KR101465430B1

KR101465430B1 - 투명 매트 코팅

Info

Publication number: KR101465430B1
Application number: KR1020140084983A
Authority: KR
Inventors: 에드워드 이어트 라플레르; 에드윈 휴 넝제세르
Original assignee: 롬 앤드 하아스 컴패니
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2014-11-27
Also published as: BR102012020750B1; EP2586836A1; CN102952444A; AU2012207027A1; KR101529873B1; US20130052357A1; KR20140094493A; EP2586836B1; US8900669B2; KR20130023119A; CN102952444B; AU2012207027B2; BR102012020750A2; KR20140097072A

Abstract

본 발명은 코팅제의 중량에 대하여 10 중량% 내지 65 중량%의, 계산된 Tg가 -60 ℃ 내지 100 ℃인 제1 폴리머; 코팅제의 중량에 대하여 10 중량% 내지 80 중량%의 평균입자직경이 0.5 마이크론 내지 30 마이크론인 제2 미립자 폴리머; 및 코팅제의 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 15 중량%의 아미노실란을 포함하는 투명한 폴리머 매트 코팅제가 제공된다. 또한, 본 발명은 계산된 Tg가 -60 ℃ 내지 150 ℃이고 코팅제 중에서 0.5 마이크론 내지 30 마이크론의 평균입자직경을 가지는 에멀젼 폴리머의 매트 효율을 개선하는 방법을 제공한다.

Description

투명 매트 코팅{CLEAR MATTE COATING}

본 발명은 투명한 폴리머 매트(MATTE) 코팅에 관한 것이다. 본 발명은 또한 수성 코팅 조성물과 기재상에 투명한 매트 코팅을 제공하는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 (a) 코팅제의 중량에 대하여 10 중량% 내지 65 중량%의, 계산된 Tg가 -60 ℃ 내지 100 ℃인 제1 폴리머; (b) 코팅제의 중량에 대하여 10 중량% 내지 80 중량%의, 평균입자직경이 0.5 마이크론 내지 30 마이크론인 제2 미립자 폴리머; 및 (c) 코팅제의 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 15 중량%의 아미노실란을 포함하는 투명 폴리머 코팅제에 관한 것이다.

코팅 표면의 매팅(Matting)은 코팅제에 배합된 거대입자를 사용하여 얻어진다. 매팅 효율은 코팅제 중의 대부분의 입자들보다 실질적으로 더 큰 입자를 사용하거나 코팅제 내에서 거대입자의 다분산(poly-disperse) 분포를 제공하여 얻어지는 것으로 알려져 있다. 대다수 무기 매팅제들은 높은 종횡비(aspect ratio)를 가지며 형태가 불규칙하다. 이것이 매팅에 영향을 준다. 그러나, 많은 배합물에서는 유기 폴리머 매트 입자를 사용하여 코팅 기재에서 허용가능한 수준의 매팅을 얻는다. 이러한 유기 입자들은 주로 구형(sphere)이며 매팅에 있어서 불규칙한 형태의 무기 매팅입자만큼 효과적이지 않다. 구형 매팅입자를 적용하는 경우, 효율은 입자크기와 입자의 다분산성에 기초한다. 거대입자와 보다 더 다분산성의 입자 분포가 더 높은 매팅효율을 유발한다. 그러나, 거대입자와 다분산 입자는 바람직하지 않은 거시적 필름 거칠기(undesirable macroscopic film roughness)를 유발할 수 있다. 대부분 광택이 매우 낮고 마감재에 소구적(appealing)인 부드러운 촉감을 제공할 정도로 매끄러운 필름 표면을 제공하는 것이 바람직하다.

미국 특허 제7,829,626호는 결합제 성분과 1-20 마이크론의 평균직경을 가지는 특정 코폴리머 둘러(duller) 입자를 포함하는 가죽용 매트 코팅제를 기술하고 있다.

부드러운 촉감을 가지는 낮은 광택의 코팅제를 제공하기 위하여 형태면에서 매끄럽고 다분산성이 낮은 유기입자의 보다 높은 매팅 효율이 여전히 필요하다. 특정한 아미노실란 화합물이 이러한 문제를 해결하는데 효과적임을 발견하였다.

