KR101497780B1 - 1-성분 주위 경화성 수성 코팅 조성물, 관련 방법 및 코팅된 기재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 1-성분, 주위 경화성 및 수성인 코팅 조성물에 관한 것이다. 본 코팅 조성물은 카보닐 작용기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지 입자 및 카보닐 기와 반응하는 하이드라지드 기와 같은 작용기를 포함하는 가교결합제를 포함한다.

Description

1-성분 주위 경화성 수성 코팅 조성물, 관련 방법 및 코팅된 기재{ONE-COMPONENT, AMBIENT CURABLE WATERBORNE COATING COMPOSITIONS, RELATED METHODS AND COATED SUBSTRATES}
본 발명은 코팅 조성물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 1-성분 주위 경화성 수성 코팅 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 조성물을 사용하는 방법 및 이러한 조성물로부터 증착된 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기재에 관한 것이다.
모든 성분을 단일 용기에 함께 저장하는, 보통 1-K 조성물로서 공지된 코팅 조성물은, 예를 들어 최종 사용자에게의 편리함의 관점에서 다수의 경우에 바람직하다. 이러한 코팅 조성물이 나타내야 하는 성질 중 하나는 저장 안정성이다. 즉, 조성물의 점착력은 시간에 따라 조성물이 더 이상 코팅 증착에 대한 편리한 사용에 적합하지 않은 시점까지 유의하게 증가하지 않아야 한다.
다수의 경우에, 유기 용매와 반대로 수성인 액체 코팅 조성물을 사용하는 것이 요구된다. 페인팅 공정을 거치는 동안, 이러한 요구는 주로 휘발성 유기 화합물(VOC)의 방출로 인한 환경 문제에서 비롯된다.
또한, 대기 온도 및 압력의 주위 조건하에 경화성인 코팅 조성물을 제공하는 것이 보통 바람직하다. 다수의 경우에 이러한 조성물은, 예를 들어 열 경화된 또는 방사선 경화된 코팅 조성물에 비해 바람직한데, 그 이유는 (i) 조성물을 경화하는데 에너지가 거의 또는 전혀 필요하지 않고/않거나 (ii) 일부 기재를 구성하는 물질이 고온 경화 조건을 견딜 수 없고/없거나 (iii) 코팅될 거대하거나 복잡한 물품이 열 또는 방사선 경화 장비를 통해 가공하는데 편리하지 않을 수 있기 때문이다.
1-K 수성 주위 경화성 코팅 조성물을 달성하기 위한 한가지 해결점은 폴리하이드라지드 화합물 가교결합제를 함유하고 있는 카보닐 기-함유 중합체 유화액을 이용하는 것이다. 유화액을 기재에 도포한 후, 유화액 중의 물이 증발하는 경우 탈수 축합반응의 결과로 하이드라지드 기 및 카보닐 기가 가교결합하여 경화된 필름을 형성한다. 수년간 카보닐-하이드라지드 화학을 이용하는 1-K 수성 코팅 조성물의 다양한 개선이 이루어졌지만, 여전히 추가로 개선된 조성물을 제공할 것이 요구된다.
예를 들어, 특정 용도에서, 코팅은 다양한 플라스틱 및 금속을 포함하여 다양한 종류의 기재에 적용하는데 적합해야하고, 이들 각각에 있어서 우수한 접착력을 나타내야한다. 또한, 특정 용도, 예컨대 코팅 조성물을 의학 장비(특히)에 적용하는 경우, 코팅물은 물과 알코올 둘다에 특히 내성이 있어야만 한다. 결과적으로, 플라스틱 및 금속 기재에 대해 우수한 접착력을 나타내고 물 및 알코올에 우수한 내성을 나타내는 카보닐-하이드라지드 화학을 기반으로 1-K 수성 주위 경화성 코팅 조성물을 제공할 것이 요구된다.
특정 양태에서, 본 발명은 수성 코팅 조성물, 예컨대 1-K 주위 경화성 코팅 조성물에 관한 것이다. 상기 코팅 조성물은 (a) 펜던트 카보닐 작용기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지 입자; 및 (b) 아크릴 공중합체의 카보닐 작용기와 반응하는 둘 이상의 작용기를 포함하는 가교결합제를 포함한다. 상기 조성물에서, 아크릴 공중합체 수지 입자는 40 ℃ 이상의 계산된 유리 전이 온도(Tg)를 갖고 (i) 반응물의 총 중량에 기초하여 50 중량% 이상의 소수성 아크릴 단량체 및 (ii) 알데하이드 및/또는 케톤 작용기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 반응물의 반응 생성물을 포함한다. 또한, 상기 소수성 아크릴 단량체는 (A) 소수성 아크릴 단량체의 총 중량에 기초하여 60 중량% 이상의 스티렌 단량체 및 (B) 알코올의 알킬 부분이 선형이거나 분지형이고 4 개 이상의 탄소 원자를 함유하는 알코올의 알킬(메트)아크릴레이트 에스터를 포함한다.
또한, 본 발명은 특히 이러한 코팅 조성물을 사용하는 방법 및 이러한 조성물로부터 증착된 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기재에 관한 것이다.
하기 상세한 설명의 목적을 위해서, 본 발명은 명시적으로 달리 규정되는 경우를 제외하고는 다양한 대체 변형 및 다양한 단계 순서를 가정할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 뿐만 아니라, 임의의 작동 실시예 또는 달리 지시되는 경우 외에는 표현된 모든 수치, 예컨대 상세한 설명 및 청구범위에 사용되는 성분의 양이 모든 경우에 용어 "약"으로 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 수치 매개변수는 하기 상세한 설명에 제시되어 있고 첨부된 청구항은 본 발명에 의해 수득하고자 하는 목적한 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 적어도, 청구범위의 범주에 대한 균등물의 원리의 적용을 한정하고자 하는 것은 아니며, 각각의 수치 매개변수는 적어도 보고된 유의한 숫자의 수치에 비추어, 또한 통상적인 어림 기법을 적용함으로써 간주되어야 한다.
본 발명의 넓은 범주를 제시하는 수치 범위 및 매개변수가 근사치이기는 하지만, 특정 실시예에 제시되는 수치 값은 가능한 한 정밀하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 이들의 개별적인 시험 측정치에서 발견되는 표준 편차로부터 불가피하게 야기되는 특정 오차를 본질적으로 함유한다.
또한, 본원에 인용되는 임의의 수치 범위는 그에 포함되는 모든 부범위를 포함하고자 하는 것으로 이해된다. 예를 들어, "1 내지 10"의 범위는 인용된 최소값 1과 인용된 최대값 10 사이의 값(또한, 이들 최소값 및 최대값을 포함하여), 즉 1 이상의 최소값 및 10 이하의 최대값을 갖는 모든 부범위를 포함하는 것으로 의도된다.
본원에서, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 단수형은 복수형을 포함하고, 복수형은 단수형을 포괄한다. 또한, 본원에서 "또는"의 사용은 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 특정 경우에 "및/또는"이 명시적으로 사용될 수 있음에도 불구하고, "및/또는"을 의미한다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 특정 실시양태는 코팅 조성물, 예컨대 1-K 수성 주위 경화성 코팅 조성물에 관한 것이다. 본원에 사용되는 용어 "1-K"는 모든 조성물 성분이 단일 용기에 함께 저장되고 저장 안정성이 있는 코팅 조성물을 지칭하고, 이는 조성물의 점착력이 시간에 따라 조성물이 더 이상 코팅 증착에 대한 편리한 사용에 적합하지 않은 시점까지 유의하게 증가하지 않음을 의미한다. 사실, 특정 실시양태에서, 140 ℉에서 밀폐된 용기에 저장되는 경우 점착력이 유의하게 증가하지 않으므로 인해 측정된 바와 같이 적어도 1 년의 기간까지 본 발명의 코팅 조성물은 가용 시간을 나타낸다.
본원에 사용되는 용어 "수성"은 코팅 조성물용 용매 또는 담체 유체가 주로 또는 대부분 물을 포함하는 코팅 조성물을 지칭한다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 담체 유체는 담체 유체의 총 중량에 기초하여 80 중량% 이상의 물이다. 또한, 본 발명의 특정 코팅 조성물은 "저 VOC 코팅 조성물"이다. 본원에 사용되는 용어 "저 VOC 조성물"은 조성물이 코팅 조성물 1 갤런당 3 파운드 이하의 휘발성 유기 화합물을 함유함을 의미한다. 본원에 사용되는 용어 "휘발성 유기 화합물"은 하나 이상의 탄소 원자를 갖고 조성물의 건조 및/또는 경화 도중 조성물로부터 방출되는 화합물을 지칭한다. "휘발성 유기 화합물"의 예시로는 알코올, 벤젠, 톨루엔, 클로로폼 및 사이클로헥산이 포함되지만, 이들로 한정되지는 않는다.
본원에 사용되는 용어 "주위 경화성"은 기재에 도포하는 경우, 주위 공기의 존재하에 경화할 수 있는 코팅 조성물을 지칭하는 것으로, 상기 공기는 10 내지 100 %, 예컨대 25 내지 80 %의 상대 습도 및 -10 내지 120 ℃, 예컨대 5 내지 80 ℃, 몇몇의 경우에 10 내지 60 ℃ 및 또 다른 경우에는 15 내지 40 ℃의 범위의 온도를 갖는다. 본원에 사용되는 용어 "경화"는 조성물의 임의의 가교결합 가능한 성분이 적어도 부분적으로 가교결합된 코팅물을 지칭한다. 특정 실시양태에서, 가교결합 가능한 성분의 가교결합 밀도, 즉 가교결합도는 5 % 내지 100 %, 예컨대35 % 내지 85 %, 또는 몇몇의 경우에는 50 % 내지 85 %의 완전한 가교결합으로 존재한다. 당업자는 가교결합의 존재 및 가교결합도, 즉 가교결합 밀도를 다양한 방법, 예컨대 질소 하에 수행된 중합체 실험 MK III DMTA 분석기를 사용하여 동적 기계적 열 분석법((DMTA)에 의해 측정할 수 있다.
