KR100699311B1 - 안료 제제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 효과 안료 40중량% 이상, 폴리알킬렌 글리콜 및/또는 하나 이상의 폴리알킬렌 글리콜 유도체 0.5 내지 60중량%, 재분산제 0 내지 10중량%, 물 또는 유기 용매 또는 용매 혼합물 0 내지 40중량% 및 하이드록실기가 풍부한 하나 이상의 다른 수지 0 내지 40중량%를 함유한 비분진성의 균질한 안료 제제에 관한 것이다. 본 발명은 또한 인쇄 잉크용 중간 생성물로서의 본 발명 제제의 용도에 관한 것이다.

Description

안료 제제{PIGMENT PREPARATION}
본 발명은 비분진성(non-dusting)의 균질한 안료 제제 및 인쇄 잉크용 전구체로서의 그의 용도에 관한 것이다.
산업적인 공정에서, 안료는 분진이 발생되어 작업장의 안전 요건을 증가시킨다는 이유로 건조 분말 형태로 좀처럼 사용되지 않는다. 더욱이, 분말을 플라스틱, 밑칠(basecoat) 시스템 등에 도입시키는 다수의 경우에서, 안료 분말의 응집(agglomeration)이 관찰된다. 각각의 매트릭스에 안료를 균질하게 분포시키는 것은 달성하기 불가능한 것은 아니지만 어려운 일이다.
안료 분말 대신에 비분진성 안료 배합물이 사용된다. 이러한 배합물로는, 예를 들어 독일 특허 제 DE-C-2603211 호에 기술된 바와 같이 진주 광택 안료가 중합체로 코팅된 자유-유동성 분말; 예를 들어 독일 특허원 제 DE-A-4139993 호로부터 공지된 바와 같이 수분 함량이 낮은 안료화된 자유-유동성 분말; 유동가능한 점조도로 인해 페이스트(paste)로도 종종 지칭되는 수분 함량이 보다 높은 안료화된 분말; 또는 예를 들어 유럽 특허 제 0 803 552 호에 공지된 바와 같이 인쇄 잉크용 전구체로서의 건조 제제가 있다.
페이스트 및 이로부터 제조된 건조 제제는 일반적인 조건, 즉 유동가능한 점조도, 최소의 다일레이턴시(dilatancy) 및 최대의 안료 함량을 충족한다면 건조 분말 또는 습윤 분말의 기술적 대체물이 된다.
상기 제제/페이스트의 성분들은, 배합물이 각각의 코팅 시스템의 다른 성분들과 가능한 밀접하게 조화되도록 제조되고 도입된 후 균질한 분포를 이루기 쉽도록 선택되어야 한다.
코팅 시스템의 다른 성분들과의 우수한 상용성 이외에, 상기 안료 제제는 높은 안정성을 나타낼 필요가 있다. 즉, 상기 안료 제제는 상 분리되어서는 안된다. 이러한 요건은 소판형 안료에 기초된 안료 과립의 경우에 특히 중요한데, 그 이유는 이런 안료의 구조로 인해 안료가 상 분리시 함께 덩어리화되는 경향을 가져 재교반하기가 어렵기 때문이다. 소판형 기재(substrate)에 기초된 안료는, 그의 크기 및 밀도로 인해 쉽게 침전되어 매우 단단한 침전 덩어리를 형성할만큼 함께 덩어리화될 수 있는 한 취급상의 문제점을 야기시킨다. 이러한 덩어리는 일반적으로 재교반하기가 어렵다. 니스, 페인트 및 인쇄 잉크의 저장, 및 가공처리와 관련하여서는 특히 그러하다.
따라서, 특히 코팅 조성물에 소판형 안료를 혼입하고 취급하는 문제를 해결하기 위해 다수의 방법을 개발하였다. 코팅 조성물을, 달리 안료의 제어된 덩어리화(쉽게 흐트러지는 효과(house of cards effect)), 안료의 유사플라스틱 및/또는 틱소트로픽 행태, 또는 안료의 입체적 및/또는 정전기적 반발을 일으키는 첨가제로 처리함으로써 재교반이 용이해질 수 있다. 그러나, 이러한 첨가제는 코팅의 품질에 역효과를 나타낼 수 있다. 특히, 효과 안료의 휘도 및 코팅의 균일성이 손상될 수 있다.
또한, 진주 광택 안료 분말에서는 재분산제가 균질하면서 안정한 분포를 이루기가 어렵고/어렵거나 재분산제는 혼합하는 과정에서 그의 활성중 일부를 손실한다.
