KR102097253B1

KR102097253B1 - 혼합 용제 조성물 및 이를 포함하는 도료 세정제

Info

Publication number: KR102097253B1
Application number: KR1020190165790A
Authority: KR
Inventors: 하민아
Original assignee: 하민아
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-04-03

Abstract

본 발명은 우수한 용해력을 나타내어 각종 도료 및 유지 등을 세정 또는 희석하기 위한 용도로 활용될 수 있는 혼합 용제 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 혼합 용제 조성물은, 아세톤, N-알킬 피롤리돈, 초산 에스테르, 프로필렌글리콜 에테르 및 알코올을 혼합 도입하여, 케톤기, 에스테르기, 에테르기, 아민기, 수산기 등과 같은 다양한 작용기를 동시에 포함함에 따라, 다양한 고분자 수지 도료에 대해 우수한 용해력을 나타내어 각종 도료를 세정 또는 희석하기 위한 용도로 효과적으로 활용할 수 있다. 특히, 인체에 무해한 용제를 혼합 도입하여 용해력을 향상시킴에 따라 톨루엔, 자일렌 등과 같은 VOC 배출 유기 용제의 사용량을 크게 줄일 수 있다.

Description

혼합 용제 조성물 및 이를 포함하는 도료 세정제{Mixed solvent composition and cleaning agent for paint comprising the same}

본 발명은 우수한 용해력을 나타내어 각종 도료, 잉크, 유지 등을 세정 또는 희석하기 위한 용도로 활용될 수 있는 혼합 용제 조성물과 이를 포함하는 도료 세정제에 관한 것이다.

일반적으로, 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compound, VOC)은 비점(끊는 점)이 낮아 대기 중으로 쉽게 증발되는 액체 또는 기체상 유기화합물을 총칭하는 것으로, 산업용 유기용제사용시설, 도장시설, 화학 및 제약공장 등에서 사용하는 저비점의 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 나프타 등과 같은 방향족 화합물이나, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 테트라클로로에틸렌 등과 같은 탄화수소류가 해당된다.

특히, VOC는 대기 중에서 질소 산화물과 공존하면 햇빛의 작용으로 광화학 반응을 일으켜 오존(O₃), 질산 과산화아세틸(peroxyacetyl nitrate, PAN) 등과 같은 광화학 산화성 물질을 생성시켜 광화학 스모그를 유발하는 대기 오염 물질이고, 발암성이 있는 독성 화학물질로서 광화학 산화물의 전구물질이기도 하며, 또한 이들은 지구 온난화의 원인 물질로서 악취를 유발하기도 한다.

따라서, 이와 같은 VOC는 환경과 인체에 악영향을 미치므로 최근 전세계적으로 VOC의 배출량을 저감시키기 위해 규제를 강화하고 있는 추세이며, 기존의 유기 용제를 대신하여 인체에 보다 안전한 용제를 개발하기 위한 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있다.

한편, 각종 건축물, 자동차, 선박 등의 표면에는 고분자 수지를 포함하는 도료를 도포하여 표면을 보호하고 있으며, 도료의 점도를 낮추어 작업성을 높이거나, 도료 코팅 장비 또는 도장면을 세정하기 위한 용도로 다양한 희석제 또는 신너를 활용하고 있다.

하지만, 기존의 희석제는 용해력을 높이기 위해서 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 나프타(naphta) 등과 같은 방향족화합물을 다량 포함하고 있으며, 이와 같은 유기 용제는 대기 중으로 쉽게 휘발됨에 따라 다량의 VOC를 배출하여 대기 오염의 주원인으로 작용함에 따라 사용이 제한되고 있다.

이에 따라, 최근 도료 분야에서는 VOC의 배출량을 저감시키기 위한 방편의 일환으로, 톨루엔, 자일렌 등의 유기 용제 대신 디메틸카보네이트(Dimethyl Carbonate, DMC) 등과 같이 도료를 희석 또는 세정할 수 있고 VOC를 배출하지 않는 면제용제(VOC exempt solvents)를 활용하는 사례가 증가하고 있다.