앞서 지시한 바와 같이, 본 발명의 코팅 조성물은 펜던트 카보닐 작용기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지 입자를 포함한다. 본원에 사용되는 용어 "공중합체"는 둘 이상의 상이한 반응물, 예컨대 둘 이상의 상이한 단량체의 반응 생성물인 중합체를 지칭한다. 본원에 사용되는 "중합체"는 올리고머 및 예비 중합체(prepolymer)를 포괄하는 것으로, 접두어 "폴리"는 본원에서 "둘 이상"을 지칭한다. 본원에 사용되는 용어 "아크릴 공중합체"는 둘 이상의 아크릴 반응물, 예컨대 둘 이상의 상이한 아크릴 단량체, 즉 둘 이상의 상이한 중합성 에틸렌계 불포화 반응물의 공중합체를 지칭한다. 본원에서 "카보닐"은 산소 원자에 이중 결합된 탄소 원자를 포함하는 작용기를 지칭한다(C=O).
본 발명의 코팅 조성물에서, 아크릴 공중합체 수지는 물이 연속 상의 주성분이고, 몇몇의 경우에는 유일한 성분인 유화액의 분산 상 중에 있는 입자의 형태로 존재한다. 특정 실시양태에서, 이러한 수지 입자는 균일하게 작은 크기를 갖는다; 즉, 중합 반응 후, 20 % 미만의 수지 입자는 5 μm 초과, 몇몇의 경우에 1 μm 초과의 입자 크기를 갖는다. 특정 실시양태에서, 수지 입자는 500 nm 이하, 예컨대 400 nm 이하, 300 nm 이하, 또는 몇몇의 경우에 200 nm 이하의 평균 직경을 갖는다. 뿐만 아니라, 특정 실시양태에서, 이러한 수지 입자는 1 nm 이상, 예컨대 5 nm 이상, 10 nm 이상, 50 nm 이상, 또는 몇몇의 경우에는 100 nm 이상의 평균 입자 크기를 갖는다. 입자 크기는 국제 표준 ISO 13321에서 기재된 바와 같이 광자 상관분광법에 의해 측정될 수 있다. 본원서 보고된 평균 입자 크기 값은 하기 절차에 따라 말번 제타사이저(Malvern Zetasizer) 3000HSa를 사용하여 광자 상관 분광법에 의해 측정된다. 약 10 mL의 한외 여과된 탈이온수 및 한 방울의 동질의 시험 견본을 깨끗한 20 mL 바이엘에 첨가한 후 혼합하였다. 큐벳(cuvet)을 세척한 후, 한외여과된 탈이온수로 약 1/2을 충전하고, 3 내지 6 방울의 희석된 견본을 첨가한다. 일단 임의의 기포가 제거되면, 큐벳을 제타사이저 3000HSa에 놓고 견본이 올바른 농도인지 제타사이저 소프트웨어(100 내지 200 KCts/초)내 상관자 제어 창을 사용하여 측정한다. 이어서, 입자 크기 측정을 제타사이저 3000HSa를 사용하여 행한다.
특정 실시양태에서, 아크릴 공중합체 수지 입자는 주로, 또는 몇몇의 경우에는 본질적으로 본 발명의 코팅 조성물 내의 수지 고체의 유일한 공급원이다. 결과적으로, 특정 실시양태에서, 이러한 수지 입자는 코팅 조성물 내의 수지 고체의 총 중량에 기초하여 50 중량% 이상, 예컨대 70 중량% 이상, 80 중량% 이상, 90 중량% 이상, 또는 몇몇의 경우에 92 중량% 이상의 양으로 본 발명의 코팅 조성물 내에 존재한다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 실질적으로, 또는 몇몇의 경우에는 완전히 임의의 다른 수지 입자, 예컨대 1 내지 50 nm의 범위의 평균 직경을 갖는 중합체 입자를 함유하지 않는다. 이와 관련하여, "본질적으로 함유하지 않음"은 다른 수지 입자가 코팅 조성물 내의 수지 고체의 총 중량에 기초하여 1 중량% 미만, 예컨대 0.5 중량% 이하, 또는 0.1 중량% 이하의 양으로 조성물 내에 존재하는 것을 의미한다. "완전히 함유하지 않음"은 다른 중합체 입자가 조성물 내에 전혀 존재하지 않는 것을 의미한다.
본 발명의 코팅 조성물 내에 포함된 아크릴 공중합체 수지 입자는 (i) 반응물의 총 중량에 기초하여 50 중량% 이상의 소수성 아크릴 단량체 및 (ii) 알데하이드 및/또는 케톤 작용기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 반응물의 반응 생성물이다.
본원에 사용된 바와 같은 알데하이드 및/또는 케톤 작용기를 포함하는 아크릴 단량체는 하기 구조식으로 표현된 하나 이상의 기를 포함하는 아크릴 단량체를 지칭한다:
Figure 112012065093112-pct00001
상기 식에서,
R은 1가 탄화수소 기이고,
R'은 수소 또는 1가 탄화수소 기이다.
상기 적절한 단량체의 특정 예시로는 참조로 본원에 혼입된 미국 특허 제 4,786,676 호, 컬럼 3, 39 행 내지 56 행; 미국 특허 제 4,959,428 호, 컬럼 2, 29 행 내지 56 행; 및 미국 특허 제 5,447,970 호, 컬럼 2, 59 행 내지 컬럼 3, 15 행에 나열된 화합물이 포함되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 상기 단량체는 단독으로 또는 이의 혼합물로 사용될 수 있다. 사실, 알데하이드 및/케톤 작용기를 포함하는 단량체의 사용이 다양한 플라스틱 및 금속 기재에 대해 우수한 접착력을 보여주는 1-K 수성 코팅 조성물을 획득하는데 있어서 중요하다는 것은 놀라운 발견이었다.
특정 실시양태에서, 알데하이드 및/또는 케톤 작용기를 포함하는 아크릴 단량체는 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 반응물의 총 중량에 기초하여 0.1 내지 20 중량%, 예컨대 1 내지 20 중량%, 또는 몇몇의 경우에는 1 내지 10 중량%의 양으로 존재한다.
본원에 사용되는 용어 "소수성 아크릴 단량체"는 물에 불용성인 아크릴 단량체를 지칭한다. 본 발명의 조성물 내에 이용되는 소수성 아크릴 단량체의 예시로는 (i) 알코올의 알킬 부분이 선형이거나 분지형이고 4 개 이상의 탄소 원자를 함유하는 알코올의 알킬(메트)아크릴레이트 에스터 및 (ii) 스티렌 단량체가 있다. 몇몇의 경우에, 본 발명에 이용되는 소수성 아크릴 단량체는 본질적으로, 또는 몇몇의 경우에는 유일하게 스티렌 단량체 및 알코올의 알킬 부분이 선형이거나 분지형이고 4 개 이상의 탄소 원자를 함유하는 알코올의 알킬(메트)아크릴레이트 에스터로 구성된다.
본 발명의 코팅 조성물 내에 소수성 아크릴 단량체는 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 반응물의 총 중량에 기초하여 50 중량% 이상, 예컨대 60 중량% 이상, 70 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 또는 몇몇의 경우에 90 중량% 이상의 양으로 존재한다. 특정 실시양태에서, 소수성 아크릴 단량체는 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 반응물의 총 중량에 기초하여 99 중량% 이하, 예컨대 95 중량% 이하의 양으로 존재한다.
본원에 사용되는 용어 "스티렌 단량체"는 일반적으로 비닐 치환 기를 함유하는 아렌 화합물(벤젠, 톨루엔 및 나프탈렌을 포함하는 비-제한적 예시)을 지칭한다. 스티렌 단량체의 비-제한적 예시는 분자 한 개당 8 내지 18 개의 탄소 원자, 예컨대 8 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 화합물을 포함한다. 특정 예시로는 스티렌, p-메틸 스티렌, α-메틸 스티렌, 3급 부틸 스티렌, 다이메틸 스티렌, 3-메틸스티렌, 2-에틸스티렌, 3-에틸스티렌, 4-에틸스티렌, 4-n-프로필스티렌, 4-사이클로헥실스티렌, 4-데실스티렌, 2-에틸-4-벤질스티렌, 4-(4-페닐-n-부틸)스티렌, 1-비닐나프탈렌, 2-비닐나프탈렌, 중심 브롬화되거나 염소화된 이의 유도체 및 이의 조합이 포함되지만, 이들로 한정되지는 않는다.
본 발명의 코팅 조성물 내에 스티렌 단량체는 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 소수성 아크릴 단량체의 총 중량에 기초하여 60 중량% 이상, 예컨대 70 중량% 이상의 양으로 존재한다. 특정 실시양태에서, 스티렌 단량체는 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 소수성 아크릴 단량체의 총 중량에 기초하여 90 중량% 이하, 예컨대 80 중량% 이하의 양으로 존재한다.