본 발명의 제1 측면에서, (a) 코팅제의 중량에 대하여 10 중량% 내지 65 중량%의, 계산된 Tg가 -60 ℃ 내지 100 ℃인 제1 폴리머; (b) 코팅제의 중량에 대하여 10 중량% 내지 80 중량%의, 평균입자직경이 0.5 마이크론 내지 30 마이크론인 제2 미립자 폴리머; 및 (c) 코팅제의 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 15 중량%의 아미노실란을 포함하는 투명한 폴리머 코팅제가 제공된다.

본 발명의 제2 측면에서, (a) 코팅 조성물의 건조중량에 대하여 10 중량% 내지 65 중량%의, 계산된 Tg가 -60 ℃ 내지 100 ℃이고 평균입자직경이 50 nm 내지 490 nm인 제1 에멀젼 폴리머; (b) 코팅 조성물의 건조중량에 대하여 10 중량% 내지 80 중량%의, 계산된 Tg가 -60 ℃ 내지 150 ℃이고 평균입자직경이 0.5 마이크론 내지 30 마이크론인 제2 에멀젼 폴리머; 및 (c) 코팅 조성물의 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 10 중량%의 아미노실란을 포함하는 수성 폴리머 코팅 조성물이 제공된다.

본 발명의 제3 측면에서, (a) (i) 코팅 조성물의 건조중량에 대하여 10 중량% 내지 65 중량%의, 계산된 Tg가 -60 ℃ 내지 100 ℃이고 평균입자직경이 50 nm 내지 490 nm인 제1 에멀젼 폴리머; (ii) 코팅 조성물의 건조중량에 대하여 10 중량% 내지 80 중량%의, 계산된 Tg가 -60 ℃ 내지 100 ℃이고 평균입자직경이 0.5 마이크론 내지 30 마이크론인 제2 에멀젼 폴리머; 및 (iii) 코팅 조성물의 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 10 중량%의 아미노실란을 포함하는 수성 코팅 조성물을 형성하고; (b) 수성 코팅 조성물을 기재에 적용하고; (c) 적용된 수성 코팅 조성물을 건조시키거나 건조되도록 하는 것을 포함하는, 코팅제 중에서 계산된 Tg가 -60 ℃ 내지 150 ℃이고 평균입자직경이 0.5 마이크론 내지 30 마이크론인 에멀젼 폴리머의 매트 효율을 개선하는 방법이 제공된다.

본 발명의 수성 코팅 조성물은 아미노실란 이외의 실란을 포함하는 상응하는 비교예에 대하여 바람직한 낮은 광택과 개선된 색 투명성, 즉 우수한 매트 효율를 가지는 투명 폴리머 매트 코팅을 제공한다.

본 발명에서 "매트(matte) 코팅제"란 여기에서의 제1 폴리머만을 포함하는 연속 코팅제보다 더 낮은 광택을 나타내는 코팅제로서 정의된다. 본 발명에서 "투명(clear) 코팅제"란 당업계에 공지된, 예를 들면 안료 및 증량제(extender) 같은 무기입자가 실질적으로 없는 코팅제로서 정의되며; 어떤 경우라도 코팅제는 무기입자를 투명 코팅제의 중량에 대하여 0 내지 10 중량%, 바람직하게 0 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게 0 내지 1 중량%, 더욱 바람직하게 0 내지 0.5 중량%, 가장 바람직하게 0 내지 0.2 중량%를 포함한다.

본 발명의 수성 폴리머 코팅 조성물은 계산된 Tg가 -60 ℃ 내지 100 ℃, 바람직하게 -60 ℃ 내지 50 ℃이고, 평균입자직경이 50 nm 내지 490 nm인 제1 에멀젼 폴리머를 코팅 조성물의 건조 중량에 대하여 10 내지 65 중량%를 포함한다.