코팅 시스템에 사용하기 위해 최근까지 개발되어온 것으로 30중량%보다 큰 안료 함량을 갖는 효과 안료 배합물은, 특히 응집 및 전단 증점화 경향을 가지므로 전술한 요건을 충분히 충족시키지 못한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 수성 코팅 시스템에서 매우 우수한 효과로 사용될 수 있고, 높은 안정성을 갖고, 쉽게 재분산됨과 동시에 코팅 시스템의 다른 성분들과의 높은 수준의 상용성을 특징으로 하는, 특히 페이스트 및 건조 제제 형태의 안료 제제를 제공하는 것이다. 더욱이, 본 발명의 안료 제제는 또한, 예를 들어 펠렛, 과립 등의 형태의 건조 제제를 제조하는데 적합해야 한다.
놀랍게도, 이러한 목적이 본 발명의 안료 제제에 의해 성취될 수 있음을 발견하였다.
따라서, 본 발명은, 하나 이상의 효과 안료 40중량% 이상, 폴리알킬렌 글리콜 및/또는 하나 이상의 폴리알킬렌 글리콜 유도체 0.5 내지 60중량%, 재분산 보조제 0 내지 10중량%, 물 또는 유기 용매 또는 용매 혼합물 0 내지 40중량%, 및 추가로 하이드록실기가 풍부한 하나 이상의 수지 0 내지 40중량%을 포함하는 비분진성 의 균질한 안료 제제를 제공한다.
본 발명의 제제는 그의 수분 함량에 따라 유동가능한 페이스트 또는 습윤된 자유-유동성 분말이 된다. 페이스트 및 분말은 둘다 건조 제제, 예를 들어 펠렛, 과립 및 브리켓(briquette)의 제조에 매우 적합하다. 본 발명의 안료 제제로부터 제조된 건조 제제도 마찬가지로 본 발명에 의해 제공된다.
사용된 효과 안료는 바람직하게는 상업적으로 통상적인 금속-효과 안료(예: 알루미늄 박편), 예를 들어 엑카르트(Eckart)로부터의 스타파-알루페이스트R(Stapa-Alupaste, 등록상표) 또는 스탠다르트(Standart), BASF로부터의 팔리오크롬R(Paliochrom, 등록상표); 소판형 철 산화물; BiOCl; 홀로그라픽 안료; 및 또한 소판형의 투명 또는 반투명 기재(예: 필로실리케이트)에 기초한 안료, 예를 들어 채색된 또는 무색의 금속 산화물(예: TiO2, 티탄 저급 산화물, 티타늄 옥시니트라이드, Fe2O3, Fe3O4, SnO2, Cr2O3, ZnO, CuO, NiO 및 다른 금속 산화물)이 단독으로 또는 혼합물로 사용되어 하나의 균일한 층 또는 연속적인 층(다층 안료)으로 코팅된 운모, 합성 운모, SiO2 박편, TiO2 박편, Al2O3 박편, 유리 박편, 흑연 박편, 활석, 견운모, 카올린 또는 다른 규산성 물질이다. 진주 광택 안료는, 예를 들어 독일 특허 및 특허 출원 제 14 67 468 호, 제 19 59 998 호, 제 20 09 566 호, 제 22 14 454 호, 제 22 15 191 호, 제 22 44 298 호, 제 23 13 331 호, 제 25 22 572 호, 제 31 37 808 호, 제 31 37 809 호, 제 31 51 343 호, 제 31 51 354 호, 제 31 51 355 호, 제 32 11 602 호, 제 32 35 017 호 및 제 P 38 42 330 호에 공지되어 있고, 예를 들어 독일연방공화국 다름스타트 소재 메르크 카게아아(Merck KGaA)에서 상표명 이리오딘R(Iriodin, 등록상표)으로 시판중이다. 특히 바람직한 안료 과립은 TiO2/운모, Fe2O3/운모 및/또는 TiO2/Fe2O3 운모 안료를 포함한다. SiO2 박편은, 예를 들어 국제 공개특허공보 제 WO 93/08237 호(습윤-약품 코팅) 또는 독일 특허원 제 DE-A 196 14 637 호(CVD 공정)에 기술된 바와 같이 코팅될 수 있다.
본 발명의 안료 제제는 하나 이상의 효과 안료를 포함할 수 있다. 다수의 경우에서, 둘 이상의 상이한 효과 안료를 사용함으로써 특정한 착색 효과 및 광택 효과를 이룰 수 있다. 바람직한 안료 과립은 운모 및/또는 SiO2 박편에 기초된 하나 이상의 효과 안료를 포함한다. 또한, 통상적인 (유기 또는 무기) 착색 안료 및 또한 카본 블랙 및/또는 TiO2에 혼합하는 것이 가능하다.
