KR100383162B1 - 착색된금속분안료조성물및이의제조방법 - Google Patents

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엘. 퍼거슨 러셀
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실버라인 매뉴팩츄어링 캄파니 인코포레이티드
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Abstract

착색된 금속분 안료 조성물은 안료 입자와 왁스의 혼합물로 처리된 금속 입자를 포함한다. 중합체성 쉘을 유기 금속 커플링제를 사용하여 처리된 금속 입자 위에 형성시킨다. 커플링제는 금속 입자 표면에 결합할 수 있는 쉽게 가수분해되는 그룹과 중합체성 쉘에 대한 결합 부위로서 역할하는 비교적 가수분해되지 않는 그룹을 포함한다.

Description

착색된 금속성 안료 조성물 및 이의 제조방법
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 금속성 안료 분야에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 표면 피복물로서 사용하기에 적합한 착색된 금속성 안료의 제조방법 및 착색된 금속성 안료 생성물에 관한 것이다.
발명의 배경
일반적으로 금속성 안료, 특히 알루미늄 안료를 피복 산업에 널리 사용하여 금속성 광택을 갖는 형태의 표면처리제를 생성한다. 금속성 광택을 갖는 착색된 표면처리제를 생산하기 위해 현재 일반적으로 사용되는 방법은 금속성 안료와 투명한 착색 안료 둘다를 적합한 비히클 속에 분산시키는 것이다. 상기 분산액은 금속성 광택을 갖는 관심을 끄는 다양한 색상이 점차적으로 대중화되고 있는 자동차 표면처리제로서 널리 수용되고 있다.
이미 인지된 문제는 금속성 안료를 경제적으로 착색시키기 위한 상업적으로 허용되는 방법을 제공하는 것이었다. 지금까지, 당해 기술 분야의 선행 작업자들은 알루미늄 안료 표면 위에 산화철을 침전시켜 알루미늄 플레이크 안료를 착색시키려고 시도하여 왔다. 비록 상기 방법이 금색을 띠는 플레이크를 생성할지라도, 당해 방법은 오히려 더 복잡하다.
먼저 시도된 또 하나의 해결책은 알루미늄 플레이크 표면 위에 철 펜타-카보닐의 증착을 교시하는 미국 특허 제4,328,042호에 기술된 바와 같이 금속성 안료를 착색시키는 것이다. 철 펜타-카보닐의 산화철 및 이산화탄소로의 후속적 산화에 의해 착색된 플레이크가 생성된다. 그러나, 이러한 플레이크의 색상은 가공 조건 및 산화철 층의 두께에 좌우된다.
미국 특허 제4,158,074호에 미분된 알루미늄을 특정의 금속염과 지방족 아민을 함유하는 약알칼리성 용액에 침지시킨 후에 용액으로부터 알루미늄을 분리시킴을 포함하는, 알루미늄 분말을 착색시키는 방법이 기술되어 있다. 미국 특허 제5,037,475호에 금속성 안료를 1개 이상의 이중결합과 2개 이상의 카복실산 그룹을 갖는 열중합된 카복실산으로 처리한 후에, 처리된 안료 위에 착색된 안료를 흡착시키고, 임의로 이러한 생성물을 중합가능한 불포화된 카복실산과 3개 이상의 중합가능한 이중결합을 갖는 단량체로 이루어진 중합체로 피복시킴을 포함하는, 금속성 안료의 착색방법이 교시되어 있다.
발명의 요지
본 발명의 주 목적은 착색된 금속성 안료, 특히 알루미늄 안료를 제공하는 것이며, 추가의 투명 착색 안료 분산액없이 목적한 금속성 광택을 갖는 표면 피복물이 생성된다.
본 발명의 또 다른 목적은 특정 등급의 알루미늄 플레이크 안료를 재현성있게 비가역적으로 착색시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적, 장점 및 특징은 하기 상세한 설명을 참작할 경우 보다 쉽게 인식 및 이해될 수 있다.