일례로, 문헌 1인 한국등록특허 제10-1282994호에는, 톨루엔 또는 자일렌을 디메틸카보네이트와 혼합하여 혼합물 상태로 보관하는 것을 특징으로 하는 유기용제 보관방법에 관한 내용이 개시된 바 있다.

또 다른 예로, 문헌 2인 한국등록특허 제10-1471629호에는, C1-4알킬아세테이트 및 C1-4알킬알코올로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 성분 또는 이의 이성질체 30 내지 60 중량%; 휘발성 유기 화합물 10 내지 40 중량%; 및 디메틸카보네이트 20 내지 40 중량%를 포함하는 유기 용제 조성물에 관한 내용이 개시된 바 있다.

하지만, 기존에는 면제 용제를 도입한 혼합 용제의 도료에 대한 용해력을 향상시키는 방안에 대한 연구는 미흡하여 이를 보완할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.

한국등록특허 제10-1282994호 (공개일 : 2013.01.30) 한국등록특허 제10-1471629호 (공고일 : 2014.12.11)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 인체에 독성이 적은 복수 개의 면제 용제를 혼합 도입하여 다양한 도료에 대해 우수한 용해력을 나타내며, 톨루엔, 자일렌 등과 같은 유기 용제의 사용량을 줄일 수 있는 혼합 용제 조성물에 대한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은, 아세톤(acetone) 30 내지 45 중량부, N-알킬 피롤리돈(N-alkyl pyrrolidone) 25 내지 40 중량부, 초산 에스테르(acetic ester) 15 내지 25 중량부, 프로필렌글리콜 에테르(propylene glycol ether) 1 내지 5 중량부 및 알코올(alcohol) 1 내지 10 중량부를 포함하는 혼합 용제 조성물을 제공한다.

또한, 상기 N-알킬 피롤리돈은, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N-에틸-2-피롤리돈(NEP), 1,5-다이메틸피롤리돈(DMP), N-n-부틸피롤리돈, N-이소부틸피롤리돈, N-t-부틸피롤리돈, N-n-펜틸피롤리돈, 3-메틸 N-프로필 피롤리돈, 4-메틸 N-프로필 피롤리돈, 5-메틸 N-프로필피롤리돈, 3-메틸 N-부틸 피롤리돈, 4-메틸 N-부틸 피롤리돈, 5-메틸 N-부틸 피롤리돈 및 N-(메톡시프로필)피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 사용할 수 있다.

또한, 상기 초산 에스테르는, 초산 메틸, 초산 에틸, 에틸렌글리콜모노 에틸에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜모노 프로필 에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜모노 부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노 에틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노 프로필 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 디아세테이트, 프로필렌글리콜 부틸에테르, 부틸렌글리콜모노 에틸에테르 아세테이트, 부틸렌글리콜모노 프로필 에테르 아세테이트, 부틸렌글리콜모노 메틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜모노 에틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜모노 프로필 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜모노 메틸에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노 에틸에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 트리에틸렌글리콜 모노 에틸에테르 아세테이트, 트리에틸렌글리콜 모노 메틸에테르 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 혼합 용제 조성물은 방향족 탄화수소 1 내지 20 중량부를 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 혼합 용제 조성물은 촉매, pH 조절제, 점증제, 계면활성제, 소포제, 착색제, 향미제, 염료, 표백제, 광택제, 가용화재, 안정화제, 부식 저해제, 킬레이트제 및 연마제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기에 기재된 바와 같은 혼합 용제 조성물을 포함하는 도료 세정제를 제공한다.

본 발명에 따른 혼합 용제 조성물은 아세톤, N-알킬 피롤리돈, 초산 에스테르, 프로필렌글리콜 에테르 및 알코올을 혼합 도입하여, 케톤기, 에스테르기, 에테르기, 아민기, 수산기 등과 같은 다양한 작용기를 동시에 포함함에 따라, 다양한 고분자 수지 도료에 대해 우수한 용해력을 나타내어 각종 도료의 세정 또는 희석의 용도로 효과적으로 활용할 수 있다.

특히, 인체에 독성이 적은 복수 개의 용제를 혼합 도입함에 따라 톨루엔, 자일렌 등과 같은 VOC 배출 유기 용제의 사용량을 크게 줄일 수 있다.