본 발명의 안료 배합물은 효과 안료를 바람직하게는 50 내지 95중량%, 특히 60 내지 80중량%로 포함한다. 효과 안료 함량이 50중량%보다 큰 안료 과립이 특히 바람직하다.
본 발명의 안료 제제는 필수 성분으로서 폴리알킬렌 글리콜 및/또는 적합한 유도체를 0.5 내지 60중량%, 바람직하게는 5 내지 40중량%, 특히 10 내지 30중량%로 포함한다. 당해 분야의 숙련가들에게 공지된 폴리알킬렌 글리콜 또는 그의 유도체가 모두 사용될 수 있다. 예를 들어 문헌["Encyclopaedia of Polymer Science and Engineering", a Wiley-Interscience Publication, John Wiley & Sons]에 기술 된 바와 같이, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 및 이들의 에스테르 및 에테르가 특히 적합하다.
더욱이, 0 내지 50중량%의 양의 하이드록실기가 풍부한 수지, 예를 들어 셀룰로즈 생성물(예: 카복시셀룰로즈 및 그의 에테르 및 에스테르), 폴리비닐 알콜, 폴리사카라이드 및 폴리비닐 아세테이트에 혼합하는 것이 타탕할 수 있다. 당해 분야의 숙련가들에게 공지된 하이드록실기가 풍부한 수지는 모두 적합하고, 문헌[Karsten, Lackrohstofftabellen, 8th edition 1987]에 구체화된 것이 특히 적합하다.
본 발명의 안료 배합물은 추가의 성분으로서 재분산 보조제, 바람직하게는 구형 입자, 폴리아크릴레이트 또는 폴리메타크릴레이트, 또는 0.1 내지 20㎛의 섬유 길이를 갖는 섬유형 입자를, 안료를 기준으로 하여 0 내지 10중량%, 바람직하게는 0.05 내지 5중량%, 특히 0.01 내지 3중량%의 양으로 포함할 수 있다.
벌키한 입자 형태, 예를 들어 섬유 또는 구형 입자의 재분산 보조제를 첨가하면, 본 발명의 방법에 따라 처리된 효과 안료들이 입체적 반발의 결과로 서로의 상부에 놓여 강력한 접착성을 나타내는 것이 지각가능한 정도로 억제된다. 이러한 효과는, (1) 본 발명의 제제가 보다 안정하고, (2) 안료 제제에 의해 니스 또는 페인트 시스템에 상기 재분산 보조제를 도입함으로써, 일부 경우 효과 안료가 니스 및 페인트 시스템에서 매우 더 천천히 침전하고, (3) 모든 경우에서, 침전물은 보다 덜 단단하여, 침전물의 재교반시 어떠한 문제도 발생하지 않는다는 것이다.
당해 분야의 숙련가들에게 공지되어 있고 0.1 내지 20㎛의 섬유 길이를 갖는 유기 및 무기 섬유가 모두 사용될 수 있다. 특히 적합한 입자는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리아크릴레이트, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 셀룰로즈 섬유, 무기 섬유 및 바람직하게는 실리콘 화합물, 유리 섬유 및 특히 개질된 이소시아네이트와 모노- 및 디아민의 축합 생성물로 제조된 모든 합성 섬유이다.
디우레아 유도체, 및 또한 우레탄기를 갖는 아미노 우레아인 상기 축합 생성물은 틱소트로픽제로서 공지되어 있고, 결합제와 함께 페인트 및 니스에 첨가되어 유동 특성 및 솔질능(brushability)을 개선시킨다.
사용될 수 있는 재분산 보조제는, 예를 들어 유럽 특허 제 0 198 519 호, 독일 특허 제 18 05 693 호 및 문헌[Organic Coatings: Science and Technology, A. Heenriga, P.J.G. von Hemsbergen, pp 201-222, New York 1983]에 기술된 바와 같이, 당해 분야의 숙련가들에게 공지되어 있는 모든 디우레아 유도체 및 우레탄 화합물이다.
적합한 구형 물질은 특히, 비닐 수지, 나일론, 규소, 에폭시 수지, 올레핀 수지 또는 폴리스티렌, 및 무기 물질, 예를 들어 TiO2, SiO2 또는 ZrO2로 제조된 속이 빈 유리, 왁스 또는 중합체 비드이다. 입경이 0.05 내지 150㎛인 속이 빈 비드 및 또한 속이 꽉 찬 비드를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 속이 빈 유리, 왁스 또는 중합체 비드가 본 발명의 안료 과립에 사용된다.
