KR102308410B1

KR102308410B1 - 색 분산물의 제조방법 및 그에 의해 제조된 색 분산물

Info

Publication number: KR102308410B1
Application number: KR1020140112592A
Authority: KR
Inventors: 동 윤; 후이 리우; 유지앙 왕; 시우안 지앙
Original assignee: 롬 앤드 하아스 컴패니; 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2021-10-01
Also published as: CN104419273A; US10023757B2; US20150059616A1; CN104419273B; BR102014020429A2; AU2014215977B2; CA2860049C; AU2014215977A1; BR102014020429B1; CA2860049A1; EP2871218A1; KR20150027698A; EP2871218B1

Abstract

물, 제1 착색제, 및 메틸셀룰로스, 하이드록시프로필메틸셀룰로스, 하이드록시에틸메틸셀룰로스, 하이드록시부틸메틸셀룰로스, 하이드록시에틸에틸셀룰로스, 및 그의 혼합물로부터 선택되는 제1 겔과 구아, 펙틴, 카라기난, 젤라틴, 및 그의 혼합물로부터 선택되는 제2 겔을 포함하는 겔 조성물을 접촉시켜 제1 착색제 분산물을 형성하는 제1 단계; 제1 착색제 분산물을 폴리머 입자의 수성 분산물, 클레이, 및 해교제를 포함하는 조성물과 접촉시켜 보호된 제1 착색제 입자의 분산물을 형성하는 제2 단계를 포함하는 색 분산물의 제조방법이 개시된다. 제1 착색제 분산물을 포함하는 색 분산물, 및 상기 색 분산물을 포함하는 칼라 코팅이 또한 개시된다.

Description

색 분산물의 제조방법 및 그에 의해 제조된 색 분산물{A PROCESS FOR PREPARING COLOR DISPERSIONS AND THE COLOR DISPERSIONS MADE THEREOF}

본 발명은 색 분산물의 제조방법, 그에 의해 제조된 색 분산물, 및 이를 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다. 특히, 색 분산물은 다색성이다.

다색 코팅은 종래 단색 코팅에 대한 수성 스프레이식 무결절성(seamless) 대안이다. 종래 단색 코팅은 1종의 착색제를 함유한다. 다색 코팅은 색이 상이한 적어도 2종의 착색제를 함유한다. 스프레이 후, 착색제 입자는 표면 상에 분포되어 자연석 표면 또는 다른 자연 다색 표면처럼 보인다. 형성된 장식용 및 내구성 다색 표면은 최종 코팅이 건축 보수 또는 신축에 유용하게 한다.

미국 특허공보 US5114481 일본 공개특허공보 특개2008-291259호

다색 코팅의 핵심부는 착색제 입자를 보호하고 분리하는 바인더 시스템이다. 바인더 시스템은 최종 코팅의 단가와 성능을 결정하는데 중요한 역할을 한다. 적당한 바인더 시스템이 없으면, 다색 코팅은 엄격한 저장 및 처리 조건을 요할 수 있거나, 필히 부자연스러워 보일 수 있다. 적당한 바인더 시스템이 없으면, 착색제는 또한 수조건에서 바인더로부터 용이하게 방출되어 다색 성능을 저하시킬 것이다.

안정하면서 착색제를 적절히 보호하고 특별히 필요로 하는 외관을 가지는 색 코팅, 특히 다색 코팅을 제조하는 간단한 방법을 찾는 것이 여전히 열망되고 있다.

발명의 개요

본 발명은 물, 제1 착색제, 및 메틸셀룰로스, 하이드록시프로필메틸셀룰로스, 하이드록시에틸메틸셀룰로스, 하이드록시부틸메틸셀룰로스, 하이드록시에틸에틸셀룰로스, 및 그의 혼합물로부터 선택되는 제1 겔과 구아, 펙틴, 카라기난, 젤라틴, 및 그의 혼합물로부터 선택되는 제2 겔을 포함하는 겔 조성물을 접촉시켜, 제1 착색제 분산물의 총 중량을 기준으로, 0.05 wt.% 내지 10 wt.%의 제1 착색제, 0.1 wt.% 내지 15 wt.%의 제1 겔, 및 0.1 wt.% 내지 15 wt.%의 제2 겔을 포함하는 제1 착색제 분산물을 형성하는 제1 단계를 포함하는 색 분산물의 제조방법을 제공한다.

상기 방법의 제2 단계는 상기 제1 착색제 분산물을 폴리머 입자, 클레이, 및 해교제(peptizing agent)의 수성 분산물을 포함하는 보호 조성물과 접촉시켜 보호된 제1 착색제 입자의 분산물을 형성하는 것을 포함하고; 상기 보호 조성물은 보호 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.5 wt.% 내지 70 wt.%의 폴리머 입자, 0.1 wt.% 내지 10 wt.%의 클레이, 및 0.05 wt.% 내지 10 wt.%의 해교제를 포함하고; 여기서 제1 착색제 분산물 대 보호 조성물의 중량 대 중량비는 1:10 내지 10:1이다.

상기 방법의 임의적인 제3 단계는 제1 착색제와 상이한 제2 착색제로 제1 단계 및 제2 단계를 반복하여 보호된 제2 착색제 입자의 분산물을 형성하는 것이다.

