KR100481697B1

KR100481697B1 - 수성계 색선 페인트 조성물

Info

Publication number: KR100481697B1
Application number: KR10-2002-0047907A
Authority: KR
Inventors: 박성수; 최덕재
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2005-04-11
Also published as: KR20040015621A

Abstract

본 발명은 수성계 색선 페인트 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물을 용제로 사용함으로써 점도의 균일성이 일정하게 유지되어 도포성 및 은폐력이 우수하고, 가류후 색선의 선명도가 유지되는 색선 페인트 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 합성고무계 바인더 25-30 중량%, 안료 25-30 중량%와 방부제, 소포제, 도막제, 산화방지제, 왁스, 흐름개선제, 이형제, 가교제 및 건조촉진제를 포함하는 첨가제 10-15 중량% 및 이온교환수지를 사용하여 현탁고형물 및 유기물질을 등을 제거한 물 25-40 중량% 포함하는 수성계 색선 페인트 조성물을 제공한다.

Description

수성계 색선 페인트 조성물{Aqueous paint composition for color line}

본 발명은 수성계 색선 페인트 조성물로서, 보다 상세하게는 물을 용제로 사용함으로써 점도의 균일성이 일정하게 유지되어 도포성 및 은폐력이 우수하고, 가류후 색선의 선명도가 유지되는 색선 페인트 조성물에 관한 것이다.

타이어는 차량의 견인을 목적으로 하는 것으로서 차량의 성능이 개선되고 사용환경 즉, 차량의 고급화, 고성능화, 또는 사용조건의 다양화에 따라 타이어에 요구되는 기능, 성능도 점점 복잡다양한 형태로 개발되고 있으며, 타이어의 요구특성도 날로 복잡해지는 추세에 있다.

타이어의 외관품질은 타이어에 요구되는 요인 중의 하나로서, 압출공정 중 트레드 압출고무에 문자 및 색선을 도포하는데 페인트가 사용되고 있는데, 기존의 유성계 색선 페인트는 압출후 고무의 표면에 페인트 도포시 용액의 균일성 및 안정성의 하락으로 인하여 롤러자국이 형성되고 간헐적으로 불균일성이 발생하여 가류시 몰드의 전이 및 색선의 변색을 촉진시키는 요인으로 작용함으로써 외관의 품질이 저하된다.

즉, 종래의 유성계 색선 페인트의 주요성분은 코레진, 안료, N-부틸아세테이트(N-butyl acetate), 2-부톡시 에탄올(2-butoxy ethanol) 및 고분자 바인더 등으로 구성되어 있어서 용제성분이 휘발될 경우 고형분의 함량이 증가하여 점도가 상승됨으로써 작업성의 하락과 롤러작동이 원활하지 못하여 롤러자국과 간헐적인 불균일성에 의해 평활도가 하락하여 색선 변색성을 촉진하여 외관품질 하락의 요인이 되고 있다.

또한, 색선 페인트의 명도 및 보색 면에서도 초기의 선명도가 하락하는 문제가 있으며, 온도, 압력, 속도 등 제반 압출 라인조건 면에서도 도포성 및 공정성이 불안정하게 되는 문제점이 있고, 사용되는 용제에 함유되어 있는 톨루엔, 크실렌 등과 같은 인체에 유해한 성분의 존재에 의해 산업현장에서 유성계 페인트의 사용을 기피하고, 유성계 페인트의 사용시 화재위험 및 환경오염 문제가 내재하고 있다.

본 발명자들은 상기와 같은 종래 유성계 색선 페인트가 지니는 문제에 대한 해결방안을 연구하여 오던 중, 물을 용제로 사용하여 유기용제를 배제시키고 합성고무계 바인더(binder)를 사용함으로써 이와 같은 문제점을 해결할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 규격의 식별이 용이하고, 품질 균일성 및 색선 선명도의 유지로 외관의 품질을 향상시킨 수성계 색선 페인트 조성물을 제공함에 있다.

본 발명은 합성고무계 바인더 25-30 중량%, 안료 25-30 중량%와 방부제, 소포제, 도막제, 산화방지제, 왁스, 흐름개선제, 이형제, 가교제 및 건조촉진제로 구성되는 첨가제 10-15 중량% 및 물 25-40 중량%로 구성된 수성계 색선 페인트 조성물임을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 합성고무계 바인더는 불휘발 조성물로서 안료와 충진제 등을 결합시키는 역할과 동시에 부착력 내구성 등을 페인트에 부여하며 트레드 고무 압출시 고무 표면온도가 120℃ 정도로 유지되며 고무면과 페인트를 도포하는 롤러사이에 마찰 및 열로 인하여 도포상태가 불량하여 은폐력이 하락하는 문제가 발생할 수 있어 내마모성 및 내열성이 우수하며 가공성이 좋은 부타디엔 고무(BR) 바인더, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 바인더, 스티렌-부타디엔 라텍스(SB Latex) 바인더 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 안료는 은폐력이 우수하고 내광성에 유리한 무기안료의 일종인 산화티타늄(TiO₂)계 안료와 내용제성, 내약품성, 색조 및 선명도, 착색력이 우수한 유기안료의 일종인 동프탈로시아닌계 안료를 각각 사용하거나 또는 산화티타늄(TiO₂)계 안료와 동프탈로시아닌계 안료를 55∼70 : 30∼45의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있는데 각각 별개의 안료를 사용하는 것 보다는 각각의 장점을 포함하도록 무기안료와 유기안료의 혼합안료를 사용하는 것이 페인트 색상의 선명도 및 착색력 면에서 바람직하다.