입경 범위가 3 내지 10㎛인 SiO2에 기초된 구형 입자는, 예를 들어 고성능 액체 크로마토그래피용 물질로서 공지되어 있고, 예를 들어 독일연방공화국 다름스 타트 소재 메르크 카게아아에서 리크로스퍼R(LiChrospher, 등록상표)로 시판중이다. 이러한 물질은 바람직하게는 단일분산 형태로 사용된다. 즉, 실질적으로 균일한 입경을 갖는다. SiO2, TiO2 및 ZrO2에 기초된 이러한 유형의 단일분산 구형 입자가 공지되어 있다. 예를 들어, 단일분산 SiO2는 독일 특허 제 36 16 133 호에 따라 제조될 수 있다. 속이 빈 유리 비드는, 예를 들어 미국 피큐 코포레이션(PQ Corporation)에서 상표명 Q-셀(Q-CEL)로 또는 독일연방공화국 프랑크푸르트 소재 쓰리엠(3M)에서 상표명 스카치라이트(Scotchlite)로 시판중이다.
또한, 상기 제제는 표면 활성 물질, 예를 들어 추가의 작용기를 또한 함유할 수 있는 알킬실란, 불포화 또는 포화 지방산, 또는 플루오로계면활성제를 포함할 수 있다. 표면 활성 물질로서 화학식 (CnH2n+1)Si(OCmH2m+1) 3[여기서, n은 1 내지 30이고, m은 1 내지 10이다]의 실란 화합물을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 적합한 실란 화합물의 예는 n-헥실데실트리에톡시실란 및 n-옥틸데실트리에톡시실란(독일연방공화국 프랑크푸르트 소재의 데구사 아게(Degussa AG)로부터 각각 Si 116 및 Si 118), 및 또한 상응하는 플루오로알킬실란이다.
또한, 사용될 수 있는 표면 활성 물질은 포화 및 불포화 지방산, 예를 들어 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산 및 리놀레산, 및 또한 지방산의 혼합물이다.
실란을 비롯하여, 안료 제제는 바람직하게는 계면활성제 또는 지방산을 또한 포함한다. 표면 활성 시약은 또한 실란, 지방산 및/또는 계면활성제의 혼합물일 수 있다. 안료 제제는 안료를 기준으로 하여 표면 활성 물질을 0.1 내지 5중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3중량%, 특히 0.5 내지 2중량%로 포함할 수 있다.
본 발명의 안료 제제는 추가로 물 또는 유기 용매 또는 용매 혼합물을 0 내지 40중량%, 바람직하게는 5 내지 35중량%, 특히 10 내지 30중량%로 포함할 수 있다.
본 발명의 안료 제제중 용매 성분은 사용된 폴리알킬렌 글리콜에 맞추어 전문가들에 의해 조절되어야 한다. 상기 제제에 모든 유기 용매, 특히 물과 혼화성인 유기 용매를 사용할 수 있다. 적합한 용매는, 예를 들어 방향족 용매(예: 톨루엔), 석유 주정(petroleum spirit), 광유, 탄화수소, 에스테르, 장쇄 아민, 식물성유, 일가 지방족 알콜(예: 에탄올, 부탄올 및 이소프로판올과 같은 탄소수 2 내지 4의 알콜), 또는 케톤(예: 아세톤 또는 메틸 에틸 케톤), 또는 글리콜 에테르(예: 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르), 또는 디올(예: 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜 또는 폴리에테르디올), 탄소수 2 내지 6의 지방족 트리올 및 테트롤(예: 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 글리세롤, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,6-헥산트리올 및 펜타에리트리톨), 및 또한 다른 부류의 화합물로부터의 다른 모든 용매, 및/또는 상기 용매의 혼합물이다. 문헌[Karsten, Lackrohstofftabellen, 8th edition, 1987]에 제시된 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 안료 제제는, 폴리알킬렌 글리콜 및/또는 폴리알킬렌 글리콜 유도체, 필요하다면 물, 재분산 보조제 및 임의로 추가의 첨가제를 동시에 또는 연속적으로 효과 안료 또는 효과 안료 혼합물에 첨가하고, 그 혼합물을 혼합기에서 서서 히 균질화시킴으로써 제조된다. 혼합기는 중요하지는 않지만, 디스퍼메이트(dispermats), 과립화 혼합기 및 블레이드 혼합기이다.
