Полуфабрикаты красок и способы приготовления красок из полуфабрикатов красок

Полуфабрикаты красок и способы приготовления красок из полуфабрикатов красок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительным заявкам на патенты US серийные номера 60/183655, поданной 18 февраля 2000 г., 60/183656, поданной 18 февраля 2000 г., и 60/247639, поданной 10 ноября 2000 г.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к наборам полуфабрикатов красок и к способам приготовления линий красок с использованием наборов полуфабрикатов красок для них, к краскам, которые могут быть использованы в качестве архитектурных покрытий, промышленных покрытий, полиграфических покрытий, эластомерных покрытий и нецементных, комплексных отделочных покрытий и которые приготовлены из наборов композиций полуфабрикатов красок.

Описание существующего уровня техники

В течение десятилетий профессиональные маляры/подрядчики и потребители товаров типа "сделай сам" имеют возможность приобретать краски, цветовой оттенок которым придают не столько по месту размещения производственных мощностей, сколько по месту сбыта. Такой принцип отложенной дифференциации продукции позволяет покупателю с большей точностью выбрать нужный цвет краски в широком разнообразии ассортиментов, чем в случае ограниченного числа расцветок продуктов, выпускаемых производителем красок.

Хотя он и не нашел промышленного применения, в лакокрасочной промышленности существует также теоретическая возможность применения принципа отложенной (насколько это позволяет процесс приготовления краски) дифференциации самих компонентов краски [см., например, научный доклад Carola Grundfelt-Forsius в Faerg Lack Scand. 43(2), с.5-6 (1997), в котором описано применение промежуточных продуктов или компонентов, т.е. смесей нескольких исходных материалов как компонентов красок, которые совместно смешивают с пастами для подцветки с получением красок разных типов]. В докладе Grundfelt-Forsius приведен пример такой системы, в которой для растворной полимерной системы применяют полиуретановое связующее вещество.

Осуществление методов применения принципа отложенной дифференциации продуктов предоставляет покупателю возможность гибкого выбора целевых готовых красок в отношении как цвета краски, так и типа краски, одновременно с тем позволяя производителю или продавцу красок (торговцу в розницу или оптовику, или агенту, занимающемуся распределением) минимизировать ассортимент исходных материалов, промежуточных и готовых продуктов, а также незаполненное складское пространство.

Несмотря на эти преимущества, производители красок имеют возможность успешно применять принцип отложенной дифференциации продуктов только в отношении систем красок на основе растворных полимеров. До сих пор производители красок успехов в применении принципа отложенной дифференциации продуктов в отношении компонентов красок в системах красок на основе латексных полимеров не добивались. Поскольку большая часть используемых в настоящее время красок приходится на долю основанных на латексных полимерах, существует необходимость в разработке практичного способа применения принципа отложенной дифференциации продуктов в системе красок на основе латексных полимеров.

Когда применяют латексные эмульсионные полимеры, из-за нестабильности латекса стабильную краску приготовить значительно труднее, чем в случае использования растворных полимеров. Эмульсионные полимеры очень чувствительны к растворителям и поверхностно-активным агентам, которые обычно находятся в композициях красок, таким как обычные поверхностно-активные вещества, диспергаторы, модификаторы реологических свойств и сорастворители. Растворные полимеры по определению растворимы в растворителе, в котором их поставляют, и термодинамическая движущая сила, вызывающая агломерацию молекул полимеров и обуславливающая их нестабильность, отсутствует. В противоположность им латексные полимеры включают полимерный материал в форме частиц, которые в воде нерастворимы. Когда такие частицы поставляют в водной среде, для придания им стабильности требуется существенная модификация их поверхности. Если поверхностная модификация оказывается неадекватной, латексные частицы слипаются между собой с образованием коагулированной массы, которая затем выделяется из латексной краски. Приготовление краски с использованием латексной системы сопряжено с очень большими затруднениями технологического порядка, поскольку поверхностно-активные вещества, входящие в состав композиции, нарушают хрупкий баланс поверхностных сил, которые стабилизируют латексные частицы в водной среде.