바람직한 양태의 설명
본 발명 및 이의 다양한 잇점을 아래에 보다 충분히 설명한다.
본 발명은 표면 피복물에 사용하기에 적합한 착색된 금속성 안료 및 더욱 특히 부여된 색상을 갖는 금속 입자의 제조방법을 교시한다(여기서, 목적한 금속성 광택은 보존된다).
본 발명은 금속 입자(예: 알루미늄 플레이크)를 유기 용매 중의 착색안료 입자와 하나 이상의 왁스의 분산액으로 착색시키는 방법을 제공한다. 금속 입자 및 안료 분산액을 함께 블렌딩하고 페이스트 형태를 수득할 수 있을 정도로 충분하게 용매를 제거하고, 페이스트는 교반시켜 왁스/안료 혼합물을 금속 입자의 표면 위에 물리적으로 흡착시킨다.
수득된 생성물을 유기 용매 또는 유기 용매와 물의 혼합물에 분산시키고, 쉽게 가수분해될 수 있는 그룹 1개 이상과 상대적으로 가수분해되지 않는 유기 그룹 1개 이상을 함유하는 유기금속 커플링제를 가한다. 이러한 커플링제는 입자 표면에서 하이드록실 그룹과 쉽게 가수분해될 수 있는 유기 그룹과의 반응을 통해서 처리된 금속 입자 표면에 결합된다. 가수분해될 수 없는 유지 그룹은 잔류하고, 처리된 금속 입자를 중합체성 쉘(shell)에 결합시키는 부위로서 역할한다. 중합체성 쉘은 중합가능한 이중결합을 함유하는 1개 이상의 단량체(이들중 적에도 1개는 중합가능한 이중결합을 3개 이상 함유한다), 및 중합 개시제를 첨가하고, 당해 분산액을 가열하여 반응을 개시시킴으로써 형성된다.
반응이 완결되면, 과량의 유기 용매를 제거하여 착색된 금속성 안료 페이스트를 형성시킨다. 상기 페이스트는 처리되지 않은 금속 입자들의 금속성 광택이 보존되는 동안 강한 착색도를 나타낸다. 이는 또한 피복 산업에 통상적으로 사용되는 유기 용매에 분산시킬 경우 우수한 보색성을 갖는다.
본 발명의 방법에서 제1단계는 유기 용매 중의 착색 안료 및 1개 이상의 왁스의 분산액을 제조하는 것이다. 본 발명에 사용할 수 있는 착색 안료는 사용되는 유기 용매에 용해되지 않는 유기 또는 무기 안료일 수 있다.
본 발명에 사용할 수 있는 유기 안료의 구체적인 예는 아조 레이크 안료(예: 브릴리언트 카민 6B(Brilliant Carmine 6B), 레이크 레드 C(Lake Red C), 펄먼언트 레드(Permanent Red) 2B 및 보르도우 10B(Bordeau 10B)), 불용성 아조 안료(예: 브릴리언트 페스트 스칼렛(Brilliant Fast Scarlet), 페스트 옐로우 ER, 나프톨 레드 HFG, 페스트 옐로우 FGL, 디아조 옐로우 HR 및 피라졸론 오렌지), 축합된 아조 안료(예: 크로모프탈 옐로우 GR(Chromophthal Yellow GR), 크로모프탈 오렌지 4R, 코르모프탈 레드 144, 크로모프탈 스칼렛 RN 및 코로모프탈 브라운 5R), 프탈로시아닌 안료(예: 프탈로시아닌 블루 및 프탈로시아닌 그린), 트렌 안료(예: 안트라피리딘 옐로우, 플라반트론 옐로우, 아실아미드 옐로우, 피란트론 오렌지, 안토안트론 오렌지, 디안트라퀴닐 레드, 이소바이올란드론 블루 및 인단트론 블루), 인디고 안료(예: 인디고 블루, 티오인디고 보르도우 및 티오인디고 마젠타), 페리논 안료(예: 페리논 오렌지 및 페리논 레드), 페릴렌 안료(예: 페릴렌 레드, 페릴렌 스칼렛, 페릴렌 마린 및 페릴렌 브라운), 프탈론 안료(예: 퀴노프탈론), 디옥사진 안료(예: 디옥사진 바이올렛), 퀴나크리돈 안료(예: 퀴나크리돈 골드, 퀴나크리돈레드, 퀴나크리돈 마젠타, 퀴나크리돈 스칼렛 및 퀴나크리돈 마린), 이소인돌리논 안료(예: 이소인돌리논 옐로우, 이소인돌리논 레드 및 이소인돌리논 오렌지), 금속 착물 안료(예: 니켈 디옥신 옐로우, 구리 아조메틴 옐로우 및 니켈 아조 옐로우) 및 피롤로-피롤 안료(예: 이르가진 DPP 레드 BO) 등을 포함한다.