도 1은 실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물의 용해도를 평가한 결과이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 혼합 용제 조성물은 아세톤(acetone), N-알킬 피롤리돈(N-alkyl pyrrolidone), 초산 에스테르(acetic ester), 프로필렌글리콜 에테르(propylene glycol ether) 및 알코올(alcohol)을 포함한다.

혼합 용제 조성물에 함유되는 각각의 구성요소에 대해 상세히 살펴보면, 아세톤은 독성이 낮고, 다양한 고분자 수지와 각종 유지에 대한 우수한 용해력을 나타내어 세정력이 우수한 조성물을 형성시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라, 도료의 점도 조절 성능 또한 우수하여 도료, 잉크, 유지 등을 희석을 위한 용도로도 활용될 수 있다. 아세톤은 독성이 낮은 용매로서, 미국과 유럽(EPA) 등지에서는 면제용제(VOC exempt solvents)로 지정되어 있으며, 다양한 유기 용제 및 물과 잘 혼합되는 특성을 나타내며, 락카, 아크릴 수지 도료 등에 대해 우수한 용해성을 나타낸다.

하지만, 아세톤은 비점이 55 내지 60 ℃으로 낮아 저비점 용제로서 쉽게 휘발되는 특성을 나타내어 세정 또는 희석을 위한 용도로 활용하기 힘들다는 단점이 있으며, 본원발명의 혼합 용제 조성물은 N-메틸-2-피롤리돈, 초산 에스테르를 도입하여 이와 같은 단점을 보완할 수 있도록 구성하였다.

상기 아세톤은 30 내지 45 중량부의 비율로 혼합될 수 있으며, 아세톤의 함량이 30 중량부 미만일 경우 도료에 대한 희석성 또는 용해성이 저하될 우려가 있고, 45 중량부를 초과할 경우 휘발성이 증가하여 악취를 발생시키는 문제가 발생할 수 있다.

N-알킬 피롤리돈은 화학적 안정성이 우수하며, 휘발성이 낮은 비양자성 극성 용매로서, 혼합 용제 조성물의 구성 성분 상호간에 혼화성과 상용성을 부여하고, 사이클릭 아민기(cyclic amine group)를 포함하여 도료에 대해 우수한 용해력을 나타내며, 활성화제로 작용하여 도료에 함유되어 있는 고분자의 중합체 사슬을 파괴하는 역할을 하여 세정성과 희석성을 크게 높일 수 있는 용매이다.

N-알킬 피롤리돈은 N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), N-에틸-2-피롤리돈(NEP), 1,5-다이메틸피롤리돈(DMP), N-n-부틸피롤리돈, N-이소부틸피롤리돈, N-t-부틸피롤리돈, N-n-펜틸피롤리돈, 3-메틸 N-프로필 피롤리돈, 4-메틸 N-프로필 피롤리돈, 5-메틸 N-프로필피롤리돈, 3-메틸 N-부틸 피롤리돈, 4-메틸 N-부틸 피롤리돈, 5-메틸 N-부틸 피롤리돈, N-(메톡시프로필)피롤리돈 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 N-알킬 피롤리돈 중에서도, NMP는 혼합 용제 조성물과 도료를 혼합하여 피도면에 코팅할 경우 백화를 방지하도록 하고, 도막의 평활성을 향상시키는 역할 또한 수행할 수 있다.

바람직하게는, N-알킬 피롤리돈은 N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), N-에틸-2-피롤리돈(NEP) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는, N-메틸-2-피롤리돈을 사용할 수 있다.

특히, N-메틸-2-피롤리돈[CAS Number : 872-50-4]과 N-에틸-2-피롤리돈은 비점이 각각 202 ℃ 및 208 ℃로 높아 전술한 아세톤의 낮은 비점 특성을 보완하는 역할을 하며, 조성물의 비점을 높여 휘발성을 저하시킬 수 있음에 따라 VOC 방출량을 줄일 수 있고 독성이 낮으며, 이로 인해 혼합 용제 조성물의 독성을 더욱 저감시킬 수 있다.