Разница между латексными полимерными системами (называемыми также в настоящем описании "эмульсиями") и растворными полимерными системами дополнительно разъясняется в книге Temple C.Patton, озаглавленной Paint Flow and Pigment Dispersion (Нью-Йорк: John Wiley and Sons, Inc., 1979, c.192-193). В этой работе автор описывает процессы высыхания обеих систем. Основное различие лежит во времени, которое требуется для достижения каждым полимером необратимого состояния. Латексные полимеры достигают этого состояния намного быстрее растворных полимеров, вследствие чего краски на основе латексных полимеров стабилизировать труднее, чем краски на основе растворных полимеров. В обсуждении "покрытий из материалов растворного типа" (которые включают растворные полимеры) автор пишет "...во время высыхания жидкое связующее вещество скорее истекает, чем деформируется вокруг пигментных частиц. Это истечение содействует процессу уплотнения по мере усадки пленки вследствие потери летучего растворителя. Хотя по мере испарения растворителя связующее вещество становится более вязким, текучесть сохраняется в течение наибольшей части цикла высыхания." Как указывает автор, по мере испарения растворителя растворный полимер сохраняет текучесть в течение наибольшей части цикла высыхания. Полимерная эмульсия демонстрирует другое время. Тот же автор отмечает: "...существует предварительное истечение латексной суспензии. Это происходит до наступления момента, когда латексные частицы вынуждены входить в плотный контакт уже вследствие первоначальной потери воды. Однако после этого относительно кратковременного, но очень важного начального течения, уплотнение пигмента с достижением высокой, критической объемной концентрации пигмента (КОКП) обеспечивается главным образом вследствие пластической деформации и коалесценции латексных частиц." Коалесценция представляет собой необратимое контактирование между латексными частицами. Такое необратимое контактирование может происходить в жидкой краске на основе латексных полимеров, но не в жидкой краске на основе растворных полимеров. Таким образом, краски на основе латексных полимеров готовить труднее.

Существует большая потребность в создании комплекта полуфабрикатов красок и в разработке способа приготовления красок на основе латексных полимеров с использованием комплектов полуфабрикатов красок.

Приготовление красок включает процесс выбора и смешения соответствующих компонентов красок в правильных пропорциях с получением краски, обладающей особыми технологическими и манипуляционными свойствами, а также образующей конечное сухое лакокрасочное покрытие с необходимыми свойствами. Основными компонентами композиций латексных красок являются связующее вещество, придающий укрывистость пигмент, необязательные пигментные наполнители и вода. Обычные необязательные добавки включают пеногасители, коалесцентные агенты, пластификаторы, сгустители, несгустительные модификаторы реологических свойств, придающие укрывистость средства, сиккативы, средства против образования кожицы, поверхностно-активные вещества, милдьюциды, биоциды и диспергаторы. После приготовления латексной краски и ее нанесения на поверхность вследствие испарения воды краска высыхает под действием тепла или без него и связующее вещество образует пленку, включающую частицы пигмента и пигментного наполнителя, если он содержится.

Приготовление красок является сложным процессом, который не сводится к простому смешению нескольких компонентов краски в разных соотношениях. В предпочтительном варианте он включает выбор и смешение разных компонентов красок в разных соотношениях, зависящих от типа целевой краски. Это требует от производителей хранения многих различных компонентов красок и замены компонентов красок во время приготовления в зависимости от конкретного типа приготовляемой краски.