제1 에멀젼 폴리머는 전형적으로 적어도 하나의 비이온성 코폴리머화 에틸렌계 불포화 모노머를 포함하며, 예를 들면 (메트)아크릴릭 에스테르 모노머, 예를 들면 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트, 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 우레이도-작용성 (메트)아크릴레이트 및 아세토아세테이트, 아세트아미드 또는 (메트)아크릴산의 시아노아세테이트; 스티렌 또는 치환된 스티렌; 에틸렌; 비닐 톨루엔; 부타디엔; 예를 들면 미국 특허 제5,162,415호에 기재된 것과 같은 모노에틸렌계 불포화 아세토페논 또는 벤조페논 유도체; 비닐 아세테이트 또는 기타 비닐 에스테르; 비닐 모노머, 예를 들면 염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐리덴, 및 N-비닐 피롤리돈; (메트)아크릴로니트릴; N-알킬올 (메트)아크릴아미드가 있다. 본 명세서 전체에서 사용된, (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드 처럼 다른 용어들 앞의 "(메트)"라는 용어의 사용은 아크릴레이트 또는 아크릴아미드 및 메타크릴레이트 및 메타크릴아미드 각각을 지칭한다. 제1 폴리머는 또한 우레탄 폴리머일 수 있다. 제1 폴리머는 실질적으로 비가교되며, 즉 제1 폴리머는 폴리머의 중량에 대하여 1 중량% 미만, 바람직하게 0.2 중량% 미만, 더욱 바람직하게 0%의 코폴리머화된 다중 에틸렌계 불포화 모노머를 포함한다. 다중에틸렌계 불포화 모노머는, 예를 들면 알릴 (메트)아크릴레이트, 디알릴 프탈레이트, 1,4-부틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,2-에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 및 디비닐 벤젠이다.

제1 폴리머는 5 내지 100의 산가(acid number)를 가지며, 이것은 제1 폴리머 중에서 그람당 산의 밀리그램당량(milliequivalent)의 수를 측정하고 수산화칼륨의 분자량을 곱하여 계산된다. 산 모노머는 카복실산 모노머, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 푸마르산, 말레산, 모노메틸 이타코네이트, 모노메틸 푸마레이트, 모노부틸 푸마레이트, 및 말레산 무수물; 및 황과 인을 함유하는 산 모노머이다. 바람직한 산 모노머는 카복실산 모노머이다. 더욱 바람직한 모노머는 (메트)아크릴산이다.

제1 폴리머의 계산된 유리전이온도("Tg")는 -60 ℃ 내지 150 ℃이다. 여기에서 폴리머의 Tg는 Fox 방정식(T.G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., Volume 1, Issue No. 3, page 123(1956))을 사용하여 여기에서 계산되며, 즉 모노머 M1과 M2의 코폴리머의 Tg를 계산하는데 있어서,

1/Tg(calc.)= w(M1)/Tg(M1) + w(M2)/Tg(M2)이고,

여기에서

Tg(calc.)는 코폴리머에 대하여 계산된 유리전이온도이고,

w(M1)은 코폴리머 중 모노머 M1의 중량비이고,

w(M2)는 코폴리머 중 모노머 M2의 중량비이며,

Tg(M1)은 M1 호모폴리머의 유리전이온도이고,

Tg(M2)는 M2 호모폴리머의 유리전이온도이며,

모든 온도는 °K이다.

호모폴리머의 유리전이온도는, 예를 들면 "Polymer Handbook"(J. Brandrup and E.H. Immergut, Interscience Publishers 출간)에서 확인할 수 있다.