본원에 사용되는 "(메트)아크릴레이트" 및 유사 용어는 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트 둘다를 포괄하는 것을 의미한다. 지시한 바와 같이, 본 발명의 코팅 조성물 내에 존재하는 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 소수성 아크릴 단량체는 알코올의 알킬 부분이 선형이거나 분지형이고 4 개 이상의 탄소 원자, 예컨대 4 내지 14 개의 탄소 원자, 4 내지 10 개의 탄소 원자, 또는 몇몇의 경우에 4 내지 8 또는 6 내지 8 개의 탄소 원자를 함유하는 알코올의 알킬(메트)아크릴레이트 에스터를 포함한다. 본 발명에 사용하기 적절한 상기 단량체의 특정 예시로는 아이소옥틸 아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 아크릴레이트, 2-메틸-부틸 아크릴레이트, 아이소아밀 아크릴레이트, 2급-부틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 아이소데실 메트아크릴레이트, 아이소노닐 아크릴레이트, 아이소데실 아크릴레이트 등 및 이의 혼합물이 포함되지만, 이들로 한정되지는 않는다.
본 발명의 코팅 조성물의 특정 실시양태에서, 상기한 소수성 알킬(메트)아크릴레이트 에스터는 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 소수성 아크릴 단량체의 총 중량에 기초하여 10 중량% 이상, 예컨대 20 중량%의 양으로 존재한다. 특정 실시양태에서, 상기한 소수성 알킬(메트)아크릴레이트 에스터는 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 소수성 아크릴 단량체의 총 중량에 기초하여 40 중량% 이하, 예컨대 30 중량% 이하의 양으로 존재한다.
특정 실시양태에서, 상기한 화합물 이외에, 본 발명의 코팅 조성물 내에 포함되는 아크릴 공중합체 수지 입자는 반응물의 반응 생성물이다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 반응물은 추가로 포스페이트-작용성 단량체, 즉, 포스페이트 작용기를 갖는 아크릴 단량체를 포함한다. 상기 단량체의 예시는 참조로 본원에 혼입된 미국 특허 제 6,534,597 호, 컬럼 2, 30 행 내지 46 행에 기재되어 있는 하기 구조식을 갖는 포스포에틸(메트)아크릴레이트 및 중합성 포스페이트 에스터 화합물을 포함한다:
Figure 112012065093112-pct00002
또한, 적절한 포스페이트-작용성 단량체는 시판중이고 사이포머 팜(SIPOMER PAM)-100으로서 로디아(Rhodia)에 의해 판매되는 단량체를 포함한다.
본 발명의 코팅 조성물의 특정 실시양태에서, 포스페이트-작용성 단량체는 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 아크릴 단량체의 종 중량에 기초하여 0.1 중량% 이상, 예컨대 0.5 중량% 이상의 양으로 존재한다. 특정 실시양태에서, 포스페이트-작용성 단량체는 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 아크릴 단량체의 총 중량에 기초하여 5 중량% 이하, 예컨대 2 중량% 이하의 양으로 존재한다.
아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용하기 적절한 다른 단량체는 친수성 단량체, 즉 물에 가용성인 단량체뿐만 아니라 부분적으로 친수성인 단량체를 포함한다. 특정 예시로는 아크릴산, 메트아크릴산, 푸마르산, 말레산, 이타콘산, 크로톤산, 올리고머 아크릴산, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 알코올의 알킬 부분이 1 내지 2 개의 탄소 원자를 갖는 알코올의 알킬(메트)아크릴레이트 에스터, 예컨대 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, N-비닐-2-피롤리돈 및 이의 혼합물이 포함되지만, 이들로 한정되지는 않는다.
사용하는 경우, 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 상기 친수성 및/또는 부분적 친수성 단량체의 양은 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 아크릴 단량체의 총 중량에 기초하여 보통 2 중량% 이하, 예컨대 1 중량% 이하, 또는 몇몇의 경우에 0.5 중량% 이하이다.
특정 실시양태에서, 아크릴 공중합체 입자의 중량 평균 분자량(Mw)은 폴리스티렌 표준을 사용하여 젤 투과 크로마토그래피에 의해 측정시, 예를 들어 1 몰당 10,000 내지 1,000,000 g, 예컨대 1 몰당 50,000 내지 500,000 g, 또는 몇몇의 경우에 1 몰당 50,000 내지 200,000 g의 범위이다.
특정 실시양태에서, 아크릴 공중합체 입자의 계산된 유리 전이 온도는 40 ℃ 이상, 또는 몇몇의 경우에 45 ℃ 이상이다. 특정 실시양태에서, 아크릴 공중합체 입자의 유리 전이 온도는 70 ℃ 이하, 예컨대 60 ℃ 이하, 또는 몇몇의 경우에 55 ℃ 이하이다. 특정 실시양태에서, 아크릴 공중합체 입자의 산도는 5 미만, 예컨대 4 미만이다. 본원에 사용되는 중합체의 "계산된 유리 전이 온도"는 문헌["The Chemistry of Organic Film Formers," D. H. Solomon, J. Wiley & Sons, New York, 1967, p. 29]에 기재된 바와 같이 계산시 선택된 단량체로부터 이들의 선택된 양으로 형성된 이론적 중합체의 유리 전이 온도를 지칭한다.
산 작용기가 아크릴 공중합체 입자상에 존재하는 경우 이들은, 예를 들어 아민(예컨대 다이메틸에탄올아민, 암모니아, 트라이에탄올아민, 다이메틸에틸 에탄올아민 또는 N',N'-다이메틸 아미노프로필아민) 또는 알칼리 금속 염(예컨대, 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨)을 사용하여 중화될 수 있다.
수성 연속 상에서 분산된 상기 아크릴 공중합체 입자를 포함하는 유화액은, 예를 들어 상기 언급된 중합성 반응물의 라텍스 유화액 중합 반응에 의해 제조될 수 있다. 특정 실시양태에서, 계면활성제는, 특히 중합 반응을 거치는 동안, 안정화하거나 단량체 소적의 응집 또는 결집을 예방하기 위해 수성 연속 상에 첨가될 수 있다.
계면활성제는 반응성 계면활성제 및/또는 비-반응성 계면활성제일 수 있으며, 유화액을 안정화하는 임의의 수준으로 라텍스 유화액에 존재할 수 있다. 계면활성제는 라텍스 유화액의 총 중량에 기초하여 0.001 중량% 이상, 예컨대 0.005 중량% 이상, 0.01 중량% 이상, 또는 0.05 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 계면활성제는 라텍스 유화액의 총 중량에 기초하여 10 중량% 이하, 예컨대 7.5 중량% 이하, 5 중량% 이하, 또는 몇몇의 경우에는 3 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 사용된 계면활성제의 수준은 라텍스 유화액을 안정화하는데 필요한 양에 의해 결정된다.
비-반응성 계면활성제는 음이온성, 양이온성, 또는 비이온성 비-반응성 계면활성제, 또는 이의 양립가능한 혼합물, 예컨대 음이온성 및 비이온성 비-반응성 계면활성제들의 혼합물일 수 있다. 사용될 수 있는 적절한 양이온성 비-반응성 계면활성제로는 라우릴 피리디늄 클로라이드, 세틸다이메틸 아민 아세테이트 및 알킬다이메틸벤질암모늄 클로라이드(알킬기는 8 내지 18 개의 탄소 원자를 가짐)가 포함되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
적절한 음이온성 비-반응성 계면활성제로는 알칼리 지방 알코올 설페이트, 예컨대 나트륨 라우릴 설페이트 등; 아릴알킬 설포네이트, 예컨대 칼륨 아이소프로필벤젠 설포네이트 등; 알칼리 알킬 설포석시네이트, 예컨대 나트륨 옥틸 설포석시네이트 등; 및 1 내지 5 개의 옥시에틸렌 단위를 갖는 알칼리 아릴알킬폴리에톡시에탄올 설페이트 또는 설포네이트, 예컨대 나트륨 옥틸페녹시폴리에톡시에틸 설페이트가 포함되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
적절한 음이온성 비-반응성 계면활성제의 특정 예시로는 나트륨 라우릴 설페이트(듀퐁(Du Pont)으로부터의 듀포놀(Duponol) C 또는 QC), 듀포놀 WN 명칭하에 듀퐁으로부터 입수가능한 나트륨 혼합된 장쇄 알코올 설페이트, 사이펙스(Sipex) OLS 명칭하에 알코올랙 리미티드(Alcolac, Ltd.)로부터 입수가능한 나트륨 옥틸 설페이트, 나트륨 트라이데실 에터 설페이트(사이펙스 EST), 나트륨 라우릴 에터 설페이트(사이폰(Sipon) ES), 마그네슘 라우릴 설페이트(사이폰 LM), 라우릴 설페이트의 암모늄 염(사이폰 L-22), 다이에탄올아미노 라우릴 설페이트(사이폰 LD), 나트륨 도데실벤젠 설포네이트(사이포네이트(SIPONATE; 등록상표) DS), 나트륨 라우레스 설페이트, 마그네슘 라우레스 설페이트, 나트륨 라우레스-8 설페이트, 코그니스(Cognis)에 의해 텍사폰(Texapon) ASV의 명칭하에 판매된 마그네슘 라우레스-8 설페이트 혼합물; 코그니스에 의해 사이폰 AOS 225 또는 텍사폰 N702 페이스트의 명칭하에 판매된 나트륨 라우릴 에터 설페이트(C12-14 70/30)(2.2 EO); 코그니스에 의해 사이폰 레아 370의 명칭하에 판매된 암모늄 라우릴 에터 설페이트(C12-14 70/30)(3 EO); 및 로디아 치미(Rhodia Chimie)에 의해 로다펙스(Rhodapex) AB/20의 명칭하에 판매된 암모늄(C12-14) 알킬 에터(9 EO) 설페이트가 포함된다.