바람직하게는, 안료는 초기에 도입되어, 우선 폴리알킬렌 글리콜 및 가능하게는 재분산제를 함유한 용매와 함께 교반하면서 페이스트화되고; 그다음 필요하다면 용매, 첨가제 및 재분산 보조제로 이루어진 추가의 용액이 첨가된다. 필요하다면, 이때 제 1 건조 단계가 수행될 수 있으며, 이 경우 건조 온도는 80 내지 150℃일 수 있다.
제조 도중 또는 제조된 후, 추가의 통상적인 첨가제, 예를 들어 pH 조절제, 소포제, 습윤제, 침전방지제, 균염화제(levelling agent), 건조제 및 틱소트로픽제가 본 발명의 안료 제제에 첨가될 수 있다. 이러한 첨가제는 본 발명의 안료 제제에 0 내지 10중량%의 양으로 존재할 수 있는, 코팅 산업에서 통상적인 보조제이다.
생성된 본 발명의 안료 제제는 비교적 높은 효과 안료 함량을 갖는 균질한 분말 또는 쉽게 유동가능한 페이스트이다. 하이드록시 수지의 특히 높은 수준의 상용성으로 인해, 본 발명의 안료 제제도 마찬가지로 통상적인 상업적 시스템에 완전히 적합하다.
또한, 상기 제제는 분진의 부재, 용이한 분산성 및 재분산성, 높은 저장 안정성 및 우수한 가공 특성이라는 특징을 가지므로, 종래의 안료 제제보다 현저히 뛰어나다.
유동가능한 안료 제제는 튜브의 충전 및 압출에 매우 적합하다. 건조 제제를 제조하기 위해, 본 발명의 안료 과립은 당해 분야의 숙련가들에게 공지된 다른 수단, 예를 들어 정제화, 브리켓화, 펠렛화, 과립화, 분무-과립화 또는 압출성형에 의해 조밀한 미립자 형태로 압출되거나 압축되고, 건조될 수 있다.
상기 공정은 당해 분야의 숙련가들에게 공지되어 있고, 문헌["Size Enlargement by Agglomeration", Wolfgang Pietsch, John Wiley & Sons, Chichester, New York, Brisbane, Toronto, Singapore 1991]에 기술되어 있다.
안료 제제 또는 페이스트가 천공된 판을 통하여 피스톤에 의해 배치식으로 또는 압출기를 통해 연속적으로 압축될 때, 소시지형 입자가 생성된다. 상기 제제의 점도를 적절히 조정함으로써, 입자의 길이는 천공된 판으로부터의 배출시 파단 또는 인열의 결과로서 자동적으로 확실히 조절될 수 있다. 입자를 형성하기 위해 천공된 판으로부터 배출한 페이스트 압출성형물의 분리는 공지된 기계적 수단, 예를 들어 회전식 분리 블레이드에 의해 달리 수행될 수 있다. 펠렛화 또는 과립화는 펠렛화 판 또는 과립화 용기에서 공지된 방식으로 일어나고, 일반적으로 제제의 구형 입자를 생성시킨다.
판 또는 드럼에 의한 안료 과립의 제조는 단지 최소량의 보조 용매 및/또는 물만이 사용되도록 특정한 경우에 이로울 수 있다. 이러한 목적을 위해 출발 물질로서 사용되는 안료 제제는 일반적으로 습윤된 분말이고, 일부의 경우에는 이미 과립 형태일 수 있고, 추가의 공정 단계로 단지 목적하는 정의된 입자처럼 사용된다.
천공된 판을 통해 압축함으로써 먼저 생성된 입자는 후속적으로 펠렛화 또는 과립화에 의해 추가로 성형될 수 있다. 정제화 또는 브리켓화는 페이스트를 적합한 틀에서 압축함으로써 일어난다.
압축에 의해 생성된 입자의 건조 공정은 일반적으로 20 내지 150℃의 온도에서 일어나고, 0.5 내지 4시간동안 지속되고, 필요하다면 감압하에서 수행될 수 있다. 무엇보다도 건조 제제는 필요한 경우 분류되거나 분쇄된다. 이러한 방식으로 수득된 과립은, 예를 들어 비분진성이고, 0.1 내지 150㎜, 바람직하게는 0.1 내지 20㎜, 특히 0.1 내지 2㎜의 입경을 갖는다. 건조 제제의 저장 및 수송은 어떠한 큰 제한도 받지 않으므로, 크게 문제될 것이 없다. 건조 제제는 액체를 거의 또는 전혀 가지고 있지 않아 안정성 및 상용성이 증가된다는 추가의 이점을 갖는다.