상기와 같은 N-알킬 피롤리돈은 25 내지 40 중량부의 비율로 혼합될 수 있으며, N-알킬 피롤리돈의 함유량이 25 중량부 미만일 경우 비점이 낮아 휘발성이 크게 증가하고, 백화방지, 도막의 평활성 향상 등을 도모하기 힘든 문제가 발생할 수 있고, 40 중량부를 초과하는 비율로 혼합되는 경우 혼합 용제 조성물의 상용성이 저하될 우려가 있다.

초산 에스테르는 혼합 용제 조성물의 용해력을 향상시키고, 휘발성을 낮추어 유해 물질의 배출을 저감시키는 역할을 한다. 특히, 초산에스테르는 독성이 낮고, 이분해성(易分解性) 특성을 나타내어 환경에서 쉽게 분해된다.

초산 에스테르는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 폴리에스테르 수지 등의 폭넓은 고분자 수지에 대해 우수한 용해력을 보이므로 혼합 용제 조성물의 혼용성을 향상시켜주는 특성이 있으며, 미국과 유럽(EPA) 등지에서는 초산 부틸 등이 면제용제(VOC exempt solvents)로 지정되어 있다.

초산 메틸, 초산 에틸, 초산 부틸, 에틸렌글리콜모노 에틸에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜모노 프로필 에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜모노 부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노 에틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노 프로필 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 디아세테이트, 프로필렌글리콜 부틸에테르, 부틸렌글리콜모노 에틸에테르 아세테이트, 부틸렌글리콜모노 프로필 에테르 아세테이트, 부틸렌글리콜모노 메틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜모노 에틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜모노 프로필 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜모노 메틸에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노 에틸에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 트리에틸렌글리콜 모노 에틸에테르 아세테이트, 트리에틸렌글리콜 모노 메틸에테르 아세테이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

바람직하게는, 초산 에스테르는 초산 부틸(N-Butyl Acetate, CAS NO : 123-86-4), 초산 에틸(Ethyl Acetate, CAS NO : 141-78-6), 초산 메틸(Methyl Acetate, CAS NO : 79-20-9), 프로필렌글리콜 모노 메틸에테르 아세테이트(Propylene glycol monomethyl ether acetate, CAS NO : 108-65-6), 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Dipropylene Glycol Methyl Ether, CAS NO : 34590-94-8), 디에틸렌글리콜 n-부틸 에테르(n-Butyl Ether, CAS NO : 55934-93-5), 트리프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르(Tripropylene Glycol n-Butyl Ether, CAS NO : 55934-93-5), 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Dipropylene Glycol Methyl Ether, CAS NO : 108-65-6), 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트(3-methyl-3-Methoxy butylacetate, CAS NO : 103429-90-9) 또는 이들의 혼합물을 도입하여 사용할 수 있다.

초산 에틸은 폴리우레탄 수지, 염화비닐 수지, 니트로셀룰로오즈 등과 같은 도료와 혼합 용제 조성물의 상용성을 높이고, 초산 부틸은 염화비닐 수지, 알데히드 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지 등과 같은 도료와 혼합 용제 조성물의 상용성을 높이는 역할을 한다.

본 발명의 혼합 용제 조성물에서 초산 에스테르는 15 내지 25 중량부의 비율로 혼합될 수 있으며, 초산 에스테르의 함유량이 15 중량부 미만일 경우 도료에 대한 용해성과 상용성이 저하될 우려가 있고, 악취가 유발되는 문제가 발생할 수 있으며, 혼합 용제 조성물을 희석제로 활용하는 경우 비점 개선, 백화방지, 도막의 평활성 향상 등을 도모하기 힘든 문제가 발생할 수 있으며, 25 중량부를 초과하는 경우 특정 도료에 대한 용해성이 저하될 우려가 있다.

프로필렌글리콜 에테르는 강한 용해성을 나타내는 에테르기와 수산기를 포함하며, 에테르기는 친유성을 나타내고, 수산기는 친유성을 나타내어 소수성과 친수성 화합물을 모두 용해시킬 수 있으며, 독성이 낮아 용이하게 첨가할 수 있으며, 세정제 조성물에서 커플링제로서 역할을 하고, 분산성을 향상시키며, 도료의 응고점을 낮추어 세정력을 향상시키는 역할을 한다.