Более того, с целью обеспечить предложение покупателю всего диапазона красок, в частности с разными уровнями глянца, основами для подцветки, красок для наружных работ, красок для внутренних работ и красок разнообразного качества, те, кто заняты в цепи товарного снабжения, в особенности розничные торговцы красками, должны располагать большими запасами красок в хранилищах и на складских стеллажах. Необходимо, по-видимому, готовить краски по месту либо относительно крупномасштабного производства, либо относительно мелкомасштабного производства, по месту сбыта или по месту применения с использованием ограниченного числа компонентов красок с получением всех этих разнообразных композиций красок, сведя, таким образом, к минимальному число и типы компонентов красок, которые необходимы для приготовления полного ассортимента красок.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Упоминаемая в настоящем описании "линия красок" включает по меньшей мере две разных краски, которые сообщают высушенным слоям свойства, материально отличающиеся друг от друга по меньшей мере одним обязательным для достижения свойством, таким как глянец, стойкость к действию погодных факторов и насыщенность цветового тона. Линия красок может включать, например, три краски, высушенные слои которых обладают разным степеням глянца, две краски, высушенные слои которых обладают приемлемыми эксплуатационными свойствами при проведении внутренних или наружных работ, или четыре краски, высушенные слои которых обладают разными показателями качества или эксплуатационными свойствами, такими, свидетельствами которых могут служить, например, разные уровни стойкости при очистке скребком.

Более конкретно линия красок могла бы включать четыре разные краски, высушенные слои которых обладают разными степенями блеска, как правило, поставляемые на рынок как глянцевые, полуглянцевые, матовые, лессирующие или со слабым глянцем и тусклые. Глянец определяется объемным содержанием в краске и типом связующего вещества (веществ), пигмента (пигментов) и наполнителя (наполнителей), если они имеются.

В дополнение к достижению различной степени глянца, краски обычно готовят таким образом, чтобы они были нейтральными или акцентированными (отсутствие или очень низкое содержание придающего укрывистость пигмента), неподцвеченными (белыми) или подцвеченными с приданием самых разнообразных цветовых оттенков с использованием разных основ для подколеровки, включая пастельные или светлые тона, средние оттенки или средние тона и насыщенные тона. Для возможности этого требуется линия красок, включающая целых пять красок. Кроме того, краски готовят для наружных или внутренних работ. К тому же краски готовят таким образом, чтобы сообщить им определенные уровни эксплуатационных свойств, благодаря которым их можно продавать как хорошие/стандартные, улучшенные и лучшие/высшего качества.

Изготовители красок и розничные торговцы, как правило, предлагают ряд красок, который включает по меньшей мере две линии красок. При упоминании в настоящем описании "ряда красок, включающего по меньшей мере две линии красок", подразумевается, что в данном ряду красок отдельные выбранные уровни обязательного для достижения свойства, определяющие первую линии красок, сочетаются с отдельными выбранными уровнями обязательного для достижения свойства, определяющими вторую линии красок, и т.д.

Для приготовления ряда красок, который включает четыре линии красок, может потребоваться приготовление красок, охватывающих четыре уровня глянца, четыре основы для подцветки, возможность применения для внутренних и наружных работ и три уровня качества. Для всех сочетаний могут потребоваться 96 разных композиций красок (4×4×2×3). Однако при этом предусматривают также ряд красок, включающий некоторые из указанных красок, составляющих определенную их долю, равную от 10 до 60% от общего числа красок, отбираемых для исключения из общего списка, например по коммерческим причинам или поскольку они оказываются нестабильными, как это указано в настоящем описании. Кроме того, предполагается ряд красок, в котором обязательные свойства высушенных слоев краски по существу, но не в точности, соответствуют стандартным определениям; например, по блеску высушенного слоя глянцевые краски среднего тона для наружных работ в линиях стандартных, улучшенных и высшего качеств могут разниться по нескольким пунктам, не выходя из определения ряда красок по настоящему изобретению.