상기 방법의 임의적인 제4 단계는 보호된 제1 및 제2 착색제 입자의 분산물을 혼합하여 2-색 분산물을 형성하는 것이다.

본 발명은 추가로 제1 착색제 분산물을 포함하는 색 분산물을 제공한다.

본 발명은 추가로 색 분산물을 포함하는 칼라 코팅을 제공한다.

도 1은 본 발명 실시예 1, 비교 실시예 22, 및 실제 화강암 표면의 외관을 나타낸다; 도 1a는 브라운, 그레이 및 블랙 착색제의 다-착색제 코팅을 포함하는 본 발명 실시예 1의 외관이고; 도 1b는 실제 화강암 표면의 외관이며; 도 1c는 레드, 옐로우 및 블랙 착색제의 다색 코팅을 포함하는 비교 실시예 22의 코팅 외관이다.
도 2는 본 발명 실시예 1 및 실제 화강암 표면의 외관을 나타낸다; 도 2는 블랙, 화이트 및 그레이 착색제의 다색 코팅을 포함하는 본 발명 실시예 1의 외관이고; 도 2b는 실제 화강암 표면의 외관이다.

발명의 상세한 설명

성분들을 설명하기 위한 것으로, 괄호를 포함하는 모든 어구들은 삽입된 것을 포함 및/또는 포함하지 않음을 의미한다. 예를 들어, 어구 "(코)폴리머"는 폴리머, 코폴리머 및 그의 혼합물을 선택적으로 포함하고; 어구 "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 및 그의 혼합물을 의미한다.

본원에 사용된 용어 "wt.%"는 중량 퍼센트를 가리킨다.

본 발명의 색 분산물은 제1 착색제 분산물 및 보호 조성물을 포함한다. 제1 착색제 분산물 대 보호 조성물의 중량비는 1:10 내지 10:1, 바람직하게는 1:7 내지 7:1, 및 더욱 바람직하게는 1:5 내지 5:1이다.

제1 착색제 분산물

본 발명의 제1 착색제 분산물은 제1 착색제 분산물의 총 중량을 기준으로, 0.05 wt.% 내지 10 wt.%, 바람직하게는 0.1 wt.% 내지 7 wt.%, 및 더욱 바람직하게는 0.5 wt.% 내지 5 wt.%의 제1 착색제를 포함한다.

착색제는 유기 또는 무기 착색제 입자, 바람직하게는 무기 착색제 입자이다. 착색제 입자의 실례는 이산화티탄 화이트, 카본 블랙, 램프 블랙, 블랙 산화철, 뱅갈라, 투명 레드 옥사이드, 옐로우 산화철, 투명 옐로우 옥사이드, 브라운 산화철, 프탈로시아닌 그린, 프탈로시아닌 블루, 나프톨 레드, 퀴나크리돈 레드, 퀴나크리돈 마젠타, 퀴나크리돈 바이올렛, DNA 오렌지, 및 유기 옐로우를 포함한다. 착색제는 또한 코팅의 불투명 또는 은폐능에 실질적으로 기여할 수 있는 미립자 무기 물질일 수 있다.

제1 착색제 분산물은 추가로 제1 착색제 분산물을 기준으로, 0.1 wt.% 내지 15 wt.%, 바람직하게는 0.3 wt.% 내지 10 wt.%, 및 더욱 바람직하게는 0.5 wt.% 내지 5 wt.%의 제1 겔; 및 0.1 wt.% 내지 15 wt.%, 바람직하게는 0.3 wt.% 내지 10 wt.%, 및 더욱 바람직하게는 0.5 wt.% 내지 5 wt.%의 제2 겔을 포함하는 겔 조성물을 포함한다.

제1 겔의 적합한 예로서는 메틸셀룰로스 (MC), 하이드록시프로필메틸셀룰로스 (HPMC), 하이드록시에틸메틸셀룰로스 (HEMC), 하이드록시부틸메틸셀룰로스 (HBMC), 하이드록시에틸에틸셀룰로스 (HEEC), 및 그의 혼합물을 들 수 있다.

제2 겔의 적합한 예로서는 구아, 펙틴, 카라기난, 젤라틴, 및 그의 혼합물을 들 수 있다.

임의로, 제1 착색제 분산물은 추가로 제1 착색제 분산물의 총 중량을 기준으로, 0.1 wt.% 내지 10 wt.%, 바람직하게는 0.5 wt.% 내지 8 wt.%, 및 더욱 바람직하게는 1 wt.% 내지 5 wt.%의 클레이를 포함한다.

임의로, 제1 착색제 분산물은 추가로 폴리머 입자의 수성 분산물을 포함한다. 폴리머 입자는 제1 착색제 분산물의 총 중량을 기준으로 0.1 wt.% 내지 40 wt.%, 바람직하게는 1 내지 20 wt.%, 및 더욱 바람직하게는 2 내지 10 wt.%로 존재한다.

제1 착색제 분산물은 제1 착색제 분산물의 총 중량이 100 wt.%가 되도록 물을 더 포함할 수 있다.

