KR102016140B1

KR102016140B1 - 수성 백색 조색제 및 이의 제조방법과 이를 포함하는 수성 백색 도료

Info

Publication number: KR102016140B1
Application number: KR1020180031380A
Authority: KR
Inventors: 임원배; 양의식; 정두용; 이채기
Original assignee: (주)노루페인트
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2019-08-30

Abstract

수성 백색 조색제는 폴리프로필렌 글리콜 2 내지 10중량부, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제 2 내지 6 중량부, 고분자 카복실산 타입 분산제 2 내지 6중량부, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제 2 내지 6 중량부, TiO2 함량이 93% 이상인 백색 안료 60 내지 80중량부 및 물 10 내지 20 중량부를 포함한다. 이러한 수성 백색 조색제는 안료의 함량이 높아 조색용 투명과 비율 조정으로 은폐력을 조정할 수 있기 때문에 일반적으로 은폐가 떨어져 도장 작업성이 떨어지는 수성 백색 베이스코트 도료에 매우 용이하게 적용된다.

Description

수성 백색 조색제 및 이의 제조방법과 이를 포함하는 수성 백색 도료 {WATER-SOLUBLE WHITE COLORING AGENT AND METHOD OF PREPARING THE SAME AND WATER-SOLUBLE WHITE COLORING PAINT}

본 발명은 수성 백색 조색제 및 이의 제조방법과 이를 포함하는 수성 백색 도료에 관한 것으로서, 상세하게는 각종 수성 백색 제품의 은폐력을 높여줌으로써 자동차 보수용의 도료의 스프레이 작업성을 개선할 수 있는 수성 백색 조색제 및 이의 제조방법과 이를 포함하는 수성 백색 도료에 관한 것이다.

일반적으로 우레탄 도료가 아닌 수성 백색 조색제 및 일 액형 백색 제품에서 은폐력을 95%이상 구현하기 어려운 실정이다. 수성의 일액형 백색 제품의 경우 주제와의 희석비율이 높기 때문에 실 도장시 이액형 우레탄 도료 보다는 은폐력이 많이 떨어지는 단점을 가지고 있다.

특히, 자동차 보수용 도료의 고은폐 수성 조색제 조성물의 개발은 수성 베이스코트용 도료 및 고은폐를 요구하는 수성 아크릭 백색 도료의 스프레이 작업의 편리성을 높이기 위하여 더욱 요구되는 실정이다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 일액형 수성 도료에 적용하여 스프레이 작업의 개선을 가증도록 하는 동시에 고분자량의 분산제를 적용하여 안료의 함량을 증가시켜 백색도를 높일 수 있는 수성 백색 조색제를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 상기한 고은폐의 수성 백색 조색제의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 상기한 수성 백색 조색제를 포함하는 자동차 보수용 도료인 수성 백색 도료를 제공하는 데 있다.

상기한 본 발명의 과제를 실현하기 위한 수성 백색 조색제는 폴리프로필렌 글리콜 2 내지 10중량부, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제 2 내지 6 중량부, 고분자 카복실산 타입 분산제 2 내지 6중량부, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제 2 내지 6 중량부, TiO2 함량이 93% 이상인 백색 안료 60 내지 80중량부 및 물 10 내지 20 중량부를 포함 할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 폴리프로필렌 글리콜은 분산용제로서 수 평균 분자량이 200 내지 400인 것을 적용할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제는 분산제 중 고형분 함량이 40 내지 60중량%이고, 상기 고분자 카복실산 타입 분산제는 고형분이 40 내지 60중량%, 변성 지방산 폴리머 타입의 분산제는 고형분이 90 내지 100중량%인 것을 적용할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수성 백색 조색제는 은폐력이 98%이상이며 백색도가 85(x-rite 68II, whiteness E313) 이상일 수 있다.