Встречающееся в настоящем описании понятие "краска" использовано в его самом широком смысле и охватывает любое покрытие, которое можно наносить на поверхность для декоративных, защитных или тех и других целей. Конкретно охватываются те системы, которые наносят для получения архитектурных покрытий, промышленных покрытий, эластомерных покрытий и нецементных агрегатных отделочных слоев, наносимых на стены в виде отделочного слоя и в системе для внешней изоляции и отделки (в дальнейшем в настоящем описании обозначаемых как "СВИО").

Упоминаемые в настоящем описании полуфабрикаты красок являются "совместимыми", если краски, приготовленные смешением таких полуфабрикатов красок, не проявляют очевидных признаков коллоидной нестабильности, такой как хлопьеобразование. В предпочтительном варианте краски, приготовленные из полуфабрикатов красок, проявляют наличие меньше 5 г остатка, такого как гель и твердые спекшиеся частицы, на литр краски, когда эти краски пропускают через сито с размерами ячеек 325 меш. В более предпочтительном варианте краски, приготовленные из полуфабрикатов красок, проявляют наличие меньше 1 г остатка на литр краски, когда эти краски пропускают через сито с размерами ячеек 325 меш. Если добавки, включаемые для улучшения конкретных свойств красок, и красители полностью совместимы, т.е. их можно подмешивать в любых соотношениях без возникновения коллоидной нестабильности, то их можно подмешивать в любом сочетании, не выходящем за пределы композиционного диапазона, необходимого для достижения целевого профиля свойств готовой краски. Однако для полуфабрикатов красок достаточно того, чтобы необязательные добавки, включаемые для улучшения конкретных свойств красок, и красители были совместимыми, т.е. чтобы для достижения целевого профиля свойств в ряду красок их можно было подмешивать в любых целевых соотношениях без возникновения коллоидной нестабильности.

Для сведения к минимальному числа компонентов красок, которые требуются для приготовления ряда красок, следует учитывать экстремальные значения ключевых свойств, необходимых для ряда красок, и приготовить полуфабрикаты красок, которые приемлемы для смешивания в различных сочетаниях для достижения экстремальных значений необходимых ключевых свойств, а также промежуточных значений. Введением таких добавок для красок, которые улучшают их целевые свойства, могут быть улучшены конкретные свойства.

Вышеуказанной цели достигают применением комплекта разных, но совместимых текучих полуфабрикатов красок, достаточных для приготовления по меньшей мере одной линии красок. Этот комплект включает (I) по меньшей мере один придающий укрывистость полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один придающий укрывистость пигмент; (II) по меньшей мере один наполнительный полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один наполнитель; и (III) по меньшей мере один связующий полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество.

Предпочтительное число полуфабрикатов красок составляет от 3 до 15.

Предлагается также способ формирования по меньшей мере одной линии красок, который включает следующие стадии:

(а) приготовление комплекта разных, но совместимых текучих полуфабрикатов красок, достаточного для формирования по меньшей мере одной линии красок, причем этот комплект включает: (I) по меньшей мере один придающий укрывистость полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один придающий укрывистость пигмент; (II) по меньшей мере один наполнительный полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один наполнитель; и (III) по меньшей мере один связующий полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество;

(б) подача предопределенного количества каждого из полуфабрикатов красок в контейнеры или аппликатор (аппликаторы) для формирования линии красок.

Предпочтительное общее число полуфабрикатов красок составляет от 3 до 15.

Предлагаемый способ может дополнительно включать стадию смешения полуфабрикатов красок перед, во время или после их подачи в контейнеры или перед или во время их подачи в аппликатор (аппликаторы).

Кроме того, предлагается способ приготовления ряда красок. Такой ряд включает по меньшей мере две линии красок. Этот способ включает следующие стадии:

(а) приготовление комплекта разных, но совместимых текучих полуфабрикатов красок, достаточного для приготовления ряда красок, причем вышеупомянутый комплект включает: (I) по меньшей мере один придающий укрывистость полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один придающий укрывистость пигмент; (II) по меньшей мере один наполнительный полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один наполнитель; (III) по меньшей мере один связующий полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество, и (IV) по меньшей мере один дополнительный, другой полуфабрикат краски, выбранный из группы, включающей полуфабрикаты красок (I), (II) и (III);

(б) подача предопределенного количества каждого из полуфабрикатов красок в контейнеры или аппликатор (аппликаторы) для формирования линий красок.