건조 제제는 또한, 승온에서 안료와 함께 수지 및 다른 성분을 가공처리하여 유동가능하거나 자유-유동성인 용융물을 형성하고, 성형 드롭(drop), 원심분리, 또는 과립화 판 또는 드럼의 사용에 의해 상기 용융물로부터 과립을 제조함으로써 물 및/또는 용매의 부재에서 제조될 수 있다.
안료 과립은 또한, 안료 과립의 파단 및 용해를 보조하거나 가속화하는 물질, 예를 들어 벌키한 구형 입자(예: 속이 빈 비드 또는 반 비드), 또는 적용 매질에 매우 쉽게 용해하거나 팽윤하고 이러한 방식으로 과립을 "파열"시키는 물질과 혼합될 수 있다.
이러한 건조 제제는 니스, 페인트 및 인쇄 잉크, 특히 수성의 용매가 없는 (UV) 시스템 및 또한 용매계 시스템용으로 당해 분야의 숙련가들에게 공지된 모든 결합제에 혼입될 수 있다.
폴리알킬렌 글리콜 및 그의 유도체의 우수한 상용성으로 인해, 적합한 결합제 수지는 페인트 및 니스에 통상적으로 첨가되고, 예를 들어 문헌[Karsten, Lackrohstofftabellen, 8th edition, 1987]에 제시된 것들이다. 적합한 결합제는 인쇄 잉크용으로 통상적으로 사용되는 결합제, 예를 들어 셀룰로즈, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 알키드, 폴리에스테르, 폴리페놀, 우레아, 멜라민, 폴리테르펜, 폴리비닐, 폴리비닐 클로라이드 및 폴리비닐피롤리돈 수지, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 인덴-쿠마론, 탄화수소, 케톤, 알데히드 및 방향족-포름알데히드 수지, 카밤산 수지, 술폰아미드 수지 및 에폭시 수지, 폴리우레탄 및/또는 천연 오일 또는 전술한 물질들의 유도체에 기초한 결합제 또는 결합제 혼합물이다. 본 발명의 효과 안료 제제는 셀룰로즈 및/또는 셀룰로즈 화합물이 결합제로서 사용될 때 특히 우수한 재분산성을 나타내는 것으로 밝혀졌다.
재분산 보조제를 혼입시키면, 최종 니스 및 페인트 시스템에서도 본 발명의 안료 과립이 쉽게 재교반될 수 있고, 최후 배합기에 의해 추가로 개선시킬 필요가 없다.
인쇄 잉크에 혼입되는 것과 같이 결합제에 혼입된 건조 제제의 개선된 탈응집은, 예를 들어 안료 과립중 소량의 구형 입자를 사용해도 명백하다. 예를 들어, 건조 안료를 기준으로 하여 구형 입자 함량이 0.5중량%인 과립을 사용할 때, 용해 속도가 현저히 증가하고, 인쇄 잉크는 보다 신속하게 안정해진다(점도/색조).
본 발명의 제제는 페이스트 또는 건조 과립으로서 광범위한 용도에 사용될 수 있다. 바람직하게는, 인쇄 분야, 특히 오프셋 인쇄, 플렉서 인쇄 및 음각 인쇄, 인쇄 니스칠 및 스크린 인쇄 분야의 코팅 시스템에 사용된다. 특히 바람직하게는, 과립은 코팅 조성물의 전구체로서 임의의 바람직한 기재 물질, 예를 들어 금속(예: 철, 강, 알루미늄, 구리, 청동, 놋쇠 및 또한 금속박), 및 유리, 세라믹 및 콘크리트의 금속으로 씌워진 표면, 및 가구와 같은 목재, 예를 들어, 점토, 직물, 종이, 포장재(예: 플라스틱 용기), 필름 또는 카드, 또는 장식용 및/또는 보호용의 다른 물질에 도포된다.
따라서, 본 발명은 페인트, 니스, 인쇄 잉크 및 플라스틱과 같은 배합물에서의, 페이스트 또는 건조 제제로서의 안료 제제의 용도를 제공한다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하지만, 제한하지는 않는다.
실시예 1
혼합 과립기(에이리치(Eirich)로부터의 R02)에서, 이리오딘R(메르크 카게아아로부터의 입경이 5 내지 20㎛인 TiO2/운모 안료) 1000g 및 완전히 탈이온화된 물 250g중 폴리에틸렌 글리콜 4000(메르크 카게아아) 250g의 용액을 균질하게 혼합한다. 추가로, 완전히 탈이온화된 물을 사용하여 과립의 입경을 약 2㎜로 조정한다. 생성된 과립을 120℃에서 24시간 동안 건조한다.