상기한 본 발명의 과제를 실현하기 위한 수성 백색 조색제의 제조방법은 TiO2 함량이 93%이상의 백색 안료 60 내지 80 중량부, 폴리프로필렌 글리콜 2 내지 10중량부, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제 2 내지 6 중량부, 고분자 카복실산 타입 분산제 2 내지 6 중량부, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제 2 내지 6 중량부 및 물 10 내지 20 중량부를 혼합하여 교반하면서 습윤시키는 단계와 얻어지는 결과물을 입도가 10㎛이하가 될 때까지 밀링 및 분산시키는 단계를 포함한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 밀링 및 분산시키는 단계에는 발생되는 열을 냉각시켜 주는 단계를 더 수행할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 밀링 및 분산시키는 단계에 점도 조절을 위하여 용제를 백색조색제 전체 중량의 1 내지 3 중량% 범위에서 더 투입할 수 있다.

상기한 본 발명의 과제를 실현하기 위한 수성 백색 도료는 수성 백색 조색제 40 내지 60중량%, 수성 아크릭 에멀젼 수지 12 내지 30 중량%, 수성 아크릭 디스퍼젼 수지 2 내지 10중량%, 레올로지 컨트롤러인 아크릭 코폴리머 에멀젼이 0.1 내지 1 중량%, 음이온성 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체의 왁스 에멀젼 1 내지 3%, 유기용제 2 내지 10 중량% 및 여분의 물을 포함한다.

이때, 상기 수성 백색 조색제는 폴폴리프로필렌 글리콜 2 내지 10중량부, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제 2 내지 6 중량부, 고분자 카복실산 타입 분산제 2 내지 6중량부, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제 2 내지 6 중량부, TiO2 함량이 93% 이상인 백색 안료 60 내지 80중량부 및 물 10 내지 20 중량부을 교반 및 분산시켜 형성된다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수성 백색 도료는 자동차 보수용 수성 도료 조성물 및 베이스코트 도료 조성물 중에서 어느 하나일 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수성 아크릭 에멀젼 수지는 수지중 고형분 함량이 10 내지 30중량%인 것을 적용하며, 상기 수성 아크릭 디스퍼젼 수지는 수지중 고형분 함량이 10 내지 30중량%, 산가가 3.5 내지 5.2KOH/g, PH가 6.0 내지 8.0인 적용할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수성 아크릭 에멀젼 수지는 수지중 고형분 함량이 10 내지 30중량%이고, 상기 수성 아크릭 디스퍼젼 수지는 수지중 고형분 함량이 10 내지 30중량%, 산가가 3.5 내지 5.2KOH/g, PH가 6.0 내지 8.0 인 것을 사용할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 레올로지 컨트롤러인 아크릭 코폴리머 에멀젼이 고형분이 20 내지 40중량%인 것을 사용할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 음이온성 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체의 왁스 에멀젼 고형분이 10 내지 30중량%인 것을 사용할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 수성 백색 도료는 소포제, ph 조절제 및 웨팅제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수성 백색 도료가 자동차 보수용 백색 도료 및 베이스코트 도료로 사용되는 것을 특징으로 하는 수성 백색 도료.

이러한 백색 조색제는 TiO2의 분산을 도와주는 고분자량의 분산제를 적용하여 백색도를 높일 수 있고, 안료의 함량이 높아 조색용 투명과 비율 조정으로 은폐력을 조정할 수 있기 때문에 일반적으로 은폐가 떨어져 도장 작업성이 떨어지는 수성 백색 베이스코트 도료에 매우 용이하게 적용된다. 특히 이러한 백색조색제가 적용된 베이스코트용 백색도료는 도료 시스템에 적용하면 매우 유리한 작업성 및 고은폐, 고백색도를 갖는 백색 제품을 용이하게 제조 할 수 있다.

이하, 본 발명의 수성 백색 조색제 및 이의 제조방법과 이를 포함하는 수성 백색 도료를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

수성 백색 조색제 및 이의 제조방법

본 발명의 일 실시예에 따른 수성 백색 조색제는 분산 용제인 폴리프로필렌 글리콜, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제, 고분자 카복실산 타입 분산제, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제, TiO2 함량이 93% 이상인 백색 안료 및 물을 교반 및 분산시켜 형성된다.