본 발명에 사용할 수 있는 무기 안료의 예는 크롬 옐로우, 옐로우 산화철, 레드 산화철, 블랙 산화철, 코발트 블루, 카본 블랙 및 산화티탄을 포함한다.
"왁스"는 문헌[참조: Hawley's Condensed Chemical Dictionary, Twelfth Edition]에 "실온에서 고체인 저융점 유기 혼합물 또는 고분자량의 화합물이고 일반적으로 이것이 글리세라이드를 함유하지 않는 것 외에는 지방 및 오일과 조성에 있어서 유사하다"고 정의된다.
이들은 천연적 또는 합성적일 수 있다. 몇몇은 탄화수소, 예를 들면 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이고, 나머지는 산, 에스테르, 아미드, 에테르 또는 이들의 할로겐화 변형물이다, 상이한 유형의 왁스를 단독으로 또는 배합물로서 사용할 수 있다.
훽스트 셀라네제(Hoechst Celanese)가 시판하는 다수의 왁스, 예를 들면, 왁스 PE-130 또는 PE-520(폴리에틸렌), 왁스 PP-230(폴리프로필렌), 왁스 R-21(탄화수소), 왁스 V(폴리비닐 에테르) 및 왁스 C(폴리아미드) 등을 사용할 경우에 특히 양호한 결과가 수득된다. 왁스 R-21/왁스 C의 4:1 블렌드가 특히 바람직하다.
본 발명에 사용할 수 있는 유기 용매의 예는 지방족 탄화수소(예: 헥산, 헵탄, 옥탄 및 미네랄 스피리트), 방향족 탄화수소(예: 벤젠, 톨루엔, 용매 나프타및 크실렌), 에스테르(예: 에틸 아세테이트 및 부틸 아세테이트) 및 에테르(예: 테트라하이드로푸란 및 디에틸 에테르) 등을 포함할 수 있다. 금속성 안료 산업에 광범위하게 사용되고 저독성이며, 가격이 저렴한 미네랄 스피리트가 일반적으로 바람직하다.
분산액을 제조하기 위해서, 사용되는 왁스(들)를(을) 먼저 유기 용매에 용해시켜야 한다. 이는 완전한 용매화를 위해서 가열할 필요가 있을 수 있다. 이후에, 착색된 안료를 가하고, 당해 혼합물을 고전단 장치에 도입하여 안료 입자들을 이들의 주요 크기로 감소시켜 생성되는 색도(color intensity)를 최대화한다. 피복물 산업에서 일반적으로 사용되는 크기 감소장치를 사용할 수 있다. 매우 양호한 결과는 수평 또는 수직의 미디아 밀(media mill)을 사용하여 수득된다.