본 발명에 사용되는 첨가제는 평활도 및 퍼짐성 등을 증대시키기 위하여 사용되는 것으로서, 전체 중량대비 방부제 1.0-2.0 중량%, 소포제 0.3-0.5 중량%, 도막제 3.5-5.0 중량%, 산화방지제 0.25-0.35 중량%, 왁스(wax) 0.25-0.35 중량%, 흐름개선제 3.5-5.0 중량%, 이형제 0.3-0.4 중량%, 가교제 0.3-0.4 중량% 및 건조촉진제 0.6-1.0 중량% 포함하는데, 각각의 첨가제는 종래 색선 페인트 조성물에 통상적으로 첨가되는 물질을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 사용되는 물은 바인더와 안료의 분산매개 역할을 하여 페인트 조성물의 점도를 균일하게 유지시켜 색선 페인트의 도포성 및 은폐력을 향상시켜 가류후 색선 부착성과 선명도를 유지하고 몰드의 전이성을 개선시키는 역할을 하는 것으로서 이온교환수지를 통과시켜 현탁고형물이나 유기물질을 제거한 이온교환수를 사용한다. 한편, 본 발명에서 다양한 수치범위로 합성고무계 바인더, 안료, 도막제 등의 첨가제, 안료의 혼합비를 적용하여 실시한바 본원발명의 목적을 달성하기 위해서는 전술한 수치범위의 합성고무계 바인더, 안료, 도막제 등의 첨가제, 안료의 혼합비를 사용하는 것이 좋다.

이하 본 발명의 내용을 실시예 및 비교예를 통해 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나 다음의 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리 범위를 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.

<실시예 1>

하기 표 1에 개시된 배합비와 같이 스티렌-부타디엔 라텍스 고무계 바인더 25 중량%를 50∼60℃의 온도에서 천천히 교반시키면서 물(이온교환수) 40 중량%를 넣어 에멀젼시키고, 전기의 바인더 함유 에멀젼 용액에 안료분산기를 이용하여 산화티타늄계 안료 25 중량%를 혼합하고 기타 첨가제로서 종래 색선 페인트에 사용하는 통상의 첨가제인 방부제 1.0 중량%, 소포제 0.3 중량%, 도막제 3.5중량%, 산화방지제 0.25 중량%, 불소계 왁스 0.25 중량%, 흐름개선제 3.5 중량%, 이형제 0.3 중량%, 가교제 0.3 중량%, 건조촉진제 0.6 중량%를 배합하여 수성계 색선 페인트를 제조하였다.

<실시예 2>

스티렌-부타디엔 라텍스 고무계 바인더 30 중량%, 물(이온교환수) 25 중량%, 산화티타늄계 안료 30 중량%, 기타 첨가제로서 종래 색선 페인트에 사용하는 통상의 첨가제인 방부제 2.0 중량%, 소포제 0.5 중량%, 도막제 5.0 중량%, 산화방지제 0.35 중량%, 불소계 왁스 0.35 중량%, 흐름개선제 5.0 중량%, 이형제 0.35 중량%, 가교제 0.4 중량%, 건조촉진제 1.0 중량% 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수성계 색선 페인트를 제조하였다.

<비교예 1>

스티렌-부타디엔 고무계 바인더 15 중량%를 헥산과 시클로헥산이 1:1의 중량비로 혼합된 혼합용매 58 중량%에 용해하여 바인더를 분산시키고, 전기의 바인더가 용해된 용액에 안료분산기를 이용하여 이산화티타늄계 안료와 동프탈로시아닌계 안료가 65: 35의 중량비로 혼합된 안료 25 중량%를 혼합하여 50℃ 이하의 온도에서 60 rpm 속도로 유지하면서 혼합시킨 다음, 기타 첨가제로서 종래 색선 페인트에 사용하는 통상의 첨가제인 소포제 0.3 중량%, 도막제 0.5중량%, 흐름개선제 0.2 중량%, 이형제 0.2 중량%, 가교제 0.3 중량%, 건조촉진제 0.5 중량%를 넣고 교반하여 유성계 색선 페인트를 제조하였다.