구체적은 상기 수성 백색 조색제는 전체 100 중량부를 기준으로 할 때 폴리프로필렌 글리콜 2 내지 10중량부, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제 2 내지 6 중량부, 고분자 카복실산 타입 분산제 2 내지 6중량부, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제 2 내지 6 중량부, TiO2 함량이 93% 이상인 백색 안료 60 내지 80중량부 및 물 10 내지 20 중량부의 범위 내에서 적용할 수 있다.

폴리프로필렌 글리콜은 백색 조색제에 적합한 비점을 부여하며, 제조되는 도료에 유동성을 부여할 수 있는 지건성 용제이다. 본 발명세서는 용제의 휘발 속도가 빠르면 최종 백색 도료의 외관(레벨링성)에 영향을 미치기 때문에 이를 고려하여 분자량 250 내지 350의 폴리프로필렌글리콜을 선택하여 사용한다. 즉 다른 용제를 사용할 경우 백색도료의 외관성이 불량해지는 문제점이 있다.

수성 백색 조색제 적용되는 폴리프로필렌 글리콜의 함량이 조색제 100 중량부에 대하여 약 2 내지 10중량부의 범위가로 되도록 한다. 만약 이의 함량이 2 중량부 보다 적으면 분산시 조색제의 점도가 높아서 분산 작업성이 저감되며 백색 도료로 형성되는 도막에서 안료 융착 및 레올로지 특성을 부여하기 어렵다. 만약 이의 함량이 10 중량부 보다 많으면 도료의 점도가 낮아져서 저장성에 영향을 미칠 수 있으므로 바람직하지 못하다.

상기 수성 백색 조색제에 적용되는 분산제는 백색의 은폐력을 높여줄 수 있는 중요한 원료인 안료를 습윤 및 저장성을 높여주기 위해 사용된다. 즉, 본 발명의 수성 백색 조색제는 안료의 함량이 높아 다른 도료에 비해 비중이 매우 높고, 이로 인해 저장 안정성이 좋지 못하다는 문제점이 발생할 수 있으나 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 상기 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제와 고분자 카복실산 타입 분산제 및 변성 지방산 폴리머 타입의 분산제를 사용한다.

일 예로서, 상기 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제 및 고분자 카복실산 타입 분산제는 고형분 함량이 40 내지 60% 범위의 것을 사용하고, 수성 백색 조색제 100 중량부에 대하여 2 내지 6 중량부의 범위 내에서 사용한다.

상기 수성 백색 조색제에서 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제와 고분자 카복실산 타입 분산제의 각 각의 함량이 2 중량부 보다 적으면 안료의 함량이 높기 때문에 분산성 및 저장 안정성이 저하될 수 있다. 만약 이의 함량이 6 중량부 보다 많으면 과 분산으로 인한 점도 저하 우려가 있으며, 분산제의 함량이 높을수록 저장 안정성은 좋아지나 최종 형성되는 도막의 부착성이 저하될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.

상기 변성 지방산 폴리머 타입의 분산제는 고형분이 90 내지 100% 범위의 것을 사용하고, 수성 백색 조색제 100 중량부에 대하여 2 내지 6 중량부의 범위 내에서 사용한다.

상기 변성 지방산 폴리머 타입의 분산제의 함량이 2중량부 작으면 백색 도료의 침강성이 안정화 될 수 없고, 6중량부 보다 많으면 점성이 높아서 저장 안정성이 저하되는 문제점이 초래된다.

상기 수성 백색 조색제에서의 백색 안료는 백색을 구현하기 위한 안료로서 TiO2의 함량이 93% 이상인 백색 안료를 60 내지 80 중량부 범위 내에서 사용하도록 한다. 이는 TiO2의 함량이 높을수록 백색도 및 고은폐 백색도료의 구현이 용이하기 때문이다.

상기 백색 안료의 함량이 60 중량부 보다 적으면 고은폐의 백색 도료의 재현성이 어려우며, 만약 이의 함량이 80중량부를 초과하면 백색 도료를 제조할 때 물과 용제의 사용량이 상대적으로 감소되어 안료를 충분히 습윤시키기 어렵고, 도료의 저장성을 유지하는데 어려움이 생긴다.