프로필렌 글리콜 에테르는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(propylene glycol monomethyl ether, PM, CAS NO : 107-98-2), 프로필렌글리콜 모노에틸에테르(propylene glycol monoethyl ether CAS NO : 1569-02-4), 프로필렌글리콜 모노부틸에테르(propylene glycol monobuthyl ether CAS NO : 15821-83-7), 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르(dipropylene glycol monomethyl ether CAS NO : 34590-94-8) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 프로필렌 글리콜 에테르는 비점이 120 ℃인 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 또는 비점이 189 ℃로 높은 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르를 사용할 수 있다.

혼합 용제 조성물에서 프로필렌 글리콜 에테르는 1 내지 5 중량부의 비율로 혼합할 수 있으며, 세정제 조성물에 혼합되는 함량이 1 중량부 미만일 경우, 구성 성분간 분산성과 세정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 5 중량부를 초과할 경우 혼합 용제 조성물의 혼화성이 저하될 우려가 있다.

알코올은 세정력을 향상시키고, 혼합 용제 조성물의 상 안정성을 높일 수 있으며, 아미노알키드 수지, 락카, 주정도료, 에칭프라이머 등과 혼합 용제 조성물의 상용성을 높이도록 하며, 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, 이소부틸알코올, n-부틸 알코올 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 특히, n-부틸 알코올은 셀락, 부틸알 수지, 로진, 에스테르 검, 요소 수지 등에 우수한 용해력을 나타내어 혼합 용제 조성물의 상용성을 높이는 역할을 한다.

혼합 용제 조성물에서 알코올은 1 내지 10 중량부의 비율로 혼합될 수 있으며, 알코올의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 상 안정성이 저하될 우려가 있다.

상기와 같은 혼합 용제 조성물은 케톤기, 에스테르기, 에테르기, 아민기, 수산기 등과 같은 다양한 작용기를 동시에 포함하여 우수한 용해력을 나타내도록 하면서도, 다양한 종류의 도료에 대한 상용성이 높고 인체에 미치는 악영향이 적어 친환경적인 특성을 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 혼합 용제 조성물은 용해력을 더욱 향상시키기 위해서 방향족 탄화수소를 추가로 포함하도록 구성할 수 있으며, 방향족 탄화수소는 톨루엔, 자일렌 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 이에 제한받는 것은 아니다.

상기와 같은 방향족 탄화수소는 1 내지 20 중량부의 비율로 혼합할 수 있으며, 상기 방향족 탄화수소의 함량이 낮을 경우 추가적인 용해력 향상이 어렵고, 20 중량부를 초과할 경우 VOC 배출량이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 혼합 용제 조성물은 도료, 잉크, 유지 등에 대한 용해력 항샹과 함께 사용 용도, 작업 방식, 사용 환경 등에 따라 적합한 특성을 나타낼 수 있도록 첨가제를 추가로 포함하도록 구성할 수 있다.

첨가제는 촉매, pH 조절제, 점증제, 계면활성제, 소포제, 착색제, 향미제, 염료, 표백제, 광택제, 가용화재, 안정화제, 부식 저해제, 킬레이트제, 연마제 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

촉매는, 혼합 용제 조성물의 도료에 대한 용해력을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 인산칼륨을 대표적인 예로 들 수 있다.

구체적으로, 인산칼륨은 일인산칼륨, 이인산칼륨, 삼인산칼륨 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 칼륨 이온(K⁺)이 이온화한 전자수용체로 작용하여 도료에 포함된 다양한 고분자 수지에 존재하는 전자공여체인 작용기들과 결합하여 도료와 용제 조성물 간의 반응성을 더욱 향상시킬 수 있고, 이로 인해 용해성을 높일 수 있다. 바람직하게는, 상기 인산 칼륨은 삼인산 칼륨(tripotassium phosphate, K₃PO₄) 및 물을 1:1 내지 1:10의 중량비로 혼합하여 제조한 인산칼륨 수용액을 사용할 수 있다. 상기와 같은 인산칼륨은 피도면이 금속일 경우 피도면의 방청성, 부식 방지성 등의 성능을 부여하는 기능성 역시 부여할 수 있으며, 인산칼륨은 칼슘, 나트륨 등과 결합하여 불용성 피막을 표면에 형성시켜 방청성을 나타내도록 한다.