보호 조성물

본 발명의 보호 조성물은 폴리머 입자의 수성 분산물을 포함한다. 폴리머 입자는 보호 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 wt.% 내지 70 wt.%, 바람직하게는 1 wt.% 내지 50 wt.%, 및 더욱 바람직하게는 5 wt.% 내지 40 wt.%로 존재한다.

보호 조성물은 추가로 보호 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 wt.% 내지 10 wt.%, 바람직하게는 0.5 wt.% 내지 7.5 wt.%, 및 더욱 바람직하게는 1 wt.% 내지 5 wt.%의 클레이를 포함한다.

보호 조성물은 추가로 보호 조성물의 총 중량을 기준으로 0.05 wt.% 내지 10 wt.%, 바람직하게는 0.1 wt.% 내지 5 wt.%, 및 더욱 바람직하게는 0.5 wt.% 내지 2 wt.%의 해교제를 포함한다.

본 발명의 보호 조성물은 보호 조성물의 총 중량이 100 wt.%가 되도록 물을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 보호 조성물 및 임의로 제1 착색제 분산물에 사용된 폴리머 입자는 바람직하게는 적어도 하나의 에틸렌적 불포화 비이온성 모노머의 중합 생성물이다. 여기에서, "비이온성 모노머"는 공중합된 모노머 잔기가 pH=1-14 사이에서 이온 전하를 가지지 않음을 의미한다. 본 발명에 사용된 에틸렌적 불포화 비이온성 모노머는 (메트)아크릴계 에스테르 모노머 (여기서, (메트)아크릴계 에스테르는 메타크릴계 에스테르 또는 아크릴계 에스테르를 의미한다), 예로서 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 및 하이드록시프로필 메타크릴레이트; (메트)아크릴로니트릴; (메트)아크릴아미드; 아미노-작용성 및 우레이도-작용성 모노머; 아세토아세테이트-작용성 그룹을 가지는 모노머; 스티렌 및 치환된 스티렌; 부타디엔; 에틸렌, 프로필렌, α-올레핀, 예컨대 1-데센; 비닐 아세테이트, 비닐 부티레이트, 비닐 베르사테이트 및 기타 비닐 에스테르; 및 비닐 모노머, 예컨대 비닐 클로라이드 및 비닐리덴 클로라이드를 포함한다.

폴리머 입자의 수성 분산물은 전형적으로 당업계에 주지인 부가 중합 에멀젼 중합 공법으로 형성된다. 통상적인 계면활성제가 사용될 수 있으며, 음이온성 및/또는 비이온성 계면활성제, 예컨대 알칼리 금속 또는 암모늄 알킬 설페이트, 알킬 설폰산, 지방산, 옥시에틸화 알킬 페놀, 및 그의 혼합물을 포함한다. 자유 래디칼 부가 중합이 가능할 수 있는 적어도 하나의 에틸렌적 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 중합성 계면활성제가 또한 사용될 수 있다. 사용된 계면활성제의 양은 보통 총 모노머의 중량을 기준으로 0.1 wt.% 내지 6 wt.%이다. 열 또는 산화환원 개시 공법이 사용될 수 있다. 통상적인 자유 래디칼 개시제, 예컨대 과산화수소, t-부틸 하이드로퍼옥시드, t-아밀 하이드로퍼옥시드, 암모늄 및 알칼리 퍼설페이트가 전형적으로 총 모노머의 중량을 기준으로 0.01 wt.% 내지 3.0 wt.%의 수준으로 사용될 수 있다. 모노머 혼합물은 균일 또는 여러 조성물을 사용하여 반응 기간에 걸쳐 단일 첨가 또는 복수 첨가로 연속적으로 첨가될 수 있다. 추가 성분, 예컨대 자유 래디칼 개시제, 산화제, 환원제, 연쇄이동반응제, 중화제, 계면활성제, 및 분산제가 모노머 첨가 전, 첨가 동안 또는 첨가 후에 가해질 수 있다.

제1 착색제 분산물 및 보호 조성물에 사용된 클레이는 바람직하게는 가변적인 양의 철, 마그네슘, 알칼리 금속, 알루미늄, 알칼리 토류, 및 다른 양이온을 가지는 함수 필로실리케이트이다. 클레이의 적합한 예는 리튬 마그네슘 실리케이트, 예컨대 LAPONITE^TM RD 클레이 및 LAPONITE^TM RDS 클레이(Rockwood Additives Ltd.로부터 상업적으로 입수가능), 및 알루미늄 마그네슘 실리케이트, 예컨대 VEEGUM^TM 마그네슘 알루미늄 실리케이트(Vanderbilt Company, Inc.로부터 상업적으로 입수가능)를 포함한다.

보호 조성물에 사용된 해교제는 바람직하게는 소듐 피로포스페이트, 소듐 카보네이트, 소듐 폴리포스페이트, 소듐 메타포스페이트, 소듐 폴리아크릴레이트, 및 소듐 하이드록사이드이다. 소듐 이온은 또한 다른 1가 알칼리 금속 이온, 예컨대 리튬 및 포타슘으로 대체될 수 있다.