이러한 제1 에멀젼 폴리머를 제조하는데 사용되는 폴리머화 기술은, 예를 들면 미국 특허 제4,325,856호; 제4,654,397호; 및 제4,814,373호에 기술된 바와 같이 당분야에 공지되어 있다. 일반적인 계면활성제를 사용할 수 있으며, 예를 들면 음이온성 및/또는 비이온성 유화제, 예를 들면 알칼리 금속 또는 암모늄 알킬 설페이트, 알킬 설폰산, 지방산, 및 옥시에틸레이트된 알킬 페놀이 사용될 수 있다. 사용된 계면활성제의 양은 일반적으로 전체 모노머 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 6 중량%이다. 열적 개시공정 또는 산화환원 개시공정이 사용될 수 있다. 통상적인 자유 래디컬 개시제로는, 예를 들면 과산화수소, t-부틸 하이드로퍼옥사이드, t-아밀 하이드로퍼옥사이드, 암모늄 및/또는 알칼리 퍼설페이트가 있으며, 전형적으로 전체 모노머의 중량에 대하여 0.01 중량% 내지 3.0 중량%의 수준으로 사용될 수 있다. 적합한 환원제, 예를 들면 소듐 설폭실레이트 포름알데히드, 소듐 하이드로설파이트, 이소아스코르브산, 하이드록실아민 설페이트 및 소듐 비설파이트와 결합된 동일한 개시제를 사용하는 산화환원 시스템은 비슷한 농도에서, 임의로 예를 들면 철과 구리 같은 금속 이온과 함께, 임의로 금속에 대한 착화제를 추가로 포함하여 사용될 수 있다. 산화환원 공정이 바람직하다. 임의의 단계에서 모노머 혼합물은 그 자체로 또는 수중 에멀젼으로 첨가될 수 있다. 임의의 단계에서 모노머 혼합물은 1회 첨가 또는 다회 첨가 또는, 균일한 또는 다양한 조성물을 사용하는 단계에 할당된 반응기간 동안 연속적으로 첨가될 수 있으며; 제1 및/또는 제2 폴리머 모노머 에멀젼을 단일 첨가로서 첨가하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 자유 래디컬 개시제, 산화제, 환원제, 사슬전이제, 중화제, 계면활성제 및 분산제와 같은 추가 성분은 임의의 단계 이전, 중간 또는 이후에 첨가할 수 있다.

다단계 에멀젼 폴리머화 공정은 일반적으로 적어도 2개의 상호 불혼화성 폴리머 조성물을 형성함에 따라 적어도 2개의 상(phase)을 형성한다. 2개 폴리머 조성물의 상호 불혼화성(incompatibility)과 폴리머 입자들의 생성된 다상 (multiphase) 구조는 당분야에 공지된 다양한 방법으로 측정할 수 있다. 예를 들면, 상들 간의 차이를 강조하기 위해 염색기법을 사용하는 주사전자현미경의 사용이 이러한 기술이다. 여기에서 다단계 에멀젼 폴리머란 코어/외피 폴리머로서 지칭된다. 폴리머 입자는, 예를 들면 코어/외피 또는 코어/시스(sheath) 입자, 코어를 불완전하게 캡슐화하고 있는 외피 상을 가진 코어/외피 입자 및 다수의 코어를 가지는 코어/외피 입자 같은 다양한 기하학적 구조의 2개 이상의 상을 포함한다.

제1 에멀젼 폴리머 입자의 평균입자직경은 50 내지 490 나노미터이다. 예를 들면, 미국 특허 제4,384,056호와 제4,539,361호에 기재된 것과 같은 폴리모달 (polymodal) 입자크기 분포를 얻는 방법을 사용할 수 있다.

제1 폴리머와 제2 미립자 폴리머 입자들은 그 자체가 독립적으로 가교된 구조를 포함할 수 있지만, 투명 폴리머 매트 코팅제는 실질적으로 비가교된 연속상을 가진다. 전형적으로, 제1 폴리머와 제2 미립자 폴리머와 무관한 가교종은 투명 폴리머 매트 코팅에 포함되지 않는다.

본 발명의 수성 폴리머 코팅 조성물은 계산된 Tg가 -60 ℃ 내지 150 ℃이고 평균입자직경이 0.5 마이크론 내지 30 마이크론인 제2 에멀젼 폴리머를 코팅 조성물의 건조중량에 대하여 10 중량% 내지 80 중량% 포함한다. 바람직하게, 폴리머 입자는 (a) Tg가 75 ℃ 내지 150 ℃인 입자이거나; (b) 가교제의 적어도 0.5% 폴리머화 잔기를 가지는 입자이거나; 이들의 조합이다. 입자들이 -60 ℃ 내지 75 ℃의 Tg를 가질 경우, 바람직하게 입자들은 코폴리머화 단위로서 0.5 % 내지 10 %, 더욱 바람직하게 3 % 내지 10 %의 다중에틸렌계 불포화 모노머를 제2 에멀젼 폴리머의 중량에 대한 중량으로 포함한다.