pH 조절제는 혼합 용제 조성물의 pH를 조절하는 역할을 하며, 희석 또는 세정을 위한 도료와의 상용성을 높일 수 있다.

pH 조절제는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol, AMP, [CAS Number : 124-68-5]) 등을 사용할 수 있으며, AMP는 유기 용매 및 물과 상용성이 우수하며, 혼합 용제 조성물의 pH를 알칼리성으로 조절하는 역할을 하며, 혼합 용제 조성물의 용해력을 향상시킬 수 있도록 한다.

계면활성제는 혼합 용제 조성물을 도료 세정을 위한 용도로 활용할 때 첨가할 수 있으며, 수소화불화에테르(hydrofluoroether, HFE)를 사용할 수 있다.

구체적으로, HFE는 VOC를 배출하지 않고, 저독성이고, 오존을 파괴하지 않으며, 혼합 용제 조성물의 표면장력을 낮추어 세정성을 더욱 향상시키는 역할을 하며, 1,1,2,2-테트라-1-(2,2,2-트리플루오로에톡시) 에탄(1,1,2,2-Tetrafluoro-1-(2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, HFE-347pcf2, CAS No.：406-78-0), HFE-338pcc13, HFE-236cal2, HFE-134, HFE-7100, HFE-7300, HFE-7500 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있다.

점증제는 혼합 용제 조성물의 점도를 높이는 역할을 하며, 셀룰로스계 증점제, 천연 검, 아크릴레이트, 전분, 스테아레이트, 지방산 알코올, 점토, 염, 칸데릴라 왁스, 카나우바 왁스, 밀랍, 오일, 선형 알코올 에톡실레이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 혼합 용제 조성물은 아세톤, NMP, 초산 에스테르, 알코올 및 프로필렌글리콜 에테르를 포함하여 다양한 고분자 수지에 대해 우수한 용해력을 나타내어 각종 도료의 희석 또는 세정 등의 용도로 효과적으로 활용할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 혼합 용제 조성물을 포함하는 도료용 범용 세정제를 제공한다.

본 발명에 따른 도료용 범용 세정제 조성물은 상기 혼합 용제 조성물에 착색제, 향미제, 염료, 표백제, 광택제, 부식 저해제, 킬레이트제, 연마제 또는 이들의 혼합물을 혼합하여 도료 세정을 위한 용도로 활용할 수 있으며, 스프레이 분무, 침지 등의 방법으로 다양한 도료를 박리시키거나 용해시켜 피도면에서 도료를 제거할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 세정제는 혼합 용제 조성물을 포함하여, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 멜라민 수지 등을 포함하는 도료를 세정하기 위한 용도로 용이하게 활용될 수 있다.

나아가, 본 발명은 상기와 같은 혼합 용제 조성물을 포함하는 도료 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 도료 조성물은 도료 조성물 100 중량부를 기준으로, 상기 혼합 용제 조성물을 5 내지 50 중량부의 비율로 포함할 수 있으며, 각종 도료에 대해 우수한 용해력을 보유하면서도 VOC의 함량이 보다 저감되어 친환경적인 특성을 나타내는 도막을 형성할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하도록 한다.

제시된 실시예는 본 발명의 구체적인 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

<실시예 및 비교예>

하기 표 1에 나타낸 바와 같은 중량비로 각각의 구성 요소를 첨가한 다음 혼합하여 혼합 용제 조성물을 제조하였다. 혼합 용제 조성물의 제조는 교반 수단이 구비된 혼합조에서 수행하였으며, 500 rpm의 속도로 1시간 동안 교반하여 각각의 혼합 용제 조성물을 제조하였다.

상기 표 1에서, 각각의 구성 성분은 하기에 나타낸 바와 같다.