본 발명의 색 분산물은 물, 제1 착색제, 및 MC, HPMC, HEMC, HBMC, HEEC, 및 그의 혼합물로부터 선택되는 제1 겔과 구아, 펙틴, 카라기난, 젤라틴 및 그의 혼합물로부터 선택되는 제2 겔을 포함하는 겔 조성물을 함께 접촉시켜 제1 착색제 분산물을 제공함으로써 제조된다.

바람직한 구체예에 있어서, 본 발명의 색 분산물은 물, 제1 착색제, MC, HPMC, HEMC, HBMC, HEEC, 및 그의 혼합물로부터 선택되는 제1 겔과 구아, 펙틴, 카라기난, 젤라틴 및 그의 혼합물로부터 선택되는 제2 겔을 포함하는 겔 조성물, 및 클레이를 함께 접촉시켜 제1 착색제 분산물을 제공함으로써 제조된다.

또다른 바람직한 구체예에 있어서, 본 발명의 색 분산물은 물, 제1 착색제, MC, HPMC, HEMC, HBMC, HEEC, 및 그의 혼합물로부터 선택되는 제1 겔과 구아, 펙틴, 카라기난, 젤라틴 및 그의 혼합물로부터 선택되는 제2 겔을 포함하는 겔 조성물, 및 폴리머 입자의 수성 분산물을 함께 접촉시켜 제1 착색제 분산물을 제공함으로써 제조된다.

그밖의 다른 바람직한 구체예에 있어서, 본 발명의 색 분산물은 물, 제1 착색제, MC, HPMC, HEMC, HBMC, HEEC, 및 그의 혼합물로부터 선택되는 제1 겔과 구아, 펙틴, 카라기난, 젤라틴 및 그의 혼합물로부터 선택되는 제2 겔을 포함하는 겔 조성물, 클레이, 및 폴리머 입자의 수성 분산물을 함께 접촉시켜 제1 착색제 분산물을 제공함으로써 제조된다.

제조된 제1 착색제 분산물을 폴리머 입자의 수성 분산물, 클레이, 및 해교제를 포함하는 보호 조성물과 접촉시켜 보호된 제1 착색제 입자의 분산물을 제조한다.

본 발명의 색 분산물은 제1 착색제만을 가져 단색 코팅 제조에 사용될 수 있다. 상이한 착색제를 가지는 복수의 본 발명의 색 분산물을 사용하여 다색 코팅을 제조할 수 있다.

제1 착색제의 것과 상이한 색을 가지는 제2 착색제가 또한 보호된 제2 착색제 입자의 분산물 제조를 위해 제1 착색제 대신 상기 공정에 사용될 수 있다.

상이한 다색 코팅 응용 요건에 따라, 보호된 제3, 제4, 제5, 제6 등등의 착색제 입자의 분산물이 상술된 공정에 따라 제조될 수 있다.

보호된 제1 및 제2 착색제 입자의 분산물을 함께 혼합하여 2-색 분산물을 수득한다. 상이한 종류 및 수의 보호된 착색제 입자의 분산물을 함께 혼합하여 갖가지 요구에 따른 다색 분산물을 제조할 수 있다.

코팅 조성물 및 적용

색 분산물은 기타 코팅 첨가제를 도입하여 코팅 조성물로 만들어진다. 코팅 첨가제의 실례는 합체제(coalescing agent), 공용매, 계면활성제, 완충제, 중화제, 농후제, 비농후 리올로지 개질제(non-thickening rheology modifier), 분산제, 보습제, 습윤제, 방미제, 살생물제, 가소제, 항기포제, 소포제, 박리방지제(anti-skinning agent), 유동제, 가교제 및 항산화제를 포함한다.

본 발명에 사용된 농후제는 폴리비닐 알콜 (PVA), 소수성 개질된 알칼리 가용성 에멀젼 (HASE), 알칼리-가용성 또는 알칼리 팽윤성 에멀젼 (ASE), 소수성 개질된 에틸렌 옥시드-우레탄 폴리머 (HEUR), 셀룰로스 농후제, 예컨대 하이드록실 메틸셀룰로스 (HMC), 하이드록실에틸셀룰로스 (HEC), 소수성 개질된 하이드록시에틸셀룰로스 (HMHEC), 소듐 카복시메틸셀룰로스 (SCMC), 발연 실리카, 아타펄가이트 클레이 및 다른 종류의 클레이를 포함할 수 있고, 티타네이트 킬레이트제도 본 발명의 농후제로서 사용될 수 있다.

본 발명에 사용된 분산제는 비이온성, 음이온성 및 양이온성 분산제, 예컨대 적절한 분자량을 가지는 폴리산, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (AMP), 디메틸 아미노 에탄올 (DMAE), 포타슘 트리폴리포스페이트 (KTPP), 트리소듐 폴리포스페이트 (TSPP), 시트르산 및 다른 카복실산을 포함할 수 있다. 바람직한 분산제는 적절한 분자량을 가지는 폴리산이다. 본 발명에 사용된 폴리산은 소수성 또는 친수성 개질된 것을 포함하는 폴리카복실산, 예를 들면 폴리아크릴산 또는 폴리메타크릴산 또는 말레산 무수물과 다양한 모노머, 예컨대 스티렌, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 에스테르, 디이소부틸렌, 및 기타 친수성 또는 소수성 코모노머뿐 아니라 상기 언급된 분산제의 염, 및 그의 혼합물을 기반으로 한 호모폴리머 및 코폴리머를 포함한다. 이러한 폴리산의 분자량은 400 내지 50,000, 바람직하게는 400 내지 30,000, 더욱 바람직하게는 500 내지 10,000, 더욱더 바람직하게는 1,000 내지 5,000, 및 가장 바람직하게는 1,500 내지 3,000이다.