Предпочтительное общее число полуфабрикатов красок составляет от 4 до 15.

Эти способы могут дополнительно включать стадию смешения полуфабрикатов красок перед, во время, или после их подачи в контейнер, или перед, или во время их подачи в аппликатор (аппликаторы). Эти способы могут дополнительно включать стадию регулирования вязкости подаваемых полуфабрикатов красок перед, во время или после их подачи в контейнер или перед или во время их подачи в аппликатор (аппликаторы) с использованием сгустителя, воды или их смеси. Эти способы могут далее включать стадию добавления дополнительных материалов, которые улучшают нанесение или конечные эксплуатационные свойства краски и которые содержат агрегатные наполнители и сгустители. Далее эти способы могут включать стадию добавления в подаваемые полуфабрикаты красок по меньшей мере одного красителя. Эти способы можно осуществлять по месту размещения оборудования для изготовления красок, по месту продажи или по месту использования, а их осуществлением можно управлять с помощью компьютера.

По другому варианту предлагается комплект разных, но совместимых текучих полуфабрикатов красок, достаточный для формирования по меньшей мере одной линии красок, которые могут быть использованы в качестве материала эластомерного покрытия. Этот комплект включает (I) по меньшей мере один придающий укрывистость полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один придающий укрывистость пигмент; (II) по меньшей мере один наполнительный полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один наполнитель; (III) по меньшей мере один связующий полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество, Тс которого составляет меньше примерно 0°С.

Предлагается также способ формирования по меньшей мере одной линии красок, которые могут быть использованы в качестве материала эластомерного покрытия. Этот способ включает следующие стадии:

(а) приготовление комплекта разных, но совместимых текучих полуфабрикатов красок, причем этот комплект включает: (I) по меньшей мере один придающий укрывистость полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один придающий укрывистость пигмент; (II) по меньшей мере один наполнительный полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один наполнитель; (III) по меньшей мере один связующий полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество, Тс которого составляет меньше примерно 0°С;

(б) подача предопределенного количества каждого из полуфабрикатов красок в контейнеры или аппликатор (аппликаторы) для формирования линии красок.

Кроме того, предлагается способ приготовления ряда красок. Такой ряд включает по меньшей мере две линии красок, которые могут быть использованы в качестве материала эластомерных покрытий. Этот способ включает следующие стадии:

(а) приготовление комплекта разных, но совместимых текучих полуфабрикатов красок, достаточного для формирования по меньшей мере двух линий красок, причем этот комплект включает: (I) по меньшей мере один придающий укрывистость полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один придающий укрывистость пигмент; (II) по меньшей мере один наполнительный полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один наполнитель; (III) по меньшей мере один связующий полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество, Тс которого составляет меньше примерно 0°С; (IV) по меньшей мере один дополнительный, другой текучий полуфабрикат краски, выбранный из группы, включающей полуфабрикаты красок (I), (II) и (III);

(б) подача предопределенного количества каждого из полуфабрикатов красок в контейнеры или аппликаторное устройство (устройства) для формирования линий красок. По другому варианту предлагается комплект разных, но совместимых текучих нецементных полуфабрикатов красок, достаточный для формирования по меньшей мере одной линии красок, которые могут быть использованы в качестве материала для нецементного агрегатного отделочного слоя. Этот комплект включает: (I) по меньшей мере один придающий укрывистость полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один придающий укрывистость пигмент; (II) по меньшей мере один наполнительный полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один наполнитель; (III) по меньшей мере один связующий полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество; (IV) по меньшей мере один полуфабрикат краски, включающий агрегатный наполнитель.