A : 아세톤 [CAS NO. : 67-64-1]

B : N-메틸-2-피롤리돈 [CAS NO. : 872-50-4]

C : 초산 에스테르 혼합물을 사용하였으며, 초산 에스테르 혼합물은 초산메틸 [CAS NO. : 79-20-9] 22 중량부, 초산에틸 [CAS NO. : 872-50-4] 2 중량부, 초산 부틸 [CAS NO : 123-86-4] 65 중량부, 프로필렌글리콜 모노 메틸에테르 아세테이트 [CAS NO : 108-65-6] 11 중량부를 혼합한 것을 사용하였음

D : 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 [CAS NO. : 34590-94-8]

E : 알코올 혼합물을 사용하였으며, n-부틸 알코올 [CAS NO. : 71-36-3] 및 메틸 알코올 [CAS NO. : 67-56-1]을 1:6의 중량비로 혼합한 혼합물을 사용하였음

F : o-자일렌 [(o-xylene), CAS NUMBER : 95-47-6]

G : 삼인산 칼륨 수용액 [CAS NUMBER : 7778-53-2]

H : 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (2-amino-2-methyl-1-propanol, AMP, [CAS Number : 124-68-5])

I : HFE-347pcf2[CAS No.：406-78-0]

참고로, 혼합 용제 조성물은 15 내지 25 ℃의 온도에서 사용가능한 비점 100 내지 150 ℃ 사이의 표준 희석제 타입으로 각각의 구성 요소를 혼합하여 제조하였다.

<실험예>

(1) 도료에 대한 세정성 평가

실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물의 도료에 대한 용해성을 평가하기 위해서, 도료를 표면에 2 mm 두께로 도포한 다음 3분 동안 방치시켜 시편(50 mm × 20 mm)을 제조하였다. 제조한 시편을 실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물에 1분 동안 침지시켰으며, 침지 전과 침지 후의 무게 변화율을 평가하였다. 도료는 폴리우레탄 및 폴리에스테르 수지를 포함하는 자동차용 수성 도료 1을 도포한 것을 시편 1로 선정하였고, 아크릴 및 멜라민 수지를 포함하는 자동차용 수성 도료 2를 도포한 것을 시편 2로 선정하였으며, 2종의 시편을 이용해 세정성능 평가(무게 변화율 %)를 수행하였고, 평가한 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.

표 2에 나타난 바와 같이, 실시예에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물의 도료에 대한 세정 성능이 우수한 것으로 확인되었으며, 특히, 실시예 8에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물의 세정성능이 가장 우수한 것으로 나타났으며, 인산 칼슘 및 2-아미노-2-메틸-1-프로판올의 혼합 첨가로 인해 세정성능이 더욱 향상되었음을 확인할 수 있었다.

반면에, 비교예 1 및 2에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물의 경우 용해도가 다소 떨어지며, 특히, 비교예 3과 같이 아세톤 및 NMP을 혼합하는 경우와 비교예 4와 같이 초산 에스테르를 혼합하지 않는 경우 세정성능이 크게 저하된다는 사실을 확인할 수 있었다.

(2) 마찰 세정 테스트(Rubbing Test)

실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물을 시편에 스프레이 코팅 방법으로 도포하고, 시편의 표면을 러빙포를 이용해 반복적으로 문질러주는 마찰 세정 방법(rubbing method)으로 혼합 용제 조성물의 도료 제거 성능을 확인하였으며, 그 결과를 하기의 표 3에 나타내었다. 이때, 시편은 폴리우레탄 및 폴리에스테르 수지를 포함하는 자동차용 수성 도료 1을 도포한 다음 3일 동안 경화시킨 것을 시편 1로 선정하였고, 아크릴 및 멜라민 수지를 포함하는 자동차용 수성 도료 2를 도포한 다음 3일 동안 경화시킨 것을 시편 2로 선정하였으며, 제거 성능은 하기에 나타낸 바와 같은 기준으로 평가하였다.

A : 5회 이하의 러빙으로 도막 제거

B : 5회 이상 15회 이하의 러빙으로 도막 제거

C : 15회 이상 25회 이하의 러빙으로 도막 제거

D : 25회 이상 50회 이하의 러빙으로 도막 제거

E : 50회 이상의 러빙으로 도막 제거 또는, 도막 제거 안됨

표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 및 비교예에 따른 혼합 용제 조성물의 도막 제거 성능을 확인한 결과, 실시예에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물의 경우 모두 25회 이하의 러빙(Rubbing) 만으로도 도막이 제거된다는 사실을 확인하여 세정성능이 우수하다는 사실을 확인할 수 있었으며, 특히, 실시예 6 내지 8의 경우 도막 제거 성능이 매우 우수하고, 실시예 8의 혼합 용제 조성물의 도막 제거 성능이 가장 우수한 것을 확인할 수 있었다.