본 발명에 사용된 항기포제 및/또는 소포제는 실리콘-기반 및 광유-기반 소포제를 포함할 수 있다. 본 발명에 사용된 계면활성제는 음이온성, 비이온성, 양이온성 계면활성제 및 양쪽성 계면활성제를 포함할 수 있다. 바람직하게는 사용된 계면활성제는 음이온성 및 비이온성 계면활성제, 및 더욱 바람직하게는 비이온성 계면활성제이다.

본 발명에 사용된 살생물제는 유기 또는 무기 살생물제일 수 있다. 실례가 DuPont에 의한 US 4127687호, Masuoka 등에 의한 US 4898895호 및 WO1995032862A1호에 기술되었다. 바람직하게는, 살생물제는 디요오도메틸-p-톨릴설폰, 4,5-디클로로-2-옥틸-2H-이소티아졸-3-온 (DCOIT), 클로로메틸이소티아졸리논 및 메틸이소티아졸리논, 및 그의 혼합물의 활성 구조를 가진다.

코팅 조성물의 제조는 적절한 코팅 성분들을 선택하고 알맞은 비율로 혼합하여 특정 가공 및 취급성을 가지는 코팅뿐만 아니라 목적 성질을 가지는 최종 건조 코팅 필름을 제공하는 과정을 포함한다.

코팅 조성물은 솔질, 롤러 적용, 및 스프레이 방법, 예컨대 공기-분사 스프레이, 기조식 스프레이, 무기 스프레이, 고용적 저압 스프레이, 및 기조식 무기 스프레이를 비롯한 통상적인 적용 방법으로 적용될 수 있다.

적합한 기재는 콘크리트, 시멘트 보드, 중밀도 파이어보드 (MDF) 및 파티클 보드, 석고 보드, 목재, 석조, 금속, 플라스틱, 벽지 및 텍스타일을 포함한다. 바람직하게는, 모든 기재는 수성 또는 용매형 프라이머로 사전 프라임된다.

실시예

I. 원료

II. 제조공정 및 방법

제조 방법

단계 a) 제1 착색제 분산물의 제조

제1 및 제2 겔의 분말을 물에서 200-1500 rpm으로 5 분간 교반하여 분산시키고, 60-90 ℃에서 10 분동안 500-2000 rpm으로 교반하면서 인큐베이션하였다. 시스템을 수조에서 10 분간 냉각한 후, 500-2000 rpm으로의 교반을 유지하였다. 겔 분말이 용해되면, 제1 착색제, 임의로 클레이, 및 임의로 폴리머 입자의 수성 분산물을 겔 용액에 첨가하고 2000 rpm에서 20 분 교반하였다.

단계 b) 보호된 제1 착색제 입자의 분산물 제조

클레이 및 해교제를 물에서 200-2000 rpm으로 30 분간 교반하여 용해 또는 분산시켜 클레이 분산물을 만들었다. 클레이 분산물을 폴리머 입자의 수성 분산물과 500-2000 rpm으로 30 분간 교반하여 혼합하였다. 단계 a)에서 제조된 제1 착색제 분산물을 상기 단계의 혼합물에 붓고, 100~1500 rpm으로 5~10 분동안 교반을 유지하였다.

단계 c) 다-착색제 분산물의 제조

상이한 적용에 따라, 상이한 색의 2, 3 또는 그 이상의 착색제가 다색 분산물 제조에 사용될 수 있다. 필요에 따라 보호된 제2, 제3, 또는 추가의 착색제 입자의 분산물 제조를 위해 제2, 제3, 또는 제4 착색제를 사용하여 상기 단계를 반복하였다. 각 종류의 착색제를 보호된 착색제 입자의 분산물에서 별도로 보호하였다. 보호된 제1, 제2, 제3, 또는 추가 착색제 입자의 분산물을 함께 혼합하고, 50-2000 rpm에서 30 분동안 교반을 유지하여 다색 분산물을 제조하였다.

측정

a) 10 일 열노화 (HA) 시험

실시예들을 500 mL 마개가 있는 플라스틱병에 충전하였다. HA 시험을 Jar Mill 오븐 (Lindberg/Blue M, Thermal Electron Corporation)에서 50 ℃ 하에 수행하였다. 저장 기간은 10 일이다. 점도를 KU-2 브룩필드 점도계 (Brookfield Engineering Laboratories, Inc.)로 실온에서 측정하였다. 점도는 안정성의 입증을 위해 저장 시간 전 및 후에 시험하였다.

b) 착색제 보호 관측

보호된 착색제 입자의 분산물을 교반하고, 육안으로 색 방출을 관찰하였다. 착색제가 보호되었다면, 고속 교반 (>600 rpm) 후에도 착색제 입자의 방출이 관찰되지 않는다. 착색제가 보호되지 않았다면, 고속 교반 (>600 rpm) 도중 또는 후에 착색제 입자가 물에 방출된다.