분산액 중의 안료의 양은 사용되는 용매의 양을 최소화하기 위해서 가능한 한 많아야 한다. 이러한 최대량은 안료의 흡유량, 사용되는 유기 용매, 사용되는 왁스의 유형 및 양 및 사용되는 크기 감소 장치에 좌우된다. 약 60중량% 이하의 안료를 사용할 수 있지만, 최적의 결과는 일반적으로 10 내지 30중량%의 안료에 의해 성취된다.
분산액 중의 왁스의 양은 사용되는 왁스(들)에 좌우되고, 각각의 착색된 안료 및 금속 입자에 대해서 실험에 의해 측정되어야 한다. 너무 적은 양의 왁스는 금속 입자위에 목적한 물리적인 흡착을 제공하지 못하는 반면, 너무 많은 양의 왁스는 흡착에 있어서 더 이상의 향상을 수득할 수 없고 이들 안료를 도입하는 도료 시스템의 레올로지칼 특성 또는 물리적 특성에 대해 역효과를 가질 수 있다. 일반적으로, 안료 중량을 기준으로 하여 1 내지 50중량%의 왁스가 충분하고, 5 내지 15중량%가 바람직하다.
임의로, 분산제, 계면활성제 또는 다른 표면활성 물질을 가하여 안료연마 또는 분산액의 안정성을 향상시킬 수 있다. 이들 중의 대다수가 이들 안료를 도입하는 도료의 특성에 결정적인 효과를 갖기 때문에, 이들 물질을 선택하는 경우에는 주의를 기울여야 한다.
이후에, 이 분산액을 사용하여 금속 입자를 처리한다. 이들 입자들은 알루미늄, 아연, 철, 니켈, 주석, 구리, 은 또는 다른 순수한 원소 또는 황동, 청동 또는 다른 합금으로 이루어질 수 있다. 실제로, 은 착색 안료로서 광범위한 용도를 갖는 알루미늄이 일반적으로 사용된다.
입자들은, 표면이 바람직한 금속성 광택을 제공할 수 있을 정도로 충분히 반사적인 한, 플레이크 형태 또는 구 형태일 수 있다. 이들은 무수 분말 또는 유기 용매 또는 물을 함유하는 페이스트일 수 있다. 입자들의 정확한 형태, 모양 및 입자 크기 분포는 목적한 효과에 좌우된다.
안료 분산액과 금속 입자들을 혼합기에 가한다. 가하는 분산액의 양은 금속 입자들의 중량을 기준으로 하여 약 1 내지 300중량%, 바람직하게는 10 내지 100중량%의 착색된 안료를 제공하기에 충분해야 한다. 보다 적은 양의 착색 안료를 사용하면 충분한 색도를 제공할 수 없는 반면에, 보다 많은 양을 사용하면 금속성 광택을 감소시킨다. 분산액의 고체 함량이 일반적으로 낮기 때문에, 이는 습식 "스프성(soupy)" 혼합물을 생성한다. 입자 위에 왁스/안료 분산액의 흡착을 촉진시키기 위해서, 용매를 제거하여 보다 더 페이스트와 유사한 조도를 수득해야 한다. 가장 편리한 방법은 목적한 조도가 성취될 때까지 열을 가하면서 혼합물을 진공하에 교반시키는 것이다. 이러한 조도는 일반적으로 45% 이상, 바람직하게는 55% 이상의 고체 함량에서 발생할 수 있다.
일단 목적한 조도가 달성되면, 흡착에 영향을 주기 위해서 혼합물을 30분 내지 12시간 동안 서서히 교반시킨다. 상기 흡착은, 다수의 유기 용매로 세척함으로써 이 시점에서 금속 표면으로부터 왁스/안료 분산액을 쉽게 제거할 수 있기 때문에, 화학적이 아니라 물리적이다. 상기 흡착은 금속 표면을 완전히 피복하지 않으며, 피복되지 않은 영역은 후속 반응에 참여시키기 위해 사용할 수 있다.