이와 같은 결과를 통해서, 삼인산칼륨 수용액, AMP, HFE-347pcf2을 첨가하는 경우 세정 성능이 더욱 향상된다는 사실을 확인할 수 있었으며, 실시예에 따른 혼합 용제 조성물을 다양한 수지를 세정하기 위한 용도로도 활용이 가능하다는 사실을 확인할 수 있었다.

(3) 알키드 수지 포함 도료에 대한 용해도 평가

실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 신너 조성물의 알키드 수지 도료에 대한 용해성을 평가하기 위해서, 알키드 수지 도료를 피착면에 2 mm 두께로 도포한 다음 도포면에서 알키드 수지 도료를 박리시켜 시편을 수득하였으며, 수득한 시편을 혼합 용제 조성물과 혼합하고, 70 내지 80 ℃의 온도로 반응시켜 실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물의 알키드 수지 도료에 대한 시간별 용해도(%)를 평가하였으며, 그 결과를 도 1 및 표 4에 나타내었다.

도 1 및 표 4에 나타난 바와 같이, 알키드 수지 도료에 대한 혼합 용제 조성물의 용해도를 평가한 결과, 실시예에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물의 용해도가 우수한 것으로 확인되었으며, 특히, 실시예 8에 따른 방법으로 제조한 조성물의 경우 용해도가 가장 우수한 것을 확인할 수 있었다.

반면에, 비교예에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물의 경우 용해도가 떨어지며, 특히, 초산 에스테르를 혼합하지 않은 비교예 3과 비교예 4의 경우 알키드 수지에 대한 용해도가 크게 떨어진다는 사실을 확인할 수 있었다.

(4) 작업성 및 물성 평가

실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물과 시판되고 있는 자동차 보수용 아크릴 폴리우레탄 탑코트 도료와의 작업성을 평가하였으며, 그 결과를 하기의 표 5에 나타내었다. 이를 위해, 도료 100 중량부를 기준으로 혼합 용제 조성물 10 중량부를 혼합하여 평가하였다.

표 5에 나타낸 바와 같이, 도료와의 작업성을 평가한 결과, 실시예에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물의 경우 미립화, 도막 외관, 도막 부착성 및 방청성 등이 양호한 결과를 보이는 것으로 확인된 반면에, 비교예 2 및 3에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물의 경우 아세톤의 함량이 높아 도막의 외관이 불량한 것으로 확인되었다. 특히, 실시예 5 내지 8에 따른 방법으로 제조한 혼합 용제 조성물의 경우 삼인산칼륨의 첨가로 인해 방청성이 더욱 향상되어 자동차 보수용 도료에 대한 희석제로 활용이 가능할 것으로 예측되었다.

상기와 같은 결과를 통해, 제조한 혼합 용제 조성물은 다양한 도료에 대해 우수한 세정성능과 용해력을 갖는다는 사실을 확인할 수 있었으며, 다양한 도료를 세정하거나 희석하기 위한 용도로 본 발명의 혼합 용제 조성물을 용이하게 사용할 수 있을 것으로 판단되었다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

Claims

아세톤(acetone) 30 내지 45 중량부, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 25 내지 40 중량부, 초산메틸, 초산에틸, 초산부틸 및 프로필렌글리콜 모노 메틸에테르 아세테이트를 포함하는 혼합물 17 내지 22.5 중량부, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 2.5 중량부, n-부틸 알코올 및 메틸 알코올을 포함하는 혼합물 5 중량부와, 삼인산 칼륨 수용액 1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 용제 조성물.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
방향족 탄화수소 1 내지 20 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 용제 조성물.
삭제
제1항 및 제4항 중 어느 한 항에 기재된 혼합 용제 조성물을 포함하는 도료 세정제.