추가적으로 상기 수성 백색 조색제는 Ph조절제와 기포생성을 억제하는 소포제등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 0.5 내지 2 중량부 범위 내에서 사용할 수 있으며, 그 종류는 통상의 페인트에 적용되는 것이 사용할 수 있기에 이를 한정하지 않는다.

일 예로서, 상기 수성 백색 조색제는 전체 100 중량부를 기준으로 할 때 3 내지 7 중량부의 아크릭 수지를 더 포함할 수 있다. 이는 형성되는 수성 백색 조색제가 동일한 칼라 쉐이드를 갖기는 어려울 수 있는데 이러한 백색 조색제의 칼라 세기를 일정하게 유지하기 위하여 수성 아크릭 수지를 적용하여 색상을 조정하는 것이다.

본 발명에 따른 수성의 백색 조색제의 제조 방법은 TiO2 함량이 93%이상의 백색 안료, 폴리프로필렌 글리콜, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제, 고분자 카복실산 타입 분산제, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제 및 물 혼합하여 교반하면서 습윤시키는 단계 및 얻어지는 결과물을 입도가 10㎛이하가 될 때까지 밀링 및 분산시키는 단계를 포함한다.

구체적으로 수성 백색 조색제를 제조하기 위해서는 먼저 안료 분산 전의 백색 안료 TiO2의 습윤(wetting) 정도에 따라 도료의 분산성 및 분산 작업성이 달라지므로 안료를 분산하기 전에 충분히 고속으로 교반시켜 주도록 한다. 그래야만 분산제, 용제 및 물이 백색 안료를 충분히 습윤 시켜 주는 것이다.

만약 고속 교반이 부족하여 백색 안료가 충분히 습윤 되지 않는다면 분산성이 저하되어 분산 작업 시간이 증가될 수 있다. 이에 더하여, 백색 안료의 습윤이 잘 되게 하기 위해서는 안료, 용제 및 분산제의 상용성이 우수해야 한다. 이러한 특징을 감안하여 다음과 같은 순서에 따라 조성물을 제조하도록 한다.

먼저, 용제인 폴리프로필렌 글리콜을 투입 후 교반하면서 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제, 고분자 카복실산 타입 분산제, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제를 투입 약 10 내지 15분 동안 700 내지 900rpm 속도로 교반하도록 한다.

이어서, 교반하는 중에 백색 안료를 투입 후 20 내지 25분 동안 700 내지 900rpm 속도로 충분히 교반하여 하여 습윤시 공정을 수행한다. 일 예로서, 상기 교반 공정시 PH 조절제와 소포제 등의 첨가제가 추가될 수 있다.

이때, TiO2 함량이 93%이상의 백색 안료는 60 내지 80 중량부, 폴리프로필렌 글리콜은 2 내지 10중량부, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제는 2 내지 6 중량부, 고분자 카복실산 타입 분산제는 2 내지 6중량부, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제는 2 내지 6 중량부, 물은 약 10 내지 20 중량부를 적용할 수 있다.

이어서, 습윤 공정이 수행된 결과물을 링밀 분산기에 도입하여 입도가 약 10㎛ 이하가 될 때까지 약 50분 내지 약 70분 동안 밀링 및 분산시키도록 한다.

일 예로서, 상기 링밀/분산 공정을 수행하면 열이 발생하게 되는데 열이 발생하면 용제가 증발되어 점도가 상승할 수 문제점이 발생될 수 있다. 따라서 열로 인한 점도의 상승을 방지하기 위하여 본 실시예에서는 순환 냉각장치를 설치하여 차가운 물이 결과물을 담고 있는 바스켓을 천천히 순환하여 분산되는 결과물의 온도를 약 50℃ 이하로 냉각시켜 주도록 한다.

또한 분산 단계의 수행 중에 점도의 조절을 위하여 필요에 따라 적절한 양의 용제를 더 추가할 수 있다. 일 예로서 약 백색 조색제 전체 중량의 1 내지 3 중량% 범위에서 더 투입할 수 있다.