III. 실험 실시예

보호된 제1 착색제 입자의 분산물 (분산물 1 내지 12)을 상기 방법에 따라 제조하였다. 각 분산물의 성분을 표 1에 나타내었다.

제1 착색제 분산물 및 보호 조성물의 성분

No.	제1 착색제 분산물 (제1 착색제 분산물에 기초한 wt.%)				보호 조성물 (보호 조성물에 기초한 wt.%)
No.	제1 겔	제2 겔	폴리머 분산물	클레이	폴리머 분산물	클레이	해교제	기타 첨가제
1	A 40M 1.2%	구아 0.4% 젤라틴 0.4%	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 40%	RD 5%	SPP 0.5%	-
2#	-	250 MHR 2%	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 40%	RD 5%	SPP 0.5%	-
3#	-	구아 0.7% 젤라틴 0.3%	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
4	A 15 1%	구아 0.5%	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
5	A 4C 1%	구아 0.5%	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
6	A 4M 1%	구아 0.5%	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
7	A 40M 1%	구아 0.5%	-	-	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
8	F 4M 1%	구아 0.5%	-	-	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
9	K 100M 0.5%	구아 0.5%	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
10	A 4M 0.5%	구아 0.2%	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
11	F 4M 0.5%	구아 0.2%	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
12	K 100M 0.2%	구아 0.2%	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
13#	CRT 20000 1%	구아 0.5%	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
14#	구아 1.5%	-	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
15#	겔란 1.5%	-	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
16#	잔탄 1%	-	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
17#	이오타-카라기난 1.5%	-	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
18#	곤약 1.5%	-	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
19#	아라비아검 1.5%	-	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
20#	알기네이트 1.5%	-	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
21#	PAM 0.25%	-	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 10%	RD 5%	SPP 0.5%	-
22#	A 40M 1.2%	구아 0.4% 젤라틴 0.4%	AC 818 10%	RD 0.5%	AC 818 40%	-	-	보랙스 5%

#: 비교 실시예

착색제는 표에 나타나 있지 않으며, 명세서에 기술된 어떤 특별한 종류의 것일 수 있다.

IV. 결과

a) 10 일 열노화 (HA) 시험

실시예 1 내지 3의 제1 착색제 분산물을 10 일 열노화 (HA) 시험을 통해 조사하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 비교 실시예는 선행 기술에서 광범하게 사용되는 HEC (실시예 2) 또는 구아 (실시예 3) 겔 시스템에 기반한다. 열노화 후, 비교 실시예에서 상당한 점도 변화가 관찰되었다. 실시예 2의 점도는 72 KU에서 62 KU로 감소되었고, 실시예 3의 점도는 135 KU에서 116 KU로 감소되었는데, 이는 겔 물질의 불안정 잠재성을 가리키는 것이다. 청구된 제1 겔 (MC 또는 HPMC)과 제2 겔 (구아)의 배합물을 포함하는 본 발명 실시예 1은 점도 변화가 거의 없었다 (2 KU 차이, 원래 점도의 1.7% 미만). 이 결과는 청구된 겔 배합물을 사용하여 제1 착색제 분산물의 고도의 열노화 안정성을 이룰 수 있음을 입증한다.

10 일 열노화 (HA) 시험의 점도 결과

실시예	HA 전 초기 점도	HA 후 최종 점도	△점도
1	123 KU	125 KU	2 KU
2#	72 KU	62KU	-10 KU
3#	135 KU	116 KU	-19 KU

#: 비교 실시예

b) 착색제 보호

보호된 제1 착색제 입자의 상이한 분산물의 착색제 보호능을 표 3에 나타내었다. 보호능 시험을 위해, 표 1의 제1 착색제 분산물과 보호 조성물을 혼합할 때 고전단 속도 (>600 rpm)를 이용하였다.

결과에 따르면 비교 실시예 2 및 3은 고전단 조건에서 착색제를 보호할 수 없고 착색제 입자를 방출한 것으로 나타났다. 분자량이 상이한 메틸셀룰로스 (MC)가 폴리사카라이드로서 사용된 본 발명 실시예 4, 5, 6 및 7의 경우는, 모두 착색제 입자가 성공적으로 보호되었다. 본 발명 실시예 7은 폴리머 입자 또는 클레이가 제1 착색제 분산물에서 임의적인 성분일 수 있고, 보호능에 유의적인 영향을 끼치지 않음을 보여준다.

유사하게, 본 발명 실시예 8 및 9 (HPMC가 제1 겔임)에서 입증되는 바와 같이, HPMC 기반 겔 배합물이 또한 성공적으로 보호 성능을 이루었다. 이같은 보호는 또한 저농도 MC/HPMC 물질로도 이룰 수 있었디. 본 발명 실시예 10, 11 및 12에서 입증되는 바와 같이, MC/HPMC 함량이 1.5%에서 0.5%로 감소되었고, 구아는 0.5%에서 0.2%로 감소되었으며, 청구된 시스템은 착색제 입자를 잘 보호하였다. 본 발명 실시예 8은 폴리머 입자 또는 클레이가 제1 착색제 분산물에서 임의적인 성분일 수 있고, 보호능에 유의적인 영향을 끼치지 않음을 보여준다.

