢＴＯ］ペースト）を添加することによってスズ触媒を添加して、樹脂固形分に対して０．７重量％のＳｎ投入量を提供した。最後に、追加の２００９．９グラムの脱イオン水を添加して、２５重量％固形分の完成したエレクトロコート浴を作製した。最終浴のｐＨは５．７２であり、伝導率は１０８５μＳであった。
【0156】
組成物５：レオロジー添加剤溶液を、脱イオン水（９４５グラム）、Ｂｏｒｃｈｅｒｓ Ａｍｅｒｉｃａｓ Ｉｎｃから市販されている、ＢＯＲＣＨＩ Ｇｅｌ ０６２０（１５０グラム）、およびエチレングリコールブチルエーテル（４０５グラム）を鋼ビーカー（３リットル）に添加することによって調製し、Ｆａｗｃｅｔｔエアモーター（モデル１０３Ａ）によって動力供給した高揚力インペラブレードで、５００ＲＰＭで１時間撹拌した。
【0157】
別のステンレス－鋼ビーカー（４リットル）内に、熱電対および加熱マントルを使用して８０℃に温めた８０７．９グラムの樹脂系ＩＩを投入した。Ｆａｗｃｅｔｔエアモーター（Ｍｏｄｅｌ １０３Ａ）によって動力供給した３インチのプロペラブレードを使用して、１５００ＲＰＭで樹脂を撹拌した。以下の配合成分を、列挙した順序で添加した。この樹脂に８０．５グラムの脱イオン水を添加し、５分間混合した。次に、４２０グラムのＡＳＰ－２００を５分間かけて樹脂に添加した。この混合物を２０分間撹拌した。別のステンレス鋼ビーカー（１リットル）中で、１０．５７グラムのスルファミン酸を５７７．８グラムの脱イオン水に添加し、穏やかな撹拌下で１５分間混合した。樹脂混合物で十分な分散が達成された後、酸溶液を、撹拌を継続しながら樹脂混合物にゆっくりと注ぎ込んだ。酸性化された樹脂混合物を、撹拌を継続しながら１時間保持した。１時間保持した後、樹脂混合物を１７５グラムのレオロジー添加剤溶液および４６１．３グラムの脱イオン水で２０分間かけて薄め、温度を自然に変動させた。次いで、２９．８グラムのＥ６１６５（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なジブチルスズオキシド［ＤＢＴＯ］ペースト）を添加することによってスズ触媒を添加して、樹脂固形分に対して０．７重量％のＳｎ投入量を提供した。最後に、追加の２０２９．８グラムの脱イオン水を添加して、２５重量％固形分の完成したエレクトロコート浴を作製した。最終浴のｐＨは５．８５であり、伝導率は１１０１μＳであった。
【0158】
組成物６：ステンレス鋼ビーカー（３リットル）に、熱電対および加熱マントルを使用して８０℃に温めた５３４グラムの樹脂系Ｉを投入した。Ｆａｗｃｅｔｔエアモーター（Ｍｏｄｅｌ １０３Ａ）によって動力供給した３インチのプロペラブレードを使用して、１５００ＲＰＭで樹脂を撹拌した。以下の配合成分を、列挙した順序で添加した。この樹脂に５１．８グラムの脱イオン水を添加し、５分間混合した。次に、３８２．５グラムのＡＳＰ－２００を５分間かけて樹脂に添加した。この混合物を２０分間撹拌した。別のステンレス鋼ビーカー（１リットル）中で、６．６７グラムのスルファミン酸を４２３．７グラムの脱イオン水に添加し、穏やかな撹拌下で１５分間混合した。樹脂混合物で十分な分散が達成された後、酸溶液を、撹拌を継続しながら樹脂混合物にゆっくりと注ぎ込んだ。酸性化された樹脂混合物を、撹拌を継続しながら１時間保持した。１時間保持した後、樹脂混合物を４６６．２グラムの脱イオン水で２０分間かけて薄め、温度を自然に変動させた。次いで、１９グラムのＥ６１６５（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なジブチルスズオキシド［ＤＢＴＯ］ペースト）を添加することによってスズ触媒を添加して、樹脂固形分に対して０．７重量％のＳｎ投入量を提供した。最後に、追加の９３２．４グラムの脱イオン水を添加して、３０重量％固形分の完成したエレクトロコート浴を作製した。最終浴のｐＨは５．７であり、伝導率は９２８μＳであった。