실시예 2
폴리에틸렌 글리콜 4000(메르크 카게아아), 완전히 탈이온화된 물 및 이리오딘R 123(메르크)(메르크 카게아아로부터의 입경이 5 내지 20㎛인 TiO2/운모 안료)을 R02 혼합기에서 균질하게 혼합하고(5분간, 실시예 1에서와 같은 조성), 그 혼합물을 TR4 판 과립기에서 연속적으로 과립화한다. 생성된 과립을 유동상에서 건조하고, 체를 사용하여 분류한다. 굵은(2㎜보다 큰) 분획이 7.25%, 미세(10㎛보다 큰) 분획이 0.43%이고, 목적하는 분획이 92.75%이다. 굵은 분획 및 미세 분획을 공정에 재순환시킬 수 있다.
실시예 3
실시예 1 및 2에 따라, 표적 입경을 변화시킨다. 각각 0.8㎜ 및 1.4㎜의 직경을 갖는 목적하는 분획의 입자를 수득한다.
실시예 4
실시예 2에서 수득한 과립을 수성 결합제(메르크 카게아아로부터의 조합된 폴리아크릴레이트 수지/폴리아크릴레이트 분산액)에 혼입하고, 인쇄에 대한 상기 과립의 적합성을 시험한다(사우어리시그(Saueressig) 수동 제도 기구). 하기 표 1은 결과를 나타낸다.
구체적으로 이리오딘R123 입자 상한치(㎜) 분말(대조) 과립 0.8 과립 1.4 과립 2.0
잉크
안료
배합물(g) 30 37.5 37.5 37.5
결합제 70 62.5 62.5 62.5
완전히 탈이온화된 물 20 20
이소프로판올/물 1:1 15 20
점도(4㎜ 컵) (초) 24 53 24 30
용해 시간(초) 105 90 150 240
과립은 하기 이점을 갖는다: 부피는 초기 부피의 약 1/3로 감소된다. 이는 물류관리(저장 및 수송)에 유리하다.
분말에 비해, 과립은 쉽게 계량가능하고, 자유-유동성이며 비분진성이다. 과립은 유사한 횟수로 혼입될 수 있고, 분말 혼합물과는 대조적으로 즉시 잉크 평형(일정한 점도)을 이룬다. 발포 행태는 최적이다. 사우어리시그 인쇄물은 안료 분말이 사용될 때보다 훨씬 더 적은 짜임새를 갖는 매우 우수한 균질하게 인쇄된 상(image)을 나타낸다. 수득한 인쇄된 시이트는 요구되는 견뢰도 값을 갖고, 또한 접착 테이프 접착성 및 내마모성에 대한 요건을 충족한다.
실시예 5
실시예 2에 따라, 폴리에틸렌 글리콜 2000(다름스타트 메르크 카게아아) 300g, 완전히 탈이온화된 물 300g 및 이리오딘R 100(입경이 10 내지 60㎛인 TiO2/운모 안료) 1000g을 균질하게 혼합하고, 과립으로 만들고, 상한치로 습윤 분류시키고, 유동상에서 0.5%의 잔류 수분 함량으로 건조한다. 생성된 과립은 수성의 용매가 없는 (UV) 결합제 및 용매계 결합제에서 신속하게 용해가능하고, 최적의 진주 광택 효과를 갖는 안정한 배합물을 즉시 생성한다. 과립은 비분진성으로 쉽게 자유-유동한다.
실시예 6
실시예 2에 따라, 스타파 오프셋 2000 실버(Stapa Offset 2000 Silber)(퓌르쓰 소재 엑카르트 베르크(Eckart Werke)로부터, 63중량%의 금속 함량을 갖는 백색 주정중 배합물) 은(silver) 2000g을 메틸 에틸 케톤 70g중 폴리에틸렌 글리콜 2000(메르크 카게아아) 70g의 용액과 혼합하고, 그 혼합물을 과립으로 만들고, 그 과립을 0.5%의 잔류 수분 함량으로 진공하에서 건조한다. 생성된 과립은 자유-유동성이고, 쉽게 계량가능하며, 용매계 및 용매가 없는 (UV) 잉크 시스템에 매우 잘 혼입된다.