목적하는 보호 성능을 이루는데 제1 겔의 구조는 매우 중요하다. 비교 실시예 13에서 입증되는 바와 같이, 다른 종류의 셀룰로스인 카복실 메틸셀룰로스 (CMC)가 제1 겔로 사용된 경우 착색제 입자 보호는 좋지 않았다. 표 3에서 실시예 14 내지 21의 결과로 보여지는 바와 같이, MC/HPMC 배합이 없는 일종의 겔 시스템에서 착색제 보호가 또한 좋지 않았다.

클레이 및 상이한 첨가제 ^a에 의한 보호 결과

No.	제1 수성 분산물내 겔	착색제 보호 ^b
2^#	-/HEC	N
3^#	-/구아; 젤라틴	N
4	MC/구아	Y
5	MC/구아	Y
6	MC/구아	Y
7	MC/구아	Y
8	HPMC/구아	Y
9	HPMC/구아	Y
10	MC + 구아	Y
11	HPMC/구아	Y
12	HPMC/구아	Y
13^#	CMC/구아	N
14^#	구아/-	N
15^#	겔란/-	N
16^#	잔탄/-	N
17^#	이오타-카라기난/-	N
18^#	곤약/-	N
19^#	아라비아/-	N
20^#	알기네이트/-	N
21^#	PAM/-	N

#: 비교 실시예;

a: 3% (제1 착색제 분산물의 총 중량을 기준으로) XERACOLOUR ^TM 레드 옥사이드 착색제가 보호된 착색제 입자의 각 분산물에 첨가되었고; 제1 착색제 분산물 대 보호 조성물의 비는 1:10이다;

b: 육안으로 관찰된 착색제 보호; 방법은 측정 파트에 기술되었다; Y는 착색제가 보호되었고, 교반후 착색제 안료는 방출되지 않았음을 의미한다; N은 착색제가 보호되지 않았고, 600 rpm 초과의 고전단력으로 교반하는 도중 또는 교반후 착색제 안료가 방출되었음을 의미한다.

c) 장식 성능

보호된 착색제 입자의 분산물을 혼합하여 본 발명의 다색 코팅 조성물을 만들었다. 코팅 외관을 표 4와 도 1 및 2에 요약하였다. 상이한 적용에 기초해 선택되는 다중 착색제를 실제 화강암 외관처럼 보이도록 채용하였다. 본 발명의 코팅 외관 (본 발명 실시예 1, 도 1a 및 2a에 도시된 바와 같이 2 세트의 상이한 착색제)은 실제 화강암 외관 (도 1b 및 2b)과 유사하게 매끄럽고 무늬가 없다. 비교 실시예 22의 코팅 외관은 불연속 입자 분포로 거칠었고 (손으로 느낄 수 있거나, 직접 관측할 수 있음), 입자 모서리가 날카로웠다 (도 1c).

상이한 제제를 가지는 청구된 시스템 (실시예 4 - 12) 모두 실제 화강암 외관처럼 보일 수 있음을 알 수 있다. 외관은 숙련자들이 다양한 장식적 성능을 나타내도록 용이하게 변경될 수 있다.

코팅 성능의비교^a

No.	착색제 wt.%, 제1 착색제 분산물의 총 중량 기준	외관
1	1% XERACOLOUR^TM 브라운, 1% XERACOLOUR^TM 그레이, 및 1% XERACOLOUR^TM 블랙	매끄럽고 무늬 없음 (도 1a)
1	0.3% XERACOLOUR^TM 블랙, 0.3% TI-PURE^TM R706 TiO₂, 및 1% TI-PURE^TM R706 TiO₂ 및XERACOLOUR^TM 블랙의 9:1 혼합물	매끄럽고 무늬 없음 (도 2a)
22#	1% XERACOLOUR^TM 레드 옥사이드, 1% XERACOLOUR^TM 옐로우 옥사이드, 및 1% XERACOLOUR^TM 블랙	아주 거칠고 모서리가 날카로움 (도 1c)

#: 비교 실시예;

a: 제1 착색제 분산물 대 보호 조성물의 비는 1:8임.