【0159】
試験方法
沈降量試験方法：設定された時間にわたる沈降量を、白金パンを装備したＢｉｏｌｉｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ａｔｔｅｎｓｉｏｎ Ｆｏｒｃｅ Ｔｅｎｓｉｏｍｅｔｅｒ （モデル：Ｓｉｇｍａ ７０３）を使用して決定した。電着可能なコーティング組成物の少量の試料を４オンスのガラス瓶に入れた。電着可能なコーティング組成物を含むガラス瓶を張力計プラットフォームに投入し、白金パンを液体表面の下方の塗料に挿入した。機器をゼロ設定にし、データ収集を開始した。組成物の成分の沈降量（ｍｇで報告）を３０分間にわたって監視した。
沈降量試験方法：設定された時間にわたる沈降量を、白金パンを装備したＢｉｏｌｉｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ａｔｔｅｎｓｉｏｎ Ｆｏｒｃｅ Ｔｅｎｓｉｏｍｅｔｅｒ （モデル：Ｓｉｇｍａ ７０３）を使用して決定した。電着可能なコーティング組成物の少量の試料を４オンスのガラス瓶に入れた。電着可能なコーティング組成物を含むガラス瓶を張力計プラットフォームに投入し、白金パンを液体表面の下方の塗料に挿入した。機器をゼロ設定にし、データ収集を開始した。組成物の成分の沈降量（ｍｇで報告）を３０分間にわたって監視した。
【0160】
沈降を、電着可能なコーティング組成物のＰ：Ｂに対しても評価した。これを、組成物の沈降した成分の総量を組成物のＰ：Ｂで除算することによって決定した。これは、本明細書では「相対沈降試験方法」と称される。
【0161】
浴粘度試験方法：剪断速度の関数として粘度を測定することによって、液体浴の流動曲線を決定した。粘度を、温度制御付きの同心シリンダー（カップおよびボブ）セットアップを使用するＡｎｔｏｎ－Ｐａａｒ ＭＣＲ３０２レオメータで測定した。温度は、一定の３２℃であった。最初に、コーティング系を定常状態に安定化させるために、エレクトロコート浴の粘度を、デバイスによって設定された持続時間で、２１のデータ点について、０．１ｓ－１の一定剪断速度で測定した。次いで、０．１～１０００ｓ－１の剪断速度の対数勾配で粘度を測定し、デバイスによって設定された持続時間で、ディケード当たり５ポイントのポイント間隔で剪断速度を変化させた。低剪断粘度は０．１ｓ－１の剪断速度であり、高剪断粘度は１００ｓ－１の剪断速度で報告される。この試験方法は、本明細書では、浴粘度試験方法と称される。
【0162】
Ｌパネル表面粗さ試験方法：金属基材をパネルにし（任意選択的に、前処理組成物（例えば、リン酸亜鉛前処理組成物）で前処理される）、半分に切断して、４インチ×６インチのパネルを得る。次いで、０．２５インチをパネルの各側面から除去して、３．５インチ×６インチであるパネルを得て、これを「Ｌ」形状に曲げて、４インチの垂直表面および２インチの水平表面を得た。このパネルを、撹拌下にあるエレクトロコート浴中に浸漬し、撹拌を停止することができる。撹拌されていない浴中で３分間静置した後、組成物の電着を進行させた。整流器を使用して電着可能なコーティング浴に電流を印加して、基材をコーティングした。標的のフィルム構築物は、基材の垂直面上で０．５～０．７ミル（１２．７～１７．８ミクロン）であった。このフィルム厚さを、２５．４ミクロンのＤＦＴのための電圧／温度／電流条件（２分間の条件）を使用することによって堆積させたが、１分間で堆積させた。正確なコーティング条件は、組成によって様々であり得る。パネルをエレクトロコートした後、パネルを脱イオン水ですすぎ、電気オーブン内で、３５０°Ｆで３０分間焼成する。水平表面および垂直表面の粗さは、Ｔａｙｌｏｒ Ｈｏｂｓｏｎから入手可能なＰｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｓｕｒｔｒｏｎｉｃ ２５表面粗さ計を使用して測定した。この機器は、Ｔｅｄ Ｐｅｌｌａ Ｉｎｃ．から入手可能な３インチのシリコンウェハ（製品番号１６０１３）を使用して参照され、これは、１０回の繰り返し測定後に１．０±０．７マイクロインチの粗さを有していた。この試験方法は、本明細書では、Ｌパネル表面粗さ試験方法と称される。