다른 예로서, 상기 분산 공정을 동일한 조건에서 수행하더라도 매 회 제조되는 수성 백색 조색제가 동일한 칼라 쉐이드를 갖기는 어려울 수 있는데 이러한 백색 조색제의 칼라 세기를 일정하게 유지하기 위하여 수성 아크릭 수지를 조색제 100 중량부 기준으로 약 3 내지 7 중량부를 추가하여 색상을 조정을 할 수도 있다.

수성 백색 조색제를 포함하는 수성 백색 도료

본 발명의 일 실시예에 따른 수성 백색 도료는 수성 백색 조색제 40 내지 60중량%, 수성 아크릭 에멀젼 수지 12 내지 30 중량%, 수성 아크릭 디스퍼젼 수지 2 내지 10중량%, 레올로지 컨트롤러인 아크릭 코폴리머 에멀젼이 0.1 내지 1 중량%, 음이온성 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체의 왁스 에멀젼 1 내지 3%, 유기용제 2 내지 10 중량% 및 여분의 물을 포함한다.

상기 수성 백색 조색제 폴리프로필렌 글리콜 2 내지 10중량부, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제 2 내지 6 중량부, 고분자 카복실산 타입 분산제 2 내지 6중량부, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제 2 내지 6 중량부, TiO2 함량이 93% 이상인 백색 안료 60 내지 80중량부 및 물 10 내지 20 중량부를 교반 및 분산시켜 형성되며, 위에서 구체적으로 설명하였기에 이에 대한 설명은 생략한다.

상기 수성 백색 조색제의 함량이 수성 백색 도료의 전체 중량에 대하여 40중량% 미만이면 고은폐의 백색 도료의 재현성이 어려우며, 만약 이의 함량이 60중량부를 초과하면 백색 도료를 제조할 때 적용되는 수지 및 물과 용제의 사용량이 상대적으로 감소되어 도료의 저장성을 유지하는데 어려움이 생긴다.

상기 수성 아크릭 에멀젼 수지는 내수성이 좋고, 내약품성 및 내후성, 광택이 좋기 때문에 자동차 보수용 도료의 수지로서 많이 사용되고 있다. 그리고 자동차 보수용 도료 시스템에 대하여 상용성이 우수한 편이다. 특히 본 발명에서는 상기 수성 아크릭 에멀젼 수지로 수지 중의 고형분 함량이 20 내지 30 중량%인 것을 사용하도록 하는데, 이는 제조하고자 하는 백색 도료가 백색 조색제를 포함하기에 조색제의 불휘발분(non-volatile)을 적절하게 하여, 도막의 외관을 높일 수 있기 때문이다.

상기 수성 아크릭 에멀젼 수지의 사용량은 조성물 총량을 기준으로 할 때 12 내지 30중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 함량이 12 중량% 보다 적으면 도료의 점도가 낮아 흐를 수 있으며, 30 중량% 보다 높으면 도료의 용제 및 첨가제 함량이 낮아져 저장성 및 외관이 저하는 문제점이 초래된다. 바람직하게는 15 내지 25 중량%를 사용한다.

수성 아크릭 디스퍼젼 수지는 산가가 3.5 내지 5.2 KOH/g, PH가 6.0 내지 8.0이 되도록 제조할 수 있다. 수성 아크릭 디스퍼젼 수지는 부착성이 좋고, 내약품성 및 내후성, 광택이 좋기 때문에 자동차 보수용 도료의 수지로서 많이 사용되고 있다. 그리고 자동차 보수용 도료 시스템에 대하여 상용성이 우수한 편이다.

수성 아크릭 디스퍼젼 수지는 수지 중의 고형분 함량이 20 내지 30 중량% 사용하도록 하는데, 이는 제조하고자 하는 도료가 조색제이므로 조색제의 불휘발분(non-volatile)을 적절하게 하여, 도막의 외관을 높일 수 있기 때문이다.

수성 아크릭 디스퍼젼 수지의 사용량은 조성물 총량을 기준으로 할 때 2 내지 0 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 함량이 2 중량% 보다 적으면 도료의 부착성이 저하 될 수 있으며, 10 중량% 보다 높으면 도료의 용제 및 첨가제 함량이 낮아져 저장성 및 외관이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다.