Claims

수성 색 분산물로서,
제1 착색제 분산물 및 보호 조성물을 포함하며,
상기 제1 착색제 분산물이, 제1 착색제 분산물의 총 중량을 기준으로, 제1 착색제 0.05 wt.% 내지 10 wt.%; 메틸셀룰로스, 하이드록시프로필메틸셀룰로스, 하이드록시에틸메틸셀룰로스, 하이드록시부틸메틸셀룰로스, 하이드록시에틸에틸셀룰로스 및 이의 혼합물들로부터 선택되는 제1 겔 0.1 wt.% 내지 15 wt.%; 구아, 펙틴, 카라기난, 젤라틴 및 이의 혼합물들로부터 선택되는 제2 겔 0.1 wt.% 내지 15 wt.%; 및 물;을 포함하고,
상기 보호 조성물이, 보호 조성물의 총 중량을 기준으로, 폴리머 입자 0.5 wt.% 내지 70 wt.%; 클레이 0.1 wt.% 내지 10 wt.%; 및 해교제(peptizing agent) 0.05 wt.% 내지 10 wt.%;를 포함하며,
제1 착색제 분산물 대 보호 조성물의 중량 대 중량비가 1:10 내지 10:1인,
수성 색 분산물.
제1항에 있어서, 제1 착색제 분산물 대 보호 조성물의 중량 대 중량비가 1:5 내지 5:1인, 수성 색 분산물.
제1항에 있어서, 제1 착색제 분산물이, 제1 착색제 분산물의 총 중량을 기준으로, 클레이 0.1 wt.% 내지 10 wt.%를 추가로 포함하는, 수성 색 분산물.
제1항에 있어서, 제1 착색제 분산물이, 제1 착색제 분산물의 총 중량을 기준으로, 폴리머 입자 0.1 wt.% 내지 40 wt.%를 추가로 포함하는, 수성 색 분산물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 수성 색 분산물을 포함하는, 칼라 코팅.
색 분산물의 제조방법으로서,
물; 제1 착색제; 및 메틸셀룰로스, 하이드록시프로필메틸셀룰로스, 하이드록시에틸메틸셀룰로스, 하이드록시부틸메틸셀룰로스, 하이드록시에틸에틸셀룰로스 및 이의 혼합물들로부터 선택되는 제1 겔과 구아, 펙틴, 카라기난, 젤라틴 및 이의 혼합물들로부터 선택되는 제2 겔을 포함하는 겔 조성물;을 접촉시켜, 제1 착색제 분산물을 형성하는 제1 단계; 및
상기 제1 착색제 분산물을, 폴리머 입자의 수성 분산물; 클레이; 및 해교제(peptizing agent);를 포함하는 보호 조성물과 접촉시켜, 제1의 보호된 착색제 입자의 분산물을 형성하는 제2 단계;를 포함하며,
여기서,
상기 제1 착색제 분산물은, 제1 착색제 분산물의 총 중량을 기준으로, 상기 제1 착색제 0.05 wt.% 내지 10 wt.%; 상기 제1 겔 0.1 wt.% 내지 15 wt.%; 및 상기 제2 겔 0.1 wt.% 내지 15 wt.%;를 포함하고,
상기 보호 조성물은, 보호 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 폴리머 입자 0.5 wt.% 내지 70 wt.%; 상기 클레이 0.1 wt.% 내지 10 wt.%; 및 상기 해교제 0.05 wt.% 내지 10 wt.%;를 포함하며,
제1 착색제 분산물 대 보호 조성물의 중량 대 중량비가 1:10 내지 10:1인,
색 분산물의 제조방법.
제6항에 있어서,
제1 단계가, 물; 클레이; 제1 착색제; 및 메틸셀룰로스, 하이드록시프로필메틸셀룰로스, 하이드록시에틸메틸셀룰로스, 하이드록시부틸메틸셀룰로스, 하이드록시에틸에틸셀룰로스 및 이의 혼합물들로부터 선택되는 제1 겔과 구아, 펙틴, 카라기난, 젤라틴 및 이의 혼합물들로부터 선택되는 제2 겔을 포함하는 겔 조성물;을 접촉시켜 제1 착색제 분산물을 형성하는 것을 포함하고,
여기서, 상기 제1 착색제 분산물이, 제1 착색제 분산물의 총 중량을 기준으로, 상기 제1 착색제 0.05 wt.% 내지 10 wt.%; 상기 제1 겔 0.1 wt.% 내지 15 wt.%; 상기 제2 겔 0.1 wt.% 내지 15 wt.%; 및 상기 클레이 0.1 wt.% 내지 10 wt.%;를 포함하는, 방법.
제6항에 있어서,
제1 단계가, 물; 폴리머 입자의 수성 분산물; 제1 착색제; 및 메틸셀룰로스, 하이드록시프로필메틸셀룰로스, 하이드록시에틸메틸셀룰로스, 하이드록시부틸메틸셀룰로스, 하이드록시에틸에틸셀룰로스 및 이의 혼합물들로부터 선택되는 제1 겔과 구아, 펙틴, 카라기난, 젤라틴 및 이의 혼합물들로부터 선택되는 제2 겔을 포함하는 겔 조성물;을 접촉시켜 제1 착색제 분산물을 형성하는 것을 포함하고,
여기서, 상기 제1 착색제 분산물이, 제1 착색제 분산물의 총 중량을 기준으로, 상기 제1 착색제 0.05 wt.% 내지 10 wt.%; 상기 제1 겔 0.1 wt.% 내지 15 wt.%; 상기 제2 겔 0.1 wt.% 내지 15 wt.%; 및 상기 폴리머 입자 0.1 wt.% 내지 40 wt.%;를 포함하는, 방법.
제8항에 있어서, 제1 착색제와는 상이한 제2 착색제로 제1 단계 및 제2 단계를 반복하여, 제2의 보호된 착색제 입자의 분산물을 형성하는 제3 단계;를 추가로 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 제1 및 제2의 보호된 착색제 입자의 분산물들을 혼합하여 2-색 분산물을 형성하는 제4 단계;를 추가로 포함하는, 방법.
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