Claims (18)

  1. 하나 이상의 효과 안료 40중량% 이상, 폴리알킬렌 글리콜, 하나 이상의 폴리알킬렌 글리콜 유도체, 또는 폴리알킬렌 글리콜과 하나 이상의 폴리알킬렌 글리콜 유도체의 조합물 0.5 내지 60중량%, 재분산 보조제 0 내지 10중량%, 물 또는 유기 용매 또는 용매 혼합물 0 내지 40중량%, 및 추가로 하이드록실기가 풍부한 하나 이상의 수지 0 내지 40중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는
    비분진성(non-dusting)의 균질한 안료 제제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    효과 안료가 진주 광택 안료, 하나 이상의 금속 산화물로 코팅된 SiO2 소판, 또는 진주 광택 안료와 하나 이상의 금속 산화물로 코팅된 SiO2 소판의 조합물인 것을 특징으로 하는 비분진성의 균질한 안료 제제.
  3. 제 2 항에 있어서,
    진주 광택 안료가 TiO2/운모 또는 Fe2O3 운모 안료인 것을 특징으로 하는 비분진성의 균질한 안료 제제.
  4. 제 2 항에 있어서,
    SiO2 소판이 TiO2, Fe2O3, 또는 TiO2와 Fe2O3의 조합물로 코팅된 것을 특징으로 하는 비분진성의 균질한 안료 제제.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    폴리알킬렌 글리콜이 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리프로필렌 글리콜인 것을 특징으로 하는 비분진성의 균질한 안료 제제.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    재분산 보조제가 폴리아크릴레이트 또는 폴리메타크릴레이트, 섬유형 입자 또는 구형 입자인 것을 특징으로 하는 비분진성의 균질한 안료 제제.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    부가적인 성분으로서 소포제, 표면 활성 물질, 습윤제, 침전방지제, 균염화제, 건조제, 틱소트로픽제, 또는 이들 부가적인 성분 둘 이상의 조합물을 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 비분진성의 균질한 안료 제제.
  8. 제 1 항에 따른 비분진성의 균질한 안료 제제로부터 제조된 건조 제제로서, 과립, 브리켓(briquette) 및 펠렛으로 구성된 군으로부터 선택된 형태로 존재하는 건조 제제.
  9. 건조 과립이 정제화, 브리켓화, 펠렛화, 과립화, 분무-과립화 또는 압출에 의해 성형되는, 제 1 항에 따른 비분진성의 균질한 안료 제제로부터 제조된 건조 제제.
  10. 수지 및 다른 성분이 승온에서 안료와 함께 가공처리되어 유동가능한 또는 자유-유동성인 용융물을 형성하고,
    과립이 드롭(drop) 형성, 원심분리, 또는 과립화 디스크 또는 드럼의 사용에 의해 상기 용융물로부터 제조되는,
    물 또는 용매를 사용하지 않고 제 1 항에 따른 비분진성의 균질환 안료 제제로부터 제조된 건조 제제.
  11. 제 1 항 또는 제 9 항에 따른 비분진성의 균질한 안료 제제를 포함하는 안료 배합물로서, 페인트; 니스; 오프셋 및 음각 인쇄 잉크중에서 선택된 인쇄 잉크; 및 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택된 안료 배합물.
  12. 제 1 항에 있어서,
    0.2 내지 80㎜의 입경을 갖는 용매가 없는 자유-유동성 과립 형태의 비분진성의 균질한 안료 제제.
  13. 제 1 항에 있어서,
    효과 안료가, 금속-효과 안료; 소판형 철 산화물; BiOCl; 홀로그라픽 안료(holographic pigment); 또는 채색된 또는 무색의 금속 산화물로 코팅(coating)된 천연 또는 합성 운모, SiO2 박편, TiO2 박편, 활석(talc), 견운모 및 카올린(kaolin) 중에서 선택된 소판형의 투명 또는 반투명의 기재를 포함하는 비분진성의 균질한 안료 제제.
  14. 제 1 항에 있어서,
    효과 안료가 유기 또는 무기 착색 안료 또는 카본 블랙과 혼합되는 비분진성의 균질한 안료 제제.
  15. 제 11 항에 있어서,
    50 내지 95중량%의 효과 안료를 함유하는 안료 배합물.
  16. 제 11 항에 있어서,
    50중량% 초과의 효과 안료를 함유하는 안료 과립의 형태로 존재하는 안료 배합물.
  17. 제 1 항에 있어서,
    하이드록실기가 풍부한 수지가 셀룰로즈 생성물인 비분진성의 균질한 안료 제제.
  18. 제 1 항에 있어서,
    0.05 내지 5중량%의 재분산 보조제를 함유하는 비분진성의 균질한 안료 제제.
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