반응성 계면활성제는 보통 하나 이상의 상기 언급한 음이온성 비-반응성 계면활성제와 혼합하여 사용하기에 적절하다. 상기 반응성 계면활성제의 예시로는 반응성 음이온성 계면활성제, 설포석시네이트 반응성 음이온성 계면활성제 및 알케닐 석시네이트 반응성 음이온성 계면활성제, 예컨대 시판중인 설포석시네이트 반응성 음이온성 계면활성제 라테뮬(LATEMUL) S-120, S-120A, S-180 및 S-180A(카오 코포레이션(Kao Corp.)의 제품) 및 엘레미놀(ELEMINOL) JS-2(산요 케미컬 인더스트리즈 리미티드(Sanyo Chemical Industries, Ltd.)의 제품) 및 시판중인 알케닐 석시네이트 반응성 음이온성 계면활성제 라테뮬 ASK(카오 코포레이션의 제품)가 포함되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
다른 적절한 반응성 계면활성제로는 C3 -5 지방족 불포화 카복실산 설포알킬(1 내지 4 개의 탄소 원자 함유) 에스터 계면활성제, 예를 들어 (메트)아크릴산 설포알킬 에스터 염 계면활성제(예컨대, 2-설포에틸(메트)아크릴레이트 나트륨 염 및 3-설포프로필(메트)아크릴레이트 암모늄 염); 및 지방족 불포화 다이카복실산 알킬 설포알킬 다이에스터 염 계면활성제(예컨대, 설포프로필말레산 알킬 에스터 나트륨 염, 설포프로필말레산 폴리옥시에틸렌 알킬 에스터 암모늄 염 및 설포에틸푸마르산 폴리옥시에틸렌 알킬 에스터 암모늄 염); 말레산 다이폴리에틸렌 글라이콜 에스터 알킬페놀에터 설페이트; 프탈산 다이하이드록시에틸 에스터(메트)아크릴레이트 설페이트; 1-알릴옥시-3-알킬 페녹시-2-폴리옥시에틸렌 설페이트(아데카 레아솝(ADEKA REASOAP) SE-10N, 아데카 코포레이션(ADEKA Corp.)의 제품), 폴리옥시에틸렌 알킬알케닐페놀 설페이트(아쿠아론(AQUALON), 다이-이치 고교 세이야쿠 컴퍼니 리미티드(DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO., LTD.)의 제품), 및 아데카-레아솝 SR-10(EO 몰수 = 10, 아데카 코포레이션의 제품), SR-20(EO 몰수 = 20, 아데카 코포레이션의 제품), 및 SR-30(EO 몰수 = 30, 아데카 코포레이션의 제품)이 있다.
유리 라디칼 개시제는 보통 라텍스 유화액 중합 반응 공정에서 사용된다. 적절한 유리 라디칼 개시제로는 열 개시제, 광 개시제 및 산화-환원 반응 개시제가 포함되지만, 이들로 한정되는 것은 아니고, 이는 달리 분류되지 않는 한, 전부 수용성 개시제 또는 비-수용성 개시제로서 분류될 수 있다.
열 개시제의 예시로는 아조 화합물, 과산화물 및 과황산염이 포함되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 적절한 과황산염으로는 나트륨 과황산염 및 암모늄 과황산염이 포함되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 산화-환원 반응 개시제로는 과황산염-아황산염 시스템, 및 적절한 금속 이온, 예컨대 철 또는 구리와 혼합하여 열 개시제를 이용하는 시스템이 포함될 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
적절한 아조 화합물로는 비-수용성 아조 화합물, 에컨대 1,1'-아조비스사이클로헥산카보나이트릴, 2,2'-아조비스아이소부티로나이트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로나이트릴), 2,2'-아조비스(프로피오나이트릴), 2,2'-아조비스(2,4-다이메틸발레로나이트릴), 2,2'-아조비스(발레로나이트릴), 2-(카바모일아조)-아이소부티로나이트릴 및 이의 혼합물; 및 수용성 아조 화합물, 예컨대 아조비스 3급 알킬 화합물(4,4'-아조비스(4-시아노발레르산), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온아미딘)다이하이드로클로라이드, 2,2'-아조비스[2-메틸-N-(2-하이드록시에틸)프로피온아미드], 4,4'-아조비스(4-시아노펜탄산), 2,2'-아조비스(N,N'-다이메틸렌아이소부티르아미딘), 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)다이하이드로클로라이드, 2,2'-아조비스(N,N'-다이메틸렌아이소부티르아미딘) 다이하이드로클로라이드 및 이의 혼합물을 포함)이 포함되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
적절한 과산화물로는 과산화수소, 메틸에틸 케톤 과산화물, 벤조일 과산화물, 다이-3급-부틸 과산화물, 다이-3급-아밀 과산화물, 다이큐밀 과산화물, 다이아실 과산화물, 데카놀 과산화물, 라우로일 과산화물, 퍼옥시다이카보네이트, 퍼옥시에스터, 다이알킬 과산화물, 하이드로과산화물, 퍼옥시케탈 및 이의 혼합물이 포함되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본원에서의 실시예는 본원에 기재된 아크릴 공중합체 수지 입자를 포함하는 유화액을 생성하기 위한 적절한 조건을 예시한다.
지시한 바와 같이, 본 발명의 코팅 조성물은 추가로 아크릴 공중합체의 카보닐 작용기와 반응하는 2 개 이상의 작용기를 포함하는 가교결합제를 포함한다. 특정 실시양태에서, 가교결합제는 상기 아크릴 공중합체 수지 입자의 형성을 거치는 동한 또는 이후에 유화액에 첨가된다.
카보닐 기와 반응하는 둘 이상의 아민 질소를 갖는 임의의 질소-함유 화합물은 가교결합제로서 사용될 수 있다. 상기 가교결합제는 지방족이거나 방향족 또는 중합체성이거나 비-중합체성일 수 있고, 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 적절한 가교결합제의 비-제한적 예시로는 둘 이상의 하이드라지드, 즉 NH2 기를 포함하는 화합물이 포함된다. 상기 화합물의 특정 예시로는 참조로 본원에 혼입된 미국 특허 제 7,115,682 호, 컬럼 10, 12 행 내지 컬럼 11, 26 행에 제시되어 있다.
특정 실시양태에서, 가교결합제는 아크릴 중합체의 카보닐 작용기(예를 들어, 하이드라지드 기)와 반응하는 작용기의 양이 아크릴 공중합체 수지 입자에 함유된 카보닐 기 1 당량당 0.02 내지 5 당량, 예컨대 0.1 내지 3 당량, 또는 몇몇의 경우에는 0.5 내지 2 당량인 양으로 조성물 내에 존재한다.
특정 실시양태에서, 아크릴 공중합체 수지 입자 및 가교결합제를 포함하는 상기 유화액은 비교적 점도가 낮은 물질이다. 유화액은 20 % 내지 70 %, 예컨대 30 내지 50 %의 총 고체 함량을 사용하여 직접적으로 제조될 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 유화액은 "A" 내지 "H"의 가드너-홀드(Gardner-Holdt) 기포 점도를 갖는다.
본 발명의 코팅 조성물에서, 조성물을 기재에 도포한 후 유화액 중의 물이 증발함에 따라 하이드라지드 기 및 카보닐 기가 탈수 축합 반응의 결과로 가교결합하여 경화된 필름을 형성한다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 또한 착색제를 포함한다. 본원에 사용되는 용어 "착색제"는 색상 및/또는 다른 불투명도 및/또는 다른 시각적 효과를 조성물에 부여하는 임의의 물질을 의미한다. 착색제를 임의의 적절한 형태, 예컨대 이산 입자, 분산액, 용액 및/또는 플레이크(flakes)로 코팅에 첨가할 수 있다. 단일 착색제 또는 둘 이상의 착색제의 혼합물을 본 발명의 코팅 조성물에 사용할 수 있다.
착색제의 예로는 안료, 염료 및 틴트, 예컨대 페인트 산업에서 사용되고/되거나 건식용 색상 제조자 연합(DCMA)에서 나열된 물질, 및 특수 효과 조성물이 포함된다. 착색제는, 예를 들어 사용 조건하에 불용성이지만 습윤성인 미분된 고체 분말을 포함할 수 있다. 착색제는 유기 또는 무기 착색제일 수 있고 응집되거나 또는 비-응집될 수 있다. 착색제는 분쇄 전색제, 예컨대 아크릴 분쇄 전색제의 사용에 의해 코팅으로 혼입될 수 있고, 이의 사용은 당업자에게 친숙할 것이다.
안료 및/또는 안료 조성물의 예시로는 카바졸 다이옥사진 조질 안료, 아조, 모노아조, 디스아조, 나프톨 AS, 염 유형(레이크(lakes)), 벤즈이미다졸온, 축합물, 금속 착체, 아이소인돌린온, 아이소인돌린 및 폴리사이클릭 프탈로시아닌, 퀴나크리돈, 페릴렌, 페린온, 다이케토피롤로 피롤, 티오인디고, 안트라퀴논, 인단트론, 안트라피리미딘, 플라반트론, 피란트론, 안탄트론, 다이옥사진, 트라이아릴카보늄, 퀴노프탈론 안료, 다이케토 피롤 피롤 적색("DPPBO 적색"), 이산화 티탄, 카본 블랙 또는 이의 혼합물이 포함되지만, 이들로 한정되지는 않는다. 용어 "안료" 및 "착색된 충진제"는 상호교환적으로 사용될 수 있다.
염료의 예시로는 용매 및/또는 수성 기재 염료, 예컨대 프탈로 녹색 또는 청색, 산화철, 비스무트 바나데이트, 안트라퀴논, 페릴렌, 알루미늄 및 퀴나크리돈이 포함되지만, 이들로 한정되지는 않는다.