<표 1> 페인트 조성물의 조성비 (단위: 중량%)

구분	실시예 1	실시예 2	비교예
바인더	25	30	15
안료	25	30	25
방부제	1.0	2.0	-
소포제	0.3	0.5	0.3
도막제	3.5	5.0	0.5
산화방지제	0.25	0.35	-
왁스	0.25	0.35	-
흐름개선제	3.5	5.0	0.2
이형제	0.3	0.35	0.2
가교제	0.3	0.4	0.3
건조촉진제	0.6	1.0	0.5
물(솔벤트)	40	25	58

<시험예 1>

상기의 실시예 및 비교예에서 제조한 페인트의 점도, 색상 선명도, 몰드 전이성, 자외선(UV) 안정성 등과 같은 물리적 특성을 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

<표 2>. 페인트의 물리적 특성측정 결과

구분	실시예 1	실시예 2	비교예
외관	유백색	유백색	유백색
비중	1.05	1.05	1.03
고형분 (%)(100℃,2hr)	41.6	56.4	45.9
점도 (cps)(브룩필드,#3.30rpm)	5,500	6,200	8,000
pH	9.5	9.4	-
회분(%)(550℃,2hr)	32.4	53.8	36.8
건조성(분)(상온)	25	25	20
내수성(상온)	퍼짐없음	퍼짐없음	퍼짐없음
색상선명도	양호	양호	양호
몰드전이성(175℃,15분)	없음	없음	약간 발생
평활성	롤러자국없음	롤러자국없음	롤러자국발생
점도변화(실온방치)	없음	없음	점도상승
냄새	없음	없음	냄새심함
용액층분리(상온,10일)	없음	없음	발생
UV안정성(256nm, 2주)	초기대비변화없음	초기대비변화없음	약간변색

<시험예 2>

상기 실시예 및 비교예에 의해 제조한 색선 페인트를 공지의 방법으로 각각의 고무 종류에 도포한 후 내수성 평가후의 색선 부착성 및 가류후의 몰드 전이성을 평가하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.

이때, 색선 부착성은 고무시편에 색선 페인트를 도포하여 40℃ 온수에 20 분간 침적한 후 손으로 문질렀을 경우의 부착성 상태를 나타낸 것이고, 몰드 전이성은 175℃에서 15분간 인장시편 제작용 몰드를 이용하여 평가한 것이다.

<표 3> 부착성 및 몰드전이성 시험결과

구분	부착성			몰드 전이성
구분	실시예1	실시예2	비교예	실시예1	실시예2	비교예
NR	양호	양호	양호	없음	없음	없음
NR-SBR	양호	양호	양호	없음	없음	약간발생
NR-SBR-BR	양호	양호	양호	없음	없음	없음

*NR : 천연고무

*NR-SBR : 천연고무와 스티렌부타디엔고무가 1:1의 중량비로 혼합된 혼합고무

*NR-SBR-BR : 천연고무, 스티렌부타디엔고무 및 부타디엔고무가 1:1의 중량비로 혼합된 혼합고무

상기의 표 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 의한 수성계 색선 페인트 조성물이나 유성계 색성 페인트 조성물은 모두 벗겨짐이 없었으나, 몰드 전이성은 유성계 색선 페인트에서 일부 고무에서 몰드 전이성이 발생하였음을 알 수 있다.

본 발명에 의한 수성계 색선 페인트는 용제가 물이기 때문에 인체에 대한 유해성 및 작업환경상의 문제가 없으며, 비인화성으로서 화재나 폭발위험이 없고 점도가 일정하게 유지됨으로써 색선도포시 안정된 도포성 및 작업성이 유지되어 은폐력 및 가류후의 색선유지로 완제품 타이어의 외관이 좋아지는 장점이 있다.

또한, 기존의 압출공정상 유기용제를 완전히 배제시켜 작업현장의 환경 및 작업공정성 측면에서도 유리하며, 기존의 유성계 색선 페인트에 비하여 명도나 채도 등 보색관계 조합에 있어서 유리한 점을 지니고 있어 색선의 선명도가 향상되는 효과가 있다.

Claims

색선 페인트 조성물에 있어서,

부타디엔 고무(BR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 또는 스티렌-부타디엔 라텍스(SB Latex)의 합성고무계 바인더 25-30중량％,

산화티타늄(TiO₂)계 안료, 동프탈로시아닌계 안료를 각각 사용하거나 또는 이들이 55∼70 : 30∼45의 중량비로 혼합된 안료 25-30중량％,

이온교환수 25-40중량％,

전체 중량대비 방부제 1.0-2.0중량％, 소포제 0.3-0.5중량％, 도막제 3.5-5.0중량％, 산화방지제 0.25-0.35중량％, 왁스 0.25-0.35중량％, 흐름개선제 3.5-5.0중량％, 이형제 0.3-0.4중량％, 가교제 0.3-0.4중량％ 및 건조촉진제 0.6-1.0중량％ 포함하는 첨가제 10-15중량％ 포함함을 특징으로 하는 수성계 색선 페인트 조성물.
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