0.5 마이크론 내지 30 마이크론의 입자직경을 가지는 제2 에멀젼 폴리머는 당분야에 공지된 방법, 예를 들면 에멀젼 폴리머화, 시드된(seeded) 성장 공정, 및 현탁액 폴리머화 공정으로 형성할 수 있다. 이러한 폴리머들은, 예를 들면 미국 특허 제4,403,003호; 제7,768,602호; 및 제7,829,626호에 기술되어 있으며, 또한 여기에 예시되었다. 폴리머는 단일 단계 공정, 다상 입자 또는 입자 전체에서 조성물의 그래디언트에서 상이 섞이는 입자를 생성할 수 있는 코어/외피 공정과 같은 복수 단계 공정, 또는 조성물이 하나 이상의 단계 동안 변화되는 그래디언트 공정으로 제조할 수 있다.

본 발명의 수성 폴리머 코팅 조성물은 또한 코팅제의 건조중량에 대하여 0.1 중량% 내지 10 중량%의 아미노실란을 포함한다. 여기에서 "아미노실란"이란, 예를 들면 (3-아미노프로필)-트리에톡시실란[CAS# 919-30-2], (3-아미노프로필)-디에톡시-메틸실란, (3-아미노프로필)-디메틸-에톡시실란, (3-아미노프로필)-트리메톡시실란 [CAS# 13822-56-5], 및 N-베타-(아미노에틸)-감마-아미노프로필트리메톡시실란 같은 1차 또는 2차 아미노 그룹 적어도 하나를 가지는 비폴리머 유기작용성 알콕시실란 분자를 의미한다. 여기에서 수성 코팅 조성물과 투명 폴리머 매트 코팅제 중에 아미노실란을 포함하는 것은, 만약 있다면 흡착, 착물형성, 반응성 등에 대한 아미노실란의 페이트(fate)와는 별개이다.

특정 이론에 제한되지 않고도, 투명한 폴리머 매트 코팅이 제2 에멀젼 폴리머가 그의 미립자 성질을 유지하면서 제1 에멀젼 폴리머가 대부분 연속 필름을 형성하는 방법으로 수성 폴리머 코팅으로부터 형성되는 것으로 생각된다. 따라서, 제1 에멀젼 폴리머의 필름 형성은 제2 에멀젼 폴리머의 미립자 성질의 유지를 위태롭게 할 수 있는 수준이나 범위까지는 아니나 응집제, 열 등에 의해 유리할 수 있다.

수성 코팅 조성물은 코팅제 분야에서 잘 알려진 기술로 제조된다. 제1 및 제2 에멀젼 폴리머는 바람직한 다른 코팅 보조제와 함께 낮은 전단 교반 하에 첨가된다. 바람직하게 아미노실란 성분을 제1 에멀젼 폴리머를 첨가하기 전에 제2 에멀젼 폴리머에 첨가한다. 수성 코팅 조성물은 에멀젼 폴리머와 아미노실란 이외에, 제1 및 제2 에멀젼 폴리머의 합에 대하여 0 내지 30 중량%의 제1 또는 제2 에멀젼 폴리머의 매개변수 내에 있지 않은 필름형성 용액 또는 비필름형성 용액과, 예를 들면 유화제, 응집제, 부동액제(antifreeze), 경화제, 완충제, 중화제, 증점제, 유동학 개질제, 보습제, 습윤제, 가소제, 소포제, UV 흡수제, 형광성 증백제, 광 또는 열 안정제, 살생물제, 킬레이트화제, 확산제, 착색제, 왁스, 방수제(water-repellant), 안료, 증량제, 및 산화방지제 같은 일반적 코팅 보조제를 포함할 수 있다. 임의의 구체예에서는, 미국 특허 제5,162,415호에 기술된 것 처럼, 예를 들면 벤조페논 또는 치환된 아세토페논 또는 벤조페논 유도체 같은 감광성 화합물을 첨가할 수 있다. 임의의 구체예에서, 본 발명의 수성 코팅 조성물은 코팅제 중 150 g/리터 미만, 선택적으로 100 g/리터 미만, 또는 달리 선택적으로 0 g/리터 내지 50 g/리터의 VOC (휘발성 유기 화합물) 농도를 가진다.