틴트의 예시로는 수계 또는 수 혼화성 담체에 분산된 안료, 예컨대 데구사 인코포레이티드(Degussa, Inc.)로부터 시판중인 아쿠아-켐(AQUA-CHEM) 896, 이스트맨 케미컬 인코포레이티드(Eastman Chemical, Inc.)의 아큐레이트 분산액(Accurate Dispersions) 부서로부터 시판중인 카리스마 칼라란트(CHARISMA COLORANTS) 및 맥시토너 인더스트리얼 칼라란트(MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS)가 포함되지만, 이들로 한정되지는 않는다.
상기 주지한 바와 같이, 착색제는 나노입자 분산액을 포함하나 이들로 한정되지 않는 분산액의 형태일 수 있다. 나노입자 분산액은 1 이상의 고 분산된 나노 입자 착색제 및/또는 목적 시각적 색상 및/또는 불투명도 및/또는 시각적 효과를 생산하는 착색제 입자를 포함할 수 있다. 나노입자 분산액은 150 nm 미만, 예컨대 70 nm 미만, 또는 30 nm 미만의 입자 크기를 갖는 안료 또는 염료와 같은 착색제를 포함할 수 있다. 나노입자는 0.5 mm 미만의 입자 크기를 갖는 분쇄 매질과 함께 스톡 유기 또는 무기 안료를 밀링함으로써 생산될 수 있다. 예시적인 나노입자 분산액 및 이를 제조하는 방법은 참조로 본원에 혼입된 미국 특허 제 6,875,800 B2 호에서 확인된다. 또한, 나노입자 분산액은 결정화, 침전, 가스 상 축합 반응 및 화학적 마모(즉, 부분 용해)에 의해 생산될 수 있다. 코팅 내에서 나노입자의 재-응집을 최소화하기 위하여, 수지-코팅된 나노입자의 분산액을 사용할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "수지-코팅된 나노입자의 분산액"은 나노입자 및 나노입자상의 수지 코팅을 포함하는 불연속 "복합 마이크로입자"가 분산된 연속 상을 지칭한다. 예시적인 수지-코팅된 나노입자의 분산액 및 이를 제조하는 방법은 2004 년 6 월 24 일에 출원된 미국 특허 출원 공개 제 2005/0287348 A1 호, 2003 년 6 월 24 일에 출원된 미국 가 출원 제 60/482,167 호 및 2006 년 1 월 20 일에 출원된 미국 특허 출원 제 11/337,062 호(또한, 참조로 본원에 혼입됨)에서 확인된다.
본 발명의 코팅 조성물 내에 사용될 수 있는 예시적인 특수 효과 조성물은 반사율, 펄감, 금속 광택, 인광, 형광, 광색성, 감광성, 열변색, 고니오크로미즘(goniochromism), 및/또는 색상-변화와 같은 하나 이상의 모습 효과를 생산하는 안료 및/또는 조성물을 포함한다. 추가적인 특수 효과 조성물은 불투명도 또는 텍스쳐와 같은 감지할 수 있는 다른 성질을 제공할 수 있다. 특정 실시양태에서, 특수 효과 조성물은 코팅이 상이한 각도에서 보일 때 코팅의 색상이 변화하도록 색상 이동을 생성할 수 있다. 예시적인 색상 효과 조성물은 참조로 본원에 혼입된 미국 특허 제 6,894,086 호에서 확인된다. 추가적인 색상 효과 조성물로는 투명 코팅된 운모 및/또는 합성 운모, 코팅된 실리카, 코팅된 알루미나, 투명 액정 안료, 액정 코팅, 및/또는 물질의 표면과 공기 사이의 굴절률 차이 때문이 아니라 물질 내 굴절률 차이로부터 간섭이 초래되는 임의의 조성물이 포함될 수 있다.
특정 실시양태에서, 하나 이상의 광원에 노출된 경우 이의 색상을 반대로 변경하는 감광성 조성물 및/또는 광색성 조성물이 본 발명의 코팅 조성물에 사용될 수 있다. 광색성 및/또는 감광성 조성물은 특정 파장의 방사선에 노출됨으로써 활성화될 수 있다. 조성물이 여기된 경우, 분자 구조가 변화하고, 변경된 구조는 조성물의 본래의 색상과 상이한 새로운 색상을 나타낸다. 방사선의 노출이 제거된 경우, 광색성 및/또는 감광성 조성물은 조성물이 본래의 색상으로 돌아오는 휴식 상태로 돌아올 수 있다. 특정 실시양태에서, 광색성 및/또는 감광성 조성물은 비-여기 상태에서 무색이고 여기 상태에서 색상을 나타낼 수 있다. 완벽한 색상-변화는 밀리초 내지 몇 분, 예컨대 20 초 내지 60 초 내에 나타날 수 있다. 광색성 및/또는 감광성 조성물의 예시로는 광색성 염료가 포함된다.
특정 실시양태에서, 감광성 조성물 및/또는 광색성 조성물은 중합체 및/또는 중합성 성분의 중합체 물질과 연합 및/또는 적어도 부분적으로 예컨대 공유 결합에 의해 결합될 수 있다. 감광성 조성물이 코팅 밖으로 이동하여 기재에서 결정화될 수 있는 몇몇의 코팅과 반대로, 본 발명의 특정 실시양태에 따라 중합체 및/또는 중합성 성분과 연합 및/또는 적어도 부분적으로 결합된 감광성 조성물 및/또는 광색성 조성물은 코팅 밖으로 최소 이동을 한다. 예시적인 감광성 조성물 및/또는 광색성 조성물 및 이를 제조하는 방법은 참조로 본원에 혼입된 미국 특허 출원 공개 제 2006-0014099 A1 호에서 확인된다.
일반적으로, 착색제는 목적 시각 및/또는 색상 효과를 부여하기에 충분한 임의의 양으로 코팅 조성물 내에 존재할 수 있다. 착색제는 조성물의 총 중량에 기초한 중량%로, 본 발명의 조성물의 1 내지 65 중량%, 예컨대 3 내지 40 중량% 또는 5 내지 35 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 추가로 다른 선택적 성분, 예컨대 유기 용매, 소포제, 안료 분산제, 가소제, 자외선 흡수제, 항산화제 등을 함유할 수 있다. 이러한 선택적 성분이 존재하는 경우 코팅 조성물의 총 중량에 기초하여 보통 30 중량% 이하의 양으로 존재한다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물 내에 존재하는 아크릴 공중합체 수지 입자는 미국 특허 제 5,447,970 호 및 제 5,472,996 호에 기재된 바와 같이 내부 층 및 최외부 층을 포함하지 않는다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 미국 특허 제 4,786,676 호에 기재된 바와 같이 실질적으로, 또는 몇몇의 경우에는 완전히 모노케톤 및 모노알데하이드를 함유하지 않는다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 예를 들어, 미국 특허 제 4,259,070 호에 기재된 바와 같이 실질적으로, 또는 몇몇의 경우에는 완전히 중금속 이온을 함유하지 않는다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 실질적으로, 또는 몇몇의 경우에는 완전히 임의의 폴리우레탄 수지를 함유하지 않는다.
본원에 사용되는 용어 "실질적으로 함유하지 않음"은 어떤 물질의 실질적 부재에 관해 사용시 그 물질이 존재한다고 하더라도 부차적인 불순물로서 존재함을 의미한다. 즉, 그 물질이 코팅 조성물의 성질에 영향을 주지 않는다. 본원에 사용되는 용어 "완전히 함유하지 않음"은 물질이 조성물 내에 전혀 존재하지 않음을 의미한다.
본 발명의 코팅 조성물은 원료로서 상기 성분을 이용한, 당업자에게 널리 공지된 임의의 방법에 의해 생성될 수 있다. 적절한 방법은 본원 실시예에 기재되어 있다.
또한, 본 발명은 상기 코팅 조성물을 이용하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 코팅 조성물을 코팅될 기재 또는 물품의 표면에 도포하고 조성물이 융화되어 실질적으로 연속적인 필름을 형성한 후, 필름이 경화되도록 함을 포함한다.
본 발명의 코팅 조성물은 인간 및/또는 동물 기재, 예컨대 케라틴, 털, 피부, 치아, 손톱 등, 및 식물, 나무, 종자, 농경지대(예컨대, 방목지, 경지 등); 인조잔디로 덮여진 지대(예컨대, 잔디구장, 골프 코스, 운동장 등) 및 다른 지대(예컨대 숲 등)를 비롯한 임의의 다양한 기재에 적용하기에 적절하다. 실제로, 본 발명의 코팅 조성물의 한가지 구체적인 이점은 다른 목적 성질, 예컨대 내알코올성 및 내습성을 또한 나타내면서 금속 및 플라스틱 기재 모두를 비롯하여 다양한 기재에 강력하게 접착하는 놀라운 능력이다.
적절한 기재는 종이, 보드지, 판지, 합판 및 압축된 섬유 보드, 견목, 연목, 목재 베니어, 파티클보드(particleboard), 칩보드(chipbaord), 배열된 스트랜드(strand) 보드 및 섬유보드를 비롯하여 셀룰로스-함유 물질을 포함한다. 상기 물질은 소나무, 오크(oak), 단풍나무, 마호가니(mahogany), 체리나무 등과 같이 목재 전체로 제조될 수 있다. 그러나, 몇몇의 경우에 물질은 또 다른 물질, 예컨대 수지성 물질과 혼합한 목재, 즉 목재/수지 복합물, 예컨대 페놀 복합물, 목재 섬유 및 열가소성 중합체의 복합물 및 시멘트, 섬유 또는 플라스틱 클래딩(cladding)으로 보강된 목재 복합물을 포함할 수 있다.