상기 레올로지 컨트롤러인 아크릭 코폴리머 에멀젼은 백색 도료의 레올로지를 조절하기 위해 적용된다. 상기 아크릭 코폴리머 에멀젼은 고형분이 20 내지 40중량% 사용하도록 하는데 이는 불휘발분을 적절하게 하여, 도막의 외관을 높일 수 있기 때문이다. 아크릭

상기 아크릭 코폴리머 에멀젼의 사용량은 도료 총량을 기준으로 할 때 0.1 내지 1중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 함량이 0.1중량% 보다 적으면 도료의 레올로지를 향상 시킬 수 없으며, 1중량% 높으면 도료의 저장안정성이 떨어지고, 외관이 저하될 수 있기 때문이다.

상기 유동성 조정용 왁스 에멀젼은 음이온성 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체의 왁스 에멀젼을 사용한다. 상기 음이온성 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체의 왁스 에멀젼은 도료의 입자 배향성을 향상시키고, 도료의 저장 및 사용중 침전을 방지하기 위해 적용된다.

상기 음이온성 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체의 왁스 에멀젼은 고형분이 10 내지 30중량% 사용하도록 하는데 이는 불휘발분을 적절하게 하여, 도막의 외관을 높일 수 있기 때문이다.

상기 음이온성 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체의 왁스 에멀젼의 사용량은 조성물 총량을 기준으로 할 때 1 내지 3중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 함량이 1중량% 보다 적으면 도료의 저장성 및 침강성을 향상 시킬 수 없으며, 3중량% 높으면 도료의 저장안정성이 떨어지고, 외관이 저하될 수 있기 때문이다.

일 실시예로서, 수성 백색 도료.는 소포제, ph 조절제 및 웨팅제 등의 첨가제를 1 내지 2 중량% 더 포함할 수 있다.

이상과 같은 다양한 구성 성분을 사용하여 제조되는 백색 조색제를 포함하는 백색 도료는 은폐력이 98% 이상, 백색도(whiteness)는 85이상이며, 조색용 투명과의 비율 조정으로 은폐력을 조정할 수 있다. 은폐력은 색상의 불투명도를 나타내는 값이며, 즉 도막이 바탕색을 은폐하는 성능을 말한다. 안료의 불투명도는 안료의 광반사와 흡수의 크기에 따라 결정되며, 안료의 굴절율이 클수록 입자표면에서 반사되는 광이 많게 되어 은폐력이 크게 된다. 백색 안료는 광을 거의 흡수하지 않음으로 은폐력은 주로 광의 반사율로서 결정된다. 또한 백색도는 표면색의 흰 정도를 1차원적으로 나타내는 수치이다.

이하 합성예, 비교 합성예를 통해 제조되는 백색 조색제와, 실시예 및 비교 실시예들을 통해 제조되는 백색 조색제를 포함하는 백색 도료를 평가하여 본 발명의 우수성을 보다 구체적으로 설명한다.

하기 표 1, 표 2 및 표 3에 나타난 조성과 함량으로 합성예 1 및 비교 합성예 1 내지 9에 따른 백색 조색제를 제조하였다. 각 성분의 양은 조성물 총량에 대한 배합량으로서 중량부를 나타낸다.

<표 1> 백색 조색제 제조

<표 2>백색 조색제 제조

<표 3>백색 조색제 제조

하기 표 4 및 표 5에 나타난 조성과 함량으로 실시예 1 및 비교 실시예 1 내지 9에 따른 수성 백색 도료를 각각 제조하였다. 각 성분의 양은 백색 도료 총량에 대한 배합량으로서 중량%를 나타낸다.

<표 4>

<표 5>

평가예 1

표 4에 나타난 조성과 함량으로 실시 예 1에 따라 제조된 백색 도료와 자사 수성1K 베이스코트 백색 도료의 은폐력과 백색도를 측정하여 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.

하기 표 6에서 각 특성치는 분광광도계(X-rite MA 68II)를 이용하여 측정하였으며, 은폐력은 도료 각 각 블랙판과 백색판에 일정 두께로 APPLICATING하여 D65/10의 110도에서의 밝기(L) 값을 측정하여 계산하였다.