수성 코팅 조성물의 고체 함량은 10부피% 내지 70부피%일 수 있다. 수성 코팅 조성물의 점도는 50 센티포아즈(centipoise) 내지 50,000 센티포아즈(Brookfield 점도계를 사용하여 측정)일 수 있고; 상이한 적용방법에 적절한 점도는 상당히 다르다.

수성 코팅 조성물은 전형적으로, 예를 들면 나무, 금속, 플라스틱, 가죽, 종이, 비닐, 직조되거나 직조되지 않은 텍스타일 같은 기재, 예를 들면 콘크리트, 스투코(stucco), 및 몰타르 같은 시멘트성 기재, 이전에 도색된 또는 프라임된 (primed) 표면, 및 풍화된 표면에 적용된다. 수성 코팅 조성물은, 예를 들면 페인트 붓칠, 페인트 롤러, 커튼 코터(curtain coater) 같은 일반적인 코팅 적용방법과, 에어 아토마이즈화(air-atomized) 스프레이, 공기보조(air-assisted) 스프레이, 에어리스(airless) 스프레이, 대용량 저압 스프레이, 및 공기보조 에어리스 스프레이 같은 스프레이 방법을 사용하여 기재에 적용할 수 있다.

수성 코팅 조성물은 주위 온도 하, 예를 들면 5 ℃ 내지 35 ℃에서 건조하거나, 코팅을 35 ℃ 내지 150 ℃의 고온에서 건조할 수 있다.

약어

에틸 아크릴레이트 EA

부틸 아크릴레이트 BA

메틸 메타크릴레이트 MMA

아크릴산 AA

메타크릴산 MAA

알릴 메타크릴레이트 ALMA

DI수 = 탈이온수

입자의 크기 측정: 여기에 기술된 0.5 마이크론 내지 30 마이크론의 입자 직경은 슈크로스 그래디언트를 통한 원심분리(cedntrifugation)와 침강에 의한 모드를 분리한 Disc Centrifuge Photosedimentometer ("DCP") (CPS Instruments, Inc.)를 사용하여 측정된 것이다. 샘플을 0.1% 소듐 라우릴 설페이트를 함유하는 10 cc의 DI수에 1-2 방울 첨가하여 제조하였다. 샘플 0.1 cc를 15 cc의 슈크로스 그래디언트가 채워진 스피닝 디스크에 주입하였다. 샘플을 폴리스티렌 검정기준에 대하여 분석하였다. 특정된 조건은 슈크로스 그래디언트 2-8%; 디스크 속도 10,000 rpm; 검정기준은 895 nm 직경의 폴리스티렌이었다.

샘플 A 제1 에멀젼 폴리머의 형성

샘플 A의 합성, 80(96.5EA/3.5AA)//20MMA 조성을 가지는 80 nm 2-단계 에멀젼 폴리머: 단계 1의 Fox Tg는 -19.04 ℃이고; 단계 2의 Fox Tg는 105 ℃였다.

교반기와 응축기가 구비된 반응기를 1035 g의 탈이온수로 채웠다. 이 물에서 질소를 30분 동안 폭기시켰다. 반응기를 질소로 채우고 혼합물 A를 투입하였다. 반응기 혼합물 온도를 20 ℃ 이하로 유지하면서, 혼합물 B, C 및 D를 신속하게 연속적으로 반응기에 첨가하였다. 10분 이내에 온도를 상승시켜 폴리머화를 개시하고 약 70 ℃까지 온도를 올렸다. 최고 온도에서 10분 후에 혼합물 E와 F를 순차적으로 첨가하였다. 반응기 내의 물질을 60 ℃로 냉각하고 혼합물 G, H 및 I를 차례로 첨가하였다. 5분 후에 뱃치(batch)를 냉각하면서 혼합물 J와 K를 각각 반응기에 30분 동안 계량하였다. 중화제를 첨가하여 폴리머화된 산을 부분적으로 중화하고 폴리머 샘플을 100 메쉬 스크린으로 여과하여 응고물을 제거하였다.

샘플 B 제2 에멀젼 폴리머의 형성

샘플 B의 합성, 2 단계 조성: 80(96BA/4ALMA)//20(96MMA/4EA)을 가지는 5 마이크론 평균직경 입자의 에멀젼 폴리머: 단계 1(ALMA 불포함)의 Fox Tg는 54.0 ℃이고; 단계 2의 Fox Tg는 97.5 ℃였다.