【0163】
複素粘度試験方法：硬化サイクル中の堆積されたコーティングの粘度を、以下の方法で測定した。（ａ）ＰＰＲ２５／２３スピンドルおよび０．１ｍｍのギャップを有するＡｎｔｏｎ Ｐａａｒ ＭＣＲ３０２レオメータを設定するステップ、（ｂ）未硬化の電着コーティング試料にテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を塗布し、金属ヘラを使用して、未硬化の電着コーティング試料をパネルからそぎ落とし、試料をＰｅｌｔｉｅｒプレート上に配置するステップ、（ｃ）試験の長さ全体を通して保持される５％の一定剪断ひずみ（振動）および１Ｈｚの周波数下にある試料で、経時的に試料の粘度を測定し、４０℃で３０分間の周囲フラッシュの硬化サイクル、続いて４０℃から１７５℃までの温度上昇を４１分間（３．３℃／分）かけて測定するステップ。この試験方法は、本明細書では、複素粘度試験方法と称される。
【0164】
実施例Ａ：浴安定性の評価
リン酸亜鉛（ＡＣＴ（Ｈｉｌｌｓｄａｌｅ，ＭＩ）から入手可能なＣ７００品目：２８６３０）で前処理したＣＲＳパネルを、Ｌパネル表面粗さ試験方法で説明される様式で調製した。ＤＣ電力供給される整流器（ＸａｎｔｒａｘモデルＸＦＲ６００－２（Ｅｌｋｈａｒｔ，Ｉｎｄｉａｎａ）、またはＳｏｒｅｎｓｅｎ ＸＧ３００－５．６（Ａｍｅｔｅｃｋ，Ｂｅｒｗｙｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ））を使用して、電着可能なコーティングを塗布した。このフィルム厚さを、２分間の電圧／温度／電流条件を使用することによって堆積した。各塗料のための正確なコーティング条件は、表５に見られる。パネルをエレクトロコートした後、パネルを脱イオン水ですすぎ、電気オーブン（Ｄｅｓｐａｔｃｈ モデルＬＦＤ－１－４２）内で、３５０°Ｆで３０分間焼成した。焼成後、パネルを周囲条件で２０分間冷却した。Ｌパネル表面粗さ試験方法および対応する電着可能なコーティング浴上で行った浴粘度試験方法からの結果は、以下の表６にある。
リン酸亜鉛（ＡＣＴ（Ｈｉｌｌｓｄａｌｅ，ＭＩ）から入手可能なＣ７００品目：２８６３０）で前処理したＣＲＳパネルを、Ｌパネル表面粗さ試験方法で説明される様式で調製した。ＤＣ電力供給される整流器（ＸａｎｔｒａｘモデルＸＦＲ６００－２（Ｅｌｋｈａｒｔ，Ｉｎｄｉａｎａ）、またはＳｏｒｅｎｓｅｎ ＸＧ３００－５．６（Ａｍｅｔｅｃｋ，Ｂｅｒｗｙｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ））を使用して、電着可能なコーティングを塗布した。このフィルム厚さを、２分間の電圧／温度／電流条件を使用することによって堆積した。各塗料のための正確なコーティング条件は、表５に見られる。パネルをエレクトロコートした後、パネルを脱イオン水ですすぎ、電気オーブン（Ｄｅｓｐａｔｃｈ モデルＬＦＤ－１－４２）内で、３５０°Ｆで３０分間焼成した。焼成後、パネルを周囲条件で２０分間冷却した。Ｌパネル表面粗さ試験方法および対応する電着可能なコーティング浴上で行った浴粘度試験方法からの結果は、以下の表６にある。
【表5】
【表6】
【0165】