이어서, 흡착된 왁스 및 안료를 갖는 금속 입자들을 유기 용매에 분산시킨다. 상기한 유기 용매 중의 어떤 것도 사용할 수 있지만, 미네랄 스피리트가, 앞서 기술한 이유 때문에, 그리고 이것이 왁스 및 안료의 탈착을 최소화하기 때문에 바람직하다.
이어서, 유기금속 커플링제, 예를 들면, 실란, 티타네이트 또는 지르코네이트를 교반하에 가한다. 이들 물질들은 금속 입자의 피복되지 않은 영역의 하이드록실 그룹과 반응함으로써 금속 표면에 화학적으로 결합할 수 있는 가수분해 가능한 그룹을 함유한다.
실란 커플링제는 하기 일반식(1)을 갖는다.
상기식에서,
X는 가수분해 가능한 그룹, 일반적으로 알콕시, 아크릴옥시, 아민 또는 염소로서, 가장 일반적인 그룹은 커플링 반응 동안 각각 메탄올과 에탄올을 생성하는 메톡시 및 에톡시이고,
R은 비가수분해성 유기 그룹이고, 이는 일반적으로 커플링제를 유기수지 및 중합체와 결합시킬 수 있는 작용기를 포함한다. 이러한 작용기는 아미노, 스티릴, 에폭시, 클로로알킬, 클로로아릴, 머캅토, 알칸올아민, 비닐, 실라잔, 포스핀, 메타크릴레이트, 이소시아네이트, 포스페이트, 티오우로늄, 4급 우레이도, 퍼옥시, 아크릴레이트 및 알릴 등일 수 있다.
본 발명에 특히 유용한 실란은 3-글리시독시프로필트리메톡시 실란[제조원: 다우 코닝(Dow Corning), 상품명: Z-6040]이다.
티타네이트와 지르코네이트 커플링제는 하기 일반식(II) 및 일반식(III)을 갖는다 :
상기식에서,
M은 티탄 또는 지르코늄원자이고,
R1은 가수분해 가능한 그룹으로서, 실란과는 달리, 당해 그룹은 항상 유기질이고, 장쇄 그룹, 예를 들면 이소프로필 또는 네오펜틸일 수 있다.
(O-X-R2-Y)는 비가수분해성 그룹이다. X, R2및 Y는 개별적으로 또는 배합물로서 존재할 수 있다. X는 결합제 작용성 그룹, 예를 들면 알킬레이트, 카복실, 설포닐, 페놀, 포스페이트, 피로포스페이트 또는 포스파이트 그룹이다. R2는 열가소성 작용성 그룹, 일반적으로 장쇄 탄화수소이다. Y는 열경화성 작용성 그룹, 예를 들면 메타크릴레이트, 아민, 하이드록시, 에폭시, 머캅토 등이다.
사용되는 커플링제의 양은 커플링제 및 금속 입자의 표면적에 좌우된다. 일반적으로, 금속/왁스/안료 지지체의 중량을 기준으로 하여 0.05% 내지 10%가 충분하며, 0.1% 내지 5%가 바람직하다.
슬러리를 수분 내지 5시간 동안 교반시켜서 커플링제가 지지체와 반응하도록 한다. 상기 시간 동안 슬러리의 온도는 실온 내지 후속 중합을 위한 반응 온도일 수 있다.
이어서, 하나 이상의 단량체를 교반하에 가한다. 단량체는 각각 중합가능한 이중결합을 1개 이상 가져야 하며, 1개 이상의 단량체는 중합가능한 이중결합을 3개 이상 함유해야 한다. 첨가되는 단량체의 총량은 금속/왁스/안료 지지체의 표면적에 좌우된다. 일반적으로, 단량체의 양은 지지체 중량을 기준으로 하여 1% 내지 50%, 바람직하게는 2% 내지 20%이다.
본 발명에 사용하기 위한 분자내에 중합가능한 이중결합을 3개 이상 갖는 적합한 단량체는, 예를 들면 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 테트라메틸올메탄 트리아크릴레이트 및 테트라메틸올메탄 테트라아크릴레이트 등을 포함한다.