미립자 폴리머를 제조하는데 사용하기 위한 시드(seed) 폴리머의 형성에서, 다른 언급이 없는 한 "충전" 또는 "첨가"란 용어는 모든 혼합물을 한번에 첨가하는 것을 의미한다. 다음 혼합물을 제조하였다.

교반기와 응축기가 구비되고 질소로 채워진 반응기를 혼합물 A로 충전하여 82 ℃로 가열하였다. 반응기 내용물에 15%의 혼합물 B와 25%의 혼합물 C를 첨가하였다. 온도를 82 ℃로 유지하고 반응 혼합물을 1시간 동안 교반한 후, 남아있는 혼합물 B와 혼합물 C를 교반하면서 90분 동안 반응기에 계량하였다. 82 ℃에서 2시간 동안 교반을 계속한 후, 반응기 내용물을 실온으로 냉각하였다. 생성된 에멀젼 입자의 평균직경은 Brookhaven Instruments Company(750 Blue Point Road, Holtsville, NY 11742)의 BI-90 Plus 장치를 사용한 광 산란으로 측정한 결과 0.2 마이크론이었다.

혼합물 A2를 반응기에 첨가하여 교반하연서 88 ℃로 가열하였다. 반응기 중의 공기를 질소로 대체하였다. 반응기 온도가 88 ℃에서 안정화되었을 때, 혼합물 B2를 반응기에 충전하였다. 에멀젼화된 혼합물 C2와 D2, 및 혼합물 E2를 반응기에 교반하면서 240분 동안 첨가하였다. 88 ℃에서 90분 동안 교반을 계속하였다. 반응기 내용물을 65 ℃로 냉각하였다. 혼합물 F2와 G2를 첨가하고 반응기 내용물을 65 ℃로 유지하면서 1시간 동안 교반한 후, 반응기 내용물을 실온으로 냉각하였다. 생성된 입자는 Brookhaven Instruments 입자크기 분석기 BI-90으로 측정한 결과 0.75 마이크론의 직경을 가졌다.

다음 혼합물 A3-G3는 탈이온수로 제조하였다.

반응기에 A4를 첨가하고 교반하면서 76 ℃로 가열하였다. 반응기 중의 공기를 질소로 대체하였다. 반응기 온도가 76 ℃에서 안정화되었을 때, 혼합물 B4를 반응기에 충전하였다. 20%의 혼합물 C4를 반응기에 첨가하였다. 반응기를 60-65 ℃에서 0.5시간 동안 교반하였다. 혼합물 D4를 반응기에 충전하였다. 60-65 ℃에서 23분간 진탕한 후, 발열성 폴리머화가 발생하였다. 최고 온도에 이른 후, 진탕을 계속하면서 남아있는 80%의 혼합물 C4를 48분 동안 첨가하였다. 27.5%의 혼합물 F4를 충전하였다. 혼합물 E4, 남아있는 F4, 및 G4를 각각 45분 동안 반응기에 첨가하였다. 온도를 75-80 ℃로 유지하고 반응기를 실온으로 냉각하기 전에 1시간 동안 교반하였다. 얻어진 폴리머에 1.5%의 ACRYSOL™ ASE-60을 에멀젼의 전체 중량에 대하여 첨가하고 트리에틸아민의 순차 첨가에 의해 pH를 7-9로 상승시켰다.

샘플 C 제2 에멀젼 폴리머의 형성

샘플 C의 합성, 2 단계 조성: 80(91.2 BA/2.4 EHA/2.4 HEMA/4 ALMA) //20(96MMA/4EA)을 가지는 5 um 평균직경 입자의 에멀젼 폴리머: 단계 1(ALMA 불포함)의 Fox Tg는 -53 ℃이고; 단계 2의 Fox Tg는 97.5 ℃였으며, 상기한 샘플 B의 합성에 따라 수행하였다.