Предлагается также способ формирования по меньшей мере одной линии красок, которые могут быть использованы в качестве материала нецементного агрегатного отделочного слоя. Этот способ включает следующие стадии:

(а) приготовление комплекта разных, но совместимых текучих нецементных полуфабрикатов красок, причем этот комплект включает: (I) по меньшей мере один придающий укрывистость полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один придающий укрывистость пигмент; (II) по меньшей мере один наполнительный полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один наполнитель; (III) по меньшей мере один связующий полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество; (IV) по меньшей мере один полуфабрикат краски, включающий агрегатный наполнитель;

(б) подача предопределенного количества каждого из полуфабрикатов красок в контейнеры или аппликатор (аппликаторы) для формирования линии красок.

Далее предлагается способ приготовления ряда красок. Такой ряд включает по меньшей мере две линии красок, которые могут быть использованы в качестве материала нецементных агрегатных отделочных слоев. Этот способ включает следующие стадии:

(а) приготовление комплекта разных, но совместимых текучих нецементных полуфабрикатов красок, достаточного для формирования по меньшей мере двух линий красок, причем этот комплект включает: (I) по меньшей мере один придающий укрывистость полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один придающий укрывистость пигмент; (II) по меньшей мере один наполнительный полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один наполнитель; (III) по меньшей мере один связующий полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество; (IV) по меньшей мере один полуфабрикат краски, включающий агрегатный наполнитель; (V) по меньшей мере один дополнительный, другой текучий полуфабрикат краски, выбранный из группы, включающей полуфабрикаты красок (I), (II), (III) и (IV);

(б) подача предопределенного количества каждого из полуфабрикатов красок в контейнеры или аппликатор (аппликаторы) для формирования линий красок.

По другому варианту предлагается комплект разных, но совместимых текучих полуфабрикатов красок, достаточный для формирования по меньшей мере одной линии красок, которые могут быть использованы для получения окрашенных с помощью пигмента и прозрачных покрытий. Этот комплект включает: (I) по меньшей мере один придающий укрывистость полуфабрикат краски, содержащий по крайней мере один придающий укрывистость пигмент; (II) по меньшей мере два связующих полуфабриката красок, каждый из которых содержит по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество.

По еще одному варианту предлагается комплект полуфабрикатов красок, достаточный для формирования по меньшей мере одной линии красок, которые могут быть использованы в полиграфии. Этот комплект включает: (I) по меньшей мере один связующий полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество, Тс которого составляет от примерно -50 до примерно 10°С; (II) по меньшей мере один связующий полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество, Тс которого составляет от примерно 50 до примерно 140°С; и (III) необязательно по меньшей мере один связующий полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одно латексное полимерное связующее вещество, Тс которого составляет от примерно 0 до примерно 65°С. Полуфабрикаты красок для полиграфических целей могут далее включать дополнительные текучие совместимые полуфабрикаты красок, выбранные из группы, включающей: (I) полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одну щелочерастворимую смолу; (II) полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере одну придающую глянец добавку; (III) полуфабрикат краски, содержащий по меньшей мере один воск; (IV) множество полуфабрикатов красок, содержащих по меньшей мере одну пигментную дисперсию.

Если требуется одна линия красок, т.е. если варьируют одно ключевое свойство (например, уровень блеска, основу для подцветки, тип применения или тип качества), тогда полную линию красок можно готовить с использованием по одному каждому из таких материалов, как придающий укрывистость полуфабрикат краски (I), наполнительный полуфабрикат краски (II) и связующий полуфабрикат краски (III).