본 발명에 사용하기 위한 분자내에 중합가능한 이중결합 1개 또는 2개를 갖는 적합한 단량체는 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 테오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 비닐 아세테이트, 비닐프로 피오네이트, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 시트라콘산, 올레산, 말레산, 무수 말레산, 디비닐벤젠, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 라우릭 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시프로필 아크릴레이트, 메톡시에틸 아크릴레이트, 부톡시에틸 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 라우릭 메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 메톡시에틸 메티크릴레이트, 부톡시에틸 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 2-메타크릴옥시에틸 포스페이트, 디-2-메타크릴옥시에틸 포스페이트, 트리-2-메타크릴옥시에틸 포스페이트, 2-아크릴옥시에틸 포스페이트, 디-2-아크릴옥시에틸 포스페이트, 트리-2-아크릴옥시에틸 포스페이트, 디페닐-2-메타크릴옥시에틸 포스페이트, 디페닐-2-아크릴옥시에틸 포스페이트, 디부틸-2-메타크릴옥시에틸 포스페이트, 디부틸-2-아크릴옥시에틸 포스페이트, 디옥틸-2-메타크릴옥시에틸 포스페이트, 디옥틸-2-아크릴옥시에틸 포스페이트, 2-메타크릴옥시프로필 포스페이트, 비스(2-클로로에틸) 비닐 포스포네이트 및 디알릴디부틸 포스포노석시네이트 등을 포함한다.
이어서, 슬러리를 목적한 반응 온도로 가열하고, 중합 개시제를 가한다.
중합 개시제로서, 유기 퍼옥사이드, 예를 들면, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 쿠밀 하이드로퍼옥사이드, 이소부틸 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드 및 t-부틸 하이드로퍼옥사이드와 아조 화합물, 예를 들면 α,α'-아조-비스이소부티로니트릴을 사용할 수 있다. 그러나, 바로 앞에서 언급한 것이 비교적 저온에서 해리되기 때문에 가장 바람직하다.
중합 반응 온도는 60 내지 200 ℃이어야 한다. α,α'-아조-비스이소부티로니트릴이 사용될 경우에는 70 내지 90 ℃이어야 한다. 상기 범위보다 저온 또는 고온일 경우, 반응 속도 또는 중합화 효율은 감소될 것이다.
본 발명에 사용되는 중합 개시제의 양은 단량체 100중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 50중량부, 바람직하게는 1 내지 20중량부이다. 보다 적은 양의 개시제는 중합에 필요한 시간을 연장해야 하기 때문에, 실용적이지 않다. 50중량부를 초과하면 중합속도가 너무 빨라서 통제할 수 없기 때문에, 또한 실용적이지 않다.
반응을 30분 내지 12시간, 바람직하게는 1 내지 8시간 동안 진행한다. 이어서, 과량의 용매는 간편한 방법, 예를 들면 증발, 여과 또는 원심 분리법으로 제거하여, 고형분 함량이 30 내지 90중량%, 바람직하게는 40 내지 70중량%인 페이스트를 수득한다. 추가의 용매를 가하여 목적한 최종 용매 함량에 도달할 수 있다.
본 발명의 착색된 금속 입자들은 피복 산업에서 일반적으로 사용되는 용매, 예를 들면 지방족 용매, 방향족 용매, 알콜, 케톤, 에스테르, 글리콜 에테르, 글리콜 에테르 아세테이트, 물 등에 분산될 경우 우수한 보색성을 나타낸다. 피복 조성물로 제형화되고 표면에 도포될 경우, 이들은 강한 색도 및 금속성 광택을 나타낸다.
바람직한 양태의 상기 설명은 예시로서 제공된다. 또한, 본 발명의 실행은 이에 제한되지 않고, 이로부터의 변동은 본 발명의 정신으로 부터 벗어나지 않고 숙련가들에게 점차적으로 명백해질 것이다.