이때, x-rite 색차계는 분광광도계의 하나로서 CIE 색체계 이론을 이용하여 이를 프로그램화 하여 색상 측정 및 비교하여 차이점을 확인할 수 있는 색차계이다. 또한 x-rite 색차계를 이용하여 백색도(whiteness)을 측정할 수 있다. CIE에서는 2004년 표면색 백색도를 평가하기 위한 백색도(W, W10)와 틴트(T, T10)에 대한 공식을 추천하였다. 기준광은 CIE 표준광 D65를 사용한다.

W = Y + 800(xn-x) + 1700(yn-y)

W10 = Y10 + 800(xn10-x10) + 1700(yn10-y10)

Tw = 1000(xn-x) - 650(yn-y)

Tw10 = 900(xn10-x10) - 650(yn10-y10)

<표 6> 은폐력 및 백색도 측정

표 6에 나타난 결과에서 알 수 있듯이, 실시예 1에 따라 제조된 백색 조색제 조성물을 x-rite 색차계로 은폐력 및 백색도를 확인한 결과 기존 대비 높은 은폐력 및 백색도를 갖는 백색 제품이 얻어짐을 확인할 수 있다.

평가예 2

안료가 백색 조색제 조성물의 은폐력 및 백색도에 미치는 영향을 실험하기 위하여 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 백색 도료와 기존 안료가 적용된 비교 합성예 1, 2의 백색 조색제를 이용하여 제조된 비교 실시예 1 , 2의 백색 도료에 대한 은폐력 및 백색도를 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.

<표 7>

표 7에 나타난 결과를 통하여 알 수 있는 바와 같이 비교 실시예 1, 2에 따른 백색 도료와, 실시예 1의 백색 도료의 경우 도료의 은폐력은 모두 유사한 편이나, 백색도는 합성예 1의 백색 조색제가 적용되어 제조된 실시예 1의 백색도료((베이스코트용))가 우수한 백색도 가짐을 확인할 수 있었다.

평가예 3

분산제가 백색 조색제의 은폐력 및 백색도에 미치는 영향을 실험하기 위하여 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 백색 도료와 기존에 사용되던 분산제를 사용하여 제조된 비교 합성예 3, 4, 5의 백색 조색제를 이용하여 제조된 비교 실시예 3 , 4, 5의 백색 도료(베이스코트용)에 대한 은폐력 및 백색도를 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.

<표 8>

표 8에 나타난 결과를 통하여 알 수 있는 바와 같이 비교 실시예 3 내지 5에 따른 백색 도료와, 실시예 1의 백색 도료의 경우 도료의 은폐력은 모두 유사한 편이나, 백색도는 합성예 1의 백색 조색제가 적용되어 제조된 실시예 1의 백색도료((베이스코트용))가 비교 실시예의 백색도료보다 높은 백색도 가짐을 확인할 수 있었다.

평가예 4

조색제의 TiO2 함량 변화에 따른 도료의 은폐력 및 백색도를 알아보기 위해 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 백색 도료와 비교 합성예 6 내지 9의 백색 조색제를 이용하여 제조된 비교 실시예 6 내지 9의 백색 도료(베이스코트용)에 대한 은폐력 및 백색도를 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.

<표 9>

표 9에 나타난 결과를 통하여 알 수 있는 바와 같이 백색 조색제의 안료의 함량이 증가함에 따라 백색도 및 은폐력이 높아짐을 확인 할 수 있었으나 그 사용량이 과도할 경우 비교 실시예 8과 9에 서와 같이 겔화로 저장성의 좋지 않은 문제점을 발생함으로 확인할 수 있었다.

이상과 같이 본 발명의 실시 예에 따르면 분산성이 백색 안료를 적용하여 제조된 고농도 백색 조색제의 조성물은 우수한 은폐력 및 백색도를 요구하는 제품을 제조하는 데 사용할 수 있다. 특히 적절한 분산제를 사용하는 것에 의해 백색 안료의 저장성 및 백색도, 은폐력을 향상시킬 수 있다. 특히 이러한 고농도의 백색 조색제의 조성물은 베이스코트 도료 시스템에 적용하면 매우 유리한 작업성 및 고은폐, 고백색도를 갖는 백색 제품을 용이하게 제조 할 수 있다.