表６の結果は、電着可能なコーティング組成物のレオロジー特性を使用して、組成物を沈降に対して安定化させることができることを示す。例えば、組成物２、３、および５は各々、０．６：１のＰ：Ｂを有し、少なくとも１５の低剪断粘度を有し、良好な比較的低い沈降量、組成物の総Ｐ：Ｂ比率に対する低い沈降量、および得られた塗布されたコーティングの良好な水平表面粗さを実証している。これは、ポリエーテルブロッキング剤を含むポリイソシアネート硬化剤を含めた組成物２および３に特に当てはまる。対照的に、組成物４は、多量の沈降を阻止するのに十分な低剪断粘度を有しておらず、粗い水平表面を生じさせた。しかしながら、組成物５に示されるように、組成物４に増粘剤を添加すると、低剪断粘度が増加し、沈降およびＰ：Ｂ当たりの沈降が大幅に低減し、粗い水平表面が少なくなった。
【0166】
表６の結果はまた、０．１：１のより低いＰ：Ｂを有する市販の組成物である対照組成物１との比較を示す。対照組成物１は、非常に高い低剪断粘度を有していなかったが、組成物は、依然として安定しており、比較的少ない顔料含有量のために高い水平表面粗さを生じさせなかった。対照的に、組成物２および３は、より多くの沈降を有すると予想される６倍多い顔料含有量を有するにもかかわらず、わずかに粗いが同等の水平表面粗さを提供する。同じように、組成物は、対照組成物１よりも、組成物Ｐ：Ｂに対してより少ない沈降を有していた。
【0167】
実施例Ｂ：硬化粘度および外観
複素粘度試験方法で説明されるような最小複素粘度を測定するために、電着されたフィルムを、Ｑ－Ｌａｂ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって提供される剥き出しで未洗浄の３００３ Ｈ１４ アルミニウム基板上に塗布した。コーティングを、９０°Ｆの浴温度で１２０秒間、２８５Ｖで１アンペアの電流制限で塗布した。次いで、未硬化の堆積されたコーティングを、複素粘度試験方法で説明されているように取り扱った。
複素粘度試験方法で説明されるような最小複素粘度を測定するために、電着されたフィルムを、Ｑ－Ｌａｂ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって提供される剥き出しで未洗浄の３００３ Ｈ１４ アルミニウム基板上に塗布した。コーティングを、９０°Ｆの浴温度で１２０秒間、２８５Ｖで１アンペアの電流制限で塗布した。次いで、未硬化の堆積されたコーティングを、複素粘度試験方法で説明されているように取り扱った。
【0168】
硬化したフィルムの外観を測定するために、リン酸亜鉛（ＡＣＴ（Ｈｉｌｌｓｄａｌｅ，ＭＩ）から入手可能なＣ７００品目：２８６３０）で前処理したＣＲＳパネルを、パネルを半分に切断することによって調製し、４インチ×６インチのパネルを得た。次いで、電着可能な組成物を、９０°Ｆの浴温度で１２０秒間、２８５ボルトで１アンペアの電流制限で塗布した。パネルを電着した後、パネルを脱イオン水ですすぎ、電気オーブン内で、３５０°Ｆで３０分間焼成した。焼成後、パネルを３０分間冷却した。次いで、硬化したコーティングされた表面の粗さを、Ｔａｙｌｏｒ Ｈｏｂｓｏｎから入手可能なＰｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｓｕｒｔｒｏｎｉｃ ２５表面粗さ計を使用して測定した。
【0169】
複素粘度試験方法および硬化したフィルムの外観の結果は、表７に見ることができる。
【表7】
【0170】
表７の結果は、色素沈着の増加が硬化プロセス中の粘度プロファイルの増加につながり得、これは、最終的な硬化されたコーティングの外観に影響を及ぼすことを示す。最小複素粘度の低減は、硬化したコーティングの外観粗さの低下を生じさせ得る。
【0171】
本明細書に記載および例示される広範な本発明の概念から逸脱することなく、上述の開示に照らして、多数の修正および変形が可能であることが当業者によって理解されるであろう。したがって、前述の開示は、本出願の様々な例示的な態様の単なる例示であり、多数の修正および変形が、本出願および添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内において、当業者によって容易に行われ得ることが理解されるべきである。
【国際調査報告】