본 발명의 특정 양태를 다양한 특성의 중요함을 예시하는 하기 비제한적인 실시예에 의해 추가로 기술한다. 실시예는 단지 본 발명을 실행할 수 있는 방법의 이해를 촉진시키고 당해 기술분야의 숙련가들이 본 발명을 실행할 수 있도록 하고자 하는 것이다. 따라서, 실시예는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1
왁스 R-21 대 왁스 C를 4:1의 비로 함유하는 미네랄 스피리트 중에 프탈로시아닌 블루 안료의 분산액을 제조한다. 프탈로시아닌 블루는 분산액 17중량%에서 사용하고, 왁스는 블루 안료의 15.3중량%의 합한 양에 존재한다. 상기 슬러리를 안료가 이의 최초의 입자 크기로 미분될 때까지 수평 미디아 밀을 통과시켜서 7.5 이상의 헤그만 그라인드 게이지 리딩(Hegman Grind Gage reading)을 수득한다.
이어서, 상기 분산액을 SSP-554 알루미늄 페이스트[제조원: 실버라인 매뉴펙쳐링 캄파니, 인코포레이티드(Silberline Manufacturing Co., Inc.)]를 함유하는 혼합기에 가한다. 충분한 분산액을 가하여 알루미늄 플레이크 50중량% 수준으로 블루 안료를 제공한다. 혼합물을 균질화하기 위해서 1시간 동안 교반시킨다. 이어서, 80 ℃로 가열하고, 진공을 적용시켜 과량의 미네랄 스피리트를 제거한다. 상기 건조 공정을 혼합물이 60% 이상의 고형분에 달할때까지 계속한다. 이어서, 알루미늄 플레이크의 표면 위에 안료/왁스 분산액의 흡착을 유발하기 위해서 추가의 1 내지 2시간 동안 교반시킨다.
이어서, 상기 혼합물의 일부를 고형분 함량이 15중량%인 미네랄 스피리트에서 슬러리화한다. 이어서, Z-6040 실란 커플링제를 고형분 함량 0.21 중량%로 가하고, 슬러리를 15 내지 30분 동안 교반시킨다. 이어서, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 단량체를 고형분 10중량%의 양으로 교반하에 가하고, 온도를 80 ℃로 승온한다. 상기 온도에 도달했을 때, α,α'-아조-비스이소부티로니트릴을 단량체 10중량%의 양에 가하고, 반응을 5시간 동안 진행시킨다. 이어서, 실온으로 냉각시키고, 과량의 미네랄 스피리트를 여과제거하여, 고형분 함량이 45% 이상인 블루 착색된 알루미늄 안료의 페이스트를 수득한다.
실시예 2 내지 16
표 1에 나타낸 바와 같이, 안료, 왁스 또는 단량체의 유형 또는 안료, 왁스,커플링제 또는 단량체의 양을 변화시키면서 실시예 1의 방법을 반복한다.
안료 또는 이들의 예를 피복 조성물에 혼입하여 지지체에 도포할 경우, 알루미늄 플레이크로부터 제공되는 금속성 광택을 유지하면서, 색도가 착색된 안료로부터 수득된다. 이러한 도료를 상이한 착색 피복물에 약간 분무할 경우, 하층 피복물의 색조의 변색없이 뚜렷하게 착색된 알루미늄 입자가 나타난다. 이것은 착색 안료와 알루미늄 플레이크를 개별적으로 피복 비히클에 가함으로써 성취할 수 없는 효과이다. 명확히 이해할 수 있도록 본 발명을 구체화하는 특정 배합물을 본원에 나타내고 기술하였지만, 이는 특성을 설명하기 위한 것으로서 단지 바람직한 양태를 나타내고 기술하는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 기술 내용의 변경, 다양한 변형 및 재배열은 본 발명의 개념에 기초하는 정신과 범위를 벗어나지 않고 발생될 수 있고, 이들은 첨부된 특허청구의 범위에서 기술하는 것외에는 본원에 나타내고 기술한 특별한 형태로 제한되지 않는다.