Если требуется ряд красок, включающий две линии красок, т.е. если варьируют два ключевых свойства (например, два свойства, выбранных из уровня блеска, основы для подцветки, типа применения или типа качества), тогда ряд красок можно готовить с использованием по меньшей мере по одному каждому из таких материалов, как придающий укрывистость, наполнительный и связующий полуфабрикаты красок (I), (II) и (III) и по меньшей мере один дополнительный, другой полуфабрикат краски, выбранный из придающего укрывистость, наполнительного и связующего полуфабрикатов красок (I), (II) и (III), в зависимости от того, какие ключевые свойства необходимо варьировать.

Если требуется ряд красок, включающий три линии красок, т.е. если варьируют три ключевых свойства (например, три свойства, выбранных из уровня блеска, основы для подцветки, типа применения или типа качества), тогда ряд красок можно готовить с использованием по меньшей мере по одному каждому из таких материалов, как придающий укрывистость, наполнительный и связующий полуфабрикаты красок (I), (II) и (III), и по меньшей мере двух других дополнительных полуфабрикатов красок, выбранных из придающего укрывистость, наполнительного и связующего полуфабрикатов красок, в зависимости от того, какие ключевые свойства необходимо варьировать.

Если требуется ряд красок, включающий четыре линии красок, т.е. если варьируют четыре ключевых свойства (например, уровень блеска, основу для подцветки, типа применения или типа качества), тогда полный ряд красок можно готовить с использованием по меньшей мере по одному каждому из таких материалов, как придающий укрывистость, наполнительный и связующий полуфабрикаты красок (I), (II) и (III), и по меньшей мере трех дополнительных, других полуфабрикатов красок, выбранных из придающего укрывистость, наполнительного и связующего полуфабрикатов красок, в зависимости от того, какие ключевые свойства необходимо варьировать.

Этот технический прием можно продолжать с целью варьирования такого числа дополнительных ключевых свойств, которое необходимо.

Под "дополнительными придающим укрывистость, наполнительным и связующим полуфабрикатами красок" подразумевают полуфабрикат краски, отличный от соответственно придающего укрывистость, наполнительного и связующего полуфабрикатов красок (I), (II) и (III), но в других отношениях согласующийся с ограничениями, связанными с полуфабрикатами красок.

Как сказано выше, "линия красок" включает две или большее число разных красок, высушенные слои которых отличаются друг от друга материально по меньшей мере одним необходимым для достижения свойством. Эти краски отличаются друг от друга и должны соответствовать по меньшей мере одному из следующих критериев:

(1) по объемной концентрации пигмента (ОКП) краски, которые разнятся больше всего, должны различаться по меньшей мере на 2% или

(2) по объемному содержанию сухого вещества (ОС) краски, которые разнятся больше всего, должны различаться по меньшей мере на 2%.

Объемная концентрация пигмента (ОКП) является мерой того, насколько "богата композиция связующего вещества". В настоящем описании ее рассчитывают по следующей формуле:

Объемное содержание сухого вещества (ОС) представляет собой объем сухого пигмента (пигментов) плюс объем сухого наполнителя (наполнителей) плюс объем сухого связующего вещества (веществ). Его рассчитывают по следующей формуле:

Если содержатся добавки, то при определении общего объема сухого вещества их объем не включают. В каждом из вышеприведенных вариантов полуфабрикаты красок подбирают таким образом, чтобы они перекрывали широкий композиционный диапазон с тем, чтобы целевые свойства готовой краски находились внутри диапазона крайних значений для смесей, определяемых полуфабрикатами красок. Во многих случаях сами полуфабрикаты красок по существу красками не являются. Но подталкивание полуфабрикатов красок к этим экстремальным значениям дает возможность максимизировать диапазон смесей, доступный для комплекта. Когда все полуфабрикаты красок, добавки и красители являются полностью совместимыми, их можно смешивать в целевых соотношениях для формирования целевой линии (линий) красок и ряда красок без возникновения коллоидной нестабильности. Существует возможность приготовить конкретную краску в линии красок без использования каждого из полуфабрикатов красок, имеющегося в комплекте полуфабрикатов красок. Так, например, для приготовления краски насыщенного тона не требуется применение полуфабриката краски с придающим укрывистость пигментом.