Claims

폴리프로필렌 글리콜 2 내지 10중량부, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제 2 내지 6 중량부, 고분자 카복실산 타입 분산제 2 내지 6중량부, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제 2 내지 6 중량부, TiO2 함량이 93% 이상인 백색 안료 60 내지 80중량부 및 물 10 내지 20 중량부를 포함하며, 은폐력이 98% 이상이고, 백색도(whiteness)가 85(x-rite 68II, whiteness E313) 이상인 것을 특징으로 하는 수성 백색 조색제.
제1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 글리콜은 분산용제로서 수평균 분자량이 200 내지 400인 것을 특징으로 하는 수성 백색 조색제.
제1항에 있어서, 상기 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제는 고형분 함량이 40 내지 60중량%이고, 상기 고분자 카복실산 타입 분산제는 고형분이 40 내지 60중량%이고, 변성 지방산 폴리머 타입의 분산제는 고형분이 90 내지 100중량%인 것을 특징으로 하는 수성 백색 조색제.
삭제
제1항에 있어서, 상기 수성 백색 조색제의 3 내지 7 중량부의 아크릭 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 백색 조색제.
TiO2 함량이 93%이상의 백색 안료 60 내지 80 중량부를 폴리프로필렌 글리콜 2 내지 10중량부, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제 2 내지 6 중량부, 고분자 카복실산 타입 분산제 2 내지 6중량부, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제 2 내지 6 중량부 및 물 10 내지 20 중량부를 혼합하여 교반하면서 습윤시키는 단계; 및
얻어지는 결과물을 입도가 10㎛이하가 될 때까지 밀링 및 분산시키는 단계를 포함하는 백색 조색제의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 밀링 및 분산시키는 단계에는 발생되는 열을 냉각시켜 주는 것을 특징으로 하는 백색 조색제의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 밀링 및 분산시키는 단계에 점도 조절을 위하여 용제를 전체 중량의 1 내지 3중량% 범위에서 더 투입하는 것을 특징으로 하는 백색 조색제의 제조방법.
폴리프로필렌 글리콜, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제, 고분자 카복실산 타입 분산제, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제, TiO2 함량이 93% 이상인 백색 안료 및 물을 교반 및 분산시켜 형성되는 수성 백색 조색제 40 내지 60중량%;
수성 아크릭 에멀젼 수지 12 내지 30 중량%:
수성 아크릭 디스퍼젼 수지 2 내지 10중량%:
레올로지 컨트롤러인 아크릭 코폴리머 에멀젼이 0.1 내지 1 중량%:
음이온성 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체의 왁스 에멀젼 1 내지 3 중량%:
유기용제 2 내지 10 중량%; 및 여분의 물을 혼합하여 형성되는 수성 백색 도료.
제 9항에 있어서, 상기 수성 백색 조색제는 폴리프로필렌 글리콜 2 내지 10중량부, 블록 공중합체 형태의 아크릭 타입 분산제 2 내지 6 중량부, 고분자 카복실산 타입 분산제 2 내지 6중량부, 변성 지방산 폴리머 타입 분산제 2 내지 6 중량부, TiO2 함량이 93% 이상인 백색 안료 60 내지 80중량부 및 물 10 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 백색 도료.
제 9항에 있어서, 상기 수성 아크릭 에멀젼 수지는 수지중 고형분 함량이 10 내지 30중량%이고, 상기 수성 아크릭 디스퍼젼 수지는 수지중 고형분 함량이 10 내지 30중량%, 산가가 3.5 내지 5.2KOH/g, PH가 6.0 내지 8.0인 것을 특징으로 하는 수성 백색 도료.
제9항에 있어서, 소포제, ph 조절제 및 웨팅제 등의 첨가제를 1 내지 2 중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 백색 도료.
제9항에 있어서, 상기 수성 백색 도료가 자동차 보수용 백색 도료 및 베이스코트 도료로 사용되는 것을 특징으로 하는 수성 백색 도료.