적절한 금속 기재로는 호일, 시트(sheet), 또는 냉간 압연 강철, 스테인레스 강철 및 임의의 아연 금속, 아연 화합물 및 아연 합금으로 표면-처리된 강철(전기 아연 도금된 강철, 용융 아연 도금된 강철, 갈바닐(GALVANNEAL) 강철 및 아연 합금으로 도금된 강철 포함)로 구축된 제품, 구리, 마그네슘 및 이의 합금이 포함되지만 이들로 한정되는 것은 아니고, 알루미늄 합금, 아연-알루미늄 합금(예컨대 갈판(GALFAN), 갈바륨(GALVALUME), 알루미늄 도금된 강철 및 알루미늄 합금 도금된 기재가 또한 사용될 수 있다. 용접가능한, 아연-풍부 또는 철 포스파이드-풍부 유기 코팅으로 코팅된 강철 기재(예컨대 냉간 압연 강철 또는 상기 나열된 임의의 강철 기재)는 본 발명의 공정에 사용하기에 적절하다. 상기 용접가능한 코팅 조성물은 예를 들어, 미국 특허 제 4,157,924 호 및 제 4,186,036 호에 개시되어 있다. 또한, 냉간 압연 강철는, 예를 들어 금속 포스페이트 용액, 하나 이상의 IIIB 족 또는 IVB 족 금속을 함유하는 수성 용액, 유기포스페이트 용액, 유기포스포네이트 용액 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 용액으로 전처리된 경우에 적절하다. 또한, 적절한 금속 기재로는 은, 금 및 이의 합금이 포함된다.
적절한 실리카 기재의 예시로는 유리, 자기 및 세라믹이 있다.
적절한 중합체 기재의 예시로는 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 멜라민 수지, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐피롤리돈 및 상응하는 공중합체 및 블록 공중합체, 생분해성 중합체 및 천연 중합체(예컨대 젤라틴)가 있다.
적절한 텍스타일 기재의 예시로는 폴리에스터, 개질된 폴리에스터, 폴리에스터 혼방 직물, 나일론, 면, 면 혼방 직물, 황마, 아마, 대마와 모시, 비스코스(viscose), 울, 실크, 폴리아미드, 폴리아미드 혼방 직물, 폴리아크릴로나이트릴, 트라이아세테이트, 아세테이트, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스터 마이크로섬유 및 유리 섬유 직물로 구성된 섬유, 얀(yarn), 쓰레드(thread), 니트, 직조, 부직 및 가먼트(garments)가 있다.
적절한 가죽 기재의 예시로는 그레인(grain) 가죽(예컨대, 양, 염소 또는 소로부터의 나파(nappa), 및 송아지 또는 소로부터의 박스(box)-가죽), 스웨이드 가죽(예컨대, 양, 염소 또는 송아지로부터의 벨루어 및 사냥 가죽), 스플릿 벨루어(예컨대, 소 또는 송아지 피부로부터), 벅스킨(buckskin) 및 누벅(nubuk) 가죽; 또한, 추가로 양모 피부 및 털(예컨대, 모피가 있는 스웨이드 가죽)이 있다. 가죽은 통상적인 임의의 태닝 방법, 특히 베지터블(vegetable), 미네랄, 합성 또는 혼합된 탠드(예컨대, 크롬 탠드, 지르코닐 탠드, 알루미늄 탠드 또는 반-크롬 탠드)에 의해 태닝될 수 있다. 또한, 원하는 경우 상기 가죽을 재-태닝할 수 있고; 재-태닝용으로 통상적으로 이용되는 임의의 태닝제(예컨대, 미네랄, 베지터블 또는 합성 태닝제(예컨대, 크로뮴, 지르코닐 또는 알루미늄 유도체, 케브라초(quebracho), 체스트넛(chestnut) 또는 미모사(mimosa) 추출물, 방향족 신탄(syntan), 폴리우레탄, (메트)아크릴산 화합물 또는 멜라민의 (공)중합체, 다이시아노다이아미드 및/또는 우레아/폼알데하이드 수지)가 재-태닝을 위해 사용될 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 "가요성" 기재에 적용하기에 특히 적절하다. 본원에 사용되는 용어 "가요성 기재"는 유의한 비가역적 변화없이 기계적 응력, 예컨대 구부림 또는 늘림 등에 견딜 수 있는 기재를 지칭한다. 특정 실시양태에서, 가요성 기재는 압축성 기재이다. "압축성 기재" 및 유사 용어는 압축 변형에 견디고 압축 변형이 중지될 때 실질적으로 동일한 형상으로 복원될 수 있는 기재를 지칭한다. 용어 "압축 변형(compressive deformation)" 및 유사 용어는 하나 이상의 방향에서 기재의 부피를 적어도 일시적으로 감소시키는 기계적 응력을 의미한다. 가요성 기재의 예시로는 비-강성 기재, 예컨대 직조 및 부직 섬유유리, 직조 및 부직 유리, 직조 및 부직 폴리에스터, 열가소성 우레탄(TPU), 합성 가죽, 천연 가죽, 마감처리된 천연 가죽, 마감처리된 합성 가죽, 발포체, 공기, 액체 및/또는 플라즈마로 충전된 중합체성 블래더(bladder),우레탄 엘라스토머, 합성 텍스타일 및 천연 텍스타일이 포함된다. 적절한 압축성 기재의 예시로는 발포체 기재, 액체로 충전된 중합체성 블래더, 공기 및/또는 가스로 충전된 중합체성 블래더, 플라즈마로 충전된 중합체성 블래더가 포함된다. 본원에 사용되는 용어 "발포체 기재"는 개방형 셀 발포체 및/또는 폐쇄형 셀 발포체를 포함하는 중합체성 또는 천연 물질을 의미한다. 본원에 사용되는 용어 "개방형 셀 발포체"는 다수의 상호연결된 공기 챔버를 포함하는 발포체를 의미한다. 본원에 사용되는 용어 "폐쇄형 셀 발포체"는 일련의 개별적인 폐쇄형 기공을 포함하는 발포체를 의미한다. 예시적인 발포체 기재로는 폴리스티렌 발포체, 폴리비닐 아세테이트 및/또는 공중합체, 폴리비닐 클로라이드 및/또는 공중합체, 폴리(메트)아크릴이미드 발포체, 폴리비닐클로라이드 발포체, 폴리우레탄 발포체, 및 폴리올레핀성 발포체 및 폴리올레핀 블렌드가 포함되지만 이들로 한정되지는 않는다. 폴리올레핀성 발포체로는 폴리프로필렌 발포체, 폴리에틸렌 발포체 및 에틸렌 비닐 아세테이트("EVA") 발포체가 포함되지만, 이들로 한정되지는 않는다. EVA 발포체는 편평한 시트, 평판(slab) 또는 몰딩된 EVA 발포체, 예컨대 신발 중창을 포함할 수 있다. 상이한 유형의 EVA 발포체는 상이한 유형의 표면 공극률을 가질 수 있다. 몰딩된 EVA는 조밀한 표면 또는 "피부"를 포함하지만, 편평한 시트 또는 평판은 다공성 표면을 나타낼 수 있다. "텍스타일"은 천연 및/또는 합성 텍스타일, 예컨대 직물, 비닐 및 우레탄 코팅된 직물, 메쉬, 네팅(netting), 코드, 얀 등을 포함할 수 있으며, 예를 들어 캔버스, 면, 폴리에스터, 케블라(KEVLAR), 중합체 섬유, 폴리아마이드(예컨대, 나일론 등), 폴리에스터(예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등), 폴리올레핀(예컨대, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등), 레이온, 폴리비닐 중합체(예컨대, 폴리아크릴로나이트릴 등), 기타 섬유 물질, 셀룰로스계 물질 등으로 구성될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 광범위한 다양한 적용을 갖는다. 예를 들어, 본 발명의 코팅 조성물의 결과인 코팅물은 플라스틱 및 금속 기재 모두에 잘 접착하고 이들은 물과 알코올 내성(하기한 바와 같음)이 있기 때문에 특히 상기 기재로 구축된 물품의 사용에 적절하고 이는 유의한 기반 상에 물 및 알코올에 노출되는 경향이 있다. 상기 물품의 특정 예시로는 자기 공명 화상법, 핵 의학, 컴퓨터 단층 촬영 장치, 초음파, X-선, 및 플라스틱 또는 금속에 직접적인 보편적 모노코트(사무 기계 또는 구조용 강철 시장)를 비롯한 진단, 환자 모니터링 및 분석 기구와 같은 의학 장비가 있으나 이들에 제한되지 않는다.
본 발명의 코팅 조성물은 특히 분무, 브러싱(brushing), 디핑(dipping) 및 롤(roll) 코팅을 포함하는 임의의 다양한 방법에 의해 상기 기재에 도포될 수 있다. 그러나, 특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 분무에 의해 도포되고, 결과적으로, 상기 조성물은 보통 주위 조건에서 분무에 의해 도포하기 적절한 점도를 갖는다.