실시예 1-3 및 비교예 A: 매팅 효율 개선에 대한 아미노실란 농도의 효과

실시예 4-5 및 비교예 B-C: 투명 폴리머 매트 코팅의 형성

드로우다운(DD)의 택( Tack ) 및 촉각 평가:

3 mil 버드 타입 어플리케이터(bird type applicator)를 사용하여 동일한 Leneta 1B 챠트 상에서 비교예 및 상응하는 실시예에 대한 측측(side to side) 드로우다운을 제조하여 120 ℃의 오븐에서 5분 동안 건조하였다. 완전히 건조한 후, 필름을 주위 온도로 냉각하고 양 코팅제의 상부 표면을 손으로 문질러서 코팅제가 나타내는 택(또는 마찰)의 정도를 평가하였다. 대조용과 직접 비교하여 주관적 결과를 나타내었다. 동등한 촉감 및 택을 (=)로 표시하였고, 촉감 및 택 감소의 개선을 (+)로 표시하였다.

본 발명의 수성 코팅 조성물, 실시예 4와 5는 상응하는 비교예와 관련하여 바람직한 낮은 광택과 개선된 촉감의 투명한 폴리머 매트 코팅을 제공하였다.

실시예 6 및 비교예 D-G: 투명 폴리머 매트 코팅의 형성

드로우다운(DD)의 시각적 평가:

1.5 mil 버드 타입 어플리케이터(bird type applicator)를 사용하여 Leneta 1B 챠트 상에서 대조용과 샘플에 대한 드로우다운을 제조하여 120 ℃의 오븐에서 5분 동안 건조하였다. 완전히 건조한 후, 필름을 주위 온도로 냉각하고 코팅의 외관을 Leneta 챠트의 블랙 부분에서 전체 시각적 광택 감소 및 제트니스(jetness)(관찰자 육안에 의해 관찰된 배경의 흑도(blackness)에 대한 척도)에 대해 평가하였다. 대조용과의 동등한 외관을 (=)로 표시하였고, 외관과 제트니스의 개선을 (+)로 표시하였다.

본 발명의 수성 코팅 조성물, 실시예 6은 아미노실란 이외의 실란을 포함하는 상응하는 비교예와 관련하여 바람직한 낮은 광택과 개선된 색 투명성, 즉 우수한 매트 효율을 가지는 투명 폴리머 매트 코팅을 제공하였다.

Claims

(a) 코팅 조성물의 건조중량에 대하여 10중량% 내지 65중량%의, 계산된 Tg가 -60℃ 내지 100℃이고 평균입자직경이 50nm 내지 490nm인 제1 에멀젼 폴리머;
(b) 코팅 조성물의 건조중량에 대하여 10중량% 내지 80중량%의, 계산된 Tg가 -60℃ 내지 150℃이고 평균입자직경이 0.5 마이크론 내지 30 마이크론인 제2 에멀젼 폴리머;
(c) 코팅 조성물의 중량에 대하여 0.1중량% 내지 10중량%의 아미노실란; 및
(d) 코팅 조성물의 중량에 대하여 0중량% 내지 0.2중량%의 무기입자;
를 포함하는, 투명한 매트 코팅 형성용 수성 폴리머 코팅 조성물.
(a) (i) 코팅 조성물의 건조중량에 대하여 10중량% 내지 65중량%의, 계산된 Tg가 -60℃ 내지 100℃이고 평균입자직경이 50nm 내지 490nm인 제1 에멀젼 폴리머; (ii) 코팅 조성물의 건조중량에 대하여 10중량% 내지 80중량%의, 계산된 Tg가 -60℃ 내지 150℃이고 평균입자직경이 0.5 마이크론 내지 30 마이크론인 제2 에멀젼 폴리머; (iii) 코팅 조성물의 중량에 대하여 0.1중량% 내지 10중량%의 아미노실란; 및 (iv) 코팅 조성물의 중량에 대하여 0중량% 내지 0.2중량%의 무기입자;를 포함하는, 투명한 매트 코팅 형성용 수성 코팅 조성물을 형성하는 단계;
(b) 상기 수성 코팅 조성물을 기재에 적용하는 단계; 및
(c) 상기 적용된 수성 코팅 조성물을 건조시키거나 건조되도록 하는 단계;
를 포함하는, 코팅 내에서 계산된 Tg가 -60℃ 내지 150℃이고 평균입자직경이 0.5 마이크론 내지 30 마이크론인 에멀젼 폴리머의 매트 효율을 개선하는 방법.