상기 또는 하기에 인용된 모든 것은 본원에 명백하게 참고로서 인용된다.

Claims (12)

  1. 금속 입자,
    왁스에 분산된 착색된 안료 입자를 포함하며, 금속 입자의 표면의 일부에 흡착되는 안료 분산액,
    쉽게 가수분해가능한 그룹을 통해서 금속 입자의 표면에 결합되고, 중합체성 쉘에 대한 결합 부위로서 작용하는, 상대적으로 가수분해되지 않는 그룹을 갖는 유기금속 커플링제 및
    중합체성 쉘(shell)을 포함하는 착색된 금속성 안료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 금속 입자가 알루미늄, 아연, 철, 니켈, 주석, 구리, 은, 황동 또는 청동으로 이루어지는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 안료가 아조 레이크 안료, 불용성 아조 안료, 축합된 아조 안료, 프탈로시아닌 안료, 트렌 안료, 인디고 안료, 페리논 안료, 페릴렌 안료, 프탈론 안료, 디옥사진 안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 금속 착물 안료, 피롤로-피롤 안료 및 무기 안료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 커플링제가 실란, 티타네이트 및 지르코네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 조성물.
  5. 착색된 안료 입자와 왁스를 분산시켜 안료 분산액을 형성시키는 단계,
    금속 입자와 안료 분산액을 함께 혼합하여 당해 혼합물을 금속 입자의 표면의 일부에 흡착시켜, 처리된 금속 입자를 형성시키는 단계,
    쉽게 가수분해 가능한 그룹 1개 이상과 상대적으로 가수분해되지 않는 유기 그룹 1개 이상을 포함하는 유기 금속성 커플링제를 가하여, 커플링제가, 처리된 금속 입자 표면에서 쉽게 가수분해 가능한 유기 그룹과의 반응을 통해서 처리된 금속 입자의 표면에 결합하고, 가수분해되지 않은 유기 그룹은 존속하여 처리된 금속 입자를 중합체성 쉘에 결합시키는 부위로서 제공되도록 하는 단계,
    중합가능한 이중결합을 함유하는 단량체 1개 이상(이들 중 1개 이상은 중합가능한 이중결합을 3개 이상 함유한다)과 중합 개시제를 가하는 단계 및
    단량체 또는 단량체들을 중합시켜 중합체성 쉘을 갖는 처리된 금속 입자를 제공하는 단계를 포함하는, 착색된 금속 입자의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 안료 입자와 왁스를 제1 유기 용매에 분산시킨 후, 금속 입자를 분산액과 혼합시키고, 제1 유기 용매를 일부 제거하여 페이스트를 형성시키는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 페이스트를 교반하여 왁스와 안료 혼합물을 금속 입자 위에 물리적으로 흡착시켜 처리된 금속 입자를 형성시키는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 처리된 금속 입자를 커플링제를 첨가하기 전에 제2 유기 용매에 분산시키는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 중합 개시제를 단량체와 함께 가하고, 혼합물을 가열하여 중합반응을 개시하는 방법.
  10. 제5항에 있어서, 금속 입자가 알루미늄, 아연, 철, 니켈, 주석, 구리, 은, 황동 또는 청동으로 이루어지는 방법.
  11. 제5항에 있어서, 안료가 아조 레이크 안료, 불용성 아조 안료, 축합된 아조 안료, 프탈로시아닌 안료, 트렌 안료, 인디고 안료, 페리논 안료, 페릴렌 안료, 프탈론 안료, 디옥사진 안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 금속 착물 안료, 피롤로-피롤 안료 및 무기 안료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
  12. 제5항에 있어서, 커플링제가 실란, 티타네이트 및 지르코네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
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