본 발명의 코팅 조성물을 기재에 도포한 후, 조성물이 융화되어 기재상에 실질적으로 연속적인 필름을 형성하도록 한다. 전형적으로, 필름 두께는 0.01 내지 20 밀(약 0.25 내지 508 μm), 예컨대 0.01 내지 5 밀(0.25 내지 127 μm), 또는 몇몇의 경우에는 0.1 내지 2 밀(2.54 내지 50.8 μm)이다. 본 발명의 코팅 조성물은 색을 띠거나 띠지 않을 수 있고, 프라이머(primer), 베이스코트(basecoat), 또는 탑코트(topcoat)로서 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 주위 공기의 존재하에 경화성이고, 공기는 10 내지 100 %, 예컨대 25 내지 80 %의 상대 습도 및 -10 내지 120 ℃, 예컨대 5 내지 80 ℃, 몇몇의 경우에는 10 내지 60 ℃, 또 다른 경우에는 15 내지 40 ℃의 범위의 온도를 갖고, 비교적 단기간 동안 경화되어 필름 모습에 치명적으로 영향을 미치지 않고 코팅된 물체를 다루고 궁극적으로 우수한 경도, 내용매성 및 내충격성을 나타내는 필름으로 경화를 가능하게 하여 우수한 초기 성질을 갖는 필름을 제공할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 물 및 알코올 둘다에 내성이 있는 경화된 코팅을 생성하도록 나타내었고, 이는 특정 적용에, 예컨대 상기 물질에 종종 노출되는 의학 장비(특히)에 코팅을 도포하는 경우 특히 중요하다.
본 발명을 이의 세부 사항으로 제한하지 않는 것으로 여겨지는 하기 실시예로 본 발명을 예시한다. 실시예, 및 명세서 전반에 걸쳐 모든 부(part) 및 백분율은 달리 나타내지 않는 한 중량 기준이다.
실시예 1
하기 절차에 따라 표 1에 나열된 성분 및 양을 사용하여 자가-가교결합 수계 아크릴-라텍스를 제조하였다.
성분 중량부
투입물 1
탈이온수 592.07
로다펙스 AB/201 4.84
암모늄 카보네이트 0.75
DMEA 1.91
투입물 2
탈이온수 215.9
다이아세톤 아크릴아미드2 37.62
아데카 레아솝 SR103 1.08
암모늄 카보네이트 0.67
로다펙스 AB/201 9.60
메트아크릴산 4.0
메틸메트아크릴레이트 360.0
에틸헥실아크릴레이트 190.0
스티렌 200.0
투입물 3
탈이온수 13.36
암모늄 퍼옥시다이설페이트 0.83
투입물 4
탈이온수 79.96
암모늄 퍼옥시다이설페이트 1.17
투입물 5
탈이온수 25.49
팜(PAM)-1004 8.51
투입물 6
탈이온수 47.95
투입물 7
탈이온수 7.30
3급-부틸 하이드로과산화물(70 %) 0.58
투입물 8
탈이온수 27.07
에리소르빈산 0.67
투입물 9
사이폰(Sipon) L-22 2.17
투입물 10
아디프산 다이하이드라지드5 19.39
탈이온수 111.9
투입물 11
엑티사이드(Acticide)6 0.42
1: 로디아로부터의 로다펙스 AB/20
2: 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터의 다이아세톤 아크릴아미드
3: 아데카 코포레이션으로부터의 아데카 레아솝 SR10
4: 로디아(Rhodia)로부터의 팜-100
5: 재팬 파인 케미컬즈(Japan Fine Chemicals)로부터의 아디프산 다이하이드라지드
6: 토르 케미컬즈(Thor Chemicals)로부터의 액티사이드
모터 구동식 스테인레스 강철 블레이드, 수냉각식 응축기, 질소 주입구, 및온도 피드백 제어 장치를 통해 연결된 온도계를 갖는 가열 맨틀이 구비된 5-리터 4구 플라스크에 투입물 1을 첨가하였다. 플라스크의 내용물을 80 ℃로 가열하고, 온도 안정화를 위해 약 15 분 동안 그 온도로 유지하였다. 상기 온도를 유지하는 동안, 투입물 3을 예비 배합하고 5 분에 걸쳐 플라스크에 첨가하였다. 이어서, 30 분에 걸쳐 단량체 예비 배합된 투입물 2의 1/6을 첨가하고 15 분 동안 80 ℃로 유지하였다. 이어서, 투입물 5를 투입물 2의 예비 배합물의 나머지에 첨가하고 약 15 분 동안 상기 혼합물을 혼합하였다. 투입물 2의 나머지를 150 분에 걸쳐 첨가하고 예비 배합된 투입물 4를 210 분에 걸쳐 첨가하였다. 투입물 6을 투입물 2를 위한 린스로서 사용하였다. 투입물 4의 종결 후, 반응생성물을 80 ℃에서 30 분 동안 유지하였다. 배취를 50 내지 60 ℃로 냉각시키고, 예비 배합된 투입물 7을 50 내지 60 ℃에서 첨가한 후 5 분 동안 유지하였다. 이어서, 투입물 8의 예비 배합물을 5 분에 걸쳐 첨가하고 30 분 동안 유지하였다. 30 분 후, 플라스크의 내용물을 실온으로 냉각시키고, 투입물 9 및 투입물 10을 첨가하고, 실온에서 30 분 동안 유지하였다. 이어서, 투입물 11을 실온에서 첨가하고 15 분 동안 유지하였다. 라텍스 pH를 다이메틸에탄올아민을 사용하여 8 내지 9로 조절하였다. 아크릴 라텍스의 견본을 4 주 동안 120 ℉ 고온실에 넣고, 그 수지는 유화액으로서 남아 있었다.
생성된 유화액은 1 시간 동안 110 ℃에서 1 갤런당 8.72 파운드의 밀도, 9.0의 pH에서 측정시 42 %의 고체 함량을 가졌다. 아크릴 라텍스는 상기한 바와 같이 50 ℃의 계산된 유리 전이 온도, 젤 침투 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 테트라하이드로푸론(THF)에서 측정된 116,000의 중량 평균 분자량 및 25 ℃에서 상기한 바와 같은 제타사이저 9000HS를 사용하여 측정된 126 nm의 입자 크기를 가졌다.
실시예 2 내지 9
단량체 조성물이 다양한 것만을 제외하고, 실시예 1에 기재된 동일한 공정 및 성분을 사용하여 다양한 유리 전이 온도 및/또는 단량체의 비율을 갖는 아크릴 라텍스를 제조하였다. 수지의 조성(고체 중량%) 및 최종 수지 특성이 하기 표 2에 나타나 있다.
실시예 2 3 4 5 6 7 8
메트아크릴산 0.49 0.49 0.49 0.49 0.48 0.53 0.49
메틸메트아크릴레이트 33.8 23.6 13.4 0 0 0 0
2-에틸헥실아크릴레이트 23.2 23.2 23.2 23.2 42.1 25.2 23.2
스티렌 34.6 44.8 54.9 68.3 49.7 55.32 35.6
팜-100 1.04 1.04 1.04 1.04 1.01 0 1.04
다이아세톤 아크릴아미드 4.59 4.59 4.59 4.59 4.48 0 4.59
아디프산 다이하이드라지드 2.37 2.37 2.37 2.37 2.31 0 2.37
n-부틸메트아크릴레이트 0 0 0 0 0 18.95 32.7
고체1 42 42 41 42 41 42 42
중량/갤런 8.68 8.63 8.59 8.55 8.50 NA NA
pH 8.3 7.81 8.13 8.6 8.6 8.5 8.7
계산된 유리 전이 온도 48 47 46 46 13 33 22
Mw2 97k 138k 116k 143k 109k 117k 115k
입자 크기(nm)3 131 141 140 138 201 134 136
1110 ℃에서 1 시간 동안 측정된 고체 함량.
2중량 평균 분자량을 젤 투과 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 테트라하이드로푸 론(THF)에서 측정하였다.
3입자 크기를 25 ℃에서 제타사이저 9000HS를 사용하여 상기한 바와 같이 측정하였다.
실시예 10 내지 17
코팅 조성물을 하기 표 3에 나열된 성분과 양을 사용하여 제조하였다. 양의 단위는 g이다.
실시예
성분 10 11 12 13 14 15 16 17
아쿠엑스(Aquex)
백색 틴트1 		25.48 25.48 25.48 25.48 25.48 25.48 25.48 25.48
탈이온수 6.37 6.37 6.37 6.37 6.37 6.37 6.37 6.37
폼마스터(Foamaster)
SA-32 		0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21
실시예 5의 라텍스 48.28 0 0 0 0 0 0 0
실시예 1의 라텍스 0 48.28 0 0 0 0 0 0
실시예 2의 라텍스 0 0 48.28 0 0 0 0 0
실시예 3의 라텍스 0 0 0 48.28 0 0 0 0
실시예 4의 라텍스 0 0 0 0 48.28 0 0 0
실시예 6의 라텍스 0 0 0 0 0 48.28 0 0
실시예 7의 라텍스 0 0 0 0 0 0 48.28 0
실시예 8의 라텍스 0 0 0 0 0 0 0 48.28
탈이온수 7.79 7.79 7.79 7.79 7.79 7.79 7.79 7.79
비와이케이(BYK) 3463 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13
도와놀 PPh4 2.85 2.85 2.85 2.85 2.85 2.85 2.85 2.85
도와놀 DPM4 5.71 5.71 5.71 5.71 5.71 5.71 5.71 5.71
DSX-15505 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42
아쿠엑스 흑색 틴트1 0.64 0.64 0.64 0.64 0.64 0.64 0.64 0.64
할록스 플래쉬
(Halox Flash) X-1506 		1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13
1미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)로부터 시판중
2코그니스 코포레이션으로부터 시판중인 소포제
3비와이케이-케미로부터 시판중인 표면 첨가제
4다우 케미컬로부터 시판중인 용매
5코그니스 코포레이션으로부터 시판중인 레올로지 개질제
6하몬드 그룹 인코포레이티드(Hammond Group, Inc.)의 부서, 할록스(Halox)로부터 시판중인 플래쉬 부식 억제제
실시예 10 내지 17의 각 코팅 조성물을 시험을 위해 하기 방식으로 제조하였다. 조성물을 다양한 기재상에 분무 도포하였다. 기재는 에이씨티 테스트 패널즈 인코포레이티드(ACT Test Panels, Inc.)로부터 구입한 전처리된 강철 패널 B1000 P60 및 알루미늄 PT 1500; 스탠다드 플라크 인코포레이티드(Standard Placque, Inc.)로부터 구입한 시트 성형된 화합물(SMC) 유형 메리디안(Meridian) SLI 269의 섬유 유리 복합물 패널; 스탠다드 플라크 인코포레이티드로부터 구입한 폴리카보네이트 아크릴로나이트릴 부타다이엔 스티렌(PC-ABS) 패널 유형 GE 사이콜로이(Cycoloy) MC 8002; 에이씨티 테스트 패널즈 인코포레이티드로부터 구입한 나일론 복합물 패널 유형 GE GTX 902; 스탠다드 플라크 인코포레이티드로부터 구입한 고 충격 폴리스티렌(HIPS) 다우 스티론 478 패널을 포함하였다. 140 ℉에서 30 분간 오븐 경화하기 전에 5 분간의 플래시 시간을 허용하였다.