Этот технический прием аналогичен принципам разработки, применяемым в статистической экспериментальной разработке и анализе схемных решений компонентов смесей, однако вместо создания диапазона смесей (mixture space) для изучения реакции поверхности в них, для максимизации гибкости системы красок разработан метод раздельного анализа поверхностей диапазона смесей. Ключом к успеху является совместимость индивидуальных компонентов полуфабрикатов красок и полуфабрикатов красок во всем диапазоне смесей.

Свойства красок можно предсказать рядом путей. Один путь состоит в создании моделей реакции поверхностей диапазона смесей с помощью стандартных Mixture Component experimental design statistical tools. В дальнейшем эти простые статистические модели могут быть использованы в программе линейной оптимизации, массового исследования координационной сетки (massive grid search) или в приборе графического анализа. Другой путь состоит в простом использовании эмпирических методов для определения того, какие смеси необходимы для конкретных линий красок, с последующим введением этих простых, полученных эмпирическим путем рецептур в программу, обеспечивающую приготовление красок.

Расширение этого технического решения заключается в том, чтобы располагать устройством приготовления краски для автоматического предварительного испытания с целью определения некоторых ключевых свойств (например, вязкости, глянца или цвета при форсированной сушке) и внесения незначительных коррективов во время приготовления краски из полуфабрикатов красок. Наличие контуров обратной связи в устройстве для приготовления красок может обеспечить более точный подбор целевых цвета, глянца и вязкости.

Совместимые компоненты красок могут быть объединены в различные полуфабрикаты красок, и краски, приготовленные из этих полуфабрикатов красок, проявляют свойства, характеризующие количество используемого компонента.

Для того чтобы упростить смешивание в предпочтительном варианте все текучие полуфабрикаты красок, используемые при осуществлении представленных в настоящем описании способов, должны обладать похожими или аналогичными значениями вязкости.

Полагают, что благодаря применению уменьшенных количеств стабилизирующих материалов, таких как поверхностно-активные вещества, которые могут быть использованы в соответствии с обычными технологиями приготовления, улучшаются водостойкость, включая устойчивость против образования пузырей, адгезия невысохшего покрытия и стойкость при очистке скребком красок, приготовленных из комплектов полуфабрикатов красок. Более того, реакция красок линии или красок ряда, приготовленных с использованием таких полуфабрикатов красок, на добавление красителей, может быть более предсказуемой, что позволяет упростить подбор цвета и облегчить применение в подборе цвета программного обеспечения. Кроме того, предполагают, что предварительное сбалансирование компонентов в полуфабрикатах красок обеспечивает уменьшение колебаний вязкости в композиции готовой краски.

Полуфабрикаты красок готовят таким образом, чтобы максимизировать гибкость процесса приготовления краски. Вместо приобретения отдельных компонентов красок производители красок и даже покупатели по месту продажи и по месту применения (на складах красок, в отделах красок и у подрядчиков) могут приобрести комплект полуфабрикатов красок для приготовления необходимого ряда красок. Эти комплекты полуфабрикатов красок обычно включают по меньшей мере по одному каждому из полуфабрикатов красок x, y и z и возможно дополнительные полуфабрикаты красок, что зависит от необходимой гибкости при приготовлении. Вышеуказанные полуфабрикаты красок необязательно смешивают с дополнительным полуфабрикатом краски, который включает по меньшей мере один краситель, такой как цветной пигмент или красящее вещество.

Представленные в настоящем описании комплекты полуфабрикатов красок и способы приготовления не ограничиваются приготовлением только латексных красок. Их можно также применять в отношении любых водных материалов для покрытий или родственных строительных материалов, для приготовления которых требуется смешение компонентов, включая, хотя ими их список не ограничен, средства для полиграфии, герметики, уплотняющие составы, мастики,