경화된 필름을 다양한 기재에 대한 접착력, 내알코올성 및 내습성에 대해 평가하였다. 결과가 하기 표 4에 제시되어 있다.

실시예
접착력 		50 회 마찰 70 %
IPA 		50 회 마찰
100 % EtOH
내습성
10 B1000P60: 5B; 강철: 5B; 알루미늄: 5B; 나일론 복합물: 5B; 섬유 유리:5B; 코팅된 SMC:5B; PC-ABS: 5B; HIPS:5B 효과 없음 효과 없음 우수함, 적색의 녹슨 얼룩 없음
11 B1000P60: 5B; 강철: 5B; 알루미늄: 5B; 나일론 복합물: 5B; 섬유 유리:5B; 코팅된 SMC:5B; PC-ABS: 5B; HIPS:5B 효과 없음 효과 없음 적색의
녹슨 얼룩
12 B1000P60: 5B; 강철: 5B; 알루미늄: 5B; 나일론 복합물: 5B; 섬유 유리:5B; 코팅된 SMC:5B; PC-ABS: 5B; HIPS:5B 효과 없음 효과 없음 약간의
적색의
녹슨 얼룩
13 B1000P60: 5B; 강철: 5B; 알루미늄: 5B; 나일론 복합물: 5B; 섬유 유리:5B; 코팅된 SMC:5B; PC-ABS: 5B; HIPS:5B 효과 없음 효과 없음 약간의
적색의
녹슨 얼룩
14 B1000P60: 5B; 강철: 5B; 알루미늄: 5B; 나일론 복합물: 5B; 섬유 유리:5B; 코팅된 SMC:5B; PC-ABS: 5B; HIPS:5B 효과 없음 효과 없음 약간의
적색의
녹슨 얼룩
15 B1000P60: 5B; 강철: 5B; 알루미늄: 5B; 나일론 복합물: 4B; 섬유 유리:4B; 코팅된 SMC:4B; PC-ABS: 1B; HIPS:1B 제거, 흠
(mar)		 향상된 제거,
향상된 흠
해당없음
16 B1000P60: 5B; 강철: 5B; 알루미늄: 5B; 나일론 복합물: 5B; 섬유 유리:5B; 코팅된 SMC:5B; PC-ABS: 0B; HIPS:5B 효과 없음 약간의 흠
해당없음
17 B1000P60: 5B; 강철: 5B; 알루미늄: 5B; 나일론 복합물: 4B; 섬유 유리:5B; 코팅된 SMC:5B; PC-ABS: 2B; HIPS:3B 흠 제거, 흠
해당없음
1폴 엔 가드너 컴퍼니 인코포레이티드(Paul N. Gardner Company, Inc.)로부터 시판중인 페인트 접착력 시험 키트를 사용한 시험 방법 ASTM D3359를 사용하여 측정하였다. 필름을 직교(crosshatch) 패턴으로 스크라이브하고 접착 테이프를 스크라이브 영역에 도포하였다. 이어서 테이프를 제거하고 상기 영역을 0B 내지 5B 단위로 평가하여, 0B는 기재로부터의 총 페인트 박리를 나타내고 5B는 페인트가 전혀 제거되지 않았음을 의미한다.
2Q-팁을 시험 용액에 담그고 필름 표면을 앞 뒤로 50 회 마찰시킴으로써 시험하였다. 기재가 50 회 미만의 이중 마찰로 보여질 때, 마찰의 수를 기록하였다. 그렇지 않으면, 표면을 50 회 마찰한 후 검사하고 흠에 대해 평가하였다.
3코팅된 패널을 습도 챔버에 노출시키는 것으로 구성되어 7 일 동안 100 ℉ 및 100 % 상대 습도에서 설정된다.
본 발명의 넓은 발명적 개념을 벗어나지 않고 상기한 실시양태들을 변화시킬 수 있음을 당해 분야 숙련자들은 인지할 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시양태들에 한정되지 않고 첨부된 특허청구범위에 정의된 바와 같은 발명의 진의 및 범주 안에 존재하는 변형을 포함하는 것으로 의도됨이 이해된다.

Claims (18)

  1. (a) 펜던트 카보닐 작용기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지 입자;
    (b) 아크릴 공중합체의 카보닐 작용기와 반응하는 둘 이상의 작용기를 포함하는 가교결합제; 및
    (c) 비-반응성 계면활성제
    를 포함하는 수성 코팅 조성물로서,
    상기 아크릴 공중합체 수지 입자가 40 ℃ 이상의 계산된 유리 전이 온도(Tg)를 갖고
    (i) 반응물의 총 중량에 기초하여 50 중량% 이상의 소수성 아크릴 단량체;
    (ii) 알데하이드 및/또는 케톤 작용기를 포함하는 아크릴 단량체; 및
    (iii) 포스페이트-작용성 단량체
    를 포함하는 반응물의 반응 생성물을 포함하고,
    상기 소수성 아크릴 단량체가
    (A) 소수성 아크릴 단량체의 총 중량에 기초하여 60 중량% 이상의 스티렌 단량체; 및
    (B) 알코올의 알킬 부분이 선형이거나 분지형이고 4 개 이상의 탄소 원자를 함유하는 알코올의 알킬(메트)아크릴레이트 에스터
    를 포함하는,
    코팅 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    알데하이드 및/또는 케톤 작용기를 포함하는 아크릴 단량체가 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 반응물의 총 중량에 기초하여 0.1 내지 20 중량%의 양으로 존재하는 코팅 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    소수성 아크릴 단량체가 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 반응물의 총 중량에 기초하여 90 중량% 이상의 양으로 존재하는 코팅 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    스티렌 단량체가 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 소수성 아크릴 단량체의 총 중량에 기초하여 60 내지 80 중량%의 양으로 존재하는 코팅 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    알코올의 알킬 부분이 선형이거나 분지형이고 4 개 이상의 탄소 원자를 함유하는 알코올의 알킬(메트)아크릴레이트 에스터가 알코올의 알킬 부분이 선형이거나 분지형이고 6 내지 8 개의 탄소 원자를 함유하는 알코올의 알킬(메트)아크릴레이트 에스터를 포함하는 코팅 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    알코올의 알킬(메트)아크릴레이트 에스터가 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 소수성 아크릴 단량체의 총 중량에 기초하여 10 내지 30 중량%의 양으로 존재하는 코팅 조성물.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    포스페이트 작용성 단량체가 아크릴 공중합체 수지 입자를 제조하는데 사용되는 아크릴 단량체의 총 중량에 기초하여 0.5 내지 2 중량%의 양으로 존재하는 코팅 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    아크릴 공중합체 입자의 중량 평균 분자량이 1 몰당 50,000 내지 200,000 g인 코팅 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    아크릴 공중합체 입자의 계산된 유리 전이 온도가 40 ℃ 내지 60 ℃인 코팅 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    가교결합제가 둘 이상의 하이드라지드 기를 포함하는 화합물을 포함하는 코팅 조성물.
  12. 제 1 항의 코팅 조성물을 사용하는 방법으로서,
    (a) 상기 코팅 조성물을 기재에 도포하는 단계;
    (b) 상기 코팅 조성물이 융화되어 기재상에 실질적으로 연속적 필름이 형성되도록 하는 단계; 및
    (c) 상기 코팅 조성물이 10 내지 100 %의 상대 습도 및 -10 내지 120 ℃의 온도를 갖는 주위 공기의 존재하에 경화되도록 하는 단계
    를 포함하는 방법.
  13. 제 12 항의 방법에 따라 적어도 부분적으로 코팅된 기재.
  14. 제 13 항에 있어서,
    기재가 금속 및/또는 플라스틱을 포함하는 기재.
  15. 제 14 항의 기재를 포함하는, 의학 장비인 물품.
  16. 제 1 항에 있어서,
    비-반응성 계면활성제가, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 이들의 양립가능한 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 계면활성제를 포함하는, 코팅 조성물.
  17. 제 1 항에 있어서,
    아크릴 공중합체 수지 입자가 물 중의 라텍스 유화액을 형성하고, 비-반응성 계면활성제가 상기 라텍스 유화액의 총 중량에 기초하여 10 중량% 이하로 상기 라텍스 유화액 중에 존재하는, 코팅 조성물.
  18. 제 1 항에 있어서,
    아크릴 공중합체 수지 입자가 500 nm 이하의 평균 직경을 갖는, 코팅 조성물.
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